DE19910943B4 - Düsenkopf für einen Tintendrucker - Google Patents
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Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft einen Düsenkopf für einen Tintendrucker, der in Einbaulage mit seiner Düsenplattenfläche dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger mit Druckabstand gegenüberliegt und mittels eines Druckkopfschlittens hin- und herbewegbar ist, wobei aus den elektronisch angesteuerten Düsen aufgrund eines Druckbefehls unter Druck Tintentropfen in schneller Folge austreten, ferner mit einer Wischeinrichtung, mittels der Papierstaub, Papierfasern, fremde Staubteilchen u. dgl. von der Stirnseite entfernbar sind und auf der Düsenplattenfläche eine Maske mit einer festgelegten Dicke angeordnet ist, die einen inneren Ausschnitt mit einem ringsumlaufenden Randabstand zur Düsenreihe aufweist, wobei die Wischeinrichtung die Düsenplattenfläche nicht berührt, gemäß Patent 199 01 264 .
- Das Hauptpatent löst die Aufgabe, die Gefahren durch Wischen an der Düsenplatte zu vermeiden und dabei den Düsenkopf mit seiner Vielzahl von Düsenöffnungen zu schützen.
- Solche Düsenköpfe weisen an der Vorderseite eine Düsenplatte mit einer Lochstruktur auf, die aus einer hohen Anzahl von eng nebeneinander liegenden Düsen mit Düsendurchmessern im μ-Bereich besteht. Im praktischen Druckbetrieb treten immer wieder Schmutz- und Tintenansammlungen an den Düsenmündungen auf. Hinzu kommen Partikel, die aus dem Papier und / oder der Umwelt stammen, die zu Funktionsstörungen des Düsenkopfes führen.
- Für die Tintenansammlungen vor den Düsenöffnungen wird als Ursache angenom men, daß die in schneller Folge abgeschossenen Tintentropfen sich nicht mehr vollständig von der Düsenöffnung lösen. Die Reste sammeln sich und bilden im Lauf der Zeit relativ große Tintentropfen. Hin und wieder müssen die Düsen gereinigt werden. Zwecks innerer Reinigung wird Tinte unter Druck durch die Düsen gepreßt. Die Reinigungstinte rinnt dabei an der Düsenplatte nach unten und wird in einer in dem Druckwiderlager angeordneten napfartigen Auffangvorrichtung aufgefangen, wobei der Napf am Rand der Düsenplatte dichtend aufliegt. Trotzdem verbleiben Reste der Tinte nach dem Abheben der Auffangvorrichtung an der Frontseite der Düsenplatte. Für den Fall, daß Schmutzpartikel auf der Frontseite der Düsenplatte liegen, vermischen die Düsen diese Partikel mit Tinte. Auch hier sammelt sich mehr und mehr Tinte, die durch die Schmutzpartikel angereichert wird und Ansammlungen bildet.
- Die Folgen dieser Ansammlungen sind Ausfälle von einzelnen Düsen, wachsende Ansammlungen und steigende Anzahlen von Düsenausfällen, weil die einzelnen Düsen die Ansammlungen mit ihrer geringen kinetischen Energie nicht wegdrängen oder durchstoßen können. In schweren Fällen rinnt die Tinte am Druckkopf entlang und verbreitet sich weiter im Drucker. Für den Fall, daß die Tinte auf die Führung des Druckschlittens gelangt, ändern sich die Reibwerte, so daß weitere Schmutzansammlungen und Funktionsstörungen die Folge sind. Da der Abstand der Düsenplatte zum Aufzeichnungsträger (Papier) sehr gering ist, erzeugen die Tintenansammlungen Tintenflecke auf dem Aufzeichnungsträger.
- Die sich im Lauf der Betriebszeit anlagernden Papierfasern, Papierstaub, fremde Staubteilchen u. dgl. müssen durch Wischen entfernt werden. Da aber von einer Maske ausgegangen wird, die sich schützend vor der Düsenplatte befindet, ist die Wahrscheinlichkeit, daß Schmutzpartikel sich vor den Düsenausgängen ablagern, sehr gering. Dennoch besteht nach längerer Betriebsdauer die Gefahr der Ablagerung oder des Transports von Staubpartikeln vor den Düsen durch das Wischen über die Maske, weil die Maske einen Ausschnitt aufweist, durch den die Tintentropfen hindurch geschossen werden.
- Aus der
DE 32 03 014 A1 ist zwar keine Düsenplattenfläche, jedoch eine im Innern des Düsenkopfes liegende Frontplatte bekannt. Eine solche Deckplatte bildet einen Abschluss einer Luftzelle. Die bekannte Deckplatte entspricht einer Düsenplattenfläche, in der die Düsen münden. Eine solche Deckplatte stellt jedoch keinen ausreichenden Schutz für die nach außen mündenden Düsen dar. Es fehlt weiterhin an einer Wischeinrichtung für die Düsen. - Aus der
US 5, 266, 97 A ist ein Düsenkopf für einen Tintendrucker mit einer Wischeinrichtung bekannt. Die einzelnen Bauteile des Düsenkopfes sind mittels eines Begrenzungs-Glieds zusammengehalten. Das Begrenzungsglied umgibt dabei eine offen liegende Düsenplatte mit einer Düsenreihe. Die Düsenplatte wird einseitig von dem Begrenzungsglied bedeckt. Die übrige Fläche der Düsenplattenfläche ist frei für das Wischmesser der Wischeinrichtung. Das unmittelbare Wischen auf der Düsenplattenfläche kann eine Beschädigung der Düsen und eine Beeinträchtigung der Düsenöffnungen durch verstopfen mit Schmutz verursachen. - Aus der
DE 195 22 593 A1 ist ein Verfahren und eine Anordnung zur Reinhaltung der Düsen eines Tintendruckkopfes bekannt. Die Zuverlässigkeit des Düsenkopfes soll bei geringen Aufwand gewährleistet werden. Dazu wird in einem Vorraum während des Druckbetriebs und überwiegend auch in Druckpausen ein durch Lösungsmitteldämpfe angereichertes Mikroklima erzeugt, das einen geringfügig höheren Druck aufweist als die Außenatmospäre. Dadurch werden die Düsen vor Eintrocknung geschützt. Der Vorraum wird gebildet, indem der Tintendruckkopf gegenüber einer Frontwand zurückversetzt angeordnet ist. Eine Dichtkappe mit Wischlippe ist für einen Verschluss außerhalb des Druckens oder während längerer Druckpausen aufgesetzt. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch noch zwischen Düsenplatte und Maske eventuell eindringende Partikel wieder zu entfernen, so daß nicht nur die Düsenplatte durch die Maske geschützt wird, sondern dieser Schutz auch für eine große Betriebsdauer aufrechterhalten werden kann.
- Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 aufgeführter Merkmale gelöst. Dadurch entsteht ein bestmöglicher Schutz für die Düsenplatte bei gleichzeitiger Reinigungsmöglichkeit in größeren Abständen der Betriebszeit. Für den Fall einer dennoch sinnvollen Reinigung wird die Reinigungstinte in ihrer Menge gering gehalten und kann nach Filterung wiederverwendet werden.
- Nach weiteren Merkmalen ist vorgesehen, daß die Maske einen die Düsenplatte ringsum umgreifenden Kragen bildet. Dadurch kann der Hohlraum klar geformt, bestimmt und nach außen dicht abgeschlossen werden.
- Andere Merkmale sehen vor, daß die Maske einen erhabenen Bereich an der frontseitigen Ebene aufweist. Der Vorteil ist eine Abweisung von vorstehenden Papierzonen, die beim Überfahren sich nicht zerknittern können, sondern glatt gehalten werden.
- Eine andere Ausgestaltung besteht darin, daß die Schlauchanschlüsse Flüssigverbindungen zur Tintenversorgung des Tintendruckers bilden. Das System des Hohlraums kann dadurch an die Tintenversorgung angeschlossen werden, so daß ein weitestgehend geschlossenes System mit geringen Tintenverlusten entsteht.
- In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Maske nur an der unteren Öffnung eine Flüssigverbindung zu einer Pumpe aufweist. Dadurch kann unter Ansaugen von Luft Schmutztinte abgesaugt werden oder wahlweise durch Druck Tinte durch den Hohlraum hindurch gepumpt werden.
- Eine Verbesserung besteht ferner darin, daß die frontseitige Ebene der Maske mit einer tintenabweisenden Oberfläche versehen ist. dadurch wird weitestgehend über die Maske keine Tinte auf den Aufzeichnungsträger übertragen.
- Die Erfindung ist ferner dadurch vorteilhaft, daß der innere Ausschnitt der Maske für den Durchtritt von Tintentröpfchen in einem metallischen Einsatz vorgesehen ist, der in die Maske aus Kunststoff eingelassen ist. Der metallische Einsatz kann dann die tintenabweisende Oberfläche erhalten.
- Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, daß an der oberen Öffnung ein kurzer Schlauch zum Belüften des Hohlraums vorgesehen ist. Dadurch kann Luft angesaugt und Tinte nach unten abgesaugt werden.
- Eine Alternative dazu besteht darin, daß an der oberen Öffnung ein langer Schlauch mit nachgeschalteter Pumpe anschließbar ist. Dadurch kann ein geringer Überdruck gegenüber der Atmosphäre im Hohlraum erzeugt werden. Der Vorteil besteht außerdem in einem Anschluß an das Tintenversorgungs-System des Tintendruckers.
- Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal ergibt sich daraus, daß die frontseitige Ebene der Maske gegenüber der Ebene des zu bedruckenden Papiers um einen geringen Betrag zurückversetzt ist. Dadurch wird vermieden, daß sich das Papier in den Durchbruch einfädelt oder von der Maske Partikel aus dem Papier abrasiert werden.
- Die Abstimmung der Düsenkopf-Bewegung zu der Bewegung des Papiers kann au ßerdem dadurch verbessert werden, daß in einem Halter zwei Düsenköpfe mit gegeneinander gestellten Masken und erhabenen Bereichen, die oberhalb und unterhalb einer Druckzeile liegen, angeordnet sind. Dadurch tritt ebenfalls eine genaue Abstandseinstellung des Papiers zu der Maske und damit zu der Düsenplatte ein.
- Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.
- Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Düsenkopf-Halters für zwei Düsenköpfe, -
2 eine perspektivische Ansicht eines einzelnen Düsenkopfes mit Maske, -
3 eine perspektivische Ansicht von hinten in das Innere der Maske, -
4 eine Vorderansicht der Düsenplatte des Düsenkopfes, -
5 einen Querschnitt durch den Düsenkopf mit aufgesetzter Maske, -
6 einen Längsschnitt durch den Düsenkopf mit aufgesetzter Maske und -
6A ein Zubehörteil im Querschnitt vor seiner Betriebslage. - Gemäß
1 sind in einem Halter1 mit Befestigungselementen2 für die Verbindung mit einem Druckkopfschlitten zwei Düsenköpfe3 , die mittels Fixierelementen3b (6 ) im Halter1 festgelegt sind, mit jeweils einer Düsenplatte4 (4 ) eingesetzt. Über jeder Düsenplatte4 befindet sich eine Maske5 . Von der Maske5 ist die frontseitige Ebene5a sichtbar. Auf der Maske5 ist ein erhabener Bereich5b zur Abweisung vorstehenden Papiers, wie z.B. von angehobenen, gelochten Rändern der Papierart Leporello, gebildet. - Die Maske
5 mit ihrer frontseitigen Ebene5a , die den erhabenen Bereich5b trägt (2 ), weist einen schlitzförmigen Durchbruch6 auf sowie einen umlaufenden Kragen5c . Die auf dem Düsenkopf3 austretenden Tintentröpfchen durchfliegen den Durchbruch6 und treffen danach auf das Papier auf. An den gegenüberliegenden Stirnseiten sind eine obere stirnseitige Öffnung7a und eine untere stirnseitige Öff nung7b zum Absaugen von Schmutztinte eingearbeitet. In den Öffnungen7a und7b verlaufen jeweils Flüssigverbindungen8 ,8a (1 ) nachstehend noch näher erläutert werden. - Gemäß
3 bildet die Maske5 einen Hohlraum9 , wobei an einer Innenseite9a der Durchbruch6 mündet. Ferner sind ein oberer Schlauchanschluß10 und ein unterer Schlauchanschluß11 an den Stirnseiten mündend angebracht. - Währenddem die Maske
5 aus einem spritzfähigen Kunststoff hergestellt ist, kann der Durchbruch6 in einem aus Metall gefertigten Einsatzstück angebracht sein. Die Länge des Durchbruchs6 ist geringfügig größer als die Düsenreihe4a . Die Breite des Durchbruchs6 ist so bemessen, daß sie einerseits bereit genug zum Durchschießen der Tintentropfen ist und andererseits aber keine Tinte aus dem Hohlraum9 durch den Durchbruch6 hindurchtritt, wenn der Hohlraum9 während des Reinigens mit Tinte gefüllt wird. In der Praxis bewähren sich Schlitzbreiten zwischen 100 μm und 500 μm. Wahlweise besteht die Oberfläche der Maske5 aus Metall oder die Maske5 besteht aus Kunststoff und enthält das Einsatzstück. - Der Hohlraum
9 ist bis auf die Anschlußöffnungen oben und unten gegen die Umgebung abgedichtet. - Gemäß
4 weist eine Düsenplatte4 eine Düsenreihe4a auf, die z.B. aus 128 Düsen gebildet wird. In4 befindet sich die Düse Nr. 1 rechts und die Düse Nr. 128 auf der linken Seite. - An dem Düsenkopf
3 (5 ) ist auf der Oberfläche4b der Düsenplatte4 die Maske5 mit dem Hohlraum9 zwischen der Düsenplatte4 und der Innenseite9a bei einer lichten Weite12 aufgesetzt. An den Hohlraum9 ist die untere stirnseitige Öffnung7b zum Absaugen von Schmutztinte angeschlossen. An die untere stirnseitige Öffnung7b schließt sich ferner eine untere Flüssigverbindung13 zum Absaugen über eine Pumpe14 an. - Gemäß den
1 und6 ist der Hohlraum9 in der Maske5 mit dem Durchbruch6 erkennbar, durch den die Tintentropfen hindurchfliegen. Die Maske5 ist mittels des umlaufenden Kragens5c um wulstförmige Vorsprünge des Druckkopfgehäuses3a gestülpt. Hierbei liegt dem Durchbruch6 die Düsenreihe4a gegenüber. Die obere Flüssigverbindung8 besteht aus einem relativ kurzen Schlauch17 zur Belüftung des Hohlraumes9 . Für den Fall, daß der kurze Schlauch17 verlängert und eine Pumpe angeschlossen wird, kann mit dieser im Hohlraum9 ein geringer Luft-Überdruck gegenüber der Umgebung erzeugt werden. Die untere Flüssigverbindung8a besteht aus einem etwas längeren Schlauch16 mit nachgeschalteter Pumpe14 zum Absaugen von Reinigungstinte. Die frontseitige Ebene5a der Maske5 , in der sich der schlitzförmige Durchbruch6 befindet, ist gegenüber der Papierebene etwas zurückversetzt. Dadurch wird vermieden, daß sich das Papier in den Durchbruch6 einfädelt oder von der Maske5 Partikel aus dem Papier abrasiert werden. - Im Ausführungsbeispiel der
1 werden zwei identisch gleiche Masken5 durch Gegeneinanderstellen zu einer Druckkopfeinheit montiert, so daß oberhalb und unterhalb einer zu druckenden Zeile jeweils ein erhabener Bereich5b der Maske5 eine Papierabweisfunktion übernimmt. - Gemäß
6a ist ein elastisches Abdichtelement15 vorhanden, das in Ruhephasen des Düsenkopfes3 , wie z.B. in längeren Stillstandszeiten, eingesetzt wird, wobei dieses vor den Durchbruch6 bis auf die Ebene5a geschoben wird, so daß der schlitzförmige Durchbruch6 nach außen abgedichtet ist. - Während des Druckens arbeitet der Düsenkopf wie folgt:
Der Düsenkopf mit der Maske5 bewegt sich in Zeilenrichtung mit geringem Abstand vor dem Papier. Aufgrund der Steuerung des Druckers werden Tintentropfen aus einer oder mehreren Düsen der Düsenreihe4a abgeschossen, die wie üblich ein matrixförmiges Druckbild auf dem Papier erzeugen. Die Tintentropfen fliegen während dieses Vorgangs durch den schlitzförmigen Durchbruch6 , ohne dessen Rand zu berühren und treffen am Ende der Flugbahn auf dem Papier auf. Die Maske5 beeinträchtigt also die Druckbilderzeugung nicht, schützt jedoch die Düsenplatte4 vor Schmutz und Beschädigung. - In Intervallen wird durch den unteren Schlauchanschluß
11 (5 ) mittels der Pumpe14 die Lecktinte, die als Rest vom Reinigungsvorgang übrig bleibt, aus dem Hohlraum9 abgesaugt. Dieser Vorgang kann permanent, intermittierend oder im Bedarfsfall ausgelöst werden. Dabei bleibt die frontseitige Ebene5a der Maske5 sauber. Die obere stirnseitige Öffnung7a (3 ) dient der Belüftung des Hohlraumes9 . An den oberen Schlauchanschluß10 ist ein relativ kurzer Schlauch angeschlossen (1 ), der ein unbeabsichtigtes Austreten von Tinte während des Reinigungsvorganges vermeidet. Wahlweise ist ein längerer Schlauch mit einer nachgeschalteten Pumpe vorgesehen, mit der der geringe Überdruck im Hohlraum9 erzeugt wird. Dadurch kann das Eindringen von Fremdkörpern durch den schlitzförmigen Durchbruch6 in den Hohlraum9 vermieden werden. - Für den Reinigungsvorgang wird der laufende Druckbetrieb unterbrochen. In einer Tintenzuführung wird mit einer weiter nicht dargestellten Pumpe kurzzeitig ein Überdruck erzeugt. Dadurch strömt die Tinte aus den Düsen der Düsenplatte
4 und füllt den Hohlraum9 . Sobald der Hohlraum9 vollständig gefüllt ist, wird die Pumpe abgeschaltet. - Die geringe Breite des schlitzförmigen Durchbruchs
6 bewirkt, daß keine Tinte ausläuft. Nachdem der Hohlraum9 vollständig geflutet ist, wird über den am unteren Schlauchanschluß11 (5 ) angeschlossenen Schlauch mit nachgeschalteter Pumpe14 der Hohlraum9 entleert, so daß das Tintenniveau absinkt und dabei eventuell eingedrungene Schmutzpartikel ausgeschwemmt werden. Die Düsen werden durch den Tintenschwall gereinigt. - In längeren Stillstandszeiten wird der Druckschlitten in eine Grundstellung gefahren. In dieser findet der Düsenkopf
3 gegenüber der Papierführung ein elastisches Element15 , das ähnlich einem Gummipuffer ausgebildet ist und das den schlitzförmigen Durchbruch6 der Maske5 überdeckt, d.h. verschließt, so daß keine Fremdkörper eindringen können und die Düsenreihe4a vor dem Austrocknen geschützt ist. -
- 1
- Halter
- 2
- Befestigungselemente
- 3
- Düsenkopf
- 3a
- Düsenkopfgehäuse
- 3b
- Fixierelement
- 4
- Düsenplatte
- 4a
- Düsenreihe
- 4b
- Oberfläche
- 5
- Maske
- 5a
- frontseitige Ebene
- 5b
- erhabener Bereich
- 5c
- umlaufender Kragen
- 6
- Durchbruch
- 7a
- obere Öffnung
- 7b
- untere Öffnung
- 8
- obere Flüssigverbindung
- 8a
- untere Flüssigverbindung
- 9
- Hohlraum
- 9a
- Innenseite
- 10
- Schlauchanschluß
- 11
- Schlauchanschluß
- 12
- lichte Weite
- 13
- untere Flüssigverbindung
- 14
- Pumpe
- 15
- Abdichtelement
- 16
- langer Schlauch
- 17
- kurzer Schlauch
Claims (11)
- Düsenkopf (
3 ) für einen Tintendrucker, der in Einbaulage mit seiner Düsenplattenfläche (4b ) dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger mit Druckabstand gegenüberliegt und mittels eines Druckkopfschlittens hin- und herbewegbar ist, wobei aus den elektronisch angesteuerten Düsen (4a ) aufgrund eines Druckbefehls unter Druck Tintentropfen in schneller Folge austreten, ferner mit einer Wischeinrichtung, mittels der Papierstaub, Papierfasern, fremde Staubteilchen u. dgl. von der Stirnseite entfernbar sind und mit einer auf der Düsenplattenfläche (4b ) angeordneten Maske (5 ) mit einer festgelegten Dicke die einen inneren Ausschnitt (6 ) einem ringsumlaufenden Randabstand zur Düsenreihe (4a ) aufweist, wobei die Wischeinrichtung die Düsenplattenfläche (4b ) nicht berührt, nach Patent 199 01 264, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (5 ) zur Düsenplatte (4 ) gerichtet einen dicht abgeschlossenen Hohlraum (9 ) bildet, der eine obere Öffnung (7a ) und eine untere Öffnung (7b ) für Schlauchanschlüsse (10 ,11 ) zum Absaugen und / oder zum Durchspülen von Tinte durch den Hohlraum (9 ) hindurch aufweist. - Düsenkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (
5 ) einen die Düsenplatte (4 ) ringsum umgreifenden Kragen (5c ) bildet. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (
5 ) einen erhabenen Bereich (5b ) an der frontseitigen Ebene (5a ) aufweist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlauchanschlüsse (
10 ,11 ) Flüssigverbindungen (8 ,8a ) zur Tintenversorgung des Tintendruckers bilden. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Maske (
5 ) nur an der unteren Öffnung (7b ) eine Flüssigverbindung (8a ) zu einer Pumpe (14 ) aufweist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die frontseitige Ebene (
5a ) der Maske (5 ) mit einer tintenabweisenden Oberfläche versehen ist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Ausschnitt (
6 ) Maske5 für den Durchtritt von Tintentröpfchen in einem metallischen Einsatz vorgesehen ist, der in die Maske (5 ) aus Kunststoff eingelassen ist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Öffnung (
7a ) ein kurzer Schlauch (17 ) zum Belüften des Hohlraums (9 ) vorgesehen ist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß an der oberen Öffnung (
7a ) ein langer Schlauch (16 ) mit nachgeschalteter Pumpe (14 ) anschließbar ist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die frontseitige Ebene (
5a ) der Maske (5 ) gegenüber der Ebene des zu bedruckenden Papiers um einen geringen Betrag zurückversetzt ist. - Düsenkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Halter (
1 ) zwei Düsenköpfe (3 ;3 ) mit gegeneinandergestellten Masken (5 ;5 ) und erhabenen Bereichen (5b ), die oberhalb und unterhalb einer Druckzeile liegen, angeordnet sind.
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- 1999-03-12 DE DE1999110943 patent/DE19910943B4/de not_active Expired - Fee Related
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