DE19704969C1

DE19704969C1 - Tintendruckkopf

Info

Publication number: DE19704969C1
Application number: DE1997104969
Authority: DE
Inventors: Stephan Guenther; Georges Dr Roussos
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Digital Graphics Inc
Priority date: 1997-01-28
Filing date: 1997-01-28
Publication date: 1998-04-16
Anticipated expiration: 2017-01-29

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintendruckkopf, der zeitweise beschleunigten Drehbewegungen und/oder Linearbewegun gen in und entgegengesetzt der Tintenausstoßrichtung ausgesetzt ist.

Tintendruckköpfe werden hauptsächlich in Bürodruckern eingesetzt. In diesen Geräten werden alternierend der Aufzeichnungsträger und der Tintendruckkopf in orthogonalen Richtungen zueinander bewegt, wobei der Abstand zwischen beiden konstant ist. Die Bewegung des Tinten druckkopfes erfolgt dabei in der Regel quer zur Tintenausstoßrichtung beziehungsweise parallel zur Aufzeichnungsträgerebene. Das ist auch der Fall, wenn der Tintendruckkopf in bestimmten Druckpausen gerei nigt und/oder abgedichtet wird. Der Tintendruckkopf wird zu diesem Zweck in eine Reinigungs- und Dichtposition außerhalb der Druckposition gefahren und verharrt in dieser Position, während eine Reinigungs- und Dichtstation an ihn herangefahren und angedockt wird.

Seit einigen Jahren werden jedoch immer neue Einsatzgebiete für Tin tendruckköpfe erschlossen, wie Produktbeschriftungsgeräte, Frankier maschinen und Reproduktionseinrichtungen mit Signierung.

Die Bewegungsabläufe unterscheiden sich hierbei von denen beim Bürodrucker. Während beim üblichen Bürodrucker der Abdruck zeilen weise erfolgt, ist es bei Frankiermaschinen aus Gründen eines zügigen Durchsatzes erforderlich, daß der Druck als einmaliger Frankierab druck in einem Durchlauf des Postgutes erfolgt.

Bei Handfrankiermaschinen und einigen Produktbeschriftungsgeräten ist der Aufzeichnungsträger in Ruhe und nur der Drucker wird relativ zum Aufzeichnungsträger bewegt.

Beides bedingt nicht nur eine größere Anzahl von Düsen entsprechend der Druckbreite, sondern auch veränderte, entsprechend angepaßte Abläufe beim Reinigen und Abdichten sowie gegebenenfalls beim Dickenausgleich des Postgutes.

So wird bei einer bekannten Anordnung, vergleiche DE 36 08 912 C2, der Tintendruckkopf aus einer Arbeitsstellung in eine Reinigungs stellung oder in eine Ruhestellung mit Abdichtung gedreht und in oder entgegen der Tintenausstoßrichtung verschoben.

Bei beschleunigtem Bewegungsablauf besteht die Gefahr, daß ungewollt Tinte herausgeschleudert wird oder daß bei entgegenge setzter Bewegungsrichtung der Tintendruckkopf Luft zieht und demzu folge der Tintenmeniskus abreißt. Bedingt durch die Kapillarwirkung stehen nur Sperrdrücke zwischen 5 bis 50 Millibar zur Verfügung.

Ersteres hat Tintenverluste und schädliche Verschmutzungen zur Folge und letzteres kann zu Funktionsausfällen des Tintendruckkopfes führen.

Es ist weiterhin eine Anordnung für einen Tintendruckkopf in Piezoplanartechnik bekannt, siehe DE 295 21 128 U1, bei dem Platten übereinander geschichtet sind, in die Tintenversorgungskanäle, Tinten druckkammern, Düsenkanäle sowie Düsenöffnungen eingeformt sind. Die Tintenversorgungskanäle werden von einem gemeinsamen Versorgungskanal gespeist.

Andererseits ist eine Tintenspritzvorrichtung mit einem längs eines Auf zeichnungsträgers bewegbaren Tintendruckkopfes bekannt, bei dem der Tinten zuflußbereich zum Tintendruckkopf verschließbar gestaltet ist, verglei che DE 25 39 983 B2.

Im einzelnen steht eine Ventilkammer mit Zuflußleitungen von einem Vorratsbehälter und mit einer Abflußleitung zu den Tintendruckkam mern in Fließverbindung. In der Ventilkammer ist eine in ihrer Ruhe lage strömungsmitteldichte Schraubenfeder angeordnet, welche mit ihrem einen Ende über die Abflußleitung gestülpt und mit ihrem frei schwingenden Ende durch einen als Schwingmasse ausgebildeten Stopfen abgeschlossen ist.

In der Ruhelage des Tintendruckkopfes liegen die Windungen der Schraubenfeder so dicht zusammen, daß keine Tinte von dem Vor ratsbehälter über die Zuleitungen und über die Ventilkammer zum Tintendruckkopf strömen kann.

Wird der Tintendruckkopf längs des Aufzeichnungsträgers bewegt, dann schwingt die Schraubenfeder durch die an dem Tintendruckkopf wirkenden Beschleunigungskräfte ständig. Hierbei werden die Feder windungen voneinander abgehoben, so daß Tinte nachfließen kann.

Entsprechend ist demzufolge bei Bewegung des Tintendruckkopfes ein ungewollter Tintenaustritt oder Miniskusabriß mit dieser Lösung nicht verhinderbar. Hinzu kommt, daß das Ventil in Form der Schrauben feder mit Stopfen nicht volumenneutral arbeitet.

Schließlich ist noch ein Verteilerstück mit einem rohrförmigen Schiebe ventil für einen Tintenstrahldruckkopf - continuous flow ink jet printer - bekannt, siehe IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 22, No. 10, März 1980, Seite 4409.

Das rohrförmige Schiebeventil ist in dem Verteilerstück so verschieb bar, daß drei Stellungen möglich sind:

Erstens ein Druckmodus, bei dem die Ventilöffnung mit einer Tinten zuflußleitung von einer Pumpe verbunden ist.

Zweitens ein Übergangsmodus, bei dem die Ventilöffnung durch einen Dichtring abgedichtet ist.

Drittens ein Absaugmodus, bei dem die Ventilöffnung mit einem Abflußkanal zu einem Sammelbehälter verbunden ist.

Diese Lösung ist speziell für einen kontinuierlichen Tintenstrahl-Druck kopf vorgesehen und auf Grund der röhrenförmigen Ausführung nicht volumenneutral.

Zweck der Erfindung ist eine Verbesserung der Gebrauchseigen schaften, insbesondere eine Vergrößerung des Einsatzbereiches und der Zuverlässigkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen die einen ungewollten Tinten austritt und Miniskusabrisse wirksam verhindert.

Die Vorrichtung soll sowohl für einen Tintendruckkopf in einstückiger kompakter Bauweise als auch für einen aus mehreren Tintendruck modulen bestehenden Tintendruckkopf verwendbar sein. Es sollen Module aller möglichen Prinzipien - Edge-shooter, Sideshooter, Back shooter - zulässig sein.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst, indem im Tintenzufluß bereich an der Stelle mit dem kleinsten Leitungsquerschnitt ein ebenes Schiebeventil aus einer extrem dünnen Klinge mit einer Durchfluß öffnung und einem zugehörigen Antrieb zur Verstellung der Klinge angeordnet ist. Das Volumen der Durchflußöffnung ist dabei kleiner bemessen als das zulässige Volumenspiel für die Tintensäulen in den Düsenkanälen.

Dieser Verschluß wird während der Dreh- beziehungsweise Linear bewegungen aktiviert.

Indem der Tintenzufluß und der Druckausgleich unterbrochen sind, wird ein quasi-geschlossenes System mit geringer Kompressibilität des Druckmediums gebildet und demzufolge die Tinte in den Düsenkanälen und nachfolgenden Tintendruckkammern, Tintenkanälen und im gemeinsamen Versorgungskanal sehr wirksam gehalten.

Die Anordnung eines Schiebeventils an der Stelle mit dem kleinsten Leitungsquerschnitt ermöglicht es, einen Verschluß ohne Verdrän gungsvolumen zu erreichen.

Das Schiebeventil kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des gemeinsamen Versorgungskanals angeordnet sein. Das würde unterschiedliche Möglichkeiten für dessen Ansteuerung eröffnen. Auf jeden Fall ist der Verschluß so nah wie möglich am Tintendruckkopf vorzunehmen, damit das zu haltende Tintenvolumen minimal ist.

Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Die Figur zeigt ein Prinzipbild der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis ist die Darstellung schematisiert ausgeführt.

Gemäß Fig. 1 weist ein Tintendruckmodul 1 nacheinander in Tintenfluß richtung einen gemeinsamen Versorgungskanal 12, Tintenversor gungskanäle 13, Tintendruckkammern 14 und nach außen mündende Düsenkanäle 15 auf.

Der gemeinsame Versorgungskanal 12 wird über einen Tintenanschluß 11 mit einer Öffnung 111 gespeist. An den Tintenanschluß 11 ist in nicht dargestellter Weise ein Schlauch angeschlossen, der zu einem Tintentank führt.

Ein Schiebeventil 2 ist in dem gemeinsamen Versorgungskanal 12 unmittelbar vor der Öffnung 111 angeordnet. Das Schiebeventil 2 besteht aus einer extrem dünnen Klinge 21 mit einer der Öffnung 111 angepaßten Durchflußöffnung 211 und einem zugehörigen Antrieb 22.

Die Klinge 21 ist zwischen der rückwärtigen Wand des gemeinsamen Versorgungskanals 12 und Führungselementen 23 verschiebbar ange ordnet. In der gezeigten Stellung ist der Tintenzufluß offen. Die Sperrung erfolgt durch Verschiebung der Klinge 21 seitwärts um mehr als eine Durchmesserlänge der Öffnung 111.

Bei nur teilweiser Verschiebung der Klinge 21 wird die fluidische Impedanz der gesamten Tintenleitung im Tintendruckmodul erhöht; das kann von Interesse sein beim Impedanzabgleich von Barcodedruckern.

Derartige Abgleiche können erforderlich werden bei Tintenwechsel - Viskositätsänderung - oder Einstellung der Tintentröpfchengröße.

Bezugszeichenliste

1

Tintendruckkopf beziehungsweise Tintendruckmodul

11

Tintenanschluß

111

Öffnung des Tintenanschlusses

11

12

gemeinsamer Versorgungskanal

13

Tintenversorgungskanal

14

Tintendruckkammer

15

Düsenkanal beziehungsweise Düse

2

Schiebeventil

21

Klinge des Schiebeventils

2

211

Durchflußöffnung der Klinge

21

22

Antrieb für die Klinge

21

23

Führungselement für Klinge

21

Claims

1. Tintendruckkopf, der zeitweise Drehbewegun gen und/oder Linearbewegungen in und entgegengesetzt der Tinten ausstoßrichtung ausgesetzt ist und der wahlweise in Kompaktbauweise oder aus einzelnen Modulen zusammengesetzt ausgeführt ist und dessen Tintenversorgungskanäle (13) zu den Tintendruckkammern (14) über gemeinsame Versorgungskanäle gespeist werden, deren Tintenzuflußbereich (111) verschließbar gestaltet ist, indem im Tintenzuflußbereich (111) an der Stelle mit dem kleinsten Leitungsquerschnitt ein ebenes Schiebeventil (2) aus einer extrem dünnen Klinge (21) mit einer Durchflußöffnung (211) und einem zuge hörigen Antrieb (22) zur Verstellung der Klinge (21) angeordnet ist, wobei das Volumen der Durchflußöffnung (211) kleiner bemessen ist als das zulässige Volumenspiel für die Tintensäulen in den Düsenkanälen (15).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeventil (2) innerhalb des gemeinsamen Versorgungs kanals (12) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schiebeventil (2) außerhalb des gemeinsamen Versorgungs kanals (12) in einem Tintenanschluß (11) angeordnet ist.