用于给墨水印刷机的墨水印刷头供应液态墨水的装置的制作方法

本发明涉及一种用于给墨水印刷机的墨水印刷头供应液态墨水的装置。

本发明涉及图形工业的技术领域并且尤其涉及工业的、也就是在平面基底上进行高生产率的墨水(喷墨)印刷的领域，也就是把液态墨水施加在片状或卷筒状的印刷材料上，该印刷材料优选由纸、纸板、卡纸、塑料或复合材料组成。

背景技术：

在已知的dod(drop-on-demand)墨水印刷方法中施加墨水，其方式是在平面印刷基材上产生印刷图像，其中，具有单个可操控喷嘴的墨水印刷头(简称：头)产生与要印刷的图像相应的非常细小的、优选在皮升范围内的墨水滴并且将这些墨水滴作为印刷点无触碰地传递到印刷基材上。喷嘴可以借助压电促动器被操控。

已知，设置给墨水头循环供应液态墨水的装置。这种装置的缺点可能是，液态墨水的压力在墨水印刷机的运行中、也就是在印刷或墨水消耗期间太剧烈地波动或者具有干扰性的峰值并且印刷图像并因此印刷产品不具有希望的质量。如果多个印刷头一起被供应墨水并且因此存在高墨水体积流量，该问题尤其可能在工业喷墨器中出现。如果印刷头开始印刷，则体积流量增加并且液态墨水的压力急剧下降；如果印刷头结束印刷，则体积流量减少并且压力急剧上升。最后，体积流量与要印刷的图像有关地波动。

也已知，为液态墨水设置压力阻尼器。例如，de102016212733a1公开了一种用于阻尼喷墨打印机中墨水管线的压力峰值的方法。在该方法中，使用两个阻尼器：一个阻尼器在入流管线中并且一个阻尼器在回流管线中。所述阻尼器分别包括膜片。该文献没提到膜片的形状。

另外的问题可能在于，尽管设置了阻尼器，但没有达到足够的阻尼效果。

技术实现要素：

因此，本发明的任务是，相对于现有技术实现一种改进，这种改进尤其能够用简单且低成本的措施来可靠地防止液态墨水的大的压力波动和尤其高压力峰值。

根据本发明，该任务通过本发明的用于给墨水印刷机的墨水印刷头供应液态墨水的装置来解决。本发明的有利的、并因此优选的扩展方案由说明书和附图得出。

根据本发明的用于给墨水印刷机的墨水印刷头供应液态墨水的装置包括墨水的储存容器、用于在储存容器和印刷头之间引导墨水的线路、用于在印刷头和储存容器之间引导墨水的线路，并且包括用于阻尼液态墨水中的压力波动的阻尼器，其中，该阻尼器具有可运动和/或可变形的膜片，该膜片具有厚度d，其特征在于，该膜片在其静止位置中具有长度l和宽度b，其中，该长度l至少是该宽度b的两倍。

本发明能够以有利的方式用简单且低成本的措施来可靠地防止液态墨水的大压力波动和尤其高压力峰值。

该膜片至少在印刷头和分配器的区域中有利地形成对于液态墨水的预期体积变化或体积流量变化而言充足大小的液压容量。为了以简单的方式实现该尺寸，根据本发明将长度l选择为至少是宽度b的两倍，即换句话说：选择具有长形形状的膜片。如果分配器的形状也是长形的，则这种选择尤其有利。则能够以特别有利的方式将分配器的长度用于膜片的构型，并且以这种方式能够实现足够大尺寸的液压容量。膜片围绕工作点的动态行程即使在印刷期间压力波动较大或出现压力峰值的情况下也有利地仅较小，因此膜片的负荷也较小；例如，动态行程最大仅为厚度d的n倍，其中，n<5或n<10。而工作点处的静态行程可以更大，使得n例如约为50。于是，不需要附加的、长形的元件并且不会浪费相应的附加安装空间。

优选地，膜片集成在分配器中，或者是分配器的区段或一部分。两个分配器中的每一个都可以包括膜片。

优选的是，该膜片在墨水回路中靠近印刷头地布置。特别优选，直接在印刷头前面和/或直接在印刷头后面。膜片是被动作用的液压容量。因此，对膜片来说不需要电子控制装置/调节装置和/或驱动装置，并且完全不产生相应的成本。此外，膜片是免维护的。

膜片在力非常低的情况下能够实现快速的补偿运动(如软的、预紧的弹簧)。

膜片可以包括一个或两个止挡件，以限界该膜片的偏转(在一个或两个方向上)。尤其是在面向墨水一侧上的止挡件可以构造为格栅。

膜片和墨水之间优选没有空气。优选，膜片略微倾斜，以便能够实现没有问题的通风。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，该膜片包括构造为金属板材或不锈钢板材的板材。通过对材料的选择得到所需的膜片弹性特性。

本发明的一个优选的扩展方案的特征可以在于，所述板材具有成型、优选压印的形状、尤其(从横截面看)是波形式。该形状有利地用于产生足够的回位力。波(或卷边)优选如此规定尺寸，使得达到所需的和预给定的弹簧率。被压印的金属薄膜优选具有50至200微米之间的厚度d。

弹簧率是波数量、波形状(正弦波、矩形波等)、波高度、材料(弹性模量)、长度l、宽度b和厚度d的函数。弹簧率直至工作点(并且略微超出)优选表现为线性。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，被压印的形状形成波纹管或形成多个波纹管的排布置或面布置。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，该膜片构造为盖、底部或壁，或者构造为盖、底部或壁的区段或元件，该盖、壁或底部是用于墨水的储存容器、管线或分配器的一部分。以这种方式或者说由于膜片靠近分配器，膜片作为液压容量与分配器优化地耦接，也就是不产生干扰性的液压阻力。膜片也可以是盖、壁和/或底部的任意组合。也可以设置多个盖、壁和/或底部作为膜片。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，阻尼器布置在包括至少一个储存容器、管线、分配器和泵的墨水回路中，其中，印刷头衔接到墨水回路上或集成到墨水回路中，并且阻尼器基本上与印刷头直接相邻地布置或布置在墨水回路的最靠近印刷头的元件处。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，膜片在其静止位置中具有与圆形面或方形面不同的面f，优选为倒圆的矩形形状(具有两个半圆的矩形)或椭圆面。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，厚度d最多为宽度b的十分之一或百分之一或千分之一。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，膜片通过弹簧元件可运动和/或可变形地安装在支架上。

本发明的一个优选扩展方案的特征可以在于，支架和弹簧元件作为单个构件以增材方式或以3d打印方式制造。

本发明的特征、本发明的扩展方案和本发明的实施例也以本发明的有利扩展方案相互之间的任意组合体现。此外，本发明的扩展方案可以具有在前面的段落“本发明技术领域”所公开的单独特征或特征组合。

附图说明

下面参照附图借助优选的实施例详细说明本发明和其优选的扩展方案。彼此相应的特征在附图中用相同的附图标记表示。

附图示出：

图1根据本发明的装置；

图2根据本发明的装置的细节；

图3根据本发明的装置的细节的横截面；

图4根据本发明的装置的其它细节；和

图5a、5b根据本发明的另一装置。

具体实施方式

图1示出根据本发明的装置的一个优选实施方式。例如用于由页张或幅面以工业方式制造印刷产品的墨水印刷机1包括用于墨水供应的装置2。从图中能看到多个墨水印刷头3，它们与储存容器4连接并且被来自储存容器的墨水5供应。这些印刷头根据图像被操控，产生相应的墨水滴5’并且传输到印刷基底上，产生印刷图像。

图1示出用于墨水的管线(所谓的入流管线)，墨水通过该入流管线从储存容器4流向印刷头3。此外，附图示出用于墨水的管线(所谓的回流管线)，未被印刷耗用的墨水通过该管线回流到储存容器4。入流泵8集成到入流管线6中；回流泵9集成到回流管线7中。可以替代地设置，在装置2中仅设置一个泵。

此外，图1示出两个用于测量液态墨水压力的传感器28，这些传感器(通过信号和/或数据连接件24)与计算机连接，该计算机又(通过信号和/或数据连接件25)与泵8和9连接。以这种方式可以调节液体压力(例如，额定值/实际值比较)。

在入流管线6的末端和靠近印刷头3处设置用于墨水的所谓入流管线分配器。相应地，在靠近印刷头3和回流管线7的起点处设置用于墨水的回流分配器11。这些分配器通常也被称为所谓的“歧管”。这些分配器优选布置在不同的高度上并且因此限定在印刷头中或者说在所述印刷头的喷嘴处的静压(所谓的半月板压力)。所述压力是动态压力加上静态压力。

两个分流器包括墨水管线的分支，优选相应于墨水头的数量。印刷头3经由用于墨水的对应的输入管线和排出管线衔接到两个分配器10和11上。未被印刷耗用的墨水返回到储存容器4中，因此装置2是具有墨水回路28的用于循环墨水供应的装置。

在图1中示例性地示出两个分配器并且示意性地作为立方体元件示出。但所述分配器例如也可以构造为管。

在所示出的实施例中，入流分配器10包括阻尼器12并且回流分配器11包括阻尼器13。这两个阻尼器设置为用于在液态墨水并因此在墨水回路28中减少或甚至防止不希望的压力波动和尤其是导致干扰甚至损坏的压力峰值。替代于所示的实施方式，可以仅在两个分配器中的一个、优选入流分配器10中配备阻尼器。

各阻尼器12和13实施为可运动和/或可变形的膜片14，该膜片在另一示图中能更好地看出。在入流分配器10处，膜片12示例性地实施为分配器的盖17(或顶部或上侧)或者集成到分配器的盖17中。在回流分配器11处，膜片13示例性地实施为分配器的壁18或者集成到分配器的(侧)壁18中。替代地，膜片12、13或14可以实施为分配器的底部(下侧)。此外，替代地，膜片12、13或14可以构造为管的壁区段或壁元件(在分配器10、11的管状构造的情况下)。

此外，图1示出，在通向入流分配器的管线6中可以布置另外的部件27、优选过滤器和/或脱气器。

图2示出具有面f的优选膜片14。该膜片例如可以构造为金属板材或不锈钢板材，或者也可以替代地构造为例如由金属或塑料制成的薄膜。在膜片上成型、尤其压印形状15。替代于此，该形状也可以在膜片的制造过程中形成。该形状优选构成波纹管16，也就是说该形状在横截面中具有波。

在图2中，波纹管具有以下特别的形状：波纹管的端部分别构造为半圆形(半圆形的波纹管元件)，并且在所述端部之间，波纹管具有长、直的波纹管元件。

从图2能看出，处于静止位置中的膜片具有长度l和宽度b，其中，长度l至少是宽度b的两倍。换句话说：膜片或波纹管具有长形的形状。

图3以横截面示出图2的优选膜片14：在其静止状态中在上方(在预给定的正常压力下)并且在偏转或变形状态下在下方(例如在由于压力峰值而产生过压的情况下)。膜片的偏转能够通过波纹管16或者说其波纹管结构实现。此外，在图3中能看到膜片的厚度d。

下面是图2和3的具体示例。

-工作点(半月板压力)，压力为-62mbar。

-长度l：约100厘米

-宽度b：约35厘米

-面f：约350平方厘米；

-在工作点的力：约217牛顿

-材料的弹簧率：约35000n/m²；

-(在工作点)偏转：约6.2毫米。

-膜片的动态行程：约0.1毫米。

-膜片压印：0.4波/厘米。

-膜片的波高度(压出的波的振幅)：1毫米。

图4示出具有面f的另一优选的膜片14。该膜片例如也可以构造为金属板材或不锈钢板材或者也可以替代地构造为例如由金属或塑料制成的薄膜。在膜片中成型、尤其是压印形状15。替代于此，该形状也可以在膜片的制造过程中形成。该形状优选构成多个波纹管16或构成n个波纹管16(n>1)的成排布置。

替代地，也可以设置n乘以m的波纹管16的面布置形式(n和m>1)。

在图4中，波纹管具有特别的形状。波纹管16包括多个波纹管，尤其是(在一个平面内)彼此相邻的波纹管。单个波纹管可以具有同心的波。

从图4能看出，膜片在其静止位置中具有长度l和宽度b，其中，长度l至少为宽度b的两倍。换句话说：膜片或波纹管或多个波纹管的成排布置方式或面布置方式具有长形形状。

图5a和5b示出本发明的另一实施方式。膜片14通过弹簧元件19可运动和/或可变形地安装在支架20上。在此，支架和弹簧元件作为单个构件以增材方式或以3d打印方式制造。可以使用金属或塑料作为材料。图5a示出在其静止位置21中的膜片14；图5b示出弹簧元件变形、例如弯曲的偏转位置。

附图标记列表

1墨水印刷机

2用于墨水供应的装置

3印刷头

4储存容器

5墨水

5’墨水滴

6用于墨水的导线(入流)

7用于墨水的导线(回流)

8用于墨水的泵(入流)

9用于墨水的泵(回流)

10用于墨水的分配器(入流)。

11用于墨水的分配器(回流)

12对墨水压力的阻尼器(入流)

13对墨水压力的阻尼器(回流)

14膜片，例如板材或薄膜。

15压印的形状

16波纹管

17盖或底部

18壁

19弹簧元件

20弹簧元件的支架

21膜片的静止位置

22膜片的偏转位置

23计算机

24信号或数据连接件

25信号或数据连接件

26传感器

27其他部件，例如过滤器或脱气机。

28回路

f膜片面

d厚度

l膜片长度

b膜片宽度。