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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Reinigen einer Düsenaustrittsfläche an einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers mittels eines Reinigungskopfes, wobei die Druckfarbe mit einer Rakel am Reinigungskopf von der Düsenaustrittsfläche abgestriffen und mit einem am Reinigungskopf angeschlossenen Unterdruckerzeuger abgesaugt wird, und auf eine Vorrichtung zum Reinigen einer Düsenaustrittsfläche an einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers mittels eines Reinigungskopfes, der aus einer Rakel besteht und an einem Unterdruckerzeuger angeschlossen ist.
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Ein bei Tintenstrahldruckern häufig auftretendes Problem ist es, daß sich Tintenreste und Papierstaub an den Düsenaustrittsflächen festsetzen, weshalb diese des öfteren abgewischt werden müssen.
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Dafür kann eine in der
DE 40 00 454 C2 beschriebene Wischeinrichtung Verwendung finden. Die beschriebene Wischeinrichtung weist nur eine einzige als obere Lippe bezeichnete Rakel auf.
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Es kann passieren, daß die Rakel beim Überstreifen der Düsenaustrittsfläche nicht alle zu entfernenden Verschmutzungen und Reste erfaßt. Infolgedessen muß die Düsenaustrittsfläche mehrmals mit der Rakel abgewischt werden, wodurch sich der Zeitaufwand für die Reinigung und die Stillstandszeit des Tintenstrahldruckers merklich erhöhen.
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Eine weitere Unzulänglichkeit der beschriebenen Wischeinrichtung ist darin zu sehen, daß deren Unterdruckpumpe über die zur Umgebung hin offene Absaugbohrung einen starken Fremdluftstrom ansaugt, welcher nicht nur einen geringen Wirkungsgrad der Vorrichtung bedingt sondern auch einem Heraussaugen der Tinte aus dem Düseninneren entgegensteht.
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Die Wischeinrichtung hat einen Reinigungskopf, der aus einem mit der Unterdruckpumpe verbundenen Trägerteil besteht, in welches die Wischlippe eingesetzt ist. Der Reinigungskopf ist zur Reinigung der Düsenaustrittsfläche oberhalb dieser angeordnet. Bei dieser Anordnung ist nicht sichergestellt, daß nach der Reinigung der Düsenaustrittsfläche keine Tinte vom Reinigungskopf auf die Düsenaustrittsfläche zurücktropft.
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Ein als Druckerwagen bezeichneter und mit der Wischeinrichtung abwischbarer Druckkopf wird relativ zur stillstehenden Wischlippe bewegt, so daß diese über die Düsenaustrittsfläche am Druckkopf streift. Eine solche Konstruktion ist zwar eventuell für einen leichten Druckerwagen mit einer nur wenige Düsen aufweisenden kleinflächigen Düsenaustrittsfläche geeignet, nicht jedoch für einen schweren Druckkopf. Für das Bedrucken großer Bedruckstofformate mit hohen Druckgeschwindigkeiten ist ein Druckkopf mit einer mit vielen Düsen besetzten großflächigen Düsenaustrittsfläche günstiger. Ein solcher Druckkopf ist jedoch in der Regel auch vergleichsweise schwer und erfordert aufgrund seiner Massenträgheit einen aufwendigen Antriebsmechanismus, eine große Antriebsleistung, und einen großen freien Bewegungsraum, um den Druckkopf relativ zur Wischlippe bewegen zu können.
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In
US 5,790,146 A ist eine Reinigungsvorrichtung beschrieben, die eine Wischdüse und eine Vakuumdüse aufweist.
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In
JP 06-115 083 A ist eine Vorrichtung mit einer elastischen Rakel zum Abwischen einer Düsenfläche beschrieben.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Reinigen einer Düsenaustrittsfläche an einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers zu schaffen, mittels denen die Düsenaustrittsfläche schnell und gründlich gereinigt werden kann. Die gestellte Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst.
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Der im erfindungsgemäßen Zusammenhang verwandte Begriff „Druckfarbe” umfaßt sowohl wasserbasierende Tinten als auch Farben anderer Zusammensetzung, z. B. strahlungsinduziert härtbare Farben – sogenannte UV-Farben –, die mit dem Tintenstrahldrucker (Ink-Jet-Drucker) verdruckbar sind.
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Die im Druckkopf befindliche Farbe neigt manchmal zur Bildung von Luftblasen, die sich in den Ecken innerhalb des Druckkopfes und der Düsen festsetzen.
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Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Verfahren ist, daß diese Lufteinschlüsse zusammen mit der Farbe aus den Düsenbohrungen entfernt werden können, so daß durch die Lufteinschlüsse bedingte Druckstörungen ausgeschlossen sind. Auch beim Abrakeln der Düsenaustrittsfläche in die Düsenbohrung hineingewischter Papierstaub kann durch die Vakuumbeaufschlagung der Düsenbohrung über die Evakuationskammer und die Düsenöffnung sicher aus der Düsenbohrung herausgesaugt werden.
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Durch die hermetische Abdichtung der vom Reinigungskopf zusammen mit der Düsenaustrittsfläche gebildeten Evakuationskammer ist ein Ansaugen von Fremdluft in diese hinein ausgeschlossen oder zumindest soweit eingeschränkt, daß es die Funktion nicht beeinträchtigt. Zur hermetischen Abdichtung des Spaltes zwischen dem Reinigungskopf und der Düsenaustrittsfläche weist der Reinigungskopf eine ein- oder mehrteilige Dichtung auf. Die Dichtung kann über den Reinigungskopf an die Düsenaustrittsfläche angepreßt an dieser entlangschleifen und dadurch zeitweise die Öffnung der auszusaugenden Düse oder die Öffnungen der auszusaugenden Düsen umschließen, wodurch das Vakuum in der zur Düsenaustrittsfläche hin offenen – oder mit anderen Worten gesagt von der Düsenaustrittsfläche verschlossenen – Evakuationskammer auch in der Düsenbohrung bzw. den Düsenbohrungen wirksam wird. Die Dichtung besteht vorzugsweise aus einem abriebfesten und elastischen Material, z. B. aus Gummi, Polyurethan oder einem anderen Kunststoff. Vorzugsweise wird die Dichtung von der Rakel oder mehreren Rakeln des Reinigungskopfes gebildet. Die Rakel oder Rakeln können dazu aus einem der zuvor genannten Materialien bestehen und als elastische Wischlippen ausgebildet sein.
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Es ist hinsichtlich einer kostengünstigen Fertigung vorteilhaft, dass die Rakeln multifunktional als Dichtungen ausgebildet sind und die Evakuationskammer zwischen dem Reinigungskopf und der Düsenaustrittsfläche abdichten.
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Vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist, daß beim Abwischen der Düsenaustrittsfläche von der die Düsenaustrittsfläche zuerst überstreichenden ersten Rakel nicht erfaßte Verschmutzungen von der zweiten Rakel erfaßt werden, die der ersten Rakel unmittelbar nachfolgend die Düsenaustrittsfläche überstreicht.
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Die Rakeln können am Reinigungskopf ausgebildet sein, indem der Reinigungskopf und die Rakeln als ein einziges Bauteil, z. B. als ein einziges Spritzgußteil aus Polyurethan, ausgebildet sind.
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Vorzugsweise sind die Rakeln am Reinigungskopf angebracht und bestehen sie aus einem anderen Material als der Reinigungskopf. Dies ist hinsichtlich einer formstabilen Ausbildung des Reinigungskopfes, der z. B. aus einem harten Kunststoff besteht, und einer weichelastischen Ausbildung der Rakeln, die z. B. aus Gummi bestehen, vorteilhaft. Die Rakeln können leicht austauschbar am Reinigungskopf befestigt und z. B. in diesem eingeklemmt sein. Bei einem Abriebverschleiß der Rakeln können die verschlissenen Rakeln ohne Austausch des kompletten Reinigungskopfes somit einfach vom Reinigungskopf gelöst und durch neuwertige Rakeln ersetzt werden.
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Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens und der Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und der Zeichnung.
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Bei einer hinsichtlich der Vakuumbeaufschlagung der zu reinigenden Düse vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung mündet der Unterdruckerzeuger zwischen den Rakeln im Reinigungskopf, wobei die Mündung eine vakuumbeaufschlagbare Evakuationskammer im Zwischenraum zwischen den Rakeln bildet, die zeitweise mit der Öffnung der zu reinigenden Düse infolge der Abstreifbewegung in Überdeckung kommt. Vorzugsweise mündet eine den Unterdruckerzeuger mit dem Reinigungskopf verbindende Saugleitung zwischen den beiden Rakeln.
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Bei einer hinsichtlich der Reinigung eines großen und schweren Druckkopfes, dessen Düsenaustrittsfläche mit vielen Düsenreihen versehen ist, vorteilhaften Ausführungsform ist der Reinigungskopf über ein erstes Getriebe entlang der Düsenaustrittsfläche und/oder über ein zweites Getriebe zur Düsenaustrittsfläche hin und von dieser wieder weg bewegbar. Dadurch daß hierbei der Reinigungskopf motorisch bewegt wird, ist es möglich, daß der Druckkopf während der Reinigung in seiner Lage verbleibt. Vorzugsweise dient ein einziger elektrischer Motor sowohl zum Antrieb der Horizontalbewegung des Reinigungskopfes entlang der Düsenaustrittsfläche über das erste Getriebe als auch zum Antrieb der Vertikalbewegung des Reinigungskopfes relativ zur Düsenaustrittsfläche über das zweite Getriebe.
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Bei einer hinsichtlich des Antriebes der Horizontalbewegung und der Vertikalbewegung des Reinigungskopfes mittels desselben Motors vorteilhaften Ausführungsform ist das erste Getriebe ein Getriebe aus der Gruppe der Zugmittelgetriebe. Bei einem solchen Zugmittelgetriebe sind zwei nicht benachbarte Getriebeglieder über ein schmiegsames (Riemen, Band, Seil) oder vielgelenkiges (Kette) Zugmittel gekoppelt. Die Bewegungsübertragung von dem einen Getriebeglied auf das andere Getriebeglied über das Zugmittel erfolgt durch Reibung, durch Formpaarung oder durch Befestigung des Zugmittels an den Getriebegliedern, die z. B. Scheiben sein können. Das Zugmittel kann geschlossen – das heißt endlos – oder offen sein. Das Zugmittel kann kontinuierlich in eine Umlaufrichtung umlaufend oder vorzugsweise sich abwechselnd in zwei verschiedene Bewegungsrichtungen hin- und herbewegend angetrieben sein. Vorzugsweise bilden zwei Zahnräder die gekoppelten Getriebeglieder und ist ein mit den Zahnrädern kämmender Zahnriemen das Zugmittel.
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Bei einer ebenfalls hinsichtlich des Antriebs sowohl der Horizontalbewegung des Reinigungskopfes als auch der Vertikalbewegung des Reinigungskopfes mittels desselben Motors vorteilhaften Ausführungsform ist das zweite Getriebe ein Kurvengetriebe. Vorzugsweise ist die Kurve des ebenen Kurvengetriebes unbeweglich an der Vorrichtung angeordnet und wird der Reinigungskopf durch das erste Getriebe in Kontakt zur Kurve an dieser entlanggeführt. Die Kurve kann zudem so konturiert sein, daß sie den Reinigungskopf zur Düsenaustrittsfläche hin bewegt bzw. anhebt und von der Düsenaustrittsfläche weg bewegt bzw. absenkt. Die Kurvenkontur bewirkt somit, daß die Rakeln aus einer Abstandsposition in Anlage an der Düsenaustrittsfläche gestellt werden, daß die Rakeln während des Überstreifens der Düsenaustrittsfläche zeitweise in Kontakt mit dieser gehalten werden und daß die Rakeln danach wieder auf Abstand zur Düsenaustrittsfläche gestellt werden. Die Kurve kann eine dementsprechend konturierte Führungsschiene oder Führungsnut sein, welche dem Reinigungskopf eine zur Düsenaustrittsfläche senkrechte Bewegungskomponente aufzwingt. Der Reinigungskopf kann als ein Schlitten ausgebildet sein, der entlang der Kurvenkontur gleitet. Vorzugsweise ist der Reinigungskopf als ein Wagen ausgebildet, der entlang der Kurvenkontur rollt.
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Bei einer hinsichtlich des Vermeidens von wieder aus dem Reinigungskopf heraus tropfender oder auf die Düsenaustrittsfläche sickernder Farbe vorteilhaften Ausführungsform sind der Reinigungskopf und die Rakeln unterhalb der Düsenaustrittsfläche an dieser entlang beweglich gelagert. Diese Anordnung des Reinigungskopfes ist auch hinsichtlich der Abführung der von der Düsenaustrittsfläche abgerakelten und mit Papierstaub oftmals stark verschmutzten Farbe vorteilhaft. Diese braucht nicht mittels des Unterdruckerzeugers abgesaugt werden, sondern kann durch die Schwerkraftwirkung über den Rücken einer oder mehrerer der Rakeln in den unter dieser befindlichen Teil des Reinigungskopfes hinein und von diesen in einen Auffangbehälter fließen.
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Bei einer hinsichtlich der Wiederverwendung der aus dem Düseninneren herausgesaugten Farbe zum Drucken vorteilhaften Ausführungsform, ist der Reinigungskopf über ein Rückleitungssystem mit dem Druckkopf verbunden. Das Rückleitungssystem kann ein zur Umgebung hin offener oder geschlossener Farbkreislauf sein. Teile des Rückleitungssystemes sind der Unterdruckerzeuger und die im Reinigungskopf mündende Saugleitung. Die aus den Düsenbohrungen abgesaugte Farbe enthält zwar drucktechnisch störende Lufteinschlüsse, welche sich nach dem Absaugen der Farbe auflösen, jedoch ist die abgesaugte Farbe, im Gegensatz zur von der Düsenaustrittsfläche abgerakelten Farbe, kaum durch Papierstaub oder abgeschmierte andere Druckfarbe verschmutzt. Deshalb ist es ökologisch und ökonomisch sehr zweckmäßig, die abgesaugte Farbe nicht wie die abgerakelte Farbe zu entsorgen sondern zum Drucken zu verwenden. Die vorteilhafte Trennung der abgerakelten Farbe von der abgesaugten Farbe ist auf einfache Weise möglich, indem jeder der Rakeln in Abstreifrichtung gesehen ein in den Reinigungskopf führender Ablauf- oder Absaugkanal vorgeordnet ist. Der in Rakelbewegungsrichtung gesehen ersten Rakel kann ein Ablaufkanal für die abgerakelte Farbe und der zweiten Rakel die zwischen jener und der ersten Rakel mündende Saugleitung als ein Absaugkanal für die wiederverwendbare Farbe vorgeordnet sein.
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Bei einer hinsichtlich einer Integration des Tintenstrahldruckers in eine Offset- und/oder Rotationsdruckmaschine oder einem gekoppelten Inlinebetrieb des Tintenstrahldruckers mit der Druckmaschine vorteilhaften Ausführungsform ist der Tintenstrahldrucker modular ausgebildet und besteht aus einem Druckmodul mit dem Druckkopf und einem Reinigungsmodul, zu dem der Reinigungskopf und die diesen bewegenden Getriebe gehören. Das Reinigungsmodul ist zur Reinigung des Druckkopfes mit dem Druckmodul des Tintenstrahldruckers zusammensetzbar und nach der Reinigung wieder vom Druckmodul entfernbar. Beispielsweise kann das Reinigungsmodul bedarfsweise in den Tintenstrahldrucker und/oder die Druckmaschine eingeschoben werden und nach der Reinigung wieder herausgezogen werden. Der Tintenstrahldrucker und/oder die Druckmaschine können in deren Seitenwand ein Fenster aufweisen, durch welches das Reinigungsmodul hindurchschiebbar ist. Vorzugsweise ist die horizontale Einschubrichtung des Reinigungsmoduls senkrecht zur Bedruckstofftransportrichtung der Druckmaschine und/oder der des Tintenstrahldruckers und auch senkrecht zur Bewegungsrichtung des Reinigungskopfes entlang der Düsenaustrittsfläche.
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Das leicht transportable Reinigungsmodul des zusammensetzbaren und modular aufgebauten Tintenstrahldruckers ist vorzugsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend ausgebildet und kann auch eine davon abweichend ausgebildete Reinigungsvorrichtung sein, welche dementsprechend kompatibel ausgebildet ist, daß sie zur Reinigung des Druckkopfes mit dem restlichen Tintenstrahldrucker zusammensetzbar ist. Deshalb ist der Rückbezug des Anspruchs 14 auf den Anspruch 13 lediglich optional.
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Vorzugsweise ist der Tintenstrahldrucker einer Offsetdruckmaschine, die eine Rotationsdruckmaschine sein kann, oder einer Rotationsdruckmaschine, die eine Offsetdruckmaschine sein kann, zum kombinierten Betrieb als deren Eindruck- oder Numerierwerk zugeordnet. Mit der Druckmaschine bereits mehrfarbig bedruckter bogenförmiger Bedruckstoff kann somit vorteilhafterweise mittels des Tintenstrahldruckers zusätzlich mit individualisierenden Kennzeichnungen, z. B. wechselnden Strichcodes, fortlaufenden Numerierungen oder unterschiedlichen Empfängeradressen bedruckt werden. Dazu kann der Tintenstrahldrucker der in Bedruckstofftransportrichtung gesehen letzten Offsetdruckeinrichtung der Druckmaschine nachfolgend in die Druckmaschine integriert sein. Der Tintenstrahldrucker kann mit der Druckmaschine dazu aber auch über eine Bedruckstofftransporteinrichtung gekoppelt sein, welche den Bedruckstoff von der Druckmaschine zum Tintenstrahldrucker transportiert. Die Transporteinrichtung kann beispielsweise ein Transportband sein, auf welchem in der Druckmaschine bedruckte Bedruckstoffbögen zum Tintenstrahldrucker transportiert werden. Das Transportband kann in den Tintenstrahldrucker hineinreichen, so daß der auf dem Transportband aufliegende Bedruckstoffbogen mit dem Druckkopf im Inkjetverfahren bedruckt werden kann.
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Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles beschrieben.
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Es zeigt:
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1 einen Tintenstrahldrucker mit einem aus diesem herausgezogenen Reinigungsmodul und mit einem abgesenkten Druckkopf im Querschnitt,
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2 den Tintenstrahldrucker mit angehobenem Druckkopf gemäß dem Schnittverlauf II-II (Querschnitt),
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3 den Tintenstrahldrucker in einer dem Schnittverlauf III-III (teilweiser Längsschnitt) entsprechenden Draufsicht,
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4 den Tintenstrahldrucker mit quer zur Bedruckstofftransportrichtung in diesen eingeschobenem Reinigungsmodul im Querschnitt,
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5 den Tintenstrahldrucker und das Reinigungsmodul mit einem in Bedruckstofftransportrichtung verfahrbaren Reinigungskopf in einer dem Schnittverlauf V-V (Längsschnitt) entsprechenden Seitenansicht,
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6 den Reinigungskopf in einer Schnittdarstellung gemäß dem Schnittverlauf VI-VI,
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7 den Reinigungskopf in einer Schnittdarstellung gemäß dem Schnittverlauf VII-VII,
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8 den Tintenstrahldrucker und das Reinigungsmodul mit dem Reinigungskopf in einer dem Schnittverlauf VIII-VIII entsprechenden Seitenansicht
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9 eine Düse des Druckkopfes aus 5 in vergrößerter Darstellung als Einzelheit.
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Einer Druckmaschine 1, welche als eine Rotationsdruckmaschine ausgebildet ist und die bogenförmigen Bedruckstoff 2 nach dem Offsetprinzip bedruckt, ist in Bedruckstofftransportrichtung gesehen ein Tintenstrahldrucker 3 nachgeordnet. Ein Druckkopf 4 des Tintenstrahldruckers 3 ist wahlweise in eine Druckstellung 4.1 – 1 – nah am Bedruckstoff 2 oder in eine vom Bedruckstoff 2 zurückgezogene Reinigungsstellung 4.2 – 2 bis 8 – verlagerbar. Eine Transporteinrichtung 5, welche als ein Saugbandsystem ausgebildet ist, dient dem Bedruckstofftransport von der Druckmaschine 1 zum Tintenstrahldrucker 3 hin und unter den Druckkopf 4 an diesem vorbei. Das Saugbandsystem besteht aus einem Saugtisch 6 und einem umlaufenden Transportband 7, welches über den Saugtisch 6 geführt ist. Der Bedruckstoff 2 wird durch Öffnungen im Transportband 7 hindurch an jenes angesaugt und dadurch passergenau auf dem Transportband 7 festgehalten, so daß der Bedruckstoff 2 mittels des Druckkopfes 4 bedruckt werden kann, wenn er sich unter diesem befindet.
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Wenn sich der Druckkopf 4 in seiner zur Transporteinrichtung 5 hin verlagerten Druckstellung 4.1 befindet, kann er den Bedruckstoff 2 nach einem „drop on demand” bezeichneten Inkjetprinzip bedrucken, wobei Düsen 8 des Druckkopfes 4 druckbildgerecht angesteuert werden, so daß aus den Düsen 8 nur dann Tröpfchen ausgestoßen werden, wenn diese auch auf dem auf dem Transportband 7 aufliegendem Bedruckstoff 2 ankommen sollen.
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Der Druckkopf 4 ist aus mehreren Düsenmodulen 9 zusammengesetzt, von denen jede mehrere Pumpkammern mit je einer darin angeordneten, als Pumpe oder Pumpaktor fungierenden und angesteuerten Piezofolie umfaßt. Am Ende jeder Pumpkammer 10 befindet sich eine der Düsen 8, aus der die Farbtröpfchen ausgestoßen werden. Die Düsen 8 eines jeden Düsenmoduls 9 sind in einer Reihe mit konstantem Abstand A zueinander angeordnet. Um eine hohe Auflösung zu erreichen, sind die Düsenmodule 9 quer zur Bedruckstofftransportrichtung R jeweils um ein Pixel zueinander versetzt und in Bedruckstofftransportrichtung R hintereinander und angeordnet. Der Abstand A entspricht somit dem Produkt aus der Anzahl der Düsenmodule 9 multipliziert mit dem Pixelabstand.
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Wenn sich der Druckkopf 4 in seiner Reinigungsstellung 4.2 befindet, läßt sich ein Reinigungsmodul 12 aus einer Passivstellung 12.1 – 1 bis 3 – außerhalb des Tintenstrahldruckers 3 in eine Aktivstellung 12.2 – 4 – innerhalb des Tintenstrahldruckers 3 verlagern. Dazu ist aus einer Seitenwand 13 des Tintenstrahldruckers 3 ein Fenster 14 ausgespart, durch welches das Reinigungsmodul 12 in den Tintenstrahldrucker 3 zwischen den Druckkopf 4 und die Transporteinrichtung 5 horizontal eingeschoben werden kann.
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Das Reinigungsmodul 12 besteht aus einem Rahmen 15, einem Reinigungskopf 16, einem Zugmittelgetriebe 17, einem Kurvengetriebe 18, einem Zahnradgetriebe 19, einem elektrischen Motor 20 und einer Auffangwanne 21. Der Reinigungskopf 16 ist an mindestens einem Zugmittel 22.1, 22.2 des Zugmittelgetriebes 17 befestigt und wird vom Motor 20 über das Zahnradgetriebe 19 und das Zugmittelgetriebe 17 in Bedruckstofftransportrichtung R und entgegen dieser bewegt. Das Kurvengetriebe 18 bewegt den Reinigungskopf 16 zum Druckkopf 4 hin, danach in Kontakt zu diesem am Druckkopf 4 entlang und danach vom Druckkopf 4 wieder weg, wie dies anhand der Bewegungsbahn 69 – vgl. 5 – symbolisch dargestellt ist. Die Zugmittel 22.1 und 22.2 des Zugmittelgetriebes 17 sind Zahnriemen, von denen jeder zwei Zahnräder 23, 24 bzw. 25, 26 umschlingt und mit diesen in Eingriff ist. Vorteilhafterweise folgen die nachgiebigen Zugmittel 22.1 und 22.2 der dem Reinigungskopf 16 vom Kurvengetriebe 18 aufgezwungenem Bewegung zum Druckkopf hin und von diesem weg aufgrund ihrer elastischen Dehnbarkeit oder Spannung (Riemenspannung).
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Das Zahnradgetriebe 19 ist ein Kegelradgetriebe, über welches die Drehbewegung des Motor 20 auf eine Antriebswelle 27 übertragen wird, auf der die Zahnräder 23 und 25 drehfest sitzen, so daß die Zugmittel 22.1 und 22.2 sowohl in eine Umlaufrichtung U1 als auch in eine dieser entgegengesetzte Umlaufrichtung U2 zueinander synchron angetrieben werden. Zum Wechsel der Umlaufrichtungen U1 und U2 ist die Drehrichtung des Motors 20 umschaltbar. Die Umlaufrichtung U1 entspricht der Arbeitsrichtung des Reinigungskopfes 16 mit Kontakt seiner Rakeln 28, 29 und 30 zu einer Düsenaustrittsfläche 31 am Druckkopf 4 und die Umlaufrichtung 2 entspricht der Rückführrichtung des Reinigungskopfes 16 vorzugsweise ohne Kontakt seiner Rakeln 28, 29 und 30 zur Düsenaustrittsfläche 31. Die Rückführung des Reinigungskopfes nach dem Überstreichen der Düsenaustrittsfläche 31 in seine Ausgangsstellung kann bei außerhalb des Tintenstrahldruckers 3 befindlichem Reinigungsmodul 12 – 2 – erfolgen.
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Die Düsenaustrittsfläche 31 befindet sich an der Unterseite einer sehr dünnen Düsenplatte 49, in die Düsenöffnungen mit dem sehr kleinen Düsenöffnungsdurchmesser d eingebracht sind und welche am Druckkopf 4 befestigt ist.
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Das Kurvengetriebe 18 besteht aus den Führungskurven 32 und 33, die beiderseits des Reinigungskopfes am Rahmen 15 befestigt sind und am Reinigungskopf 4 endständig drehbar befestigten Kurvenrollen 34 und 35. Die schienenförmigen Führungskurven 32 und 33 sind an ihren Enden jeweils abgeschrägt, wodurch eine Rampe 36 zum Anheben des Reinigungskopfes 16, eine Linearführung 37 und eine Rampe 38 zum Absenken des Reinigungskopfes 16 an jeder Führungskurve 32 und 33 ausgebildet ist.
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Die Führungskurve 32 ist in Axialrichtung der als Kugellager ausgebildeten Kurvenrollen 34 und 35 gesehen als ein Festlager ausgebildet und dazu mit einer die Kurvenrolle 34 umfassenden Nut, in der die Kurvenrolle 34 läuft, versehen. Fertigungstechnisch ist es günstig, die Führungskurve 32 zur Bildung von deren in etwa U-förmigem Querschnitt – 1 – in Sandwich-Bauweise dreiteilig auszubilden.
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Der Rahmen 15 besteht aus einer Seitenplatte 40 und aus einer Seitenplatte 41, in der die Antriebswelle 27 drehgelagert ist, wobei die Seitenplatten 40 und 41 durch zwei im Profil – 5 – winkelförmige Querträger 42 und 43 miteinander verbunden sind. Die zu ihrem Abfluß 44 hin mit geneigtem Boden ausgeführte Auffangwanne 21 ist am Rahmen 15 befestigt, in welchem auch die Zahnräder 24 und 26 drehgelagert sind.
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Der Motor 20 ist auf jener Seite des Reinigungsmoduls 12 am Rahmen 15 befestigt, welche bei in der Aktivstellung 12.2 befindlichem Reinigungsmodul 12 zum Fenster 14 weist. Am Rahmen 15 ist eine Konsole 45 angebracht, die den Motor 20 so hält, daß dessen Motorwelle 46 im rechten Winkel zur Antriebswelle 27 steht. Ein auf der Motorwelle 46 drehfest sitzendes Kegelrad 47 kämmt mit einem mit der Antriebswelle 27 drehfest verbundenen Kegelrad 48 des Zahnradgetriebes 19. Der balkenförmige Reinigungskopf und die sowohl in ihrer Längsrichtung – vgl. 3 – als auch in ihrer Querschnittsebene – vgl. 6 und 7 – parallel zueinander gestaffelt angeordneten Rakeln 28, 29 und 30 erstrecken sich über die gesamte Länge der Düsenreihen der Düsenmodule 9 und sind vorzugsweise etwas kürzer als die Düsenmodule 9 lang sind und die Düsenplatte 49 breit ist.
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Der Reinigungskopf 16 besteht aus einer in etwa U-förmig profilierten ersten Leiste 50, in deren Nut eine in etwa V-förmig profilierte zweite Leiste 51 die Nut dicht abschließend eingesetzt und z. B. eingeklemmt ist. Die formstabile erste Leiste 50 besteht aus einem Metall und die zweite Leiste 51 aus einem Kunststoff, wodurch die vergleichsweise komplizierte Querschnittsform der zweiten Leiste 51 in spanloser Formgebung, z. B. im Spritzgußverfahren, kostengünstig hergestellt werden kann. In Schlitze in der zweiten Leiste 51 sind die Rakeln 28, 29 und 30 unter Ausnutzung von deren elastischen Materialeigenschaften fest eingeklemmt.
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In der Wischrichtung W gesehen ist der ersten Rakel 28 mindestens ein Durchbruch 52 und vorzugsweise eine Reihe mit Durchbrüchen 52, der zweiten Rakel 29 mindestens ein Durchbruch 53 und vorzugsweise eine Reihe mit Durchbrüchen 53 und der dritten Rakel 30 mindestens ein Durchbruch 54 und vorzugsweise eine Reihe mit Durchbrüchen 54 vorgeordnet. Die Durchbrüche 52 münden in einem Querkanal 56 und die Durchbrüche 54 in einem Querkanal 57, wobei die Querkanäle 56 und 57 durch abgeschrägte Ecken der zweiten Leiste 51 gebildet werden. Die abgerakelte Farbe fließt von der Rakel 28 über deren Rücken durch die Durchbrüche 52 in den Querkanal 56 und aus diesem über mindestens einen Durchbruch 58 in der ersten Leiste 50 durch die Schwerkraftwirkung in die Auffangwanne 21. Vorzugsweise bilden die Durchbrüche 58 eine mit den Durchbrüchen 52 korrespondierende Reihe von Durchbrüchen 58. Der Durchmesser der Durchbrüche 58 ist etwas größer als jener der mit diesen fluchtenden Durchbrüche 52.
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Auch von der Rakel 30 läuft die abgerakelte Farbe über den mindestens einen Durchbruch 54 in den mindestens einen Durchbruch 59, von wo aus sie in die Auffangwanne 21 abtropft. Vorzugsweise sind die Durchbrüche 54 und 59, sowie der Querkanal 57, in den die Durchbrüche 54 und 59 münden, den Durchbrüchen 52 und 58 sowie dem Querkanal 56 entsprechend spiegelbildlich ausgebildet.
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Jeder Durchbruch 53 mündet in einen Querkanal 60, der als eine schmale Nut im Boden der die zweite Leiste 51 aufnehmenenden breiten Nut der ersten Leiste 50 ausgebildet ist. Die Breite der den Querkanal 60 bildenden kleinen Nut ist jedoch größer als der Durchmesser der Durchbrüche 53.
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Über einen in die erste Leiste 50 seitlich eingesteckten und im Querkanal 60 mündenden Schlauch 61 sind die Durchbrüche 53 und der Querkanal 60 an einem pneumatischen Unterdruckerzeuger 62 angeschlossen, so daß eine bei an der Düsenaustrittsfläche 31 anliegenden Rakeln 28 und 29 sich zwischen den Rakeln 28 und 29 befindende Evakuationskammer 63 durch den Unterdruckerzeuger 62 vakuumbeaufschlagbar ist. Während die stark verschmutzte abgerakelte Farbe aus der Auffangwanne 21 über den Abfluß 44 entsorgt werden kann, ist es möglich, die über die Evakuationskammer 63 abgesaugte Farbe über einen Farbkreislauf 64 wieder dem Druckkopf 4 zuzuführen.
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Der über den flexiblen Schlauch 61 mit dem Reinigungskopf 16 verbundene und von einem Motor angetriebene Unterdruckerzeuger 62 kann am Reinigungsmodul 12 angeordnet sein und kann auch am Tintenstrahldrucker 3 angeordnet sein. Im letztgenannten Fall kann die Verbindung des Reinigungskopfes 16 mit dem Unterdruckerzeuger 62 bei Entnahme des Reinigungsmoduls 12 aus dem Tintenstrahldrucker 3 gelöst werden, beispielsweise dadurch, daß der Schlauch 61 von einem Anschlußstutzen am Unterdruckerzeuger 62 abgezogen wird.
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Zur seitlichen Abdichtung des Zwischenraumes zwischen den Rakeln 28 und 29 und somit der Evakuationskammer 63 dienen endständige elastische Dichtungen 70 und 71, die aus denselben und bereits genannten Materialien wie die Rakeln 28, 29 und 30 und z. B. aus Gummi bestehen können. Die Rakeln 28, 29 und 30 sind zwischen den diese außenseitig überdeckenden Dichtungen 70 und 71 angeordnet, welche als Wangen dicht an den Rakeln 28, 29 und 30 anliegen. Die am Reinigungskopf 16 befestigten Dichtungen 70 und 71 stehen mindestens soweit wie die Rakeln 28, 29 und 30 hervor, so daß die Dichtungen 70 und 71 beim Abrakeln der Düsenaustrittsfläche 31 ebenfalls an diese angepreßt werden. Somit ist jede auszusaugende und dazu von der Evakuationskammer 63 überdeckte Düse 8 oder Düsenreihe rundum von den Rakeln 28 und 29 zusammen mit den Dichtungen 70 und 71 in eingeschlossen, so daß keine oder kaum Fremdluft aus der Umgebung in den zwischen den Rakeln 28, 29 und Dichtungen 70, 71 gebildeten Raum angesaugt werden kann.
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Bei nicht näher dargestellten Ausführungsformen kann auf die separaten Dichtungen 70 und 71 verzichtet werden, weil diese als eine Baueinheit mit den Rakeln 28 und 29 geformt sind oder die Rakeln 28, 29 gekrümmt und an ihren beiden Enden jeweils zusammengeführt sind.
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In 9 ist gezeigt, daß über die Evakuationskammer 63 die Farbe 65 direkt aus den Düsenbohrungen 66 der Düsen 8 abgesaugt wird. Der Düsenbohrungsdurchmesser D jeder in den Druckkopf 4 eingebrachten Düsenbohrung 66 beträgt z. B. 500 μm und ist damit viel größer als der Düsenöffnungsdurchmesser d jeder in die Düsenplatte 49 eingebrachten Düsenöffnung 67, welcher z. B. 20 μm betragen kann. Die Düsenplatte 49 verschließt somit mit ihren Düsenöffnungen 67 die Düsenbohrungen 66 teilweise in der Art einer Blende.
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Es hat sich herausgestellt, daß sich in den Ecken zwischen der Düsenplatte
49 und der Düsenbohrung
66 ein Luftbläschen
68 bilden kann, das zu Druckstörungen führt und welches durch ein Freispritzen der Düsen
8, z. B. wie in der
EP 0 389 481 B1 vorgeschlagen, nicht entfernt werden kann. Als Ursache wurde erkannt, daß infolge der zum Freispritzen erforderlichen Überdruckbeaufschlagung der Düsenbohrung
66 das Luftbläschen
68 komprimiert und in die Ecke gedrückt wird, sich nicht aus der Ecke löst und zu Druckstörungen führt. Bei der erfindungsgemäßen Unterdruckbeaufschlagung der Düsenbohrung
66 expandieren die Luftbläschen
68, wie dies in der
9 durch gestrichelte Linien angedeutet ist. Die Luftbläschen
68 können sich nicht in den Ecken festsetzen und werden vielmehr in Richtung der Düsenöffnung
67 und durch diese hindurch gezogen, wodurch Farbe
65 in die Ecken nachströmen kann.
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Das Aussaugen der Düsenbohrungen 66 erfolgt Düsenreihe für Düsenreihe. Infolge der Bewegung des Reinigungskopfes 16 in der Wischrichtung W kommt die Evakuationskammer 63 nacheinander mit den verschiedenen Düsenreihen in Überdeckung. Vorzugsweise ist der Abstand a der Rakeln 28 und 29 so gewählt, daß sich beim Abrakeln zwischen diesen jeweils nur ein einziges Düsenmodul 9 bzw. eine einzige diesem zugehörige Düsenreihe befindet.
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Während des Heraussaugens der Farbe 65 wischen die Rakeln 28, 29 und 30 die Düsenaustrittsfläche 31 ab, wobei die Rakel 28 die durch das Drucken auf die Düsenaustrittsfläche 31 gelangte Farbe wegwischt, die Rakel 29 die durch das Heraussaugen auf die Düsenaustrittsfläche 31 gelangte Farbe wegwischt und die Rakel 30 jene Farbe von der Düsenaustrittsfläche 31 abwischt, welche die Rakel 29 nicht erfaßt hat.
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Nachdem der Reinigungskopf seiner schematisch angedeuteten Bewegungsbahn 69 – 5 – entsprechend an der Düsenplatte 49 vorbeigezogen wurde, kann das Reinigungsmodul 12 wieder aus dem Tintenstrahldrucker 3 herausgezogen werden und der Druckbetrieb mit diesem nach einem Absenken des Druckkopfes 4 in seine Druckstellung 4.1 – 1 – erneut aufgenommen werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckmaschine
- 2
- Bedruckstoff
- 3
- Tintenstrahldrucker
- 4
- Druckkopf
- 4.1
- Druckstellung
- 4.2
- Reinigungsstellung
- 5
- Transporteinrichtung
- 6
- Saugtisch
- 7
- Transportband
- 8
- Düse
- 9
- Düsenmodul
- 10
- Pumpkammer
- 11
- Piezofolie
- 12
- Reinigungsmodul
- 12.1
- Passivstellung
- 12.2
- Aktivstellung
- 13
- Seitenwand
- 14
- Fenster
- 15
- Rahmen
- 16
- Reinigungskopf
- 17
- Zugmittelgetriebe
- 18
- Kurvengetriebe
- 19
- Zahnradgetriebe
- 20
- Motor
- 21
- Auffangwanne
- 22.1, 22.2
- Zugmittel
- 23
- Zahnrad
- 24
- Zahnrad
- 25
- Zahnrad
- 26
- Zahnrad
- 27
- Antriebswelle
- 28
- erste Rakel
- 29
- zweite Rakel
- 30
- dritte Rakel
- 31
- Düsenaustrittsfläche
- 32
- Führungskurve
- 33
- Führungskurve
- 34
- Kurvenrolle
- 35
- Kurvenrolle
- 36
- Rampe
- 37
- Linearführung
- 38
- Rampe
- 39
- ./.
- 40
- Seitenplatte
- 41
- Seitenplatte
- 42
- Querträger
- 43
- Querträger
- 44
- Abfluß
- 45
- Konsole
- 46
- Motorwelle
- 47
- Kegelrad
- 48
- Kegelrad
- 49
- Düsenplatte
- 50
- erste Leiste
- 51
- zweite Leiste
- 52
- Durchbruch
- 53
- Durchbruch
- 54
- Durchbruch
- 55
- ./.
- 56
- Querkanal
- 57
- Querkanal
- 58
- Durchbruch
- 59
- Durchbruch
- 60
- Querkanal
- 61
- Schlauch
- 62
- Unterdruckerzeuger
- 63
- Evakuationskammer
- 64
- Farbkreislauf
- 65
- Farbe
- 66
- Düsenbohrung
- 67
- Düsenöffnung
- 68
- Luftbläschen
- 69
- Bewegungsbahn
- 70
- Dichtung
- 71
- Dichtung
- A
- Abstand
- a
- Abstand
- D
- Düsenbohrungsdurchmesser
- d
- Düsenöffnungsdurchmesser
- R
- Bedruckstofftransportrichtung
- U1
- Umlaufrichtung
- U2
- Umlaufrichtung
- W
- Wischrichtung
