NL1008754C2 - Inktdoseerinrichting, alsmede inktstraaldrukkop voorzien van een dergelijke inktdoseerinrichting. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Inktdoseerinrichting, alsmede inkt- straaldrukkop voorzien van een derge-lijke inktdoseerinrichting.

Inktdoseerinrichting voor een inktstraaldrukkop, welke inrichting een samenstel van samengevoegde platen en een actuator omvat, waarbij een membraanplaat van het samenstel een inwendig filterelement en een of meer op afstand daar-5 van gelegen spuitmonden omvat, en het samenstel van samengevoegde platen verder van een inkttoevoer en een inkt-kanaal vanaf de inkttoevoer naar de een of meer spuitmonden is voorzien.

Een dergelijke inktdoseereenheid, in het bijzonder een 10 werkwijze voor de vervaardiging van een inktstraaldrukkop met integraal filter is uit het Amerikaanse octrooischrift 5 141 596 bekend. Deze bekende inktstraaldrukkop bestaat uit een kanaalplaat met inwendig filter, welk filter wordt gevormd door openingen in het bovenvlak van de kanaalplaat. 15 De filteropeningen monden uit in een uitsparing, die een inktreservoir vormt. Dit inktreservoir is verbonden met spuitmonden via kanalen. De spuitmonden bevinden zich in een voorvlak van de kanaalplaat. Verder omvat de drukkop een verwarmingsplaat en desgewenst een van een patroon 20 voorziene dikke filmlaag. Voor de vervaardiging van de kanaalplaat worden etstechnieken, in het bijzonder aniso-tropisch etsen toegepast, waarbij een etsstoplaag nodig is, welke wordt gevormd door implantatie van boriumionen. De verschillende onderdelen van de kanaalplaat, t.w. integraal 25 filter en spuitmonden, kunnen niet gelijktijdig worden vervaardigd, maar dienen na elkaar te worden aangebracht.

Een andere uitvoeringsvorm van een inktdoseereenheid is uit EP-A-0 678 387 bekend. Ook bij deze bekende inktdoseereenheid zijn een filter en spuitmonden op afstand van 3 0 elkaar in één en dezelfde plaat van een samenstel van platen aangebracht. De spuitmonden en de openingen van het filter worden gevormd door het etsen van uitsparingen en groeven in het oppervlak van de plaat, welke door een dekplaat worden afgedekt. De beschreven structuur van 1008754 2 groeven en verdere onderdelen kan door middel van anisotro-pisch etsen in één stap worden vervaardigd.

Nog een andere inktdoseereenheid is uit het Amerikaanse octrooischrift 5 489 930 bekend. Deze bekende inktdo-5 seereenheid bestaat uit een aantal geassembleerde platen, die een plaat met een of meer spuitmonden omvatten voor het spuiten van een inktstraal of straal van kleine inktdrup-peltjes op een te bedrukken substraat, een inktbron voor het aanleveren van inkt, alsmede een inktstroompad vanaf de 10 inktbron naar de spuitmonden. In deze bekende inktdoseereenheid is een filterelement geïntegreerd, dat bestaat uit twee platen, die elk voorzien zijn van kleine openingen, en die zodanig zijn uitgelijnd, dat de openingen elkaar slechts gedeeltelijk overlappen.

15 Een dergelijke doseerinrichting wordt toegepast in een inktstraaldrukkop, die naast deze inrichting een oplaad-elektrode voor het opladen van de inktdruppels omvat, alsmede een paar afbuigelektroden voor het afbuigen van de geladen inktdruppels en een druppelvanger voor het opvangen 20 van druppels, die het te bedrukken substraat niet mogen bereiken.

Bij nog andere in het vak bekende doseerinrichtingen voor inktdrukkoppen is in de behuizing daarvan een toelopend kanaal gevormd. In de brede kant daarvan is een stuk 25 poreus filtermateriaal geperst, dat de binnenkomende inkt filtreert.

Het filteren van inkt is noodzakelijk omdat verontreinigingen in de inkt, alsmede vuil van de assemblage van de drukkop en doseerinrichting de spuitmonden kunnen doen 30 verstoppen. Verder kan vuil de spuitrichting nadelig beïnvloeden . Controle op de zuiverheid van de geassembleerde inrichting is zowel bij deze bekende inrichting met poreus filtermateriaal, als die volgens bovenstaand Amerikaans octrooi 5 489 930, niet mogelijk, of in elk geval niet 35 volledig mogelijk, omdat enerzijds het poreuze filtermate-riaal een aantal delen van het inktkanaal bedekt en zodoende inspectie onmogelijk maakt en anderzijds omdat de geïntegreerde filterlagen tussen diverse andere lagen zijn opgesteld en zodoende de filteropeningen aan het zicht 1008754 3 worden onttrokken. Ook leidt de aard van het poreuze fil-termateriaal ertoe dat niet zeker is wat de maximale afmetingen van doorgelaten deeltjes zijn. Eveneens kan extra vervuiling optreden als gevolg van het plaatsen en de 5 aanwezigheid van een dergelijke filter. Verder is vanwege het grote aantal onderdelen de assemblage van deze bekende inrichtingen gecompliceerd en tijdrovend.

Daarnaast bezitten de bekende inrichtingen als gevolg van de gekozen opstelling van inwendig filterelement en de 10 één of meer spuitmonden constructieve nadelen. De inktdo-seerinrichting kan niet gemakkelijk in de behuizing van de inktstraaldrukkop worden opgenomen, omdat de positie van de aansluitingen voor de inkttoevoer en de positie van de spuitmonden dit niet toelaten. Aldus kan geen compacte 15 structuur van een inktstraaldrukkop met inktdoseerinrich-ting worden verkregen.

De onderhavige uitvinding heeft ten doel een inktdo-seerinrichting voor een inktstraaldrukkop te verschaffen, waarbij de positie van de inkttoevoer en de spuitmonden 20 zodanig is, dat de inktdoseerinrichting gemakkelijk in de behuizing van een inktstraaldrukkop kan worden opgenomen.

De onderhavige uitvinding heeft eveneens ten doel een inktdoseerinrichting voor een inktstraaldrukkop te verschaffen, waarvan de zuiverheid en reinheid na assemblage 25 en tijdens onderhoud gemakkelijker zijn te controleren en te waarborgen.

Een verder doel van de uitvinding is om het aantal te assembleren platen bij de vervaardiging van een dergelijke inktdoseerinrichting te verminderen.

30 De inktdoseerinrichting van het hierboven beschreven type volgens de uitvinding wordt daartoe gekenmerkt doordat de inlaatzijde van het filterelement en de uitlaatzijde van de een of meer spuitmonden op afstand van elkaar in hetzelfde vlak van de membraanplaat zijn voorzien. Door de 35 inlaatzijde van het filterelement en de uitlaatzijde van de spuitmond in hetzelfde vlak (voorvlak) van de inktdoseerinrichting te voorzien, kunnen alle aansluitingen naar de inktdoseereenheid, zoals slangen voor de inkttoevoer e.d. aan dezelfde kant van de inktdoseereenheid, als de spuit- 1008754 4 monden worden gerealiseerd. Met als gevolg dat de inktdo-seereenheid gemakkelijk in de behuizing van de inktstraal-drukkop is te plaatsen. De spuitmonden of spuitmond zijn altijd in de buitenste vlakke plaat opgenomen, omdat daar-5 door de inkt naar buiten moet treden. Bij de inktdoseerin-richting volgens de uitvinding is het filterelement ook in die buitenste plaat opgenomen, zodat dit element op eenvoudige wijze kan worden geïnspecteerd. Een verder voordeel is dat het aantal fabricagestappen is verminderd doordat het 10 f ilterelement en de spuitmonden tegelijkertijd en onder toepassing van dezelfde technieken in dezelfde plaat worden vervaardigd.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de inktdo-seerinrichting is deze uit 2 platen samengesteld. In dat 15 geval omvat de inktdoseerinrichting een eerste plaat, welke is voorzien van het filterelement en de spuitmond of spuitmonden, alsmede een tweede plaat met een inktkanaalstructuur, die het filterelement en de spuitmond of -monden van de eerste plaat met elkaar verbindt.

20 Het filterelement omvat bij voorkeur een aantal kleine doorgangsopeningen of sleuven, zodat de afmetingen daarvan gemakkelijk van buitenaf op optische wijze met behulp van licht kunnen worden gecontroleerd. Voor een goede filter-werking zijn deze openingen en sleuven met voordeel volgens 25 een bepaald patroon gerangschikt. Niet-beperkende voorbeelden van dergelijke patronen omvatten een cirkelvormig deel met meerdere langwerpige sleuven van ongelijke lengte, desgewenst met ongelijke oriëntatie, ronde gaten met al dan niet gelijke afmetingen of sleuven van gelijke lengte of 30 sleuven gelegen in een of meer cirkels.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de doseerin-richting volgens de uitvinding zijn de spuitmonden en het filterelement in de membraanplaat voorzien, die op een draagplaat is bevestigd, in welke draagplaat een inktkanaal 35 is voorzien, dat het f ilterelement en de spuitmonden met elkaar verbindt. Dit kanaal kan als een oppervlaktestructuur in de draagplaat zijn aangebracht, die eenvoudiger te controleren en te reinigen is.

Omdat met sommige technieken de openingen of groeven 1008754 5 van het filterelement niet met voldoende fijnheid kunnen worden vervaardigd, omvat de draagplaat met voordeel een met het filterelement uitgelijnde filterkamer, waarin een verdere filtering optreedt.

5 Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm daarvan omvat de filterkamer een eerste deelkamer, die in verbinding staat met het f ilterelement van de membraanplaat, en een tweede deelkamer, die uitmondt in het inktkanaal, alsmede een scheiding daartussen, voorzien van doorgangsopeningen 10 voor inkt. Met voordeel omgeeft de tweede deelkamer de eerste deelkamer. Verder omvat de scheiding met voordeel een scheidingswand, waarin in de bovenzijde - de naar de membraanplaat toegekeerde zijde - de doorgangsopeningen zijn voorzien. Dat wil zeggen wanneer de draagplaat op zich 15 wordt beschouwd een aantal kleine groeven. Teneinde een voldoend groot doorstroomoppervlak te verkrijgen is de wand een slingerende wand, dwz. gegolfd, getand, van rechthoekige uitsteeksels voorzien enz., waarin een groot aantal doorgangsopeningen zijn voorzien.

20 De uitvinding heeft tevens betrekking op een inkt- straaldrukkop, welke is voorzien van een inktdoseerinrich-ting volgens de uitvinding. Een van de nevenvoordelen van de inrichting volgens de uitvinding is dat de inkttoevoer gemakkelijk in de behuizing van de inktstraaldrukkop kan 25 worden opgenomen - het filteren gebeurt immers in de plaat met spuitmonden -, zodat hiervoor geen extra leidingen (slangen) nodig zijn en alle aansluitingen naar de inktdo-seereenheid aan een kant gerealiseerd kunnen worden. Met als gevolg dat de inktdoseereenheid gemakkelijk in de 30 behuizing van de printkop is te plaatsen.

De doseerinrichting en drukkop volgens de uitvinding kunnen op gebruikelijke wijze worden vervaardigd door het samenvoegen van afzonderlijke platen, waarin de verschillende onderdelen zijn gevormd. Deze platen kunnen op zich 35 eveneens met behulp van gebruikelijke technieken zijn vervaardigd, zoals elektroformeren, etsen enz.

De uitvinding wordt hierna toegelicht aan de hand van de tekening, waarin

Fig. l een inktdoseereenheid volgens de stand van de 1008754 6 techniek is;

Fig. 2 een schematisch aanzicht in perspectief van een uitvoeringsvorm van een inktdoseerinrichting volgens de uitvinding is; 5 Fig. 3 een drietal structuren van een eerste filter- element, toepasbaar bij de inrichting volgens de uitvinding, toont;

Fig. 4 een voorkeursuitvoeringsvorm van een aanvullend filterelement, toepasbaar bij de inrichting volgens de 10 uitvinding is;

Fig. 5 een detail van het filterelement volgens fig. 4 toont; en

Fig. 6 een uitvoeringsvorm van een drukkop volgens de uitvinding is.

15 In fig. 1 is een op zich bekende uitvoeringsvorm van een inktdoseerinrichting volgens de stand van de techniek weergegeven. Deze inrichting omvat een huis 1 met een toelopend inktkanaal 2. Een stuk poreus materiaal 3 is in de brede kant van het inktkanaal 2 geplaatst. Dit materiaal 20 fungeert als filter voor binnentredende inkt. Op het andere uiteinde van het kanaal 2 is een drager 4 gelijmd, waarin zich een groef 5 bevindt. Deze groef 5 is afgedekt met een nikkelen membraan 6, waarin een groot aantal op een rij gelegen spuitmonden zijn aangebracht. Een of meer actuato-25 ren 7 zijn op de tegenoverliggende zijde van de drager 4 bevestigd. Met behulp van deze actuatoren 7 worden de toegevoerde inktstralen in trilling gebracht en zodoende in een reeks inktdruppels opgebroken. Zoals reeds eerder is gesteld is de werking van het inwendige filter 3 bij deze 30 bekende doseerinrichting niet te controleren, en evenmin is de inrichting inclusief filter eenvoudig te reinigen.

Een uitvoeringsvorm van een inktdoseerinrichting volgens de uitvinding is in fig. 2 getoond. De inktdoseerinrichting - in zijn geheel aangeduid met verwijzingscijfer 35 20 - omvat een membraanplaat 21 en een draagplaat 22. De membraanplaat 21 is voorzien van een filterelement 23 in de vorm van een aantal doorgaande openingen 24, die in een cirkelvormig gebied zijn gegroepeerd. Verder omvat de membraanplaat 21 een reeks spuitmonden 25, die op afstand 1008754 7 van het filterelement 23 zijn gelegen. De inlaatzijde van het filterelement 23 en de uitlaatzijde van de spuitmonden 25 bevinden zich aan dezelfde kant i.e. het voorvlak, van de membraanplaat 21, zodat een toevoer voor inkt (niet-5 weergegeven) op eenvoudige wijze op het filterelement 23 kan worden aangesloten. Inkt, die door de openingen 24 gaat, stroomt via een kanaalstructuur in de draagplaat 22 naar de spuitmonden 25. Deze kanaalstructuur is een oppervlaktestructuur, d.w.z. deze omvat geen doorgaande openin-10 gen. De op een lijn liggende kanaalstructuur omvat een filterkamer 26, die met de openingen 24 is verbonden en waarin een tweede filterstap wordt bewerkstelligd. Een voorbeeld daarvan wordt hierna aan de hand van fig. 4 en 5 nader toegelicht. De filterkamer 26 staat via een kanaal 15 27, een verdere kamer 28 en een tweede kanaal 29 in verbinding met de spuitmonden 25. D.w.z dat het filterelement 23 van de membraanplaat 21 boven de filterkamer 26 van de draagplaat 22 en de spuitmonden 25 boven het tweede kanaal 29 zijn gepositioneerd. De overige onderdelen van de ka-20 naalstructuur in de draagplaat 22 zijn door de membraanplaat 21 afgedekt. Deze positionering van de platen kan op gemakkelijke wijze worden uitgevoerd. Een actuator (niet-weergegeven) is ter hoogte van de tweede kamer 28 opgesteld om de inkt in trilling te brengen. De aanwezigheid van 25 kamer 28 geeft een groot oppervlak daarvoor. Wanneer de actuator sterk genoeg is, is de aanwezigheid van kamer 28 niet vereist.

In fig. 3 zijn een drietal voorbeelden van andere patronen voor het f ilterelement 23 gegeven. In fig. 3a is 30 het filterelement samengesteld uit langwerpige sleuven 31 van ongelijke lengte en verschillende oriëntaties, die in een cirkelvormig gebied 32 zijn opgesteld. Fig. 3b toont radiaal gerichte sleuven 33 die bij de omtrek van een denkbeeldige cirkel zijn opgesteld. De uitvoeringsvorm 35 volgens fig. 3c toont radiaal gerichte sleuven 34, respectievelijk 35, die in twee concentrische cirkels zijn opgesteld. De breedte van de sleuven 31 ligt bijvoorbeeld in het gebied van 1-25 /zm.

In fig. 4 en 5 is de fijne filterkamer 26 in meer 1008754 8 detail weergegeven. De filterkamer 26 omvat een eerste deelkamer 41 en een tweede deelkamer 42. De eerste kamer 41 staat in verbinding met het grof filterelement 23, terwijl de tweede filterkamer 42 uitmondt in het kanaal 27. De twee 5 filterkamers zijn gescheiden door scheidingswand 43, waarbij in de bovenzijde een "slingerend" wanddeel 44 is voorzien. In dit wanddeel 44 zijn kleine openingen 45 (1-5 μπι) voorzien, die de eigenlijke fijne filterbewerking uitvoeren. Zoals uit deze fig. blijkt, is de gehele structuur van 10 onder naar boven opgebouwd, zodat deze gemakkelijk te controleren en te reinigen is. Het bepalen van de afmetingen van de openingen in het groffilter 23 en het fijnfilter 26 kan eenvoudig optisch worden uitgevoerd.

Begrepen zal worden dat de doseerinrichting volgens de 15 uitvinding op generlei wijze tot de weergegeven uitvoeringsvorm is beperkt. De aanwezigheid van de tweede kamer 28 is niet vereist, zoals reeds eerder is aangegeven, zodat de kanaalstructuur in de draagplaat uit een doorlopende groef bestaat, waarop een membraanplaat en een actuator 20 worden gelijmd. Eveneens is een rechte kanaalstructuur niet vereist. Andere vormen van de kamers in de draagplaat omvatten rechthoekig, vierkant, ellipsvormig enz..

Fig. 6 toont een uitvoeringsvorm van een inktdrukkop volgens de uitvinding, welke een inktdoseerinrichting 61 25 volgens de uitvinding omvat. Per inktstraal 62 van de inrichting 61 is verder een oplaadelektrode 63 voorzien voor het laden van de in druppels opgebroken inktstraal 62, afhankelijk van het te bedrukken drukpatroon, alsmede per drukkop een paar afbuigelektroden 64 voor het afbuigen van 30 geladen inktdruppels en positioneren van de inktdruppels op een niet-weergegeven substraat. Een druppelvanger 65 vangt druppels op, die niet gedrukt moeten worden.

1008754

Claims (11)

1. Inktdoseerinrichting voor een inktstraaldrukkop, welke inrichting een samenstel van samengevoegde platen en een 5 actuator omvat, waarbij een membraanplaat van het samenstel een inwendig filterelement en een of meer op afstand daarvan gelegen spuitmonden omvat, en het samenstel van samengevoegde platen verder van een inkt toevoer en een inkt-kanaal vanaf de inkttoevoer naar de een of meer spuitmonden 10 is voorzien, met het kenmerk dat de inlaatzijde van het f ilterelement (23) en de uitlaatzijde van de een of meer spuitmonden (25) op afstand van elkaar in hetzelfde vlak van de membraanplaat (21) zijn voorzien.

2. Inktdoseerinrichting volgens conclusie l, met het 15 kenmerk dat het f ilterelement (23) een aantal kleine ope- ningen (24) of sleuven (31; 33; 34,35) omvat.

3. Inktdoseerinrichting volgens conclusie 2, met het kenmerk dat genoemde openingen of groeven volgens een bepaald patroon zijn gerangschikt.

4. Inktdoseerinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de inktdoseerinrichting uit twee platen is samengesteld.

5. Inktdoseerinrichting volgens een van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de membraanplaat (21) op 25 een draagplaat (22) is bevestigd, in welke draagplaat (22) het inktkanaal (26-29) is voorzien.

6. Inktdoseerinrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk dat de draagplaat (22) een met genoemd filterele-ment (23) uitgelijnde inktkamer (26) omvat, die via genoemd 30 inktkanaal (27-29) in verbinding staat met genoemde spuitmonden (25) .

7. Inktdoseerinrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk dat de inktkamer (26) een eerste deelkamer (41) omvat, die in verbinding staat met het filterelement (23) 35 van de membraanplaat (21), alsmede een tweede deelkamer (42), die uitmondt in genoemd inktkanaal (27-29), en een scheiding, welke is voorzien van doorgangsopeningen voor het doorleiden van inkt vanuit de eerste naar de tweede deelkamer (45). 1008754 . 10

8. Inktdoseerinrichting volgens conclusie 7, met het kenmerk dat de tweede deelkamer (42) de eerste deelkamer (41) omgeeft.

9. Inktdoseerinrichting volgens conclusie 7 of 8, met het 5 kenmerk dat de scheiding een scheidingswand (43, 44) omvat, die aan de naar de membraanplaat toegekeerde zijde is voorzien van genoemde doorgangsopeningen (45).

10. Inktdoseerinrichting volgens een van de voorgaande conclusies 7-9, met het kenmerk dat de scheidingswand (43, 10 44) een slingerende vorm heeft.

11. Inktstraaldrukkop voorzien van een inktdoseerinrichting volgens een van de voorgaande conclusies. 1008754