DE102021110417A1

DE102021110417A1 - Tintendrucker und Verfahren zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers

Info

Publication number: DE102021110417A1
Application number: DE102021110417.3A
Authority: DE
Inventors: Werner Zollner
Original assignee: Canon Production Printing Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2021-04-23
Filing date: 2021-04-23
Publication date: 2022-10-27
Also published as: JP2022167881A; US20220339939A1; US11872817B2

Abstract

Zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers (11) wird dieser mittels eines Bahnschlittens (20) in horizontaler Richtung zur Druckposition (30) verfahren. Dort wird der Aufzeichnungsträger (11) angehoben bis zu den Druckköpfen. Zum Reinigen der Druckköpfe wird ein Wartungsschlitten (21) verwendet, der horizontal in eine Wartungsposition (33) unterhalb der Druckriegel (14) verfahren wird. Dort wird dann eine Reinigungseinheit (40) mit Abdeckkappen (27) zu den Druckköpfen hochgefahren, um entweder eine Abdeckkappe (27) auf die Druckköpfe aufzusetzen oder die Druckköpfe zu reinigen. Vorteilhafterweise werden Bahnschlitten (20) und Wartungseinheit (21) nur in horizontaler Richtung bewegt, während die Druckeinheit (12) ortsfest bleibt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintendrucker hoher Druckleistung zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers mit Tinte.
Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. Papier, können Tintendrucker eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist hinreichend bekannt. Insbesondere sind digitale Hochgeschwindigkeits-Tintendrucker bekannt, bei denen Tintentropfen zum Erzeugen eines Druckbilds aus Düsen eines Druckkopfs auf einen schnell bewegten, bahnförmigen Aufzeichnungsträger ausgestoßen werden.
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. Durch einen hohen Durchsatz von Tinte und einer großen Transportgeschwindigkeit können die Druckriegel (d.h. die Düsenplatten der Druckköpfe) schnell verschmutzen. Daher müssen die Druckköpfe immer wieder gereinigt werden, damit die Druckqualität nicht beeinträchtigt wird.
Um die Druckköpfe von Tintenrückständen oder sonstigen Schmutzpartikeln zu reinigen, wird in bestimmten Zyklen eine Druckkopfreinigung mittels dem sogenannten Durchspülen (Purgen) und Abwischen (Wipen) durchgeführt. Das Durchspülen ist ein kurzzeitiges starkes Ausstoßen von Tinte durch alle Druckdüsen eines Druckkopfes, wodurch die Druckdüsen durchgespült werden. Beim Abwischen werden Flüssigkeitsreste von der Düsenplatte mit einem Wischblatt abgewischt. Statt einem Wischer kann auch ein saugfähiges Reinigungsband, wie ein Vlies, eingesetzt werden, das die Düsenplatten mechanisch und/oder nass reinigt. Zusätzlich oder alternativ kann herkömmlicherweise auch eine Nassreinigung durchgeführt werden. Dabei wird vor dem Wischen eine Reinigungsflüssigkeit auf die Düsenplatte aufgesprüht, um die Anhaftungen und Verschmutzungen auf der Düsenplatte zu lösen. Danach wird die Düsenplatte abgewischt.
DE 10 2010 037 829 A1 beschreibt einen Tintendrucker, bei dem die Druckeinheit aus einer Druckbetriebs-Position oberhalb des Transportweges des Aufzeichnungsträgers in eine Wartungs-Position verfahren werden kann, die seitlich zum Transportweg des Aufzeichnungsträgers liegt. In dieser Wartungsposition sind die Druckköpfe von unten her zugänglich und ihre Düsenplatten können gereinigt werden. An die Druckeinheit eines Hochleistungsdruckers sind eine Vielzahl elektrischer und optischer Leitungen zur Stromversorgung und zur Übertragung der Ansteuersignale für die Druckköpfe sowie mehrere mechanische Leitungen und Schläuche zum Zuführen von Tinte angeschlossen. Aufgrund der notwendigen Bewegung der zum Teils sehr großen Druckeinheit sind diese Zuführungen hoch flexibel ausgeführt und es sind großvolumige und lange Schleppketten zur Führung dieser Leitungen notwendig. Bei diesem bekannten Gerätekonzept ist der technische Aufwand daher relativ groß und auch der Raumbedarf wegen der seitlichen Bewegung der Druckeinheit ist vergrößert.
Um dies zu vermeiden, ist aus DE 10 2013 106 211 B4 ein Tintendrucker zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers mit Tinte bekannt, bei der eine Druckeinheit weitgehend fest in ihrer Position verbleibt. Zum Reinigen der Druckköpfe wird der Aufzeichnungsträger, der in einer längs beweglichen Umdruckschleife angeordnet ist und über diverse Walzen verläuft, aus der Druckposition in eine Parkposition horizontal verfahren. In den frei gewordenen Raum wird dann eine zuvor unterhalb der Umdruckschleife angeordnete Reinigungseinheit vertikal hochgefahren.
Bei der dortigen Ausgestaltung eines Tintendruckers werden zwei relative große Module (Reinigungseinheit und Umdruckschleife) jeweils orthogonal zueinander bewegt und relativ weit verfahren. Somit benötigt diese Ausgestaltung einen großen Raumbedarf, insbesondere mit einer großen Höhe, damit genug Raum vorhanden ist, um die Bewegungen kollisionsfrei auszuführen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Tintendrucker und ein Verfahren zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers zu schaffen, bei dem nur ein geringer Bauraum benötigt wird bei verbesserter technischer Zuverlässigkeit.
Diese Aufgabe wird für einen Tintendrucker durch die Merkmale des Anspruchs 1 und für ein Verfahren durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst.
So weist der Tintendrucker eine Druckeinheit auf, die ortsfest in dem Tintendrucker angeordnet ist. Eine bewegbare Bahnführungseinheit ist in einer Ebene unterhalb der Druckeinheit auf einer Führungselement linear beweglich angeordnet. Eine bewegbare Wartungseinheit zum Warten der Druckeinheit ist ebenfalls auf dem Führungselement unterhalb der Druckeinheit linear beweglich angeordnet. Bahnführungseinheit und Wartungseinheit bewegen sich somit axial in derselben Ebene mit derselben Linearführung.
Die Bahnführungseinheit wird im Druckbetrieb zum Führen und zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers im Bereich der Druckriegel unterhalb der Druckeinheit positioniert. Die Wartungseinheit wird im Wartungsbetrieb zum Warten der Druckriegel unterhalb der Druckeinheit positioniert. Die Bahnführungseinheit und die Wartungseinheit sind lösbar miteinander mechanisch gekoppelt, so dass die Bahnführungseinheit und die Wartungseinheit in horizontaler Richtung auf dem Führungselement unabhängig voneinander oder gemeinsam linear bewegt werden können. Während die Bahnführungseinheit im Druckbetrieb unmittelbar unterhalb der Druckeinheit angeordnet ist, ist die Wartungseinheit im Wartungsbetrieb direkt unmittelbar unterhalb der Druckeinheit angeordnet. Je nach gewünschtem Betriebszustand werden die entsprechenden Einheiten linear und horizontal in die entsprechende Position verfahren.
Bei dem Verfahren zum Betreiben eines Tintendruckers zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers mit Tinte wird zunächst eine Bahnführungseinheit zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers durch eine Linearbewegung unter die Druckeinheit in eine Druckposition verfahren. Dann wird ein Bahnführungselement mit dem Aufzeichnungsträger in einer Aufwärtshubbewegung vertikal auf die Druckeinheit zu verfahren, bis sich ein gewünschter Druckspalt einstellt. Nun kann der Aufzeichnungsträger bedruckt werden.
Der Aufzeichnungsträger wird sowohl bei der Linearbewegung als auch bei der Hubbewegung in seiner Länge und seiner Zugspannung so korrigiert, dass eine gewünschte Startposition auf dem Aufzeichnungsträger zum Neustart des Bedruckens und eine gewünschte Zugspannung erhalten bleibt. Die Bahnführungseinheit wird nach dem Bedrucken in einer Linearbewegung aus der Druckposition herausgefahren.
Eine Wartungseinheit wird zum Warten der Druckeinheit in einer Linearbewegung unter die Druckeinheit in eine Wartungsposition verfahren. Dann werden Reinigungs- und/oder Schutzelemente in einer Aufwärtshubbewegung in Richtung der Druckeinheit verfahren, um die Druckeinheit zu reinigen und/oder zu schützen.
Diese Vorrichtung und dieses Verfahren haben den Vorteil, dass nur die Bahnführungseinheit und die Wartungseinheit um größere Strecken und nur linear in derselben Richtung bewegt werden müssen. Sie werden auf einer gemeinsamen Führungsschiene bewegt. Die große, mit vielen Zuleitungen versehene Druckeinheit ist ortsfest angeordnet und braucht daher nicht bewegt zu werden. Zudem können leichtere Elemente, wie Reinigungs- und/oder Schutzelemente sowie Bahnführungselemente durch einen separaten Antrieb unabhängig davon eine kurze Hubbewegung vollführen, ohne dass die Bahnführungseinheit oder die Wartungseinheit mitbewegt werden müssen. Somit wird eine geringe Bauhöhe des Tintendruckers erreicht. Da der Tintendrucker ohnehin relativ lang für die Trocknung der Tinte ausgebildet ist, kann diese Länge gut für das horizontale Verschieben von Bahnführungseinheit und Wartungseinheit ausgenutzt werden. Vorteilhafterweise werden nur leichte Einheiten in einer Hubbewegung bewegt, während die beiden schwereren Einheiten (Bahnführungseinheit und Wartungseinheit) nur in horizontaler Richtung linear bewegt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Unteransprüche gekennzeichnet. So ist es vorteilhaft, wenn die Bahnführungseinheit ein oder mehrere Bahnführungselemente zum Führen der Bahn des Aufzeichnungsträgers aufweist, wobei das Bahnführungselement im Druckbetrieb mit einer Hubvorrichtung gekoppelt ist, um den Aufzeichnungsträger für den Druckbetrieb in Richtung der Druckeinheit in eine Umdruckposition zu bewegen. Somit kann der Antrieb für die Hubbewegung minimal klein dimensioniert sein und ist unabhängig von dem Hauptantrieb für die Linearbewegung der Druckeinheit und der Wartungseinheit.
Es ist zudem vorteilhaft, wenn die Wartungseinheit eine Reinigungsvorrichtung und eine Abdeckvorrichtung aufweist, die jeweils kurze, vertikale Hubbewegungen in Richtung der Druckriegel ausführen können, um die Druckköpfe zu reinigen und mit einer aufsetzbaren Abdeckvorrichtung zu schützen. Die Bahnführungseinheit und die Wartungseinheit werden dabei in vertikaler Richtung nicht mitbewegt.
Zudem ist es vorteilhaft, dass der Tintendrucker nur eine relativ klein dimensionierte Hubvorrichtung benötigt, mit der nur die jeweilige Hubbewegung für das Bahnführungselement oder die Reinigungsvorrichtung und/oder die Abdeckvorrichtung unabhängig von der Linearbewegung durchgeführt werden kann.
Wenn die Reinigungsvorrichtung eine Wischeinrichtung und gegebenenfalls eine Sprüheinrichtung aufweist, so können die Druckköpfe nass gereinigt und danach trocken gewischt werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Abdeckvorrichtung lösbar mit der Reinigungsvorrichtung verbunden ist, wobei die beiden gemeinsam die Hubbewegung durchführen und erst voneinander getrennt werden, wenn die Abdeckvorrichtung im Parkzustand die Druckköpfe zum Schützen vor Austrocknung der Düsen abdeckt und dort verbleiben können. Somit braucht kein eigener Antrieb für die Abdeckvorrichtung verwendet zu werden.
Wenn die Druckriegel passiv beweglich ausgebildet sind, so können sie bei der Hubbewegung der Abdeckvorrichtung und/oder der Reinigungsvorrichtung in dieselbe Richtung mitbewegt werden, so dass die Druckköpfe nicht in den Verfahrweg von Bahnführungseinheit oder Wartungseinheit hereinragen und im geparkten Zustand sicher in der Druckeinheit zusammen mit der Abdeckvorrichtung geparkt sind. Sie brauchen daher keinen eigenen Antrieb für die Hubbewegung.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Bahnführungseinheit eine Längenausgleichsvorrichtung aufweist, durch die bei der Linearbewegung der Bahnführungseinheit eine gewünschte Startposition auf dem Aufzeichnungsträger beim Neustart des Bedruckens und eine gewünschte Zugspannung im Aufzeichnungsträger beibehalten wird. Somit kann der Druck unterbrechungsfrei (d.h. ohne Makulatur) nach dem Reinigungsvorgang an der korrekten, gewünschten Position (Druckzeile) fortgesetzt werden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Tintendruckers im Druckbetrieb,
2 eine Ansicht des Tintendruckgeräts im Reinigungsbetrieb (Purgen),
3 eine Ansicht des Tintendruckgeräts im einem Zustand, bei dem Druckriegel für einen manuellen Service zugänglich sind,
4 eine Ansicht des Tintendruckgeräts, bei dem die Druckriegel im geparkten Zustand sind,
5 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Tintendruckgeräts, bei dem die Druckriegel separat voneinander gereinigt werden (Wipen),
6 eine Ansicht des Ausführungsbeispiels nach 5, bei dem sich einer der Druckriegel im geparkten Zustand und der andere gereinigt (Wipen) wird,
7 eine Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels des Tintendruckgeräts, bei dem alle Druckriegel mit einem gemeinsamen Wischer gereinigt werden,
8 eine Ansicht eines Ausführungsbeispiels des Tintendruckgeräts, bei dem im Reinigungsbetrieb eine zusätzliche Wartung an einem der Druckriegel durchgeführt wird, und
9 ein Ablaufdiagramm für ein Verfahren zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Tintendruckers näher erläutert, der hier zum zweifarbigen Drucken ausgebildet ist. Hierzu weist der Tintendrucker pro Farbe jeweils einen Druckriegel mit einem oder mehreren Druckköpfen auf, die über eine Zeilenbreite einen bahnförmigen Aufzeichnungsträger bedrucken können. Selbstverständlich können auch Tintendrucker mit mehr oder weniger Druckriegeln für mehr bzw. weniger Farben oder Tinten verwendet werden ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen. In den Figuren sind nur die wesentlichen und für die Funktionalität der Erfindung erforderlichen Komponenten näher erläutert und funktional gleiche oder identische Elemente mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Tintendruckers 10 zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers 11 dargestellt, wobei der Aufzeichnungsträger 11 in Transportrichtung 15 (siehe dicke Pfeile) durch den Tintendrucker 10 transportiert wird. Eine Druckeinheit 12 weist zwei Druckriegel 14 (DR1 und DR2), mit denen der Aufzeichnungsträger 11 zeilenweise bedruckt werden kann. Die Druckriegel 14 erstrecken sich quer zur Transportrichtung 15 über die gesamte Breite (quer zur Transportrichtung 15, d.h. zeilenbreit) des Aufzeichnungsträgers 11, um diesen zeilenweise zu bedrucken (die Zeilenausdehnung geht in der 1 in die Zeichenebene hinein).
Die Druckeinheit 12 ist immer ortsfest in dem Tintendrucker 10 angeordnet und wird weder in horizontaler noch in vertikaler Richtung bewegt. Lediglich die Druckriegel 14 können einen kurzen Hubweg 16 (siehe 2) in vertikaler Richtung aufweisen, der jedoch nicht aktiv, sondern durch ein anderes Element zwangsgeführt (also passiv) zurückgelegt wird, wie weiter unten noch näher erläutert wird.
Unterhalb der Druckeinheit 12 sind eine Bahnführungseinheit (im Folgenden als Bahnschlitten 20 bezeichnet) und eine Wartungseinheit 21 in einer horizontalen Ebene auf einer gemeinsamen Achse angeordnet. Die Bahnführungseinheit und die Wartungseinheit 21 können entlang der horizontalen Achse durch ein Führungselement (im Folgenden als Führungsschiene 22 bezeichnet; wie in 2 und 3 andeutungsweise dargestellt) geführt und axial (entspricht einer Linearbewegung in horizontaler Richtung) bewegt werden.
Der Bahnschlitten 20 befindet sich bei dem Ausführungsbeispiel nach 1- bezogen auf die horizontale Position - direkt unterhalb der Druckriegel 14. Bezüglich des Bahnschlittens 20 wird diese Position daher im Folgenden als horizontale Druckposition 30 bezeichnet. Der Bahnschlitten 20 weist ein Bahnführungselement auf, das einen Bahnführungsträger 23 und ein oder mehrere Bahnführungswalzen 24 aufweisen kann. Durch das Bahnführungselement 23, 24 wird die Bahn des Aufzeichnungsträgers 11 in Transportrichtung 15 und mit weitgehend konstantem Abstand (dies wird als Druckspalt 25 bezeichnet) zu den Düsenplatten an den Druckriegeln 14 vorbeigeführt. Somit wird der Aufzeichnungsträger 11 für das Bedrucken etwa parallel zu den Düsenplatten der Druckköpfe geführt (dies kann ein gerader oder gebogener Druckspalt 25 im Bereich der Druckriegel 14 sein). Somit kann der Aufzeichnungsträger 11 im Bereich des Druckspalts 25 zeilenweise bedruckt werden.
Die Wartungseinheit 21 befindet sich bei dem Ausführungsbeispiel nach 1 in ihrer Parkposition 32. Dort ist sie solange geparkt, bis eine Reinigung der Druckriegel 14 notwendig ist oder ein Schutzabdeckung (im Folgenden als Abdeckkappe 27 bezeichnet) auf die Druckriegel 14 aufgesetzt werden soll. Dazu wird sie dann in eine horizontale Wartungsposition 33 unterhalb der Druckriegel 14 verfahren, und zwar in die Position, in der zuvor der Bahnschlitten 20 in seiner Druckposition 30 war. Dies wird weiter unten mit Bezug auf die 2, 5, 6, 7 und 8 näher erläutert.
Der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 werden nur in derselben Ebene (horizontale Ebene) axial hin und her bewegt. Der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 sind mit derselben Linearführung (typischerweise eine oder mehrere Führungsschienen 22) geführt. Bahnschlitten 20 und Wartungseinheit 21 sind vorteilhafterweise lösbar miteinander gekoppelt, so dass sie gemeinsam oder auch unabhängig voneinander entlang der horizontalen Achse linear bewegt werden können.
Der Bahnführungsträger 23 kann mit mehreren Bahnführungswalzen 24 fest gekoppelt sein, so dass durch Bewegen des Bahnführungsträgers 23 (in vertikaler Richtung) die Bahnführungswalzen 24 und somit die Bahn des Aufzeichnungsträgers 11 mitbewegt werden können.
Weitere Transport- und Umlenkelemente (wie Transport- oder Umlenkwalzen 35) führen den Aufzeichnungsträger 11 in Form einer Schleife beim Transport in Transportrichtung 15 (siehe Pfeile in 1) durch den Bahnschlitten 20.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist eine Hubvorrichtung 37 unterhalb des Bahnschlittens 20 angeordnet. Die Hubvorrichtung 37 weist einen nicht dargestellten Antrieb auf, der über zwei oder mehrere Hubführungsstangen 38 (in den Figuren durch die langen, gestrichelten Doppelpfeile symbolisiert) mechanisch mit dem Bahnführungsträger 23 gekoppelt werden kann, um den Aufzeichnungsträger 11 mit Hilfe des Bahnführungsträgers 23 in vertikaler Richtung soweit in einem Aufwärtshub hochzuheben, bis zwischen Aufzeichnungsträger 11 und Düsenplatten der Druckköpfe eine gewünschte Höhe des Druckspalts 25 erreicht ist. Bei dem Aufwärtshub verbleibt der Aufzeichnungsträger 11 planparallel jeweils zu den Düsenplatten der Druckköpfe.
Zumindest ein Bahnführungsträger 23 ist jeweils seitlich neben dem Bahn des Aufzeichnungsträgers 11 angeordnet (typischerweise genügen zwei Bahnführungsträger 23 links und rechts neben der Bahn). Die Hubführungsstangen 38 sind ebenfalls seitlich neben der Bahn angeordnet und umgreifen den Aufzeichnungsträger 11 ohne ihn zu berühren (typischerweise sind die Hubführungsstangen 38 paarweise oder mehrere Paare wegen der Stabilität und einer gleichförmig Hubbewegung vorhanden). Mittels der Hubführungsstangen 38, die an die Bahnführungsträger 23 angreifen, kann damit der Aufzeichnungsträger 11 in einer vertikalen Hubbewegung rauf und runter bewegt werden.
Anschließend kann mit dem Bedrucken begonnen werden, bei dem der Aufzeichnungsträger 11 transportiert und dabei zeilenweise bedruckt wird. Wenn der Druckprozess für längere Zeit unterbrochen wird, wird der Aufzeichnungsträger 11 in einem Abwärtshub durch die Hubvorrichtung 37 wieder nach unten verfahren. Der Aufwärtshub und der Abwärtshub sind kleine, kurze Hubbewegungen (Hubwege 16; siehe 2) in vertikaler Richtung. Der Bahnschlitten 20 selber wird dabei nicht bewegt, sondern nur das Bahnführungselement 23, 24 (mit dem Bahnführungsträger 23 und mit den Bahnführungswalzen 24), das den Aufzeichnungsträger 11 im Bereich des Druckspalts 25 führt und transportiert.
Die Hubführungsstangen 38, die mechanisch mit dem Bahnführungselement 23, 24 gekoppelt sind, dienen dazu, das Bahnführungselement 23, 24 und damit den Aufzeichnungsträger 11 in einer vertikale Hubbewegung vertikal zu bewegen. Damit bei der Hubbewegung der Transport des Aufzeichnungsträgers 11 nicht behindert wird, sind die Hubführungsstangen 38 dabei außerhalb (jeweils seitlich der Bahn) des Aufzeichnungsträgers 11 (d.h. in der 1 davor und dahinter) angeordnet.
Die Wartungseinheit 21 dient zum Reinigen und Schützen der Druckriegel 14 (d.h. den Düsenplatten der darin befindlichen Druckköpfe). Sie weist für jeden Druckriegel 14 jeweils eine Reinigungsvorrichtung 40 (CL1 bzw. CL2) mit jeweils einer Abdeckkappe 27 auf. Die Reinigungsvorrichtung 40 und die Abdeckkappe 27 können auch in vertikaler Richtung (senkrecht zur horizontalen Bewegungsebene) in einem kleinen Aufwärtshub oder Abwärtshub bewegt werden (die Wartungseinheit 21 selber wird dabei nicht bewegt). Diese Hubbewegung kann mit der Hubvorrichtung 37 bewerkstelligt werden, sobald sich die Wartungseinheit 21 in der Wartungsposition 33 befindet, wenn der Bahnschlitten 20 zuvor seine Druckposition 30 verlassen hat und in seine horizontale Parkposition 31 verfahren wurde. Im Falle von Reinigungsvorrichtung 40 und Abdeckkappe 27 greifen die Hubführungsstangen 38 an die jeweiligen Elemente (d.h. Reinigungsvorrichtung 40 und/oder Abdeckkappe 27) der Wartungseinheit 21 an, um diese in einer Hubbewegung anzuheben oder abzusenken.
In 2 ist der Wartungszustand dargestellt, in dem die Wartungseinheit 21 in die Wartungsposition 33 unterhalb der Druckriegel 14 um einen Linearverfahrweg 42 (siehe Doppelpfeil) verfahren wurde. Da in diesem Betriebszustand (Parkposition 31 des Bahnschlittens 20) der Aufzeichnungsträger 11 still stehen kann und nicht weitertransportiert werden muss, befindet sich der Aufzeichnungsträger 11 im Ruhezustand (d.h. kein Druckbetrieb, sondern Parkzustand). Allerdings ist ein Transport des Aufzeichnungsträgers 11 theoretisch immer möglich.
Der Bahnschlitten 20 hat also zuvor die Druckposition 30 verlassen und ist in seine Parkposition 31 verfahren worden, damit die Wartungseinheit 21 ihre Wartungsposition 33 einnehmen kann. Die Wartungsposition 33 der Wartungseinheit 21 ist weitgehend identisch mit der Druckposition 30 des Bahnschlittens 20.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 2 ist die Wartungseinheit 21 in der Wartungsposition 33 dargestellt, in der die Reinigungsvorrichtung 40 und die Abdeckkappen 27 mit Hilfe der Hubvorrichtung 37 um einen Aufwärtshub in Richtung der Druckriegel 14 bewegt wurden, sodass die Abdeckkappen 27 von unten auf die Druckriegel 14 drücken und dadurch die Druckriegel 14 um einen vorgegebenen, kleinen Hubweg 16 in ihrer Position passiv höher gedrückt werden.
In dieser Position kann die Abdeckkappe 27 in der Druckeinheit 12 einrasten und verriegelt sein, so dass der Druckriegel 14 fest (aber wieder lösbar) auf der Abdeckkappe 27 aufliegt. Somit ist die Abdeckkappe 27 fest mit den Druckriegeln 14 verbunden, und kann dort im geparkten Zustand verbleiben (dieser angehobene Zustand der abgedeckten Druckriegel 14 wird auch als Parkposition 39 bezeichnet). So wird ein Austrocknen der Düsen der Druckköpfe verhindert.
Die Abdeckkappe 27 wird dabei im Parkzustand 39 in der Druckeinheit 12 mechanisch verriegelt wird, damit ihre Position selbständig ohne Krafteinfluss durch die Hubvorrichtung 37 gehalten werden kann.
In der Parkposition 39 ist auch ein Purgen möglich. Die Abdeckkappen 27 können dabei auch mit einer Flüssigkeit zumindest teilweise gefüllt werden, damit ein feuchtes Klima im Bereich der Düsen entsteht und die Düsen nicht so schnell austrocknen. Das Befüllen, Spülen und Entleeren der Abdeckkappe 27 erfolgt vorzugsweise durch nicht dargestellte Rohre/Leitungen von oben. Diese ragen erst durch die Hubbewegung der Abdeckkappe 27 nach oben in die Abdeckkappe 27 hinein.
Die Druckriegel 14 werden dabei ohne eigenen Antrieb passiv und zwangsgeführt mit angehoben, bis die Unterseite der Abdeckkappen 27 nicht mehr aus der Unterseite der Druckeinheit 12 herausragen. In dieser Position werden die Abdeckkappen 27 über einen geeigneten Verriegelungs-Mechanismus in der Druckeinheit 12 verriegelt. Ein eigenes, motorisierte Anheben der Druckriegel 14 sowie ein eigenes, motorisches Positionieren von herkömmlichen Abdeckkappen ist somit nicht notwendig. Die Bauhöhe der Druckeinheit 12 kann somit reduziert werden, da nur ein sehr kleiner Hubweg 16 zurückgelegt werden muss. Infolgedessen kann die Hubvorrichtung 37 sehr klein dimensioniert werden, was vorteilhafterweise ein geringes Gewicht ergibt. Besonders relevant und vorteilhaft sind dabei kurze Bewegungszeiten.
Die Abdeckkappen 27 können auch nur kurz (vorübergehend) auf die Druckriegel 14 aufgesetzt werden, um beispielsweise die Düsen mit Reinigungsflüssigkeit oder Tinte und erhöhtem Druck durchzuspülen/zu purgen. Die hindurchgespülte Flüssigkeit wird durch die Abdeckkappen 27 aufgefangen und von dort entsorgt. Somit sind die außerhalb der Abdeckkappen 27 befindlichen Komponenten des Tintendruckers 10 vor Verschmutzung beim Spülen (Purgen) geschützt. Über Schläuche oder Rohre können Reinigungsflüssigkeiten in die Druckriegel 14 und Abdeckkappen 27 hinein geführt und auch von dort heraus gepumpt werden.
Für die horizontale, axial Bewegung (auch als Linearbewegung bezeichnet) des Bahnschlittens 20 und der Wartungseinheit 21 wird nur ein einziger Antrieb benötigt. Die beiden Einheiten sind nicht fest miteinander gekoppelt, sondern flexibel, beispielsweise über elektromagnetische oder elektromechanische Verriegelungen (in den Figuren nicht dargestellt). Dadurch ergibt sich die Möglichkeit beide Einheiten separat voneinander oder gemeinsam in der horizontalen Richtung (Linearbewegung) zu bewegen.
Der Bewegungsbereich der beiden Einheiten ist in der 3 dargestellt, wo die beiden Einheit jeweils in ihrer horizontalen Parkposition 31, 32 dargestellt sind, die jeweils ganz außen am Rande der Druckeinheit 12 sind. Für den Druckbetrieb wird der Bahnschlitten 20 in die Druckposition 30 (d.h. den Bereich unterhalb der Druckriegel 14 - wie in 1 dargestellt) verfahren. Für den Wartungsbetrieb wird die Wartungseinheit 21 von ihrer Parkposition 32 in die Wartungsposition 33 (d.h. in den Bereich unterhalb der Druckriegel 14 - wie in 2 dargestellt) verfahren. Der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 werden durch eine lineare Führungsschiene 22 auf einer Geraden linear bewegt (Linearbewegung oder auch als Translationsbewegung bezeichnet).
Bei der Bewegung des Bahnschlittens 20 wird die Bewegung des Aufzeichnungsträgers 11 eingangsseitig (Einzugsmotor) blockiert. Beim Bewegen des Bahnschlittens 20 muss ein minimaler Längenausgleich längs der Bahn des Aufzeichnungsträgers 11 sowie eine Zugspannungssteuerung (z.B. durch aktive Tänzerwalzen/Papierschlaufe bzw. durch einen momentengesteuerten Abzugsmotor) geschaffen werden. Ansonsten könnte die Bahn einer zu hohen Zugspannung ausgesetzt werden und schlimmstenfalls reißen. Durch diesen Längenausgleich wird nicht die aktuelle Position (Zeile), an der gerade gedruckt wurde, verändert, sondern es wird vom Ausgang des Tintendruckers 10 her die Bahnlängenänderung bis zur Druckposition 30 kompensiert, so dass nach dem Verfahren und beim Neustart des Bedruckens die korrekte Startposition auf dem Aufzeichnungsträger 11 wieder direkt unterhalb der Druckriegel 14 vorhanden ist. Beim Verfahren bleibt eine notwendige, vorgegebene Zugspannung im Aufzeichnungsträger 11 erhalten, damit das Bedrucken nach dem Verschieben auch tatsächlich genau an der gewünschten Startposition auf dem Aufzeichnungsträger 11 wieder gestartet (oder fortgesetzt) werden kann. Die Genauigkeit der Positionierung der Startposition liegt dabei typischerweise je nach Druckauflösung im Bereich von etwa 20 bis 100 µm.
Durch diesen Längenausgleich bleibt die aktuelle Startposition auf dem Aufzeichnungsträger 11 zum Neustart des Bedruckens (gewünschte neue Druckzeilen befinden sich zum Neubeginn des Bedruckens an entsprechender Position im Bereich der Bahnführungswalzen 24) sowie die Zugspannung in der Bahn erhalten. Es findet also eine nahezu vollständige Längenkompensation beim Verfahren des Bahnschlittens 20 zwischen der Druckposition 30 und der Parkposition 31 statt.
Dieser Längenausgleich und Zugspannungsausgleich ist auch bei der Hubbewegung aktiv, da dabei die Bahn auch in ihrer Länge kompensiert werden muss. Dabei werden die Transportschritte beispielsweise über Inkrementwalzen genau gemessen und nach dem Verfahren so zurückgestellt, dass die genaue Startposition nach dem Verfahren des Bahnschlittens 20 oder des Bahnführungselements 23, 24 wieder hergestellt werden kann.
Die Wartungseinheit 21 ist während des Druckbetriebs außerhalb des Bereichs der Druckriegel 14 angeordnet (also in ihrer Parkposition 32). Nur bei Bedarf (für die Wartung der Druckriegel 14), also im Wartungszustand, wird die Wartungseinheit 21 unter die Druckriegel 14 in ihre Wartungsposition 33 verfahren.
Wenn der Druckbetrieb vollständig beendet ist und der Tintendrucker 10 ausgeschaltet wird, so befindet sich der Tintendrucker 10 in einem Parkzustand. In diesem Parkzustand sind - wie auch in 4 dargestellt - die beiden Druckriegel 14 zusammen mit den aufgesteckten/aufgesetzten Abdeckkappen 27 in ihrer angehobenen, vertikalen Parkposition 39, d.h. sie sind aus dem Druckbereich herausgefahren (Aufwärtshub) und befinden sich um den Hubweg 16 höher, so dass die aufgesetzten Abdeckkappen 27 nicht in den Druckspalt 25 ragen. Mit einem Aufwärtshub beaufschlagte Druckriegel 14 sind in den Figuren durch einen kleinen Pfeil neben den Druckriegeln 14 gekennzeichnet. Die Druckriegel 14 können in der angehobenen Position verbleiben, auch wenn die Reinigungsvorrichtungen 40 von den Abdeckkappen 27 getrennt sind.
Der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 sind in ihren jeweiligen Parkpositionen 31 bzw. 32. In diesem Zustand sind die Druckriegel 14 frei zugänglich (dies kann mit oder ohne Abdeckkappe 27 sein). In diesem Parkzustand kann ein neuer Aufzeichnungsträger 11 in den Tintendrucker 10 einfacher zugänglich eingelegt oder eingefädelt werden. Dabei sollten allerdings die empfindlichen Druckköpfe durch die Abdeckkappen 27 geschützt sein. Auch die Druckriegel 14 können in diesem Zustand einfach manuell oder optisch durch Servicetechniker inspiziert oder auch ausgetauscht werden, da sie in diesem Zustand gut und einfach von unten her zugänglich sind.
In den 3 und 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der die Hubvorrichtung 37 seitlich neben den Druckriegeln 14 angeordnet ist. Die hier nicht dargestellten Hubführungsstangen 38 müssen dann lateral (d.h. längs neben der Bahn) des Aufzeichnungsträgers 11 von der Hubvorrichtung 37 zu den entsprechenden Elementen in dem Bahnschlitten 20 oder der Wartungseinheit 21 rauf und runter bewegt werden, um dort mit diesen Elementen gekoppelt werden und diese in einer kleinen Hubbewegung anzuheben oder abzusenken. Somit kann die Hubbewegung stattfinden, ohne dass der Aufzeichnungsträger 11 und die Druckriegel 14 dabei beeinträchtigt oder berührt werden.
Um die Druckköpfe von Tintenrückständen oder sonstigen Verschmutzungen zu reinigen, wird von Zeit zu Zeit oder auf Anforderung eine Druckkopfreinigung durchgeführt, wie sie in der 5 dargestellt ist. Dabei werden die Reinigungsvorrichtungen 40 durch die Hubvorrichtung 37 (hier in Längsrichtung vor und hinter den Druckriegeln 14) so weit hochgefahren, so dass die Abdeckkappen 27 noch einen Abstand zu den Druckriegeln 14 aufweisen.
Zuvor werden die Druckköpfe zunächst gepurgt (Durchspülen der Düsen unter höherem Druck), wobei die Reinigungsflüssigkeit von den Abdeckkappen 27 aufgefangen wird. Dazu werden die Abdeckkappen 27 wie in 2 dargestellt auf die Druckriegel 14 aufgesetzt. Anschließend müssen die Düsenplatten von restlicher Tinte, Reinigungsflüssigkeit und Schmutzpartikel gereinigt werden.
Hierzu werden die Abdeckkappen 27 in einem Abwärtshub etwa nach unten gefahren, sodass ein etwas größerer Abstand zu den Düsenplatten entsteht. Anschließend werden ein oder mehrere Wischer 43 mit jeweils einem elastischen Wischblatt 44 in diesen Raum zwischen Düsenplatten und den Abdeckkappen 27 längs der Druckriegel 14 hineingefahren. Die Wischblätter 44 werden dann mit Hilfe der Hubvorrichtung 37 positioniert und in Kontakt mit den Düsenplatten gebracht und entlang der Längsachse der Druckriegel 14 verfahren und wischen dabei die Düsenplatten ab.
Vor dem Abwischen können die Düsenplatten auch noch durch Sprühdüsen mit einer Reinigungsflüssigkeit besprüht werden, deren Reste dann durch den nachfolgenden Wischvorgang auch abgewischt werden.
Die Wischer 43 mit ihren Wischblättern 44 befinden sich im Ruhezustand am Ende der Reinigungsvorrichtung 40, allerdings außerhalb des Bereichs der Druckriegel 14, damit die Wischer 43 die Hubbewegung nicht behindern oder stören. Somit wird auch der Vorgang des Abdeckens der Druckriegel 14 durch die Abdeckkappen 27 nicht beeinträchtigt.
Zum Besprühen der Druckriegel 14 sind die Reinigungsvorrichtungen 40 so weit hochgefahren, dass nur die Düsenplatten gut mit einer Reinigungsflüssigkeit besprüht werden können. Die Sprühdüsen können dabei wie die Wischer 43 mit demselben Antrieb von vorne nach hinten oder umgekehrt (d.h. in Zeilenrichtung) bewegt werden, um die Reinigungsflüssigkeit aufzusprühen.
Hierzu sind die Abdeckkappen 27 selbstverständlich nicht auf die Druckriegel 14 aufgesetzt. Daher sind die Druckriegeln 14 auch nicht hochgehoben, sondern befinden sich direkt auf Höhe des Druckspalts 25.
Bei dem Abreinigen der Düsenplatten sind die Reinigungsvorrichtungen 40 inklusive der Abdeckkappen 27 soweit von den Druckriegeln 14 entfernt, dass die Wischer 43 mit ihren Wischträgern 45 entlang geeigneter Längsführungen (in Zeilenrichtung) in den Zwischenräumen in einer horizontalen Bewegung längs der Druckriegel 14 (in Zeilenrichtung) hindurchfahren und die Düsenplatten abwischen können.
Die Reinigungsvorrichtungen 40 mit den Abdeckkappen 27 können bei dieser Ausführungsform separat voneinander in dem Aufwärtshub und dem Abwärtshub verfahren werden. Die Abdeckkappen 27 sind selbstverständlich von der jeweiligen Reinigungsvorrichtung 40 lösbar und können auf die Druckriegel 14 aufgesetzt werden und dort verbleiben, während die Reinigungsvorrichtung 40 wieder runtergefahren wird und in die Ausgangsposition verbracht wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 weist jeder Wischer 43 eine vom anderen unabhängigen Wischträger 45 auf, so dass die Wischer 43 getrennt voneinander verfahren werden können. Jeder Wischträger 45 überspannt somit jeweils eine Reinigungsvorrichtung 40. Somit kann jeder Wischer 43 für sich die Düsenplatten des jeweiligen Druckriegels bei einer Längsbewegung längs der Druckriegel 14 abwischen und somit reinigen.
Wenn nur einer der Druckriegel 14 (hier DR2) gereinigt werden muss und der andere (hier DR1) inaktiv war, so ist der erste Druckriegel 14 (DR1) - wie in 6 dargestellt - mit der Abdeckkappe 27 in der Parkposition 39 abgedeckt und geschützt. Dieser erste Druckriegel 14 (DR1) ist so weit infolge der Hubbewegung der Reinigungsvorrichtung 40 (CL1) mit der Abdeckkappe 27 zwangsgeführt hochgedrückt worden (um den Hubweg 16 gegenüber dem zweiten Druckriegel 14 (DR2)), dass der Druckriegel 14 sicher geparkt ist und der Wischer 43 bei einer eventuellen Wischerbewegung die Abdeckkappe 27 nicht berührt. Der zweite Druckriegel 14 ist nicht mit der Abdeckkappe 27 abgedeckt und kann wie gewohnt gereinigt werden. Der zweite Druckriegel 14 (DR2) wird hierzu mit Hilfe des zugehörigen Wischers 43 und der zugehörigen Reinigungsvorrichtung 40 (CL2) gereinigt, indem diese quer zur Längsachse des Druckriegels 14 (in Zeilenrichtung) hin und/oder her gefahren werden und dabei die Düsenplatte gegebenenfalls einsprühen und abwischen.
In 7 ist ein Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem die beiden Wischblätter 44 zusammen auf einem gemeinsamen Wischträger 45 angeordnet sind. Der Wischträger kann ebenfalls entlang von Führungsschienen entlang der Reinigungsvorrichtung 40 in Zeilenrichtung bewegt werden. Der Wischträger 45 überspannt beide Reinigungsvorrichtungen 40 und wird während des Wischvorgangs längs der Druckriegel 14 verfahren, so dass beide Wischblätter 44 in Kontakt mit den Düsenplatten sind und der Wischträger 45 die Reinigungsvorrichtungen 40 nicht berührt, da sie ansonsten beschädigt werden könnten. Somit können die Druckriegel 14 in einem Verfahrvorgang gemeinsam durch Wischen (und ggfs. vorherigem Sprühen) gereinigt werden. Somit wird gegenüber einzeln verfahrbaren Wischern 43 ein Antrieb (oder mehrere Antriebe bei mehr als zwei Druckriegeln 14) (und gegebenenfalls eine oder mehrere Führungsschienen) eingespart und beide Druckriegel 14 werden also gleichzeitig in einem Vorgang gereinigt. Auch separate Wischer 43 können gleichzeitig verfahren werden.
Das Reinigen eines einzelnen Druckriegels 14 mittels zentralem, gemeinsamen Wischträger 45 funktioniert somit analog zu je einem Wischträger 45 für jeden Wischer 43. Die abgereinigte Reinigungsflüssigkeit wird in beiden Fällen in den Abdeckkappen 27 aufgefangen, da sich diese direkt unterhalb der Druckriegel 14 erstrecken und wie eine Wanne nach oben offen ausgebildet sind. Von dort wird die aufgefangene Flüssigkeit beispielsweise (z.B. bei geparkten Druckriegeln 14) abgepumpt und entsorgt oder wiederverwendet. Somit sind keine zusätzlichen Wannen für die abgereinigte Reinigungsflüssigkeit notwendig. Somit wird auch weniger Platz für die Implementierung der Reinigungsfunktionen im Vergleich zu herkömmlichen Abdeckkappen 27 benötigt.
Die Höhenposition der Wischblätter 44 in Bezug auf die Düsenplatten lässt sich durch die Aufwärtshubbewegungen der Reinigungsvorrichtungen 40 durch die Hubvorrichtung 37 beliebig einstellen. So kann beispielsweise der Wischer 43 mit mehr oder weniger Anpressdruck oder sanft an die Düsenplatten herangefahren und am Ende ohne Verspritzen der auf dem Wischer 43 befindlichen Reinigungsflüssigkeit sanft davon wieder weggefahren werden.
Da durch die hier vorliegenden Ausführungsformen Bauraum eingespart wird, können zusätzliche Funktionen in den Tintendrucker 10 implementiert werden, wie es in 8 beispielhaft dargestellt ist. Dort ist die Wartungseinheit 21 etwas länger ausgebildet, so dass noch ein Einbauplatz darin frei wird, um diesen für eine oder mehrere Zusatzvorrichtungen oder eine spezielle Wartungsvorrichtung 47 (SF) auszunutzen. Als Wartungsvorrichtung 47 können erweiterte Wartungsfunktionen implementiert werden, wie zum Beispiel den Einsatz eines Kamerasystems zur Düseninspektion oder eine besondere Druckkopfreinigung, mittels einer Schwallreinigung der Düsenplatten mit Reinigungsflüssigkeit oder in Form einer Reinigung mit Vliesstreifen. Durch ein Kamerasystem lassen sich vorteilhafterweise auch Druckkopfeinstellungen überprüfen.
Der erste Druckriegel 14 (DR1) ist dabei in seiner Parkposition 39, während der zweite Druckriegel 14 (DR2) nicht angehoben und nicht abgedeckt ist, so dass die entsprechenden Druckköpfe gewartet werden können, hier mittels der speziellen Wartungsvorrichtung 47.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach 8 wird nur der zweite Druckriegel 14 (DR2) gewartet, während der erste Druckriegel 14 (DR1) sich in seiner Parkposition 39 befindet und mit der Abdeckkappe 27 abgedeckt ist.
In 9 ist ein Verfahren zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers 11 mit einem Tintendrucker 10 dargestellt. Dabei wird in einem Schritt S1 ein Bahnschlitten 20 zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 11 durch eine Linearbewegung unter die Druckeinheit 12 in die Druckposition 30 verfahren. Zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers 11 wird dieser nun in einem Schritt S2 mit Hilfe des Bahnführungselements 23, 24 in einer Hubbewegung auf die Druckeinheit 12 zu verfahren, bis sich ein gewünschter Druckspalt 25 einstellt. Bei der Hubbewegung findet in einem Schritt S3 ein Längen- und Zugspannungsausgleich des Aufzeichnungsträgers 11 statt, damit ein Neustart des Druckens an der richtigen und gewünschten Zeilenposition stattfinden kann.
Zum Warten der Druckeinheit 12 wird in einem Schritt S4 der Bahnschlitten 20 aus der Druckposition 30 linear herausgefahren in seine Parkposition 31. Dafür wird dann im Schritt S5 eine Wartungseinheit 21 zum Warten der Druckriegel 14 in die Wartungsposition 33 im Bereich des späteren Umdrucks hineingefahren. In einer kleinen Hubbewegung wird in einem Schritt S6 die Reinigungsvorrichtung 40 in Richtung der Druckriegel 14 verfahren, um die Düsenplatte der Druckköpfe reinigen zu können. Wenn die Druckriegeln 14 für längere Zeit inaktiv sind, werden sie in einem sogenannten Parkzustand mit einer Abdeckkappe 27 abgedeckt und somit geschützt, damit die Düsen nicht austrocknen. Die Abdeckkappe 27 wird durch die Wartungseinheit 21 auf die Druckriegel 14 durch eine Hubbewegung in Richtung der Druckriegel 14 aufgesetzt.
Wenn der Aufzeichnungsträger 11 wieder bedruckt werden soll, wird die Wartungseinheit 21 aus der Wartungsposition 33 herausgefahren und gleichzeitig der Bahnschlitten 20 in die Druckposition 30 hineingefahren und der Bahnschlitten 20 etwas in Richtung der Druckriegel 14 angehoben. Bei der horizontalen Linearbewegung des Bahnschlittens 20 wird auch ein Längen- und Zugspannungsausgleich des Aufzeichnungsträgers 11 vorgenommen.
Mit einem solchen Tintendrucker 10 mit einer ortsfesten Druckeinheit 12 werden für die Versorgung der Druckköpfe keine großartig flexiblen Leitungen mehr benötigt. Zudem können alle Leitungen und Schläuche kürzer ausfallen, da die Druckriegel 14 nicht mehr bewegt werden (abgesehen von der kleinen Hubbewegung). Es wird auch keine Schleppkette benötigt, da keine flexiblen Kabel, pneumatische oder hydraulische Leitungen über größere Distanzen geführt werden müssen.
Der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 haben im Vergleich zu herkömmlichen Tintendruckköpfen ein wesentlich geringeres Gewicht. Dadurch lassen sich die Komponenten schneller verfahren, um beispielsweise vom Druckbetrieb in den Reinigungsbetrieb zu gelangen. Zudem werden beide nur in einer horizontalen Achse verfahren (bewegt), was den zugehörigen Antrieb weniger aufwändig macht. Dies spart viel Bauraum insbesondere in der Höhe des Tintendruckers 10 ein.
Ferner lassen sich die Zeiten, um die Abdeckkappen 27 auf die Druckriegel 14 aufzusetzen, reduzieren, da nur ein sehr kurzer Hubweg 16 dazu notwendig ist. Zudem entfallen durch passives Anheben der Druckriegel 14 durch die Wartungseinheit 21 entsprechende Antriebe für die vertikale Bewegung der Druckriegel 14. Der kurze Hubweg 16 hat den Vorteil, dass keine eigenen Antriebe benötigt werden und nur solche mit kurzen Längen und Führungen notwendig sind. Der gewonnene Raum führt zu mehr Konstruktionsfreiheit für die Druckeinheit 12 und den gesamten Tintendrucker 10.
Die separate Bewegung von Bahnschlitten 20 und Wartungseinheit 21 erleichtert manuelle Servicearbeiten an der Druckeinheit 12, da beide zur Seite nach außen verfahren werden können, so dass der Bereich der Druckriegel 14 mit den Düsenplatten frei zugänglich gemacht werden kann. Dies erleichtert auch eine Umsetzung von modularen Komponenten im Tintendrucker 10.
Wenn der Aufzeichnungsträger 11 in vertikaler Richtung eine Hubbewegung ausführt, ermöglicht dies eine schnelle und einfache Anpassung und Einstellung der Höhe des Druckspalts 25, ohne die komplette Druckeinheit 12 neu justieren zu müssen. Auch braucht nicht der gesamte Bahnschlitten 20 in vertikaler Richtung bewegt zu werden, um den Druckspalt 25 einzustellen.
Ebenso einfach ist eine Anpassung an die Dicke des Aufzeichnungsträgers 11 möglich, damit immer ein vorbestimmter Druckspalt 25 in seiner Höhe eingestellt ist. Vorzugsweise liegt die Höhe des Druckspalts 25 zwischen 0,8 mm und 1,4 mm; ganz bevorzugt bei etwa 1 mm bis etwa 1,2 mm. Durch ein schnelles Absenken der Bahnführungselemente 23, 24 oder die Vergrößerung des Druckspaltes 25 durch die Hubvorrichtung 37 kann sehr schnell auf eventuelle erhabene Stellen oder Klebestellen im Aufzeichnungsträger 11 reagiert werden, um Beschädigungen der Druckköpfe infolge von Berührungen der Druckköpfe zu vermeiden. Die Aufwärtshubbewegungen der Reinigungsvorrichtungen 40 und Abdeckkappen 27 sorgen für eine exakte und schnelle Positionierung der Abdeckkappen 27 für den Druckriegel 14, den Wischern 43 und den Sprüheinrichtungen sowie eventuell neuer zusätzlicher oder anderer Reinigungsfunktionen. Für eventuelle Aktoren und/oder Sensoren im Bahnschlitten 20 und der Wartungseinheit 21 sind nur wenige Leitungen und Schläuche notwendig, wie beispielsweise für die Reinigungsflüssigkeit. Solche Schläuche oder Leitungen können durch kleine, leichte Schleppketten geführt werden.
Die Druckriegel 14 brauchen nicht aktiv hoch oder runtergefahren zu werden. Es ist lediglich eine passive Bewegung möglich, die durch die Hubbewegung von der Reinigungsvorrichtung 40 oder der Abdeckkappe 27 ausgeht und dabei die Druckriegel 14 zwangsgeführt mitnimmt, wenn die Abdeckkappe 27 auf den Druckriegel 14 aufgesetzt wird. Der Hubweg 16 ist nur sehr kurz und entspricht etwa der Höhe der Abdeckkappen 27. Dadurch sind geparkte Druckriegel 14 zusammen mit den aufgesteckten Abdeckkappen 27 so weit oben, dass sie weder die Reinigung anderer Druckriegel 14 behindern noch den Transport des Aufzeichnungsträgers 11 stören. Da die Hubbewegung passiv und nur kurz ist, wird viel Platz/Raum im Bereich der Druckeinheit 12 gegenüber herkömmlichen Tintendruckern 10 (mit Parkklappen) gespart.
Eine Bewegung kann durch eine elektromechanische oder hydraulische Hubvorrichtung 37 oder den Antrieb für die Linearbewegung vorgenommen werden. Die Hubvorrichtung 37 kann jeweils in der Wartungseinheit 21, in dem Bahnschlitten 20, in der Druckeinheit 12 oder außerhalb dieser Elemente angeordnet sein. Da sich der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 nur axial in horizontaler Richtung bewegen, kann eine gemeinsame Hubvorrichtung 37 sowohl für den Bahnschlitten 20 als auch die Wartungseinheit 21 unterhalb dieses Bewegungsbereichs angeordnet sein.
So kann die Hubvorrichtung 37 mit den Hubführungsstangen 38 etwa u-förmig ausgebildet sein. Somit werden die Hubführungsstangen 38 bei einer Hubbewegung außerhalb des Aufzeichnungsträgers 11 bewegt, um das Bahnführungselement 23, 24 mit dem Bahnführungsträger 23 als auch die Reinigungsvorrichtungen 40 mit den Abdeckkappen 27 gemeinsam oder getrennt voneinander vertikal in einem Aufwärtsschub oder Abwärtshub bewegen zu können.
Die Hubbewegung findet erst dann statt, sobald die jeweilige Einheit (Bahnschlitten 20 und Wartungseinheit 21) in der Druckposition 30 bzw. Wartungsposition 33 angeordnet ist. Dann können über die Hubführungsstangen 38 die jeweiligen Bahnführungselemente 23, 24 oder Reinigungsvorrichtung 40/Abdeckkappen 27 rauf und runter gefahren werden. Die Hubbewegung kann für jede Einheit (Bahnführungselement 23, 24, Reinigungsvorrichtung 40 und Abdeckkappen 27) separat erfolgen. Die Reinigungsvorrichtungen 40 und die Abdeckkappen 27 können auch gemeinsam mittels eines Antriebs in vertikaler Richtung bewegt werden. Zum Aufsetzen der Abdeckkappen 27 müssen diese zusammen mit den Druckriegeln 14 und den Reinigungsvorrichtungen 40 gehoben werden. Aufgrund des nicht unbedingt geringen Gewichts, sollten die Antriebe nicht zu klein dimensioniert sein, da dann eine stärkere Untersetzung notwendig wäre, die eventuell den Hebevorgang verlangsamt.
Die Hubvorrichtung 37 kann auch in der Druckeinheit 12 so seitlich neben den Druckriegeln 14 angeordnet sein, dass die Abdeckkappen 27 oder die Reinigungsvorrichtungen 40 rauf und runter bewegt werden können, ohne dass die horizontale, lineare Bewegung von Bahnschlitten 20 und Wartungseinheit 21 gestört werden. Die Hubvorrichtungen 37 können auch in der Druckeinheit 12 vor und hinter den Druckriegeln 14 außerhalb der Breite des Aufzeichnungsträgers 11 angeordnet sein, um Abdeckkappen 27 oder Reinigungsvorrichtung 40 zu bewegen.
Sowohl der Bahnschlitten 20 als auch die Wartungseinheit 21 können jeweils eine eigene, interne Hubvorrichtung 37 aufweisen. Allerdings werden beide Einheiten vom Aufbau her komplexer, wodurch die Linearbewegung aufwändiger wäre. Daher wird die Hubvorrichtung 37 vorzugsweise außerhalb von nicht bewegten Teilen angeordnet.
Die für die Hubbewegung bestimmten Elemente können auch durch eine gemeinsame Hubvorrichtung 37 bewegt werden, wie sie beispielhaft in den 1 - 8 dargestellt ist. Dies reduziert die Notwendigkeit von mehreren einzelnen Hebemechanismen und Positionssensoren in dem Bahnschlitten 20 und auch in der Wartungseinheit 21. Auch der Verkabelungsaufwand und die Notwendigkeit von flexiblen Leitungen können dadurch auf ein Minimum reduziert werden.
Die Hubvorrichtung 37 kann durch elektrische Motoren mit Getriebe, Antriebsschrauben, Exzentern, Seilen oder durch hydraulische/pneumatische Zylinder mit entsprechenden Führungen (Stangen, Schienen, Zahnstangen, Keilen etc.) bewerkstelligt werden. Eine Hubvorrichtung 37 die mittels einer mechanischen Kurvenbahn die Einheiten vertikal bewegt ist ebenso möglich, schränkt jedoch die Flexibilität und die Funktionalität etwas ein.
Der Bahnschlitten 20 und die Wartungseinheit 21 werden durch eine lineare Führung (Führungsschiene 22) auf einer Geraden bewegt (Translationsbewegung, Linearbewegung). Durch eine solche Translationsführung oder Linearführung als mechanisches Führungselement, können beide Einheiten zusammen bewegt werden. Zwischen Bahnschlitten 20 und Wartungseinheit 21 kann jedoch eine flexible, variable Kopplung angeordnet sein (in den Figuren nicht dargestellt), wodurch beide Einheiten getrennt voneinander oder gemeinsam in horizontaler Richtung bewegt werden können. Somit kann ein einziger Antrieb bei Kopplung der beiden Einheiten beide Einheiten bewegen, denn immer nur eine der beiden Einheiten kann im Betrieb des Tintendruckers 10 unter den Druckriegeln 14 angeordnet sein.
In diesem speziellen Fall wird kein zweiter Antrieb benötigt. Allerdings ist es auch wünschenswert, dass der Bereich unter den Druckriegeln 14 auch mal freigemacht wird, um beispielsweise die Druckköpfe optisch zu inspizieren und damit keine der beiden Einheiten unter den Druckriegeln 14 angeordnet ist (wie es beispielhaft in 3 dargestellt ist). Dann müssen die beiden Einheiten (Bahnschlitten 20 und Wartungseinheit 21) auch getrennt voneinander verfahrbar sein.
Für die Translationsbewegung kann ein Führungssystem verwendet werden, bei dem ein oder mehrere Führungswagen auf einem oder mehreren feststehenden langen, meist geraden Körpern (den Führungsschienen 22) laufen. Der Einfachheit halber sind die Führungsschienen 22 im Regelfall paarweise nebeneinander und unter den horizontal zu bewegenden Einheiten angeordnet, wobei Führungsschienen 22 und Einheiten meist (wie ein Ober- und Unterteil) aufeinander verschiebbar montiert sind.
Als Hubführungsstange 38 können beliebig geeignete Elemente verwendet werden, mit denen eine translatorische Hubbewegung vollführt werden kann, wie Spindel, Zahnstange, Seile, etc., bei denen eine Drehbewegung in eine geradlinige Bewegung umgesetzt wird.
Eine Längenausgleichsvorrichtung ist in den Figuren nicht explizit dargestellt. Allerdings kann eine solche Längenausgleichsvorrichtung Teil der Transportvorrichtung für den Aufzeichnungsträger 11 sein. Denn der Transport muss ohnehin ganz genau gesteuert werden, damit das Druckbild auch an die richtige Position gedruckt wird. Dabei wird ständig jede Bewegung (Vorwärtsbewegung und auch ein mögliche Rückzugsbewegung) der Bahn, beispielsweise durch geeignete Inkrementalgeber in Transportwalzen hochgenau gemessen. Auch sind die zu steuernden Antriebe ohnehin hochgenau ausgestaltet, um Bewegungen im µm-Bereich zu messen und den gewünschten Transportantrieb entsprechend zu steuern. Zudem sind die Abmessungen im Tintendrucker 10 ganz genau bekannt, so dass die Längenausgleichsvorrichtung auf die Gerätesteuerung für den Transport gut zurückgreifen kann.
Bezugszeichenliste

10: Tintendrucker
11: Aufzeichnungsträger
12: Druckeinheit
14: Druckriegel
15: Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers
16: Hubweg
20: Bahnschlitten (Bahnführungseinheit)
21: Wartungseinheit
22: Führungsschiene (Führungselement für Linearbewegung)
23, 24: Bahnführungselement
23: Bahnführungsträger
24: Bahnführungswalze
25: Druckspalt
27: Abdeckkappe (Abdeckvorrichtung)
30: Druckposition
31: Parkposition des Bahnschlittens
32: Parkposition der Wartungseinheit
33: Wartungsposition
35: Transport- oder Umlenkwalzen
37: Hubvorrichtung
38: Hubführungsstange
39: Parkposition der Druckriegel
40: Reinigungsvorrichtung
42: Linearverfahrweg
43: Wischer
44: Wischblatt
45: Wischträger
47: Zusatzvorrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102010037829 A1 [0005]
DE 102013106211 B4 [0006]

Claims

Tintendrucker zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers (11), der aufweist: - eine Druckeinheit (12) mit zumindest einem Druckriegel (14) mit einem oder mehreren Druckköpfen zum Verdrucken einer Tintenfarbe, wobei die Druckeinheit (12) ortsfest in dem Tintendrucker (10) angeordnet ist, - eine in einer Achse beweglichen Bahnführungseinheit (20) zum Führen des Aufzeichnungsträgers (11), die unterhalb der Druckeinheit (12) entlang eines Führungselements (22) linear beweglich angeordnet ist, und - eine in einer Achse beweglichen Wartungseinheit (21) zum Warten der Druckeinheit (12), die ebenfalls unterhalb der Druckeinheit (12) entlang des Führungselements (22) linear beweglich angeordnet ist, - wobei die Bahnführungseinheit (20) im Druckzustand im Bereich der Druckriegel (14) unterhalb der Druckeinheit (12) positioniert ist und die Wartungseinheit (21) im Wartungszustand im Bereich der Druckriegel (14) positioniert ist und wobei - die Bahnführungseinheit (20) und die Wartungseinheit (21) lösbar miteinander mechanisch gekoppelt sind und in horizontaler Richtung auf dem Führungselement (22) unabhängig voneinander oder gemeinsam linear bewegt werden können.
Tintendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bahnführungseinheit (20) ein oder mehrere Bahnführungselemente (23, 24) aufweist, die im Druckbetrieb mit einer Hubvorrichtung (37) gekoppelt sind, um den Aufzeichnungsträger (11) für den Druckbetrieb in einer Hubbewegung in Richtung der Druckeinheit (12) zu bewegen.
Tintendrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wartungseinheit (21) zumindest eine Reinigungsvorrichtung (40) und zumindest eine Abdeckvorrichtung (27) aufweist, wobei die Reinigungsvorrichtung (40) und die Abdeckvorrichtung (27) im Wartungsbetrieb mit einer Hubvorrichtung (37) gekoppelt sind, um die Reinigungsvorrichtung (40) und/oder die Abdeckvorrichtung (27) für die Wartung in Richtung der Druckeinheit (12) gemeinsam oder getrennt zu bewegen.
Tintendrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine gemeinsame Hubvorrichtung (37) unterhalb von Bahnführungseinheit (20) und Wartungseinheit (21) angeordnet ist, die Hubelemente (38) aufweisen, die seitlich neben dem Aufzeichnungsträger (11) vertikal verfahren werden, um die jeweilige Hubbewegung für die Bahnführungselemente (23, 24), die Reinigungsvorrichtung (40) und/oder die Abdeckvorrichtung (27) durchzuführen.
Tintendrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsvorrichtung (40) eine Wischeinrichtung (43, 44, 45) und gegebenenfalls eine Sprüheinrichtung aufweist, um die Druckköpfe zu reinigen.
Tintendrucker 10 nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckvorrichtung (27) lösbar mit der Reinigungsvorrichtung (40) verbunden ist, wobei die Abdeckvorrichtung (27) in einem Parkzustand die Druckköpfe zum Schützen vor Austrocknung der Düsen abdeckt.
Tintendrucker 10 nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckvorrichtung (27) im Parkzustand (39) in der Druckeinheit (12) mechanisch verriegelt wird, um seine Position selbständig ohne Krafteinfluss durch die Hubvorrichtung (37) zu halten.
Tintendrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckriegel (14) in vertikaler Richtung passiv beweglich ausgebildet sind und durch die Hubbewegung der Abdeckvorrichtung (27) und/oder der Reinigungsvorrichtung (40) in dieselbe Richtung zwangsgeführt mitbewegt werden.
Tintendrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Bahnführungseinheit (20) eine Längenausgleichsvorrichtung aufweist, die bei der Linearbewegung der Bahnführungseinheit (20) so gesteuert wird, dass eine gewünschte Startposition auf dem Aufzeichnungsträger (11) zum Neustart des Bedruckens und eine gewünschte Zugspannung im Aufzeichnungsträger (11) beibehalten wird.
Verfahren zum Betreiben eines Tintendruckers zum Bedrucken eines bahnförmigen Aufzeichnungsträgers (11) mit Tinte, bei dem - eine Bahnführungseinheit (20) zum Bedrucken des Aufzeichnungsträgers (11) durch eine Linearbewegung unter die Druckeinheit (12) in eine Druckposition (30) verfahren wird und dann ein Bahnführungselement (23, 24) mit einer Hubbewegung vertikal auf die Druckeinheit (12) zu verfahren wird, bis sich ein gewünschter Druckspalt (25) einstellt, wobei der Aufzeichnungsträger (11) sowohl bei der Linearbewegung als auch bei der Hubbewegung in seiner Länge und seiner Zugspannung so korrigiert wird, dass eine gewünschte Startposition auf dem Aufzeichnungsträger (11) zum Neustart des Bedruckens und eine gewünschte Zugspannung erhalten wird, - die Bahnführungseinheit (20) nach dem Bedrucken nach einem Abwärtshub des Aufzeichnungsträgers (11) und einer anschließenden Linearbewegung der Bahnführungseinheit (20) aus der Druckposition (30) herausgefahren wird, und - eine Wartungseinheit( 2)1 zum Warten der Druckeinheit(1)2, die in einer Linearbewegung in eine Wartungsposition (33) unter die Druckeinheit (12) verfahren wird und dann Reinigungs- und/oder Schutzelemente (27, 40) in einer Hubbewegung in Richtung der Druckeinheit (12) verfahren werden, um die Druckeinheit (12) zu reinigen und/oder zu schützen.