DE102010060406A1

DE102010060406A1 - Vorrichtung zur Positionierung mindestens eines Druckriegels im Gehäuse einer Druckeinheit bei einem Tintendruckgerät

Info

Publication number: DE102010060406A1
Application number: DE102010060406A
Authority: DE
Inventors: Andreas Müller; Sebastian Wachter
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2010-11-08
Publication date: 2012-05-10
Anticipated expiration: 2030-11-09
Also published as: DE102010060406B4

Abstract

Die Druckköpfe aufweisenden Druckriegel können in der Druckeinheit unabhängig voneinander zwischen einer Druckposition und einer Reinigungsposition bewegt werden. Um die Druckposition einstellen zu können, wird eine Vorrichtung mit Antriebs- und Führungseinheiten (2) vorgeschlagen, mit denen die Druckriegel (4) gekoppelt werden. Beim Einsetzen eines Druckriegels (4) in einen Einbauplatz im Gehäuse der Druckeinheit wird der Druckriegel mit mindestens einer Antriebs- und Führungseinheit (2) gekoppelt. Zunächst wird der Druckriegel (4) schwimmend in der jeweiligen Antriebs- und Führungseinheit (2) gelagert (Positionsgenauigkeit +/–50 μm). Die genaue Positionierung in der Druckposition wird dann über einstellbare Anschläge realisiert, in denen sich der Druckriegel (4) selbst zentriert (Positionsgenauigkeit +/–5 μm). Dazu wird der Druckriegel durch Federkraft und Eigengewicht in die Druckposition gedrückt.

Description

Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Bedruckstoffs z. B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z. B. Papier, können Tintendruckgeräte eingesetzt werden. Der Aufbau solcher Tintendruckgeräte ist bekannt, s. z. B. EP 0 788 882 B1 . Tintendruckgeräte, die z. B. nach dem Drop- on Demand (DoD) Prinzip arbeiten, weisen als Druckeinheit einen Druckkopf oder mehrere Druckköpfe mit Tintenkanäle umfassenden Düsen auf, deren Aktivatoren gesteuert durch eine Druckersteuerung Tintentropfen in Richtung zum Bedruckstoff anregen, die auf den Bedruckstoff gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen.
Bei geringen Druckauslastungen des Tintendruckgeräts sind beim Druckvorgang nicht alle Düsen der Tintendruckköpfe aktiviert, viele Düsen weisen Stillstandzeiten (Druckpausen) auf mit der Folge, dass die Tinte im Tintenkanal dieser Düsen nicht bewegt wird. Wegen des Effektes des Verdunstens aus der Düsenöffnung heraus besteht die Gefahr, dass sich dann die Viskosität der Tinte verändert. Dies hat zu Folge, dass sich die Tinte im Tintenkanal nicht mehr optimal bewegen kann und aus der Düse austreten kann. In extremen Fällen trocknet die Tinte im Tintenkanal vollständig ein und verstopft den Tintenkanal, so dass ein Drucken mit dieser Düse nicht mehr möglich ist.
Das Eintrocknen der Tinte in den Düsen kann dadurch verhindert werden, dass innerhalb einem vorgegebenen Zyklus aus allen Düsen gedruckt wird. Dieser Zyklus kann entsprechend der Druckauslastung eingestellt werden. Dabei können Einzelpunkte in unbedruckten Bereichen des Bedruckstoffs aufgetragen werden oder es können zwischen Druckseiten Druckpunktlinien gedruckt werden. Diese Verfahren können zu Störungen im Druckbild führen, zudem zu unnötigem Tintenverbrauch.
Diese Probleme treten insbesondere bei Farbdruckern auf. Hier sind z. B. als Druckeinheit in einer festen Position zueinander Druckriegel mit Druckköpfen angeordnet. Z. B. können Druckriegel mit jeweils fünf Druckköpfen vorgesehen sein, jeweils ein Druckriegel für die Farben schwarz, cyan, magenta, gelb. Es besteht das Problem, dass eine oder mehrere Farben nicht benutzt werden, z. B. bei Schwarzdruck. Dann sind mehrere Reinigungszyklen erforderlich, um die nicht eingesetzten Druckköpfe wieder gängig zu machen.
Aus US 6,578,945 B2 ist bekannt, bei einem Tintendruckgerät mit mehreren Druckköpfen das Austrocken der Düsen dadurch zu vermeiden, dass die Düsen mit Schutzkappen verschlossen werden. Dabei wird die bei der Reinigung von den Düsen abgegebene Tinte von den Schutzkappen aufgenommen. Um die Schutzkappen auf den Düsen aufzubringen, wird die Druckeinheit mit den Druckköpfen nach oben vom Bedruckstoff weg bewegt, die Schutzkappen in den Zwischenraum zwischen Druckeinheit und Bedruckstoff gefahren, dabei werden die Druckköpfe gereinigt. Über Federkraft werden die Schutzkappen nach oben auf die Druckköpfe hin bewegt, wobei die Druckköpfe abgedeckt werden. Die Schutzkappeneinheit verbleibt in dieser Position bis die Druckeinheit wieder zum Druck eingesetzt werden soll.
In US 2007/0257962 A1 ist ein Tintendruckgerät beschrieben, bei dem der Druckkopf senkrecht nach oben vom Bedruckstoff weg bewegt werden kann zwischen einer Druckposition und einer Position, in der kein Druck durch geführt wird. In dieser Druckposition kann eine aus Gummi bestehende Schutzkappe auf die Düsen des Druckkopfs aufgebracht werden.
DE 197 26 642 C1 beschreibt eine Vorrichtung zur Positionierung eines Tintendruckkopfes und einer Reinigungs- und Dichtvorrichtung. Der Tintendruckkopf ist aus einer Druckposition in eine Reinigungsposition und wieder zurück schwenkbar. Eine Reinigungs- und Dichtvorrichtung kann auf den Tintendruckkopf zu und von diesem wieder weg verstellt werden. Die Reinigungs- und Dichtvorrichtung weist eine Dichtkappe und eine Wischlippe auf.
Aus EP 1 142 717 A2 ist ein Druckgerät bekannt, bei dem eine Druckeinheit mit Druckköpfen in eine Reinigungsposition abgesenkt werden kann, in der die Druckköpfe auf eine Schutzkappeneinheit aufgesetzt werden können. Die Schutzkappeneinheit weist Wischlippen auf, mit denen die Druckköpfe abgewischt werden können. Dazu wird die Schutzkappeneinheit an der Druckeinheit vorbei bewegt. Die Druckköpfe sind an einer Trägerplatte befestigt, die vertikal bewegt werden kann. In den Ecken der Trägerplatte sind Schrauben angeordnet, die in Gewinden in der Trägerplatte gedreht werden können. Ein Schrittmotor dreht die Schrauben mit Hilfe eines Riemens, um die Trägerplatte und damit die Druckköpfe vertikal zu bewegen.
In einem Inkjet-Drucksystem können die Druckköpfe einer Farbe auf einem Druckriegel mechanisch befestigt sein. Im Druckbetrieb, zur Reinigung und Wartung sind unterschiedliche Abstände der Düsen der Druckköpfe relativ zum Bedruckstoff notwendig. Dazu müssen die Druckriegel und damit die Druckköpfe in vertikaler Richtung zu unterschiedlich zum Bedruckstoff entfernt liegenden Positionen bewegt werden können. Zwei dieser Positionen müssen mit hoher Genauigkeit eingestellt werden können:

– Die Druckposition: Positionierung der Druckköpfe parallel zum Bedruckstoff; dazu müssen die Druckriegel in der Höhe, verkippt oder unter einem Winkel relativ zum Bedruckstoff und translatorisch quer zur Laufrichtung des Bedruckstoffs eingestellt werden können.
– Reinigungsposition: Position zur Reinigung der Düsen der Druckköpfe. Bei der Reinigung wird z. B. Tinte per Überdruck oder Unterdruck durch die Düsen der Druckköpfe gedrückt oder gesaugt. Diese Tinte wird dann anschließend mit einer Gummilippe oder mehreren Gummilippen abgestreift (Wipen genannt). Hierzu kann der Druckriegel über die Gummilippen oder die Gummilippen über die Druckriegel gefahren werden. Eine exakte Positionierung der Druckriegel zu den Gummilippen ist notwendig, um eine konstante Überlappung zwischen den Gummilippen und den Düsen sicher zu stellen.

Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, für eine Vorrichtung zur Positionierung von Druckköpfen aufweisenden Druckriegeln in einem Tintendruckwerk anzugeben, bei dem die Druckriegel in Druckposition und in Reinigungsposition exakt positioniert werden können.
Dieses Problem wird durch eine Vorrichtung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintendruckgerät bilden mehrere die Druckköpfe aufweisende Druckriegel eine Druckeinheit. Die Druckriegel können in der Druckeinheit unabhängig voneinander zwischen einer Druckposition und einer Reinigungsposition oberhalb der Druckposition bewegt werden. Weiterhin können alle Positionen zwischen der Druckposition und der Reinigungsposition angefahren werden, wobei die Genauigkeit der Positionierung in Bewegungsrichtung der Druckriegel der Genauigkeit in Reinigungsposition entspricht. Um die Druckposition oder die Reinigungsposition einstellen zu können, wird eine Vorrichtung mit Antriebsund Führungseinheiten vorgeschlagen, mit denen die Druckriegel gekoppelt werden. Beim Einsetzen eines Druckriegels in einen Einbauplatz im Gehäuse der Druckeinheit wird der Druckriegel mit einer Antriebs- und Führungseinheit oder zwei Antriebs- und Führungseinheiten gekoppelt. Zunächst wird der Druckriegel ungenau in einer Zwischenposition positioniert und dabei schwimmend in der jeweiligen Antriebs- und Führungseinheit gelagert (Positionsgenauigkeit +/–50 μm in Bewegungsrichtung). Die genaue Positionierung in der Druckposition wird dann über einstellbare Anschläge realisiert, in denen sich der Druckriegel selbst zentriert (Positionsgenauigkeit +/–5 μm in allen Richtungen). Dazu wird der Druckriegel durch Federkraft und Eigengewicht in die Druckposition gedrückt.
Die schwimmende Lagerung ermöglicht eine Einstellung der Position der Druckriegel in vertikaler und horizontaler Richtung. Gleichzeitig kann eine Vorspannkraft eingestellt werden, die die Druckriegel zusätzlich zu deren Eigengewicht mit der notwendigen Kraft in die Anschläge drückt. Die Vorspannkraft kann durch elastische Elemente wie Federn oder Gummi erzeugt werden.
Weiterhin kann der Druckriegel in die Reinigungsposition in umgekehrter Richtung gefahren werden. Dabei bleibt die enge Kopplung zwischen der Antriebs- und Führungseinheit und dem Druckriegel erhalten.
Eine Antriebs- und Führungseinheit kann links- und rechtsseitig an dem Druckriegel angeordnet werden; sie sind mechanisch voneinander entkoppelt und können getrennt voneinander angesteuert werden. Damit kann jede Seite eines Druckriegels unterschiedliche Positionen einnehmen, um mechanische Toleranzen auszugleichen und um z. B. nicht parallele Bezugsebenen anfahren zu können; z. B. kann die Reinigungsposition parallel zu einer Verfahrrichtung der Druckeinheit liegen, die Druckposition parallel zur Ebene des Bedruckstoffs.
Eine Antriebs- und Führungseinheit kann als Antriebsmittel einen Schrittmotor mit Hubspindel und als Führungseinheit einen mit der Hubspindel gekoppelten Führungsschlitten aufweisen. Die Anzahl der Schritte des Schrittmotors bestimmt die vertikale Position des Führungsschlittens. Die Drehbewegung, die Schrittanzahl und die Drehrichtung kann z. B. mit einem Zahnradsensor überwacht werden.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist damit folgende Vorteile auf:

– Es ist keine teure, hochgenaue, spielfreie Führung für den Druckriegel erforderlich.
– Es wird eine sehr hohe Genauigkeit (+/–5 μm) in den Endpositionen (Druckposition oder Reinigungsposition) durch einen Anschlag erreicht.
– Durch die schwimmende Lagerung nach Erreichen der Zwischenposition, sind höhere Toleranzen für die Positionierung der Antriebs- und Führungseinheiten zueinander und der Druckriegel zueinander innerhalb der Druckeinheit möglich.
– Mechanische Toleranzen können damit kompensiert werden.
– Mechanisch getrennte Antriebs- und Führungseinheiten sind möglich; damit können die Druckriegel parallel zu verschiedenen Bezugsebenen eingestellt werden, mechanische Bauteile können mit höherer Toleranz montiert werden.

An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in den Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert.
Es zeigen:
1 eine prinzipielle Darstellung einer Druckeinheit;
2 eine prinzipielle Darstellung einer Druckeinheit mit einem Druckriegel in Druckposition;
3 eine prinzipielle Darstellung einer Druckeinheit mit einem Druckriegel in Reinigungsposition;
4 eine prinzipielle Darstellung einer Druckeinheit in Druckposition mit Lagerung in den Antriebs- und Führungseinheiten;
5 eine Druckeinheit ohne Druckriegel mit Antriebsund Führungseinheiten;
6 eine Druckeinheit mit Druckriegeln und mit Antriebs- und Führungseinheiten;
7 eine Antriebs- und Führungseinheit;
8 eine Antriebs- und Führungseinheit in Vorderansicht;
9 eine Explosionsansicht der Antriebs- und Führungseinheit zusammen mit einem Druckriegel;
10 eine Antriebs- und Führungseinheit mit einem Druckriegel bei schwimmender Lagerung;
11 eine Antriebs- und Führungseinheit mit einem Druckriegel in Druckposition;
12 eine Antriebs- und Führungseinheit mit einem Druckriegel in Reinigungsposition.
1 zeigt als Beispiel eine Druckeinheit DE mit vier Druckriegeln 4.1 bis 4.4 mit jeweils fünf Druckköpfen DK, wobei jeder Druckriegel 4 unabhängig von den anderen Druckriegeln 4 betrieben werden kann. Somit kann jeder Druckriegel 4 unabhängig von den anderen Druckriegeln 4 vertikal von einer Druckposition in eine Reinigungsposition und zurück bewegt werden. In der Druckposition kann ein Bedruckstoff 3 bedruckt werden, in die Reinigungsposition kann die Druckeinheit DE als Ganzes ohne Beschädigung der Druckköpfe DK bewegt werden; die Druckköpfe DK können auch einzeln gereinigt werden.
Diese Verhältnisse zeigen die 2 und 3 im Prinzip. In 2 ist die Druckeinheit DE mit z. B. einem Druckriegel 4 dargestellt, der in Druckposition abgesenkt ist, so dass ein Bedruckstoff 3 bedruckt werden kann. Der Bedruckstoff 3 wird über einen Rollensattel 12 an der Druckeinheit DE vorbeigeführt. 3 zeigt die Druckeinheit DE, wenn die Druckeinheit DE in Reinigungsposition ist. Jetzt ist der Druckriegel 4 vertikal angehoben worden, so dass eine Reinigungseinheit 13, z. B. eine Reinigungslippe, an den Druckköpfen DK des Druckriegels 4 vorbeigeführt werden kann. Um einen Druckriegel 4 von der einen Position in die andere Position und zurück zu bewegen, führt der Druckriegel 4 eine vertikale Hubbewegung aus. Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Positionierung der Druckriegel 4 in der Druckeinheit DE anzugeben, mit der die Bewegung der Druckriegel 4 von der Reinigungsposition in die Druckposition und umgekehrt kostengünstig durchführbar ist, aber trotzdem eine genaue Lagerung der Druckriegel 4 zumindest in der Druckposition erreicht wird. Die Vorrichtungen zur Positionierung der Druckriegel 4 werden im Folgenden Antriebs- und Führungseinheiten 2 genannt (4), sie sind im Gehäuse der Druckeinheit DE fest angeordnet (5 und 6).
Nachfolgend wird die Erfindung an Hand der Positioniervorrichtung eines Druckriegels 4 erläutert, ohne dass die Erfindung auf diesen Fall beschränkt werden soll. Die Erläuterung kann auf die Positionierung aller Druckriegel 4 übertragen werden, wobei jeder Druckriegel 4 unabhängig von den anderen Druckriegeln 4 positioniert werden kann. Dazu ist nach 4 jeder Druckriegel 4 auf seinen beiden Seitenflächen jeweils in einer Antriebs- und Führungseinheit 2 gelagert, z. B. ist der Druckriegel 4 auf seiner linken Seitenfläche in der Antriebs- und Führungseinheit 2.1 und auf seiner rechten Seitefläche in der Antriebsund Führungseinheit 2.2 gelagert. Die Antriebs- und Führungseinheiten 2.1 und 2.2 sind gleich ausgeführt, können jedoch unterschiedlich angesteuert werden.
Um das gestellte Problem zu lösen, sind jeder Druckriegel 4 und seine vertikalen Antriebs- und Führungseinheiten 2.1 und 2.2 im Gehäuse 1 der Druckeinheit DE derart ausgeführt, dass beim Einsetzen des Druckriegels 4 in die Druckeinheit DE zwei Positionierschritte ausgeführt werden:

– Der erste Positionierschritt führt zu einer Zwischenposition (10), in der der Druckriegel 4 schwimmend in seinen Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 gelagert ist (vgl. 10, Pfeile PF2); damit kann die Position des Druckriegels 4 in vertikaler Richtung noch korrigiert werden.
– Im zweiten Positionierschritt erreicht der Druckriegel 4 als Endposition seine Druckposition (11). In dieser Endposition ist der Druckriegel 4 in mindestens einer Antriebs- und Führungseinheit 2.1, 2.2 exakt zentriert und arretiert, dazu sind Anschläge (11, Positionierplatten 8) in den Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 vorgesehen.
– Weiterhin kann der Druckriegel 4 in entgegen gesetzter Richtung in die Reinigungsposition gebracht werden (12).

Im ersten Positionierschritt wird somit eine schwimmende Lagerung des Druckriegels 4 in den Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 erzielt. Damit sind Korrekturen in vertikaler Richtung noch möglich. Im zweiten Positionierschritt wird der Druckriegel 4 exakt in den Antriebs- und Führungseinheiten 2 und damit in der Druckeinheit DE positioniert. In 4 ist dies schematisch dargestellt. Im ersten Positionierschritt wird der Druckriegel 4 über elastische Elemente 10 an den Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 gelagert. Nach dem zweiten Positionierschritt ist der Druckriegel 4 dann mit Hilfe der Anschläge 14 exakt in den Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 positioniert und arretiert. Gleichzeitig kann eine Vorspannkraft eingestellt werden, um den Druckriegel 4 zusätzlich zum Eigengewicht des Druckriegels 4 mit der notwendigen Kraft in die Anschläge 14 in den Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 zu drücken.
Auf beiden Seiten des Druckriegels 4 können Antriebs- und Führungseinheiten 2 angeordnet werden, um den Druckriegel 4 auf beiden Seiten unabhängig voneinander einstellen zu können. Damit kann jede Seite des Druckriegels 4 mechanisch voneinander entkoppelt verschiedene Positionen anfahren, um z. B. mechanische Toleranzen ausgleichen oder um verschiedene, nicht parallele Bezugsebenen anfahren zu können (z. B. Druckposition parallel zum Bedruckstoff, Reinigungsposition parallel zur Fahrrichtung der Reinigungseinheit 13). In 4 ist als Beispiel eine schräge Lage des Druckriegels 4 dargestellt, z. B. um einen gleichen Abstand der Druckköpfe DK zum Bedruckstoff 3 zu erreichen.
5 zeigt eine Druckeinheit DE in Innenansicht ohne Druckriegel 4. In einem Gehäuse 1 der Druckeinheit DE sind Einbauplätze a–f für Druckriegel 4 angeordnet. Jeder Einbauplatz a–f weist zwei vertikale Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 auf, in die jeweils ein Druckriegel 4 eingefügt werden kann. Unterhalb der Druckeinheit DE ist der Rollensattel 12 für den Bedruckstoff 3 angeordnet.
6 zeigt die Druckeinheit DE in Innenansicht des Gehäuses 1 mit eingefügten Druckriegeln 4. Dabei sind vier Einbauplätze mit Druckriegeln 4 belegt, d. h. die jeweiligen Druckriegel 4 sind beidseits in ihre Antriebs- und Führungseinheiten 2.1, 2.2 eingefügt.
Im Folgenden wird nur der Aufbau und die Funktion einer Antriebs- und Führungseinheit 2 beschrieben, der Aufbau und die Funktion dieser Antriebs- und Führungseinheit 2 kann auf die anderen Antriebs- und Führungseinheiten 2 übertragen wreden.
Der Aufbau einer Antriebs- und Führungseinheit 2 kann 7 entnommen werden. In einem U-förmig ausgebildeten Lagerblock LB mit zwei Schenkeln S1 und S2 ist eine Antriebs- und Führungseinheit 2 gelagert. Die Antriebseinheit kann z. B. einen Schrittmotor 15 und eine von dem Schrittmotor 15 angetriebene Hubspindel 16 vorsehen, die Führungseinheit einen mit der Hubspindel 16 gekoppelten Führungsschlitten 17, der einen Mitnehmer 5 und Aufnahmedorne 6 aufweist. Der Schrittmotor 15 kann in einem Schenkel S1 des Lagerblocks LB angeordnet sein, der andere Schenkel S2 des Lagerblocks LB kann als Bodenplatte dienen und an dem Gehäuse 1 der Druckeinheit DE befestigt sein. Die Hubspindel 16 ist in den Schenkeln S1, S2 des Lagerblocks LB gelagert und wirkt mit einem mit dem Führungsschlitten 17 verbundenen Spindelschlitten 18, der eine Spindelmutter enthält, zusammen. Die Hubspindel 16 läuft in der Spindelmutter, so dass bei Rotation der Hubspindel 16 die Spindelmutter und damit der Spindelschlitten 18 und der Führungsschlitten 17 in Erstreckung der Hubspindel 16 bewegt wird. Der Spindelschlitten 18 ist dazu in einer Linearführung 19 geführt. Die Führungseinheit weist den an dem Spindelschlitten 18 befestigten Führungsschlitten 17 auf, so dass bei Bewegung des Spindelschlittens 18 auch der Führungsschlitten 17 mit bewegt wird. Der Führungsschlitten 17 weist den Mitnehmer 5 auf, der z. B. mindestens einen Aufnahmedorn 6 für den Druckriegel 4 vorsieht. In 7 sind z. B. zwei Aufnahmedorne 6 vorgesehen. Auf der Bodenplatte S2 kann mindestens eine Positionierplatte 8 angeordnet sein, die mit der Bodenplatte S2 mit Schrauben 21 verschraubt werden kann. In 7 sind als Beispiel zwei Bodenplatten 8 vorgesehen.
8 zeigt die Antriebs- und Führungseinheit 2 in Vorderansicht. Die mit dem Antriebsmotor 15 angetriebene geführte Hubspindel 16 bewegt den Führungsschlitten 17 über den Spindelschlitten 18. Der Führungsschlitten 17 weist den Mitnehmer 5 mit zwei Aufnahmedorne 6 auf. Auf der Bodenplatte S2 sind die Positionierplatten 8 angeschraubt.
Die Funktion der Antriebs- und Führungseinheit 2 wird mit Hilfe der folgenden 9 bis 12 erläutert, in denen das Zusammenwirken einer Antriebs- und Führungseinheit 2 mit einem Druckriegel 4 in einzelnen Positionierschritten dargestellt ist. Dabei wird der Druckriegel 4 in einen Einbauplatz eingesetzt und dann in Druckposition und in Reinigungsposition bewegt.
In 9 sind die Antriebs- und Führungseinheit 2 und ein Abschnitt des Druckriegels 4 in Explosionsansicht dargestellt, bevor der Druckriegel 4 in die Antriebs- und Führungseinheit 2 eingesetzt worden ist. Die Antriebs- und Führungseinheit 2 ist entsprechend den 7 und 8 ausgeführt, auf die Erläuterungen zu 7 und 8 wird insoweit verwiesen. An dem Druckriegel 4 ist mindestens eine Druckriegelaufnahme 11 befestigt, z. B. können zwei Druckriegelaufnahmen 11 vorgesehen werden. Weiterhin weisen die Druckriegelaufnahmen 11 jeweils ein Federmittel 10 und einen Positionierzapfen 9 auf.
In den folgenden 9 bis 12 wird somit die Positionierung eines Druckriegels 4 nur auf seiner einen Seitenfläche, z. B. der linken Seitenfläche, beschrieben. Die Antriebs- und Führungseinheit 2, die dafür verwendet wird und in den Figuren dargestellt ist, kann auf der anderen Seite des Druckriegels 4 entsprechend vorgesehen werden.
9 zeigt von der Antriebs- und Führungseinheit 2 neben dem Lagerblock LB den in der Hubspindel 16 geführten Führungsschlitten 17 mit den Aufnahmedornen 6, zudem auf der Bodenplatte S2 die horizontal verstellbare Positionierplatte 8 (Pfeile PF1). An der Hubspindel 16 ist der Führungsschlitten 17 angekoppelt, so dass der Führungsschlitten 17 durch Rotation der Hubspindel 16 vertikal bewegt werden kann. Mit der Schrittanzahl des Schrittmotors 15 kann die vertikale Position des Führungsschlittens 17 eingestellt werden, es kann jede vertikale Position entlang der Hubspindel 16 angefahren werden.
Die Halterungsmittel des Druckriegels 4 weisen die Druckriegelaufnahmen 11 auf, z. B. sind zwei Druckriegelaufnahmen 11 vorgesehen. Die Druckriegelaufnahmen 11 weisen Aufnahmebohrungen 7 für die Aufnahmedorne 6 des Führungsschlittens 17 und in Bohrungen geführte Positionierzapfen 9 auf, die mit den Positionierplatten 8 der Antriebs- und Führungseinheit 2 zusammenwirken. Zudem ist je Aufnahmebohrung 7 und Aufnahmedorn 6 ein Federmittel 10 vorgesehen, mit dem eine definierte Vorspannkraft auf die jeweilige Druckriegelaufnahme 11 ausgeübt werden kann. Die Positionierzapfen 9 können zumindest im mittleren Bereich ein Gewinde aufweisen, so dass sie in den Druckriegelaufnahmen 11 vertikal durch Schraubung verstellt und arretiert werden können. Die Federmittel 10 können im zusammengebauten Zustand auf die Aufnahmedorne 6 aufgeschraubt werden, wobei die Federkraft auf die Druckriegelaufnahmen 11 eingestellt werden kann.
Beim Einsetzen eines Druckriegels 4 in seinen Einbauplatz werden die Druckriegelaufnahmen 11 auf den Führungsschlitten 17 aufgesetzt, wobei die Aufnahmedorne 6 des Führungsschlittens 17 in die Aufnahmebohrungen 7 der Druckriegelaufnahmen 11 eingreifen. Wenn der Durchmesser der Aufnahmebohrungen 7 größer gewählt wird als der Durchmesser der Aufnahmedorne 6, ist der Druckriegel 4 über die Aufnahmedorne 6 und die Aufnahmebohrungen 7 beweglich auf dem Führungsschlitten 17 gelagert, wodurch eine schwimmende Lagerung des Druckriegels 4 in der Antriebs- und- Führungseinheit 2 erreicht wird. Eine exakte Positionierung des Druckriegels 4 ist damit in diesem ersten Positionierschritt nicht erforderlich. Der Druckriegel 4 liegt auf Grund seines Gewichtes auf dem Führungsschlitten 17 auf.
Der Druck auf den Führungsschlitten 17 kann noch erhöht werden, wenn über das Federmittel 10 ein zusätzlicher Druck auf den Führungsschlitten 17 ausgeübt wird.
10 zeigt einen Druckriegel 4 mit einer Antriebs- und Führungseinheit 2 am Ende des ersten Positionierschrittes, wenn der Druckriegel 4 schwimmend auf dem Führungsschlitten 17 gelagert ist. Die Druckriegelaufnahmen 11 liegen auf dem Führungsschlitten 17 auf, die Aufnahmedorne 6 liegen in ihren Aufnahmebohrungen 7. Da die Aufnahmebohrungen 7 einen größeren Durchmesser als die Aufnahmedorne 6 haben, bleibt der Druckriegel 4 auf dem Führungsschlitten 17 in horizontaler Ebene (Pfeile PF2) beweglich. Wenn die Federmittel 10 auf die Aufnahmedorne 6 aufgeschraubt werden, kann eine definierte Vorspannkraft auf den Führungsschlitten 17 ausgeübt werden, die ein Abheben des Druckriegels 4 ohne Gegenkraft verhindert. Die Positionierzapfen 9 liegen jedoch noch nicht auf den zugeordneten Positionierplatten 8 auf.
Wenn der Druckriegel 4 in Druckposition gebracht werden soll, muss eine exakte Position des Druckriegels 4 zum Bedruckstoff 3 eingestellt werden können. In einem zweiten Positionierschritt wird die Führungseinheit 2 durch die Hubspindel 16 in Richtung zum Bedruckstoff 3 bewegt, d. h. der Führungsschlitten 17 mit den aufliegenden Druckriegelaufnahmen 11 wird abgesenkt bis mindestens ein Positionierzapfen 9 in mindestens eine in einer Positionierplatte 8 vorgesehene Bohrung bzw. Senkung 20 eingreift. Die Positionierplatten 8 dienen als mechanischer Anschlag für die jeweiligen Positionierzapfen 9. Damit ist der Druckriegel 4 exakt in der Antriebs- und Führungseinheit 2 und damit in seinem Einbauplatz positioniert und arretiert. Um das Einrasten des Positionierzapfens 9 in die Bohrung bzw. die Senkung 20 eines der Positionierplatten 8 und damit dessen Zentrierung zu erleichtern, kann das Ende des Positionierzapfens 9 abgeschrägt oder abgerundet sein und die Form der Bohrung bzw. Senkung 20 in der jeweiligen Positionierplatte 8 entsprechend dem Ende des Positionierzapfens 9 gestaltet sein. Die Positionierzapfen 9 können zudem in der Höhe verstellt werden und damit können die Verkippung und die Höhe des Druckriegels 4 und damit dessen Druckköpfe in Druckposition genau eingestellt werden.
11 zeigt den Druckriegel 4 in Druckposition. Der Führungsschlitten 17 ist durch die Antriebseinheit im zweiten Positionierschritt in Druckposition gefahren worden, die Positionierzapfen 9 liegen auf den Positionierplatten 8 auf und sind dort arretiert. Wenn der Führungsschlitten 17 weiter abgesenkt wird, löst er sich von den Druckriegelaufnahmen 11. Dadurch wird ein Abstand zwischen den Druckriegelaufnahmen 11 und dem Führungsschlitten 17 erzeugt mit der Folge, dass eine definierte erhöhte Vorspannung auf den Führungsschlitten 17 zur Positionierung des Druckriegels 4 in der Druckposition erzeugt wird.
Die schwimmende Lagerung, die nach dem ersten Positionierschritt erreicht wird, ermöglicht eine Entkopplung des Druckriegels 4 vom Führungsschlitten 17 und damit von der Antriebs- und Führungseinheit 2 und erlaubt so eine individuelle, präzise und wiederholgenaue Einstellung der Druckposition des Druckriegels 4 sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung. Nach dem zweiten Positionierschritt ist der Druckriegel 4 exakt positioniert und arretiert. Die exakte Positionierung des Druckriegels 4 kann noch verbessert werden, wenn zumindest eine Positionierplatte 8 horizontal verschiebbar (Pfeil PF1, 9) gelagert ist. Dann kann diese Positionierplatte 8 bei Eingreifen des Positionierzapfens 9 in die Bohrung bzw. Senkung 20 noch in der Lage verändert worden. Dazu wird der Positionierzapfen 9 in der Druckriegelaufnahme 11 nach unten geschraubt bis er in die Bohrung bzw. Senkung 20 der Positionierplatte 8 eingreift. Wenn dann die exakte Lage des Druckriegels 4 erreicht ist, können die Positionierplatten 8 mit der Bodenplatte S2 durch die Schrauben 21 verschraubt werden. Diese Maßnahme ist besonders dann sinnvoll, wenn ein Druckriegel 4 neu in einen Einbauplatz eingebaut wird. Dann können auf diese Weise konstruktive Besonderheiten des Druckriegels 4 ausgeglichen werden. Bei folgenden Positionierungen des Druckriegels 4 ist dann keine Justierung der Positionierplatte 8 mehr erforderlich.
12 zeigt den Druckriegel 4 in Reinigungsposition. Die Antriebseinheit hat den Führungsschlitten 17 angehoben und damit die Druckriegelaufnahmen 11 für den Druckriegel 4. Die Federmittel 10 drücken die Druckriegelaufnahmen 11 auf den Führungsschlitten 17 und legen eine exakte Position des Druckriegels 4 in der Reinigungsposition fest.
Die 7 bis 12 zeigen die Antriebs- und Führungseinheit 2, die an einer Seite des Druckriegels 4 angeordnet ist. Eine entsprechende Antriebs- und Führungseinheit 2 ist auch auf der anderen Seite des Druckriegels 4 angeordnet, wobei diese andere Antriebs- und Führungseinheit 2 unabhängig von der einen Antriebs- und Führungseinheit 2 angesteuert werden kann, so dass der Druckriegel 4 auf beiden Seiten unterschiedlich weit bewegt werden kann. Damit kann die Lage des Druckriegels an die Einsatzerfordernisse angepasst werden. Durch Wahl der Schrittzahlen der Motoren 15 bzw. der Umdrehungen der Hubspindeln 16 der beiden Antriebs- und Führungseinheiten 2 kann eine exakte Einstellung und Verkippung des Druckriegels 4 erreicht werden.
In den 7 ff. sind pro Seitenfläche des Druckriegels 4 jeweils zwei Druckriegelaufnahmen 11 mit jeweils einem Positionierzapfen 9, einer Aufnahmebohrung 7 und einem Federmittel 10 vorgesehen. Es ist jedoch auch möglich, nur mit einer entsprechend den 7 ff. ausgeführten Druckriegelaufnahme 11 den Druckriegel 4 in der Antriebs- und Führungseinheit 2 zu lagern. Ebenso kann die Antriebs- und Führungseinheit 2 einen Führungsschlitten 17 nur mit einem Aufnahmedorn 6 vorsehen. Zudem weist nur eine Positionierplatte 8 der Antriebs- und Führungseinheit 2 eine Bohrung oder Senkung 20 auf, da dies für die Positionierung des Druckriegels 4 ausreichend ist. Die andere Positionierplatte 8 dient dann nur als Anschlag.
Bezugszeichenliste

DE: Druckeinheit
DK: Druckkopf
LB: Lagerblock
PF: Pfeil
1: Gehäuse der Druckeinheit
2: Antriebs- und Führungseinheit
3: Bedruckstoff
4: Druckriegel
5: Mitnehmer
6: Aufnahmedorn für den Druckriegel
7: Aufnahmebohrung in der Druckriegelaufnahme
8: Positionierplatte für den Druckriegel 4
9: Positionierzapfen
10: Federmittel zur Erzeugung einer definierten Vorspannkraft
11: Druckriegelaufnahme
12: Rollensattel
13: Reinigungseinheit
14: Anschlag
15: Motor
16: Hubspindel
17: Führungsschlitten
18: Spindelschlitten
19: Linearführung
20: Bohrung bzw. Senkung
21: Schraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0788882 B1 [0001]
US 6578945 B2 [0005]
US 2007/0257962 A1 [0006]
DE 19726642 C1 [0007]
EP 1142717 A2 [0008]

Claims

Vorrichtung zur Positionierung mindestens eines Druckriegels im Gehäuse einer Druckeinheit bei einem Tintendruckgerät, bei der im Gehäuse (1) der Druckeinheit (DE) ein Einbauplatz pro Druckriegel (4) vorgesehen ist, an dem mindestens eine Antriebs- und Führungseinheit (2) für den Druckriegel (4) vorgesehen ist, bei der die Antriebs- und Führungseinheit (2) mit mindestens einer Druckriegelaufnahme (11) des Druckriegels (4) zusammenwirkt, wobei die Antriebs- und Führungseinheit (2) und die Druckriegelaufnahme (11) derart ausgeführt sind, dass beim Einsetzen des Druckriegels (4) in die Antriebsund Führungseinheit (2) in einem ersten Positionierschritt die Druckriegelaufnahme (11) des Druckriegels (4) schwimmend auf der Antriebs- und Führungseinheit (4) gelagert ist und in einem zweiten Positionierschritt in Anschlägen (8) in der Antriebs- und Führungseinheit (2) zentriert und arretiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Antriebs- und Führungseinheit (2) einen U-förmigen Lagerblock (LB) mit zwei Schenkeln (S1, S2) aufweist, bei der der eine Schenkel (S2) als Bodeplatte auf dem Einbauplatz befestigt ist, bei der zwischen den Schenkeln (S1, S2) eine von einem Motor (15) angetriebene Hubspindel (16) gelagert ist, bei der an der Hubspindel (16) ein Führungsschlitten (17) gelagert ist, der bei Rotation der Hubspindel (16) in Richtung der Erstreckung der Hubspindel (16) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der der Führungsschlitten mindestens einen Aufnahmedorn (6) aufweist, der in eine in der Druckriegelaufnahme (11) vorgesehene Aufnahmebohrung (7) eingereift, wobei der Durchmesser der Aufnahmebohrung (7) größer ist als der Durchmesser des Aufnahmedorns (6).
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der ein auf den Aufnahmedorn (6) aufschraubbares Federmittel (10) vorgesehen ist, das eine Federkraft auf die Druckriegelaufnahme (11) in Richtung zum Führungsschlitten (17) ausübt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, bei der an der Bodeplatte (S2) des Lagerblocks (LB) als Anschlag mindestens eine Positionierplatte (8) mit mindestens einer Bohrung bzw. Senkung (20) vorgesehen ist, bei der in der Druckriegelaufnahme (11) mindestens ein Positionierzapfen (9) derart angeordnet ist, dass dieser beim Absenken des Führungsschlittens (17) mit der Druckmittelaufnahme (11) in die Bohrung bzw. Senkung (20) der Positionierplatte (8) eingereift und die Druckriegelaufnahme (11) in der Positionierplatte (8) zentriert und arretiert.
Vorrichtung nach Anspruch 5, bei der der Positionierzapfen (9) an der Spitze abgerundet ausgeführt ist, so dass zwischen Positionierzapfen (9) und Bohrung bzw. Senkung (20) in der Bodenplatte (S2) beim Beginn des Eingreifens des Positionierzapfens (9) in die Bohrung bzw. Senkung (20) vor der Arretierung ein Spiel besteht, bei der die Positionierplatte (8) auf der Bodenplatte (S2) verschiebbar angeordnet ist und nach der Arretierung des Positionierzapfens (9) in der Positionierplatte (8) mit der Bodenplatte (S2) verschraubt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, bei der der Positionierzapfen (9) in der Druckriegelaufnahme (11) in Erstreckungsrichtung des Positionierzapfens (9) verstellbar angeordnet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, bei der Druckriegelaufnahmen (11) pro Druckriegel (4) auf jeder Seite des Druckriegels (4) vorgesehen sind, wobei jede Druckriegelaufnahme (11) ein Federmittel (10), eine Aufnahmebohrung (7) und einen Positionierzapfen (9) vorsieht, bei der eine Antriebs- und Führungseinheit (2) mit einem Führungsschlitten (17) auf beiden Seiten des Druckriegels (4) vorgesehen ist, wobei für jeden Positionierzapfen (9) eine Positionierplatte (8) vorgesehen ist, in den jeweils der Positionierzapfen (9) eines der Druckriegelaufnahmen (11) eingreift.
Verfahren zur Positionierung eines Druckriegels im Gehäuse einer Druckeinheit eines Tintendruckgeräts unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem der Druckriegel (4) in mindestens eine Antriebsund Führungseinheit (2) derart eingesetzt wird, dass Aufnahmedorne (6) eines Führungsschlittens (17) der Antriebsund Führungseinheit (2) in Aufnahmebohrungen (7) von Druckriegelaufnahmen (11) des Druckriegels (4) eingreifen, wobei der Durchmesser der jeweiligen Aufnahmebohrung (7) größer gewählt wird als der Durchmesser des jeweiligen Aufnahmedorns (5), bei dem Federmittel (10) auf die Aufnahmedorne (6) über den Druckriegelaufnahmen (11) aufgeschraubt werden, so dass eine Federkraft auf die Druckriegelaufnahmen (11) in Richtung zum Führungsschlitten (17) ausgeübt wird.
Verfahren nach Anspruch 9, bei dem bei der Positionierung des Druckriegels (4) in dem Gehäuse (1) der Druckeinheit (DE) in Druckposition der Führungsschlitten (17) abgesenkt wird bis mindestens ein in den Druckriegelaufnahmen (11) verschiebbar gelagerter Positionierzapfen (9) in eine in der Antriebs- und Führungseinheit (2) angeordnete Positionierplatte (8) eingreift, wobei sich die Druckriegelaufnahmen (11) von dem Führungsschlitten (17) lösen und der zumindest eine Positionierzapfen (9) sich auf Grund des Gewichts des Druckriegels (4) und der Federkraft der Federmittel (10) in der zugeordneten Positionierplatte (8) positioniert und dabei den Druckriegel (4) in der Antriebs- und Führungseinheit (2) arretiert.
Verfahren nach Anspruch 10, bei dem zur Positionierung des Druckriegels (4) in dem Gehäuse (1) der Druckeinheit (DE) in die Reinigungsposition der Führungsschlitten (17) in der Antriebs- und Führungseinheit (2) in entgegengesetzter Richtung bis zur Reinigungsposition bewegt wird, wobei sich der Positionierzapfen (9) von der Positionierplatte (8) löst und die Druckriegelaufnahmen (11) auf Grund der Federkraft der Federmittel (10) auf dem Führungsschlitten (17) aufliegen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, bei dem auf beiden Seiten des Druckriegels (4) jeweils eine mit den Druckriegelaufnahmen (11) des Druckriegels gekoppelte Antriebs- und Führungseinheit (2) vorgesehen wird, wobei jede Antriebs- und Führungseinheit (2) unabhängig von der anderen Antriebs- und Führungseinheit (2) betrieben werden kann.