DE102014106348A1

DE102014106348A1 - Tintendruckgerät

Info

Publication number: DE102014106348A1
Application number: DE102014106348.1A
Authority: DE
Inventors: Christoph Stadler; Philippe Körner
Original assignee: Oce Printing Systems GmbH and Co KG
Current assignee: Canon Production Printing Germany GmbH and Co KG
Priority date: 2014-05-07
Filing date: 2014-05-07
Publication date: 2015-11-12

Abstract

Bei einem Tintendruckgerät ist eine Druckeinheit mit mindestens einem Druckkopf (1) vorgesehen, der in einer Düsenplatte (2) endende jeweils einen Aktivator aufweisende Druckelemente aufweist. Der Druckkopf (1) kann von einer benachbart dem Bedruckstoff (3) liegenden Druckposition in eine Parkposition oberhalb und entfernt dem Bedruckstoff (3) und zurück bewegt werden. Es ist eine schwenkbare Tintenauffangvorrichtung (4) vorgesehen, die an die Düsenplatte (2) des Druckkopfes (1) in Parkposition an geschwenkt werden kann, derart, dass von den Druckelemente abgegebene Tintentropfen (6) in die Tintenauffangvorrichtung (4) treffen.

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 Druckelementen auf, die jeweils einen in einer in einer Düsenplatte angeordneten Düse endenden Tintenkanal und einen Aktivator umfassen, wobei die 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 oder Druckjobs mit ausgewählten Farben 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 z.B. nicht 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.
Diese Beeinträchtigungen der Tinteneigenschaften führen zu einer reduzierten Tropfengeschwindigkeit, einem verminderten Tropfenvolumen und einer längeren Tropfenflugzeit. Daraus resultiert ein Druckqualitätsproblem, dass Druckbilder nicht gedruckt werden können bzw. ihre Sollposition auf dem Bedruckstoff nicht mit der Ist-Position übereinstimmt. Dieser Effekt ist auch als First Line Effekt bekannt.
Ein Eintrocknen der Tinte in den Düsen eines Druckkopfes in deren Druckpausen stellt ein Problem dar, das dadurch verhindert werden kann, dass innerhalb einem vorgegebenen Zyklus ein Spülmedium, z.B. Tinte oder Reinigungsflüssigkeit, durch alle Düsen des Druckkopfes gespült wird. Dieser Spülzyklus kann entsprechend der Druckauslastung eingestellt werden.
Weiterhin ist aus EP 0 788 882 B1 bekannt, die durch Änderung der Viskosität der Tinte in den Düsen verursachten Schwierigkeiten beim Ausstoßen von Tintentropfen dadurch zu beheben, dass vor oder nach einem Druckvorgang die piezoelektrischen Aktivatoren der Düsen jeweils in Vibrationen versetzt werden (auch prefire oder Meniskusschwingungen genannt), derart, dass keine Tintentropfen ausgestoßen werden, jedoch die Tinte in den Düsen durchgemischt wird. Dadurch kann erreicht werden, dass sich die an den Düsenöffnungen liegende Tinte mit der im Inneren des piezoelektrischen Aktivators befindlichen Tinte mischt, so dass im Druckbetrieb die Tintentropfen wieder unter normalen Bedingungen erzeugt werden können.
Das Eintrocknen der Tinte in den Düsen kann auch 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. Dieses Refresh-Verfahren kann zu Störungen im Druckbild führen, zudem zu unnötigem Tintenverbrauch und zusätzlichem Verschleiß der Druckköpfe.
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. 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 7 052 106 B1 ist bei einer Tintendruckkopfeinheit beschrieben, wie die Druckköpfe gereinigt oder geschützt werden können. Es ist eine Reinigungseinheit vorgesehen, die einen Bereich mit Schutzkappen für die Druckköpfe der Tintendruckkopfeinheit, die ein Reinigungsblade zum Abreinigen der Druckköpfe und die einen Bereich zur Spülung der Druckköpfe aufweist. Die Reinigungseinheit ist verschiebbar zu den Druckköpfen angeordnet. Sie kann dadurch so zu den Druckköpfen angeordnet werden, dass die Druckköpfe durch die Schutzkappen abgedeckt sind. Weiterhin kann die Reinigungseinheit mit dem Reinigungsblade über die Druckköpfe geschoben werden und schließlich kann die Reinigungseinheit so zu den Druckköpfen angeordnet werden, dass eine Spülung der Druckköpfe durchgeführt werden kann, wobei das Spülmedium in Öffnungen der Reinigungseinheit abgeleitet wird und dort aufgesaugt wird. Die Reinigungseinheit ist derart ausgeführt, dass die jeweilig anderen Bereiche abgedeckt sind, wenn ein Bereich zur Reinigung oder Schutz der Druckköpfe eingesetzt wird.
Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, für ein Tintendruckgerät eine Druckeinheit anzugeben, bei dem die Druckköpfe derart ausgeführt sind, dass der First Line Effekt vermieden wird und zudem ein Eintrocknen der Düsen in den Druckpausen verhindert wird.
Dieses Problem wird durch ein Druckwerk gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Das Tintendruckgerät weist eine Druckeinheit mit mindestens einem Druckkopf auf, der in einer Düsenplatte endende jeweils einen Aktivator aufweisende Druckelemente vorsieht. Die Druckeinheit kann pro Druckkopf Antriebs- und Führungseinheiten aufweisen, mit denen der Druckkopf von einer benachbart dem Bedruckstoff liegenden Druckposition in eine oberhalb der Druckposition liegenden Parkposition und zurück bewegbar ist. Es ist eine schwenkbare Tintenauffangvorrichtung vorgesehen, die an die Düsenplatte des Druckkopfes in Parkposition angeschwenkt werden kann, derart, dass in einem Regenerationsvorgang von den Druckelemente abgegebene Tintentropfen in die Tintenauffangvorrichtung treffen und nicht auf den Bedruckstoff. In Druckposition wird die Tintenauffangvorrichtung vom Druckkopf abgeschwenkt und z.B. seitlich zum Druckkopf angeordnet. An der Tintenauffangvorrichtung kann ein Ablauf für die Tinte angeordnet werden, um die in der Tintenauffangvorrichtung gesammelte Tinte abzuleiten.
Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Das erfindungsgemäße Druckwerk weist damit folgende Vorteile auf:

– Der Einsatz von schnell trocknenden Tinten ist möglich. Unmittelbar vor dem Druckvorgang kann beim Regerationsvorgang Tinte mit spezifizierten physikalischen Eigenschaften eingesetzt werden. Erfolgt das Abschwenken der Tintenauffangvorrichtung sehr schnell kann ein Eintrocknen der Tinte verhindert werden. Dies macht den Einsatz von bereits an den Düsen schneller trocknender Tinte möglich, da der Zeitraum der inaktiven Phase auf ein Minimum reduziert werden kann.
– Beim Druckstart entsteht keinerlei Makulatur wie bei gedruckten Refresh-Seiten, da die Regeration nicht auf den Bedruckstoff, sondern in die Tintenauffangvorrichtung gedruckt wird.

An Hand eines Ausführungsbeispiels, das in den schematischen Figuren dargestellt ist, wird die Erfindung weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipdarstellung eines Tintendruckkopfes eines Tintendruckgeräts mit angeschwenkter Tintenauffangvorrichtung;
2 eine Prinzipdarstellung des Tintendruckkopfes mit abgeschwenkter Tintenauffangvorrichtung;
3 eine Prinzipdarstellung des Tintendruckkopfes in Druckposition mit abgeschwenkter Tintenauffangvorrichtung
1 zeigt einen Druckkopf 1, der auf bekannte Weise Druckelemente (nicht dargestellt) aufweist, die jeweils in Düsen endende Tintenkanäle mit Aktivatoren aufweisen, wobei die Düsen in einer Düsenplatte 2 angeordnet sind. Der Druckkopf 1 ist oberhalb eines Bedruckstoffs 3 angeordnet, derart, dass zwischen der Düsenplatte 2 des Druckkopfes 1 und dem Bedruckstoff 3 eine z.B. in Form einer Haube 10 ausgeführte Tintenauffangvorrichtung 4 angeordnet werden kann. Dazu kann der Druckkopf 1 in Richtung des Pfeiles PF mit Hilfe von Antriebs- und Führungseinheiten bekannten Aufbaus (nicht dargestellt) von einer Druckposition, in der ein Bedruckstoff 3 bedruckt werden kann, in eine Parkposition, in der die Tintenauffangvorrichtung 4 zwischen den Druckkopf 1 und den Bedruckstoff 3 eingeschwenkt werden kann, und zurück bewegt werden. In 1 ist der Druckkopf 1 in Parkposition gezeigt. Die Tintenauffangvorrichtung 4 ist zur Düsenplatte 2 hin offen ausgeführt und weist Seitenwände 5 auf. Mit der Tintenauffangvorrichtung 4 können von den Druckelementen abgegebene Tintentropfen 6 aufgefangen werden. Die Tintenauffangvorrichtung 4 weist in Bodennähe der Haube 10 einen Tintenablauf 7 auf, über den Tinte, die von den Druckelementen in die Tintenauffangvorrichtung 4 gefeuert worden ist, abgeleitet werden kann. In 1 sind als Beispiel von Druckelementen abgegebene Tintentropfen 6 prinzipiell dargestellt.
1 zeigt den Betriebszustand des Druckkopfes 1 im Regenerationsbetrieb, bei dem nicht auf den Bedruckstoff 3 gedruckt wird, jedoch zur Reinigung der Tintenkanäle die Druckelemente Tintentropfen in Richtung der Tintenauffangvorrichtung 4 feuern. Dazu wird der Druckkopf 1 vom Bedruckstoff 3 weg nach oben bewegt und die Tintenauffangvorrichtung 4 wird zwischen dem Druckkopf 1 und den Bedruckstoff 3 eingeschwenkt. Die von den Druckelementen gefeuerten Tintentropfen, die in der Größe denen im Druckbetrieb entsprechen können, gelangen in die Tintenauffangvorrichtung 4 und nicht auf den Bedruckstoff 3. Die in der Tintenauffangvorrichtung 4 gesammelte Tinte kann dann über den Tintenablauf 7 abgeleitet werden.
2 zeigt die Tintenauffangvorrichtung 4 in vom Druckkopf 1 abgeschwenkter Position in einer neben dem Druckkopf 1 liegenden Position. Die von der Tintenauffangvorrichtung 4 aufgefangene Tinte kann in dieser Position der Tintenauffangvorrichtung 4 vollständig entleert werden.
In der Position der Tintenauffangvorrichtung 4 nach 2 kann der Druckkopf 1 in die Druckposition bewegt werden, in der gedruckt werden kann. In dieser Position liegt der Druckkopf 1 direkt benachbart dem Bedruckstoff 3. Dieser Fall ist in 3 gezeigt. Die vom Druckkopf 1 gefeuerten Tintentropfen 8 sind schematisch gezeigt, ebenso die Druckpunkte 9 auf dem Bedruckstoff 3. Zum Druck ist der Druckkopf 1 in Richtung des Pfeils PF1 zum Bedruckstoff 3 verschoben worden.
Wenn die Tintenauffangvorrichtung 4 an den Druckkopf 1 angeschwenkt ist, können die Druckelemente Tinte ausstoßen, ohne dass diese auf den Bedruckstoff 3 gelangt. In der Tintenauffangvorrichtung 4 kann Tinte gesammelt und regeneriert werden. Somit lässt sich im Regerationsbetrieb Tinte mit den vom Druckkopf 1 beim Druck zur Verfügung stehenden charakteristischen Tropfenvolumina einsetzen und zudem regenerieren, da die Tinte nicht auf dem Bedruckstoff 3 auftrifft, sondern in die Tintenauffangvorrichtung 4 gefeuert wird. Wenn die Tintenauffangvorrichtung 4 kurz vor Druckstart oder periodisch während Druckpausen eingesetzt wird, werden die Druckelemente mit Tinte durchgespült und es können im Druckbild erkennbare Effekte wie z.B. Fist Line Effekte oder komplette Düsenausfälle reduziert werden. Da die Tropfenbildung während der Regeneration wie im Druckbetrieb über die Wellenform des Ansteuersignals für das jeweilige Druckelement definiert ist und damit keine Verschmutzung der Düsenplatte 2 zu erwarten ist, ist kein Spül- und Wischvorgang nach dem Regerationsbetrieb erforderlich. In der Druckpause sollte die Tintenauffangvorrichtung 4 stets an die Düsenplatte 2 angeschwenkt werden. Durch den Regenerationsbetrieb lässt sich in der Tintenauffangvorrichtung 4 ein Mikroklima mit hoher Luftfeuchtigkeit an der Düsenplatte 2 schaffen, so dass der Dampfdruck der Tinte an den Düsen reduziert wird.
Bezugszeichenliste

1: Druckkopf
2: Düsenplatte
3: Bedruckstoff
4: Tintenauffangvorrichtung
5: Seitenwand
6: Tintentropfen
7: Tintenablauf
8: Tintentropfen
9: Druckpunkt
10: Haube
PF: Pfeil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0788882 B1 [0001, 0005]
US 6578945 B2 [0007]
US 7052106 B1 [0008]

Claims

Tintendruckgerät, bei dem eine Druckeinheit mit mindestens einem Druckkopf (1) vorgesehen ist, der in einer Düsenplatte (2) endende jeweils einen Aktivator aufweisende Druckelemente aufweist, bei dem die Druckeinheit pro Druckkopf (1) Antriebs- und Führungseinheiten aufweist, mit denen der Druckkopf (1) von einer benachbart dem Bedruckstoff (3) liegenden Druckposition in eine Parkposition und zurück bewegbar ist, bei dem eine schwenkbare Tintenauffangvorrichtung (4) vorgesehen ist, die an die Düsenplatte (2) des Druckkopfes (1) in Parkposition angeschwenkt ist, derart, dass von den Druckelemente abgegebene Tintentropfen (6) in die Tintenauffangvorrichtung (4) treffen, und die in Druckposition des Druckkopfes (1) von diesem abgeschwenkt ist.
Tintendruckgerät nach Anspruch 1, bei dem an der Tintenauffangvorrichtung (4) ein Ablauf (7) für die Tinte angeordnet ist.
Tintendruckgerät nach Anspruch 2, bei dem als Tintenauffangvorrichtung (4) pro Druckkopf (1) eine schwenkbar gelagerte und auf einer Seite offene Haube (10) vorgesehen ist, – die in Druckposition des jeweiligen Druckkopfes (1) neben dem Druckkopf (1) in vertikaler Stellung angeordnet ist derart, dass die offene Seite dem Druckkopf (1) zugewandt ist, – die in Parkposition des Druckkopfes (1) in horizontaler Position mit der offenen Seite nach oben angeordnet ist, so dass der Druckkopf (1) mit seiner Düsenseite (2) zu der Haube (10) zeigt, bei dem in vertikaler Stellung der Haube (10) der Ablauf (7) im unteren Bereich angeordnet ist.