EP0445137B1 - Tintenstrahl-schreibkopf - Google Patents

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EP0445137B1
EP0445137B1 EP89912438A EP89912438A EP0445137B1 EP 0445137 B1 EP0445137 B1 EP 0445137B1 EP 89912438 A EP89912438 A EP 89912438A EP 89912438 A EP89912438 A EP 89912438A EP 0445137 B1 EP0445137 B1 EP 0445137B1
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ink jet
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tie
ink
writing head
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Manfred Pauly
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/05—Heads having a valve

Definitions

  • the invention relates to an ink jet writing head, in particular for marking devices, with an ink chamber connected to an ink pressure source, in which a plurality of closure bodies, each closing an ink spray nozzle, are arranged, each of which is connected to a pull rod which is axially movable from the ink chamber through in each case an actuating opening are brought out and connected to a drive device, a connecting rod seal being arranged between each actuating opening and the pull rod.
  • Such ink-jet writing heads are used in particular as writing heads for marking devices with which labeling is applied to objects, for example packs, which are moved along the writing head.
  • the ink spray nozzles of the print head are arranged in a row close to one another and are actuated by the drive devices assigned to each individual closure body by means of a control device in such a way that the desired inscription is produced on the object being guided past.
  • a constructive difficulty of such ink jet print heads is that the individual ink spray nozzles must be arranged sufficiently close to one another, but that the drive devices, usually electromagnets, are of such dimensions that they are not as dense as the ink spray nozzles can be arranged side by side. For this reason, the drive devices are usually fanned out on both sides of the plane containing the ink spray nozzles, and their drive movement is transmitted to the closure bodies. This transmission can be carried out by flexible wires, each of which is connected on the one hand to the closure body and on the other hand to an actuating magnet as the drive device (DE-A-33 02 617). Instead, it is also known to connect each closure body to a pull rod which is connected at its end remote from the closure body to a tongue of an armature of an electromagnet.
  • the object of the invention is therefore to design an inkjet write head of the type mentioned in such a way that a complete and effective sealing of the pull rods led out of the ink chamber is made possible without impairment of function.
  • the pull rod seal is deformable in the axial direction of the pull rod and is firmly connected to both the actuating opening and the pull rod, and in that the pull rod seal is a truncated cone-shaped sealing sleeve or sealing sleeve which seals with its further end at the edge of the actuating opening is attached and with its narrower end sealingly engages around the pull rod.
  • the seal according to the invention can be made very slim. Their radial dimensions are no greater than the distance specified by the distance between adjacent ink spray nozzles.
  • the tie rod seal is designed as a truncated cone-shaped sealing sleeve, which is fastened sealingly with its further end to the edge of the actuating opening and, with its narrower end, surrounds the push rod in a sealing manner.
  • Such slim sealing sleeves can be designed, for example, as bellows. The high deformability provided by this design enables the sealing sleeve to be made of metal.
  • sealing sleeve can also be designed as an essentially smooth truncated cone; in this embodiment e.g. elastically deformable plastic or preferably rubber or rubber used.
  • ink chamber 1 has an ink chamber 2, which is connected via a line 3 to an ink pressure source (not shown), for example an ink pump.
  • ink pressure source for example an ink pump.
  • a plurality of ink spray nozzles 5 are arranged in a row in a front wall 4 of the ink chamber 2.
  • the ink jet emerging in each case from an ink spray nozzle 5 strikes an object 6 to be signed that is moved along at a distance from the wall 4, the outer surface of which is only indicated in FIG. 1 by a dash-dotted line.
  • each closure body 7 is arranged in front of each ink spray nozzle 5.
  • a pull rod 8 for example designed as a tube, which by a Actuating opening 9 is led out of the ink chamber 2 and is connected at its other end to a movable armature 10 of an electromagnet 11, which forms the drive device for the closure body 7.
  • the pull rod 8 can also be designed flexibly as a wire.
  • a seal is arranged, which is designed as a slim, truncated cone-shaped sealing sleeve or sealing sleeve 12, which is fastened sealingly with its further end to the edge of the actuating opening 9 and with its narrower end the pull rod 8 sealing embraces. Details and embodiments of this seal are shown in FIGS. 2 and 3.
  • the pull rod 8 is guided axially movably in the ink chamber 2 in a guide 13, but this does not constitute a seal for the ink.
  • a tube 14 connects to the guide 13.
  • the end of the tube 14 facing the guide 13 forms the actuating opening 9.
  • the tube end holds a bead 15 which forms the further end of the sealing sleeve 12, which is designed here as a smooth truncated cone. In this way, the sealing sleeve 12 is sealingly received in the actuation opening 9.
  • the sealing sleeve 12 tapers in the direction away from the guide 13 and encloses the tie rod 8 in a sealing manner with its narrower tubular end 16.
  • the sealing sleeve 12 consists here, for example, of elastically deformable plastic or preferably of rubber.
  • Fig. 3 differs from the embodiment of Fig. 2 in that the substantially frusto-conical sealing sleeve 12 'is a metallic bellows, which is received with its other end on the end facing away from the ink chamber 2 of the tube 14 sealing .
  • This end of the tube 14 forms the actuation opening 9.
  • the sealing sleeve 12 'tapers in the direction of the ink jet chamber 2 and encloses the pull rod 8 with its narrower end as described. Also in this embodiment, when the pull rod 8 is actuated axially, the sealing sleeve 12 is elastically deformed in the axial direction of the pull rod 8 without any sealing friction .

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Abstract

In einem Tintenstrahl-Schreibkopf (1), der insbesondere für Signiergeräte bestimmt ist, ist eine mit einer Tintendruckquelle verbundene Tintenkammer (2) angeordnet. In der Tintenkammer (2) befinden sich mehrere Verschlußkörper (7), die jeweils eine Tintenspritzdüse (5) verschließen. Jeder Verschlußkörper (7) ist über eine Zugstange (8) mit einer Antriebseinrichtung verbunden. Jede Zugstange (8) ist durch eine Betätigungsöffnung (9) aus der Tintenkammer (2) herausgeführt. Eine an jeder Betätigungsöffnung (9) angeordnete Zugstangendichtung besteht aus einer in axialer Richtung elastisch verformbaren, schlanken kegelstumpfförmigen Dichthülse (12), die an ihrem weiteren Ende mit dem Rand der Betätigungsöffnung (9) dichtend verbunden ist und mit ihrem engeren Ende die Zugstange (8) dichtend umgreift. Bei einer axialen Bewegung der Zugstange (8) wird die Dichthülse (12) nur axial verformt; es tritt keine Dichtungsreibung auf.

Description

  • Die Erfindung geht aus von einem Tintenstrahl-Schreibkopf, insbesondere für Signiergeräte, mit einer an eine Tintendruckquelle angeschlossenen Tintenkammer, in der mehrere, jeweils eine Tintenspritzdüse verschließende Verschlußkörper angeordnet sind, die jeweils mit einer Zugstange verbunden sind, die axial bewegbar aus der Tintenkammer durch jeweils eine Betätigungsöffnung herausgeführt und mit einer Antriebseinrichtung verbunden sind, wobei zwischen jeder Betätigungsöffnung und der Zugstange eine Zugstangendichtung angeordnet ist.
  • Derartige Tintenstrahl-Schreibköpfe werden insbesondere als Schreibköpfe für Signiergeräte eingesetzt, mit denen eine Beschriftung auf Gegenstände, beispielsweise Packungen, aufgebracht wird, die an dem Schreibkopf entlang bewegt werden. Die Tintenspritzdüsen des Schreibkopfs sind in einer Reihe dicht nebeneinander angeordnet und werden durch die jedem einzelnen Verschlußkörper zugeordneten Antriebseinrichtungen mittels einer Steuereinrichtung so betätigt, daß an dem vorbeigeführten Gegenstand die gewünschte Beschriftung entsteht.
  • Eine konstruktive Schwierigkeit derartiger Tintenstrahl-Schreibköpfe ist dadurch gegeben, daß die einzelnen Tintenspritzdüsen ausreichend nahe beieinander angeordnet sein müssen, daß aber die Antriebseinrichtungen, üblicherweise Elektromagnete, von solchen Abmessungen sind, daß sie nicht so dicht wie die Tintenspritzdüsen nebeneinander angeordnet werden können. Deshalb werden die Antriebseinrichtungen üblicherweise beiderseits der die Tintenspritzdüsen enthaltenden Ebene aufgefächert angeordnet, und ihre Antriebsbewegung wird auf die Verschlußkörper übertragen. Diese Übertragung kann durch flexible Drähte erfolgen, die jeweils einerseits mit dem Verschlußkörper und andererseits mit einem Betätigungsmagnet als Antriebseinrichtung verbunden sind (DE-A- 33 02 617). Stattdessen ist es auch bekannt, jeden Verschlußkörper mit einer Zugstange zu verbinden, die an ihrem dem Verschlußkörper abgekehrten Ende mit einer Zunge eines Ankers eines Elektromagneten verbunden ist.
  • Da die Tinte in der Tintenkammer unter Überdruck steht, muß zwischen der Tintenkammer und den aus dieser herausgeführten Zugstangen bzw. Drähten eine druckdichte Abdichtung vorgesehen werden. Die in dieser Dichtung auftretende Reibung beeinträchtigt aber die Funktionssicherheit des Tintenstrahl-Schreibkopfs. Einerseits tritt ein unerwünschter Verschleiß auf; andererseits wird die notwendige, sehr rasche Bewegung der Verschlußkörper durch diese Dichtungsreibung behindert.
  • Es ist zwar bekannt (EP-A 33 717), einen flexiblen Balg zur Abdichtung zwischen einer axial bewegten Zugstange und einer die Zugstange umgebenden Betätigungsöffnung zu verwenden. Hierbei handelt es sich jedoch nicht um eine Zugstange in einem Tintenstrahl-Schreibkopf der hier betroffenen Gattung, sondern um ein Gerät zur Erzeugung von gleichmäßigen Tröpfchen, die aus einer Vielzahl von Öffnungen eines Behälters abgegeben werden.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Tintenstrahl-Schreibkopf der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß eine vollständige und wirksame Abdichtung der aus der Tintenkammer herausgeführten Zugstangen ohne Funktionsbeeinträchtigung ermöglicht wird.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zugstangendichtung in axialer Richtung der Zugstange verformbar und sowohl mit der Betätigungsöffnung als auch mit der Zugstange fest verbunden ist, und daß die Zugstangendichtung eine kegelstumpfförmige Dichttülle oder Dichthülse ist, die mit ihrem weiteren Ende am Rand der Betätigungsöffnung dichtend befestigt ist und mit ihrem engeren Ende die Zugstange dichtend umgreift.
  • Bei dieser Dichtung tritt keine Reibung, sondern nur eine axiale Verformung auf, so daß die Funktion des Tintenstrahl-Schreibkopfes durch die Dichtung nicht beeinträchtigt wird. Es hat sich insbesondere gezeigt, daß die für die axiale elastische Verformung der Dichtung erforderlichen Kräfte ohne Schwierigkeiten von den Antriebseinrichtungen aufgebracht werden können und daß dadurch vor allem die Betätigungsgeschwindigkeit nicht beeinträchtigt wird. Abrieb oder Dichtungsprobleme treten nicht auf, da die Dichtung sowohl mit der jeweils zugeordneten Betätigungsöffnung der Tintenkammer als auch mit der Zugstange fest und somit absolut dicht verbunden ist.
  • Da wegen der dicht nebeneinanderliegenden Anordnung der Tintenspritzdüsen in radialer Richtung nur verhältnismäßig wenig, in axialer Richtung aber ausreichend Platz zur Verfügung steht, kann die erfindungsgemäße Dichtung sehr schlank ausgeführt werden. Ihre radialen Abmessungen sind nicht größer als der durch den Abstand benachbarter Tintenspritzdüsen vorgegebene Abstand. Erfindungsgemäß ist die Zugstangendichtung als kegelstumpfförmige Dichthülse ausgeführt, die mit ihrem weiteren Ende am Rand der Betätigungsöffnung dichtend befestigt ist und mit ihrem engeren Ende die Schubstange dichtend umgreift. Derartige schlanke Dichthülsen können beispielsweise als Faltenbalg ausgeführt sein. Die durch diese Gestaltung gegebene hohe Verformbarkeit ermöglicht es, die Dichthülse aus Metall auszuführen.
  • Stattdessen kann die Dichthülse aber auch als im wesentlichen glatter Kegelstumpf ausgebildet sein; bei dieser Ausführungsform wird z.B. elastisch verformbarer Kunststoff oder vorzugsweise Kautschuk bzw. Gummi verwendet.
  • Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
    • Fig. 1 einen Tintenstrahl-Schreibkopf in einem Schnitt in vereinfachter Darstellungsweise,
    • Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch einen Tintenstrahl-Schreibkopf im Bereich einer einzelnen Tintenspritzdüse und
    • Fig. 3 einen Schnitt ähnlich der Fig. 2 bei einer abgewandelten Ausführungsform.
  • Der in Fig. 1 gezeigte Tintenstrahl-Schreibkopf 1 weist eine Tintenkammer 2 auf, die über eine Leitung 3 mit einer (nicht dargestellten) Tintendruckguelle, beispielsweise einer Tintenpumpe, verbunden ist. In einer Vorderwand 4 der Tintenkammer 2 sind in einer Reihe mehrere Tintenspritzdüsen 5 angeordnet. Der jeweils aus einer Tintenspritzdüse 5 austretende Tintenstrahl trifft auf einen im Abstand vor der Wand 4 entlang bewegten zu signierenden Gegenstand 6, dessen Außenfläche in Fig. 1 mit einer strichpunktierten Linie nur angedeutet ist.
  • Im Inneren der Tintenkammer 2 ist vor jeder Tintenspritzdüse 5 ein Verschlußkörper 7 angeordnet. Wenn der Verschlußkörper 7 von der zugeordneten Tintenspritzdüse 5 abgehoben wird, tritt ein Tintenstrahl aus der Tintenspritzdüse 5 aus. Zu diesem Zweck ist jeder Verschlußkörper 7 mit einer beispielsweise als Röhrchen ausgeführten Zugstange 8 verbunden, die durch eine Betätigungsöffnung 9 aus der Tintenkammer 2 herausgeführt ist und an ihrem anderen Ende mit einem bewegbaren Anker 10 eines Elektromagneten 11 verbunden ist, der die Antriebseinrichtung für den Verschlußkörper 7 bildet. Die Zugstange 8 kann auch flexibel als Draht ausgeführt sein.
  • Zwischen jeder Betätigungsöffnung 9 und der aus dieser herausgeführten Zugstange 8 ist eine Dichtung angeordnet, die als schlanke, kegelstumpfförmige Dichttülle oder Dichthülse 12 ausgeführt ist, die mit ihrem weiteren Ende am Rand der Betätigungsöffnung 9 dichtend befestigt ist und mit ihrem engeren Ende die Zugstange 8 dichtend umgreift. Einzelheiten und Ausführungsformen dieser Dichtung sind in den Fig. 2 und 3 dargestellt.
  • Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführung wird die Zugstange 8 in der Tintenkammer 2 in einer Führung 13 axial beweglich geführt, die aber keine Dichtung für die Tinte darstellt. Auf der der Tintenspritzdüse 5 abgekehrten Seite schließt sich an die Führung 13 ein Rohr 14 an. Das der Führung 13 zugekehrte Ende des Rohres 14 bildet die Betätigungsöffnung 9. Das Rohrende hält einen Wulst 15, der das weitere Ende der hier als glatter Kegelstumpf ausgeführten Dichthülse 12 bildet. Auf diese Weise ist die Dichthülse 12 dichtend in der Betätigungsöffnung 9 aufgenommen.
  • Die Dichthülse 12 verjüngt sich in der Richtung von der Führung 13 weg und umschließt mit ihrem engeren, rohrförmigen Ende 16 die Zugstange 8 dichtend. Die Dichthülse 12 besteht hierbei beispielsweise aus elastisch verformbaren Kunststoff oder bevorzugt aus Gummi.
  • Bei einer Schwenkbewegung des Ankers 10 der Antriebseinrichtung in Richtung des in Fig. 2 eingezeichneten Pfeiles gegen die Kraft einer Einstellfeder 17 wird die Zugstange 8 mitgenommen und der Verschlußkörper 7 wird von der Tintenspritzdüse 5 abgehoben, so daß kurzzeitig ein Tintenstrahl aus der Tintenspritzdüse 5 austreten kann. Bei dieser Bewegung wird die Dichthülse 12 in axialer Richtung elastisch verformt, ohne daß eine Dichtungsreibung auftritt.
  • Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 im dadurch, daß die im wesentlichen kegelstumpfförmige Dichthülse 12' ein metallischer Faltenbalg ist, der mit seinem weiteren Ende an dem der Tintenkammer 2 abgekehrten Ende des Rohres 14 dichtend aufgenommen ist. Dieses Ende des Rohres 14 bildet hierbei die Betätigungsöffnung 9.
  • Die Dichthülse 12' verjüngt sich in Richtung zur Tintenstrahlkammer 2 und umschließt mit ihrem engeren Ende wie beschrieben die Zugstange 8. Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt bei der axialen Betätigung der Zugstange 8 eine elastische Verformung der Dichthülse 12 in axialer Richtung der Zugstange 8 ohne jegliche Dichtungsreibung.

Claims (9)

  1. Tintenstrahl-Schreibkopf, insbesondere für Signiergeräte, mit einer an eine Tintendruckquelle angeschlossenen Tintenkammer (2), in der mehrere, jeweils eine Tintenspritzdüse (5) verschließende Verschlußkörper (7) angeordnet sind, die jeweils mit einer Zugstange (8) verbunden sind, die axial bewegbar aus der Tintenkammer (2) durch jeweils eine Betätigungsöffnung (9) herausgeführt und mit einer Antriebseinrichtung (10, 11) verbunden sind, wobei zwischen jeder Betätigungsöffnung (9) und der Zugstange (8) eine Zugstangendichtung (12, 12') angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugstangendichtung (12, 12') in axialer Richtung der Zugstange (8) verformbar und sowohl mit der Betätigungsöffnung (9) als auch mit der Zugstange (8) fest verbunden ist, und daß die Zugstangendichtung eine kegelstumpfförmige Dichttülle oder Dichthülse (12, 12') ist, die mit ihrem weiteren Ende (15) am Rand der Betätigungsöffnung (9) dichtend befestigt ist und mit ihrem engeren Ende (16) die Zugstange dichtend umgreift.
  2. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12') als Faltenbalg ausgeführt ist.
  3. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12') aus Metall besteht.
  4. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12) aus elastisch verformbarem Kunststoff, Gummi oder Kautschuk besteht und einen im wesentlichen glatten Kegelstumpf bildet.
  5. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Tintenkammer (2) eine Führung (13) für jede Zugstange (8) angeordnet ist und daß sich die Dichthülse (12, 12') auf der dem Verschlußkörper (7) abgekehrten Seite der Führung (13) befindet.
  6. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichthülse (12') von der Betätigungsöffnung (9) in Richtung zur Führung (13) hin verjüngt.
  7. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Dichthülse (12) von der Betätigungsöffnung (9) ausgehend von der Führung (13) weg verjüngt.
  8. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichthülse (12, 12') in einem die Zugstange (8) konzentrisch im Abstand umgebenden, mit der Tintenkammer (2) verbundenen Rohr (14) angeordnet ist.
  9. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Ende des Rohrs (14) mit der Dichthülse (12, 12') dicht verbunden ist.
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