DE3432620A1

DE3432620A1 - Deckel fuer die duesen eines unterdrucktintendruckkopfes

Info

Publication number: DE3432620A1
Application number: DE19843432620
Authority: DE
Inventors: Wilfried Dipl.-Ing. Hofmann (FH), 8028 Taufkirchen
Original assignee: Agfa Gevaert AG
Current assignee: Agfa Gevaert AG
Priority date: 1984-09-05
Filing date: 1984-09-05
Publication date: 1986-03-13
Also published as: US4638336A; EP0173939A1

Description

AGFA-GEVAERT " Aktiengesellschaft D-5090 Leverkusen Patentabteilung

eh-se

Deckel für die Düsen eines Unterdrückt!ntendruckkopfes

Die Erfindung betrifft einen Deckel für die Düsen eines Unterdrückt!ntendruckkopfes.

Die Verwendung von schnelltrocknenden Tinten, z.B. Lösungsmitteltinten, in Tintendruckköpfen nach dem Unterdrucktintenspritzverfahren erfordert Hilfsmittel, die ein Eintrocknen der Tinte an den Düsenenden bei Stillstand bzw. Nichtgebrauch des Druckkopfes verhindern.

Dabei dürfen die entstandenen Tintenmenisken in den Düsen weder berührt, noch darf Tinte durch Außendruck in die Düsenkanäle zurückgedrückt werden. Der vor den Düsen entstehende Druck muß deshalb kleiner sein als die Oberflächenspannung der Tintenmenisken in den Düsenenden.

A-G 1990

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verschlußeinrichtung für einen Tintendruckkopf zu schaffen, der die Düsen luftdicht verschließt und daher vor dem Eintrocknen schützt, ohne einen Schließdruck auf die Tintenmenisken in den Düsen des Druckkopfes auszuüben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des Hauptanspruchs. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen

Fig.l einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Deckel für einen Unterdrucktintendruckkopf,

Fig.2 einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform

eines erfindungsgemäßen Deckels, 20

Fig.3 eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckels und eine Anordnung zum Zusammenführen von Druckkopf und Deckel.

Alle gezeigten Darstellungen sind stark vergrößert. Anhand von Fig.l wird zum besseren Verständnis der Erfindung das Funktionsprinzip eines Unterdrucktintendruckkopfes kurz erläutert. Der Druckkopf als Ganzes wird dabei mit 1, seine Tinenspritzdüsen mit 2, seine die Austrittsöffnungen der Düsen 2 aufweisende Stirnseite mit la, der Tintenvorratsbehälter mit 3 und Tintenzuleitungen, die vom Vorratsbehälter 3 zu den Düsen 2

A-G 1990

führen, mit 4 bezeichnet. Ein Stück vor der Austrittsöffnung jeder Düse 2 ist in jeder Düse 2 ein piezoelektrisches Röhrchen 5 angeordnet. Wird Spannung daran gelegt, so zieht es sich zusammen und drückt ein Tintentröpfchen zur Austrittsöffnung der Düse auf einen davor liegenden, zu bedruckenden Bogen. Wird die Spannung wieder von dem piezoelektrischen Röhrchen 5 abgeschaltet, so dehnt es sich wieder aus. Dabei bildet die in der Düsenaustrittsöffnung liegende Tintenoberfläche einen gegen das Äußere hin konkaven Meniskus, der je in Fig.l ganz schwach angedeutet und erkennbar ist und eine deutliche Oberflächenspannung aufweist. Diese ist so groß, daß die Tinte bei der Ausdehnung des piezoelektrischen Röhrchens 5 nicht von der Düsenaustrittsöffnung in die Düse 2 zurückgesaugt werden kann, sondern daß neue Tinte aus dem Vorratsbehälter 3 angesaugt wird. Gerade bei schnelltrocknenden Tinten, die deshalb mit sich schnell verflüchtigenden Lösungsmitteln versetzt sind, besteht bei längerem Stillstand oder Nichtgebrauch des Druckkopfes 1 die Gefahr, daß diese Tintenmenisken in den Düsen antrocknen und der Druckkopf unbrauchbar wird. Andererseits besteht die Gefahr, daß beim Aufsetzen eines die Düsen 2 mit den Tintenmenisken abschließenden Deckels der momentane Luftdruck so groß wird, daß die Oberflächenspannung der Tintenmenisken in den Düsen nicht standhält und diese Menisken zerstört werden und dann die Tinte aus den Düsen zurück in die piezoelektrischen Röhrchen 5 fließen kann und deshalb der Druckkopf funktionsunfähig wird. Daher wird mit der vorliegenden Erfindung eine besondere Abdeckung für einen derartigen Tintendruckkopf 1 geschaffen, die so ausgebildet ist, daB beim Aufsetzen eines derartigen

A-G 1990

Deckels 6 auf die Stirnseite la des Druckkopfes 1 die meniskenförmigen Tintenoberflächen in den Düsen 2 erhalten bleiben und nicht eintrocknen können.

Ein erfindungsgemäßer Deckel 6 besteht aus einem Rahmen- oder Trägerteil 7, das beispielsweise gemäß Fig.l an seiner der Druckkopf-Stirnseite la zugewandten Deckel-Stirnseite eine umlaufende Rille 7a aufweist, in die ein Dichtungsring 8 eingesetzt, z.B. eingeklebt ist. In einem geringen Abstand von der Deckel-Stirnseite und damit von dem Dichtungsring 8 ist eine sehr weiche Membran 9 in den Rahmen 7 eingesetzt, z.B. eingespannt oder eingeklebt. Ihre Eigenspannung ist geringer als die Oberflächenspannung der Tintenmenisken in den Düsen 2. Die Membran 9 schließt den Rahmen 7 nach außen luftdicht ab. Wird nun bei Nichtgebrauch des Druckkopfes 1 der Deckel 6 mit seinem Dichtungsring 8 gegen die Stirnseite la gedruckt, so wird der Raum 10 zwischen der Austrittsöffnung der Düsen 2 und der Membran 9 luftdicht verschlossen; das Dichtungselement 8 bildet zusammen mit der Membran 9 eine Druckkammer 10. Würde dabei der Druck, z.B. durch zu plötzliches Hinführen des Deckels 6, größer als die Oberflächenspannung der Tintenmenisken, so weicht sofort und zuerst die Membran 9 nach außen aus, so daß sich der Druck garnicht erst auf die Tintenmenisken auswirken kann. Durch den durch die Membran 9 bewirkten Druckausgleich in der Druckkammer 10 wird trotz des luftdichten Verschlusses der Düsen 2 ein Zerplatzen der Tintenmenisken und zugleich ihr Eintrocknen sicher vermieden. Die in den Figuren stark vergrößert gezeichnete Druckkammer 10 ist in Wirklichkeit sehr klein. Dadurch tritt eine schnelle

A-G 1990

Sättigung der Luft in der Druckkammer mit Feuchtigkeit infolge zunächst verdunstender Tinten-Lösungsmittel ein, so daß hierdurch sogar über lange Zeit ein Eintrocknen der Düsen 2 und der Tintenoberflächen sicher vermieden wird.

In Fig.2 ist eine weitere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Deckels 6 gezeigt. Dabei sind in sämtlichen Fig. gleichwirkende Teile mit denselben Bezugsziffern versehen. Gemäß Fig.2 ist die Membran 9 haubenartig ausgebildet und weist an ihrer der Stirnseite la zuzuwendenden offenen Seite einen Randwulst 8 auf, der die Dichtung bildet. Membran 9 und Dichtung 8 sind hier also einteilig ausgebildet, wobei der Randwulst 8 mit dem Rahmen 7 verbunden ist und über diesen etwas vorsteht.

Gemäß Fig.3 ist der eigentliche Verschlußteil des Deckels 6 als durchgehend hohler, aus weichem Gummi oder Kunststoff bestehender Saugnapf 8 ausgebildet, der sich rückseitig an einem Rahmenteil 7 abstützt. An die somit offene, ebenfalls saugnapfartig ausgebildete Rückseite dieses rohrförmigen Saugnapfes 8 ist die Membran 9 angelegt und durch einen klammerartigen Federrahmen 11 luftdicht angedrückt. Die Membran 9 wird also von der Saugnapfrückseite angesaugt, und beim Andrücken der Saugfläpfvorderseite an tffe Druckkopf-Stirnseite la saugt sich erstere auch an letzterer fest, so daß wiederum die beschriebene luftdicht abgeschlossene Druckkammer 10 entsteht.

A-G 1990

-y-

Wie schon die verschiedenen Ausführungsbeispiele zeigen, ist es fertigungsmäßig sinnvoll, zumindest einige der Deckelteile einteilig herzustellen. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, einen gesamten erfindungsgemäßen Deckel überhaupt einteilig aus Elastmeren mit verschiedenen Shorehärten herzustellen. Die verwendeten Kunststoffe müssen selbstverständlich gegenüber den Tintenmaterialien und -lösungsmitteln chemikalienbeständig sein.
10

Nun wäre es prinzipiell möglich, den Druckkopf 1 in Spritzrichtung verschiebbar zu lagern, so daß er bei Nichtgebrauch von der Ebene der zu bedruckenden Bogen zurückgeschoben wird, und dann den Deckel 6 noch mit einer Stulpe zu versehen und von vorne über die Stirnseite la des Druckkopfes 1 überzustülpen, so daß er dort hält. Es könnten auch alle anderen brauchbaren, bekannten Befestigungen für den Deckel verwendet werden. In Fig.3 ist jedoch eine besonders vorteilhafte Anordnung für das Zur-Anlage-Bringen von Deckel 6 und Druckkopf 1 gezeigt. Hier ist der Druckkopf 1 verschiebbar in einer Geradführung 13 einer drehbaren Scheibe 14 gelagert. In der ausgezogen gezeichneten Stellung ist der Druckkopf 1 gegen den Saugnapf 8 gedreht und geschoben und daher durch den Deckel 6, 8, luftdicht in beschriebener Weise abgeschlossen. Soll der Druckkopf 1 in seine Druckerstellung gebracht werden, so wird er zuerst in Richtung des Pfeiles 15 vom Deckel 6 weg in der Führung 13 verschoben und dann mitte!s der Scheibe 14 im Uhrzeigersinn um 90° gedreht und in Pfeil richtung 16 gegen die zu bedruckende Fläche 17 in seine Funktionsstellung verschoben. Diese

A-G 1990

Funktionsstellung ist strichpunktiert gezeichnet. Soll der Druckkopf wieder luftdicht verschlossen werden, so wird er im umgekehrten Sinn wieder zurückbewegt. Diese Dreh-und Schiebebewegung kann natürlich motorisch erfolgen und durch einen einfachen Bedienungsknopf oder eine Tastatur auslösbar sein.

A-G 1990

- Leerseite

Claims

Ansprüche

1. Deckel für die Düsen eines Unterdrucktintendruckkopfes, dadurch gekennzeichnet, daß er ein im aufgesetzten Zustand an der Stirnseite (la) des Druckkopfes (1) anliegendes, umlaufendes Dichtelement (8) und eine in der Deckelflachseite angeordnete Membran (9) aufweist und daß das Dichtelement (8) und.die Membran (9) zusammen eine Druckkammer (10) bilden.

2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Eigenspannung der Membran (9) kleiner ist als die Oberflächenspannung der in den Düsenenden des Druckkopfes (1) bei Nichtgebrauch sich bildenden meniskusförmigen Tintenoberflächen.

3. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (9) und das Dichtelement (8) in bzw. an einem Deckelrahmen (7) befestigt sind.

4. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung (8) und die Membran (9) einteilig aus Kunststoff hergestellt sind und dieses einteilige Membran-Dichtungs-Teil (9, 8) die Druckkammer (10) bildet.

A-G 1990

5. Deckel nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel rahmen (7) einen zylindrischen Durchbruch aufweist, in dem das einteilige Membran-Dichtungs-Teil (9, 8) liegt, und daß es mit seinem Dichtungsrand (8) an dem druckkopfseitigen Rand des Deckelrahmens (7) befestigt, vorzugsweise angeformt ist.

6. Deckel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (9) in den Deckelrahmen (7) eingespannt ist und daß das Dichtelement (8) als Dichtungsring in eine korrespondierende Rille (7a) am druckkopfseitigen Innenrand des Deckelrahmens (7) eingesetzt, vorzugsweise eingeklebt ist.

7. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er durch ein Elastomerformteil gebildet wird, dessen Elemente aus Elastomeren unterschiedlicher Shorehärten bestehen.

8. Deckel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (8) als rohrförmiger Saugnapf ausgebildet ist, dessen eine Seite an den Druckkopf (1, la) andrückbar ist und an dessen andere Seite die Membran (9) mittels einer rahmenförmigen Feder (11) angedrückt ist.

9. Tintendruckkopf zur Verwendung eines Deckels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-

A-G 1990

ysr 3

durch gekennzeichnet, daß er derart gegenüber dem Deckel (6) bewegbar angeordnet ist, daß er eine Position zum Bedrucken eines zu bedruckenden Bogens (17) und eine weitere Position zum Verschließen mit dem Deckel (6) einnehmen kann und daß Deckel (6) und Druckkopf (1) in der zweiten Position zum Verschließen des letzteren relativ zueinander aufeinander zu bzw. zum Öffnen voneinander weg bewegbar sind.

10. Tintendruckkopf und Deckel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf (1) radial verschiebbar in einer drehbaren Scheibe (14) gelagert und in eine dem zu bedruckenden Bogen (17) gegenüberliegende und in eine winkelmäßig hierzu versetzte, dem Deckel (7, 8, 9) gegenüberliegende Lage drehbar und an den Bogen (17) bzw. gegen den Deckel

schiebbar ist.
20

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

A-G 1990