EP1219439A1 - Ink jet print head - Google Patents
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- EP1219439A1 EP1219439A1 EP01130850A EP01130850A EP1219439A1 EP 1219439 A1 EP1219439 A1 EP 1219439A1 EP 01130850 A EP01130850 A EP 01130850A EP 01130850 A EP01130850 A EP 01130850A EP 1219439 A1 EP1219439 A1 EP 1219439A1
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- ink chamber
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- ink
- outlet opening
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- 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
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
- B41J2/17596—Ink pumps, ink valves
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- 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
- 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
- Such inkjet printheads are used in particular in matrix printers used and are for example from EP 0 445 137 B1 and DE 36 25 067 A1 known.
- a print head of a matrix printer is characterized in that it has a Large number of closely located, movable locking bodies has closed expression openings or outlet openings. Under a matrix becomes a two-dimensional or a one-dimensional arrangement understood by several outlet openings.
- the aforementioned ink jet printheads are used in particular as printheads used for marking devices with which labeling on objects, for example packs is applied.
- the outlet openings the printhead by lifting the closing body briefly released so that ink under pressure on the printable Surface can be brought.
- every closing body assigned pulling elements by means of the controllable pulling device actuates that the desired labeling on the surface to be printed arises.
- the individual outlet openings with a minimum distance from each other are.
- the pulling devices usually Electromagnets have dimensions such that these not as close together as the outlet openings can. Therefore, between the closing bodies and the associated Traction devices arranged traction elements of such a length that the Traction devices can be arranged fanned out side by side.
- the Drive movements of the pulling devices are based on the pulling elements transmit the closing body, the tension elements for example as Pull ropes or wires or can also be designed as pull rods.
- the sealing element disclosed in DE 36 25 067 A1 are also outside of the ink chamber, in which oppose the ink chamber End area of guide tubes for the tension elements, here wire ropes, arranged.
- the sealing elements are preferably in the vicinity of the respective one Traction devices arranged and for example as opposite the traction device tight bellows.
- the pressure increases standing ink from the ink chamber through the guide tubes to designed as a bellows seal.
- the traction rope to be moved is surrounded by ink, which is why here too caused by crystallization or other types of deposits May result in impairments for the mechanically movable parts.
- the maintenance and repair, especially the exchange of Seals are also difficult and time consuming.
- the object of the present invention is a generic Improve inkjet printhead to be an impairment of the mechanical movements, especially in the area the traction elements and / or the traction device is minimized as far as possible.
- the inkjet print head should have the longest possible technical service life have and the manufacture and maintenance as simple and be inexpensive to carry out.
- this is achieved in that one sealing element in each case the area of a tension element protruding into the ink chamber completely encloses and the associated actuation opening seals against the ink chamber, the sealing element is designed such that it has the closing body with its free end forms for the outlet opening.
- the arrangement of the sealing elements within the ink chamber causes advantageously that the ink pressure or that with about 1 bar under pressure standing ink, has a sealing effect on the sealing elements, since these pressed against the guide tubes or in the direction of the actuation openings become.
- the pressure inside the ink chamber with constant or even increasing sealing effect of the sealing elements also increased significantly be (for example up to 10 bar).
- a high pressure is among other things also preferred because it is in the types of inks used often highly viscous liquids.
- the sealing elements can that are already built into the inkjet print head, as pull rods executed traction elements are plugged on, so that an exchange defective Sealing elements can be done quickly and easily. This is special then advantageous if the front wall of the ink chamber from the outside is removable.
- the guide tubes for the Pull rods through the actuation openings into the ink chamber, so that the sealing elements both on the tie rods and on the guide tubes can be pushed on. This also guarantees a complete sealing if the sealing elements are not on the inside the wall of the ink chamber having the actuating openings issue.
- the sealing elements can advantageously on their inner sides at least one, preferably two annular, transverse to the longitudinal axis of the Sealing elements have running beads (O-rings) on the guide tubes or tie rods. The sealing effect of the sealing elements is thereby further improved.
- the sealing elements can also constrictions or formations have, each to an annular, opposite the inner surfaces of the Protruding sealing elements that run transversely to the longitudinal axis Lead to narrowing.
- the sealing elements are on the Tension rods are better held, on the other hand, when pressing the Drawbars a defined expansion of the sealing elements. These wide itself between the constriction and the the end facing the actuation opening crowned.
- the sealing elements fulfill two independent of each other Tasks.
- the section facing the associated actuation opening effects the sealing of the ink chamber and that of the associated one Section facing outlet opening effects the closing function.
- the closing body itself formed by the sealing elements and because the sealing elements are made of an elastic, rubber-like Material, the sealing of the outlet openings is guaranteed and it can be higher in terms of the length of the sealing elements Manufacturing tolerances are accepted.
- the ink chamber from the actuation openings is sufficient due to the bag-like design of the sealing elements only the sealing sections enclosing the guide tube.
- the closing bodies are firmly attached to the tension elements due to the one-piece production held and are still quick and easy to assemble or disassemble.
- the sealing elements have starting from the outlet openings a truncated cone Section that merges into an approximately cylindrical section, wherein the narrower end faces of the frustoconical section each have the outlet openings closure.
- the conical design of the sealing elements causes the ink to flow better towards the outlet openings, which in turn results in less swirling of the ink Has.
- the seal of the ink chamber against penetrating from the outside Soiling can also be improved if the outside sections of the guide tubes arranged in the ink chamber additional sealants are closed. For example, as Capillary hoses made sealing elements on the above sections of the guide tubes are pushed on so that they also tightly enclose the drawbar.
- Lubrication of the tension elements can also be achieved by that the openings of the guide tubes arranged outside the ink chamber also be charged with an oil.
- the ink jet print head according to the invention has an extremely small Susceptibility to faults because, on the one hand, the ink chamber completely against the outside Dirt is sealed and secondly the ink is not in can reach the area of the moving parts.
- the inkjet print head also builds very small and can be maintained and repaired quickly and efficiently, since the sealing elements after opening the ink chamber can be easily exchanged.
- An inkjet write head 1 has one in a housing 2 arranged ink chamber 4.
- the essentially cubic Ink chamber 4 is through a front wall 6, side walls 8 and a rear wall 10 limited.
- the front wall 6 is preferably detachable from the housing 2 connected and via a preferably designed as an O-ring 12 Sealed gasket.
- Outlet openings 14 are arranged in the front wall 6, the nozzle 16 for ink emerging during the printing process Act.
- the term ink 16 means all for labeling and marking suitable substances such as lacquers, acids, etc.
- the Area surrounding outlet openings 14 is in the direction of the ink chamber 4 curved, the outlet openings 14 in the center of the curvature 18 are arranged.
- the curvature 18 has two advantageous advantages Effect.
- the outlet openings 14 are in the direction of their Longitudinal axes X-X lengthened, which ensures better guidance of the exiting Ink drop is reached, which in turn requires a more precise print image.
- they are directed towards the ink chamber 4 Arches 18 for better sealing of the outlet openings 14 by closing bodies 20 resting on the outlet openings 14 are the surfaces of the closing bodies 20 which abut the outlet openings 14 essentially executed plan.
- the at the outlet openings 14 adjacent surfaces of the closing body 20 are also curved be executed. It is also possible to have both contact surfaces Closing body 20 and the area around the outlet openings 14), plan to execute.
- Each closing body 20 is a pull element 22, preferably a pull rod assigned, the coaxial to the longitudinal axis X-X of the respective outlet opening 14 runs.
- the tension elements 22 extend through actuating openings 24 arranged in the rear wall 10 and are connected to pulling devices, not shown.
- the tension elements 22 have a diameter of, for example Have 1 to 1.2 mm and be designed as a hollow pull tube to to achieve a material and thus a weight reduction.
- Traction devices are particularly suitable for electromagnets Achieve stroke of the closing body 20 of, for example, about 0.2 mm.
- the tension elements 22 are in the guide tubes 26 out.
- the ink 16 passes through a bore 32 from a Ink container, not shown, the connection end 34 with the in one of the side walls 8 arranged bore 32 is connected under Overpressure in the ink chamber 4.
- the actuation openings 24 are opposite those in FIG Ink chamber 4 located ink 16 each through a sealing element 36 sealed.
- the sealing elements 36 advantageously enclose them the areas of the tension elements 22 projecting into the ink chamber 4 the embodiment shown enclose the sealing elements 36 not only the tension elements 22, but also the ink chamber sections 28 of the guide tubes 26, and thus seal the actuation openings 24 off safely.
- the sealing elements 36 can easily on the tension elements 22 and guide tubes 26 or their ink chamber sections 28 be postponed.
- the tension elements 22 one in each of their end regions facing the outlet openings 14 annular groove 38 which extends transversely to the longitudinal axis X-X and in which the respective Sealing element 36 comes to rest.
- a particular advantage of the sealing elements according to the invention 36 lies in the fact that it itself acts directly as a closing body 20 act, since they consist of an elastic rubber-like material Sealing elements 36 bear against the outlet openings 14. Additional Closing body elements are omitted.
- Figure 1 shows a first embodiment of the sealing element according to the invention 36.
- This is essentially cylindrical and has a thinned wall section 40 in the middle.
- This section of wall 40 facilitates the deformation of the sealing element 36 when the pulling device is actuated or when the Closing body 20 from the outlet opening 14.
- the wall section 40 can then preferably deform inwards.
- Figure 2 shows an advantageous further embodiment of the inventive Sealing element 36.
- the design of the frustoconical section 44 has Consequence that the pressurized ink towards the outlet opening 14 is steered. This enables high printing speeds and realize an exact print image.
- the overpressure in the ink chamber is, for example, 1 bar, which also minimizes swirling of the ink 16 become.
- the sealing element 36 in the area between the outlet opening 14 and near the end of the ink chamber portion 28 of the guide tube 26 is a constriction 46 instead of the thinned wall section 40 shown in FIG. 1 having.
- the constriction 46 has the effect that when the pulling elements are actuated 22 a defined expansion of the constriction 46 and that end of the sealing element 36 which faces the actuating opening 24 limited area results. Through this relatively long section, a gentle deformation of the sealing element 36 is achieved, which in turn the durability of the sealing element 36 is significantly extended.
- the technical life of the inkjet write head 1 can be additional be prolonged by the penetration of dirt particles or deposits through the actuating openings 24 in the area of Tension elements 22 is avoided by closing means.
- This can essentially be can be achieved in that the outer sections 30 of the guide tubes 26 can also be closed with sealants 50.
- This are advantageously tubular and consist of an elastic Material, preferably the material from which the sealing elements 36 are made.
- the sealing means 50 in particular capillary tubes, are on the tension elements 22 or on the outer sections of the guide tubes 26 pushed on and enclose them. Because of their elasticity the sealing means 50 hinder the movement of the tension elements 22 Not.
- the actuation openings 24 or the corresponding ends the guide tubes 26 are charged with an oil 48 for lubrication to reach the tension elements 20.
- Ends of the guide tubes 26 in a further embodiment variant according to the invention flared ends 52.
- These are in the postponed Sealing elements 36 in areas of the thinned wall sections 40 and expand them accordingly.
- This variant too ensures a defined, directed in the direction of expansion Deformation of the sealing elements 36 when the tension elements 22 are actuated.
- the sealing elements 36 on the guide tubes 26 are better held.
- the sealing elements 36 can likewise, as in FIG. 3 shown, at least one, preferably two, on the inside have annular webs 54 (O-rings) running transversely to the longitudinal axis X-X, which abut the guide tubes 26 or the tension elements 22.
- the sealing effect of the sealing elements is due to the small surface area 36 or the sealant 50 additionally increased.
- Such ridges 54 can also have the sealing means 50.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Schreibkopf mit
Derartige Tintenstrahl-Schreibköpfe werden insbesondere in Matrixdruckern
eingesetzt und sind beispielsweise aus der EP 0 445 137 B1 und der DE 36
25 067 A1 bekannt.Such inkjet printheads are used in particular in matrix printers
used and are for example from EP 0 445 137 B1 and
Ein Druckkopf eines Matrixdruckers ist dadurch gekennzeichnet, dass er eine Vielzahl eng nebeneinander liegender, durch bewegbare Schließkörper verschlossener Ausdrucköffnungen bzw. Austrittsöffnungen aufweist. Unter einer Matrix wird eine zweidimensionale oder eine eindimensionale Anordnung von mehreren Austrittsöffnungen verstanden.A print head of a matrix printer is characterized in that it has a Large number of closely located, movable locking bodies has closed expression openings or outlet openings. Under a matrix becomes a two-dimensional or a one-dimensional arrangement understood by several outlet openings.
Vorgenannte Tintenstrahl-Schreibköpfe werden insbesondere als Schreibköpfe für Signiergeräte eingesetzt, mit denen eine Beschriftung auf Gegenstände, beispielsweise Packungen aufgebracht wird. Dabei werden die Austrittsöffnungen des Schreibkopfes durch Abheben der Schliesskörper kurzfristig freigegeben, sodass unter Überdruck stehende Tinte auf die zu bedruckende Fläche gebracht werden kann. Hierfür werden jedem Schliesskörper zugeordnete Zugelemente mittels der steuerbaren Zugvorrichtung derart betätigt, dass auf der zu bedruckenden Fläche die gewünschte Beschriftung entsteht.The aforementioned ink jet printheads are used in particular as printheads used for marking devices with which labeling on objects, for example packs is applied. The outlet openings the printhead by lifting the closing body briefly released so that ink under pressure on the printable Surface can be brought. For this every closing body assigned pulling elements by means of the controllable pulling device actuates that the desired labeling on the surface to be printed arises.
Für ein ansprechendes bzw. exaktes Druckbild ist Voraussetzung, dass die einzelnen Austrittsöffnungen mit minimalem Abstand zueinander angeordnet sind. Dies wird dadurch erschwert, dass die Zugvorrichtungen, üblicherweise Elektromagnete, derartige Abmessungen aufweisen, dass diese nicht so dicht wie die Austrittsöffnungen nebeneinander angeordnet sein können. Deshalb sind zwischen den Schliesskörpern und den zugeordneten Zugvorrichtungen Zugelemente von derartiger Länge angeordnet, dass die Zugvorrichtungen aufgefächert nebeneinander angeordnet sein können. Die Antriebsbewegungen der Zugvorrichtungen werden über die Zugelemente auf die Schliesskörper übertragen, wobei die Zugelemente beispielsweise als Zugseile bzw. Drähte oder auch als Zugstangen ausgeführt sein können.For an appealing or exact print image it is a prerequisite that the individual outlet openings with a minimum distance from each other are. This is complicated by the fact that the pulling devices, usually Electromagnets have dimensions such that these not as close together as the outlet openings can. Therefore, between the closing bodies and the associated Traction devices arranged traction elements of such a length that the Traction devices can be arranged fanned out side by side. The Drive movements of the pulling devices are based on the pulling elements transmit the closing body, the tension elements for example as Pull ropes or wires or can also be designed as pull rods.
Da die Tinte in der Tintenkammer unter Überdruck steht, ist es unbedingt notwendig zwischen den Zugvorrichtungen und der Tintenkammer druckdichte Abdichtungen vorzusehen.Since the ink in the ink chamber is under pressure, it is imperative necessary pressure-tight between the pulling devices and the ink chamber Provide seals.
In der EP 0 445 137 B1 sind zum Schutz der Zugvorrichtungen Dichtungselemente offenbart, die jeweils außerhalb der Tintenkammer, zwischen einer Betätigungsöffnung und der zugehörigen Zugstange angeordnet sind. Als Betätigungsöffnung werden diejenigen Öffnungen bezeichnet, durch die das Zugelement aus dem Gehäuse der Tintenkammer herausgeführt wird. Diese sogenannten Zugstangendichtungen sind in axialer Richtung der als Zugstangen ausgeführten Zugelemente verformbar und sowohl mit der Betätigungsöffnung als auch mit der Zugstange fest verbunden. Die Zugstangendichtungen sind kegelstumpfförmig ausgeführt, wobei das weitere Ende am Rand der Betätigungsöffnung dichtend befestigt ist und das engere Ende die Zugstange dichtend umgreift. Somit kann Tinte durch die Betätigungsöffnungen hindurch in die durch die Zugstangendichtungen definierten Räume gelangen. Die Tinte befindet sich somit in Kontakt mit bewegenden Teilen (Zugstange). Dies ist nachteilig, da Tinte im Laufe der Zeit oftmals auskristallisiert oder Bestandteile der Tinte ausgeschieden oder abgelagert werden. In EP 0 445 137 B1 there are sealing elements to protect the pulling devices disclosed, each outside the ink chamber, between one Actuating opening and the associated tie rod are arranged. As Actuating opening are those openings through which the Pulling element is led out of the housing of the ink chamber. This So-called tie rod seals are in the axial direction of as tie rods executed tension elements deformable and both with the actuation opening as well as firmly connected to the pull rod. The tie rod seals are frustoconical, with the further end at Edge of the actuating opening is attached sealingly and the narrower end of the Grips tightly around the tie rod. Ink can thus pass through the actuation openings through into the spaces defined by the tie rod seals reach. The ink is thus in contact with moving parts (Pull bar). This is disadvantageous because ink often crystallizes out over time or components of the ink are excreted or deposited.
Bei zeitweiser Nichtbenutzung kann es außerdem zu einem Austrocknen der Tinte kommen. Mechanische Bewegungen können durch derartige Ablagerungen bzw. durch die ausgetrocknete Tinte beeinflusst und möglicherweise beeinträchtigt werden. Hinzu kommt, dass ein Austausch der Zugstangendichtungen nur mit relativ hohem Aufwand möglich ist.If it is not used temporarily, it can also dry out the Ink come. Mechanical movements can be caused by such deposits or influenced by the dried ink and possibly be affected. In addition, there is an exchange of the tie rod seals is only possible with relatively great effort.
Die in der DE 36 25 067 A1 offenbarten Dichtungselement sind ebenfalls
ausserhalb der Tintenkammer, in dem der Tintenkammer entgegensetzten
Endbereich von Führungsrohren für die Zugelemente, hier Drahtseile, angeordnet.
Vorzugsweise sind die Dichtungselemente in Nähe der jeweiligen
Zugvorrichtungen angeordnet und beispielsweise als gegenüber der Zugvorrichtung
dichter Federbalg ausgeführt. Somit steigt die unter Überdruck
stehende Tinte aus der Tintenkammer durch die Führungsrohre bis hin zur
als Federbalg ausgeführten Dichtung auf. Auch bei dieser Konstruktion ist
das zu bewegende Zugseil von Tinte umgeben, weswegen sich auch hier
durch Auskristallisation oder durch andersartige Ablagerungen hervorgerufene
Beeinträchtigungen für die mechanisch bewegbaren Teile ergeben können.
Die Wartung und die Reparatur, insbesondere der Austausch der
Dichtungen ist ebenfalls schwierig und zeitintensiv.The sealing element disclosed in
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gattungsgemässen Tintenstrahl-Schreibkopf dahingehend zu verbessern, dass eine Beeinträchtigung der mechanischen Bewegungsabläufe insbesondere im Bereich der Zugelemente und/oder der Zugvorrichtung möglichst minimiert wird. Der Tintenstrahl-Schreibkopf soll eine möglichst hohe technische Lebensdauer aufweisen und die Herstellung und Wartung möglichst einfach und kostengünstig durchführbar sein.The object of the present invention is a generic Improve inkjet printhead to be an impairment of the mechanical movements, especially in the area the traction elements and / or the traction device is minimized as far as possible. The inkjet print head should have the longest possible technical service life have and the manufacture and maintenance as simple and be inexpensive to carry out.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass jeweils ein Dichtungselement den in die Tintenkammer hineinragenden Bereich jeweils eines Zugelementes vollständig umschliesst und die zugehörige Betätigungsöffnung gegenüber der Tintenkammer dichtend verschliesst, wobei das Dichtungselement derart ausgeführt ist, dass es mit seinem freien Ende den Schliesskörper für die Austrittsöffnung bildet.According to the invention, this is achieved in that one sealing element in each case the area of a tension element protruding into the ink chamber completely encloses and the associated actuation opening seals against the ink chamber, the sealing element is designed such that it has the closing body with its free end forms for the outlet opening.
Dadurch, dass die Dichtungselemente innerhalb der Tintenkammer angeordnet sind und die in die Tintenkammer hineinragenden Bereiche der Zugelemente dichtend umschliessen, wird verhindert, dass Tinte mit beweglichen Teilen in Berührung kommt. Die geschilderten, durch Auskristallisation oder andere Ablagerungen bedingten Probleme oder Einschränkungen der bewegbaren Teile werden somit wirksam vermieden.Because the sealing elements are arranged within the ink chamber and the areas of the tension elements protruding into the ink chamber enclose tightly, prevents ink with moving Sharing comes into contact. The described, by crystallization or other deposits related problems or limitations moving parts are thus effectively avoided.
Die Anordnung der Dichtungselemente innerhalb der Tintenkammer bewirkt vorteilhafterweise, dass der Tintendruck bzw. die mit etwa 1 bar unter Überdruck stehende Tinte, dichtend auf die Dichtungselemente wirkt, da diese gegen die Führungsrohre bzw. in Richtung der Betätigungsöffnungen gedrückt werden. Somit kann im Gegensatz zu den bekannten Ausführungsformen der Druck innerhalb der Tintenkammer bei gleichbleibender bzw. sogar steigender Dichtwirkung der Dichtungselemente auch deutlich erhöht werden (beispielsweise bis zu 10 bar). Ein hoher Druck ist unter anderem auch deshalb zu bevorzugen, da es sich bei den eingesetzten Tintenarten oftmals um hochviskose Flüssigkeiten handelt.The arrangement of the sealing elements within the ink chamber causes advantageously that the ink pressure or that with about 1 bar under pressure standing ink, has a sealing effect on the sealing elements, since these pressed against the guide tubes or in the direction of the actuation openings become. Thus, in contrast to the known embodiments the pressure inside the ink chamber with constant or even increasing sealing effect of the sealing elements also increased significantly be (for example up to 10 bar). A high pressure is among other things also preferred because it is in the types of inks used often highly viscous liquids.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform können die Dichtungselemente auf die bereits in den Tintenstrahl-Schreibkopf eingebauten, als Zugstangen ausgeführten Zugelemente aufgesteckt werden, sodass ein Austausch defekter Dichtungselemente schnell und einfach erfolgen kann. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn die Frontwand der Tintenkammer von aussen entfernbar ist. In an advantageous embodiment, the sealing elements can that are already built into the inkjet print head, as pull rods executed traction elements are plugged on, so that an exchange defective Sealing elements can be done quickly and easily. This is special then advantageous if the front wall of the ink chamber from the outside is removable.
Um eine vereinfachte Abdichtung zu gewährleisten, erstrecken sich in einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante die Führungsrohre für die Zugstangen durch die Betätigungsöffnungen bis in die Tintenkammer hinein, sodass die Dichtungselemente sowohl auf die Zugstangen als auch auf die Führungsrohre aufschiebbar sind. Dies gewährleistet auch dann eine vollständige Abdichtung, wenn die Dichtungselemente nicht an der Innenseite der die Betätigungsöffnungen aufweisenden Wand der Tintenkammer anliegen.To ensure a simplified seal, extend in one particularly advantageous embodiment, the guide tubes for the Pull rods through the actuation openings into the ink chamber, so that the sealing elements both on the tie rods and on the guide tubes can be pushed on. This also guarantees a complete sealing if the sealing elements are not on the inside the wall of the ink chamber having the actuating openings issue.
Vorteilhafterweise können die Dichtungselemente auf ihren Innenseiten mindestens eine, vorzugsweise zwei ringförmige quer zur Längsachse der Dichtungselemente verlaufende Wülste (O-Ringe) aufweisen, die an den Führungsrohren oder Zugstangen anliegen. Die Dichtwirkung der Dichtungselemente wird dadurch zusätzlich verbessert.The sealing elements can advantageously on their inner sides at least one, preferably two annular, transverse to the longitudinal axis of the Sealing elements have running beads (O-rings) on the guide tubes or tie rods. The sealing effect of the sealing elements is thereby further improved.
Auch können die Dichtungselemente Einschnürungen oder Ausformungen aufweisen, die jeweils zu einer ringförmigen, gegenüber den Innenflächen der Dichtungselemente hervorstehenden, quer zur Längsachse verlaufenden Verengung führen. Zum einen sind die Dichtungselemente dadurch auf den Zugstangen besser gehalten, zum anderen ergibt sich bei Betätigung der Zugstangen eine definierte Aufweitung der Dichtungselemente. Diese weiten sich bei Betätigung der Zugstangen zwischen der Einschnürung und dem der Betätigungsöffnung zugewandten Ende ballig auf.The sealing elements can also constrictions or formations have, each to an annular, opposite the inner surfaces of the Protruding sealing elements that run transversely to the longitudinal axis Lead to narrowing. On the one hand, the sealing elements are on the Tension rods are better held, on the other hand, when pressing the Drawbars a defined expansion of the sealing elements. These wide itself between the constriction and the the end facing the actuation opening crowned.
Prinzipiell erfüllen die Dichtungselement zwei voneinander unabhängige Aufgaben. Der jeweils der zugehörigen Betätigungsöffnung zugewandte Abschnitt bewirkt die Abdichtung der Tintenkammer und der jeweils der zugehörigen Austrittsöffnung zugewandte Abschnitt bewirkt die Schließfunktion. Dadurch, dass die Schliesskörper durch die Dichtungselemente selbst gebildet sind und weil die Dichtungselemente aus einem elastischen, gummiartigen Material bestehen, ist die Abdichtung der Austrittsöffnungen sicher gewährleistet und es können bezüglich der Länge der Dichtungselemente höhere Fertigungstoleranzen in Kauf genommen werden. Für eine vollständige Abdichtung der Tintenkammer gegenüber den Betätigungsöffnungen genügen aufgrund der sackartigen Ausbildung der Dichtungselemente lediglich die dichtenden, das Führungsrohr umschließenden Abschnitte. Außerdem werden die Schließkörper durch die einstückige Fertigung fest auf den Zugelementen gehalten und sind trotzdem schnell und einfach zu montieren bzw. demontieren.In principle, the sealing elements fulfill two independent of each other Tasks. The section facing the associated actuation opening effects the sealing of the ink chamber and that of the associated one Section facing outlet opening effects the closing function. Characterized in that the closing body itself formed by the sealing elements and because the sealing elements are made of an elastic, rubber-like Material, the sealing of the outlet openings is guaranteed and it can be higher in terms of the length of the sealing elements Manufacturing tolerances are accepted. For a complete Sealing the ink chamber from the actuation openings is sufficient due to the bag-like design of the sealing elements only the sealing sections enclosing the guide tube. Moreover the closing bodies are firmly attached to the tension elements due to the one-piece production held and are still quick and easy to assemble or disassemble.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsvariante weisen die Dichtungselemente ausgehend von den Austrittsöffnungen einen kegelstumpfförmigen Abschnitt auf, der in einen in etwa zylindrischen Abschnitt übergeht, wobei die engeren Endflächen des kegelstumpfförmigen Abschnitt jeweils die Austrittsöffnungen verschliessen. Die konusförmige Ausbildung der Dichtungselemente bewirkt ein besseres Abfliessen der Tinte in Richtung der Austrittsöffnungen, was wiederum geringere Verwirbelungen der Tinte zur Folge hat. Somit können eine höhere mögliche Druckgeschwindigkeit und ein exakteres Druckbild erreicht werden.In a particularly advantageous embodiment variant, the sealing elements have starting from the outlet openings a truncated cone Section that merges into an approximately cylindrical section, wherein the narrower end faces of the frustoconical section each have the outlet openings closure. The conical design of the sealing elements causes the ink to flow better towards the outlet openings, which in turn results in less swirling of the ink Has. Thus, a higher possible printing speed and a more precise one Print image can be achieved.
Weiterhin hat sich gezeigt, dass es vorteilhaft ist, wenn die Führungsrohre ausserhalb der Tintenkammer gegenüber der Gehäuseaussenwand vorstehen. Dir vorstehende Abschnitt hat zum Vorteil, dass die unweigerlich ausserhalb der Tintenkammer entstehenden Verschmutzungen und Ablagerungen, die sich bevorzugt an der Gehäuseaussenwand ablagern, nur erschwert in die Betätigungsöffnungen eindringen können.Furthermore, it has been shown that it is advantageous if the guide tubes protrude outside the ink chamber opposite the outer wall of the housing. The above section has the advantage that the inevitably outside dirt and deposits arising in the ink chamber, that preferentially deposit on the outer wall of the housing, only difficult can penetrate into the actuation openings.
Die Abdichtung der Tintenkammer gegenüber von aussen eindringenden Verschmutzungen kann zusätzlich dadurch verbessert werden, dass die ausserhalb der Tintenkammer angeordneten Abschnitte der Führungsrohre mit zusätzlichen Dichtmitteln verschlossen werden. Beispielsweise können als Kapilarschläuche ausgeführte Dichtungselemente auf die vorstehenden Abschnitte der Führungsrohre aufgeschoben werden, sodass sie diese und auch die Zugstange fest umschliessen.The seal of the ink chamber against penetrating from the outside Soiling can also be improved if the outside sections of the guide tubes arranged in the ink chamber additional sealants are closed. For example, as Capillary hoses made sealing elements on the above sections of the guide tubes are pushed on so that they also tightly enclose the drawbar.
Eine Schmierung der Zugelemente kann zusätzlich dadurch erreicht werden, dass die ausserhalb der Tintenkammer angeordneten Öffnungen der Führungsrohre zusätzlich mit einem Öl beaufschlagt werden.Lubrication of the tension elements can also be achieved by that the openings of the guide tubes arranged outside the ink chamber also be charged with an oil.
Der erfindungsgemässe Tintenstrahl-Schreibkopf weist eine äusserst geringe Störanfälligkeit auf, da zum einen die Tintenkammer vollständig gegen äussere Verschmutzungen abgedichtet ist und zum anderen die Tinte nicht in den Bereich der beweglichen Teile gelangen kann. Ausserdem baut der Tintenstrahl-Schreibkopf sehr klein und ist schnell und effizient wart- und reparierbar, da die Dichtungselemente nach zuvoriger Öffnung der Tintenkammer problemlos ausgetauscht werden können.The ink jet print head according to the invention has an extremely small Susceptibility to faults because, on the one hand, the ink chamber completely against the outside Dirt is sealed and secondly the ink is not in can reach the area of the moving parts. The inkjet print head also builds very small and can be maintained and repaired quickly and efficiently, since the sealing elements after opening the ink chamber can be easily exchanged.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale des erfindungsgemässen Gegenstandes sind in der Figurenbeschreibung und in den Unteransprüchen enthalten.Further advantageous design features of the object according to the invention are in the description of the figures and in the dependent claims contain.
Anhand der nachfolgenden Figuren wird die Erfindung näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele sind dabei nicht einschränkend zu verstehen. Es zeigen:
- Figur 1:
- eine Ausschnittsvergrösserung eines erfindungsgemässen Tintenstrahl-Schreibkopfes im Schnitt, wobei der Übersicht halber die Systemkomponenten Zugstange, Führungsrohr und Dichtungselement nur einmal dargestellt sind,
- Figur 2:
- eine Ausschnittsvergrösserung einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Tintenstrahl-Schreibkopfes im Schnitt gemäß Fig. 1.
- Figur 3:
- eine Ausschnittsvergrösserung einer weiteren Ausführungsvariante eines erfindungsgemässen Dichtungselementes
- Figure 1:
- 2 shows an enlarged detail of an ink jet write head according to the invention, with the system components pull rod, guide tube and sealing element being shown only once for the sake of clarity,
- Figure 2:
- 2 shows an enlarged detail of a further embodiment variant of the inkjet write head according to the invention in section according to FIG. 1.
- Figure 3:
- an enlarged detail of a further embodiment of a sealing element according to the invention
Ein erfindungsgemässer Tintenstrahl-Schreibkopf 1 weist eine in einem Gehäuse
2 angeordnete Tintenkammer 4 auf. Die im wesentliche kubische
Tintenkammer 4 ist durch eine Frontwand 6, Seitenwände 8 und eine Rückwand
10 begrenzt. Die Frontwand 6 ist vorzugsweise lösbar mit dem Gehäuse
2 verbunden und über eine vorzugsweise als O-Ring 12 ausgebildete
Dichtung abgedichtet. In der Frontwand 6 sind Austrittsöffnungen 14 angeordnet,
die als Düse für während des Druckprozesses austretende Tinte 16
wirken. Der Begriff Tinte 16 meint sämtliche zur Beschriftung und Markierung
geeigneten Stoffe wie beispielsweise auch Lacke, Säuren u.s.w.. Der die
Austrittsöffnungen 14 umgebende Bereich ist in Richtung der Tintenkammer
4 gewölbt ausgeführt, wobei die Austrittsöffnungen 14 im Zentrum der Wölbung
18 angeordnet sind. Die Wölbung 18 hat eine zweifache vorteilhafte
Wirkung. Zum einen werden die Austrittsöffnungen 14 in Richtung ihrer
Längsachsen X-X verlängert, wodurch eine bessere Führung der austretenden
Tintentropfen erreicht wird, was wiederum ein exakteres Druckbild bedingt.
Zum anderen führen die in Richtung der Tintenkammer 4 gerichteten
Wölbungen 18 zu einer besseren Abdichtung der Austrittsöffnungen 14
durch an den Austrittsöffnungen 14 anliegende Schliesskörper 20. Die an
den Austrittsöffnungen 14 anliegenden Flächen der Schliesskörper 20 sind
im wesentlichen plan ausgeführt. Grundsätzlich können die an den Austrittsöffnungen
14 anliegenden Flächen der Schliesskörper 20 ebenfalls gewölbt
ausgeführt sein. Auch ist es möglich beide Anlageflächen, die der
Schliesskörper 20 und den Bereich um die Austrittsöffnungen 14), plan auszuführen. An inkjet write head 1 according to the invention has one in a
Jedem Schliesskörper 20 ist ein Zugelement 22, vorzugsweise eine Zugstange
zugeordnet, die koaxial zur Längsachse X-X der jeweiligen Austrittsöffnung
14 verläuft. Anstelle von Zugstangen ist es auch möglich, Zugseile oder
ähnliche Zugelemente zu verwenden. Die Zugelemente 22 erstrecken sich
durch in der Rückwand 10 angeordnete Betätigungsöffnungen 24 hindurch
und sind mit nicht dargestellten Zugvorrichtungen verbunden. Vorteilhafterweise
können die Zugelemente 22 einen Durchmesser von beispielsweise
1 bis 1,2 mm aufweisen und als hohle Zugröhrchen ausgeführt sein, um
somit eine Material- und damit eine Gewichtsreduzierung zu erreichen. Als
Zugvorrichtungen sind insbesondere Elektromagneten geeignet, die einen
Hub der Schließkörper 20 von beispielsweise etwa 0,2 mm bewerkstelligen.Each closing body 20 is a
Erfindungsgemäss sind in den Betätigungsöffnungen 24 koaxial zu den Zugelementen
22 verlaufende Führungsrohre 26 angeordnet, die sowohl einen
in die Tintenkammer 4 hineinragenden Tintenkammerabschnitt 28 und einen
ausserhalb der Tintenkammer 4 gegenüber dem Gehäuse 2 vorstehenden
Aussenabschnitt 30 aufweisen. Die Zugelemente 22 sind in den Führungsrohren
26 geführt. Die Tinte 16 gelangt über eine Bohrung 32 aus einem
nicht dargestellten Tintenbehälter, dessen Anschlussende 34 mit der in
einer der Seitenwände 8 angeordneten Bohrung 32 verbunden ist, unter
Überdruck in die Tintenkammer 4.According to the invention are in the
Erfindungsgemäss sind die Betätigungsöffnungen 24 gegenüber der in der
Tintenkammer 4 befindlichen Tinte 16 jeweils durch ein Dichtungselement
36 abgedichtet. Vorteilhafterweise umschliessen die Dichtungselemente 36
die in die Tintenkammer 4 hineinragenden Bereiche der Zugelemente 22. In
der dargestellten Ausführungsvariante umschliessen die Dichtungselemente
36 nicht nur die Zugelemente 22, sondern auch die Tintenkammerabschnitte
28 der Führungsrohre 26, und dichten somit die Betätigungsöffnungen
24 sicher ab.According to the invention, the
Vorteilhafterweise können die Dichtungselemente 36 problemlos auf die Zugelemente
22 und Führungsrohre 26 bzw. deren Tintenkammerabschnitte
28 aufgeschoben werden. Um einen sicheren Sitz auf den Zugelementen 22
bzw. den Führungsrohren 26 zu gewährleisten, weisen die Zugelemente 22
in ihren den Austrittsöffnungen 14 zugewandten Endbereichen jeweils eine
ringförmige, quer zur Längsachse X-X verlaufende Nut 38 auf, in der das jeweilige
Dichtungselement 36 zur Anlage kommt.Advantageously, the sealing
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemässen Ausführung der Dichtungselemente
36 liegt darin, dass diese selbst unmittelbar als Schliesskörper 20
wirken, da die aus einem elastischen gummiartigen Material bestehenden
Dichtungselemente 36 an den Austrittsöffnungen 14 anliegen. Zusätzliche
Schliesskörperelemente entfallen.A particular advantage of the sealing elements according to the
Aufgrund der verschiedenen Anforderungen an die Tinte 16 sind auch die
für die Herstellung der Dichtungselemente 36 in Frage kommenden Materialarten
entsprechend anzupassen.Due to the different requirements for the ink 16 are also
for the manufacture of the sealing
Figur 1 zeigt eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemässen Dichtungselementes
36. Dieses ist im wesentlichen zylinderförmig ausgeführt
und weist mittig einen verdünnten Wandungsabschnitt 40 auf. Dieser Wandungsabschnitt
40 erleichtert die Verformung des Dichtungselementes 36
bei Betätigung der Zugvorrichtung bzw. bei kurzzeitigem Abheben des
Schliesskörpers 20 von der Austrittsöffnung 14. Der Wandungsabschnitt 40
kann sich dann vorzugsweise nach innen verformen.Figure 1 shows a first embodiment of the sealing element according to the
Figur 2 zeigt eine vorteilhafte weitere Ausgestaltungsvariante des erfindungsgemässen
Dichtungselementes 36. Dieses weist ausgehend von der an
der Austrittsöffnung 14 anliegenden Fläche einen kegelstumpfartigen Abschnitt
42 auf, der in einen in wesentlichen zylindrischen Abschnitt 44
übergeht. Die Ausführung des kegelstumpfartigen Abschnitts 44 hat zur
Folge, dass die unter Überdruck stehende Tinte in Richtung der Austrittsöffnung
14 gelenkt wird. Hierdurch lassen sich hohe Druckgeschwindigkeiten
und ein exaktes Druckbild realisieren. Die Überdruck in der Tintenkammer
beträgt beispielsweise 1 bar, wodurch auch Verwirbelungen der Tinte 16 minimiert
werden.Figure 2 shows an advantageous further embodiment of the
Weiterhin hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn das Dichtungselement
36 im Bereich zwischen der Austrittsöffnung 14 und nahe dem Ende
des Tintenkammerabschnitts 28 des Führungsrohres 26 eine Einschnürung
46 anstelle des in Fig. 1 dargestellten verdünnten Wandungsabschnittes 40
aufweist. Die Einschnürung 46 bewirkt, dass sich bei Betätigung der Zugelemente
22 eine definierte Aufweitung des durch die Einschnürung 46 und
das der Betätigungöffnung 24 zugewandte Ende des Dichtungselementes 36
begrenzten Bereiches ergibt. Durch diesen relativ langen Abschnitt wird ein
schonendes Verformen des Dichtungselementes 36 erreicht, wodurch wiederum
die Haltbarkeit des Dichtungselementes 36 deutlich verlängert wird.Furthermore, it has also proven to be advantageous if the sealing
Die technische Lebensdauer des Tintenstrahl-Schreibkopfes 1 kann zusätzlich
dadurch verlängert werden, dass ein Eindringen von Schmutzpartikeln
oder Ablagerungen durch die Betätigungsöffnungen 24 in den Bereich der
Zugelemente 22 durch Schließmittel vermieden wird. Dies kann im wesentlichen
dadurch erreicht werden, dass die Aussenabschnitte 30 der Führungsrohre
26 zusätzlich mit Dichtungsmitteln 50 verschlossen werden. Diese
sind vorteilhafterweise schlauchartig und bestehen aus einem elastischen
Material, vorzugsweise dem Material, aus dem auch die Dichtungselemente
36 gefertigt sind. Die Dichtungsmittel 50, insbesondere Kapilarschläuche,
werden auf die Zugelemente 22 bzw. auf die Aussenabschnitte der Führungsrohre
26 aufgeschoben und umschliessen diese. Aufgrund ihrer Elastizität
behindern die Dichtungsmittel 50 die Bewegung der Zugelemente 22
nicht.The technical life of the inkjet write head 1 can be additional
be prolonged by the penetration of dirt particles
or deposits through the
Weiterhin sind die Betätigungsöffnungen 24 bzw. die entsprechenden Enden
der Führungsrohre 26 mit einem Öl 48 beaufschlagt, um eine Schmierung
der Zugelemente 20 zu erreichen.Furthermore, the
Wie in Fig. 3 dargestellt, weisen die in die Tintenkammer 4 hineinragenden
Enden der Führungsrohre 26 in einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsvariante
aufgeweitete Enden 52 auf. Diese befinden sich bei den aufgeschobenen
Dichtungselemente 36 in Bereichen der verdünnten Wandungsabschnitte
40 und weiten diese entsprechend auf. Auch diese Ausführungsvariante
gewährleistet ein definiertes, in Richtung der Aufweitung gerichtetes
Verformen der Dichtungselemente 36 bei Betätigung der Zugelemente 22.
Zusätzlich sind die Dichtungselmente 36 auf den Führungsrohren 26 besser
gehalten. Weiterhin können die Dichtungselemente 36, wie in Fig. 3 ebenfalls
dargestellt, auf ihren Innenseiten mindestens eine, vorzugsweise zwei
ringförmige quer zur Längsachse X-X verlaufende Stege 54 (O-Ringe) aufweisen,
die an den Führungsrohren 26 oder den Zugelementen 22 anliegen.
Durch die geringe anliegende Fläche wird die Dichtwirkung der Dichtungselemente
36 bzw. der Dichtungsmittel 50 zusätzlich erhöht. Derartige Stege
54 können auch die Dichtungsmittel 50 aufweisen.As shown in Fig. 3, the protrude into the
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch alle im Sinne der Erfindung gleichwirkenden Ausführungen. The invention is not based on the illustrated and described exemplary embodiments limited, but also includes all within the meaning of the invention equivalent designs.
Vorzugsweise sind zwischen den Aussenabschnitten der Führungsrohre und den Zugelementen jeweils Dichtungsmittel angeordnet, die sowohl die Aussenabschnitte als auch die Zugstange dichtend umschliessen.Are preferably between the outer sections of the guide tubes and the traction elements each arranged sealing means, both the outer sections as well as enclose the tie rod.
Bevorzugt sind an den der Tintenkammer abgewandten Enden der Betätigungsöffnungen Schließmittel angeordnet.Preferred are at the ends of the actuating openings facing away from the ink chamber Locking means arranged.
Claims (10)
dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Dichtungselement (36) den in die Tintenkammer (4) hineinragenden Bereich jeweils eines Zugelementes (22) vollständig umschliesst und die zugehörige Betätigungsöffnung (24) gegenüber der Tintenkammer (4) dichtend verschliesst, wobei das Dichtungselement (36) derart ausgeführt ist, dass es mit seinem freien Ende den Schliesskörper (20) für die Austrittsöffnung (14) bildet.Inkjet print head (1) with
characterized in that in each case one sealing element (36) completely surrounds the area of a pulling element (22) projecting into the ink chamber (4) and seals the associated actuating opening (24) with respect to the ink chamber (4), the sealing element (36) being such It is designed that it forms the closing body (20) for the outlet opening (14) with its free end.
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