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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen von Druckern, insbesondere Tintenstrahldruckern, vorzugsweise Drop-On-Demand (DoD) Druckern, mit einem mindestens einen Druckkopf aufweisenden Druckkopfträger und einem Halter für ein Reinigungselement. Des Weiteren betrifft die vorliegende Erfindung einen Drucker umfassend eine entsprechende Vorrichtung.
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Aus der Praxis ist es bekannt, dass bei Druckern, insbesondere bei Tintenstrahldruckern, von Zeit zu Zeit eine Reinigung erfolgen muss, um ein qualitativ hochwertiges Druckbild beizubehalten. Neben der Entfernung von Staub und Schmutz ist gerade die Entfernung von überschüssiger Tinte notwendig. Bei der in Rede stehenden Tinte kann es sich um gängige Tinte, die unter sichtbarem Licht aushärtet, aber auch um Spezialtinte - beispielsweise UV-härtbare Tinte - handeln.
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Bei einem Tintenstrahldrucker wird das Druckbild erzeugt, indem kleinste Tintentropfen auf ein Substrat aufgebracht werden. Vor einem Druckvorgang muss zunächst in einem speziellen Verfahren die Düse des Druckkopfs mit Tinte befüllt werden. Dazu wird in einem Tintenreservoir ein Überdruck erzeugt. Zwischen dem Tintenreservoir und dem Druckkopf bzw. dessen Düse besteht eine Fluidverbindung, so dass aufgrund des Überdrucks Tinte aus dem Tintenreservoir in die Düse gedrückt wird. Dabei wird immer auch ein Teil der Tinte aus dem Druckkopf bzw. der Düse herausgedrückt. Dies ist wichtig, da nur auf diese Weise die benötigte Wölbung an der Oberfläche der Tinte (sog. Meniskus) innerhalb der Düse erzeugt werden kann. Nachdem ein Teil der Tinte aus dem Druckkopf ausgetreten ist, wird dazu ein sog. „Meniskus-Vakuum“ in dem Druckkopf bzw. der Düse generiert. Auf diese Weise wird ein weiteres Austreten von Tinte verhindert und ein definierter Meniskus in der Düse erzeugt.
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Da bei diesem Vorgang zwangsweise Tinte aus der Düse austritt, muss der Drucker vor dem eigentlichen Druckvorgang von der überschüssigen Tinte gesäubert werden. Werden die Druckköpfe nicht entsprechend gereinigt, so verhindert die überschüssige Tinte das Ausbringen von Tintentropfen, was zu Fehldrucken führt. Ferner wird das zu bedruckende Substrat durch die überschüssige Tinte verunreinigt, so dass das Substrat als Makulatur zu verwerfen ist.
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Der ordnungsgemäße Betrieb des Druckers unter Vermeidung von Fehldrucken ist daher nur dann gewährleistet, wenn überschüssige Tinte und andere Arten von Verunreinigungen regelmäßig entfernt werden.
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Die Reinigung eines Druckers erfolgt beispielsweise manuell, indem der Bediener mit einem Tuch die überschüssige Tinte und etwaige andere Verschmutzungen abwischt. Dabei ist jedoch problematisch, dass es sich bei den Druckköpfen und bei den in den Druckköpfen angeordneten Düsen um äußerst präzise und filigrane Bauteile handelt, die leicht beschädigt werden können. Eine Reinigung muss jedoch schnell erfolgen, um den Drucker nur möglichst kurz anzuhalten. Da bei einer unter Zeitdruck durchgeführten manuellen Reinigung sehr leicht zu starker Druck auf die Druckköpfe bzw. die Düsen ausgeübt wird, werden diese oftmals beschädigt.
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US 2005 / 0 007 412 A1 offenbart bereits eine Vorrichtung zur Reinigung von Druckern. Die Vorrichtung umfasst eine Absorptionsrolle und mehrere Wischer, die in Kontakt mit dem Druckkopf bringbar sind.
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US 5 081 472 A betrifft eine Reinigungsvorrichtung für einen Tintenstrahldrucker. Die Reinigungsvorrichtung weist ein Reinigungselement aus einem saugfähigen Material auf, das mit den Druckköpfen in Kontakt bringbar ist.
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US 2004 / 0 189 741 A1 betrifft einen Tintenstrahldrucker mit einer Vorrichtung zur Reinigung der Druckköpfe des Druckers.
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US 6 350 012 B1 offenbart Verfahren und Vorrichtungen zur Reinigung und Wartung von Druckköpfen für akustische Tintendruckanwendungen (sog. AIP-Druckanwendungen).
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DE 603 18 454 T2 zeigt einen Tintenstrahldrucker mit einem Behälter von hoher Kapazität und ein zugehöriges Farbstoffnachfüllsystem. Dabei wird auch eine Reinigungsgruppe für die Düsen des Druckkopfes beschrieben.
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US 2011 / 0 205 295 A1 zeigt eine Vorrichtung der eingangs genannten Art. Aus diesem Dokument ist ein Drucker mit einer Vorrichtung zum Reinigen des Druckers bekannt. Der Drucker umfasst einen mehrere Druckköpfe aufweisenden Druckkopfträger sowie einen Abwischer, um die Oberfläche der Druckköpfe zu reinigen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Reinigen von Druckern anzugeben, bei der mit konstruktiv einfachen Mitteln in kurzer Zeit eine gründliche, reproduzierbare Reinigung des Druckers ermöglicht ist, ohne dabei die Bauteile des Druckers zu beschädigen. Ein Drucker mit einer solchen Vorrichtung soll angegeben werden.
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Erfindungsgemäß wird die voranstehende Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Danach ist eine eingangs genannte Vorrichtung zum Reinigen von Druckern, insbesondere von Tintenstrahldruckern, vorzugsweise von Drop-on-Demand Druckern, so ausgestaltet, dass ein Auffangbereich zur Aufnahme überschüssiger Tinte vorgesehen ist, und dass der Halter derart verfahrbar ist, dass das Reinigungselement mit dem Druckkopf und dem Auffangbereich in Kontakt bringbar ist, um sowohl vom Druckkopf als auch vom Auffangbereich Tinte und Schmutz aufzunehmen.
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In erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass die zugrundeliegende Aufgabe durch eine automatische Reinigung des Druckers in verblüffend einfacher Weise gelöst werden kann. Dazu ist zunächst ein Auffangbereich zur Aufnahme überschüssiger Tinte vorgesehen. Durch dieses konstruktive Merkmal ist es möglich, dass die beim Einstellen des Meniskus zwangsweise aus der Düse austretende Tinte in einem definierten Auffangbereich aufgenommen wird. Eine weitergehende Verschmutzung der Vorrichtung bzw. des gesamten Druckers ist dadurch weitestgehend vermieden. In weiter erfindungsgemäßer Weise ist erkannt worden, dass eine Beschädigung des Druckkopfes in raffinierter Weise verhindert werden kann, wenn überschüssige Tinte und Schmutz von einem Reinigungselement aufnehmbar ist, welches in einem verfahrbaren Halter angeordnet ist. Die Reinigung erfolgt dabei durch die Reibung zwischen Reinigungselement und Druckkopf bzw. Auffangbereich mit der Folge eines Abrasiveffekts. Da der Halter und somit das Reinigungselement verfahrbar sind, kann das Reinigungselement in definierter - optimaler - Weise gegen den Druckkopf bzw. den Druckkopfträger und den Auffangbereich gefahren werden, um dort Tinte aufzunehmen. Beschädigungen, die durch einen zu hohen Anpressdruck des Reinigungselements gegen den Druckkopf bzw. den Auffangbereich entstehen, werden effektiv vermieden. An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es unerheblich ist, ob nur ein Druckkopf oder mehrere Druckköpfe vorgesehen sind.
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In vorteilhafter Weise ist der Druckkopfträger relativ zu dem Halter höhenverstellbar ausgebildet. Dadurch kann festgelegt werden, wie stark das Reinigungselement während der Reinigung gegen den Druckkopfträger bzw. den mindestens einen Druckkopf drückt. Je nach verwendeten Druckköpfen, Reinigungselementen und/oder Tinten kann durch die Höhenverstellbarkeit des Druckkopfträgers die Vorrichtung derart angepasst werden, dass eine zuverlässige Reinigung möglich ist, ohne eines der Bauteile zu beschädigen. Im Konkreten kann der Druckkopfträger dazu über mindestens eine Lineareinheit bzw. einen Linearmotor relativ zu dem Halter höhenverstellbar sein. In besonders vorteilhafter Weise sind zwei Lineareinheiten bzw. zwei Linearmotoren vorgesehen, um den Druckkopfträger und somit den mindestens einen Druckkopf in der Höhe zu verstellen.
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In weiter vorteilhafter Weise ist der Halter - und somit das Reinigungselement - über einen Antrieb verfahrbar. Dabei kann es sich bspw. um einen Linearmotor, eine Lineareinheit oder einen Kettenantrieb handeln. Wesentlich ist lediglich, dass das Reinigungselement zur Aufnahme von Tinte und/oder Schmutz mit dem Druckkopfträger bzw. dem Druckkopf und dem Auffangbereich in Kontakt gebracht werden kann.
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In weiter vorteilhafte Weise ist ein Abgabebereich ausgebildet, in dem ein benutztes Reinigungselement von dem Halter gelöst wird und einer Entsorgung zuführbar ist.
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Das Reinigungselement kann dabei bspw. aus dem Halter herausschiebbar sein und über eine entsprechende Öffnung einem Abfallbehälter zugeführt werden.
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Um die beim Einstellen des Meniskus austretende Tinte sicher im Auffangbereich zu halten, kann an dem Auffangbereich eine Materialausnehmung, bspw. eine Nut, Rinne oder Rille, ausgebildet sein. In einer solchen Materialausnehmung wird die überschüssige Tinte sicher gesammelt und kann von dem Reinigungselement in einfachster Art und Weise aufgenommen bzw. abgewischt werden. Eine weitergehende Verunreinigung der Vorrichtung bzw. des Druckers wird damit in zuverlässiger Weise vermieden.
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In besonders vorteilhafter Weise dient als Reinigungselement ein mit einem Gewebe umschlossener Schwamm. Wesentlich ist hierbei, dass das Reinigungselement derart ausgebildet ist, dass es sicher in dem Halter anordenbar ist und möglichst effektiv Tinte und Schmutz aufsaugt bzw. aufnimmt. Das Reinigungselement muss daher ein ausreichendes Maß an Steifigkeit aufweisen, so dass es sicher in dem Halter anordenbar ist und nicht verrutscht.
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Weiterhin ist es von Vorteil, wenn ein Magazin zur Bevorratung von Reinigungselementen ausgebildet ist, wobei die Reinigungselemente einzeln aus dem Magazin entnehmbar und in den Halter einbringbar sind. Bspw. können die Reinigungselemente aus dem Magazin einzeln in den Halter einschiebbar sein. Durch diese konstruktive Maßnahme ist stets gewährleistet, dass saubere Reinigungselemente zur Verfügung stehen.
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In weiter vorteilhafter Weise kann der Füllstand des Magazins über eine Sensorik detektierbar sein. Im Konkreten kann dies bspw. über eine Lichtschranke oder einen Gewichtssensor erfolgen. Sobald ein definierter Füllstand unterschritten wird, kann über ein akustisches oder optisches Signal angezeigt werden, dass das Magazin mit neuen Reinigungselementen aufzufüllen ist.
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Des Weiteren wird die voranstehende Aufgabe durch einen Drucker mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 11 gelöst. Hierzu wird ausdrücklich auf die voranstehenden Merkmale betreffend die Vorrichtung zum Reinigen von Druckern verwiesen, die auch Bestandteil des Druckers gemäß Patentanspruch 11 sind.
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Es gibt nun verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu ist einerseits auf die nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Erläuterung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung zu verweisen. In Verbindung mit der Erläuterung des bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung werden auch im Allgemeinen bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Lehre erläutert. In der Zeichnung zeigt die
- einzige Fig. in einer schematischen Ansicht eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Anwendung bei einem erfindungsgemäßen Drucker.
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Die einzige Fig. zeigt in einer schematischen Darstellung eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Reinigen von Druckern. Die Vorrichtung weist mehrere Druckköpfe 1 auf. An dieser Stelle sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es unerheblich ist, ob nur ein Druckkopf 1 oder mehrere Druckköpfe 1 vorgesehen sind. Die Druckköpfe 1 werden von einem Druckkopfträger 2 getragen. Unterhalb des Druckkopfträgers 2 ist ein Auffangbereich 3 mit einer Materialausnehmung 4 zur Aufnahme überschüssiger Tinte angeordnet. Die beim Erzeugen des Meniskus aus den Druckköpfen 1 austretende Tinte gelangt somit auf den Auffangbereich 3 bzw. die Materialausnehmung 4, wo sie zunächst sicher gehalten wird, um eine weitere Verschmutzung der Vorrichtung bzw. des Druckers zu vermeiden.
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Des Weiteren ist ein verfahrbarer Halter 5 zur Aufnahme eines Reinigungselements 6 vorgesehen. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Halter 5 horizontal verfahrbar ausgebildet und an einer verfahrbaren Rakel 7 angeordnet. Der Halter 5 kann jedoch auch als solcher verfahrbar ausgebildet sein, ohne dass es einer Rakel 7 bedarf. Wesentlich ist hierbei lediglich, dass der Halter 5 derart verfahrbar ist, dass das Reinigungselement 6 zwischen die Druckköpfe 1 und den Auffangbereich 3 einbringbar ist und dort mit diesen in Kontakt steht. Dadurch kann mit der Oberseite des Reinigungselements 6 Tinte von den Druckköpfen 1 bzw. dem Druckkopfträger 2 und mit der Unterseite des Reinigungselements 6 Tinte von dem Auffangbereich 3 aufgenommen werden.
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Des Weiteren geht aus der einzigen Fig. hervor, dass ein Magazin 8 zur Bevorratung mit Reinigungselementen 6 angeordnet ist. Aus dem Magazin 8 können die Reinigungselemente 6 einzeln entnommen werden. Bspw. können die Reinigungselemente 6 in den Halter 5 einschiebbar sein. Ferner ist denkbar, dass die Reinigungselemente 6 von dem Halter 5 gegriffen werden. Sobald ein Reinigungselement 6 in dem Halter 5 angeordnet ist, kann es zwischen den Auffangbereich 3 und den Druckkopfträger 2 bzw. die Druckköpfe 1 gefahren werden und dort überschüssige Tinte abwischen.
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Zur Einstellung des Anpressdrucks, mit dem das Reinigungselement 6 gegen die Druckköpfe 1 drückt, ist der Druckkopfträger 2 gegenüber dem Halter 5 über Lineareinheiten 9 höhenverstellbar ausgebildet. Je niedriger der Druckkopfträger 2 gefahren wird, desto näher befindet er sich an dem Halter 5 bzw. dem Reinigungselement 6, so dass das Reinigungselement 6 während der Reinigung stärker gegen den Druckkopfträger 2 gepresst ist. Wird der Druckkopfträger 2 höher gefahren, verringert sich der Anpressdruck. In Abhängigkeit der konkreten Konstruktion des jeweiligen Druckers kann über die Höhenverstellbarkeit des Druckkopfträgers 2 der Anpressdruck derart eingestellt werden, dass eine optimale Reinigung ohne Beschädigungen an den Bauteilen möglich ist.
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Des Weiteren ist aus der einzigen Fig. ersichtlich, dass an dem Magazin 8 eine Lichtschranke 12 angeordnet ist. Über die Lichtschranke 12 wird der Füllstand des Magazins 8 überwacht. Sobald ein vorgegebener Füllstand unterschritten wird, kann dies dem Bediener über ein optisches oder akustisches Signal angezeigt werden, so dass das Magazin 8 mit Reinigungselementen 6 aufgefüllt wird.
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Nach der Entfernung von Tinte und Schmutz von den Druckköpfen 1 bzw. dem Druckkopfträger 2 und dem Auffangbereich 3, kann der Halter 5 in den Abgabebereich 10 fahren. In dem Abgabebereich 10 kann das benutzte Reinigungselement 6 von dem Halter 5 gelöst und über eine Öffnung 11 einem nicht dargestellten Auffangbehälter zugeführt werden.
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Die Vorrichtung ermöglicht somit ein automatisches Reinigen von Druckern. Die bei der manuellen Reinigung auftretenden Beschädigungen der einzelnen Bauteile werden zuverlässig verhindert.
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Schließlich sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass das voranstehend beschriebene Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung lediglich zur Erörterung der beanspruchten Lehre dient, diese jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel einschränkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Druckkopf
- 2
- Druckkopfträger
- 3
- Auffangbereich
- 4
- Materialausnehmung
- 5
- Halter
- 6
- Reinigungselement
- 7
- Rakel
- 8
- Magazin
- 9
- Lineareinheit
- 10
- Abgabebereich
- 11
- Öffnung
- 12
- Lichtschranke
