Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines
Druckkopfes eines Inkjet-Printers gemäss Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Stand der Technik
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Neben Druckköpfen von Inkjet-Printern, die als Wegwerfeinheiten
geliefert werden, sind in letzter Zeit immer mehr Druckköpfe mit
auswechselbaren Tintenpatronen erhältlich. Dadurch kann die
Lebensdauer der relativ teuren Spritzmodule mit den
piezoelektrischen oder thermoelektrischen Wandlern, Kanalstrukturierungen
und Düsenplatten wesentlich besser ausgenützt werden. Ein
Beispiel eines solchen Druckkopfes ist in der EP-A-560 729
beschrieben. Weil das Spritzmodul damit länger in Betrieb ist,
neigt insbesondere die Düsenplatte zum Verschmutzen.
Druckerhersteller empfehlen, den Druckkopf alle drei Monate zu reinigen.
Da jedoch hierfür kein entsprechendes Zubehör mit dem Drucker
mitgeliefert wird, wurde dieser Verschmutzung bisher dadurch
abgeholfen, dass man die Düsenplatte von Zeit zu Zeit mit einem
feuchten Lappen reinigte. Dies birgt jedoch die Gefahr der
Beschädigung in sich.
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Wird ferner ein Tintenstrahldruckkopf für längere Zeit nicht
benutzt, so trocknet Resttinte auf der Düsenplatte ein, welche mit
dem herkömmlichen, im Drucker vorgegebenen Reinigungsprozess
nicht mehr beseitigt werden kann. Durch die Möglichkeit des
mehrmaligen Gebrauchs und die Notwendigkeit, den Druckkopf zum
Nachfüllen oder Auswechseln des Tintentanks mehrmals ein- und
auszubauen, werden die elektrischen Kontakte des Druckkopfes
durch Oxidation, Tinte und/oder Fingerabdrücke verschmutzt. Da
der Druckkopf mit relativ kleinen Impulsspannungen betrieben
wird, reicht schon eine geringe Verschmutzung aus, um die
Funktion des Druckkopfes zu stören.
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Zudem muss ein aufbereiteter und nachgefüllter Druckkopf für
die Lagerung und den Transport ausserhalb des Druckers wieder
dicht verschlossen werden können.
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Darstellung der Erfindung
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Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Reinigungsvorrichtung
für solche Druckköpfe zu schaffen, mit welcher der Druckkopf,
insbesondere seine Düsenplatte und/oder die elektrischen
Kontakte, schonend gereinigt werden können.
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Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 1.
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Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu
schaffen, welche beim Parken und/oder beim Transport ein
Austrocknen der Tinte in den Düsen der Düsenplatte verhindert.
Diese Aufgabe löst eine Vorrichtung mit den Merkmalen des
Patentanspruches 6 beziehungsweise 9.
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Erfindungsgemäss ist ein Halter zur Aufnahme des Druckkopfes
vorhanden, in welchem ein saugfähiges Element zum Reinigen der
Düsenplatte und/oder der elektrischen Kontakte angeordnet ist.
Ferner weist der Halter ein Dichtelement auf, welches eine
Düsenplatte des Druckkopfes abdichtet.
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Dadurch ist gewährleistet, dass die Reinigung der Düsenplatte
und/oder der elektrischen Kontakte auf geeignete Weise, ohne
diese zu beschädigen, erfolgt, und dass die Düsenplatte bei
Aufbewahrung des Druckkopfes ausserhalb des Druckers vor dem
Austrocknen geschützt ist.
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In ersten Ausführungsformen zur Reinigung der Düsenplatte ist
das saugfähige Element auf einem beweglichen ersten Träger
angeordnet, so dass der Druckkopf zur Reinigung im Halter verbleibt.
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In weiteren Ausführungsformen weist der Halter ein
Reinigungselement zur Reinigung der elektrischen Kontakte auf, welche auf
einem beweglichen Träger angeordnet ist.
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Ferner kann der Halter mindestens ein bewegliches Glied
aufweisen, so dass er aus einer Stellung für das Parken und/oder den
Transport des Druckkopfes in eine Reinigungsstellung zur
Reinigung der Düsenplatte umstellbar ist.
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In einer einfachen Ausführungsform ist das Reinigungselement für
die Düsenplatte als Kissen ausgebildet, welches sich mit einer
Reinigungsflüssigkeit beträufeln läßt. Der Druckkopf wird zur
Reinigung aus dem Halter entfernt und die Düsenplatte über dem
Kissen hin- und herbewegt.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen
Patentansprüchen hervor.
Kurze Beschreibung der Figuren
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Im folgenden wird der Erfindungsgegenstand anhand von
bevorzugten Ausführungsbeispielen, welche in der beiliegenden Zeichnung
dargestellt sind, erläutert. Es zeigen:
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Fig. 1 bis 3 Seitenansichten eines ersten
Ausführungsbeispiels in verschiedenen Betriebsstellungen,
teilweise im Schnitt,
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Fig. 4 eine Rückansicht,
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Fig. 5 und 6 eine zweite Ausführungsform,
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Fig. 7 eine dritte Ausführungsform,
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Fig. 8 bis 12 eine vierte Ausführungsform, und
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Fig. 13 und 14 eine fünfte Ausführungsform.
Wege zur Ausführung der Erfindung
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Die Vorrichtung nach den Fig. 1 bis 4 weist einen Halter 1
auf, in den ein Druckkopf 2 eingeschnappt ist. Dazu hat der
Halter 1 an zwei schmalen Seitenwänden 10 Zentrierelemente in Form
von abstehenden Zapfen 11, in welchen halbkreisförmige
Ausnehmungen 12 des Druckkopfs 2 eingreifen. Im oberen Bereich des
Halters 1 ist eine federnde Rastnase 13 angeformt, die in einer
Rastschulter 14 des Kopfs 2 eingerastet ist. Die Rückwand 15 des
Halters 1 hat eine kreisförmige Aussparung 16, die unten eine
rechteckige Erweiterung 17 aufweist. Von den seitlichen Rändern
dieser Erweiterung 17 stehen Zapfen 18 ab, auf die etwas mehr
als halbrunde Ausnehmungen 19 einer runden Klappe 20
aufgeschnappt sind. Die Klappe 20 hat ebenfalls einen rechteckigen
Vorsprung 21. In einer Ausnehmung 22 auf der Oberseite der
Klappe 20 ist eine Dichtlippe 23 mit einem umlaufenden elastomeren
oder elastischen Wulst eingesetzt, wobei die Dichtlippe 23 bei
heruntergeklappter Klappe 20 und eingesetztem Kopf 2 die
Peripherie der Düsenplatte 24 des Kopfs 2 luftdicht abschließt. Im
hier dargestellten Beispiel ist die Dichtlippe rechteckförmig
gestaltet. Andere Formen sind jedoch möglich.
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Wegen der genauen Positionierung des Kopfs durch die Zapfen 11
kann die Abdichtung der Düsen der Düsenplatte über lange Zeit
gewährleistet werden. Diese Stellung der Klappe 20 eignet sich
daher für den Versand des Druckkopfs und für dessen Parken bei
Nichtgebrauch, damit die Tinte in den Düsen der Düsenplatten 24
nicht austrocknet. Um einen Austritt von Tinte aus den Düsen der
Düsenplatte während des Transportes bei starken Temperatur- oder
Druckänderungen zu vermeiden, wird für den Transport zweckmässig
in die Dichtlippe 23 noch ein elastomeres Plättchen eingelegte
das flächig und abdichtend an den Düsen anliegt. Alternativ
können die Düsen auch mittels eines Klebstreifens verschlossen
werden.
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Unterhalb der Klappe 20 ist auf dem Boden 30 des Halters 1 ein
als Träger ausgebildeter Teller 31 eingesetzt. Der Teller 31 ist
vorzugsweise rund ausgebildet. Er ist mit zwei zentralen, nach
unten abstehenden Haken 32 in eine Öffnung 33 eines am Boden 30
angeformten Federarms 34 eingeschnappt. In einer kreisförmigen
Ausnehmung 35 des Tellers 31 ist ein saugfähiges Element zum
Reinigen der Düsenplatte eingesetzt. Im hier dargestellten
Beispiel ist es eine elastische, mit einer Reinigungsflüssigkeit
leicht benetzte Scheibe 36. Die Scheibe 36 kann zum Beispiel aus
einem offenzelligen, elastomeren Schaumstoff bestehen. Bei
wasserlöslichen Tinten besteht die Reinigungsflüssigkeit
überwiegend aus Wasser. Die Scheibe oder der Schaumkörper 36 kann auch
aus zwei Schichten unterschiedlicher Porengröße bestehen, wobei
nur die untere Schicht benetzt und die obere Schicht im
unbelasteten Zustand trocken ist. Die untere Schicht hat also die
grössere Kapillarität (engere Poren). Diese Variante hat den
Vorteil, dass ein schnelles Verdunsten der Reinigungsflüssigkeit
verhindert wird.
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Zum Reinigen wird zunächst der Kopf 2 aus dem Halter 1 entfernt,
die Klappe 20 in die Position nach Fig. 2 hochgeklappt und der
Kopf 2 wieder eingesetzt. Nun kann der Teller 31 manuell
hochgedrückt werden (Fig. 3), wobei er diametral gegenüberliegend der
Düsenplatte 24 an einen Anschlag 37 anschlägt, so dass der
Teller 31 genau parallel zur Düsenplatte 24 ist. Die Bewegung des
Tellers 31 kann auch auf der gegenüberliegenden Seite durch
Anschläge begrenzt sein, so dass die Scheibe 36 mit einem
definierten Druck gegen die Düsenplatte 24 angedrückt wird.
Gegebenenfalls kann der Teller 31 während der Reinigung auch leicht
gedreht werden. Zweckmässig wird der Teller 31 zwischen
aufeinanderfolgenden Reinigungsschritten etwas weiter gedreht. Die
Zapfen 11 ermöglichen dabei ein freies Drehen des Tellers 31 bei
eingesetztem Druckkopf 2. Wenn die Scheibe 36 aus zwei Schichten
unterschiedlicher Porosität besteht, wird beim Komprimieren
während des Andrückens auch die obere Schicht leicht benetzt, was
eine bessere Reinigung ergibt.
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Mit der beschriebenen Vorrichtung wird eine schonende und
dennoch gründliche Reinigung der Düsenplatte 24 ermöglicht. Nach
dem Reinigen wird der Kopf 2 entfernt, die Klappe 20
heruntergeklappt, so dass ein vorstehender Rand 38 auf der Unterseite der
Klappe 20 gegen einen Rand 39 des Tellers 31 abdichtet, damit
der Schaumkörper 36 nicht austrocknet. In der abgesenkten
Stellung rastet der Rand 40 einer Öffnung 41 der Klappe 20 hinter
einer Rastnase 42 des Halters 1 ein.
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Bei den Ausführungsformen nach Fig. 5 bis 14 sind analoge
Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen, so dass sich eine
detaillierte Beschreibung dieser Teile erübrigt.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6 wird auf die Klappe
20 verzichtet. Der Träger oder Teller 31 ist in Schritten
drehbar und mit Rastelementen jeweils in einer dieser Drehstellungen
arretiert. Die Rastelemente bestehen aus einem am Halter 1
angeformten Federarm 45 mit einer Rastkerbe 46, in welche Rastnocken
47 am Außenumfang des Tellers 31 eingreifen. Der Teller 31 ist
in mehrere Bereiche 48 unterteilt. In einem dieser Bereiche 48
ist die Ausnehmung 22 eingeformt, in welcher die Dichtlippe 23
befestigt ist. In den übrigen Bereichen 48 sind mit
Reinigungsflüssigkeit benetzte Schaumstoffplättchen 49 zur Reinigung der
Düsenplatte eingesetzt. Unter jedem dieser Plättchen 49 hat der
Teller 31 eine durchgehende Öffnung 50. Eine weitere Öffnung 51
befindet sich im Boden 30 des Halters 1 unterhalb der
Düsenplatte 24. In der in Fig. 5 und 6 dargestellten Park- und
Transportstellung des Tellers 31 befindet sich die Dichtlippe 23
unterhalb der Düsenplatte 24. Soll diese gereinigt werden, wird
der Kopf 2 vom Halter 1 abgenommen, der Teller 31 um einen oder
mehrere Schritte gedreht und der Kopf 2 wieder eingesetzt. Nun
kann das betreffende Schaumstoffplättchen 49 durch die
fluchtenden Öffnungen 50, 51 gegen die Düsenplatte 24 angedrückt und
diese damit gereinigt werden. Um ein Austrocknen der Plättchen
49 zu verhindern, kann oberhalb des Tellers 31 eine gegen dessen
Rand 39 abdichtende, nicht dargestellte Scheibe am Träger 1
befestigt sein, in welcher unterhalb der Düsenplatte 24 ein Sektor
ausgespart ist. Die Transportsicherung kann entsprechend der
Ausführungsform nach Fig. 1 bis 3 ergänzt werden, das heisst,
es kann eine entsprechende Klappe 20 vorgesehen sein.
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Bei der Ausführungsform nach Fig. 7 ist der Teller 31 in drei
Stellungen drehbar, nämlich eine für den Versand, eine zum
Parken und eine zum Reinigen der Düsenplatte. Zum Verschwenken in
diese Stellungen ist am Teller 31 ein Hebel 52 angeformt. In
einer ersten Ausnehmung 22 ist die Dichtlippe 23 angebracht. Diese
dient zum Parken des Kopfes 2. In einer zweiten Ausnehmung 53
ist eine speziell für den Transport ausgelegte Dichtung 54
eingesetzt, welche z. B. ganzflächig an der Düsenplatte 24 anliegt
und die Düsen verschliesst. In der dritten Ausnehmung 55 ist das
Schaumstoffplättchen 49 zur Reinigung der Düsenplatte
eingesetzt.
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Bei der einfachen Ausführungsform nach den Fig. 8 bis 12 ist
die umlaufende Dichtlippe 23 direkt im Boden 30 eingesetzt. Das
Reinigungselement ist als Kissen 36 ausgebildet und neben der
Dichtlippe 23 in eine Ausnehmung 60 des Bodens 30 eingesetzt.
Zum Reinigen der Düsenplatte 24 wird der Druckkopf 2 aus dem
Halter 1 entfernt und es werden ein paar Tropfen 61
Reinigungsflüssigkeit auf das Kissen 36 aufgetropft. Die Reinigung der
Düsenplatte 24 erfolgt durch leichtes Anpressen und Hin- und
Herbewegen auf dem Kissen 36 (Fig. 9). Falls nach längerem
Nichtgebrauch die Tinte in den Düsen der Düsenplatte 24 eingetrocknet
sein sollte, werden ein oder zwei Tropfen Reinigungsflüssigkeit
61 in die von der Dichtlippe 23 umschlossene Ausnehmung 62 des
Dichtelementes 63 gegeben (Fig. 10), der Druckkopf 2 in den
Halter 1 eingesetzt und auf den Kopf gestellt (Fig. 11).
Anschliessend wird der Druckkopf 2 aus dem Halter 1 entfernt, die
Düsenplatte 24 auf dem Kissen 36 abgewischt (Fig. 12) und der
Druckkopf wieder in den Halter 1 oder direkt in den Drucker
eingesetzt. Die Zentrierelemente am Halter 1 für den Druckkopf 2
können z. B. gleich ausgebildet sein wie bei den
Ausführungsformen nach Fig. 1 bis 6.
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Fig. 13 und 14 zeigen eine Ausführungsform, bei der in eine
kreisförmige Öffnung 66 der Rückwand 15 ein Träger oder Teller
67 drehbar eingesetzt ist. Auf der Vorderseite ist am Teller 67
ein Reinigungselement aus einem saugfähigem Material befestigt,
welches zudem vorzugsweise porös und elastisch ist. Im hier
dargestellten Beispiel ist das Reinigungselement eine Scheibe 68,
z. B. ein Schwamm, analog zur Scheibe 36 der ersten
Ausführungsform befestigt. Die Rückseite hat einen Handgriff 69 zum
manuellen Drehen des Tellers 67. Bei eingesetztem Druckkopf 2 ist ein
Flextape an der Rückseite des Druckkopfs 2 mit den
Anschlusskontakten 70 leicht gegen die Scheibe 68 angepresst. Zum Reinigen
der Kontakte 70 werden wiederum einige Tropfen
Reinigungsflüssigkeit auf die Scheibe 68 aufgetropft, der Druckkopf 2
eingesetzt und der Teller 67 einige Male hin- und hergedreht. In
einer Variante ist der Träger als Schieber ausgebildet, welcher in
vertikaler Richtung hin- und herschiebbar ist. Vorzugsweise ist
er dabei rechteckförmig ausgebildet.
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Die Ausführungsform gemäss den Fig. 13 und 14 läßt sich auch
mit den beweglichen Trägern gemäss den Fig. 1 bis 7 versehen.
Zudem läßt sich diese Ausführungsform auch als Halter
gestalten, welches kein im Halter integriertes Reinigungselement für
die Reinigung der Düsenplatte aufweist, sondern nur ein
integriertes Reinigungselement für die Reinigung der elektrischen
Kontakte umfasst.
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Mit der heutigen Möglichkeit, einen Druckkopf mehrmals zu
verwenden, steigt die Gefahr einer Verschmutzung der Düsenplatte
und der elektrischen Kontakte durch Staub, Fasern, eingetrocknete
Tinte, Fingerabdrücke usw. Wenn der Druckkopf aufbewahrt
werden soll, z. B. weil ein Druckkopf mit anderer Farbe in den Drucker
eingesetzt wird, steigt ebenfalls die Gefahr der
Verschmutzung von Düsenplatte und Kontaktstellen. Die vorliegende
Erfindung löst diese Probleme mit einer einzigen Vorrichtung. Diese
ist sehr einfach aufgebaut und von jedermann einfach zu
bedienen. Das Dichtelement 23 schützt die Düsen wirkungsvoll vor dem
Austrocknen und vor mechanischer Beschädigung. Das Dichtelement
23 kann auswechselbar eingesetzt sein, damit der Halter für
verschiedene Druckköpfe verwendbar ist. Der Schaumkörper 36
ermöglicht ein sanftes aber wirkungsvolles Reinigen der Düsenplatte.
Bei stark eingetrockneter Tinte besteht zudem die Möglichkeit,
gezielt nur die Düsenplatte zu behandeln. Bei den
Ausführungsformen nach Fig. 8 bis 13 kann das Reinigungskissen 36 bei
starker Verschmutzung für eine weitere Verwendung umgedreht oder
gegen ein neues Reinigungskissen ausgetauscht werden. Mit der
Polierscheibe 68 können durch einfaches Hin- und Herdrehen
leichte Oxydschichten sowie Fett- und Tintenrückstände auf den
elektrischen Kontakten des Druckkopfes schnell beseitigt werden.
Bezugszeichenliste
1 Halter
2 Druckkopf
10 Seitenwand
11 Zapfen
12 Ausnehmung
13 Rastnase
14 Rastschulter
15 Rückwand
16 Aussparung
17 Erweiterung
18 Zapfen
19 Ausnehmung
20 Klappe
21 Vorsprung
22 Ausnehmung
23 Dichtlippe
24 Düsenplatte
30 Boden
31 Träger, Teller
32 Haken
33 Öffnung
34 Federarm
35 Ausnehmung
36 Scheibe, Schaumkörper, Kissen
37 Anschlag
38 Vorstehender Rand
39 Rand des Tellers
40 Rand der Öffnung
41 Öffnung
42 Rastnase des Halters
45 Federarm
46 Rastkerbe
47 Rastnocken
48 Bereiche
49 Schaumstoffplättchen
50 Öffnung
51 Öffnung
52 Hebel
53 Zweite Ausnehmung
54 Dichtung
55 Dritte Ausnehmung
60 Ausnehmung
61 Tropf en
62 Ausnehmung
63 Dichtelement
66 Öffnung
67 Träger, Teller
68 Scheibe
69 Handgriff
70 Anschlusskontakte