EP0749836A1 - Verfahren und Anordnung zur Reinhaltung der Düsen eines Tintendruckkopfes - Google Patents

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EP0749836A1
EP0749836A1 EP96250110A EP96250110A EP0749836A1 EP 0749836 A1 EP0749836 A1 EP 0749836A1 EP 96250110 A EP96250110 A EP 96250110A EP 96250110 A EP96250110 A EP 96250110A EP 0749836 A1 EP0749836 A1 EP 0749836A1
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EP
European Patent Office
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ink
solvent
nozzles
nozzle
arrangement according
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EP96250110A
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English (en)
French (fr)
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EP0749836B1 (de
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Ulrich Hetzer
Jürgen Quass
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Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
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Publication date
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Publication of EP0749836B1 publication Critical patent/EP0749836B1/de
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Prevention or detection of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16517—Cleaning of print head nozzles
    • B41J2/16552—Cleaning of print head nozzles using cleaning fluids

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for keeping the nozzles of an ink print head clean, in particular an ink print head with large numbers of nozzles.
  • ink printheads are intended for use in small, fast printers, which in turn are part of modern machines for franking mail or for printing addresses or for product labeling.
  • printing is carried out as a single print in one pass through the recording medium. Because of this much larger printing width - approximately one inch - the number of ink nozzles to be arranged one below the other is considerably larger than that of ink print heads for office printers.
  • An ink jet printer with a plurality of nozzles is known, compare DE 33 11 735 A1, in which a determination device detects when one or more nozzles is in an unused state for a predetermined period of time, and in which the determination result is evaluated using a control device and ink ejection is caused for the applicable nozzles.
  • a signal measuring device the printing pause time is measured and with a purging device, the purging of the nozzles used for printing is brought about before printing if the printing pause exceeds a predetermined time period.
  • the printing pauses have to be relatively short, therefore the writing operation has to be interrupted for cleaning, which reduces the operating time of the printer and this cleaning principle significantly increases ink consumption.
  • a cover for the nozzles of a vacuum ink print head working with fast-drying inks is also known, compare EP 0 173 939 A1.
  • the cover is intended on the one hand to prevent the ink from drying out at the nozzle ends during the printing pauses, and on the other hand to ensure that the ink meniscus is neither touched nor pushed back.
  • the cover has a circumferential sealing element and a membrane, which form a pressure chamber when the cover is placed on the nozzle surface.
  • the inherent tension of the membrane is chosen to be smaller than the surface tension of the ink menisci.
  • the purpose of the invention is to increase the reliability of ink heads of the type described in the introduction with little effort.
  • the invention has for its object to find a solution with which all the nozzles of an ink print head are protected against drying out both during printing operation and during printing breaks.
  • the nozzles should be largely protected from contamination by paper dust and cleaning should be possible if ink residues are deposited on the nozzle surface. According to the invention, this object is achieved according to the patent claims.
  • the proposed solution offers a number of advantages.
  • the microclimate of solvent vapors during the printing operation and predominantly also during the printing pauses equally protects all nozzles from drying out.
  • the anteroom has only a small volume, since the distance between the nozzle surface and the recording medium may not exceed 2 mm as a rule; consequently, no essential one occurs Solvent consumption and therefore no additional environmental pollution.
  • the solvent is usually colorless, so that shadowing caused by slightly escaping solvent vapors on the recording medium is prevented. If the solvent contains enough volatile components, the ink printhead temperature is sufficient for evaporation. Otherwise, the solvent is additionally heated when entering the anteroom. Due to the evaporation, the pressure in the anteroom will always be slightly higher than the outside atmosphere.
  • the vestibule is closed, rinsed and the detergent is sucked off and filtered.
  • the vestibule is expediently closed during longer pauses in printing.
  • the process is suitable for both ink printheads with piezo actuators and for ink printheads using bubble jet technology. In both cases it is possible to use parts of the ink print head to carry out the method.
  • the vestibule is formed by arranging the ink print head appropriately in its housing, which is required anyway, in that the nozzle surface is set back somewhat from the front wall of the housing.
  • the ink print head has rows of nozzles, adapted openings are provided in the front wall, the width b of which is greater than the diameter d of a nozzle opening.
  • the openings are expediently designed as elongated slots. But it can also be holes. Slots would be easier to make and clean.
  • the vestibule is connected to a container for solvents for the ink via at least one nozzle and associated channel. An area at the edge of the anteroom is trough-shaped. The solvent for the formation of the solvent vapors is admitted into this area via at least one nozzle.
  • This nozzle is designed in the same way as the ink nozzles and also has the same drive - pressure chamber with actuator. In this way, the solvent can be supplied in the desired fine dosage.
  • this part of the antechamber is designed as a capillary space.
  • the nozzle and supply is an advantageous component the ink printhead. But it is also possible to integrate them into the housing.
  • the other area of the vestibule is intended to receive the solvent vapors and covers the entire area in front of the ink nozzles.
  • the trough-shaped area is connected to the rest of the antechamber via slots.
  • a sealing cap is adjustably mounted adjacent to the housing so that it can be non-positively arranged in front of the front wall. The sequence of movements is designed so that a wiper lip coupled to the sealing cap is wiped over the openings / slots. Dust deposits are wiped off on the front wall.
  • a suction plate is interchangeably arranged in the sealing cap, with which the openings are tightly sealed. The suction plate can be made of foam or felt, so that liquid residues are sucked up from the openings during flushing processes in the anteroom and dripping is avoided.
  • the housing is usually closed with the sealing cap during longer pauses in printing.
  • at least one nozzle and its associated channel to the container with the solvent are larger than the other nozzles and their channels.
  • a valve is arranged in the channel to prevent unwanted solvent leakage.
  • a pump which is inserted in the solvent channel, is actuated for the rinsing process.
  • the detergent flows back into the solvent container through an exchangeable filter.
  • a heating device is arranged in the trough-shaped area to support the evaporation. It is also possible to arrange the heater around the nozzle. This heating device is particularly advantageous if a bubble jet ink print head is used, the ink of which is known to be mixed together on a water basis.
  • an ink print head 2 is mounted in a housing 1.
  • the ink print head 2 has four rows of nozzles 22 with nozzles 221 for ink 31 and nozzles 26, 261 for solvent 41.
  • a heating device 123 is used to generate solvent vapors 411.
  • Slot-shaped openings 111 are formed in the front wall 11 of the housing 1. The slots 111 are aligned with the nozzle rows 22 in the ink flight direction. The width b of a slit 111 is so much larger than the diameter d of a nozzle 221, 26 that the ink drops can pass through the slit 111 unhindered.
  • the diameter e of an enlarged nozzle 261 for solvent 41 is dimensioned such that the vestibule 12 is filled with solvent 41 and rinsed through sufficiently quickly.
  • the vestibule 12 is formed by the volume between the front wall 11 and the nozzle surface 21. 2
  • the ink 31 is fed from a container 3 via a common ink supply channel 251 to an individual ink supply channel 25 and from there into an ink pressure chamber 24.
  • the ink pressure chamber 24 is driven by actuators, not shown.
  • actuators not shown.
  • these are piezo converters or actuators.
  • With a bubble jet print head are heating resistors in the form of emitter resistors in transistor driver circuits.
  • the ink 31 passes from the ink pressure chamber 24 through a nozzle channel 23 to the nozzle or nozzle opening 221 and from there onto a recording medium.
  • the solvent 41 is passed from a container 4 via a solvent supply channel 29 to a solvent pressure chamber 28 and from there via a nozzle channel 27 to a nozzle 26 for the purpose of generating solvent vapors 411, see also FIG. 3.
  • the solvent pressure chamber 28 is driven in the same way, like the ink pressure chamber 24. In principle, flushing is also possible in this way with a correspondingly greater control energy and longer filling time for the antechamber 12, but not effectively.
  • the vestibule 12 consists of a trough-shaped area 122 located in the edge area and an area 121 in front of the ink nozzles 221.
  • the areas 121 and 122 are connected to one another via capillary slots 124, from which the solvent vapors from Area 122 reach area 121.
  • the area 122 is designed as a circumferential capillary space.
  • the heating device 123 is also located in this.
  • the containers 3 for ink 31 and containers 4 for solvents 4 shown schematically in the ink print head 2 are kept relatively small and are connected by suitable connections in a manner not shown with correspondingly large outer containers

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Abstract

Verfahren und Anordnung zur Reinhaltung der Düsen eines Tintendruckkopfes, insbesondere eines mit großen Düsenzahlen, der vor seiner Düsenfläche einen Vorraum aufweist. Zweck ist die Erhöhung der Zuverlässigkeit bei geringem Aufwand. Aufgabengemäß sollen alle Düsen sowohl bei Druckbetrieb als auch in Druckpausen gegen Austrocknung und vor Papierstaub geschützt sein. Eine Reinigung von abgelagerten Tintenresten im Düsenbereich soll möglich sein. Erfindungsgemäß wird im Vorraum 12 während des Druckbetriebes und überwiegend auch in den Druckpausen ein durch Lösungsmitteldämpfe 411 angereichertes Mikroklima erzeugt, daß einen geringfügig höheren Druck aufweist als die Außenatmosphäre. Auf diese Weise werden gleichermaßen alle Düsen vor Eintrocknung geschützt. Während länger anhaltender Druckpausen wird der Vorraum 12 verschlossen und bedarfsweise mit Lösungmittel 41 für die verwendete Tinte gespült. Der Vorraum 12 wird gebildet, indem der Tintendruckkopf 2 gegenüber der Frontwand 11 des Gehäuses 1 zurückversetzt angeordnet ist. In die Frontwand 11 sind gegenüber den Düsen 221 Öffnungen 111 eingebracht, deren Breite b größer ist als der Durchmesser d einer Düsenöffnung 221. Der Vorraum 12 ist in einen trogförmigen, kapillar ausgeführten Bereich 122 für den Lösungsmittelein- und -auslaß und einen nichtkapillaren Bereich 121 für die Lösungsmitteldämpfe 411 ausgeführt. Eine Dichtkappe 8 mit Wischlippe 81 ist für den Verschluß während längerer Druckpausen und Reinigungsvorgänge vorgesehen. Das Verfahren ist sowohl für Tintendruckköpfe in Piezo- als auch in Bubble-Jet-Technik geeignet. In beiden Fällen ist es möglich, Teile des Tintendruckkopfes 2 zur Durchführung des Verfahrens einzusetzen. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Reinhaltung der Düsen eines Tintendruckkopfes, insbesondere eines Tintendruckkopfes mit großen Düsenzahlen.
    Derartige Tintendruckköpfe sind für den Einsatz in kleinen schnellen Druckern vorgesehen, die wiederum Bestandteil von modernen Maschinen zum Frankieren von Postgut oder zum Drucken von Adressen oder zur Produktbeschriftung sind.
    Im Unterschied zum üblichen Bürodrucker mit zeilenweisem Abdruck erfolgt der Druck als einmaliger Abdruck in einem Durchlauf des Aufzeichnungsträgers. Auf Grund dieser wesentlich größeren Druckbreite - ungefähr ein Inch - ist die Anzahl untereinander anzuordnender Tintendüsen erheblich größer als bei Tintendruckköpfen für Bürodrucker.
    Um den modernen Komfort - Klischees mit Wort- und Bildzeichen - für Frankiermaschinen mit guter Druckqualität zu erfüllen, sind Druckauflösungen von annähernd 200 dpi - dots per inch - erforderlich. Das bedeutet Tintendruckköpfe mit 200 Düsen.
    Bei diesen Druckköpfen soll gewährleistet sein, daß sicherheitstechnisch relevante Druckbilddaten, wie Wert, Datum und Maschinennummer bei Frankiermaschinen, ohne Druckpunktausfälle gedruckt werden.
    Da mit schnelltrocknenden Tinten gearbeitet werden muß, ist die Gefahr groß, daß die Tinte in den Düsen eintrocknet, die längere Zeit nicht benutzt werden, oder daß die Düsen durch Ansammlung von Staub und Tintenresten im Düsenbereich verstopft werden.
    Zur Verhinderung beziehungsweise Beseitigung der Düsenverstopfung ist eine Vielzahl unterschiedlicher Lösungen bekannt, wie Abdecken und Absaugen der Düsenfläche des Tintendruckkopfes, Ausstoßen von Tinte durch alle Düsen, Abwischen der Düsenfläche mit einer Abwischlippe und Zuführen von Reinigungsmittel zur Düsenoberfläche, siehe DE 38 10 698 C2 und EP 0 285 155 A1.
    Allen diesen Maßnahmen ist gemeinsam, daß sie ausschließlich in den Druckpausen erfolgen, deren Abstand bei Viel- und Langzeitdruckern - wie Frankiermaschinen - zeitlich weit auseinander liegen können. Verstopfungen sind demzufolge wahrscheinlich.
  • Es ist ein Tintenstrahldrucker mit mehreren Düsen bekannt, vergleiche DE 33 11 735 A1, bei dem mit einer Ermittlungseinrichtung erfaßt wird, wenn sich eine Düse oder mehrere Düsen für eine vorbestimmte Zeitdauer in einem unbenutzten Zustand befindet, und bei dem mit einer Steuereinrichtung das Ermittlungsergebnis ausgewertet und für die zutreffenden Düsen ein Tintenausstoß veranlaßt wird. Anders gesagt, mit einer Signalmeßeinrichtung wird die Druckpausen-Zeitdauer gemessen und mit einer Durchspüleinrichtung wird vor dem Drucken das Durchspülen der für das Drucken verwendeten Düsen herbeigeführt, wenn die Druckpause eine vorbestimmte Zeitdauer überschreitet. Um einigermaßen sicher zu sein, daß die Düsen auch wirklich funktionstüchtig bleiben, müssen die Druckpausen relativ kurz sein, demzufolge ist zwecks Reinigung der Schreibbetrieb zu unterbrechen, wodurch die Einsatzzeit des Druckers herabgesetzt und der Tintenverbrauch durch dieses Reinigungsprinzip wesentlich gesteigert wird.
  • Es ist weiterhin ein Deckel für die Düsen eines mit schnelltrocknenden Tinten arbeitenden Unterdrucktintendruckkopfes bekannt, vergleiche EP 0 173 939 A1. Mit dem Deckel soll einerseits verhindert werden, daß die Tinte an den Düsenenden in den Druckpausen eintrocknet, andererseits soll gewährleistet sein, daß der Tintenmeniskus weder berührt noch zurückgedrückt wird.
    Zu diesem Zweck weist der Deckel ein umlaufendes Dichtelement und eine Membran auf, die im auf die Düsenfläche aufgesetzten Zustand des Deckels eine Druckkammer bilden. Die Eigenspannung der Membran ist dabei kleiner gewählt als die Oberflächenspannung der Tintenmenisken. In dieser relativ kleinen Druckkammer tritt eine schnelle Sättigung der Luft mit Feuchtigkeit infolge zunächst verdunstender Tintenlösungsmittel ein, so daß über kürzere Druckpausen ein Eintrocknen der Düsen vermieden wird. Einen Schutz gegen das Eintrocknen von Düsen, die während des Betriebes längere Zeit nicht benutzt werden, bietet diese Anordnung allerdings nicht.
  • Eine andere bekannte Vorrichtung, vergleiche DE 38 25 045 A1 und DE 38 25 046 A1, zum Reinigen der Düsenfläche eines Tintendruckkopfes besitzt ein vor der Düsenfläche beweglich angeordnetes Wischelement und zusätzlich zu den Tintendüsen eine Düse, aus der Reinigungsflüssigkeit gegen eine Abweisblende ausgestoßen und von dieser auf die Düsenfläche umgeleitet wird. Das Wischelement besteht aus einem Band, das in Bandrichtung eine Mehrzahl von nebeneinanderliegenden Ausschnitten enthält und das in einer Richtung an der Düsenfläche vorbeitransportiert wird. Je nach Stellung des Bandes werden die Düsen freigegeben - Ausschnitt - oder verdeckt. Das Band ist als Endlosband ausgebildet und in einer Bandkassette mit Antrieb enthalten. Im Druckbetrieb liegt das Band mit einem seiner Ausschnitte vor den Düsenöffnungen und gibt diese zum Tintenausstoß frei. Beim Wechsel von Druckbetrieb zur Druckpause wird zunächst durch die Reinigungsdüse Reinigungsflüßigkeit tropfenweise ausgestoßen. Anschließend wird das Band in seine Transportrichtung so weit fortbewegt, daß anstelle des Ausschnitts der folgende Bandabschnitt vor die Düsenfläche gelangt und diese abdeckt. Dabei wischt der Ausschnitt mit seiner Kante über die Düsenfläche hinweg und reinigt diese dabei von angelagerten Verschmutzungen.
    Wie offensichtlich ist, dient diese Vorrichtung lediglich zur Grobreinigung der Düsenfläche. Ein Verschmieren der Düsenöffnungen beim Vorbeigleiten des Bandes ist nicht ausgeschlossen, ebenfalls auch nicht ein Eintrocknen von Düsen.
    Schließlich ist bei einem bekannten Verfahren, vergleiche DE 32 03 014 C2, zur Verhinderung des Verstopfens der Düsen eines Tintendruckers der Düsenöffnung eine Luftzelle vorgelagert, die wiederum eine mit der Düsenöffnung ausgerichtete Außenöffnung aufweist, durch die die Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger fliegen. Bei Betrieb wird der Tintenstrahl von einem den Tintenstrahl ringförmig umgebenden Luftstrahl aus der Luftzelle begleitet und somit beschleunigt. Bei Druckpause wird zur Feuchthaltung der Düse die Außenöffnung der Luftzelle mittels eines porösen Abdeckkörpers verschlossen und die Feuchtigkeit in der Luftzelle erhöht, indem Tinte in die Luftzelle eingelassen wird, während die Luftzelle entlüftet wird.
    Zur Einleitung des Druckbetriebes wird die Tinte in der Luftzelle durch erhöhten Luftdruck aus dieser durch die Außenöffnung hinausgespült. Zu diesem Zweck wird der Abdeckkörper abgeschwenkt und ein Aufnahmebehälter für die Tinte vor die Außenöffnung gebracht. Nach Entleeren der Luftzelle wird die Außenöffnung durch die nachströmende Luft von Tinte freigeblasen. Der Aufnahmebehälter wird entfernt und der Aufzeichnungsträger in Position gebracht.
    Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens umfaßt
    • eine impulsbetätigte Druckzelle,
    • eine druckmäßig mit der Druckzelle gekoppelte Tintenzelle, die über einen Tintenkanal an eine Tintenpatrone angeschlossen ist,
    • eine Luftzelle, die durch eine Wand mit einer ersten Öffnung von der Tintenzelle getrennt ist und die durch eine Außenöffnung mit der Atmosphäre verbunden ist,
    • eine Pumpe, die im Betrieb über eine Luftleitung mit der Luftzelle verbunden ist und die die Luftleitung bei Nichtbetrieb unter Unterdruck setzt,
    • eine Abdeckvorrichtung, die vor die Außenöffnung positionierbar ist,
    • ein in der Luftleitung enthaltenes Ventil, daß bei nichtdruckendem Betrieb den Druck in der Luftleitung entlastet und zur Vorbereitung des Druckbetriebes den Druck so weit erhöht, daß die in der Luftzelle enthaltene Tinte durch die Außenöffnung hinausgedrückt wird,
    • einen in zwei Positionen verstellbaren Auffangbehälter für die aus der Luftzelle gedrückte Tinte,
    • einen Tintenstandsensor in der Luftleitung, der die Zufuhr von Tinte abschaltet, wenn er vom Tintenstand erreicht wird.
    Obwohl es von Vorteil ist, einen Teil der Reinigungsvorrichtung im Tintendruckkopf zu integrieren, hat diese Lösung noch einige Nachteile. So erfolgt auch hier ein Schutz gegen Eintrocknen und Verstopfen ausschließlich während der Druckpausen. Der Luftstrom während des Betriebes kann zumindestens für die selten oder gar nicht benutzten Düsen zu einer schnelleren Austrocknung führen. Da die Drucktinte auch zum Feuchthalten in den Druckpausen verwendet und dann jedesmal vor Druckbeginn in einen äußeren Aufnahmebehälter gedrückt wird, ist diese Prozedur zeitaufwendig und außerdem geht jedesmal Tinte verloren; auch der Tintenmeniskus kann unerwünscht weit zurückgedrückt werden.
    Der mechanische Aufwand - sowohl ein Abdeckkörper als auch ein Aufnahmebehälter verstellbar außerhalb des Tintenkopfes, dazu eine Pumpe mit Ventil und ein Sensor innerhalb des Tintenkopfes - ist beträchtlich.
  • Zweck der Erfindung ist eine Erhöhung der Zuverlässigkeit von Tintenköpfen der eingangs beschriebenen Art bei geringem Aufwand.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Lösung zu finden, mit der alle Düsen eines Tintendruckkopfes sowohl bei Druckbetrieb als auch in Druckpausen gegen Austrocknung geschützt sind. Darüber hinaus sollen die Düsen weitgehend vor Verschmutzung durch Papierstaub bewahrt werden und eine Reinigung bei Ablagerung von Tintenresten auf der Düsenfläche möglich sein.
    Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Patentansprüchen gelöst.
    Auf Grund der vorgeschlagenen Lösung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen.
  • Das Mikroklima aus Lösungsmitteldämpfen während des Druckbetriebes und überwiegend auch in den Druckpausen schützt gleichermaßen alle Düsen vor Eintrocknung. Der Vorraum hat nur ein kleines Volumen, da der Abstand zwischen Düsenfläche und Aufzeichnungsträger in der Regel nicht 2 mm überschreiten darf; es tritt demzufolge kein wesentlicher Lösungsmittelverbrauch und damit auch keine zusätzliche Umweltbelastung ein. Das Lösungsmittel ist üblicherweise farblos, so daß Schattenbildung durch geringfügig austretende Lösungmitteldämpfe auf dem Aufzeichnungsträger verhindert werden. Wenn in dem Lösungsmittel genügend leichtflüchtige Bestandteile enthalten sind, dann reicht für die Verdunstung die Tintendruckkopf-Temperatur bereits aus. Anderenfalls wird das Lösungsmittel beim Eintritt in den Vorraum zusätzlich erwärmt. Auf Grund der Verdampfung wird sich im Vorraum stets ein geringfügig höherer Druck gegenüber der Außenatmosphäre einstellen. Dieser Überdruck verhindert, daß Staub in den Vorraum und damit an die Düsenfläche gelangt. Wenn sich mit der Zeit Tintenreste im Bereich der Düsenöffnungen angesammelt haben, werden diese durch Spülen mit dem Lösungsmittel beseitigt. Zu diesem Zweck wird der Vorraum verschlossen, gespült und das Spülmittel abgesaugt und gefiltert. Zweckmäßigerweise wird der Vorraum, wie auch sonst üblich, während länger anhaltender Druckpausen verschlossen.
    Das Verfahren ist sowohl für Tintendruckköpfe mit Piezoaktoren als auch für Tintendruckköpfe in Bubble-Jet-Technik geeignet. In beiden Fällen ist es möglich, Teile des Tintendruckkopfes zur Durchführung des Verfahrens einzusetzen.
    Der Vorraum wird durch entsprechende Anordnung des Tintendruckkopfes in seinem ohnehin erforderlichen Gehäuse gebildet, indem die Düsenfläche gegenüber der Frontwand des Gehäuses etwas zurückgesetzt ist. Weist der Tintendruckkopf Düsenreihen auf, so sind in der Frontwand angepaßte Öffnungen vorgesehen, deren Breite b größer ist als der Durchmesser d einer Düsenöffnung. Die Öffnungen sind zweckmäßig als langgezogene Schlitze ausgebildet. Es können aber auch Bohrungen sein. Schlitze wären einfacher herzustellen und zu reinigen.
    Der Vorraum ist über mindestens eine Düse nebst zugeordnetem Kanal mit einem Behälter für Lösungsmittel für die Tinte verbunden.
    Ein Bereich am Rand des Vorraumes ist trogförmig ausgebildet. In diesen Bereich wird das Lösungsmittel für die Bildung der Lösungsmittedämpfe über mindestens eine Düse eingelassen. Diese Düse ist analog wie die Tintendüsen ausgeführt und weist auch den gleichen Antrieb - Druckkammer mit Aktor - auf. Auf diese Weise kann die Lösungsmittelzufuhr in gewünschter feiner Dosierung erfolgen. Zur Unterstützung dieses Effektes ist dieser Teil des Vorraumes als Kapillarraum ausgebildet. Die Düse nebst Versorgung ist vorteilhafter Bestandteil des Tintendruckkopfes. Es ist aber auch möglich, dieselben in das Gehäuse zu integrieren.
  • Der andere Bereich des Vorraumes ist zur Aufnahme der Lösungsmitteldämpfe vorgesehen und umfaßt den gesamten Bereich vor den Tintendüsen.
    Der trogförmige Bereich ist mit dem übrigen Bereich des Vorraumes über Schlitze verbunden.
    Benachbart zum Gehäuse ist eine Dichtkappe so verstellbar gelagert, daß sie kraftschlüssig vor die Frontwand angeordnet werden kann. Der Bewegungsablauf wird dabei so gestaltet, daß eine mit der Dichtkappe gekoppelte Wischlippe über die Öffnungen/Schlitze in Wischbewegung geführt wird. Dabei werden Staubablagerungen auf der Frontwand abgestreift. In der Dichtkappe ist eine Saugplatte austauschbar angeordnet, mit der die Öffnungen fest abgedichtet werden. Die Saugplatte kann aus Schaumstoff oder Filz bestehen, so daß bei Spülvorgängen im Vorraum Flüssigkeitsreste aus den Öffnungen aufgesaugt werden und ein Abtropfen vermieden wird. Das Gehäuse wird in der Regel bei längeren Druckpausen mit der Dichtkappe verschlossen.
    Um Reinigungs- beziehungsweise Spülabläufe am Tintendruckkopf schnell vornehmen zu können, sind mindestens eine Düse und ihr zugehöriger Kanal zum Behälter mit dem Lösungsmittel größer ausgebildet, als die übrigen Düsen und ihre Kanäle. Um ein ungewolltes Ausfließen von Lösungsmittel zu verhindern, ist ein Ventil im Kanal angeordnet. Für den Spülvorgang wird eine Pumpe betätigt, die im Lösungsmittelkanal eingesetzt ist. Das Spülmittel fließt über ein auswechselbares Filter in den Lösungsmittelbehälter zurück. Um eine gute Verteilung der Lösungsmitteldämpfe im Vorraum und ein effektives Spülen zu gewährleisten, ist der Abstand zwischen Innenseite, Frontwand und Düsenfläche so groß, daß eine Kapillarwirkung ausgeschlossen ist.
    Wenn die Betriebstemperatur des Tintendruckkopfes nicht ausreicht, um genügend Lösungsmitteldämpfe zu bilden, so ist zur Unterstützung der Verdampfung im trogförmigen Bereich eine Heizvorrichtung angeordnet.
    Es ist auch möglich, die Heizvorrichtung um die Düse herum anzuordnen. Diese Heizvorrichtung ist besonders von Vorteil, wenn ein Bubble-Jet-Tintendruckkopf verwendet wird, dessen Tinte bekannter Weise auf Wasserbasis zusammengemischt ist.
  • Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert:
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    Eine perspektivische Ansicht eines Tintendruckkopfes mit Gehäuse; im Frontbereich teilweise geschnitten,
    Fig. 2
    eine perspektivische Ansicht eines Tintendruckkopfes mit Gehäuse und aufgesetzter Dichtkappe; stufenweise geschnitten,
    Fig. 3
    einen Längsschnitt durch einen Tintendruckkopf entlang einer Düsenreihe mit gleichen Düsen,
    Fig. 4
    einen Längsschnitt durch einen Tintendruckkopf mit aufgesetzter Dichtkappe entlang einer Düsenreihe mit unterschiedlichen großen Düsen.
  • Die Figuren sind zur Erleichterung der Darstellung und des Verständnisses schematisiert gezeichnet.
    Gemäß Fig. 1 ist ein Tintendruckkopf 2 in einem Gehäuse 1 gelagert. Der Tintendruckkopf 2 weist vier Düsenreihen 22 mit Düsen 221 für Tinte 31 und Düsen 26, 261 für Lösungsmittel 41 auf.
    Eine Heizvorrichtung 123 dient zur Erzeugung von Lösungsmitteldämpfen 411. In die Frontwand 11 des Gehäuses 1 sind schlitzförmige Öffnungen 111 eingeformt. Die Schlitze 111 fluchten mit den Düsenreihen 22 in Tintenflugrichtung. Die Breite b eines Schlitzes 111 ist gegenüber dem Durchmesser d einer Düse 221, 26 so viel größer, daß die Tintentropfen unbehindert den Schlitz 111 passieren können. Der Durchmesser e einer vergrößerten Düse 261 für Lösungsmittel 41 ist so bemessen, daß der Vorraum 12 genügend schnell mit Lösungsmittel 41 gefüllt und durchspült wird. Der Vorraum 12 wird durch das Volumen zwischen Frontwand 11 und Düsenfläche 21 gebildet.
    Entsprechend Fig. 2 wird die Tinte 31 aus einem Behälter 3 über einen gemeinsamen Tintenversorgungskanal 251 zu einem individuellen Tintenversorgungskanal 25 und von diesem in eine Tintendruckkammer 24 geleitet. Die Tintendruckkammer 24 wird durch nicht dargestellte Aktoren angetrieben. Bei einem Piezo-Tintendruckkopf sind das Piezowandler beziehungsweise -aktoren. Bei einem Bubble-Jet-Tintendruckkopf sind das Heizwiderstände in Form von Emitterwiderständen in Transistor-Treiberschaltkreisen. Aus der Tintendruckkammer 24 gelangt die Tinte 31 durch einen Düsenkanal 23 zur Düse beziehungsweise Düsenöffnung 221 und aus dieser auf einen Aufzeichnungsträger.
    Das Lösungsmittel 41 wird zwecks Erzeugung von Lösungsmitteldämpfen 411 aus einem Behälter 4 über einen Lösungsmittelversorgungskanal 29 zu einer Lösungsmitteldruckkammer 28 und von dieser über einen Düsenkanal 27 zu einer Düse 26 geleitet, siehe dazu auch Fig. 3. Die Lösungsmitteldruckkammer 28 wird in gleicher Weise angetrieben, wie die Tintendruckkammer 24. Eine Spülung ist zwar grundsätzlich auch über diesen Weg möglich mit entsprechend größerer An-steuerenergie und längerer Füllzeit für den Vorraum 12, aber nicht effektiv.
    Zu diesem Zweck besteht eine weitere Verbindung vom Behälter 4 durch einen vergrößerten Lösungsmittelkanal 291 über eine Pumpe 5 zu einer vergrößerten Düsenöffnung 261 in den Vorraum 12. Der Vorraum 12 ist beim Spülvorgang mittels einer auf die Frontwand 11 aufgesetzten Dichtkappe 8 abgedeckt, siehe dazu auch Fig. 4.
    Die Dichtkappe 8 sitzt mit einer umlaufenden Wischlippe 81 auf der Frontfläche der Frontwand 11 kraftschlüssig auf. In der Dichtkappe 8 ist eine Saugplatte 82 auswechselbar befestigt, in der austretendes Lösungsmittel 41 gebunden wird. Die Saugplatte 82 kann aus einem Vlies oder Schwamm bestehen. Der Rückfluß des zur Spülung dienenden Lösungsmittels 41 erfolgt über die Düsen 262, den Lösungsmittelkanal 292, ein auswechselbares Filter 6 durch ein Ventil 7 in den Behälter 4, vergleiche Fig. 4. Die im Lösungsmittel 41 enthaltenen Tintenreste werden in dem Filter 6 gebunden. Das Ventil 7 und die Pumpe 5 verhindern, daß Lösungsmittel 41 während des Druckbetriebes über diesen Weg in den Vorraum 12 gelangt.
    Wie den Fig. 3 und 4 zu entnehmen ist, besteht der Vorraum 12 aus einem im Randbereich liegenden trogförmigen Bereich 122 und einem Bereich 121 vor den Tintendüsen 221. Die Bereiche 121 und 122 sind über kapillarische Schlitze 124 miteinander verbunden, aus denen die Lösungsmitteldämpfe vom Bereich 122 in den Bereich 121 gelangen. Der Bereich 122 ist als umlaufender Kapillarraum ausgebildet. In diesem befindet sich auch die Heizvorrichtung 123.
    Die im Tintendruckkopf 2 schematisch dargestellten Behälter 3 für Tinte 31 und Behälter 4 für Lösungsmittel 4 werden relativ klein gehalten und sind durch geeignete Verbindungen in nicht näher gezeigter Weise mit entsprechend großen Außenbehältern verbunden
    • Verwendete Bezugszeichen
    • 1
    Gehäuse für Tintendruckkopf
    11
    Frontwand des Gehäuses
    111
    schlitzförmige Öffnung/en in der Frontwand 11, Schlitze
    12
    Vorraum
    121
    Bereich des Vorraums 12 für Lösungsmitteldämpfe 411
    122
    trogförmiger Bereich des Vorraumes 12 für Lösungsmittel 41, Kapillarraum
    123
    Heizvorrichtung
    124
    Schlitz vom Bereich 122 zum Bereich 121
    2
    Tintendruckkopf
    21
    Düsenfläche des Tintendruckkopfes 2
    22
    Düsenreihe/n im Tintendruckkopf 2
    221
    Düsen bzw. Düsenöffnungen für Tinte 31
    23
    Düsenkanäle zu den Tintendruckkammern 24
    24
    Tintendruckkammer
    25
    Tintenversorgungskanal
    251
    gemeinsamer Tintenversorgungskanal
    26
    Düsen bzw. Düsenöffnungen für Lösungsmittel 41
    261
    vergrößerte Düse bzw. Düsenöffnung für Lösungsmittel 41, zufließend
    262
    vergrößerte Düse bzw. Düsenöffnung für Lösungsmittel 41, abfließend
    27
    Düsenkanäle zur Lösungsmitteldruckkammer 28
    28
    Lösungsmitteldruckkammer
    29
    Lösungsmittelversorgungskanal
    291
    vergrößerter Lösungsmittelversorgungskanal, zufließend
    292
    vergrößerter Lösungsmittelkanal, abfließend
    3
    Behälter für Tinte
    31
    Tinte
    4
    Behälter für Lösungsmittel
    41
    Lösungsmittel für Tinte
    411
    Lösungsmitteldämpfe
    5
    Pumpe
    6
    Filter
    7
    Ventil im Kanal 262
    8
    Dichtkappe
    81
    Wischlippe
    82
    Saugplatte
    b
    Breite der Schlitze 111
    d
    Durchmesser der Düsen 221, 26
    e
    Durchmesser der vergrößerten Düsen 261, 262

Claims (19)

  1. Verfahren zur Reinhaltung der Düsen eines Tintendruckkopfes, insbesondere eines Tintendruckkopfes mit großen Düsenzahlen, der vor seiner Düsenfläche einen Vorraum aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß in diesem Vorraum (12) während des Druckbetriebes und überwiegend auch in den Druckpausen ein durch Lösungsmitteldämpfe (411) angereichertes Mikroklima erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorraum (12) während länger anhaltender Druckpausen verschlossen und bedarfsweise mit Lösungsmittel (41) für die verwendete Tinte (31) gespült wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mikroklima im Vorraum (12) einen geringfügig höheren Druck aufweist als die Außenatmosphäre.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmitteldämpfe durch bei Raumtemperatur leicht flüchtige Bestandteile des Lösungsmittels (41) für die Tinte (31) gebildet werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösungsmitteldämpfe durch Erwärmen des Lösungsmittels (41) für die Tinte (31) über die Raumtemperatur erzeugt werden.
  6. Anordnung zur Reinhaltung der Düsen eines Tintendruckkopfes, insbesondere eines Tintendruckkopfes mit großen Düsenzahlen, der vor seiner Düsenfläche einen Vorraum aufweist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
    • in einem Gehäuse (1) ist ein aus Tintendruckmodulen zusammengesetzter Tintendruckkopf (2) mit mindestens einer Düsenreihe (22) gegenüber der Frontwand (11) desselben zurückgesetzt angeordnet, so daß zwischen Frontwand (11) des Gehäuses (1) und Düsenfläche (21) des Tintendruckkopfes (2) ein Vorraum (12) besteht,
    • der Vorraum (12) ist im Bereich gegenüber den Düsenreihen (22) mit Öffnungen (111) versehen, deren Breite (b) größer ist als der Durchmesser (d) einer Düsenöffnung (221)
    • der Vorraum (12) ist über mindestens eine Düse (26, 261, 262) nebst zugeordnetem Kanal (27, 29, 291, 292) mit einem Behälter (4) für Lösungsmittel (41) für die Tinte (31) verbunden,
    • der Vorraum (12) weist einen trogförmigen Bereich (122) für das Lösungsmittel (41) und einen Bereich (121) für die Lösungsmitteldämpfe (411) auf,
    • benachbart zum Gehäuse (1) ist eine Dichtkappe (8) für die Frontwand (11) verstellbar gelagert.
  7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Düse (261, 262) und ihr zugeordneter Kanal (291, 292) größer ausgebildet sind als die übrigen Düsen (221, 26) und deren Kanäle (23, 27) und daß die Düse (261, 262) mittels eines Ventils (7) verschließbar ist.
  8. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (26, 261, 262) und der zugehörige Kanal (27, 291, 292) für das Lösungsmittel (41) in dem Tintendruckkopf (2) integriert sind.
  9. Anordnung nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeich net, daß der Antrieb für mindestens eine Düse (26) analog dem Antrieb für die Tintendüsen (221) ausgebildet ist.
  10. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Düse (26, 261, 262) und der zugehörige Kanal (27, 291, 292) für das Lösungsmittel (41) in das Gehäuse (1) eingeformt sind.
  11. Anordnung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Kanal (27, 291, 292) eine Pumpe (5) angeordnet ist.
  12. Anordnung nach Anspruch 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß in mindestens einem Kanal (27) ein Filter (6) austauschbar angeordnet ist.
  13. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (111) als langezogene Schlitze, je ein Schlitz für eine Düsenreihe, ausgebildet sind.
  14. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der trogförmige Bereich (122) für das Lösungsmittel (41) als Kapillarraum mit kapillarischen Schlitzen (124) zum Bereich (121) für die Lösungsmitteldämpfe (411) ausgebildet ist.
  15. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im trogförmigen Bereich (122) eine Heizvorrichtung (123) angeordnet ist.
  16. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich (121) für die Lösungsmitteldämpfe so bemessen ist, daß eine Kapillarwirkung ausgeschlossen ist.
  17. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Düse (26) eine Heizvorrichtung (123) angeordnet ist.
  18. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtkappe (8) mit einer Wischlippe (81) gekoppelt ist.
  19. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Dichtkappe (8) eine Saugplatte (82) austauschbar gelagert ist.
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