DE19651050C1 - Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes - Google Patents

Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes, insbesondere eines Tintendruckkopfes, der aus mehreren Modulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist.

Derartige Tintendruckköpfe werden sowohl in Bürodruckern als auch in kleinen schnellen Druckern - wie sie für Frankiermaschinen und Produktbeschriftungsgeräte benötigt werden - eingesetzt und weisen in der Regel eine größere Anzahl von Düsen auf.

Gerade im letzteren Anwendungsfall wird eine hohe Zuverlässigkeit gefordert, damit Fehler beim Ausdruck vermieden werden, die große Folgekosten auslösen können. Ein Bauteil, das auf die Zuverlässigkeit eines Druckers besonders großen Einfluß hat, ist der Tintendruckkopf samt seiner Versorgung.

Bekanntermaßen erhöht sich die Zuverlässigkeit mit sinkender Anzahl der Einzelteile; hier setzt die Erfindung an.

Es ist bekannt, siehe DE 44 43 244 A1 und US 4 703 333, bei einem aus mehreren Tintendruckmodulen zusammengesetzten Tintendruck­ kopf an jedes Modul mindestens einen Bandleiter anzuschließen, über den von zentraler Stelle die Drucksteuerung und Stromspeisung erfolgt.

Außerdem ist ein Tintendruckapparat bekannt, JP 5-116 277 A1, bei dem ein separater Tintenbandleiter und ein separater elektrischer Bandleiter übereinanderliegend mittels eines Schnappbügels auf einem Wagen befestigt sind, der darüberhinaus auch den Tintendruckkopf trägt. Der elektrische Bandleiter dient zur elektrischen Versorgung und Ansteuerung des Tintendruckkopfes. Der Tintenbandleiter dient zur Versorgung des Tintendruckkopfes über einen Zwischenspeicher mit Frischtinten und zur Entsorgung von Alttinte.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes zu schaffen, die mit mög­ lichst wenig Einzelbauteilen auskommt. Der Tintendruckkopf soll so­ wohl aus einem einzelnen Modul als auch aus mehreren Modulen in Stapelbauweise bestehen können, wobei der Einsatz von Modulen nach dem Edgeshooter- als auch nach dem Sideshooter-Prinzip möglich sein soll. Es soll von einem Modul ausgegangen werden, das einen gemeinsamen Versorgungskanal für die Tintenkanäle der Tintendruckkammern aufweist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die in dem Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Ausbildung eines sonst nur mit elektrischen Anschlußleitungen versehenen Bandleiters zusätzlich als Tintenleiter hat einen synerge­ tischen Effekt zur Folge. Indem mindestens ein Tintenkanal in den Bandleiter miteingeformt ist, wird einerseits ein besonders kompakter Aufbau erreicht und andererseits die Anordnung einer Druckaus­ gleichsmembran unmittelbar am Tintendruckkopf ermöglicht.

Durch den kompakten Aufbau werden mögliche Verzerrungen im Druckbild infolge Geschwindigkeitsänderungen des am Tintendruck­ kopf vorbei bewegten Aufzeichnungsträgers minimiert.

Durch die unmittelbare Anordnung der Druckausgleichsmembran am Tintendruckkopf werden Druckschwankungen schneller und besser ausgeglichen und einem Luftziehen der Düsen erfolgreicher entgegen­ gewirkt, als wenn die Druckausgleichsmembran nur im Tintentank vorhanden ist.

Wenn der Bandleiter in einen am Tintendruckkopf befestigten und in einen außerhalb des Tintendruckkopfes befindlichen Teil aufgeteilt ist und beide Teile durch einen Steckverbinder miteinander verbunden sind, treten hier gleichfalls synergetische Effekte ein.

Die Ausführung des Steckverbinders mit elektrischen und fluiden Ver­ bindungselementen gestattet eine besonders vorteilhafte Integration eines leicht abnehmbaren Einsatzes mit einem auswechselbaren Filter und einer Druckausgleichsmembran.

Kleine Partikel, die in der Tintenleitung ankommen, werden wirkungs­ voll herausgefiltert und somit die Düsen vor Verstopfungen bewahrt. Wenn in dem Bandleiter mehr als ein Tintenkanal eingeformt ist, kann ein Tintenkanal als Tintenleitung zu einem Alttintentank verwendet wer­ den.

Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Einen Tintendruckkopf aus drei Modulen mit einem Bandleiter mit Steckverbinder in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten und in Einzelteilen,

Fig. 2 Einzelheiten zum Tintendruckkopf gemäß Fig. 1

  • a) einen Längsschnitt durch den Tintendruckkopf,
  • b) einen Längsschnitt durch gegeneinander versetzte Verbin­ dungsstücke,
  • c) eine Draufsicht auf den Stutzen mit darunter angeordnetem elastischen Verbindungsstück,

Fig. 3 einen Tintendruckkopf mit einem Tintendruckmodul mit durch­ gehendem Bandleiter in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten und in Einzelheiten,

Fig. 4 einen Tintendruckkopf aus einem Tintendruckmodul mit einem Bandleiter mit Steckverbinder in perspektivischer Darstellung, teilweise in Einzelteilen.

Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis sind die Darstellungen teilweise schematisiert ausgeführt.

Gemäß Fig. 1 ist ein Tintendruckkopf 1 aus drei Modulen 11, 12, 13 zusammengesetzt, die durch je zwei Bandleiter 2′, 2′′ untereinander distanziert sind.

An den ersten Modul 11 ist ein Bandleiter 2 herangeführt, der aus zwei Teilen 22, 24 besteht. Beide Teile 22, 24 sind durch einen Steck­ verbinder 23 miteinander verbunden.

Der erste Teil 24 des Bandleiters 2 ist an dem Modul 11 befestigt.

Wie besonders am zweiten Teil 22 des Bandleiters 2 ersichtlich ist, enthält der Bandleiter 2 mehrere Anschlußleitungen 20 und einen Tin­ tenkanal 21. Entsprechend weist der Steckverbinder 23 in den zugeordneten Verbinderteilen 231, 232 die gleiche Anzahl von elek­ trischen Verbindungselementen 201 und ein fluides Verbindungs­ element 211 auf.

Im Verbinderteil 231 ist mittels einer Schraubverbindung oder auf irgendeine andere geeignete Weise eine Fassung 6 eingesetzt, die oben durch eine Druckausgleichsmembran 3 abgeschlossen ist und im Schaft ein auswechselbares Filter 4 enthält. Das Filter 4 ragt als Zwischenstück in den Tintenkanal 21 beziehungsweise in das fluide Verbindungselement 211 hinein.

Die freien Enden der Anschlußleitungen 20 des Teils 24 sind an Leiter­ züge 112 des Tintendruckmoduls 11 gebondet. Die Leiterzüge 112 sind zugleich Beläge von nicht näher bezeichneten bekannten Piezo­ aktoren.

Die Bandleiter 2′, 2′′ können zwischen den Modulen 11, 12, 13 zugleich als Distanz- und Justierstücke ausgebildet sein. Die Module einschließ­ lich der Bandleiter werden gemeinsam kraftschlüssig zusammen­ gehalten.

Der Tintenkanal 21, der vom fluiden Verbindungselement 211 kommt mündet über einen Stutzen 5 in einen gemeinsamen Versorgungskanal 111 des Moduls 11, siehe auch Fig. 2 und 3.

Der Stutzen 5 ist Bestandteil einer elastischen Verbindung zwischen dem Bandleiter 2 beziehungsweise dessen erstem Teil 24 und dem Tintendruckkopf 1 beziehungsweise dessen erstem Modul 11, siehe auch Fig. 3.

Zu diesem Zweck ist an dem Bandleiterteil 24 ein federnder Kragen 241 angeformt, der im zusammengebauten Zustand auf einen Dichtring 53 drückt, der in eine Ausnehmung 521 eines Mittenflansches 52 des Stutzens 5 eingelegt ist. Auf die Gegenseite des Mittenflansches 52 ist ein Belag 522 aufgebracht, mit dem der Mittenflansch an dem Modul 11 beziehungsweise 13 anliegt. Der Belag 522 dient als Dichtung und be­ darfsweise als Klebeverbindung. Damit ist die Verbindung dicht.

Gemäß Fig. 2a erfolgt die Tintenversorgung der anderen Module 12 13 innerhalb des Stapels, indem eine durchgängige Verbindung der gemeinsamen Versorgungskanäle 111, 121, 131 einmal innerhalb jedes der Module untereinander besteht und darüber hinaus von Modul 11 zu Modul 12 und von diesem weiter zu Modul 13 über dazwischen­ liegende Verbindungsstücke 7, 7′ vorgesehen ist.

Auf diese Weise ist der erste gemeinsame Versorgungskanal 111 des ersten Moduls 11 mit dem zweiten gemeinsamen Versorgungskanal 121 des zweiten Moduls 12 verbunden.

Der zweite gemeinsame Versorgungskanal 121 des zweiten Moduls 12 ist mit dem dritten gemeinsamen Versorgungskanal 131 des dritten Moduls 13 verbunden.

Bei dieser Ausführung ist demzufolge nur der oberste Bandleiter 2 zugleich als Tintenleiter vom nicht näher dargestellten Tintentank zum Tintendruckkopf 1 ausgebildet, während die übrigen Bandleiterteile 24 nur mit Durchbrüchen für die Stutzen 5 beziehungsweise für die Verbindungsstücke 7, 7′ versehene sogenannte Durchgangsleiter sind und keine Tintenleiterfunktion haben.

Jedes einzelne Verbindungsstück 7, 7′ ist als elastischer Körper ausgeführt, indem dessen Mittelteil 72, 72′ balgen- und flanschförmig gestaltet ist. Die den Modulen 11, 12 beziehungsweise 12, 13 zuge­ wandten Flächen der Flansche 721, 721′ sind mit einem Belag 722, 722′ versehen, der zur Abdichtung und bedarfsweise als Klebe­ verbindung dient, siehe auch Fig. 2b.

Das Verbindungsstück 7, 7′ liegt auf diese Weise mit seinen Flanschen 721, 721′ über die Beläge 722, 722′ an den Modulen 11, 12, 13 an und ragt mit aus den Flanschen 721. 721′ vorstehenden Kragen 71, 71′ in Öffnungen 212 der Module 11, 12, 13 hinein, die zu den gemeinsamen Versorgungskanälen 111, 121, 131 führen. Der Kragen 71, 71′ ist zweckmäßig identisch wie beim Stutzen 5 ausgeführt.

Die elektrische Verbindung der übrigen Bandleiter 2′, 2′′, 2′′′ über die Steckverbinder 25 nach außen kann beispielsweise zusammengefaßt über eine - in der Fig. 1 nicht gezeigte - Busplatine erfolgen.

Der ganze Tintendruckkopf kann gleichfalls mit einem einzigem Band­ leiter 2 versorgt werden. Der Bandleiter kontaktiert ebenso die vorge­ nannte Busplatine, welche die elektrische Verbindung zwecks Ansteuerung der einzelnen Module sichert.

Zwischen den Modulen 11, 12, 13 liegen in diesem Fall plattenförmige einstückige Abstandsteile, wobei die Abstandsteile keinerlei elektri­ sche oder fluide Versorgung durchführen müssen. Die Abstandsteile weisen lediglich Öffnungen für die elastischen Verbindungsstücke 7, 7′ auf. Die elastischen Verbindungsstücke 7, 7′ sichern die Tintenversor­ gung von Modul 11 über Modul 12 zu Modul 13 und können auf Grund ihrer Elastizität Toleranzen zwischen den Modulen 11, 12 13 aus­ gleichen.

Der Stutzen 5 ist ebenso elastisch und kann somit geringe Toleranzen bei der Montage des Bandleiters 2 ausgleichen. Der Stutzen 5 wird an dem Modul 11 montiert, an welchem - wie schon in der Fig. 1 gezeigt - der Bandleiter 2 andockt und der somit mit dem Steckverbinderteil 232 in Verbindung gebracht wird, welches den Tintenkanal 21 aufweist.

Die Fig. 2b zeigt einen Längsschnitt durch gegeneinander um Δt ver­ setzte Bohrungen für den Tintenkanal in den Deckplatten eines Moduls 12 und entsprechend versetzte elastische Verbindungsstücke 7 und 7 wobei die Tintenausstoßrichtung auf den Betrachter zeigt.

Fig. 2c ist eine Draufsicht auf den Stutzen 5 mit darunter angeordneten elastischen Verbindungsstück 7.

Zur Realisierung des Interlaced-Prinzips sind die Module 11, 12, 13 gegeneinander im Tintendruckkopf 1 versetzt angeordnet, wobei der Versatz durch die Bandleiter 2′, 2′′ beziehungsweise Abstandsteile genau eingehalten wird. Das hat den Vorteil, daß alle Module hin­ sichtlich der nach außen weisenden Oberflächenstruktur gleich aus­ gebildet sein können. Im Grenzfall mit sehr vielen Modulen wird der Versatz zwischen benachbarten Modulen sehr klein, so daß ein Versatz der Bohrungen für den Tintenkanal in den Deckplatten dann nicht mehr erforderlich ist und der Versatz zwischen den Modulen innerhalb des Elastizitätsbereiches der elastischen Verbindungsstücke 7, 7′ liegt.

Die Erfindung ist auch bei anderem Design der Module anwendbar. Bei mehr als einem gemeinsamen Versorgungskanal 111 innerhalb eines Moduls 11 sind alle Versorgungskanäle 111 untereinander verbunden.

Die Erfindung läßt allerdings auch zu, daß jeder Modul so über einen Bandleiter versorgt wird, wie der erste Modul. Alle Steckverbinder sind dann ähnlich wie der Steckverbinder 23 ausgeführt und der Abstand zwischen den Modulen 11, 12, 13 ist nur geringfügig größer. Bei einer solchen Ausführung würden die Verbindungsstücke 7, 7′, 7′′ ganz entfallen.

Gemäß Fig. 3 gehen beide Teile 22, 24 des Bandleiters 2 unmittelbar ineinander über, das heißt, auf einen Steckverbinder wird verzichtet. Dafür ist der am Modul 11 befestigte erste Teil 24 des Bandleiters 2 so gestaltet, daß die Fassung 6 mit dem Filter 4 eingesetzt werden kann und ein Ausgleichsvolumen nebst Druckausgleichsmembran 3 über dem Einlaßbereich in den gemeinsamen Versorgungskanal 111 vorhanden ist.

Die Andockung des Teils 24 an den Modul 11 erfolgt analog wie bei der Ausführung nach Fig. 1 über die Kombination Kragen 241, Dichtring 53 und Stutzen 5.

Die elektrische Versorgung für die Ansteuerung der Piezoaktoren an der Unterseite des Moduls kann separat erfolgen.

In Fig. 4 ist eine Ausführung gezeigt, bei der beide Teile 22, 24 des Bandleiters 2 über einen Steckverbinder 23 miteinander verbunden sind, die Druckausgleichsmembran 3 und das Filter 4 sind jedoch wie in der Ausführung nach Fig. 3 angeordnet.

Der Steckverbinder 23 ist so ausgeführt, daß die elektrische Verbindung zum unteren Teil des Moduls 11 vom Verbinderteil 232 am Modul 11 erfolgt, indem der untere Bandleiter 2′ mit diesem verbunden ist. Der gemeinsame Versorgungskanal 111 ist demzufolge nur über den Bandleiter 2 mit dem - nicht dargestellten - Tintentank verbunden. Der vom Tintendruckkopf 1 beziehungsweise Modul 11 abgewandte Verbinderteil 231 ist entsprechend angepaßt, um die elektrische Ver­ sorgung für die Ansteuerung der Piezoaktoren an der Unterseite des Moduls durchzuführen.

Eine weitere - nicht dargestellte - Variante verzichtet, ähnlich wie bei der Fig. 3 gezeigt, auf einen Steckverbinder. Der Bandleiter 2 besteht im Kopfbereich aus einem Bandleiterteil 24 und 24′, welche zur Mon­ tage des Moduls 11 einfach - wie ein Maul - aufgeklappt werden. Nach dem Schließen ist dann die Montage beendet.

Solche einzelne Tintendruckkopfmodule können natürlich auch vorteilhaft zu einem Tintendruckkopf gemäß dem Non-Interlaced-Prinzip konfektioniert werden.

Bezugszeichenliste

1 Tintendruckkopf
11 erster Modul
111 gemeinsamer Versorgungskanal im Modul 11
112 Leiterzüge am Modul 11
12 zweiter Modul
121 gemeinsamer Versorgungskanal im Modul 12
13 dritter Modul
131 gemeinsamer Versorgungskanal im Modul 13
2, 2′, 2′′, 2′′′ Bandleiter
20 Anschlußleitungen im Bandleiter 2
201 elektrische Verbindungselemente
21 Tintenkanal im Bandleiter 2
211 fluides Verbindungselement
22 zweiter Teil des Bandleiters 2
23 Steckverbinder
231 Verbinderteil, vom Tintendruckkopf abgewandt
232 Verbinderteil, am Tintendruckkopf befestigt
24 erster Teil des Bandleiters 2
241 Kragen am Bandleiterteil 24
3 Druckausgleichsmembran
4 Filter
5, 5′ Stutzen am Tintendruckkopf 1
51, 51′ Kragen am Stutzen 5, 5
512, 513 Wulst am Kragen des Stutzens 5
512′, 513′ Wulst am Kragen des Stutzens 5
52, 52′ Mittenflansch am Stutzen 5, 5
521, 521′ Ausnehmung im Mittenflansch
522, 522′ Belag auf dem Mittenflansch 52, 52
53, 53′ Dichtring
6 Fassung für Filter 4 und gegebenenfalls Druckaus­ gleichsmembran 3
7, 7′ Verbindungsstück
71, 71′ Kragen am Verbindungsstück 7, 7
712, 713 Wulst am Kragen des Verbindungsstücks 7
712′, 713′ Wulst am Kragen des Verbindungsstücks 7
72, 72′ Mittelteil des Verbindungsstücks 7, 7
721, 721′ Flansch am Mittelteil 72, 72
722, 722′ Belag auf dem Flansch 721, 721

Claims (8)

1. Vorrichtung zur Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes, der über Bandleiter elektrisch versorgt und angesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß in den Bandleiter (2) mindestens ein Tintenkanal (21) eingeformt ist, der einerseits mit einem im Tintendruckkopf (1) vorhandenen gemeinsamen Versorgungskanal (111) und andererseits mit einem Tintentank verbunden ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Übergangsbereich zwischen Bandleiter (2) und Tinten­ druckkopf (1) eine Druckausgleichsmembran (3) und ein auswechsel­ bares Filter (4) vorgesehen sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandleiter (2) aus einem an dem Tintendruckkopf (1) befestigten ersten Teil (24) und aus einem außerhalb des Tintendruckkopfes (1) befindlichen zweiten Teil (22) besteht.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Teile (22, 24) des Bandleiters (2) unmittelbar ineinander übergehen und im ersten Teil (24) im Kopplungsbereich zwischen Tintenkanal (21) und gemeinsamen Versorgungskanal (111) das Filter (4) und die Druckausgleichsmembran (3) angeordnet sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die beiden Teile (22, 24) des Bandleiters (2) mittelbar durch einen angepaßten Steckverbinder (23) miteinander verbunden sind, der elek­ trische Verbindungselemente (201) und fluide Verbindungselemente (211) aufweist und in dessen vom Tintendruckkopf (1) abgewandten Verbinderteil (231) das Filter (4) und die Druckausgleichsmembran (3) angeordnet sind, und in dessen am Tintendruckkopf (1) befestigten Verbinderteil (232) das fluide Verbindungselement (211) mit dem gemeinsamen Versorgungskanal (111) verbunden ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der erste Teil (24) des Bandleiters (2) auf den Tintendruckkopf (1) beziehungsweise dessen Tintendruckmodul (11) direkt aufgesetzt ist wobei die Anschlußleitungen (20) an die zugeordneten Leiterzüge (112) gebondet sind und der Tintenkanal (21) über einen Stutzen (5) mit dem zugeordneten gemeinsamen Versorgungskanal (111) im Tintendruckkopf (1) lösbar verbunden ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß an dem ersten Teil (24) orthogonal zum Tintenkanal (21) ein federnder Kragen (241) angeformt ist, der an einem Dichtring (53) kraftschlüssig anliegt, der wiederum in einer Ausnehmung (521) eines Mittenflansches (52) am Stutzen (5) gelagert ist,
daß der Stutzen (5) am Tintendruckkopf (1) orthogonal über dem gemeinsamen Versorgungskanal (111) angebracht ist und
daß der oberhalb des Kragens (241) liegende Bereich des ersten Teils (24) des Bandleiters (2) als Druckausgleichsmembran (3) ausgebildet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsmembran (3) und das Filter (4) im Bereich der fluiden Verbindungselemente (211) auswechselbar eingepaßt sind.
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