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Die
Erfindung betrifft eine Inkjet-Druckeinrichtung nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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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-Inkjet-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.
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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.
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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.
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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. Über den
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.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung das Problem zugrunde,
eine neuartige Inkjet-Druckeinrichtung zu schaffen.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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1:
einen teilweisen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung;
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2:
ein Detail der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung
gemäß 1;
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3:
eine erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung
analog zum Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 zusammen mit einem Vorratsbehälter;
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4:
eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung
analog zum Ausführungsbeispiel
der 1 und 2 zusammen mit einem Vorratsbehälter;
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5:
eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung
zusammen mit einem Vorratsbehälter;
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6:
eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung;
und
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7:
eine weitere erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung.
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Nachfolgend
wird die hier vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf 1 bis 7 in
größerem Detail
beschrieben.
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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 × 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.
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Im
gezeigten Ausführungsbeispiel
der 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.
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Neben
den Druckfarbedüsen
verfügt
jeder Inkjet-Druckkopf 11 weiterhin gemäß 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.
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Die
erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 der 1 verfügt über eine
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 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.
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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.
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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 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 versorgt werden können.
Im Ausführungsbeispiel
der 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.
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Der
Druckfarbebehälter 22 verfügt über mehrere
Druckfarbeöffnungen 24,
wobei gemäß 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.
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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.
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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 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.
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Die
erfindungsgemäße Inkjet-Druckeinrichtung 10 verfügt weiterhin über eine
sich über
den 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.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 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.
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2 zeigt
eine Draufsicht auf die elektrische bzw. elektronische Versorgungseinheit 30 der Inkjet-Druckeinrichtung 10 der 1,
wobei 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.
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Wie 2 entnommen
werden kann, sind in die Steuerplatinen 31 Ausnehmungen 34 eingebracht,
durch die sich im montierten Zustand der erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10 gemäß 1 die
Druckfarbeanschlüsse 15 der
Inkjet-Druckköpfe erstrecken,
so dass dieselben mit den Druckfarbeöffnungen 24 des Druckfarbebehälters 22 verbunden
werden können.
Gemäß 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.
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Im
Ausführungsbeispiel
der 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 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 3 beschrieben. So zeigt 3 eine Inkjet-Druckeinrichtung 10,
die analog zum Ausführungsbeispiel
der 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.
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Gemäß 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.
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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 Ansammlung 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.
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Eine
Ursache für
solche Gasbläschen
sind leicht flüchtige
Bestandteile der Druckfarbe, die durch den Unterdruck 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 Unterdruck 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.
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4 zeigt
eine Betriebsweise der Inkjet-Druckeinrichtung 10, bei
welcher im Unterschied zum Ausführungsbeispiel
der 3 die Druckfarbe 23 dem Druckfarbebehälter 22 nicht
unter Schwerkraftwirkung entnommen wird, sondern vielmehr unter
Ausnutzung einer zirkulierenden Druckfarbeversorgung. So ist im
Ausführungsbeispiel
der 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.
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In
die Zulaufleitung bzw. Vorlaufleitung 37 ist gemäß 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.
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Den
bisher dargestellten Ausführungsbeispielen
gemäß 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 1 bis 4 einmal Druckfarbe
eingedrungen ist, diese nur über
die Druckfarbedüsen
aus denselben herausbefördert werden
kann.
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Demgegenüber zeigt 5 ein
Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10,
bei welcher die Inkjet-Druckköpfe 11 über eine
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 Druckfarbevorlaufanschlüssen 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.
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Der
Druckfarbebehälter 22 ist
im Ausführungsbeispiel
der 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 5 sind
alle Vorlaufteilbehälter 22a des
Druckfarbebehälters 22 über eine
Zulaufleitung 37 mit einem Vorratsbehälter 36 für Druckfarbe
verbunden, die Rücklaufteilbehälter 22b hingegen
sind über
eine Ablaufleitung 38 mit dem Vorratsbehälter 36 verbunden. Auch
im Ausführungsbeispiel
der 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 5 wiederum
eine Pumpe 47 integriert, die der Etablierung der kontinuierlichen,
zirkulierenden Druckfarbeversorgung für die Inkjet-Druckköpfe 11 dient.
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Wie 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.
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6 zeigt
eine schematisierte Darstellung einer erfindungsgemäßen Inkjet-Druckeinrichtung 10,
die in Analogie zum Ausführungsbeispiel
der 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 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.
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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.
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Im
Unterschied hierzu ist es auch möglich, wie 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.
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Allen
in den 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.
-
- 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