Industrielle Continuous-Inkjet-Drucker (CIJ)
Funktionsprinzip von industriellen Tintenstrahldruckern
Wichtige Punkte
- CIJ-Drucker arbeiten mit kontinuierlichem Tintenfluss, Piezo‑Oszillation und elektrostatischer Tröpfchenladung.
- Nicht benötigte Tropfen werden im Gutter gesammelt und in den Haupttank zurückgeführt.
- Tropfenladung plus Ablenkelektroden steuern Zeichnenhöhe (Y), Produktbewegung bildet Breite (X).
- KEYENCE MK‑G reduziert Fachwissenbedarf: Der MK Dock bietet Selbstdiagnose, Reinigung auf einen Knopfdruck und Video‑Anleitungen.
Continous Inkjet Printer (kurz: CIJ) sind industrielle Tintenstrahldrucker, die auf einem konstanten Tintenfluss aus einer Druckquelle basieren.
Das Funktionsprinzip eines CIJs besteht darin, dass die Tinte kontinuierlich zum Druckkopf geleitet und auf die Oberfläche aufgetragen wird, wobei die nicht verwendete Tinte zurück in das Druckersystem geführt wird.
Die CIJ-Drucker von KEYENCE, hauptsächlich die Modellreihe MK-G, bestehen aus zwei Hauptkomponenten: der Steuereinheit und dem Druckkopf.
Im Inneren der Steuereinheit zieht die Pumpe die Drucktinte aus dem Haupttank, der eine Mischung aus Tinte und Lösungsmittel enthält.
Die Pumpe setzt die aus dem Haupttank gezogene Tinte unter Druck und leitet sie durch einen piezoelektrischer Oszillator. Danach stößt der Druckkopf einen Tropfenstrom durch die Düse aus.
Eine Elektrodenplatte verleiht den Tropfen, die zum Drucken verwendet werden, eine elektrostatische Ladung.
Die Tintentröpfchen passieren dann zwei elektrisch geladene Platten, auch Ablenkelektroden genannt.
Die Ablenkelektroden erzeugen ein starkes elektrisches Feld, das die geladenen Tintentröpfchen ablenkt.
Zirkulationsweg
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1Haupttank
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2Pumpe
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3Druckminderungsventil
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4Piezoelement
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5Düse
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6Elektrostatische Elektrodenplatten
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7Elektrostatischer Sensor
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8Ablenkelektrodenplatten
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9Zirkulationsleitung
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10Pumpe
Wenn gedruckt wird, zerfällt die Tinte in viele winzige Tröpfchen. Einige dieser Tröpfchen bekommen in der Düse eine elektrische Ladung. In einem elektrischen Feld werden geladene Tröpfchen nach oben oder unten abgelenkt, so entsteht die Höhe der Zeichen (die Y-Richtung). Gleichzeitig bewegt sich entweder das Produkt unter der Düse vorbei oder der Druckkopf fährt seitlich, so entsteht die Breite der Zeichen (die X-Richtung).
Kurz gesagt: Die Spannung steuert, wie hoch die Tröpfchen versetzt werden (Höhe der Schrift), die seitliche Bewegung erzeugt die Zeilen bzw. die Breite.
Tröpfchen, die nicht benötigt werden, werden entweder gar nicht geladen oder nicht Richtung Oberfläche abgelenkt. Sie fliegen in ein Sammelrohr, den „Gutter“.
Von dort zieht eine Pumpe die Tinte wieder an, filtert sie und führt sie in den Haupttank zurück. So wird die Tinte recycelt und kann erneut zum Drucken verwendet werden.
Druckprinzip
- Schritt 1: Benötigte Tinte wird vom Steuergerät zum Druckkopf geleitet.
- Schritt 2: Die Tinte wird zur Düse geleitet, die über einen piezoelektrischen Oszillator und eine Austrittsöffnung verfügt.
- Schritt 3: Die Tinte wird ausgestoßen, während sie vom piezoelektrischen Oszillator in Schwingung versetzt wird, und gleichzeitig mit einer elektrostatischen Ladung versehen. Die Tinte wird zu einer Tintensäule geformt, eine schnelle Schwingung zerlegt diese Tintensäule in gleichmäßige Tröpfen, die sich vom Strahl lösen und später je nach elektrischer Ladung abgelenkt werden.
- Schritt 4: Der elektrostatische Detektionssensor überwacht die Tintenpartikel, um sicherzustellen, dass sie die geeignete elektrostatische Ladung erhalten. Dies verhindert Fehlfunktionen.
- Schritt 5: Die Tintenpartikel, die aus der Düse fliegen, passieren zwei Ablenkelektroden, zwischen denen ein elektrisches Feld durch eine Spannung von etwa 7000 V erzeugt wird. Zu diesem Zeitpunkt wirkt eine Ablenkkraft auf die Tintenpartikel entsprechend ihrer elektrostatischen Ladung, um die Richtung zu ändern, in die sie fliegen. Gleichzeitig wird das Produkt oder der Druckkopf in vertikaler Richtung bewegt, um Text und Zahlen zu drucken.
- Schritt 6: Nicht zum Drucken verwendete Tinte wird in einem Rohr namens „Gutter“ gesammelt und wiederverwendet.
Wichtigkeit des Verständnisses des Funktionsprinzips von Tintenstrahldruckern
Früher war es im industriellen Umfeld aus mehreren Gründen wichtig, das Funktionsprinzip von Tintenstrahldruckern zu verstehen. Vor allem, um Druckqualität und Laufzeit zu optimieren: Wer die Technik kennt, kann die Einstellungen so wählen, dass die Ergebnisse bestmöglich sind und die Produktion reibungslos läuft.
Ebenso wichtig ist die Wartung: Wer das Grundprinzip und den Aufbau eines Tintenstrahldruckers kennt, kann Störungen schneller erkennen und beheben. So lassen sich typische Probleme wie verstopfte Düsen, verschmutzte Druckköpfe oder unscharfe Druckbilder gezielt diagnostizieren und mit wenigen Handgriffen lösen.
Die industriellen Tintenstrahldrucker der Modellreihe MK-G von KEYENCE machen ein nötiges technisches Verständnis der Funktionsprinzipien von CIJ überflüssig. Auch fachfremde Personen können Reinigung, Wartung, Fehlersuche und sogar den Austausch von Teilen problemlos durchführen. Es sind keine speziellen Schulungen erforderlich. Vieles davon ist dank der Smart-Dock-Funktion der Modellreihe MK-G möglich, die als Diagnosewerkzeug dient und dann per Knopfdruck die entsprechende Reinigung oder Fehlersuche durchführt. Falls Wartung erforderlich ist, ermöglichen Schritt-für-Schritt-Videoleitfäden den Austausch von Teilen ganz ohne Werkzeuge.
Selbstdiagnose und Reinigung mit dem MK Dock
Wenn der Druckkopf in das MK Dock eingesetzt wird, führt das Gerät eine Selbstdiagnose durch, um Fehler zu überprüfen und diese automatisch zu beheben. Eine helle LED ermöglicht es den Nutzern, den Status des Druckers sogar aus großer Entfernung zu erkennen.
MK-G ermöglicht Selbstdiagnose und Reinigung, um einen stabilen Start zu gewährleisten.
Für Anwender herkömmlicher Industriedrucker (vor der Modellreihe MKG) war das Verständnis des Funktionsprinzips entscheidend.
Geschultes Wartungspersonal war erforderlich, um herkömmliche industrielle Tintenstrahldrucker durch reaktive Wartung ständig instand zu halten. Die Modellreihe MK-G kann den Bedarf an ständiger Reinigung und Anpassung der Druckkopfeinstellungen proaktiv reduzieren.
Ein klares Verständnis darüber, wie ein Tintenstrahldrucker funktioniert, kann auch dabei helfen zu verstehen, warum KEYENCE die Modellreihe MK-G unter Berücksichtigung all dieser Faktoren entwickelt hat, um eine bessere Option für industrielle Hochvolumen-Kennzeichnungsanwendungen mit Tintenstrahldruckern zu bieten.
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