DE102019131978A1

DE102019131978A1 - Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen eines Tintendruckgeräts

Info

Publication number: DE102019131978A1
Application number: DE102019131978.1A
Authority: DE
Inventors: Manfred Viechter
Original assignee: Canon Production Printing Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2019-11-26
Filing date: 2019-11-26
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Zum Reinigen von Druckköpfen (13) wird ein Schlitten (21) verwendet, auf dem ein Wischer (23) und eine Sprühdüse (22) zum Befeuchten der Druckköpfe (13) angeordnet sind. Der Schlitten (21) ist längs der Achse des Druckriegels (17) bewegbar. Ein Behälter (30) für Reinigungsflüssigkeit ist so bezüglich seiner Höhe angeordnet, dass der Flüssigkeitsstand (h) darin etwa auf gleicher Höhe wie die Sprühdüse (22) angeordnet ist. Eine einstellbare Drossel in der Flüssigkeitsleitung (31) zwischen Behälter und Sprühdüse (22) stellt einen gewünschten Unterdruck an der Sprühdüse (22) sicher.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen eines Tintendruckgeräts, insbesondere zum Reinigen der Düsenplatten eines Tintendruckgeräts.
Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. Papier, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist hinreichend bekannt. Insbesondere sind digitale Hochgeschwindigkeits-Tintendruckgeräte bekannt, bei denen Tintentropfen zum Erzeugen eines Druckbilds aus Düsen eines Druckkopfs auf einen schnell bewegten, bahnförmigen Aufzeichnungsträger ausgestoßen werden. Durch das Ausstoßen von Tintentropfen und den schnellen Transport des Aufzeichnungsträgers durch die Tintendruckgeräte wird als eine Art „Abfallprodukt“ Tintennebel erzeugt, der sich auf Oberflächen von Druckköpfen unerwünschterweise ablagern kann.
Insbesondere bei mehrfarbigen Tintenstrahldruckern sind in der Regel mehrere Druckriegel für unterschiedliche Tinten vorgesehen, wobei ein Druckriegel mit jeweils einem oder mehreren Druckköpfen versehen ist. Die unterschiedlichen Tinten können verschiedene Tintenstrukturen (Basis, Dye, Basis Pigment, Basis Polymer, Latex) aufweisen, wodurch die Düsenplatten der Druckköpfe der unterschiedlichen Druckriegel unterschiedlich schnell und stark verschmutzen. Durch Tintenrückstände auf den Düsenplatten der Druckköpfe kann es zu schrägschießenden Düsen oder zur gänzlichen Düsenverstopfungen kommen. Derartige Störungen führen zu unerwünschten Streifen im Druckbild und beeinträchtigen so die Druckqualität.
Um die Druckköpfe von Tintenrückständen zu reinigen, wird in bestimmten Zyklen eine automatische Druckkopfreinigung mittels dem sogenannten Purgen und Wipen durchgeführt. Das Purgen umfasst eine kurzzeitiges starkes Ausstoßen von Tinte durch alle Druckdüsen eines Druckkopfes, wodurch die Druckdüsen durchgespült werden. Somit entsteht eine Art Durchspüleffekt, der die Druckdüsen von etwaigen Rückständen befreit. Das sogenannte Wipen umfasst ein Abwischen der Düsenplatte mit einem Wischer mit einer elastischen Wischlippe. Statt einem Wischer kann auch ein saugfähiges Reinigungsband, wie ein Vlies, eingesetzt werden, das die Düsenplatten mechanisch und/oder nass reinigt.
Jedoch kann ein zu häufiges Wischen unter Umständen problematisch sein. Die Düsenplatte weist in der Regel eine Beschichtung auf, insbesondere eine Antihaftbeschichtung, die Anhaftungen von Tinte weitgehend verhindern soll. Durch häufige mechanische Beanspruchung der Düsenfläche (Düsenplatte) beim Wischen kann diese Beschichtung verschleißen.
Daher wird bei bekannten Vorrichtungen ( DE 10 2017 110 574 B4 DE 10 2016 125 321 A1 oder US 2016/0243835 A1 ) vor dem Wischen eine Reinigungsflüssigkeit auf die Düsenplatte aufgesprüht, um die Anhaftungen und Verschmutzungen auf der Düsenplatte zu lösen. Danach wird die Düsenplatte abgewischt.
Bei den bekannten Vorrichtungen wird eine Sprühdüse verwendet, die Reinigungsflüssigkeit sehr fein und gleichmäßig auf die Düsenplatte aufträgt. Dabei handelt es sich um eine sogenannte Zweistoffdüse (Venturi-Düse), bei der die Reinigungsflüssigkeit mit Hilfe von Druckluft versprüht wird. Zur korrekten Dosierung der Reinigungsflüssigkeit wird diese aus einem tiefer liegendem Versorgungsbehälter angesaugt oder gepumpt. Hierbei ist jedoch ein Ventil in der Flüssigkeitsversorgung nötig, damit nach Abschalten der Druckluft die Reinigungsflüssigkeit nicht zurück zum Vorratsbehälter fließt. Beim erneuten Starten des Besprühens dauert es dann aufgrund des zu tiefen Unterdrucks und des zu niedrigen Füllstands an der Zweistoffdüse länger, bis ein Sprühkegel mit der richtigen Stärke erzeugt ist.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen zu schaffen, die einfach aufgebaut ist und mit der die Druckköpfe verzögerungsfrei mit Reinigungsflüssigkeit besprüht werden können.
Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Dabei weist die Vorrichtung mindestens ein Transportmittel auf, auf dem mindestens ein Abstreifmittel und mindestens ein Befeuchtungsmittel zum Befeuchten von Druckköpfen angeordnet sind. Das Transportmittel ist längs einer Achse des Druckriegels bewegbar. Ein Versorgungsbehälter mit Reinigungsflüssigkeit weist einen Flüssigkeitspegel etwa auf gleicher Höhe wie oder höher als ein Flüssigkeitspegel des Befeuchtungsmittels auf. In der Flüssigkeitsleitung zwischen Versorgungsbehälter und Befeuchtungsmittel ist ein einstellbares Drosselelement angeordnet, durch das sich ein gewünschter Hydraulikdruck an dem Befeuchtungsmittel einstellt, um die Druckköpfe mit ausreichender Stärke und Menge an Reinigungsflüssigkeit zu befeuchten.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass sie einfach aufgebaut ist und die Herstellungskosten bedingt durch einfachere Flüssigkeitskreisläufe und Reduzierung ansonsten benötigter Schaltventile deutlich geringer sind. Zudem können mehr Gleichteile verwendet werden, mit denen auch Tintendruckgeräte mit mehreren Druckriegeln bei verschiedenen Abständen zueinander einfach gereinigt werden können. Durch die Verwendung von einstellbaren Drosselelementen können toleranzbedingte Schwankungen bei den Befeuchtungsmitteln und sonstigen Bauteilen einfach kompensiert werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. So ist es vorteilhaft, wenn jedes Transportmittel je ein Abstreifmittel und je ein Befeuchtungsmittel pro Druckkopfreihe des Druckriegels trägt. Dadurch kann die Zeitdauer der Reinigung der Druckköpfe relativ kurzgehalten werden.
Wenn das Abstreifmittel und das Befeuchtungsmittel versetzt mit einem vorgegebenen Abstand zueinander auf dem Transportmittel angeordnet sind, kann Reinigungsflüssigkeit zunächst einwirken und so Verschmutzungen besser lösen, bevor die verbleibende Restflüssigkeit danach durch den Wischer abgestreift wird.
Wenn alle verwendeten Druckriegel bogenförmig verteilt entlang eines Druckbereichs angeordnet sind, so ist die Druckqualität auf einem bahnförmigen Aufzeichnungsträger besser, da die Bahnspannung besser eingestellt werden kann. Durch eine kaskadenförmige Flüssigkeitsverteilung an alle Versorgungsbehälter wird einfach sichergestellt, dass sich die Flüssigkeitspegel von den Versorgungsbehältern und den zugeordneten Befeuchtungsmitteln angleichen.
Durch eine Reinigungsstation außerhalb des Bereichs der Druckriegel kann das mechanische Reinigungsmittel einfach und zuverlässig mechanisch und nass gereinigt werden. Das mechanische Reinigungsmittel kann einfach eine Bürste sein, die relativ zum Abstreifmittel bewegt wird. Somit können auch Verfilmungen und sonstige hartnäckige Rückstände von dem Abstreifmittel abgereinigt werden.
Wenn das Befeuchtungsmittel eine Zweistoff-Sprühdüse ist, so kann einfach mit Hilfe von Druckluft und der Reinigungsflüssigkeit ein Sprühkegel mit entsprechender Stärke und Sprühmenge bereitgestellt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Ansicht eines bekannten Tintendrucksystems mit zwei Tintendruckgeräten hintereinander, die zum doppelseitigen Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers dienen,
2 einen Schnitt durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen eines Tintendruckgeräts,
3 ein Blockschaltbild der Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen,
4 ein Blockschaltbild eines Teils der Vorrichtung nach 3, und
5 ein Blockschaltbild eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Vorrichtung mit mehreren Druckriegels eines Tintendruckgeräts.

In den folgenden Figuren sind funktional gleiche oder identische Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist ein bekanntes Tintendrucksystem zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers 10 dargestellt. Das Tintendrucksystem besteht hier vorzugsweise aus zwei Tintendruckgeräten 11, die in einer sogenannten Twin-Anordnung hintereinander angeordnet sind. Das erste Tintendruckgerät 11 kann die Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 10 und das zweite Tintendruckgerät 11 die Rückseite bedrucken. Der Aufzeichnungsträger 10 wird über einen Abwickler 12 in Transportrichtung (siehe Pfeile) zunächst dem ersten Tintendruckgerät 11 zugeführt. Dort wird die Vorderseite des Aufzeichnungsträgers 10 mittels Tintendruckköpfen (im Folgenden nur noch als Druckköpfe 13 - siehe 2 - bezeichnet) bedruckt. Anschließend wird der Aufzeichnungsträger 10 mit den Druckbildern einer Trocken- oder Fixiereinrichtung 14 zugeführt. Dort wird das Druckbild fest auf den Aufzeichnungsträger 10 fixiert, indem die Tinte getrocknet wird.
Nach dem ersten Tintendruckgerät 11 wird der Aufzeichnungsträger 10 durch eine Wendeeinheit 15 gewendet, sodass im zweiten Tintendruckgerät 11 die Rückseite bedruckt werden kann. Danach kann der Aufzeichnungsträger 10 mit den Druckbildern je nach Bedarf in einer Nachverarbeitungseinheit 16 weiterverarbeitet, wie beispielsweise zugeschnitten werden.
Zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 10 weisen die Tintendruckgeräte 11, mehrere Druckköpfe 13 auf, die jeweils Tinten mit verschiedenen Farben (wie die Grundfarben YMCK mit Y = Gelb, M = Magenta, C = Cyan und K = Schwarz oder die Grundfarben RGB mit R = Rot, G = Gelb und B = Blau) drucken. Es können auch kundenspezifische Farben oder Sonderfarben sowie Spezialflüssigkeiten (wie P = Primer) digital mit den Druckköpfen 13 auf den Aufzeichnungsträger 10 aufgebracht werden.
Die Druckköpfe 13 können entweder zeilenbreit ausgebildet sein oder mehrere kurze Druckköpfe 13 können in einem Druckriegel 17 zusammengefasst sein, um eine Zeile über die gesamte Druckbreite quer zur Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers 10 zu drucken. Wenn mehrere Druckköpfe 13 in einem Druckriegel 17 angeordnet sind, so sind sie vorzugsweise in zwei Druckkopfreihen so überlappend angeordnet, dass eine komplette Zeile mit allen Bildpunkten gedruckt werden kann.
Um die Druckköpfe 13 von Tintenrückständen oder sonstigen Verschmutzungen zu reinigen, wird in bestimmten Zyklen oder auf Anforderung eine Druckkopfreinigung durchgeführt. Dabei werden die Druckköpfe 13 zunächst gepurgt (Durchspülen der Tintendüsen unter höherem Druck). Anschließend müssen die Düsenplatten 18, in denen sich eine Vielzahl von Tintendüsen befindet, gereinigt werden.
Für die Druckkopfreinigung werden die Druckköpfe 13 in eine sogenannte Maintenance-Position verfahren, in der die Druckköpfe 13 frei zugänglich sind und beim Purgen Tinte durch die Druckdüsen gepresst werden kann, ohne dass der Aufzeichnungsträger 10 verschmutzt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 2 wird zumindest ein Druckriegel 17 mit drei versetzt zueinander angeordnete Druckköpfe 13 verwendet. Dort ist ein Druckriegel 17 im Längsschnitt entlang seiner Längsachse dargestellt. In dem Druckriegel 17 sind drei Druckköpfe 13 zu erkennen, die jeweils eine Düsenplatte 18 am unteren Ende aufweisen, in denen die Tintendüsen zum Ausstoßen von Tintentropfen angeordnet sind.
Die Druckköpfe 13 sind hier in zwei Druckkopfreihen angeordnet: die vorderen zwei Druckköpfe 13 der vorderen Druckkopfreihe sind mit durchgezogener Linie dargestellt, während der hintere Druckkopf 13 mit gestrichelter Linie in der hinteren Druckkopfreihe dargestellt ist.
Hier ist ganz schematisch die Vorrichtung zum Reinigen der Düsenplatten 18 von Druckköpfen 13 in einer Schnittansicht dargestellt. Das Purgen der Druckköpfe 13 ist allerdings nicht dargestellt, sondern nur das Befeuchten und das Abtrocknen der Düsenplatten 18 zusammen mit dem Reinigen der Düsenplatten 18, wobei eine Reinigungseinheit 20 zum Reinigen der Düsenplatten 18 in einer Reinigungsposition mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist und die Reinigungseinheit 20 in zwei weitere Reinigungspositionen verfahren werden kann, in denen die Reinigungseinheit 20 mit punktierten Linien dargestellt ist.
Die Reinigungseinheit 20 besteht aus einem Transportmittel (im Folgenden als Schlitten 21 bezeichnet), auf dem Befeuchtungsmittel (im Folgenden als Sprühdüsen 22 bezeichnet) und Abstreifmittel (im Folgenden als Wischer 23 mit elastischer Wischlippe 24 bezeichnet) angeordnet sind. Die komplette Reinigungseinheit 20 kann längs (d.h. parallel zur Längsrichtung des Druckriegels 17; siehe Doppelpfeile) mit den Sprühdüsen 22 und den Wischern 23 entlang der Druckkopfreihen und in Positionen, in denen die Wischer 23 selber gereinigt werden können, verfahren werden.
Dabei werden die Düsenplatten 18 mit Hilfe der Sprühdüsen 22 mit einer Reinigungsflüssigkeit befeuchtet und mit Hilfe der Wischer 23 mit der elastischen Wischlippe 24 abgewischt.
Der Schlitten 21 ist beispielsweise mit einer nicht dargestellten Linearführung gekoppelt, wodurch der Schlitten 21 und damit die Sprühdüsen 22 und Wischlippen 24 längs bewegt werden können. Die Schlitten 21 können darüber hinaus auch in Positionen verfahren werden, in denen der Wischer 23 und die Sprühdüsen 22 selber gereinigt werden können. In 2 sind zwei solche Positionen der Reinigungseinheit 20 gepunktet dargestellt.
Die Sprühdüsen 22 erzeugen einen Sprühkegel 25 (oder einen Sprühfächer), der so ausgebildet ist, dass die Reinigungsflüssigkeit sehr fein und gleichmäßig verteilt sowie in vorgegebener Menge auf die Fläche der Düsenplatte 18 bei der Linearbewegung aufgetragen werden kann. Die versprühte Reinigungsflüssigkeit benetzt die Düsenplatten 18, wodurch die Reinigungsflüssigkeit nun auf Verschmutzungen der Düsenplatten 18 einwirken und diese lösen kann.
Die Wischlippe 24 und die zugehörige Sprühdüse 22 sind in einem vorgegebenem Abstand zueinander angeordnet. Zunächst wird die Reinigungsflüssigkeit auf die Düsenplatte 18 aufgesprüht. In einem vorbestimmten zeitlichen Abstand dazu wischt der versetzt zur Sprühdüse 22 angeordnete Wischer 23 mit seiner elastischen Wischlippe 24 die noch an der Düsenplatte 18 anhaftende Restflüssigkeit bei der Linearbewegung ab und trocknet somit die Düsenplatte 18. Dadurch kann die Reinigungsflüssigkeit eine kurze Zeit auf die Verschmutzungen (wie Papierstaub und andere Schmutzpartikel) und die Restflüssigkeit, wie Tintenreste und Reinigungsflüssigkeit, einwirken und diese lösen, damit sie besser abgewischt werden können.
Die Sprühdüse 22 kann eine sogenannte Zweistoffdüse (Venturi-Düse) sein, bei der die Reinigungsflüssigkeit mit Hilfe von Druckluft versprüht wird. Die Reinigungsflüssigkeit wird der Sprühdüse 22 von einem Versorgungsbehälter 30 über eine Flüssigkeitsleitung 31 hydraulisch zugeführt. Zur Dosierung der Reinigungsflüssigkeit und zum Bereitstellen eines geeigneten, geringen Unterdrucks an der Sprühdüse 22 zum Erzeugen eines Sprühstrahls, eines Sprühkegels 25, eines Sprühfächers oder einer sonstigen Form für das Sprühen, ist ein einstellbares Drosselelement (im Folgenden als Flüssigkeitsdrossel 32 bezeichnet) in der Flüssigkeitsleitung 31 zwischen dem Versorgungsbehälter 30 und der Sprühdüse 22 angeordnet.
Damit immer ausreichend Reinigungsflüssigkeit in der Sprühdüse 22 mit entsprechendem Hydraulikdruck (hier geringer Unterdruck von beispielsweise etwa 50 mbar) anliegt, reicht der Füllstand der Reinigungsflüssigkeit in dem Versorgungsbehälter 30 mindestens bis etwa zu der Höhe, bis zu dem die Sprühdüse 22 (d.h. die Spitze der Sprühdüse 22 mit dem Düsenauslass) mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist (siehe strichpunktierte Höhenlinie h in 2). Nachfolgend wird der Füllstand der Reinigungsflüssigkeit im Versorgungsbehälter und der sich automatisch ohne eine Flüssigkeitsdrossel dazwischen darauf einstellende Füllstand der Reinigungsflüssigkeit in der Sprühdüse 22 als Füllstandshöhe h bezeichnet. Dabei steht der Füllstand des Versorgungsbehälters 30 auf gleicher Füllstandshöhe h wie der Füllstand in den Sprühdüsen 22 sowohl für die erste Druckkopfreihe als auch für die zweite Druckkopfreihe des dargestellten Druckriegels 17. Somit liegen - wie in 2 dargestellt - die Düsenplatten 18 der beiden Druckkopfreihen in einer horizontalen Ebene und der Druckriegel 17 ist nicht geneigt oder steht nicht schief.
Allerdings ist der Füllstand in der Sprühdüse 22 funktionsbedingt durch die Flüssigkeitsdrossel 32 etwas niedriger, denn es wird ein gewisser, kleiner Unterdruck zum Sprühen benötigt. Der Unterschied im Füllstand hängt von der Einstellung der Flüssigkeitsdrossel 32 ab und ist aufgrund von nur geringen Druckdifferenzen, die durch die Flüssigkeitsdrosseln 22 erzeugt werden, von nur einigen mbar, zu vernachlässigen.
Sobald die gewünschte Füllstandshöhe h der Reinigungsflüssigkeit im Versorgungsbehälter 30 erreicht wird, kann durch die einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 dafür gesorgt werden, dass an der Sprühdüse 22 fast ein gleich hoher Füllstand (Füllstandshöhe h) vorhanden ist, und zugleich ein geringer, gewünschter Unterdruck anliegt. Denn durch die Flüssigkeitsdrossel 32 wird der Durchfluss durch die Flüssigkeitsleitung 31 beschränkt und es entsteht eine Druckdifferenz, die zu dem gewünschten, geringen hydraulischen Unterdruck an der Sprühdüse 22 führt.
Dieser Unterdruck ist notwendig, um eine optimale Sprühwirkung der Sprühdüse 22 zu erzeugen, damit die Düsenplatte 18 ganzflächig mit Reinigungsflüssigkeit benetzt werden kann. Wenn die beiden Füllstandshöhen h übereinstimmen, so fließt die Reinigungsflüssigkeit aufgrund des Prinzips von kommunizierenden Röhren weder von der Sprühdüse 22 zurück zum Versorgungsbehälter 30 noch aus den Sprühdüsen 22 heraus. Die veränderliche Flüssigkeitsdrossel 32 stellt die notwendigen Hydraulikdruckverhältnisse (geringer) Unterdruck an der Sprühdüse 22 ein.
Diese etwa gleichen Füllstandshöhen h im Versorgungsbehälter 30 und in der Sprühdüse 22 haben den Vorteil, dass die Reinigungsflüssigkeit immer an der Düsenspitze vorhanden ist und nicht zurückfließt, wenn der Füllstand im Versorgungsbehälter 30 deutlich unterhalb der Sprühdüse 22 angeordnet wäre. Gegenüber den bekannten Vorrichtungen hat dies den Vorteil, dass kein Ventil mehr in der Flüssigkeitsversorgung notwendig ist, denn nach Abschalten der zum Sprühen notwendigen Druckluft fließt die Reinigungsflüssigkeit nicht zurück zu einem tiefer gelegenen Vorratsbehälter 35 (siehe 3), aus dem die Versorgungsbehälter 30 mit Reinigungsflüssigkeit versorgt werden. Beim erneuten Starten des Besprühens kann ein Sprühkegel 25 mit gewünschter Stärke weitgehend verzögerungsfrei, d.h. ohne unnötige Verzögerung sofort erzeugt werden, da die Sprühdüse 22 nicht erst wieder mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt werden muss.
Wenn der Füllstand der Reinigungsflüssigkeit in dem Versorgungsbehälter 30 höher als die Spitze der Sprühdüse 22 angeordnet ist, so kann die einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 dies durch die Druckdifferenz so kompensieren, dass einerseits der gewünschte Füllstand an der Sprühdüse 22 erreicht wird und zudem der gewünschte Unterdruck dort anliegt. Somit ist sichergestellt, dass nicht unerwünscht Reinigungsflüssigkeit aus der Sprühdüse 22 austritt und die Reinigungsflüssigkeit auch tatsächlich bis zur Spitze der Sprühdüse 22 steht, damit ein geeigneter Sprühkegel 25 verzögerungsfrei erzeugt werden kann. Denn durch die Flüssigkeitsdrossel 32 wird der gewünschte Hydraulikdruckabfall (Druckdifferenz) erzeugt. Durch die Einstellbarkeit der Flüssigkeitsdrossel 32 wird eine etwas größere Füllstandshöhe h in dem Versorgungsbehälter 30 kompensiert. Eine niedrigere Füllstandshöhe h in dem Versorgungsbehälter 30 gegenüber dem Füllstand der Sprühdüse 22 kann dadurch jedoch nicht kompensiert werden und führt zu einem zu geringen, unerwünschtem Füllstand, der zusätzliche und aufwändige Gegenmaßnahmen erfordern würde.
Um einen gewünschten Sprühkegel 25 zu erzeugen, wird der Sprühdüse 22 Druckluft von einer Druckluftquelle 36 (wie einem Kompressor), über ein Luftventil 37 und einer Luftleitung 38 zugeführt. Nach dem Luftventil 37 ist verstellbare Luftdrossel 39 angeordnet, mit der der Luftdruck in der Luftleitung 38 variabel eingestellt werden kann.
Durch die der Sprühdüse 22 zugeführten Druckluft wird ein Sprühkegel 25 erzeugt, dessen Sprühmenge sowie dessen Größe und Verteilung durch die Luftdrossel 39 bei vorgegebenen Dimensionen der Sprühdüse 22 (wie Durchmesser der Sprühöffnung, Leitungsdurchmessern, etc.) einfach einstellbar und veränderbar sind.
Damit die Druckköpfe 13 bald wieder einsatzfähig sind, sollten die Druckköpfe 13 relativ schnell gereinigt werden. Hierzu weist jeder Schlitten 21 je eine Sprühdüse 22 und je einen Wischer 23 für jede Druckkopfreihe von den Druckköpfen 13 auf. Die Sprühdüsen 22 sind so mit einem Abstand zueinander positioniert, dass bei der Bewegung des Schlittens in Längsrichtung die erste Sprühdüse 22 für die erste Druckkopfreihe am Anfang des ersten Druckkopfs 13 dieser Druckkopfreihe und die zweite Sprühdüse 22 für die zweite Druckkopfreihe am Anfang des Druckkopfs 13 der zweiten Druckkopfreihe anfängt zu sprühen. Somit können die Druckköpfe 13 beider Druckkopfreihen gleichzeitig begonnen werden zu besprühen, während sich der Schlitten 21 in Reinigungsrichtung (in 2 von links nach rechts) fortbewegt.
Innerhalb einer Druckkopfreihe werden nur die Düsenplatten 18 der Druckköpfe 13 besprüht. Hierzu werden die Sprühkegel 25 der Sprühdüse 22 mit entsprechender Größe, Flüssigkeitsmenge und/oder Tröpfchenverteilung erzeugt.
In den Bereich zwischen den Druckköpfen 13 sollte keine Reinigungsflüssigkeit gesprüht werden. Die Sprühkegel 25 können so groß erzeugt werden und Beginn sowie Ende des Sprühens so festgelegt werden, dass nur die jeweilige Düsenplatte 18 beim Bewegen des Schlittens besprüht wird. Ansonsten würden auch Bereiche außerhalb der Düsenplatte 18 besprüht, die sehr schwer zu reinigen sind. Von dort tropfende Flüssigkeit könnte im Druckbetrieb den Aufzeichnungsträger 10 verschmutzen. Daher ist es wichtig, dass Beginn und Ende des Sprühens genau aktiviert werden können. Dadurch dass bei der vorliegenden Lösung keine Reinigungsflüssigkeit während des Nichtsprühens zurückfließt, kann auch wieder genau zum richtigen Zeitpunkt verzögerungsfrei angefangen werden zu sprühen.
Die Wischer 23 sind auf dem Schlitten 21 in einem vorgegebenen Abstand zu der jeweiligen Sprühdüse 22 angeordnet. Somit kann die Reinigungsflüssigkeit nach dem Sprühen eine kurze Zeit einwirken, bevor die Reste der Reinigungsflüssigkeit von dem Wischer 23 abgewischt werden. Der Abstand des Wischers 23 zur Sprühdüse 22 hängt von der Zeitdauer ab, wie lange die Reinigungsflüssigkeit einwirken sollte, von der Geschwindigkeit der Bewegung des Schlittens und/oder von den Eigenschaften der Reinigungsflüssigkeit.
Nachdem die Wischer 23 Reste der Reinigungsflüssigkeit von allen Düsenplatten 18 abgewischt haben, müssen sie selber gereinigt werden. Hierzu werden die Schlitten 21 in eine Reinigungsposition (die beiden linke Positionen mit den beiden gepunktet dargestellten Schlitten 21) verfahren werde, in der die Wischer 23, insbesondere die Wischlippen 24, mittels mechanischem Kontakt und/oder mit Reinigungsflüssigkeit gereinigt und danach getrocknet werden.
Die Wischer 23 werden zunächst in eine Reinigungsposition verfahren, in der ein mechanisches Reinigungselement (hier eine Bürste 40) an dem Wischer 23 kontaktbehaftet vorbeifährt. Der Schlitten 21 und die Bürste 40 können also relativ zueinander bewegt werden. Wenn der Schlitten 21 mit dem Wischer 23 so hin- und herfährt, dass der Wischer 23 mehrfach abgebürstet wird, wird die Reinigungsleistung verstärkt. Wenn die Bürste 40 mehrfach hin und her rotiert, wird der Wischer 23 ebenfalls gut gereinigt. Es können auch beide (Wischer 23 und Bürste 40) relativ zueinander bewegt werden.
Die Reinigungswirkung wird verstärkt, wenn zusätzlich zur mechanischen Reinigung eine nasse Reinigung mit Reinigungsflüssigkeit vorgenommen wird. Vorteilhaft ist es, die ohnehin vorhandene Sprühdüse 22 hierzu zu verwenden. Sobald sich der Wischer 23 im Bereich der Bürste 40 befindet, kann Reinigungsflüssigkeit aus der Sprühdüse 22 bei Überdruck ausgestoßen werden. Dieser Sprühkegel 25' kann dann über den entsprechenden Luftdruck so geformt und gesteuert werden, dass die Reinigungsflüssigkeit in ein Leitblech 42 gespritzt wird. Von dort fließt die Reinigungsflüssigkeit zielgerichtet zu der Bürste 40, um diese von innen zu spülen und zu befeuchten. Die Reinigungsflüssigkeit benetzt oder befeuchtet dann die Bürste 40, wodurch die Reinigungswirkung verbessert wird. Dies hat den Vorteil, dass keine extra Flüssigkeitsleitung 31 für eine Reinigungsflüssigkeit vorhanden sein muss. Zudem hat es den positiven Nebeneffekt, dass die Sprühdüsen 22 selber durch die unter Hochdruck ausgestoßene Reinigungsflüssigkeit gereinigt werden.
Durch eine Bürste 40 oder eine sonstige gleichwirkende mechanische Reinigung mit entsprechenden mechanischen Reinigungselementen können Verfilmungen an der Wischlippe 24 und am ganzen Wischer 23, die durch das Abwischen der Düsenplatten 18 entstehen können, gelöst werden. Eine gleichzeitige Nassreinigung der Wischer 23 verbessert die Reinigungswirkung hinsichtlich Verfilmungen, Verkrustungen und sonstige hartnäckigen Verschmutzungen des Wischers 23.
Die Bürste 40 selber braucht nicht gereinigt zu werden, da sich der Bürstenbesatz, wie Haare, Naturfasern, Kunstfasern oder sonstig geeignetes Material, durch die gegenseitige mechanische Kontaktierung und aneinander Reiben sauber hält.
Die Häufigkeit der Reinigung kann vom Verschmutzungsgrad und/oder vom Anstieg der Verschmutzung und/oder von den Druckjobs und/oder von den Eigenschaften der verwendeten Tinte abhängig sein. Auch spielt die Zusammensetzung der Tinte eine wichtige Rolle. Je nach Art und Eigenschaften der Tinte und zu erwartendem Verschmutzungsgrad können unterschiedliche Reinigungsstrategien (wie oft gereinigt wird, wie lange gereinigt wird, mit welcher Reinigungsflüssigkeit gereinigt wird, etc.) angewendet werden. Für die Reinigung sollte das Tintendrucksystem nicht zu lange inaktiv sein, um die Produktivität hochzuhalten.
Nachdem die Nassreinigung des Wischers 23 beendet ist, muss dieser noch getrocknet werden, damit keine Anhaftungen von Reinigungsflüssigkeit am Wischer 23 verbleiben. Hierzu wird der Schlitten 21 so in Richtung des Druckriegels 17 verfahren, dass der oder die Wischer 23 unter einer Luftdüse 43 zu stehen kommen oder sich unter dieser langsam weiterbewegen. Aus einer Luftdüse 43 wird Luft unter Hochdruck in Richtung des Wischers 23 geblasen, wodurch die Restflüssigkeit auf dem Wischer 23 weggeblasen oder getrocknet wird.
Die Luftdüse 43 kann einen länglichen Schlitz aufweisen oder eine Lochleiste mit vielen Löchern, woraus dann die Luft mit hoher Strömungsgeschwindigkeit in Richtung des Wischers 23 bläst. Die Luftdüse 43 ist so angeordnet, dass die Spitze des Wischers 23 nahe genug daran vorbeigefahren wird. Der Schlitten 21 wird dabei vorteilhafterweise hin und her bewegt, so dass der Wischer 23 und insbesondere die Wischlippe 24 gut getrocknet und von Reinigungsflüssigkeit befreit wird.
Es kann auch vorgesehen sein, dass auf dem Wischer 23 zurückbleibende Restflüssigkeit auf dem Wischer 23 nach dem Abwischen der Düsenplatte 18 zunächst im Bereich der Luftdüse 43 weggeblasen wird. Erst dann wird durch die Bürste 40 und der Reinigungsflüssigkeit nass gereinigt und anschließend wieder durch die Luftdüse 43 von Restflüssigkeit befreit.
Wenn die Sprühdüse 22 auch zum Nassreinigen der Wischer 23 verwendet werden, so hat dies den Vorteil, dass die Sprühdüsen 22 dabei mit Reinigungsflüssigkeit freigespült werden und auch anschließend von der Luftdüse 43 angeblasen werden, wodurch die Sprühdüsen 22 gereinigt werden.
Für einen Mehrfarbendruck weist ein Tintendruckgerät 11 mehrere Druckriegel 17 auf, wobei jeder Druckriegel 17 eine andere Farbe oder Flüssigkeit verdrucken kann (vgl. auch 1). In 3 ist ein solches Tintendruckgerät 11 mit vier Druckriegeln 17 für die vier Grundfarben YMCK dargestellt (die Druckriegel 17 werden auch mit Nummern 1 bis 6 gemäß der Reihenfolge des Druckens in den Figuren bezeichnet). Für jeden Druckriegel 17 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen der Düsenplatten 18 der Druckköpfe 13 vorhanden. Alle Vorrichtungen sind dabei identisch ausgebildet, d.h. es werden die Bestandteile benötigt, wie sie zuvor beschrieben wurden. Jeder Druckriegel 17 weist mehrere Druckköpfe 13 auf, die in zwei Druckkopfreihen parallel zueinander und mit den Druckköpfen 13 versetzt zueinander angeordnet sind. Für jede Druckkopfreihe ist jeweils zumindest eine Sprühdüse 22 und zumindest ein Wischer 23 vorhanden. Falls mehrere Wischer 23 und Sprühdüsen 22 pro Druckkopfreihe vorhanden sind, dann können mehrere Druckköpfe 13 gleichzeitig beim Verfahren des Schlittens 21 gleichzeitig gereinigt werden.
Da der Aufzeichnungsträger 10 im Bereich der Druckriegel 17 aus drucktechnischen Gründen bogenförmig (vgl. auch 1) geführt wird, müssen alle Druckriegel 17 etwa parallel zum Aufzeichnungsträger 10 und somit genauso bogenförmig zusammen mit der jeweiligen Reinigungsvorrichtung angeordnet sein. D.h. die Druckriegel 17 sind gegenüber der horizontalen Ebene etwas um ihre Längsachse gedreht.
Der Übersichtlichkeit halber sind die Druckriegel 17 zusammen mit den Sprühdüsen 22 in dieser 3 oberhalb von den Versorgungsbehältern 30 dargestellt. Richtigerweise sind die Sprühdüsen 22 etwa auf Höhe und zusammen mit den Druckriegeln 17 hinter den Versorgungsbehältern 30 angeordnet, wie es in Zusammenhang von 2 beschrieben wurde.
Zum Reinigen der Düsenplatten 18 und auch zum Reinigen der Wischer 23 werden je ein Luftkreislauf mit den Luftleitungen 38 und je ein Flüssigkeitskreislauf mit den Flüssigkeitsleitungen 31 benötigt.
Der Flüssigkeitskreislauf besteht aus einem Vorratsbehälter 35 für Reinigungsflüssigkeit. Aus diesem wird Reinigungsflüssigkeit mit einer Pumpe 50 über ein Filter 51 und ein Rückschlagventil 52 zu den Versorgungsbehältern 30 unter atmosphärischen Druck (etwa 1 bar) gepumpt. Auf diese Weise werden die paarweise für einen Druckriegel 17 vorgesehenen Versorgungsbehälter 30 bis zur jeweils gewünschten Füllstandshöhe h mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt.
Die beiden in 3 rechts befindlichen Versorgungsbehälter 30, die den Druckköpfen 13 des ersten (1) Druckriegels 17 für die Tinte Y zugeordnet sind, werden dabei bis zu einer Füllstandshöhe h11 bzw. h12 mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt. Auf derselben Füllstandshöhe h11 bzw. h12 sind die Spitzen der zugehörigen Sprühdüsen 22 angeordnet. Die Füllstandshöhe h11 und h12 sind dabei auf die leicht schräg gestellten Druckriegel 17 so abgestimmt, dass die Spitzen der Sprühdüsen 22 jeweils im selben Abstand zu den Düsenplatten 18 der jeweiligen Druckkopfreihen angeordnet sind und auch in einer Ebene parallel zur Düsenplatte 18 und längs des Druckriegels 17 verfahren werden können.
Die Paare der Versorgungsbehälter 30 sind hydraulisch miteinander verbunden, so dass sich die Füllstandshöhen h11 und h12 in beiden Versorgungsbehältern 30 und auch in den zugehörigen Sprühdüsen 22 automatisch einstellen. Überschuss an Reinigungsflüssigkeit fließt über die Flüssigkeitsleitung 31 zurück über einen Sensor 53 und ein Schaltventil 54 in den Vorratsbehälter 35.
In 3 sind die Druckriegel 17 mit den Sprühdüsen 22 der besseren Darstellung wegen und der Übersichtlichkeit halber oberhalb der Versorgungsbehälter 30 dargestellt. In Wirklichkeit liegen die Spitzen der Sprühdüsen 22 auf gleicher Höhe wie die Füllstand in den Versorgungsbehältern 30 ist. Die Sprühdüsen 22 sind also hinter den Versorgungsbehältern 30 angeordnet und wären daher aus dieser Ansicht nicht erkennbar. Da der Aufzeichnungsträger 10 bogenförmig im Bereich der Druckriegel 17 verläuft (angedeutet durch die gestrichelte, fiktive bogenförmige Linie in 3), sind die Vorratsbehälter 35 und die Sprühdüsen 22 etwa parallel zu dieser fiktiven Linie mit etwa denselben Füllstandshöhen h11 und h12 angeordnet.
Von den Versorgungsbehältern 30 wird die Reinigungsflüssigkeit über Flüssigkeitsdrosseln 32 zu den Sprühdüsen 22 transportiert aufgrund des hydrostatischen Drucks. Es stellt sich also an den Sprühdüsen 22 etwa die gleiche Füllstandshöhe h wie an dem jeweiligen Versorgungsbehälter 30 ein. Hier sind es die erste Füllstandshöhe h11 für den ersten Versorgungsbehälter 30, der mit der ersten Sprühdüse 22 mit zugehörigen Füllstandshöhe h11 zum Reinigen der ersten Druckkopfreihe zusammenwirkt, sowie die zweite Füllstandshöhe h12 des zweiten Versorgungsbehälters 30, der mit der zweiten Sprühdüse 22 für die zweite Druckkopfreihe zusammenwirkt. Die Differenz der beiden Füllstandshöhen h11 und h12 entspricht dabei der Neigung eines Druckriegels 17 um seine Längsachse.
Die Pumpe 50 pumpt die Reinigungsflüssigkeit mit dem gewünschten Hydraulikdruck in den Flüssigkeitskreislauf. Das Filter 51 filtert gegebenenfalls vorhandene Partikel oder Verunreinigungen aus der Reinigungsflüssigkeit. Das Rückschlagventil 52 sorgt dafür, dass die im Flüssigkeitskreislauf zirkulierende Reinigungsflüssigkeit nicht zurück in den Vorratsbehälter 35 fließt, was aus hydrostatischen Gründen der Fall wäre, da der Vorratsbehälter 35 am tiefsten Punkt des Flüssigkeitskreislaufs angeordnet ist.
Zunächst wird die Reinigungsflüssigkeit den Versorgungsbehältern 30 zugeführt. Von dort gelangt sie über einstellbare Flüssigkeitsdrosseln 32 zu den Sprühdüsen 22. Überschüssige Reinigungsflüssigkeit fließt automatisch zurück über einen Sensor 53 und ein Schaltventil 54 zum Vorratsbehälter 35. Durch die Sprühdüsen 22 verbrauchte Reinigungsflüssigkeit fließt über die Versorgungsbehälter 30 zu den Sprühdüsen 22 nach. Im Ruhezustand steht die Reinigungsflüssigkeit in dem Flüssigkeitskreislauf.
Mit dem Sensor 53 kann im Zusammenspiel mit dem Schaltventil 54 über eine Zeitmessung gemessen werden, ob die Versorgungsbehälter 30 korrekt gefüllt und die Sprühdüsen 22 ordnungsgemäß funktionieren. Hierzu kann der Rückfluss in den Vorratsbehälter 35 durch das Schaltventil 54 geschlossen werden und mit dem Sensor 53 die Zeitdauer gemessen werden, bis die Flüssigkeitsleitung zwischen dem Schaltventil 54 und dem Sensor 53 vollständig gefüllt ist. Wenn die Zeitdauer zu schnell ist, liegt ein Fehler im Flüssigkeitskreislauf vor. Hiermit kann auch die Durchflussmenge durch die einzelnen Sprühdüsen 22 erfasst werden und gegebenenfalls können auch sonstige Fehler erkannt werden. Durch Aktivieren einer Sprühdüse 22 und Messen der Zeitdauer zwischen dem Schließen des Schaltventils 54 und Ansprechen des Sensors 53 lässt sich der Flüssigkeitsdurchfluss durch die Sprühdüsen 22 ermitteln.
Der Luftkreislauf weist als zentrales Element eine Ventilinsel 56 auf, die aus einer Vielzahl von einzelnen Luftventilen besteht. Der Ventilinsel 56 wird Druckluft über eine Druckluftquelle 36 (wie beispielsweise einem Kompressor) zugeführt. Am Ausgang wird je eine Luftleitung 38 mit je einer Luftdrossel 39 zum Ansteuern der jeweils zugeordneten Sprühdüse 22 mit Druckluft versorgt, wie bereits in Zusammenhang mit 2 erläutert wurde.
Zudem ist am Ausgang der Ventilinsel 56 eine Luftleitung 38' angeschlossen, mit der die jeweiligen Luftdüsen 43 zum Trocknen der Wischer 23 mit Druckluft versorgt werden. Der Einfachheit und Übersichtlichkeit halber ist hier nur ganz schematisch eine Stichleitung dargestellt, die die acht Sprühkegel 25 nur bildlich berühren.
Eine weitere Luftleitung 38" am Ausgang der Ventilinsel 56 ist mit dem Flüssigkeitskreislauf verbunden. Diese Luftleitung 38" weist einen Druckregler 57 auf, über den Druckluft mit gewünschter Stärke in den Flüssigkeitskreislauf gepresst werden kann, um die Flüssigkeitsleitungen 31 und Sprühdüsen 22 im Bedarfsfalle durch Überdruck freizuspülen. Es wird also die Reinigungsflüssigkeit aus den Sprühdüsen 22 herausgedrückt und/oder die Reinigungsflüssigkeit zurück in den Vorratsbehälter 35 gedrückt.
In 4 ist die Funktion der gleichen Füllstandshöhen h in dem Versorgungsbehälter 30 und der Spitze der Sprühdüse 22 separat dargestellt. Die Füllstandshöhe h ist in dem Versorgungsbehälter 30 durch die strich-punktierte Linie dargestellt. Wenn die Füllstandshöhe h in dem Versorgungsbehälter 30 eingestellt ist, so stellt sich automatisch infolge der hydraulischen Verbindung über eine Flüssigkeitsleitung 31 etwa der gleich hohe Füllstand an der Spitze der Sprühdüse 22 oder am Ausgang der Sprühdüse 22 ein.
Ohne äußeren Einwirkungen, wie eine Flüssigkeitsdrossel 32, stellt sich an der Spitze der Sprühdüse 22 automatisch dieselbe Füllstandshöhe h mit demselben Hydraulikdruck wie im Versorgungsbehälter 30 ein. Dadurch ist die Spitze der Sprühdüse 22 immer mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt. Infolgedessen ist beim Einschalten des Luftdrucks an der Sprühdüse 22 sofort Reinigungsflüssigkeit vorhanden, um einen Sprühkegel 25 zu erzeugen. Wenn der Pegel der Reinigungsflüssigkeit deutlich niedriger in der Sprühdüse 22 stehen würde, wäre Luft in der Spitze der Sprühdüse 22 und der Sprühkegel 25 könnte infolge der zugeführten Druckluft (siehe Pfeil in 4) schlecht oder nur zeitverzögert erzeugt werden.
Es muss also erst Reinigungsflüssigkeit in die Spitze der Sprühdüse 22 nachfließen. Die Dauer des Nachfließens und damit der der Zeitverzögerung hängt von vielen Parametern ab, wie dem tatsächlichen Füllstand, den geometrischen Abmessungen der Sprühdüse 22, dem Luftdruck der durch die Luftleitung 38 kommt, den Durchmessern der Flüssigkeitsleitungen 31, etc. Daher gilt es diesen Nachteil der Zeitverzögerung zu vermeiden.
Damit bei zumindest gleicher Füllstandshöhe h in Versorgungsbehälter 30 und Sprühdüse 22 der zum Sprühen notwendige geringe Unterdruck an der Sprühdüse 22 herrscht, ist die einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 in der Flüssigkeitsleitung 31 zwischen dem Versorgungsbehälter 30 und der Sprühdüse 22 vorgesehen, die durch eine Druckdifferenz über die Flüssigkeitsdrossel 32 hinweg den gewünschten Unterdruck erzeugt.
Wenn die Füllstandshöhe h im Versorgungsbehälter 30 höher wäre (in der 4 durch einen gestrichelte Linie dargestellt) als die Spitze der Sprühdüse 22, würde aufgrund der Hydrostatik Reinigungsflüssigkeit aus der Sprühdüse 22 auslaufen, was es ebenfalls zu verhindern gilt. Daher kann in diesem Falle die Druckdifferenz über die einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 entsprechend größer gemacht, damit sich der gewünschte Unterdruck in der Sprühdüse 22 und damit auch die korrekte Füllstandshöhe h in der Sprühdüse 22 einstellt.
Mit der Flüssigkeitsdrossel 32 kann also eine höhere Füllstandshöhe h in dem Versorgungsbehälter 30 kompensiert werden, sodass die Spitze der Sprühdüse 22 annähernd mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist und der korrekte Unterdruck zum gezielten Sprühen von Reinigungsflüssigkeit herrscht.
Allerdings darf die Füllstandshöhe h der Reinigungsflüssigkeit in dem Versorgungsbehälter 30 nicht merklich tiefer liegen als die Spitze der Sprühdüse 22, da sich ansonsten ein zu geringer Füllstand und zu großer Unterdruck einstellen würde. Selbst die Flüssigkeitsdrossel 32 kann dies nicht korrigieren.
Wenn die Druckriegel 17 mit den Düsenplatten 18 in einem leichten Bogen angeordnet sind, müssen Maßnahmen geschaffen werden, damit sich in allen Versorgungsbehältern 30 und allen den Düsenplatten 18 zugeordneten Sprühdüsen 22 automatisch eine entsprechende Füllstandshöhe h und ein entsprechender Unterdruck einstellt.
In 5 wird ein Ausführungsbeispiel dafür näher erläutert. Dort sind die Druckriegel 17 in einem Bogen angeordnet. In dieser 5 sind die Sprühdüsen 22 und die Druckriegel 17 der Übersichtlichkeit halber auch oberhalb der Versorgungsbehälter 30 (die in der 5 nicht sichtbar sind, sondern dafür die Flüssigkeitsversorgung über eine Flüssigkeitskaskade 58) dargestellt, anstatt auf gleicher Höhe (Füllstandshöhe h), wie sie tatsächlich in dem Tintendruckgerät 11 angeordnet sind. So liegen die beiden gestrichelt dargestellten Linienbögen tatsächlich auf derselben Höhe und die Sprühdüsen 22 liegen hinter den Versorgungsbehältern 30. Die Spitzen der Sprühdüsen 22 liegen etwa auf diesen gestrichelten Linienbögen.
Die Flüssigkeitskaskade 58 ist Teil des Flüssigkeitskreislaufs zum Versorgen der Versorgungsbehälter 30 und der Sprühdüsen 22 mit Reinigungsflüssigkeit. Bei diesem Ausführungsbeispiel von 5 sind nur die ersten vier Druckriegeln 17 (1 bis 4) für die Grundfarben YMCK in das Tintendruckgerät 11 eingebaut oder aktiv. Und nur für den ersten Druckriegel 17 mit der Farbe Y sind die Sprühdüsen 22 und deren Verbindung zu der Flüssigkeitskaskade 58 sowie deren notwendigen Druckluftverbindung hier näher dargestellt.
An den höchstgelegenen Versorgungsbehälter 30 (entsprechend hier für den Druckriegel 17 für die Farbe K) wird über die Pumpe 50 Reinigungsflüssigkeit unter atmosphärischem Druck (etwa 1 bar) aus dem Vorratsbehälter 35 in die Flüssigkeitsleitung 31 und damit in die Flüssigkeitskaskade 58 gefördert. Jedem Druckriegel 17 ist ein Versorgungsbehälter 30 (in 5 nicht zu erkennen) zugeordnet, zu dem Reinigungsflüssigkeit über je ein T-Stück 59 der Flüssigkeitskaskade 58 mit Reinigungsflüssigkeit aufgrund der Hydrostatik automatisch gefüllt wird.
Über das erste T-Stück 59 (in der 5 das linke T-Stück 59) fließt die Reinigungsflüssigkeit einerseits in den jeweiligen Versorgungsbehälter 30 (dessen Füllstand auf der Füllstandshöhe h4 liegen soll) und von dort über je eine Flüssigkeitsdrossel 32 zu den jeweiligen Sprühdüsen 22 bis zum gewünschten Füllstand entsprechend der Füllstandshöhe h4. Andrerseits fließt die Reinigungsflüssigkeit aufgrund der Hydrostatik automatisch über kaskaden- oder stufenförmig angeordnete Verbindungsleitungen 60 infolge der Schwerkraft hinunter zum nächst tiefer gelegenen T-Stück 59 (auf der Füllstandshöhe h3) und von dort weiter zu diesem zugeordneten Versorgungsbehältern 30 mit der Füllstandshöhe h2 und den zugeordneten Sprühdüsen 22.
Und von dort zum tiefsten Versorgungsbehälter 30 mit der Füllstandshöhe h1, bis alle Versorgungsbehälter 30 bis zur jeweils notwendigen Füllstandshöhe h mit Reinigungsflüssigkeit automatisch gefüllt sind.
Durch die Flüssigkeitskaskade 58 und das stufenförmige Anordnen der Flüssigkeitsbehälter stellen sich alle Füllstandshöhen h von den Versorgungsbehältern 30 und infolgedessen ein entsprechender Füllstand an den Spitzen der Sprühdüsen 22 automatisch auf das gleichen Höhenniveau ein. Überschüssige Reinigungsflüssigkeit fließt zurück zum tiefer liegenden Vorratsbehälter 35.
In 5 sind der Einfachheit halber nur die Sprühdüsen 22 und Flüssigkeitsdrosseln 32 sowie die Luftversorgung über die Luftleitungen 38 für den ersten Druckriegel 17 für die Tintenfarbe Y (Gelb) dargestellt. Je Druckriegel 17 sind zwei Sprühdüsen 22 mit jeweils zugehörigen Flüssigkeitsdrosseln 32 für die zwei Druckkopfreihen nur mit einem einzigen Versorgungsbehälter 30 vorgesehen, dessen Füllstand auf der Füllstandshöhe h1 liegt. Die beiden Sprühdüsen 22 sind aufgrund der bogenförmigen Anordnung der Druckriegel 17 auf unterschiedlichen Füllstandshöhen h11 und h12 angeordnet, da jeder Druckriegel 17 mit seinen zwei Druckkopfreihen nicht horizontal, sondern mit den Düsenplatten 18 parallel zu einem Bogen entsprechend schief angeordnet ist. Daher sind die zwei Sprühdüsen 22 für die beiden Druckkopfreihen eines Druckriegels 17 aufbaubedingt nicht auf derselben Füllstandshöhe h. Die Füllstandshöhe h1 liegt mindestens auf gleicher Höhe wie oder höher als die Füllstandshöhen h11 und h12 an den Sprühdüse 22. Dies ist hier nur für den ersten Druckriegel 17 beispielhaft dargestellt.
Die linke Sprühdüse 22 liegt mit ihrer Höhe h12 etwas höher als die rechte Sprühdüse 22 mit ihrer Höhe h11. Der zugehörige Versorgungsbehälter 30 ist etwa auf Höhe h12 (also auf der höchsten Füllstandshöhe der beiden Sprühdüsen 22) angeordnet, so dass sich der Füllstand des Vorratsbehälters 35 auf die Füllstandshöhe h12 einstellt. Durch die linke Flüssigkeitsdrossel 32 wird der geringe Unterdruck für die linke erste Sprühdüse 22 eingestellt. Für die rechte Sprühdüse 22 muss die Flüssigkeitsdrossel 32 eine größere Druckdifferenz einstellen, da diese Sprühdüse 22 etwas niedriger liegt und aufgrund der hydrostatischen Verhältnisse der Füllstand dort geringer ist. Somit wird auch für die rechte Sprühdüse 22 der korrekte Unterdruck eingestellt, wenn die Füllstandshöhe h1 im Versorgungsbehälter 30 etwa auf gleicher Füllstandshöhe h12 (für die linke Sprühdüse 22) wie oder höher als die Füllstandshöhe h11 (für die rechte Sprühdüse 22) entsprechend wie die beiden zugehörigen Sprühdüsen 22 angeordnet sind.
Die Sprühdüsen 22 werden - wie bereits oben beschrieben - über eine Ventilinsel 56, Luftleitungen 38 und Luftdrosseln 39 mit Druckluft versorgt, um die Reinigungsflüssigkeit zu versprühen.
Geometrische Abmessungen der Leitungen, der Sprühdüsen 22, Druckluftwerte, etc. können die Form, Intensität und Flüssigkeitsmenge des Sprühkegels 25 bestimmen. Somit kann die Flüssigkeitsmenge abhängig von diesen Parametern gesteuert werden. Über Anpassung oder Einstellung der Luftdrosseln 39 kann der Luftdruck eingestellt und ggfs. Fertigungstoleranzen der Sprühdüsen 22 und sonstiger Bauteile kompensiert werden.
Als Reinigungsflüssigkeit kann Wasser verwendet werden. Dem Wasser können auch Tenside, Alkohol oder sonstige Lösungsmittel oder Reinigungsmittel zugesetzt werden. Die Reinigungsflüssigkeit sollte allerdings die Beschichtung der Düsenplatten 18 und das Material der Wischer 23 chemisch nicht angreifen. Die Reinigungsflüssigkeit kann auch Cellulase oder katalytische aktive Derivate davon enthalten, wodurch gegebenenfalls an der Düsenplatte 18 anhaftender Papierstaub aufgelöst werden kann.
Die Funktionalität der Sprühdüsen 22 und des Flüssigkeitskreislaufes kann durch Erfassen des Rückflusses an Reinigungsflüssigkeit in den Vorratsbehälter 35 erfasst werden. Hierzu kann wie oben bereits in Zusammenhang mit 3 beschrieben der Rückfluss bei geschlossenem Schaltventil 54 durch den Sensor 53 erfasst werden.
Eine alternative Möglichkeit ist es, den Durchfluss zur Sprühdüse 22 oder den Rückfluss von der Sprühdüse 22 optisch zu erfassen. Hierzu können die Flüssigkeitsleitungen 31, Versorgungsbehälter 30 und/oder Vorratsbehälter 35 aus transparentem oder durchsichtigem Material hergestellt sein. Dann kann optisch durch entsprechende Messmittel oder durch Servicepersonal die Funktionalität der Vorrichtung überprüft werden.
Die Flüssigkeitsleitungen 31 und die Luftleitungen 38 können Rohre oder Schläuche aus geeigneten Materialien sein. So sind Metall- oder Kunststoffrohre möglich, ebenso wie Kunststoffschläuche oder Verbundmaterialien für die Leitungen. Die Durchflussquerschnitte der Leitungen müssen so beschaffen sein, dass die Leitungen selbstentlüftend sind. Für einen großen Hochleistungsdrucker müssen auch entsprechende Leitungslängen durch entsprechendes Material der Leitungen realisierbar sein. Die einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 kann auch den durch relativ kleine Leitungsquerschnitte verursachten Druckabfall vorteilhafterweise kompensieren. Kleine Leitungsquerschnitte haben den Vorteil, dass sie platzsparend und billiger sind. Sie haben zudem den Vorteil, dass unerwünschterweise vorhandene Luftbläschen in der Reinigungsflüssigkeit durch eine höhere Strömungsgeschwindigkeit mitgerissen werden und somit eine Selbstentlüftung gewährleistet ist.
Der Begriff „Füllstandshöhe h“ ist funktional gleichbedeutend mit den Begriffen „Füllstandspegel“ oder „Höhenniveau“ oder „Füllstand“, d.h. dem Pegel einer Flüssigkeit in einem Behälter, Rohr, Leitung oder in einem sonstigem Ort. Die Füllstandshöhe h1 entspricht dem Füllstand des ersten Versorgungsbehälters 30 für den ersten Druckriegel 17, die Füllstandshöhe h2 entspricht dem Füllstand im Versorgungsbehälter 30 für den zweiten Druckriegel 17, usw. Die Füllstandshöhe h11 entspricht dem Füllstand an der Sprühdüse 22 für die erste Druckkopfreihe und die Füllstandshöhe h12 entspricht dem Füllstand an der Sprühdüse 22 für die zweite Druckkopfreihe bei einem schief stehenden ersten Druckriegel 17, die Füllstandshöhen h21 und h22 gelten für den zweiten Druckriegel 17 usw.
Die Bürste 40 kann eine Bürstenleiste (Streifenbürste) oder eine Walzenbürste (rotierend) sein. Bürsten 40 weisen einen Besatz (Pinsel, Haare, Fasern, Drähte, etc.) auf, der aus verschiedensten, geeigneten Materialien hergestellt sein kann, mit dem sich hier die Wischlippe 24 gut durch mechanischen Kontakt reinigen lässt. Auch sonstige äquivalent wirkende mechanische Reinigungsmittel sind für diesen Einsatz möglich, wie Reinigungsbänder, Reinigungslappen, etc. Das verwendete Material für den Besatz sollte so „weich“ sein, dass ein Verschleiß des Wischers 23 (insbesondere der Wischlippe 24) durch schleifende, rollende, schlagende, kratzende, chemische und thermische Beanspruchung bei mechanischem Kontakt mit dem Besatz nicht oder nur gering auftritt. Eine Bürstenleiste oder Walzenbürste sollte zumindest so lang wie der Wischer 23 und dessen Wischlippe 24 sein, damit ein Reinigen ohne zusätzliche Verfahrwege ermöglicht wird.
Zweistoffdüsen (Venturi-Düsen) sind hinreichend bekannt. Deshalb wird hier nicht näher darauf eingegangen. Für den Anwendungsfall der Reinigung von Düsenplatten 18 eines Tintendruckgeräts 11 wird typischerweise ein Sprühdruck (Luftdruck) von etwa 0,3 bar und an der Flüssigkeitsversorgung ein Unterdruck von etwa 50 mbar benötigt. Die 50 mbar entsprechen einer Wassersäule von 0,5 mm. Daher werden die Füllstandshöhen h noch bei Toleranzen von etwa 0,5 mm als gleich angesehen.
Somit können beispielsweise eine geforderte Auftragsmenge und entsprechend große Tröpfchen zum Sprühen bereitgestellt werden (hier beispielsweise eine Menge von 3 ml/min). Der notwendige Unterdruck wird im Wesentlichen durch mindestens gleiche Füllstandshöhen h und durch die einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 realisiert, d.h. die Füllstandshöhe h der Reinigungsflüssigkeit im Versorgungsbehälter 30 muss sich mindestens etwa auf Höhe der Spitze der Sprühdüse 22 befinden. Die einstellbaren Flüssigkeitsdrosseln 32 stellen dann den notwendigen Unterdruck ein, während sich allein schon aufgrund der Höhenverhältnisse (d.h. Hydrostatik) die Flüssigkeitshöhen h (Füllstände) automatisch einstellen.
Als Befeuchtungsmittel können auch andere, äquivalente Mittel verwendet werden, durch die Reinigungsflüssigkeit auf die Druckköpfe 13 aufgetragen und damit die Düsenplatte 18 befeuchtet werden. Die Zweistoffdüse ist eine vorteilhafte und einfache Ausführungsform für das Befeuchtungsmittel.
Eine einstellbare Flüssigkeitsdrossel 32 kann den Durchfluss von Flüssigkeit verändern. Infolgedessen wird auch eine Druckdifferenz zwischen ihrem Eingang und Ausgang erzeugt. Diese Druckdifferenz wird ausgenutzt, um einen geringen hydraulischen Unterdruck an der Sprühdüse 22 anzulegen, wenn der Pegel der Reinigungsflüssigkeit in dem Versorgungsbehälter 30 und der Pegel in der Sprühdüse 22 etwa gleich hoch oder der Füllstand im Versorgungsbehälter sogar höher sind. Bei einer höheren Füllstandshöhe h des Versorgungsbehälters 30 wird die Druckdifferenz über die Flüssigkeitsdrossel 32 größer eingestellt, damit dann noch der notwendige und gewünschte Unterdruck an der Sprühdüse 22 vorhanden ist (und sich dort dann auch ein etwas tieferer Füllstand einstellt).
Die zuvor beschriebenen Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen 13 in einem Tintendruckgerät 11 mittels einer Reinigungsflüssigkeit wurden anhand von einem Tintendruckgerät 11 näher erläutert, das Tinte als Druckfarbe verwendet. Selbstverständlich kann die Erfindung auch bei anderen digitalen oder analogen Druckgeräten verwendet werden, die nicht als Tintenstrahldrucker ausgebildet sind und bei denen Flächen nass oder feucht zu reinigen sind.
Bezugszeichenliste

10: Aufzeichnungsträger
11: Tintendruckgerät
12: Abwickler
13: Druckkopf
14: Trocken- und Fixiereinrichtung
16: Nachverarbeitungseinheit
15: Wendeeinheit
17: Druckriegel
18: Düsenplatte
20: Reinigungseinheit
21: Schlitten
22: Sprühdüsen
23: Wischer
24: Wischlippe
25, 25': Sprühkegel
30: Versorgungsbehälter
31: Flüssigkeitsleitung
32: Flüssigkeitsdrossel
35: Vorratsbehälter
36: Druckluftquelle
37: Luftventil
38: Luftleitung
39: Luftdrossel
40: Bürste
42: Leitblech
43: Luftdüse
50: Pumpe
51: Filter
52: Rückschlagventil
53: Sensor
54: Schaltventil
56: Ventilinsel
57: Druckregler
58: Flüssigkeitskaskade
59: T-Stück
60: Verbindungsleitung
C: Cyan
h, h11, h12: Füllstandshöhe
K: Black
M: Magenta
P: Primer
Y: Yellow

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102017110574 B4 [0006]
DE 102016125321 A1 [0006]
US 2016/0243835 A1 [0006]

Claims

Vorrichtung zum Reinigen von Druckköpfen (13) eines Tintendruckgeräts (11), wobei die Druckköpfe (13) in mindestens einer Druckkopfreihe innerhalb eines Druckriegels (17) angeordnet sind, mit - mindestens einem Transportmittel (21), auf dem zumindest einem Abstreifmittel (23) und zumindest einem Befeuchtungsmittel (22) zum feuchten Reinigen von Druckköpfen (13) angeordnet sind, wobei das Transportmittel (21) längs einer Achse eines Druckriegels (17) bewegbar ist, - einem Versorgungsbehälter (30), in dem Reinigungsflüssigkeit enthalten ist, deren Flüssigkeitsstand (h) etwa auf gleicher Höhe wie oder höher als das Befeuchtungsmittel (22) angeordnet ist, wobei der Versorgungsbehälter (30) mit dem Befeuchtungsmittel (22) über eine Flüssigkeitsleitung (31) hydraulisch verbunden ist, und mit - einem einstellbaren Drosselelement, das in der Flüssigkeitsleitung (31) zwischen Versorgungsbehälter (30) und Befeuchtungsmittel (22) angeordnet ist, durch das ein gewünschter Hydraulikdruck an dem Befeuchtungsmittel (22) eingestellt wird, um die Druckköpfe (13) zu befeuchten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jedem Transportmittel (21) je ein Abstreifmittel (23, 24) und je ein Befeuchtungsmittel (22) pro Druckkopfreihe des Druckriegels (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstreifmittel (23, 24) und das Befeuchtungsmittel (22) versetzt mit einem vorgegebenen Abstand zueinander auf dem Transportmittel (21) angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jedem Druckriegel (17) mindestens ein Transportmittel (21) zugeordnet ist, wobei auf jedem Transportmittel (21) mindestens zwei Abstreifmittel (23, 24) und mindestens zwei Befeuchtungsmittel (22) für die beiden Druckkopfreihen angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für jede verwendete Druckfarbe jeweils ein Druckriegel (17) bogenförmig verteilt entlang eines Druckbereichs angeordnet ist und die den Druckriegeln (17) zugeordneten Versorgungsbehälter (30) Flüssigkeitsleitungen (31, 60) aufweisen, die kaskadenförmig mit allen Versorgungsbehältern (30) verbunden sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungseinheit (20) außerhalb des Bereichs der Druckriegel (17) angeordnet ist, in die das Transportmittel (21) verfahren werden kann und in der ein mechanisches Reinigungsmittel (40) angeordnet ist, mit dem das Abstreifmittel (23, 24) durch mechanischen Kontakt gereinigt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mechanische Reinigungsmittel eine Bürste (40) ist, um das Abstreifmittel (23, 24) durch relative Bewegung von Transportmittel (21) und Abstreifmittel (23, 24) zu reinigen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Sprühdüse als Befeuchtungsmittel (22) aufweist, der über eine Druckluftquelle (36) Druckluft zugeführt wird, um in der Sprühdüse anstehende Reinigungsflüssigkeit auf die Druckköpfe (13) zu sprühen.