BE1017612A5 - Inkjet-druckeinrichtung. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Inkjet-Druckeinrichtung mit mehreren arrayartig oder matrixartig angeordneten Inkjet-Druckköpfen (11), wobei jeder Inkjet-Druckkopf (11) mindestens einen Druckfarbeanschluss (15), mindestens eine Druckfarbedüse und mindestens einen Steueranschluss (16) aufweist, wobei über den oder jeden Druckfarbeanschluss (15) dem jeweiligen Inkjet-Druckkopf (11) Druckfarbe zuführbar ist, wobei über die oder jede Druckfarbedüse vom jeweiligen Inkjet-Druckkopf (11) Druckfarbe auf einen zu bedruckenden Bedruckstoff (13) richtbar ist, und wobei über den oder jeden Steueranschluss (16) an den jeweiligen Inkjet-Druckkopf (11) eine Versorgungsspannung und/oder Steuersignale anlegbar sind, und mit einer Druckkopfaufnahme (17), welche die Position und damit Ausrichtung der Inkjet-Druckköpfe (11) relativ zueinander definiert. ErfindungsgemäB umfasst die Inkjet-Druckeinrichtung zumindest: a) eine sich über des Bereich aller Inkjet-Druckköpfe (11) erstreckende, elektrische bzw, elektronische Versorgungseinheit (30), an die alle Inkjet-Druckköpfe (11) mit ihren jeweiligen Steueranschlüssen (16) angeschlossen sind, und über die an alle Inkjet-Druckköpfe (11)

Description

Inkjét-Druckeinrichtung

Die Erfindung betrifft eine Inkjet-Druckeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

In nach dem Offset-Druckprinzip arbeitenden Druckmaschinen, insbesondere in Rollenrotationsdruckmaschinen sowie Bogendruckmaschinen, finden zunehmend Inkjet-Druckeinrichtungen Verwendung, die vorzugsweise der Individualisierung von über den Offsetdruck hergestellten Druckerzeugnissen mit z. B. Barcodes, Nummerierungen oder sonstigen Markierungen dienen. Derartige Inkjet-Druckeinrichtungen verfügen über mindestens einen Inkjet-Druckkopf, der nach dem sogenannten Continuon-Inkjet-Prinzip, dem Drop-on-demand-lnkjet-Prinzip, dem Thermal-Inkjet-Prinzip, dem Bubble-Inkjet-Prinzip oder jedem anderem Inkjet-Prinzip ausgebildet sein kann. Die Inkjet-Druckköpfe verfügen üblicherweise über eine Düsenreihe aus mehreren nebeneinander angeordneten Druckfarbedüsen, über die Druckfarbe auf einen Bedruckstoff gerichtet werden kann.

In vielen Anwendungen von Inkjet-Druckeinrichtungen ist eine hohe Anzahl von Inkjet-Druckköpfen erforderlich, nämlich einerseits quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffs bzw. quer zur Druckrichtung und andererseits in Druckrichtung. Die benötigte Anzahl von Inkjet-Druckköpfen quer zur Druckrichtung wird in erster Linie durch die gewünschte Druckauflösung in Relation zur gegebenen Druckauflösung des verwendeten Inkjet-Druckkopfs und durch die gewünschte Gesamtdruckbreite bezogen auf die gegebene Druckbreite des Inkjet-Druckkopfs definiert. Die benötigte Anzahl von Inkjet-Druckköpfen in Druckrichtung wird in erster Linie durch zwei Punkte bestimmt, nämlich erstens dadurch, dass die gewünschte Druckgeschwindigkeit größer ist als die gegebene Druckgeschwindigkeit eines Inkjet-Druckkopfs, und zum anderen dadurch, dass mehrere Druckfarben auf einen Bedruckstoff aufgetragen werden sollen.

Bei solchen Inkjet-Druckeinrichtungen, die eine Vielzahl von Inkjet-Druckköpfen aufweisen, sind die Inkjet-Druckköpfe arrayartig bzw. matrixartig und damit quer zur Druckrichtung sowie in Druckrichtung nebeneinander angeordnet, wobei zur Erhöhung der Druckauflösung quer zur Druckrichtung die Inkjet-Druckköpfe einer Inkjet-Druckeinrichtung zur Transportrichtung des Bedruckstoffs und damit zur Druckrichtung schräg ausgerichtet werden können, was zur Folge hat, dass sich der effektive Abstand der Düsen quer zur Druckrichtung bzw. Transportrichtung des Bedruckstoffs verringert und somit die Druckauflösung erhöht werden kann.

Die Inkjet-Druckköpfe solcher matrixartig bzw. arrayartig aufgebauter Inkjet-Druckeinrichtungen verfügen neben den bereits erwähnten Druckfarbedüsen, über welche von den Inkjet-Druckköpfen Druckfarbe auf einen zu bedruckenden Bedruckstoff gerichtet werden kann, über mindestens einen Druckfarbeanschluss sowie mindestens einen Steueranschluss. Überden oder jeden Druckfarbeanschluss kann dem jeweiligen Inkjet-Druckkopf Druckfarbe zugeführt werden, über den oder jeden Steueranschluss sind an den jeweiligen Inkjet-Druckkopf eine Versorgungsspannung sowie Steuersignale zur Ansteuerung der Druckfarbedüsen desselben anlegbar. Bei aus der Praxis bekannten Inkjet-Druckeinrichtungen, die über eine Vielzahl von arrayartig bzw. matrixartig zueinander positionierten Inkjet-Druckköpfen verfügen, werden alle Inkjet-Druckköpfe einzeln mit Druckfarbe sowie einer Versorgungsspannung und Steuersignalen versorgt, wobei hierzu ausgehend von einem Vorratsbehälter für Druckfarbe sowie einer Steuerungseinrichtung und Spannungsversorgungsquelle zu jedem einzelnen Inkjet-Druckkopf separate Versorgungsleitungen geführt werden. Dann, wenn die Inkjet-Druckeinrichtung über eine große Anzahl von Inkjet-Druckköpfen verfügt, wird die Handhabung und Organisation dieser einzelnen Versorgungsleitungen sehr schnell sehr unübersichtlich. Dadurch wird die Handhabbarkeit der gesamten Inkjet-Druckeinrichtung erschwert, was insbesondere bei Ausführung von Servicearbeiten sowie Wartungsarbeiten von Nachteil ist. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit solcher Inkjet-Druckeinrichtungen beschränkt.

Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde, eine neuartige Inkjet-Druckeinrichtung zu schaffen.

Dieses Problem wird durch eine Inkjet-Druckeinrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Die erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung umfasst zumindest: a) eine sich über den Bereich aller Inkjet-Druckköpfe erstreckende, elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit, an die alle Inkjet-Druckköpfe mit ihren jeweiligen Steueranschlüssen angeschlossen sind, und über die an alle Inkjet-Druckköpfe gemeinsam eine Versorgungsspannung und/oder druckkopfspezifische Steuersignale anlegbar sind; und b) eine sich über den Bereich aller Inkjet-Druckköpfe erstreckende, mechanische Versorgungseinheit, an die alle Inkjet-Druckköpfe mit ihren jeweiligen Druckfarbeanschlüssen angeschlossen sind, und über die alle Inkjet-Druckköpfe gemeinsam mit Druckfarbe versorgbar sind.

Im Sinne der hier vorliegenden Erfindung wird eine Inkjet-Druckeinrichtung vorgeschlagen, die über eine für alle Inkjet-Druckköpfe gemeinsame, elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit verfügt, um den Inkjet-Druckköpfen eine Versorgungsspannung sowie Steuersignale bereitzustellen, und die weiterhin eine für alle Inkjet-Druckköpfe gemeinsame mechanische Versorgungseinheit aufweist, über die alle Inkjet-Druckköpfe mit Druckfarbe versorgt werden können. Ausgehend von einem Vorratsbehälter für Druckfarbe sowie einer Steuereinrichtung und Spannungsversorgungsquelle muss dann zu der elektrischen bzw. elektronischen Versorgungseinheit sowie zur mechanischen Versorgungseinheit im einfachsten Fall lediglich jeweils eine Versorgungsleitung verlaufen. Die Versorgung der einzelnen Inkjet-Druckköpfe erfolgt dann über die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit und die mechanische Versorgungseinheit. Hierdurch wird die Handhabung von Inkjet-Druckeinrichtungen, die über eine Vielzahl von arrayartig bzw. matrixartig zueinander positionierten Inkjet-Druckköpfen verfügen, vereinfacht. Wartungsarbeitung bzw. Servicearbeiten sind mit geringerem Aufwand durchführbar, weiterhin steigt die Zuverlässigkeit solcher Inkjet-Druckeinrichtungen.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit modular aufgebaut und umfasst für jeden Inkjet-Druckkopf eine separate Steuerplatine, wobei einerseits die Steuerplatinen jedes Inkjet-Druckkopfs mit den Steueranschlüssen des jeweiligen Inkjet-Druckkopfs verbunden sind, und wobei andererseits die Steuerplatinen benachbarter Inkjet-Druckköpfe miteinander verbunden sind. Die Steuerplatinen benachbarter Inkjet-Druckköpfe sind über flexible Steckverbindungen unter Bildung einer Busstruktur miteinander verbunden, wobei eine zu übertagende Versorgungsspannung und/oder zu übertagende, druckkopfspezifische Steuersignale an allen Seiten der Steuerplatinen abgreifbar sind.

Nach einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist die mechanische Versorgungseinheit als Druckfarbebehälter ausgebildet, der Druckfarbeöffnungen aufweist, wobei die Inkjet-Druckköpfe mit ihren Druckfarbeanschlüssen über flexible Verbindungsstücke an die Druckfarbeöffnungen des Druckfarbebehälters angeschlossen sind, und wobei jeder dieser Druckfarbeöffnungen des Druckfarbebehälters ein Ventil zugeordnet ist, um die jeweilige Druckfarbeöffnung separat für sich zu öffnen oder zu schließen. Druckfarbe ist unter Ausnutzung der Schwerkraftwirkung oder unter Ausnutzung einer zirkulierenden Druckfarbeversorgung vom Druckfarbebehälter den Inkjet-Druckköpfen zuführbar.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:

Fig. 1 : einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Inkjet-

Druckeinrichtung;

Fig. 2: ein Detail der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung gemäß

Fig. 1;

Fig. 3: eine erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung analog zum Aus führungsbeispiel der Fig. 1 und 2 zusammen mit einem Vorratsbehälter;

Fig. 4; eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 zusammen mit einem Vorratsbehälter;

Fig. 5: eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung zusam men mit einem Vorratsbehälter;

Fig. 6: eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung; und

Fig. 7: eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung.

Nachfolgend wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis 7 in größerem Detail beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10, die vorzugsweise im Bereich von Offset-Druckmaschinen wie Rollenrotationsdruckmaschinen oder Bogenrotationsdruckmaschinen zur Individualisierung von Druckprodukten zum Einsatz kommt. Die erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 verfügt über eine Vielzahl von Inkjet-Druckköpfen 11, die matrixartig bzw. arrayartig nebeneinander sowie hintereinander angeordnet sind. Die Anzahl der arrayartig oder matrixartig hintereinander sowie nebeneinander angeordneten Inkjet-Druckköpfe 11 ist nahezu beliebig. Die Anzahl der in den nachfolgenden Figuren dargestellten Inkjet-Druckköpfe ist daher rein exemplarisch. So kann die erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 ein Array aus n x m Inkjet-Druckköpfen 11 aufweisen, wobei n die Anzahl der quer zur Druckrichtung nebeneinander angeordneten und m die Anzahl der in Druckrichtung hintereinander angeordneten Inkjet-Druckköpfe einer erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 11 ist.

Im gezeigten Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verfügt jeder der Inkjet-Druckköpfe 11 über eine Vielzahl von Druckfarbedüsen, die unter Bildung einer Düsenreihe nebeneinander angeordnet sind und mit Hilfe derer Druckfarbe in Form von Druckfarbetropfen 12 auf einen zu bedruckenden Bedruckstoff 13 gerichtet werden können. Die Druckfarbedüsen sind in eine sogenannte Düsenplatte 14 der Inkjet-Druckköpfe integriert, die dem zu bedruckenden Bedruckstoff 13 gegenüberliegen.

Neben den Druckfarbedüsen verfügt jeder Inkjet-Druckkopf 11 weiterhin gemäß Fig. 1 über zwei Druckfarbeanschlüsse 15 über welche jedem der Inkjet-Druckköpfe 11 Druckfarbe zugeführt werden kann. Darüber hinaus verfügt jeder der Inkjet-Druckköpfe 11 über einen als Steckerleiste ausgebildeten Steueranschluss 16, wobei über die Steueranschlüsse 16 an jeden der Inkjet-Druckköpfe 11 eine Versorgungsspannung sowie Steuersignale angelegt werden können.

Die erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 der Fig. 1 verfügt übereine Druckkopfaufnahme 17, welche die Position und damit Ausrichtung der einzelnen Inkjet-Druckköpfe 11 relativ zueinander definiert. Die Druckkopfaufnahme 17 verfügt hierzu über Ausnehmungen zur Aufnahme der Inkjet-Druckköpfe 11, wobei die Düsenplatten 14 der Inkjet-Druckköpfe 11 in diese Ausnehmungen in der Druckkopfaufnahme 17 hineinragen. Ein den Inkjet-Druckköpfen 11 zugeordneter Präzisionsanschlag 18 definiert dabei die Einführtiefe der Inkjet-Druckköpfe 11 in die Ausnehmungen der Druckkopfaufnahme 17, wobei der Präzisionsanschlag 18 der Inkjet-Druckköpfe 11 an einer Oberseite der Druckkopfaufnahme 17 zur Anlage kommt. Mit den Präzisionsanschlägen 18 der Inkjet-Druckköpfe 11 wirken gemäß Fig. 1 Anschläge 19 und 20 der Druckkopfaufnahme 17 zusammen, wobei die Anschläge 19 der Druckkopfaufnahme 17 in Ausnehmungen der Präzisionsanschläge 18 der Inkjet-Druckköpfe eingreifen, wohingegen die Anschläge 20 der Druckkopfaufnahme 17 seitlich an den Präzisionsanschlägen 18 der Inkjet-Druckköpfe 11 zur Anlage kommen.

Durch das Zusammenspiel der Präzisionsanschläge 18 der Inkjet-Druckköpfe 11 mit den Anschlägen 19 und 20 der Druckkopfaufnahme 17 wird eine exakte Ausrichtung der Inkjet-Druckköpfe 11 relativ zueinander definiert, ohne dass nach entsprechender Montage aufwendige Nachjustierungen erforderlich sind. Hierdurch wird die Handhabung der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10 erheblich vereinfacht, insbesondere dann, wenn zu Wartungsarbeiten bzw. Servicearbeiten einzelne Inkjet-Druckköpfe 11 ausgetauscht werden müssen.

Neben der Druckkopfaufnahme 17, welche für alle einzelnen Inkjet-Druckköpfe 11 gemeinsam die Relativposition derselben zueinander im dreidimensionalen Raum eindeutig definiert, verfügt die erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 über eine sich überden Bereich aller Inkjet-Druckköpfe 11 erstreckende, mechanische Versorgungseinheit 21, an die alle Inkjet-Druckköpfe 11 mit ihren jeweiligen Druckfarbeanschlüssen 15 angeschlossen sind, und über die alle Inkjet-Druckköpfe 11 gemeinsam mit Druckfarbe versorgt werden können. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 ist die mechanische Versorgungseinheit 21 als Druckfarbebehälter 22 ausgebildet, der Druckfarbe 23 aufnimmt. Der Druckfarbebehälter 22 ist dabei vorzugsweise als ein im Wesentlichen in sich geschlossener Hohlraum ausgebildet, der aus z. B. zwei Halbschalen gebildet sein kann. Das Füllvolumen des Druckfarbebehälters 22 ist dabei vorzugsweise so groß, dass ein kompletter Druckvorgang mit der vom Druckfarbebehälter 22 aufnehmbaren Druckfarbemenge durchgeführt werden kann.

Der Druckfarbebehälter 22 verfügt über mehrere Druckfarbeöffnungen 24, wobei gemäß Fig. 1 die Inkjet-Druckköpfe 11 mit ihren Druckfarbeanschlüssen 15 an die Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 angeschlossen sind. Zur Verbindung der Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 mit den Druckfarbeanschlüssen 15 der Inkjet-Druckköpfe 11 dienen flexible Verbindungsstücke 25 mit Hilfe derer Toleranzen in der Relativposition zwischen den Druckfarbeanschlüssen 15 und den Druckfarbeöffnungen 24 leicht und sicher ausgeglichen werden können.

Jede der Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 kann über ein separates Ventil 26 geöffnet sowie geschlossen werden, wobei jedes der Ventile 26 einen Betätigungsmechanismus 27, ein Stellglied 28 sowie einen Ventilkörper 29 umfasst, wobei der Ventilkörper 29 aus einem der Druckfarbe gegenüber beständigen Dichtungsmaterial hergestellt ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist das Stellglied 28 als Druckfeder ausgeführt, die im unbetätigten Zustand den Ventilkörper 29 gegen einen von der Druckfarbeöffnung 24 definierten Ventilsitz drückt und so die entsprechende Druckfarbeöffnung 24 verschließt. In einem betätigten Zustand wird hingegen der Ventilkörper 29 entgegengesetzt der Federkraft des Stellglieds 28 vom Ventilsitz abgehoben, um die entsprechende Druckfarbeöffnung 24 des Druckfarbebehälters 22 freizugeben und einen Druckfarbeaustausch zwischen dem Druckfarbebehälter 22 und dem entsprechenden Inkjet-Druckkopf 11 zu ermöglichen.

Über die mechanische Versorgungseinheit 21, die im gezeigten Ausführungsbeispiel als Druckfarbebehälter 22 ausgebildet ist, können demnach alle Inkjet-Druckköpfe 11 gemeinsam mit Druckfarbe 23 versorgt werden. Ausgehend von einem in Fig. 1 nicht-dargestelltem Vorratsbehälter für Druckfarbe ist im einfachsten Fall eine einzige Versorgungsleitung zwischen dem Vorratsbehälter und dem Druckfarbebehälter 22 erforderlich, um dem Druckfarbebehälter 22 Druckfarbe 23 zuzuführen. Eine Vielzahl von Versorgungsleitungen, die jedem einzelnen Inkjet-Druckkopf 11 individuell Druckfarbe zuführen, kann demnach mit der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10 vermieden werden.

Die erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 verfügt weiterhin über eine sich überden Bereich aller Inkjet-Druckköpfe 11 erstreckende, elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30. An die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 sind alle Inkjet-Druckköpfe 11 der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10 über ihre Steueranschlüsse 16 angeschlossen. Mit Hilfe der elektrischen bzw. elektronischen Versorgungseinheit 30 können alle Inkjet-Druckköpfe 11 gemeinsam mit einer Versorgungsspannung sowie druckkopfspezifischen Steuersignalen versorgt werden.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 verfügt die elektrischen bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 über einen modularen Aufbau, wobei für jeden Inkjet-Druckkopf 11 eine separate Steuerplatine 31 vorgesehen ist. Jede der Steuerplatinen 31 jedes Inkjet-Druckkopfs 11 ist mit dem Steueranschluss 16 des jeweiligen Inkjet-Druckkopfs 11 elektrisch kontaktierend verbunden. Weiterhin sind die Steuerplatinen 31 benachbarter Inkjet-Druckköpfe 11 untereinander über flexible Steckverbindungen 32 gekoppelt. Die Steuerplatinen 31 benachbarter Inkjet-Druckköpfe 11 sind dabei derart miteinander verbunden, dass eine Art Busstruktur bereitgestellt wird, wobei über die Busstruktur zu übertragende, druckkopfspezifische Steuersignale sowie eine zu übertragende Versorgungsspannung an allen Seiten der Steuerplatinen 31 abgreifbar sind. Die Busstruktur kann z.B. als Daisy-Chain-Busstruktur ausgeführt sein.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 der Inkjet-Druckeinrichtung 10 der Fig. 1, wobei Fig. 2 entnommen werden kann, dass jede individuelle Steuerplatine 31 eines Inkjet-Druckkopfs 11 mit allen benachbarten Steuerplatinen 31 benachbarter Inkjet-Druckköpfe 11 über flexible Steckverbindungen verbunden ist. Um die so gebildete Busstruktur an einer Stelle abzuschließen, ist einer Steuerplatine 31 ein Abschlusswiderstand 33 zugeordnet.

Wie Fig. 2 entnommen werden kann, sind in die Steuerplatinen 31 Ausnehmungen 34 eingebracht, durch die sich im montierten Zustand der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10 gemäß Fig. 1 die Druckfarbeanschlüsse 15 der Inkjet-Druckköpfe erstrecken, so dass dieselben mit den Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 verbunden werden können. Gemäß Fig. 1 sind die Steuerplatinen 31 über bolzenartige Montageelemente 35 am Druckfarbebehälter 22 bzw. der mechanischen Versorgungseinheit 21 gelagert, und zwar derart, dass mechanische Toleranzen ausgeglichen werden können.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 sind sämtliche Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 der mechanischen Versorgungseinheit 21 als Druckfarbeauslassöffnungen ausgeführt, über die dem Druckfarbebehälter 22 Druckfarbe entnommen und über die Druckfarbeanschlüsse 15 den Inkjet-Druckköpfen 11 zugeführt werden kann. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 wird dabei die Druckfarbe 23 unter Ausnutzung der Schwerkraftwirkung vom Druckfarbebehälter 22 den Inkjet-Druckköpfen 11 zugeführt. Die bevorzugte Betriebsweise einer solchen, die Schwerkraftwirkung ausnutzenden Inkjet-Druckeinrichtung 10 wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. So zeigt Fig. 3 eine Inkjet-Druckeinrichtung 10, die analog zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ausgeführt ist, jedoch über eine andere Anzahl von Inkjet-Druckköpfen 11 verfügt. Zur Vermeidung unnötiger Wiederholungen werden daher für gleiche Baugruppen gleiche Bezugsziffern verwendet und es wird diesbezüglich auf die obigen Ausführungen verwiesen.

Gemäß Fig. 3 ist der Druckfarbebehälter 22 der mechanischen Versorgungseinheit 21 der Inkjet-Druckeinrichtung 10 mit einem Vorratsbehälter 36 für Druckfarbe verbunden, nämlich über eine Zulaufleitung 37 und eine Ablaufleitung 38, wobei über die Zulaufleitung 37 dem Vorratsbehälter 36 Druckfarbe entnommen und dem Druckfarbebehälter 22 zugeführt werden kann, und wobei über die Ablaufleitung 38 dem Druckfarbebehälter 22 Druckfarbe entnommen und dem Vorratsbehälter 36 zugeführt werden kann. Sowohl in die Zulaufleitung 37 als auch in die Ablaufleitung 38 sind Ventile 39 und 40 integriert, über welche die Zulaufleitung 37 und die Ablaufleitung 38 verschlossen sowie geöffnet werden können. In die Zulaufleitung 37 ist weiterhin eine Pumpe 41 integriert.

Bei einer solchen Inkjet-Druckeinrichtung 10, bei welcher die Druckfarbe 23 aus dem Druckfarbebehälter 22 unter Ausnutzung der Schwerkraftwirkung den Inkjet-Druckköpfen 11 zugeführt wird, tritt häufig das Problem auf, dass durch eine An- . Sammlung von kleinsten Gasbläschenen an den Druckfarbedüsen der Inkjet-Druckköpfe die Funktion derselben beeinträchtigt wird, und zwar so lange, bis der Inkjet-Druckkopf 11 entlüftet ist.

Eine Ursache für solche Gasbläschen sind leicht flüchtige Bestandteile der Druckfarbe, die durch den Unterdrück und Überdruck beim eigentlichen Inkjet-Druckvorgang durch einen sogenannten Kavitationseffekt ausgasen, wobei sich diese Gasbläschen während des Druckvorgangs an den Druckfarbedüsen der Inkjet-Druckköpfe ansammeln. Um diesem Effekt entgegenzuwirken, kann der Druckfarbebehälter 22 der mechanischen Versorgungseinheit über eine an denselben angeschlossene Unterdruckleitung 42, in die ein Ventil 43 und eine Pumpe 44 integriert ist, entgast werden. Zum Entgasen der Druckfarbe 23 bzw. des Druckfarbebehälters 22 werden die Ventile 39 und 40 von Zulaufleitung 37 und Ablaufleitung 38 geschlossen, ebenso wie alle Ventile 29, die den Druckfarbeöffnungen 24 des Druckbehälters 22 zugeordnet sind. Anschließend wird über die Unterdruckleitung 42 ein definierter Unterdrück im Druckfarbebehälter 22 angelegt, um die Druckfarbe zu entgasen. Anschließend wird nacheinander jeweils ein Ventil 29 für eine kurze Zeitspanne so lange geöffnet, bis das im jeweiligen Inkjet-Druckkopf enthaltene Volumen von frisch entgaster Druckfarbe verdrängt worden ist. Danach kann mit einer hohen Zuverlässigkeit für eine relativ lange Zeitdauer ohne Unterbrechung kontinuierlich gedruckt werden, ohne dass die Gefahr von Verblockungen der Inkjet-Druckköpfe infolge sich ansammelnder Gasbläschen besteht.

Fig. 4 zeigt eine Betriebsweise der Inkjet-Druckeinrichtung 10, bei welcher im Unterschied zum Ausführungsbeispiel der Fig. 3 die Druckfarbe 23 dem Druckfarbebehälter 22 nicht unter Schwerkraftwirkung entnommen wird, sondern vielmehr unter Ausnutzung einer zirkulierenden Druckfarbeversorgung. So ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 2 der Druckfarbebehälter 22 wiederum über zwei Leitungen mit dem Vorratsbehälter 36 für Druckfarbe verbunden, nämlich wiederum über eine Zulaufleitung 37 und eine Ablaufleitung 38, wobei die Zulaufleitung 37 hier eine Vorlaufleitung und die Ablaufleitung 38 eine Rücklaufleitung bildet. In die Zulaufleitung 37 und die Ablaufleitung 38 ist jeweils wiederum ein Ventil 39 bzw. 40 integriert, um die Leitungen 37 bzw. 38 zu öffnen bzw. zu verschließen.

In die Zulaufleitung bzw. Vorlaufleitung 37 ist gemäß Fig. 4 eine regelbare Pumpe 45 integriert, über welche die zirkulierende Druckfarbeversorgung des Druckfarbebehälters 22 und damit der Druck im Druckfarbebehälter 22 geregelt werden kann. Die Inkjet-Druckeinrichtung 10 bildet zusammen mit dem Vorratsbehälter 36 einen geschlossenen Kreislauf, aus welchem die einzelnen Inkjet-Druckköpfe 11 mit Druckfarbe versorgt werden können.

Den bisher dargestellten Ausführungsbeispielen gemäß Fig. 1 bis 4 ist gemeinsam, dass den Inkjet-Druckköpfen 11 allesamt Druckfarbe ausschließlich im Sinne eines sogenannten „end shooters“ ohne Zirkulationsmöglichkeit innerhalb des Inkjet-Druckkopfs 11 zugeführt wird. Dies bedeutet, dass dann, wenn in die Inkjet-Druckköpfe 11 der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 4 einmal Druckfarbe eingedrungen ist, diese nur über die Druckfarbedüsen aus denselben herausbefördert werden kann.

Demgegenüber zeigt Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10, bei welcher die Inkjet-Druckköpfe 11 übereine interne Zirkulationsmöglichkeit für Druckfarbe verfügen, bei welcher erste Druckfarbeanschlüsse 15 demnach als Druckfarbevorlaufanschlüsse 15a und zweite Druckfarbeanschlüsse 15 als Druckfarberücklaufanschlüsse 15b ausgeführt sind. Über die Druckfarbevorlaufanschlüsse 15a kann den Inkjet-Druckköpfen 11 demnach Druckfarbe zugeführt werden, wohingegen über die Druckfarberücklaufanschlüsse 15b den Inkjet-Druckköpfen 11 Druckfarbe entnommen werden kann. Dementsprechend sind erste Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 als Druckfarbeauslassöffnungen 24a und zweite Druckfarbeöffnungen 24 als Druckfarbeeinlassöffnungen 24b ausgeführt, wobei die Druckfarbeauslassöffnungen 24a des Druckfarbebehälters 22 der mechanischen Versorgungseinheit 21 mit Druck-farbevorlaufanschlüssen 15a der Inkjet-Druckköpfe 11 und die Druckfarbeeinlassöffnungen 24b des Druckfarbebehälters 22 mit Druckfarberücklaufanschlüssen 15b der Inkjet-Druckköpfe 11 gekoppelt sind. Solche Inkjet-Druckköpfe mit Zirkulationsmöglichkeit der Druckfarbe werden auch als „side shooter“ bezeichnet.

Der Druckfarbebehälter 22 ist im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 durch Trennwände 46 in Vorlaufteilbehälter 22a sowie Rücklaufteilbehälter 22b unterteilt, wobei die Druckfarbeauslassöffnungen 24a den Vorlaufteilbehältern 22a und die Druckfarbeeinlassöffnung 24b den Rücklaufteilbehältern 22b des Druckfarbebehälters 22 zugeordnet sind. Gemäß Fig. 5 sind alle Vorlaufteilbehälter 22a des Druckfarbebehälters 22 über eine Zulaufleitung 37 mit einem Vorratsbehälter 36 für Druckfarbe verbunden, die Rücklaufteilbehälter 22b hingegen sind übereine Ablaufleitung 38 mit dem Vorratsbehälter 36 verbunden. Auch im Ausführungsbeispiel der Fig. 5 ist demnach die Zulaufleitung 37 als Vorlaufleitung sowie die Ablaufleitung 38 als Rücklaufleitung ausgeführt, wobei in beide Leitungen 37 und 38 wiederum Ventile 39 und 40 integriert sind, über welchen dieselben geöffnet sowie geschlossen werden können. In die als Vorlaufleitung dienende Zulaufleitung 37 ist gemäß Fig.

5 wiederum eine Pumpe 47 integriert, die der Etablierung der kontinuierlichen, zirkulierenden Druckfarbeversorgung für die Inkjet-Druckköpfe 11 dient.

Wie Fig. 5 weiterhin entnommen werden kann, sind auch im Bereich der Inkjet-Druckköpfe 11, nämlich einerseits zwischen die Druckfarbeauslassöffnungen 24a und Druckfarbevorlaufanschlüsse 15a und andererseits zwischen die Druckfarbeeinlassöffnungen 24b und die Druckfarberücklaufanschlüsse 15b Pumpen 48 und 49 integriert, die der Unterstützung der Druckfarbezirkulation dienen. Gegebenenfalls kann auf die Pumpen 48 und/oder die Pumpen 49 verzichtet werden.

Fig. 6 zeigt eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10, die in Analogie zum Ausführungsbeispiel der Fig. 1 und 2 ausgebildet ist, und in Druckrichtung gesehen über fünf hintereinander positionierte Inkjet-Druckköpfe 11 verfügt. Die Druckkopfaufnahme 17 ist dabei ebenso wie die Druckkopfaufnahme 17 der Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 1 bis 5 als ebene, plattenförmige Druckkopfaufnahme ausgebildet, und zwar derart, dass alle Inkjet-Druckköpfe 11, nämlich die Düsenplatten 14 derselben, bei ebener Führung eines zu bedruckenden Bedruckstoffs vom Bedruckstoff einen in etwa gleichen Abstand aufweisen.

Eine solche Inkjet-Druckeinrichtung 10 findet insbesondere dann Verwendung, wenn dieselbe an einer Stelle in eine Offset-Druckmaschine integriert werden soll, in welcher der zu bedruckende Bedruckstoff flach und demnach ohne Krümmung desselben geführt wird. Dies kann z. B. im Bereich eines Auslegertischs oder im Bereich einer schrägen Papierbahnführung erfolgen.

Im Unterschied hierzu ist es auch möglich, wie Fig. 7 entnommen werden kann, die Druckkopfaufnahme 17 als gekrümmte, plattenförmige Druckkopfaufnahme auszuführen. Dabei weisen alle Inkjet-Druckköpfe 11, nämlich die Düsenplatten 14 derselben, bei einer gekrümmten Führung eines zu bedruckenden Bedruckstoffs 13 vom Bedruckstoff einen in etwa gleichen Abstand auf.

Allen in den Fig. 1 bis 7 dargestellten Inkjet-Druckeinrichtungen ist gemeinsam, dass dieselben aus im Wesentlichen drei Ebenen aufgebaut sind. Eine erste Ebene wird von der Druckkopfaufnahme 17 definiert, welche die einzelnen Inkjet-Druckköpfe aufnimmt und die Position derselben relativ zueinander im dreidimensionalen Raum eindeutig definiert. Eine zweite Ebene wird von der mechanischen Versorgungseinheit 21 definiert, welche der Versorgung der Inkjet-Druckköpfe mit Druckfarbe dient. Eine dritte Ebene, die zwischen den ersten und zweiten Ebene verläuft, wird durch die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 gebildet, welche die einzelnen Inkjet-Druckköpfe einerseits mit Steuersignalen und andererseits mit einer Versorgungsspannung versorgt. Die mechanische Versorgungseinheit 21 sowie die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 erstrecken sich über den Bereich aller Inkjet-Druckköpfe und dienen der gemeinsamen Versorgung derselben. Hierdurch ist gewährleistet, dass zu den einzelnen Inkjet-Druckköpfen keine separaten Versorgungsleitungen geführt werden müssen. Vielmehr ist es ausreichend, die mechanische Versorgungseinheit 21 sowie die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 über eine minimale Anzahl an Leitungen mit einem Vorratsbehälter für Druckfarbe bzw. einer Steuereinrichtung und Spannungsversorgungsquelle zu verbinden. Hierdurch kann die Handhabung von Inkjet-Druckeinheiten vereinfacht werden.

Bezugszeichenliste 10 Inkjet-Druckeinrichtung 11 Inkjet-Druckkopf 12 Druckfarbetropfen 13 Bedruckstoff 14 Düsenplatte 15 Druckfarbeanschluss 15a Druckfarbevorlaufanschluss 15b Druckfarberücklaufanschluss 16 Steueranschluss 17 Druckkopfaufnahme 18 Präzisionsanschlag 19 Anschläge 20 Anschläge 21 mechanische Versorgungseinheit 22 Druckfarbebehälter 22a Vorlaufteilbehälter 22b Rücklaufteilbehälter 23 Druckfarbe 24 Druckfarbeöffnung 24a Druckfarbeauslassöffnung 24b Druckfarbeeinlassöffnung 25 Verbindungstücke 26 Ventil 27 Betätigungsmechanismus 28 Stellglied 29 Ventilkörper 30 elektrische/elektronische Versorgungseinheit 31 Steuerplatine 32 Steckverbindungen 33 Abschlusswiderstand 34 Ausnehmung 35 Montageelement 36 Vorratsbehälter 37 Zulaufleitung 38 Ablaufleitung 39 Ventil 40 Ventil 41 Pumpe 42 Unterdruckleitung 43 Ventil 44 Pumpe 45 Pumpe 46 Trennwand 47 Pumpe 48 Pumpe 49 Pumpe

Claims (12)

1. Inkjet-Druckeinrichtung mit mehreren arrayartig oder matrixartig angeordneten Inkjet-Druckköpfen (11). wobei jeder Inkjet-Druckkopf (11) mindestens einen Druckfarbeanschluss (15), mindestens eine Druckfarbedüse und mindestens einen Steueranschluss (16) aufweist, wobei über den oder jeden Druckfarbeanschluss (15) dem jeweiligen Inkjet-Druckkopf (11) Druckfarbe zuführbar ist, wobei über die oder jede Druckfarbedüse vom jeweiligen Inkjet-Druckkopf (11) Druckfarbe auf einen zu bedruckenden Bedruckstoff (13) richtbar ist, und wobei überden oder jeden Steueranschluss (16) an den jeweiligen Inkjet-Druckkopf (11) eine Versorgungsspannung und/oder Steuersignale anlegbar sind, und mit einer Druckkopfaufnahme (17), welche die Position und damit Ausrichtung der Inkjet-Druckköpfe (11) relativ zueinander definiert, gekennzeichnet durch: a) eine sich über den Bereich aller Inkjet-Druckköpfe (11) erstreckende, elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit (30), an die alle Inkjet-Druckköpfe (11) mit ihren jeweiligen Steueranschlüssen (16) angeschlossen sind, und über die an alle Inkjet-Druckköpfe (11) gemeinsam eine Versorgungsspannung und/oder druckkopfspezifische Steuersignale anlegbar sind, wobei die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit (30) modular aufgebaut ist und für jeden Inkjet-Druckkopf (11) eine separate Steuerplatine (31) umfasst, wobei einerseits die Steuerplatinen (31) jedes Inkjet-Druckkopfs (11) mit den Steueranschlüssen (16) des jeweiligen Inkjet-Druckkopfs (11) verbunden sind, und wobei andererseits die Steuerplatinen (31) benachbarter Inkjet-Druckköpfe (11) miteinander verbunden sind; b) eine sich über den Bereich aller Inkjet-Druckköpfe (11) erstreckende, mechanische Versorgungseinheit (21). an die alle Inkjet-Druckköpfe (11) mit ihren jeweiligen Druckfarbeanschlüssen (15) angeschlossen sind, und über die alle Inkjet-Druckköpfe (11) gemeinsam mit Druckfarbe versorgbar sind, wobei die mechanische Versorgungseinheit (21) als Druckfarbebehälter (22) ausgebildet Ist, der Druckfarbeölfhun-gen (24) aufweist, wobei die Inkjet-Druckköpfe (11) mit ihren Druckfarbeanschlüssen (15) an die Druckfarbeöffnungen (24) des Druckfarbebehälters (22) angeschlossen sind, und wobei jeder dieser Druckfarbeöffnungen (24) des Druckfarbebehälters (22) ein Ventil (26) zugeordnet ist, um die jeweilige Druckfarbeöffnung (24) separat für sich zu öffnen oder zu schließen.

2. Inkjet-Druckeinrichtung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatinen (31) benachbarter Inkjet-Druckköpfe (11) unter Bildung einer Busstruktur miteinander verbunden sind, wobei eine zu übertagende Versorgungsspannung und/oder zu übertagende druckkopfspezifische Steuersignale an allen Seiten der Steuerplatinen (31) abgreifbar sind.

3. Inkjet-Druckeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerplatinen (31) benachbarter Inkjet-Druckköpfe (11) über flexible Steckverbindungen (32) miteinander verbunden sind.

4. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit (30) an einer Stelle über ein Versorgungskabel mit einer Steuereinrichtung und Spannungsversorgungsquelle gekoppelt ist.

5. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckfarbebehälter (22) über eine ZufQhrieitung (37) und eine Abführleitung (38) mit einem Verratsbehäller (36) für Druckfarbe verbunden ist.

6. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet dass die Druckfarbeöffnungen (24) des Druckfarbebehälters (22) mit den Druckfarbeanschlüssen (15) der Inkjet-Druckköpfe (11) über flexible Veibin-dungsstücke (25) verbunden sind.

7. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckfarbebehälter (22) über Trennwände (46) in mindestens einen Voriaufteilbehälter (22a) und mindestens einen Rücklaufteilbehälter (22b) unterteilt ist, wobei der oder jeder Voriaufteilbehälter (22a) DrucKfarbeauslassöffnuh-gen (24a) und der oder jeder Rücklaufleilbehälter (22b) Druckfarbeeinlassöffnungen (24 b) aufweist, und wobei die Druckfarbeauslassöffnungen (24a) an Druckfarbevor-(aufanschlüsse (15a) der Inkjet-Druckköpfe (11) und die Druckfarbeeinlassöffnungen (24b) an Druckfarberücklaufanschlüsse (15b) der Inkjel-Druckköpfe (11) angeschlossen sind.

8. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass Druckfarbe unter Ausnutzung der Schwerkraftwirkung vom Druckfarbebehälter (22) den Inkjet-Druckköpfen (11) zuführbar ist, oder derart, dass die Druckfarbe unter Ausnutzung einer zirkulierenden Druckfarbeversorgung vom Druckfarbebehälter (22) den Inkjet-Druckköpfen (11) zuführbar ist.

9. Inkjet-Druckeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn die Druckfarbe unter Schwerkraftwirkung vom Druckfarbebehälter (22) den Inkjet-Druckköpfen (11) zuführbar ist, der Druckfarbebehälter (22) über eine Unterdruckleitung (42) entgast werden kann.

10. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfaufnahme (17) als ebene, plattenförmige Druckkopfaufriahme ausgebildet ist, derart, dass alle Inkjet-Druckköpfe (11) bei einer ebenen Führung eines zu bedruckenden Bedruckstoffs vom Bedruckstoff einen in etwa gleichen Abstand aufweisen.

11. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfaufnahme (17) als gekrümmte, plattenförmige Druckkopfaufnahme ausgebildet ist. derart, dass alle Inkjet-Druckköpfe (11) bei einer gekrümmten Führung eines zu bedruckenden Bedruckstoffs vom Bedruckstoff einen in etwa gleichen Abstand aufweisen.

12. Inkjet-Druckeinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfaufnahme (17) Ausnehmungen zur Aufnahme der Inkjet-Druckköpfe (11) aufweist, wobei Anschläge (18.19.20) die Position der Inkjet-Druckköpfe (11) an der Druckkopfaufnahme (17) vorgeben und damit die Position und damit Ausrichtung der Inkjet-Druckköpfe (11) relativ zueinander definieren.