DD260679A1 - INK JET HEAD - Google Patents

Abstract

Translated fromGerman

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldruckkopf fuer einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker. Die Aufgabe der Erfindung war es, den Druckkopf so zu gestalten, dass fuer Wartungsarbeiten und automatisch ablaufende funktionserhaltende Prozeduren der Druckkopf im Duesenbereich frei zugaenglich ist. Erfindungsgemaess wird die Aufgabe dadurch geloest, indem die Baugruppen, die sich vor einer Trennebene (hinter der Tropfenaustrittsflaeche in Richtung Aufzeichnungstraeger) befinden, parallel zum Aufzeichnungstraeger bewegbar angeordnet sind. Fig. 1The invention relates to an ink jet printhead for a continuous ink jet printer. The object of the invention was to design the print head so that the print head in the Duesenbereich is freely accessible for maintenance and automatically running functional maintenance procedures. According to the invention, the object is achieved by the assemblies, which are located in front of a parting plane (behind the droplet exit surface in the direction of the recording medium), are arranged to be movable parallel to the recording medium. Fig. 1

Description

Translated fromGerman

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention

Die Erfindung kann in einem Tintenstrahldrucker eingesetzt werden.The invention can be used in an inkjet printer.

Charakteristik des bekannten Standes der TechnikCharacteristic of the known state of the art

Um einen Tintenstrahldrucker funktionsfähig zu erhalten, muß er zu gegebener Zeit gewartet werden. Dies ist besonders nach längeren Druckpausen notwendig, da hier die Gefahr besteht, daß die feinen Düsen durch Eintrocknen der Tinte verstopft werden.In order to maintain an inkjet printer functional, it must be serviced in due course. This is particularly necessary after prolonged printing breaks, since there is a risk that the fine nozzles are clogged by drying the ink.

Eine Verkappung und Reinigung des Düsenbereiches wird erschwert, wenn sich vor den Düsen weitere Kopfelemente (Elektroden, Sensoren, und Fänger) befinden.Clogging and cleaning of the nozzle area is made more difficult if there are other head elements (electrodes, sensors, and catchers) in front of the nozzles.

In der DE-OS 3240612 wird beschrieben, wie ein solcher Drucker in Betrieb genommen wird. In der Startphase ist nur der Tintentröpfchenfänger vor die Düsenplatte positioniert, während die Ablenkelektrode erst zu dem Zeitpunkt vor die Düsen bzw. Ladeelektrode geschwenkt wird, wenn die Tintenstrahlen stabil inTropfen zerfallen.DE-OS 3240612 describes how such a printer is put into operation. In the start-up phase, only the ink droplet catcher is positioned in front of the nozzle plate while the deflecting electrode is not swung in front of the nozzle or charging electrode until the ink jets stably disintegrate into drops.

Hier bilden ein Tropfenfänger und Teile der Ablenkelektrode eine schwenkbare Einheit. Das Ziel dieser Einrichtung besteht darin, die Kopfteile vor mißgerichteten Tropfen zu schützen, die in der Start- und Stop-Phase generiert werden. Eine freie Zugänglichkeit zur Düsenplatte ist nicht realisierbar.Here, a drip and parts of the deflection electrode form a pivotable unit. The goal of this device is to protect the head parts from misfed drops that are generated in the start and stop phases. Free accessibility to the nozzle plate is not feasible.

Eine schwenkbare Tintenabweisblende für den Schreibkopf einer Tintenstrahleinrichtung wird in der DE-OS 3021913 offenbart.A pivotable Tintenabweisblende for the writing head of an ink jet device is disclosed in DE-OS 3021913.

An der beschriebenen Tintenabweisblende ist ein Wischelement angeordnet, das die Düsenplatte überstreicht, wenn die Blende für Spülzwecke abgeschwenkt wird. Es handelt sich hier um einen Druckkopf, der nach dem diskontinuierlichen Tropfenerzeugungsprinzip arbeitet. Die Tintenabweisblende ist lediglich ein Element, welches in Stillstandszeiten betätigtAt the described Tintenabweisblende a wiper element is arranged, which sweeps over the nozzle plate when the shutter is swiveled away for rinsing purposes. This is a printhead that operates on the discontinuous droplet generation principle. The ink deflector is just an element that operates in downtime

In der EP-26836 wird ein Druckkopf gezeigt, dessen Fänger, Lade- und Ablenkelektroden in der Start-Stop-Phase bewegbarIn EP-26836 a print head is shown, whose catcher, loading and deflection electrodes are movable in the start-stop phase

Die Bewegung wird ausgeführt, damit die Baugruppen nicht durch Tinte verunreinigt werden können.The movement is carried out so that the assemblies can not be contaminated by ink.

Eine Freilegung des durch Eintrocknung oder Verschmutzung gefährdeten Düsenraumes zur Durchführung von Wartungs- oder Wiederinbetriebnahmeoperationen ist nicht möglich.It is not possible to expose the nozzle space endangered by drying or soiling for carrying out maintenance or recommissioning operations.

Ziel der ErfindungObject of the invention

Das Ziel der Erfindung besteht darin, daß für Wartungsarbeiten die Servicefreundlichkeit erhöht wird.The aim of the invention is that the service friendliness is increased for maintenance.

Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention

Die Aufgabe der Erfindung wares, den Druckkopf so zu gestalten, daß für Wartungsarbeiten und automatische funktionserhaltende Prozeduren der Druckkopf im Bereich der Düsenplatte frei zugänglich ist.The object of the invention was wares to make the printhead so that for maintenance and automatic function preserving procedures, the printhead is freely accessible in the nozzle plate.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, indem die Baugruppen, die sich vor der Düsenfläche befinden, parallel zum Aufzeichnungsträger bewegbar angeordnet sind.According to the invention the object is achieved by the assemblies that are located in front of the nozzle surface, are arranged to be movable parallel to the recording medium.

-2- ZBO 679-2- ZBO 679

Ausführungsbeispieleembodiments

Die Erfindung wird nachstehend näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention will be explained in more detail below. In the accompanying drawing show:

Fig. 1: eine Prinzipdarstellung des Druckkopfes mit vorgeschalteten Baugruppen Fig. 2: eine Darstellung der Ablenkelektrodenanordnung1: a schematic representation of the printhead with upstream modules FIG. 2: an illustration of the deflection electrode arrangement

Fig.3: eine Prinzipdarstellung des Druckkopfes mit entfernten Baugruppen3 shows a schematic representation of the print head with removed modules

Ein Hauptproblem beim Betrieb eines Tintenstrahldruckers besteht darin, daß an der Grenzfläche zwischen der Tintenflüssigkeit und der Luft funktionsstörende Reaktionen entstehen. Diese Grenzfläche befindet sich im Düsenbereich. So sind spezielle Maßnahmen erforderlich, um ein Eintrocknen oder Verkrusten der Düsenöffnungen, die im Düsenbereich von 0,01 bis 0,1 mm liegen, zu verhindern, beziehungsweise um eine bereits eingetretene Störung zu beseitigen.A major problem with the operation of an ink jet printer is that it produces dysfunctional reactions at the interface between the ink liquid and the air. This interface is located in the nozzle area. Thus, special measures are required to prevent drying or crusting of the nozzle openings, which are in the nozzle range of 0.01 to 0.1 mm, or to eliminate an already occurred disorder.

In der Praxis sind dazu eine Vielzahl von. möglichen Maßnahmen und Einrichtungen bekanntgeworden. Sie reichen vom vollständigen Verschließen des Düsenbereiches über das Anbringen eines geschlossenen Hohlraumes mit feuchter Atmosphäre bis zum Fluten des Düsenbereiches mit ejner Flüssigkeit. Der größte Anteil dieser Maßnahmen benötigt einen freien Zugang der verwendeten Schutz- und/oder Wartungseinrichtung zum gefährdeten Düsenbereich.In practice, a variety of. possible measures and facilities have become known. They range from the complete closing of the nozzle area to the application of a closed cavity with a humid atmosphere to the flooding of the nozzle area with a liquid. The majority of these measures require free access of the protection and / or maintenance equipment used to the endangered nozzle area.

Einige Tintenstrahldruckköpfe beinhalten neben dem Tropfengenerator zum Ausstoß von Tintentropfen noch weitere Baugruppen, die an den Bereich der Tropfenerzeugung anschließen. Besonders beim Verfahren der kontinuierlichen Tropfenerzeugung mit Tintenhochdruck sind Einrichtungen erforderlich, um aus dem kontinuierlich entstehenden Tintenstrom einzelne Tropfen zu selektieren, die entweder zum Druck auf dem Aufzeichnungsträger gelangen sollen oder in einen Tropfenfänger geleitet wird. In der Regel wird die aufgefangene Flüssigkeitsmenge wieder dem Tintenkreislauf zugeführt. Diese und weitere Einrichtungen befinden sich vor dem Düsen bereich und verhindern bei starrer Anordnung die Zugänglichkeit zu den Düsen.Some inkjet printheads include, in addition to the droplet generator for ejecting ink droplets, other assemblies that connect to the area of droplet generation. Especially in the process of continuous drop production with high-pressure ink devices are required to select from the continuously formed stream of ink individual drops that should either come to print on the recording medium or is passed into a drip. In general, the collected amount of liquid is returned to the ink circuit. These and other facilities are located in front of the nozzle area and prevent accessibility to the nozzles in a rigid arrangement.

Die erfindungsgemäße und im folgenden zu beschreibende Einrichtung sieht eine Trennung der Baugruppen des Druckkopfes vor, die sich vor beziehungsweise hinter dem Düsenbereich befinden. Dabei soll denden Tropfengenerator 6 beinhaltende Teil 1A fest angeordnet bleiben, während der sich vor den Düsen 9 befindliche Teil 1 B zum ersten Teil beweglich angeordnet ist. Die dadurch entstehende Trennebene 11 ist in der Fig. 1 dargestellt. In diesem Ausführungsbeispiel sind dem festen Druckkopfteil 1A der Tropfengenerator 6 mit der Düsenplatte 8 und den Einlaß- und Auslaßventilen 5,4 sowie ein bewegungschwingungsdämpfendes Labyrinth 7 und die notwendigen Zuflüsse 3 und Abflüsse 2 zugeordnet, während der sich vor den Düsen 9 befindliche Teil aus den Ablenkelektroden 15mitSensoren17, Transverter 12, den Tropfenfängern 18, Abflüssen 2 und einer Blende 13 zur Verhinderung der Rückwirkung von Staub und Tintennebel besteht. Diese scharfe Trennebene 11 kann bei modifizierten Ausführungsformen solcher Druckköpfe etwas verschoben sein. So beispielsweise dann, wenn die Düsenplatte 8 und die Ladeelektrodeneinrichtung 10 eine feste Einheit bilden und eine Schutzabdeckung die Ladeelektroden einbezieht. Das Ausführungsbeispiel in Fig. 1, welches schematisch den Aufbau eines Mehrfarben-Druckkopfes nach dem Hochdruckprinzip demonstriert, zeigt die Zuordnungsverhältnisse im Betriebszustand. Alle Baugruppen befinden sich in ihrer Arbeitslage und der Druckkopf 1 ist arbeitsbereit. Die Schutz-oder Wartungsprozedur kann periodisch erfolgen oder automatisch in Stillstandszeiten des Gerätes durchgeführt werden. Dazu fährt der Druckkopf in eine Home-Position, in der durch hier nicht dargestellte Mittel der bewegliche Teil des Druckkopfes 1 B aus seiner Arbeitsposition verschoben und damit der Düsenbereich frei gelegt wird. In dieser Home-Position erfolgt nun im bevorzugten Ausführungsbeispiel ein frontseitiges Anschwenken einer Schutz- und Wartungseinrichtung, mit deren Hilfe das Eintrocknen der hochviskosen Tinte im Düsenbereich verhindert werden soll und ander Inbetriebnahme- und Abschaltprozeduren ablaufen. Vorzugsweise erfolgt beim Anlaufen der Home-Position durch einen mechanischen Schaltkontakt mit einem gestellfesten Mechanismus eine zwangsweise Auslenkbewegung des beweglichen Kopfteiles 1 B, die gekoppelt ist mit der Anschwenkbewegung der Schutz- und Wartungsstation. Die Bewegung des wegzuschwenkenden Druckkopfteiles 1 B erfolgt erfindungsgemäß in einer Ebene, die parallel zum Aufzeichnungsträger und damit senkrecht zur Achse des Tintenstrahles verläuft.The device according to the invention and to be described below provides for a separation of the assemblies of the print head which are located in front of or behind the nozzle region. In this case, the droplet generator 6 containing part 1A should remain fixed, while the located in front of the nozzles 9 Part 1 B is movably disposed to the first part. The resulting separation plane 11 is shown in FIG. 1. In this embodiment, the fixed printhead portion 1A, the drop generator 6 with the nozzle plate 8 and the inlet and outlet valves 5,4 and a Bewegungsungschwingungsdämpfendes labyrinth 7 and the necessary inflows 3 and 2 drains are assigned, while located in front of the nozzle 9 part of the Deflection electrodes 15 with sensors 17, transverter 12, the drip 18, drains 2 and a diaphragm 13 to prevent the action of dust and ink mist. This sharp parting plane 11 may be slightly shifted in modified embodiments of such printheads. For example, when the nozzle plate 8 and the charging electrode device 10 form a solid unit and a protective cover incorporates the charging electrodes. The embodiment in Fig. 1, which schematically demonstrates the structure of a multi-color print head according to the high-pressure principle, shows the assignment ratios in the operating state. All modules are in their working position and the print head 1 is ready for work. The protection or maintenance procedure may be periodic or automatically performed during downtime of the device. For this purpose, the print head moves to a home position in which moved by means not shown here, the movable part of the print head 1 B from its working position and thus the nozzle area is exposed. In this home position, a front-side pivoting of a protection and maintenance device is now carried out in the preferred embodiment, with the aid of which the drying of the highly viscous ink in the nozzle area is to be prevented and other commissioning and shutdown procedures take place. Preferably, when starting the home position by a mechanical switching contact with a frame-fixed mechanism, a forced deflection movement of the movable head part 1 B, which is coupled with the pivoting movement of the protection and maintenance station. The movement of wegzuschwenkenden print head part 1 B according to the invention is carried out in a plane which is parallel to the recording medium and thus perpendicular to the axis of the ink jet.

Zur Ablenkung der beim Verfahren der kontinuierlichen Tropfenerzeugung mit Tintenhochdruck elektrisch geladenen Tropfen verwendet man ein stationäres elektrisches Feld, welches zwischen vorzugsweise parallelen Feldplatten, den Ablenkelektroden 15 entsteht. Diese Ablenkelektroden 15 bilden einen Schacht 16, der von den Tropfen durchflogen wird. In der Fig. 2 sind die geometrischen Verhältnisse dargestellt, wie sie in dem Ausführungsbeispiel des Mehrfarben-Druckkopfes aus Fig. 1 herrschen. Die Fig.2 stellt einen Blick von vorn auf die Ablenkelektrodeneinrichtung 14 und die Düsenplatte 8 dar. Der Druckkopf enthält mehrere Dküsen 9, die hier den verwendeten Tintenfarben zugeordnet sind. Fest verbunden mit der Düsenplatte 8 und hier nicht näher dargestellt ist die Ladeelektrodeneinrichtung. In der Arbeitsstellung wird die Ablenkelektrodeneinrichtung 14 gezeigt. Sie enthält in diesem konkreten Ausführungsbeispiel zwei Ablenkelektrodenpaare auf insgesamt drei Substraten. Diese Ablenkelektroden 15, die weitere Funktionselemente wie Sensoren 17 mit Sender und Empfängerund anderes enthalten können, bilden wenigstens einen Elektrodenschacht 16. Das Beispiel in Fig.2 enthält zwei separate Elektrodenschächte 16, in denen jeweils die Tropfen zweier verschiedener Tinten fliegen und entsprechend ihrer elektrischen Ladung in ihrer Flugbahn verändert werden. Die Ablenkelektroden 15 sind so parallel angeordnet, daß die Elektrodenschächte 16 einseitig offen sind. Dies ermöglicht (auch bei eingeschaltetem Tropfenstrahl) eine Entfernung der gesamten Ablenkelektrodeneinrichtung in der Richtung der Schachtöffnung, die durch den Pfeil charakterisiert ist.To deflect the electrically charged droplets in the process of continuous droplet generation with high pressure ink, use is made of a stationary electric field which arises between preferably parallel field plates, the deflection electrodes 15. These deflection electrodes 15 form a shaft 16, which is traversed by the drops. 2, the geometric relationships are shown, as they prevail in the embodiment of the multi-color print head of FIG. FIG. 2 shows a view from the front of the deflection electrode device 14 and the nozzle plate 8. The print head contains a plurality of nozzles 9, which here are assigned to the ink colors used. Firmly connected to the nozzle plate 8 and not shown here is the charging electrode device. In the working position, the deflection electrode device 14 is shown. It contains in this specific embodiment, two Ablenkelektrodenpaare on a total of three substrates. These deflecting electrodes 15, which may include other functional elements such as transmitter and receiver sensors 17, and others, form at least one electrode well 16. The example in Figure 2 includes two separate electrode wells 16 in each of which the drops of two different inks fly and according to their electrical charge be changed in their trajectory. The deflection electrodes 15 are arranged in parallel so that the electrode shafts 16 are open on one side. This allows removal of the entire deflection electrode device in the direction of the shaft opening, which is characterized by the arrow (even when the drop jet is switched on).

Wird der bewegliche Kopfteil 1 B in der oben beschriebenen Schwenkebene parallel zum Aufzeichnungsträger auf einer in Pfeilrichtung verlaufenden Geraden entfernt, entstehen Zuordnungsverhältnisse, wie sie die Fig.3 veranschaulicht. Die Frontseite des festen Druckkopfteiles 1A mit den Düsen 9 liegt zum Zwecke des Schutzes oder zum Wiederherstellen der Funktion nach einer Betriebsstörung frei.If the movable head part 1 B is removed in the above-described pivoting plane parallel to the recording medium in a straight line running in the direction of the arrow, correlation conditions arise, as illustrated in FIG. The front side of the fixed print head part 1A with the nozzles 9 is exposed for the purpose of protection or restoration of the function after a malfunction.

Claims (2)

Translated fromGerman

1. Tintenstrahldruckkopf für einen Hochdrucktintenstrahldrucker, vor dessen Düsenflächesich zur Beeinflussung der Flugbahn der Tintentröpfchen Baugruppen befinden, gekennzeichnet dadurch, daß die Baugruppen (2,12,13,14,18) parallel bewegbar zueinem Aufzeichnungsträger angeordnet sind.An ink-jet printhead for a high-pressure ink-jet printer, in front of which the nozzle surface is in contact with the trajectory of the ink droplet assemblies, characterized in that the assemblies (2, 12, 13, 14, 18) are arranged to be movable parallel to a record carrier.2. Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Baugruppen (2,12,13, 14,18) so angeordnet sind, daß sie in Richtung der Schachtöffnungen (16) der Ablenkelektroden (15) beweglich sind.Second ink-jet printhead according to claim 1, characterized in that the assemblies (2,12,13, 14,18) are arranged so that they are movable in the direction of the shaft openings (16) of the deflection electrodes (15).