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Diese
Erfindung betrifft allgemein das Gebiet der Flüssigkeitsspritzsysteme und
betrifft spezieller die Mittel und Verfahren, die angewendet werden,
um eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
eines Flüssigkeitsspritzsystems
in einem betriebsfähigen
Zustand zu halten.
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Ein
Beispiel einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung,
auf welche sich diese Erfindung bezieht, ist ein Druckkopf eines
Tintenstrahldruckers. In manchen Fällen beruht ein solcher Druckkopf
darauf, dass eine Betriebsflüssigkeit
(z.B. Tinte) durch Kapillarwirkung zum Druckkopf bewegt wird, und
weist innerhalb des Kopfes angebrachte Mittel auf, um Tinte durch
eine Austrittsöffnung
hindurch in Richtung eines Zielsubstrats zu lenken. Solche Tintelenkmittel
können
einen Aktor beinhalten, wie etwa eine piezoelektrische Vorrichtung
oder eine elektrostatische Membran, um bei einer entsprechenden
Betätigung
des Aktors Tinte durch eine Austrittsöffnung hindurch zu lenken,
oder können
alternativ dazu eine thermische Vorrichtung beinhalten, bei der
Wärme,
welche der Tinte zugeführt
wird, als der Mechanismus dient, um Tinte durch eine Austrittsöffnung hindurch
zu lenken.
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Gewöhnlich ist
eine Flüssigkeitskammer oder
ein Tintedurchflusskanal in dem Druckkopf vorgesehen, welcher Tinte
von einer Quelle mittels eines Leitungsrohres, welches die Quelle
und den Druckkopf verbindet, und an den Tintelenkmitteln vorbei zu-
der Austrittsöffnung
leitet. Während
des normalen Betriebs des Druckkopfes muss in dem Tintedurchflusskanal
Tinte vorhanden sein, so dass die Funktion der Tintelenkmittel ein
Saugen von Tinte in den Durchflusskanal und ein anschließendes Drücken von
Tinte unter Druck durch die Austrittsöffnung hindurch und in Richtung
einer Zielfläche
bewirkt. Falls jedoch Luft durch die Austrittsöffnung hindurch in den Tintedurchflusskanal
eindringt (was der Fall sein könnte,
wenn der Druckkopf versehentlich einem Schlag oder Stoß ausgesetzt
wird), oder falls die Austrittsöffnung
zum Beispiel durch Schmutz oder Ablagerungen verstopft wird, die
sich innerhalb der Austrittsöffnung
festsetzen, wird durch die Funktion der Tintelenkmittel weder zusätzliche
Tinte in den Durchflusskanal gesaugt noch Tinte wirksam durch die
Austrittsöffnung
gedrückt.
Demzufolge muss für eine
wirksame Funktion des Druckkopfes der Tintedurchflusskanal frei
von Luft sein, und die Austrittsöffnungen
des Druckkopfes müssen
frei von Verstopfungen bleiben.
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Luft,
welche in einem Tintedurchflusskanal eines Druckkopfes vorhanden
ist, und irgendeine Verstopfung (Oberflächen- oder innere Verstopfung) der
Austrittsöffnungen
eines Druckkopfes wird gewöhnlich
durch einen Spül- oder Kopfreinigungsvorgang
beseitigt, welcher erfordert, dass zusätzliche Tinte mittels eines
Spülkolbens,
einer Pumpe oder anderer Mittel durch das Leitungsrohr und Tintedurchflusskanäle hindurch
gepresst wird, um die Tinte durch das Leitungsrohr und zu den Druckkopf-Austrittsöffnungen
hin zu pressen. Bei einem solchen Spül- oder Kopfreinigungsprozess
werden jedoch Tinte sowie Luft oder verstopfendes Material (z.B. Ablagerungen)
durch die Austrittsöffnungen
gedrückt,
so dass Tinte, welche aus den Austrittsöffnungen gedrückt wird,
an der Vorderseite (d.h. der Frontplatte) des Druckkopfes hinab
fließt.
Um zu verhindern, dass die Tinte, welche an der Vorderseite des Druckkopfes
entlang hinab fließt,
Flächen
berührt oder
auf Flächen
geschmiert wird, die möglichst
frei von Tinte bleiben sollen, wird die Tinte mit einem absorbierenden
Blatt eines geeigneten Materials manuell von der Vorderseite des
Druckkopfes abgewischt. Eine solche Prozedur des Spülens und
anschließenden
Reinigens erfordert jedoch einen manuellen Eingriff in den Druckbetrieb
und eine Unterbrechung desselben und ist gewöhnlich eine schmutzige, unangenehme
Arbeit. Ferner muss, wenn ein solcher Prozess an einem Druckkopf
durchgeführt
werden muss, der entlang eines Montagebandes stationiert ist, die
Produktion des Montagebandes möglicherweise
unterbrochen werden, um den Druckkopf zufrieden stellend zu warten,
wodurch ein Verlust an Produktionszeit verursacht wird.
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Es
wäre daher
wünschenswert,
ein neues und verbessertes System und Verfahren bereitzustellen,
um die Vorderseite eines Druckkopfes in einem relativ sauberen Zustand
zu erhalten, selbst wenn während
eines Spül- oder Kopfreinigungsvorgangs Tinte
durch die Austrittsöffnungen
des Druckkopfes gedrückt
wird, wobei Luft oder verstopfendes Material aus den Tintedurchflusskanälen gespült wird.
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JP-A-10202908
offenbart einen Tintenstrahldrucker, wobei der Druckkopf während eines
Spül- oder
Reinigungsvorgangs über
eine Kappe bewegt werden kann, in der ein Vakuumkanal und ein Spülkanal ausgebildet
sind.
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Diese
Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Ausspülen von Luft, Oberflächenverstopfungen oder
inneren Verstopfungen aus einer Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
während
eines Spül-
oder Reinigungsvorgangs, wobei die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
wenigstens eine Austrittsöffnung
aufweist, durch welche hindurch Flüssigkeit von der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
während
eines Spritzvorgangs ausgestoßen
wird, wobei die Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
eine Vakuumöffnung
und eine Spülöffnung aufweist,
die in ihr ausgebildet sind, wobei die Vorrichtung aufweist: eine
Platte, die eine darin befindliche Öffnung definiert, wobei die
Platte so gestaltet ist, dass sie einen Abschnitt der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung überlagert,
wobei die Plattenöffnung
die Austrittsöffnung
der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
sowohl während
des Spül-
oder Reinigungsvorgangs als auch während des Spritzvorgangs überlagert,
wobei die Platte einen Vakuumkanal und einen Spülkanal aufweist, wobei sowohl
während
des Spül-
oder Reini gungsvorgangs als auch während des Spritzvorgangs ein
Abschnitt des Vakuumkanals die Vakuumöffnung der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung überlagert
und ein Abschnitt des Spülkanals
die Spülöffnung in
der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung überlagert, wobei
der Vakuumkanal und der Spülkanal
jeweils mit der Öffnung
in der Platte in Fließverbindung
stehen.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung weist eine Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
zum Spritzen einer Flüssigkeit
auf ein Ziel auf: ein Gehäuse,
das wenigstens eine Austrittsöffnung
aufweist, durch welche hindurch Flüssigkeit von der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
während
eines Spritzvorgangs ausgestoßen
wird; eine Frontplatte, die von dem Gehäuse getragen wird, wobei die
Frontplatte eine darin befindliche Austrittsöffnung aufweist, durch welche
hindurch die Flüssigkeit
ausgestoßen
wird, wobei die Frontplatte ferner eine Spülöffnung und eine Vakuumöffnung aufweist,
die in ihr ausgebildet sind; eine Vakuumquelle, die auf eine funktionsfähige Weise
mit der Vakuumöffnung
verbunden ist; eine Druckluftquelle, die auf eine funktionsfähige Weise
mit der Spulöffnung
verbunden ist; und eine Vorrichtung zum Ausspülen von Luft, Oberflächenverstopfungen
oder inneren Verstopfungen gemäß der vorliegenden
Erfindung, wobei der Spülkanal
und der Vakuumkanal so gestaltet sind, dass sie mit der Vakuumquelle
und der Druckluftquelle zusammenwirken, um Luft, Oberflächenverstopfungen
oder innere Verstopfungen während
eines Spül-
oder Reinigungsvorgangs aus der Flüssigkeitsstrahlvorrichtung
auszuspülen.
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Im
Folgen werden spezielle Ausführungsformen
gemäß dieser
Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben,
wobei:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldrucksystems ist;
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2 eine
Längsschnittdarstellung
eines Teils eines Druckkopfes nach dem Stand der Technik ist;
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3 eine
perspektivische Ansicht des Druckkopfes des Drucksystems von 1 ist,
der mit der an ihm angebrachten Hohlraumschaffungs-Baugruppe des
Spül/Reinigungssystems
von 1 dargestellt ist;
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4 eine
perspektivische Ansicht des Druckkopfes von 3 in einer
auseinandergezogenen Darstellung ist;
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5 eine
Ansicht der Hohlraumschaffungs-Baugruppe von 3 in einer
auseinandergezogenen Darstellung ist;
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6 eine
Ansicht der Hohlraumschaffungs-Baugruppe von 3 im zusammengebauten Zustand
ist;
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7 eine
Ansicht eines Teils der Dichtung der Hohlraumschaffungs-Baugruppe
ist, der in dem mit 7-7 bezeichneten Kreis in 5 zu
sehen ist, jedoch in einem etwa größeren Maßstab gezeichnet;
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8 eine
Längsschnittdarstellung
eines Teils der Baugruppe von 6 ist, die
im Allgemeinen entlang der Linien 8-8 von 6 realisiert
ist;
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9 eine
Schnittdarstellung ungefähr
entlang der Linie 9-9 von 8 ist;
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10 eine
Schnittdarstellung ungefähr
entlang der Linie 10-10 von 9 ist;
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11 eine
Ansicht der Überlaufplatte
der Baugruppe von 6 ist, von der Rückseite
in 5 aus gesehen;
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12 eine
Ansicht ist, welche schematisch das Spül-, Rückzieh- und Druckerzeugungsmittel
des Spül /Reinigungssystems
von 1 zeigt;
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13 eine
zu 4 ähnliche
perspektivische Ansicht eines Druckkopfes ist, die eine andere Ausführungsform
von Teilen des Spül-/Reinigungssystems
zeigt;
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14 eine
Rückansicht
der Wartungsmodulplatte von 13 ist,
welche die mit Säure
geätzten
Bereiche der Platte zeigt;
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15 eine
vergrößerte Ansicht
des angegebenen Bereiches von 14 ist,
welche das eingeätzte
Muster in der Platte zeigt; und
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16 eine
perspektivische Vorderansicht der Platte von 14 ist,
welche die Befestigungsclips zur Befestigung der Platte am Druckkopf
zeigt.
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Es
wird nun ausführlicher
auf die Zeichnungen eingegangen und zunächst 1 betrachtet;
sie zeigt ein Tintenstrahldrucksystem 20, in welchem eine
allgemein mit 22 bezeichnete Ausführungsform eines Spül/Reinigungssystems
enthalten ist. Ferner ist das Drucksystem 20 bei seiner
Verwendung in einer typischen Anwendungsumgebung dargestellt, wobei
das Drucksystem 20 verwendet wird, um Angaben wie etwa
einen Strichcode 24 auf die Seite eines Kartons 26 zu
drucken, der entlang eines sich bewegenden Förderers 28 in der
durch den Pfeil 29 bezeichneten Richtung bewegt wird. Zu
diesem Zweck weist das Drucksystem 20 einen Tintenstrahldruckkopf 30,
der in einem stationären
Zustand dem Förderer 28 benachbart
angebracht ist, einen Vorrat 32 an Tinte und ein Leitungsrohr
oder einen Schlauch 34, um die Tinte aus dem Vorrat 32 zum
Druckkopf 30 zu leiten, auf. In diesem Zusammenhang wird
die Tinte durch Kapillarwirkung durch das Leitungsrohr 34 hindurch
zu dem Kopf 30 geleitet.
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Der
Druckkopf 30 des abgebildeten Systems 20 weist allgemein
mit 31 bezeichnete geeignete Tintelenkmittel auf, um Tinte
durch den Kopf 30 hindurch und aus ihm hinaus zur Oberfläche eines
Ziels hin zu lenken, wie etwa der Seite eines Kartons 26.
Obwohl solche Tintelenkmittel 31 jede beliebige von einer
Anzahl von Formen annehmen können,
wie etwa thermische Tintenstrahlmechanismen (wie sie in Druckköpfen realisiert
sind, die von Canon U.S.A., Inc. unter der Handelsbezeichnung "Bubble Jet" bezogen werden können) und
elektrostatische Wandler, beruht das Tintelenkmittel 31 des
abgebildeten Systems 20 auf dem piezoelektrischen Prinzip,
insofern als eine Betätigung
von piezoelektrischen Vorrichtungen innerhalb des Druckkopfes 30 die
Bewegung von Tinte durch den Kopf 30 hindurch und aus ihm
hinaus zur Oberfläche
eines Ziels hin bewirkt, wie etwa der Seite eines Kartons 26.
Ferner können,
obwohl das hier beschriebene System 20 ein Tintenstrahldrucksystem
ist, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung auch in anderen Flüssigkeitsspritzsystemen
realisiert werden. Dementsprechend können die Prinzipien der vorliegenden
Erfindung auf verschiedene Weise angewendet werden.
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Zum
Steuern der Betätigung
der Tintelenkmittel 31 des Druckkopfes 30 ist
ein Steuerkasten 36, der geeignete Steuerschaltungen (nicht
dargestellt) enthält,
dem Druckkopf 30 benachbart angebracht, und mehrere Drähte 38 verlaufen
zwischen dem Druckkopf 30 und den Steuerschaltungen, die
innerhalb des Steuerkastens 36 angeordnet sind. Das Drucksystem 20 ist
außerdem
mit Sensormitteln ausgestattet, darunter ein elektrisches Auge 40,
welches auf geeignete Weise mit dem Steuerkasten 36 verdrahtet
ist, um das Vorhandensein eines sich auf dem Förderer 28 entlang
bewegenden Kartons 26 zu erfassen. Während des Betriebs des Drucksystems 20 wird
die Bewegung eines Kartons 26 entlang des Förderers 28 von
dem elektrischen Auge 40 erkannt, welches wiederum eine
vorgegebene Folge von Ereignissen auslöst, die zur Betätigung des
Druckkopfes 30 führen.
Insbesondere werden geeignete piezoelektrische Vorrichtungen im
Kopf 30 wie gewünscht
betätigt,
um nach Ablauf eines Zeitintervalls, das ein Karton 26 benötigt, um
sich von dem elektrischen Auge 40 zu einer gewünschten
Position vor dem Druckkopf 30 zu bewegen, die Angaben 24 auf die
Seite des Kartons 26 zu drucken. Daraus folgt, dass die
Betätigung
der Druckkopfes 30 mit der Geschwindigkeit der Kartons 26,
mit der sie sich auf dem Förderer 28 entlang
bewegen, koordiniert wird.
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Der
Aufbau und die Funktionsweise eines auf dem piezoelektrischen Prinzip
beruhenden Tintenstrahldruckkopfes sind bekannt, so dass eine ausführliche
Beschreibung derselben nicht für
notwendig erachtet wird. Um jedoch die Beurteilung der von dem Spül-/Reinigungssystem 22 von 1 geleisteten
Beiträge
zu erleichtern, ist in 2 schematisch ein Teil eines
Druckkopfes 42 nach dem Stand der Technik dargestellt,
der ein Gehäuse 44,
eine Frontplatte 46, die eine Austrittsöffnung 48 definiert
und quer über
der Vorderseite des Gehäuses 44 befestigt ist,
und eine piezoelektrische Vorrichtung 50, die innerhalb
des Gehäuses 44 der
Austrittsöffnung 48 benachbart
angebracht ist, aufweist. Außerdem
ist innerhalb des Gehäuses 44 ein
Tintedurchflusskanal 52 (oder eine Flüssigkeitskammer) definiert,
in welchem entlang Tinte aus einem Tintevorrat zu der Austrittsöffnung 48 fließen kann.
Bei dem abgebildeten Kopf 42 stellt die Frontplatte 46 eine
Kammerwand des Tintedurchflusskanals 52 zur Verfügung, und
die Außenfläche der
Frontplatte 46 bildet die Vorderseite des Kopfes 42.
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Aufgrund
der Oberflächenspannung
der Tinte, welche normalerweise zwischen Betriebszyklen des Druckkopfes 42 die
Austrittsöffnung 48 überspannt,
fließt
die Tinte normalerweise nicht aus der Austrittsöffnung 48 aus, solange
sie nicht dazu gezwungen wird. Indem jedoch die piezoelektrische Vorrichtung 50 erregt
und entregt wird, so dass sich die Vorrichtung 50 schnell
zusammen zieht und ausdehnt, wird Tinte aus dem Vorrat in den Durchflusskanal 52 gesaugt
und wird dann unter Druck durch die Austrittsöffnung 48 hindurch
gedrückt,
in Richtung der Oberfläche
eines Ziels. Falls jedoch Luft in dem Tintedurchflusskanal 52 vorhanden
ist, bewirkt die Ausdehnung und Kontraktion der piezoelektrischen
Vorrichtung 50 kein ausreichendes Ansaugen von Tinte in
den Durchflusskanal 52, wo sie anschließend durch die Austrittsöffnung 48 gedrückt werden kann.
Falls daher Luft durch die Austrittsöffnung 48 in den Durchflusskanal 52 eingespritzt
oder gesaugt wird (was der Fall sein kann, wenn der Kopf 42 von einem
Karton 26, der sich auf dem Förderer 28 entlang
bewegt, berührt
oder angestoßen
wird), muss die Luft aus dem Durchflusskanal 52 gespült werden, um
den Druckkopf 42 voll funktionsfähig zu machen.
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Der
Druckkopf 42 wird in ähnlicher
Weise für seinen
beabsichtigten Zweck unbrauchbar gemacht, wenn seine Austrittsöffnung 48 mit
verstopfendem Material wie etwa Ablagerungen oder Schmutz verstopft
ist. Genauer, das verstopfende Material (welche eine Oberflächenverstopfung
sein kann, welche die Austrittsöffnung 48 an
der Oberfläche
der Frontplatte 46 versperrt, oder eine innere Verstopfung, welche
sich innerhalb der Austrittsöffnung 48 oder des
Tintedurchflusskanals 52 festsetzt) verhindert das Ausfließen von
Tinte aus der Austrittsöffnung 48 durch
die Betätigung
der piezoelektrischen Vorrichtung 50 und verhindert den
Durchfluss von Tinte durch den Durchflusskanal 52 des Kopfes 42 auf
die gewünschte
Art und Weise. Daher muss in dem Falle, wenn die Austrittsöffnung 48 durch
verstopfendes Material wie etwa Ablagerungen verstopft wird, das verstopfende
Material durch einen Kopfreinigungsvorgang aus dem Durchflusskanal 52 entfernt,
z.B. ausgespült
werden. Wie im Weiteren noch ersichtlich wird, ist das mit dem Drucksystem 20 von 1 gekoppelte
Spül/Reinigungssystem 22 so
beschaffen, dass es Luft und verstopfendes Material auf eine vorteilhafte
Weise leicht aus der Austrittsöffnung 48 und dem
Durchflusskanal 52 spülen
kann.
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Unter
Beachtung des Obigen wird auf 3 und 4 Bezug
genommen; der Druckkopf 30 des Tintenstrahldrucksystems 20 von 1 weist
eine Frontplatte 58 (4) auf,
durch welche hindurch eine lineare Reihe von Austrittsöffnungen 60 definiert ist,
und das Spül/Reinigungssystem 22,
das in das System 20 von 1 eingebaut
ist, weist allgemein mit 62 bezeichnete, mit der Frontplatte 58 gekoppelte Mittel
auf, um einen der Frontplatte 58 benachbarten Sammelhohlraum 64 (am
besten in 10 dargestellt) zum Sammeln
von Tinte, welche aus dem Druckkopf 30 mittels der Austrittsöffnungen 60 ausgestoßen wurde,
zu schaffen oder zu definieren, sowie in 1 allgemein
mit 66 bezeichnete Mittel zum Abziehen der Tinte, welche
innerhalb des Sammelhohlraums 64 gesammelt oder enthalten
ist. Zusätzlich
zu der Frontplatte 58, und wie in der auseinandergezogenen
Darstellung von 4 am besten zu erkennen ist,
weist der Druckkopf 30 außerdem eine innere (d.h. auf
dem piezoelektrischen Prinzip beruhende) allgemein mit 70 bezeichnete
Arbeitskomponentenanordnung auf, innerhalb welcher Tinte bewegende
piezoelektrische Vorrichtungen abgestützt sind, und äußere Gehäuseelemente 72, 74,
welche um die Komponentenanordnung 70 herum befestigt sind.
Die innere Komponentenanordnung 70 weist ein Befestigungselement 76 auf,
an welchem die Frontplatte 58 befestigt ist, derart, dass
die Frontplatte 58 in einer stationären Position an der Vorderseite der
Komponentenanordnung 70 gehalten wird.
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Die
Frontplatte 58 weist eine vordere und eine hintere Fläche 78 bzw. 80 auf,
und ihre Reihe von Austrittsöffnungen 60 ist
entlang einer Linie 68 angeordnet, welche sich mittig entlang
der Länge
der Platte 58 erstreckt. Außerdem weist die Frontplatte 58 einen
rechteckigen Außenumfang
auf und ist an dem Befestigungselement 76 mit mehreren
(z.B. insgesamt sechzehn) Schrauben 82 befestigt, welche durch
Schraubenaufnahmebohrungen 84 hindurch eingeführt werden,
die entlang der Frontplatte 58 vorgesehen sind, und schraubbar
von mit einem Innengewinde versehenen Öffnungen aufgenommen werden,
die in dem Befestigungselement 76 vorgesehen sind. Wie
im Weiteren noch ersichtlich wird, werden vier der Schrauben 82,
welche an den Ecken der Frontplatte 58 befestigt sind,
von der Frontplatte 58 entfernt und wiederum verwendet,
um die Hohlraumschaffungs-Mittel 62 an dem Befestigungselement 76 mit
denselben Schraubenlöchern
in der Frontplatte 58 zu befestigen.
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Obwohl
der Sammelhohlraum 64 durch eine beliebige von einer Anzahl
von Komponenten und in einer beliebigen von einer Anzahl von Konfigurationen
gebildet werden kann, wird der abgebildete Sammelhohlraum 64 durch
geeignet gestaltete Ausschnitte und Nuten gebildet, die hier beschrieben sind
und in mehreren Hohlraumschaffungs-Plattenelementen oder Platten 86, 88 und 90 ausgebildet sind,
welche in einer relativen Position mit Überlagerung oder gestapelten
relativen Position bezüglich der
vorderen Fläche 78 der
Frontplatte 58 angeordnet sind. Jede Platte 86, 88 und 90 ist
relativ dünn und
wird in einer stationären
relativen Position bezüglich
der Frontplatte 58 gehalten, mit Schrauben 82 (z.B.
den oben erwähnten
vier Schrauben 82) und Befestigungsöffnungen, welche verwendet
werden, um die Frontplatte 58 an dem Befestigungselement 76 zu
befestigen. Dementsprechend ist jede der Hohlraumschaffungs-Platten 86, 88 und 90 innerhalb von
an den Ecken der Platten 86, 88 und 90 definierten
Schraubenaufnahmebohrungen 91 vorgesehen, welche auf die
Schraubenaufnahmebohrungen 84 der Frontplatte 58 zur
Aufnahme der Schäfte
der Schrauben 82 ausgerichtet sein können, so dass die Platten 86, 88 und 90 zusammen
mit der Frontplatte 58 fest zwischen den Köpfen der
Schrauben 82 und der Oberfläche des Befestigungselements 76 gehalten
werden. Außerdem
ist jede Platte 86, 88 und 90 mit einem
Paar von Durchgangsöffnungen 93 zur Aufnahme
von zu dem Kopf 30 gehörigen
Passstiften versehen, um die Montage der Platten 86, 88 und 90 in
einem ausgerichteten Zustand zu erleichtern.
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Es
wird auf 5 und 6 Bezug
genommen; innerhalb des dargestellten Spül-/Reinigungssystems 22 gehören zu den
Hohlraumschaffungs-Platten 86, 88 und 90 der
Hohlraumschaffungs-Mittel 62 eine erste Platte 86 (im
Weiteren als eine Dichtung 86 bezeichnet), welche in Kontakt
mit der vorderen Fläche 78 der
Frontplatte 58 positioniert ist, so dass sie diese im Wesentlichen
bedeckt, eine zweite oder Überlaufplatte 88,
welche in Kontakt mit der vorderen Fläche 78 der Dichtung 86 positioniert ist,
so dass sie diese im Wesentlichen bedeckt, und eine dritte oder
Deckplatte 90, welche in Kontakt mit der vorderen Fläche der Überlaufplatte 88 positioniert
ist, so dass sie diese im Wesentlichen bedeckt.
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Es
wird auf 5-9 Bezug
genommen; die Dichtung 86 ist plattenartig in ihrer Form
und hat im Wesentlichen rechteckige Außenabmessungen, welche im Allgemeinen
mit denjenigen der Frontplatte 58 übereinstimmen. Außerdem weist
die Dichtung 86 eine Durchgangsöffnung 92 auf, welche
sich entlang der Länge
der Dichtung 86 erstreckt, und einander gegenüberliegende
Reihen von Einschnitten 94, welche mit der Durchgangsöffnung 92 kommunizieren
(am besten in 7 dargestellt), so dass sich
die Einschnitte 94 von der Durchgangsöffnung 92 aus seitlich
erstrecken. Das Material, aus welchem die Dichtung 86 hergestellt
ist, kann ein beliebiges aus einer Anzahl von Materialien sein,
ist jedoch vorzugsweise nichtrostender Stahl.
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Die Überlaufplatte 88 (am
besten in 5 und 11 dargestellt)
ist ebenfalls plattenartig in ihrer Form, hat jedoch etwa eine L-förmige Kontur
und weist drei parallele schlitzartige Durchgangsöffnungen 96, 98 und 100 auf,
welche sich linear entlang der Länge
der Platte 88 erstrecken. Die (mittlere) Durchgangsöffnung 98,
die zwischen den anderen zwei (äußeren) Durchgangsöffnungen 96 und 100 positioniert
ist, ist so positioniert, dass sie auf die Durchgangsöffnung 92 der
Dichtung 86 ausgerichtet ist, und die zwei äußeren Durchgangsöffnungen 96, 100 sind
so positioniert, dass sie mit den Einschnitten 94 der Dichtung 86 kommunizieren,
wenn die Überlaufplatte 88 in
ihrer betriebsbereiten relativen Position mit Überlagerung bezüglich der
Dichtung 86 angeordnet ist. Ferner, und wie in 11 am
besten dargestellt ist, ist entlang eines Schenkels der L-Form der
Platte 88 (und entlang der Seite derselben, die der Dichtung 86 gegenüberliegt)
ein Paar von Nuten 102, 103 definiert, welche
sich von einem Ende (d.h. dem unteren Ende) der äußeren Durchgangsöffnungen 96, 100 zu
einem Paar von mit einem Innengewinde versehenen Öffnungen
oder Durchgangsbohrungen 106, 108 erstrecken,
die dem Ende des entsprechenden Schenkels der L-Form der Platte 88 benachbart
ausgebildet sind.
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Die
Deckplatte 90 (am besten in 5 und 6 dargestellt)
ist plattenartig in ihrer Form und hat dabei eine etwa L-förmige Kontur,
welche im Allgemeinen der Form der Überlaufplatte 88 entspricht, und
ist mit einer schlitzartigen Durchgangsöffnung 112 versehen,
welche sich im Wesentlichen mittig entlang derselben erstreckt.
Das Material, aus welchem sowohl die Überlaufplatte 88 als
auch die Deckplatte 90 hergestellt sind, ist nichtrostender Stahl,
obwohl auch andere Materialien verwendet werden können.
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Wenn
die Dichtung 86, die Überlaufplatte 88 und
die Deckplatte 90 mit der Frontplatte 58 (mit
den oben erwähnten
vier Schrauben 82) in der oben beschriebenen relativen
Position mit Überlagerung
verbunden sind, und wie in 8 und 9 am
besten dargestellt ist, sind die in der Frontplatte 58 vorgesehenen
Austrittsöffnungen 60 auf
die zentrale Durchgangsöffnung 92 der
Dichtung 86, die mittlere Durchgangsöffnung 98 der Überlaufplatte 88 und
die Durchgangsöffnung 112 der
Deckplatte 90 ausgerichtet. Wenn die Durchgangsöffnungen 92, 98 und 112 auf
diese Weise auf die Austrittsöffnungen 60 ausgerichtet
sind, wird der Tinte, welche mittels der im Druckkopf 30 angebrachten
piezoelektrischen Vorrichtungen durch die Austrittsöffnungen 60 hindurchgepresst
wird, ermöglicht,
sich in Richtung einer Zielfläche
oder eines Substrats zu bewegen, ohne dass sie durch die Hohlräume definierenden Platten 86, 88 und 90 behindert
wird. In der Praxis hat der Druckkopf 30 des abgebildeten
Drucksystems 20 eine maximale Spritzweite, oder Entfernung, über welche
die Tinte aus den Austrittsöffnungen 60 genau
gespritzt wird, von ungefähr
6 mm (0,25 Inches). Demzufolge wird bevorzugt, dass sich die Dicken
der Dichtung 86 und der Platten 88 und 90 insgesamt
auf nicht mehr als ungefähr
0,10 Inches (2,5 mm) summieren, um zu ermöglichen, dass eine Zielfläche, z.B. die
Seite des Kartons 26, sich in unmittelbarer Nähe an der
Vorderseite der Deckplatte 90 vorbeibewegt, d.h. in einem
Abstand von weniger als ungefähr
0,25 Inches (6 mm) von den Austrittsöffnungen 60. Aus dem
Obigen folgt außerdem,
dass, wenn die Dichtung 86, die Überlaufplatte 88 und
die Deckplatte 90 mit der Frontplatte 58 in der
oben beschriebenen relativen Position der Überlagerung verbunden sind, ein
Paar von ununterbrochenen Durchlässen
sich zwischen den Austrittsöffnungen 60 und
den Durchgangsbohrungen 106, 108 der Überlaufplatte 88 erstreckt, über die
Einschnitte 94, die äußeren Durchgangsöffnungen 96, 100 und
die Nuten 102, 103. Daher kommunizieren die Austrittsöffnungen 60 mit
der Durchgangsbohrung 106 über die äußere Durchgangsöffnung 96 und
die Nut 103, während
die Austrittsöffnungen 60 auch
mit der Durchgangsbohrung 108 über die äußere Durchgangsöffnung 100 und
die Nut 102 kommunizieren. Wie hier noch ausführlicher erläutert wird,
wird während
eines Spül-
oder Kopfreinigungsvorgangs über
die Durchgangsbohrung 108 ein Vakuum in dem Hohlraum 64 erzeugt,
während Druckluft über die
Durchgangsbohrung 106 in den Hohlraum 64 eingeführt wird,
so dass ein Strom von Luft über
die Austrittsöffnungen 60 von der
Durchgangsöffnung 96 zu
der Durchgangsöffnung 100 hin hervorgerufen
wird. Dieser hervorgerufene Luftstrom sowie die schräge Stellung
des Kopfes 30 (wie in 1 dargestellt),
welche bewirkt, dass sich die (druckbeaufschlagte) Durchgangsöffnung 96 oberhalb
der Durchgangsöffnung 100 befindet,
bewirkt den Fluss von Tinte, welche während eines Spül- oder
Reinigungsvorgangs aus den Austrittsöffnungen 60 ausgestoßen wird,
in die Durchgangsöffnung 100 hinein,
und nicht in die Durchgangsöffnung 96. Demzufolge
und infolge des Einflusses der Schwerkraft und des hervorgerufenen
Luftstroms von der Durchgangsöffnung 96 zu
der Durchgangsöffnung 100 hin
fließt
Tinte, welche während
eines Spül-
oder Reinigungsvorgangs aus den Austrittsöffnungen 60 ausgestoßen wird,
in den Abschnitt des Hohlraums 64 hinein, der durch die
Durchgangsöffnung 100 geschaffen
wird, und nicht in den Abschnitt des Hohlraums 64 hinein,
der durch die Durchgangsöffnung 96 geschaffen
wird.
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Es
wird auf 1 und 12 Bezug
genommen; zusätzlich
zu den Hohlraumschaffungs-Mitteln 62 weist das abgebildete
Spül-/Reinigungssystem 22 auch
allgemein mit 114 bezeichnete Mittel zum Entfernen von
Luft aus den Tintedurchflusskanälen
und von verstopfendem Material, welches sich in den Austrittsöffnungen 60 des
Druckkopfes 30 festgesetzt hat, und allgemein mit 116 bezeichnete
Mittel zum Absaugen von Tinte, welche aus den Austrittsöffnungen 60 ausgespült worden
ist und an der vorderen Fläche
der Frontplatte 58 vorhanden ist, auf. Bei dem abgebildeten
Spül-/Reinigungssystem 22 weist
das Spülmittel 114 eine
Spülpumpe 118 auf, welche
als Inlinepumpe mit dem zum Druckkopf 30 führenden
Leitungsrohr 34 verbunden ist, um bei Bedarf ein kleines
Volumen von Tinte aus dem Vorrat 32 durch das Leitungsrohr 34 zu
pumpen, so dass Luft, welche eventuell in den Tintedurchflusskanälen enthalten
ist, und verstopfendes Material, welches sich eventuell in den Austrittsöffnungen 60 festgesetzt hat,
durch die Austrittsöffnungen 60 hindurch
gedrückt
oder ausgestoßen werden,
zusammen mit der Tinte, welche von der Spülpumpe 118 durch den Druckkopf 30 gepumpt
wird. Zur Absenkung des durch die Pumpe hervorgerufenen Druckes
innerhalb des Druckkopfes 30 verbindet eine Rücklaufleitung 120 (mit
einem darin angebrachten Rückschlagventil 122)
den Druckkopf 30 und den Vorrat 32, so dass ein
Teil der Tinte, welche von der Pumpe 118 zum Druckkopf 30 gepumpt
wird, zum Vorrat 32 zurückfließt.
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Aus
dem Gesagten folgt, dass durch eine Betätigung der Spülpumpe 118 Tinte
sowie Luft und verstopfendes Material aus den Austrittsöffnungen 60 des
Druckkopfes 30 ausgestoßen werden, und diese ausgestoßene Tinte
würde normalerweise
an der vorderen Fläche 78 der
Frontplatte 58 hinab fließen. Das oben beschriebene
Hohlraumschaffungs-Mittel 62 verhindert jedoch, dass diese
ausgestoßene
Tinte mit Flächen
in Kontakt kommt, welche möglichst
sauber gehalten werden sollen, und das Absaugmittel 116 wirkt
mit der Durchgangsöffnung 100 des
Hohlraumschaffungs-Mittels 62 zusammen, um diese ausgestoßene Tinte
von der Frontplatte 58 zu entfernen, so dass verhindert
wird, dass sich Tinte auf der Frontplatte 58 ansammelt.
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Es
wird nach wie vor auf 1 und 12 Bezug
genommen; das Absaugmittel 116 des abgebildeten Spül/Reinigungssystems 22 weist
eine Vakuumpumpe 124, ein Steuergerät 126, in welchem die
Vakuumpumpe 124 angebracht ist, und ein Luftleitungsnetz 128,
welches die Vakuumpumpe 124 und die Durchgangsbohrung 108 der Überlaufplatte 88 verbindet,
auf. Das Luftleitungsnetz 128 des abgebildeten Systems 22 weist
einen ersten Vakuumschlauch 130 auf, welcher eine Sammelbehälterbaugruppe 132 und
den Einlass der Vakuumpumpe 124 verbindet, und einen zweiten
Vakuumschlauch 134, welcher die Sammelbehälterbaugruppe 132 und
die Durchgangsbohrung 108 (5) der Überlaufplatte 88 verbindet.
Um die Befestigung des Vakuumschlauches 134 an der Überlaufplatte 88 zu
ermöglichen,
wird ein Luftschlauchverbin der 136 (5 und 6)
von der Durchgangsbohrung 108 schraubbar aufgenommen, und
ein Dichtring 138 ist zwischen entsprechenden Flächen des
Verbinders 136 und der Überlaufplatte 88 angebracht,
um den Verbinder 136 zu der Platte 88 hin abzudichten.
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Es
wird erneut auf 1 und 12 Bezug genommen;
die Sammelbehälterbaugruppe 132 weist
einen Behälter 142 und
einen Deckel 144, durch welchen sich ein Paar von Rohrsegmenten 146, 148 erstreckt,
auf. Jedes Rohrsegment 146 oder 148 ist mit jeweils
einem entsprechenden Vakuumschlauch 130 bzw. 134 verbunden,
und der Deckel 144, der Behälter 142 und die Rohrsegmente 146, 148 sind
dichtend miteinander verbunden, um eine Beeinträchtigung des von der Pumpe 124 über das Luftleitungsnetz 128 erzeugten
Vakuums durch Undichtigkeit zu verhindern. Die Steuerung des Betriebs der
Vakuumpumpe 124 sowie der Spülpumpe 118 erfolgt
mittels geeigneter Steuerungselemente, welche im Steuergerät 126 angebracht
sind und auf geeignete Weise mit der Vakuumpumpe 124 und
der Spülpumpe 118 verdrahtet
sind.
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Während des
Betriebs des Spül-/Reinigungssystems 22 wird
die Vakuumpumpe 124 betätigt,
um Luft aus dem Hohlraum 64 des Hohlraumschaffungs-Mittels 62 durch
das Luftleitungsnetz 128 hindurch in Richtung der Pumpe 124 zu
saugen, und es wird der Betrieb der Spülpumpe 118 ausgelöst, um ein
geringes Volumen von Tinte durch die Austrittsöffnungen 60 des Druckkopfes
hindurch zu pumpen, so dass Luft, welche eventuell in den Tintedurchflusskanälen enthalten
ist, und verstopfendes Material, welches sich eventuell in den Austrittsöffnungen 60 des Druckkopfes 30 festgesetzt
hat, durch die Austrittsöffnungen 60 hindurch
ausgestoßen
werden. Da das Innere des Hohlraums 64 des Hohlraumschaffungs-Mittels 62 über die
Einschnitte 94 und die aufeinander ausgerichteten Durchgangsöffnungen 92, 98, 112 der
Dichtung 86 und der Platten 88, 90 mit der
Atmosphäre
kommuniziert, kann Luft aus der Atmosphäre angesaugt werden, so dass
Luft nacheinander durch den Hohlraum 64 des Hohlraumschaffungs-Mittels 62 hindurch
und dann durch das Luftleitungsnetz 128 hindurch über die
Nut 102 und die Durchgangsbohrung 108 in Richtung
der Vakuumpumpe 124 strömt.
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Daher
wird Tinte, welche eventuell während eines
Luftspül-
oder Kopfreinigungsvorgangs aus den Austrittsöffnungen 60 ausgestoßen wird
und welche beginnt, an der vorderen Fläche 78 der Frontplatte 58 hinab
zu fließen,
unter dem Einfluss der Vakuumpumpe 124 sowie unter dem
Einfluss der Schwerkraft durch die Einschnitte 94 hindurch
und in die äußere Durchgangsöffnung 100 der Überlaufplatte 88 hinein
angesaugt. Demzufolge wirkt die Dichtung 86 als ein Verteiler,
durch welchen Tinte von der vorderen Fläche 78 der Frontplatte 58 in
die äußere Durchgangsöffnung 100 der Überlaufplatte 88 hinein
angesaugt werden kann. Sobald die Tinte in die Durchgangsöffnung 100 eintritt,
wird sie von der Vakuumpumpe 124 (sowie unter dem Einfluss
der Schwerkraft) nach unten in Richtung der Durchgangsbohrung 108 gesaugt,
wo sie durch das Luftleitungsnetz 128 hindurch in Richtung
der Vakuumpumpe 124 gesaugt wird. Daher wirken die Durchgangsöffnung 100 und
die Nut 102 als Strömungskanäle, durch
welche hindurch sich die ausgestoßene Tinte nach unten durch
das Hohlraumschaffungs-Mittel 62 hindurch bewegt. Wenn
sie über
das Luftleitungsnetz 128 den Sammelbehälter 142 (12)
erreicht, fällt
die Tinte von dem Einlass-Rohrsegment 148 hinab und wird
in dem Behälter 142 zur
erneuten Verwendung oder Entsorgung gesammelt. Da sich die Tinte
am Behälter 142 von
dem kombinierten Luft- und Tinteinhalt trennt, der durch das Luftleitungsnetz 128 gesaugt wird,
wird nur Luft entlang des Vakuumschlauches 130 bewegt,
welcher sich von dem Behälter 142 zur Vakuumpumpe 124 erstreckt.
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Der
Betrieb des Spül-/Reinigungssystems 22 kann
zum Beispiel ausgelöst
werden, indem ein Schalter "Start" gedrückt wird,
der mit dem Steuergerät 126 gekoppelt
ist, welches wiederum die Vakuumpumpe 124 und die Spülpumpe 118 betätigt. Das Ausschalten
der Vakuum- und der Spülpumpe 124, 118 kann
nach einem vorgegebenen Zeitintervall (z.B. ein paar Sekunden) mit
entsprechenden Zeitsteuerelementen erfolgen. Die Möglichkeit,
den Betrieb des Spül-/Reinigungssystems 22 manuell
auszulösen,
ist dann oder in dem Falle vorteilhaft, wenn während des Betriebs Luft in
irgendeinem Tintedurchflusskanal des Druckkopfes 30 mitgerissen
wird oder eine der Austrittsöffnungen 60 verstopft
wird und es wünschenswert
ist, dass umgehend ein Spülvorgang
ausgelöst
wird, um die Situation zu korrigieren. Als Alternative oder zusätzlich dazu
kann eine Betätigung
des Spül-/Reinigungssystems 22 in
vorgegebenen Zeitabständen
automatisch ausgelöst werden,
um sicherzustellen, dass die Austrittsöffnungen 60 oder Tintedurchflusskanäle des Druckkopfes 30 nach
diesen vorgegebenen Zeitintervallen frei von Luft und von die Austrittsöffnungen
verstopfendem Material sind. Zum Beispiel kann mit geeigneten programmierbaren
Komponenten, die im Steuergerät 126 angebracht
sind, das Steuergerät 126 so
programmiert werden, dass es bei der Einleitung eines Arbeitsgangs
an einem Montageband automatisch einen Betriebszyklus des Spül-/Reinigungssystems 22 auslöst, um sicherzustellen,
dass der Druckkopf 30 zu Beginn des Arbeitsgangs frei von
Luft und verstopfendem Material ist.
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Falls
die Spülpumpe 118,
welche für
die Verwendung mit dem Spülmittel 114 gewählt wurde,
eine deutlich größere Stärke besitzt
als die Vakuumpumpe 124, kann es wünschenswert sein, dass sie
Spülpumpe 118 während des
Betriebs der Vakuumpumpe 124 periodisch und nicht ununterbrochen
betrieben wird. Zu diesem Zweck können die Steuerungselemente
des Steuergerätes 126 so
gewählt
(oder programmiert) werden, dass sie die Spülpumpe 118 periodisch
ein- und ausschalten, während
die Vakuumpumpe 124 während
eines Betriebszyklus des Spül /Reinigungssystems 22 betrieben
wird.
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Aus
dem Obigen folgt, dass ein Spül-/Reinigungssystem 22 beschrieben
wurde, welches während
eines Luftspül- und Kopfreinigungs-Vorgangs, der
am Druckkopf 30 ausgeführt
wird, Tinte von der vorderen Fläche 78 der
Frontplatte 58 entfernt.
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Demzufolge
wird die Frontplatte 58 des Druckkopfes 30 relativ
frei von Tinte gehalten, welche während eines Luftspül- und Kopfreinigungs-Vorgangs
aus den Austrittsöffnungen 60 ausgestoßen wird,
und es werden keine manuellen Verfahren benötigt, um Tinte von der Vorderseite
des Druckkopfes 30 abzuwischen und damit zu verhindern,
dass die ausgestoßene
Tinte mit einer Fläche
in Kontakt kommt oder eine Fläche
verunreinigt, die möglichst frei
von Tinte bleiben sollte.
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Außerdem besteht
ein Merkmal des Spül-/Reinigungssystem 22 darin,
dass es Mittel aufweist, die in 1 und 12 allgemein
mit 152 bezeichnet sind und dazu dienen, in einem Bereich, welcher
der Frontplatte 58 des Druckkopfes 30 eines Drucksystems
benachbart ist, eine Zone von überatmosphärischem
Druck zu erzeugen, um dazu beizutragen, die Austrittsöffnungen 60 der
Frontplatte 58 relativ sauber zu halten, oder anders ausgedrückt, frei
von Material wie etwa unerwünschtem
Staub und Ablagerungen, welche sich andernfalls in den Austrittsöffnungen 60 festsetzen
könnten.
Bei dem abgebildeten System 22 benutzt das Erzeugungsmittel 152 den
Hohlraum 64 des Hohlraumschaffungs-Mittels 62,
und dieser vorgesehene Hohlraum 64 umgibt den der Frontplatte 58 benachbarten
Bereich, in welchem man die Zone von überatmosphärischem Druck zu erzeugen wünscht.
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Ferner
weist das Erzeugungsmittel 152 auch eine mit 169 bezeichnete
Quelle von Druckluft auf, welche ein Lüfter oder ein Kompressor 171 sein
kann und welche sich auf einer Seite des Drucksystems 20 befindet,
und weist ferner ein Leitungsrohr 170 auf, das die Druckluftquelle 169 und
die Durchgangsbohrung 106 verbindet, um die Druckluft von
der Quelle 169 zu dem Abschnitt des Hohlraums 64 zu
leiten, der durch die Durchgangsöffnung 96 geschaffen wird.
Im Zusammenhang damit wird ein Luftstromverbinder 137 (5 und 6)
von der Durchgangsbohrung 106 schraubbar aufgenommen, und
das Leitungsrohr 170 ist mit dem Verbinder 137 verbunden. Der
Verbinder 137 ist mit einem Dichtring 138 zur Überlaufplatte 88 hin
abgedichtet. Daher wird während
des Betriebs des Druckerzeugungsmittels 152 Luft von der
Druckluftquelle 169 über
das Leitungsrohr 170 und den Verbinder 137 in
die Durchgangsöffnung 96 des
Hohlraums 64 hinein geleitet, so dass der Innendruck des
Hohlraums 64 den atmosphärischen Druck übersteigt.
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In
der Praxis muss der Innendruck des Hohlraums 64 den atmosphärischen
Druck nicht um einen nennenswerten Betrag übersteigen (und kann in Wirklichkeit
nur 1,0 psig betragen), um innerhalb des Hohlraums 64 eine
Umgebung zu entwickeln, in der jedes Entweichen von Luft aus dem
Hohlraum 64, wie etwa durch die auf einander ausgerichteten Durchgangsöffnungen 92, 98, 112 hindurch,
die Wahrscheinlichkeit verringert, dass sich unerwünschter
Staub oder Ablagerungen an den Austrittsöffnungen 60 ansammeln
und sich dadurch darin festsetzen. Demzufolge muss der Druck der
Luft, die dem Hohlraum 64 von der Quelle 169 zugeführt wird,
nicht sehr groß sein,
so dass die Energie, die aufgewendet wird, um die Luft an der Quelle 169 mit
Druck zu beaufschlagen, relativ gering sein kann (im Interesse eines
sparsamen Energieverbrauchs).
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Solange
das Druckerzeugungsmittel 152 in Betrieb ist, ist die Wahrscheinlichkeit,
dass unerwünschter
Schmutz oder Staub sich in den Austrittsöffnungen 60 des Druckkopfes 30 festsetzt
und diese verstopft, relativ gering. Demzufolge ist es zu bevorzugen,
dass das Druckerzeugungsmittel 152 ununterbrochen betrieben
wird, sogar während
Druckvorgängen,
die mit dem Drucksystem ausgeführt
werden, mit welchem das Spül/Reinigungssystem 22 verwendet
wird. Während
des gleichzeitigen Betriebs des Spül-/Reinigungssystems 22 und
des Druckerzeugungsmittels 152 wird, wie bereits weiter
oben erwähnt
wurde, Tinte, welche während
eines Spül- oder
Kopfreinigungs-Vorgangs aus den Austrittsöffnungen 60 ausgestoßen wird,
unter dem Einfluss der Schwerkraft und eines hervorgerufenen Luftstroms über die
Austrittsöffnungen 60 von
der Durchgangsöffnung 96 zu
der Durchgangsöffnung 100 hin
gezwungen, in die Durchgangsöffnung 100 des
Hohlraums 94 hinein zum Sammeln zu fließen, und nicht in die Durchgangsöffnung 96.
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Selbstverständlich können an
dem oben beschriebenen System zahlreiche Modifikationen und Substitutionen
vorgenommen werden. Zum Beispiel können, obwohl das weiter oben
beschriebene Spül-/Reinigungssystem 22 in
der Form dargestellt und beschrieben wurde, dass es Spülmittel 114 aufweist,
um Tinte während
eines Spül- oder Kopfreinigungs-Vorgangs
zu zwingen, durch die Frontplatten-Austrittsöffnungen 60 hindurch
zu fließen,
das Hohlraumschaffungs-Mittel 62 und das Absaugmittel 116 ohne
die Spülmittel 114 verwendet
werden, um den Druckkopf eines existierenden Tintenstrahldrucksystems
nachzurüsten,
so dass Tinte, welche mit herkömmlichen
Spülmitteln,
die mit dem Drucksystem gekoppelt sind, aus der Frontplatte ausgestoßen wird,
mit dem Hohlraumschaffungs-Mittel 62 und dem Absaugmittel 116 entfernt
werden kann.
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Eine
andere Ausführungsform
eines Abschnitts des Spül/Reinigungssystems 222 ist
in 13-16 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
sind das Vakuum- und das Luftdruck-Leitungsrohr 234, 270 als
Bestandteile des Druckkopfes 230 ausgebildet, und nicht
als separate Leitungsrohre wie bei der in 6 beispielhaft
dargestellten Ausführungsform.
Das heißt,
beide Leitungs rohre 234, 270 führen in den Kopf 230 hinein
und schaffen Öffnungen 236, 272 an
der Frontplatte 258. Bei dieser Ausführungsform wird eine einzige
Platte, die mit 288 bezeichnet ist, verwendet, um einen
Hohlraum 264 zu schaffen, welcher zum Absaugen von Tinte
verwendet wird, und einen Hohlraum 252, um einen positiven
Luftdruck zur Verfügung
zu stellen. Die Platte 288 wird gewöhnlich als Wartungsmodul bezeichnet.
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Die
Platte 288 weist eine vordere Fläche 290 auf, welche
diejenige Fläche
ist, die der Fläche
gegenüberliegt,
auf welcher das Drucken durchgeführt wird
(z.B. das Ziel), und eine hintere Fläche 292, welche an
der Druckkopf-Frontplatte 258 anliegt. Die Platte 288 weist
eine schlitzartige Öffnung 298 auf, durch
welche hindurch die Tinte zum Ziel getrieben wird. Diese schlitzartige Öffnung 298 entspricht
den Öffnungen 92, 98 und 112 der
zuvor beschriebenen Ausführungsform.
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Der
Tintenabsaug-Hohlraum 252 ist als ein allgemein mit 274 bezeichneter
Vakuumkanal ausgebildet, der in der hinteren Fläche 292 der Platte 288 ausgebildet
ist. Mehrere fingerartige Einschnitte 276 sind in der Platte 288 ausgebildet
und erstrecken sich zwischen dem Vakuumkanal 274 und der
Schlitzöffnung 298.
Die Einschnitte 276 gewährleisten
somit eine Fließverbindung
zwischen dem Schlitz 298 und dem Vakuumkanal 274.
Bei einer aktuellen Ausführungsform
ist der Kanal 274 im Allgemeinen parallel zu dem Schlitz 298 ausgerichtet,
und die Einschnitte 276 sind quer sowohl zu dem Schlitz 298 als
auch zu dem Kanal 274 ausgebildet.
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Der
Kanal 274 endet an einem Ende 278, welches der
Vakuumöffnung 236 in
der Frontplatte 258 entspricht. Auf diese Weise liegt der
Kanal 274 ungefähr
am Ende 278 über
der Vakuumöffnung 236 in
der Frontplatte 258. Somit wird Vakuum an die Platte 288 (und
somit über
die Einschnitte 276 an den Schlitz 298) durch
direkte Kommunikation der Öffnung 236 mit
dem Kanal 274 ange legt.
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Der
Positivdrucklufthohlraum 252 ist als ein Spül- oder
Positivdruckkanal 280 ausgebildet und ist ebenfalls in
der hinteren Fläche 292 der
Platte 288 ausgebildet. Wie der Vakuumkanal 274 ist
der Spülkanal 280 im
Allgemeinen parallel zu dem Schlitz 298 ausgerichtet, und
fingerartige Einschnitte 282 erstrecken sich zwischen dem
Schlitz 298 und dem Kanal 280. Der Spülkanal 280 endet
an einem Ende 284, welches über der Spül- oder Drucköffnung 272 liegt, die
in der Frontplatte 258 ausgebildet ist. Luft wird mit einem
positiven Druck dem Schlitz 298 zugeführt (mittels des Kanals 280 über die
Einschnitte 282), um die oben beschriebenen Spülfunktionen
auszuführen.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
sind der Vakuum- und
der Spülkanal 274, 280 in
der Platte 288 im Allgemeinen parallel zueinander auf gegenüberliegenden
Seiten des Schlitzes 298 ausgebildet. Bei einer bevorzugten
Ausführungsform
ist der Vakuumkanal 274 oberhalb des Schlitzes 298 angeordnet, und
das Kanalende 278 ist bezüglich des Hauptabschnitts des
Kanals 274 abwärts
geneigt oder unter einem Winkel angeordnet. Auf diese Weise fließt Tinte,
wenn sie aus dem Bereich des Schlitzes 298 abgesaugt wird,
unter der Wirkung der Schwerkraft nach unten in Richtung der Vakuumöffnung 236 in der
Frontplatte 258.
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Umgekehrt
befindet sich der Spülkanal 280 unterhalb
des Schlitzes 298, und der Strom der Spülluft ist nach oben in den
Schlitz 298 hinein gerichtet. Das Spülkanalende 284 ist
im Allgemeinen in einer Linie mit dem Hauptabschnitt des Kanals 280 ausgebildet.
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Bei
einer gegenwärtigen
Ausführungsform hat
die Platte 288 eine Dicke von ungefähr 0,25 mm (0,010 Inches, etwa
10 Milli-Inches), und die Kanäle 274, 280 und
Einschnitte 276, 282 werden durch Ätzen mit
Säure herge stellt.
Die mit Säure
geätzten
Flächen
haben eine Tiefe von etwa 5 Milli-Inches. Es wurde festgestellt,
dass diese Dicke der Platte 288 und diese Ätztiefe
der Platte 288 eine ausreichende Steifigkeit verleihen
und ausreichende Durchflusskapazitäten an den Kanälen 274, 280 und
den Einschnitten 276, 282 gewährleisten, um die Vakuum- und
Spülfunktionen
für das
Wartungsmodul auszuführen.
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Eine
weitere Verbesserung des alternativen Wartungsmoduls besteht darin,
dass es so gestaltet wird, dass es leicht in den Druckkopf 230 über der Frontplatte 258 eingebaut
werden kann. Bei einer aktuellen Ausführungsform erstrecken sich
clipartige Abschnitte 238 von der Platte 288 aus
nach hinten, im Allgemeinen quer zu dieser. Die Clips 238 werden über die
Seiten 260 der Frontplatte 258 gedrückt und gelangen
mit ihnen zum Eingriff, um die Wartungsmodulplatte 288 durch
eine Schnappverbindung zu sichern. Durch diese Anordnung verringert
sich oder entfällt
die Notwendigkeit von Schrauben oder anderen Befestigungselementen,
um die Wartungsmodulplatte 288 am Druckkopf 230 zu
befestigen. Somit wird die Wartungsmodulplatte 288 durch
eine einfache Reib- oder Schnappverbindung über der Druckkopf-Frontplatte 258 in
ihrer Position gehalten.
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Die
Schnappverbindungs-Konfiguration zwei oder mehr der sonst verwendeten
Befestigungselement- oder Schraubenöffnungen zu verwenden, um die
Vakuum- und die Spülöffnung 236, 272 in
der Druckkopf-Frontplatte 258 vorzusehen. Somit kann der
Druckkopf 230 so gestaltet werden, dass die innen getragenen
Leitungsrohre 234, 270 wenig bis keinen Einfluss
auf die Gesamtgröße des Druckkopfes 230 haben.
Außerdem
ermöglicht
die Schnappverbindungs-Konfiguration
auch, leicht die Platte 288 über der Frontplatte 258 auszurichten.
Eine solche Ausrichtung ist notwendig, um sicherzustellen, dass die
gespritzte Tinte zum Drucken durch die schlitzartige Öffnung 298 in
der Platte hindurch und auf das Ziel gelenkt wird.
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Außerdem wurde
festgestellt, dass während des
Betriebs Verunreinigungen versehentlich auf die Wartungsmodulplatte 288 gelangen
können.
Zum Beispiel können
bei einem Arbeitsgang an einer Verpackungslinie, wie etwa einem
Arbeitsgang des Verpackens in Schachteln oder Kisten, bei welchem
ein Klebstoff auf die Schachteln oder Kisten aufgetragen wird, Klebstoffbänder auf
der vorderen Fläche 290 der
Platte 288 landen. Wie für Fachleute klar ist, muss
dieser Klebstoff entfernt werden, damit er sich nicht auf der Fläche 290 der
Platte 288 ansammelt, um den ordnungsgemäßen Betrieb
des Druckkopfes 230 aufrechtzuerhalten.
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Ein
Wartungsmodul 288 gemäß der vorliegenden
Erfindung kann einen auf ihm angebrachten Überzug oder eine auf ihm angebrachte
Schicht, in 16 mit C bezeichnet, aus einem
reibungsarmen Material aufweisen. Ein geeignetes Material ist ein Fluorpolymer
wie etwa TEFLON oder Ähnliches.
Ein solches Material ermöglicht
ein einfaches Reinigen der vorderen Fläche 290 der Platte 288 in
dem Falle, wenn die Platte 288 schmutzig oder zum Beispiel durch
Klebstoffbänder
und Ähnliches
verunreinigt wird.