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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen einer Druckeinheit eines Tintenstrahldruckers, welche Druckeinheit wenigstens einen Druckkopf aufweist, auf dessen dem zu bedruckenden Substrat zugewandter Druckplatte eine Vielzahl von Tintendüsen angeordnet sind.
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Bei Tintenstrahldruckern wird die Tinte durch die Tintendüsen auf ein Substrat aufgebracht. Je dünner die Düsenöffnungen sind, desto feiner kann das damit erzeugte Druckbild sein. Die Tinte wird aus Vorratsbehältern zu dem Druckkopf gefördert, in dem die Tinte auf die einzelnen Tintendüsen verteilt und deren Auftrag gesteuert wird. Für größere und somit schnellere Drucker weist die Druckeinheit mehrere Druckköpfe auf, die jeweils mit einer Vielzahl von Tintendüsen ausgestattet sind. Die Druckköpfe sind dabei häufig versetzt an der Druckeinheit angeordnet, so dass die gesamte Blattbreite in nur einem Durchlauf und ohne Bewegungen der Druckeinheit quer zur Transportrichtung bedruckt werden kann. Bei einem Großformatdrucker können beispielsweise etwa 3.000 Tintendüsen je Druckkopf vorhanden sein. Trotzdem macht sich ein Ausfall auch nur einer Tintendüse auf dem Druckbild sofort bemerkbar.
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Ein Problem bei Tintenstrahldruckern besteht darin, dass bei Stillstand die Gefahr besteht, dass die Tinte trocknet und die feinen Tintendüsen verstopft. Es ist bei der Anmelderin bekannt, die Druckeinheit bei Nichtgebrauch in eine Parkposition zu verfahren, in der die Druckplatte mit den Druckköpfen in eine Flüssigkeit getaucht wird, so dass ein Eintrocknen vermieden wird.
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Gleichwohl ist es von Zeit zu Zeit erforderlich, die Druckeinheit und deren Druckköpfe zu reinigen, beispielsweise wenn die Tintenfarbe gewechselt wird oder eine oder mehrere Tintendüsen verstopft sind. Dann wird in einem Reinigungsvorgang eine Reinigungsflüssigkeit unter Druck in der üblichen Durchflussrichtung durch die Druckköpfe und somit durch die Tintendüsen geleitet. Dadurch lassen sich Verstopfungen und Verunreinigungen gut entfernen. Anschließend wird eine Spülflüssigkeit durch die Druckköpfe geleitet, damit die Reinigungsflüssigkeit entfernt wird. Danach und einer sich eventuell anschließenden Trocknung ist die Druckeinheit wieder betriebsbereit.
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Auch ist es bekannt, die Druckplatte mechanisch zu reinigen. Hier wird die Unterseite der Druckplatte mit den Tintendüsen mittels eines Filzes oder Tuchs oder einer Gummilippe überstrichen, so dass Verunreinigungen entfernt werden können. Hier besteht jedoch die Gefahr, dass die Tintendüsen beschädigt oder Verunreinigungen in die Tintendüsen gedrückt werden.
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Aus der
DE 103 04 964 A1 ist es bekannt, einen Druckkopf mit einer damit einheitlich verbundenen Tintenpatrone durch eine Umkehr-Spülung zu reinigen. Hierdurch werden auch hartnäckige Verschmutzungen gelöst. Allerdings muss die Tintenpatrone mit dem Düsenkopf aus dem Drucker ausgebaut werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung für eine Druckeinheit der eingangs geschilderten Art so auszubilden, dass eine Reinigung auch bei montierter Druckeinheit möglich ist.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass die Vorrichtung eine in Richtung auf die Druckplatte der Druckeinheit offene Kammer aufweist, die seitlich durch eine umlaufende Dichtung begrenzt wird, dass die Kammer relativ zur Druckeinheit beweglich ist derart, dass in der wirksamen Lage der Kammer die Tintendüsen eines Druckkopfes von der Dichtung umgegeben sind und die Druckplatte gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, und dass die Kammer wenigstens einen Zulauf und/oder wenigstens einen Ablauf aufweist, um das Reinigungs- oder Spülmedium zuzuführen oder abzuführen. Im Einzelnen kann dabei so vorgegangen werden, dass zunächst die Druckeinheit so über die Kammern positioniert wird, dass die Kammern jeweils unter einem Druckkopf liegen. Dann wird die Druckeinheit relativ zur Kammer abgesenkt oder die Kammer angehoben, bis die Dichtungen an der Druckplatte dichtend anliegen. Es wird ein gegenüber der Umgebung abgedichteter Raum gebildet. Über die Zu- und Abläufe kann die Reinigungsflüssigkeit gut zu und abgeführt werden. Auch ist es möglich, die Druckeinheit in der üblichen Strömungsrichtung, also durch den Druckkopf mit Reinigungsflüssigkeit zu beaufschlagen. Die aus den Tintendüsen austretende Flüssigkeit wird von der Kammer aufgefangen und kann abgeführt werden. Eine Demontage des Druckkopfes ist nicht erforderlich.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass in einer in Richtung auf die Druckplatte offene Wanne mehrere Kammern vorgesehen sind, deren Anzahl und Lage der Anzahl und Lage einer Mehrzahl der Druckköpfe auf der Druckplatte der Druckeinheit entsprechen, dass die Wanne mit den Kammern relativ zur Druckeinheit beweglich ist, so dass in der wirksamen Lage eine Vielzahl von und vorzugsweise alle Druckköpfe der Druckeinheit von jeweils einer Kammer aufgenommen und gegenüber der Umgebung abgedichtet sind. Dann können in einem Arbeitsgang alle Druckköpfe der Druckeinheit gereinigt werden.
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Es ist dabei günstig, wenn die Wanne seitlich durch eine umlaufende Dichtung begrenzt ist, die in der wirksamen Lage mit der zugewandten Seite der Druckeinheit zusammenwirkt und diese gegenüber der Umgebung abdichtet. Dies hat den Vorteil, dass eventuell aus den einzelnen Kammern austretende Flüssigkeit in der Wanne aufgefangen wird und nicht unkontrolliert in die Umgebung gelangt.
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Gemäß der Erfindung sind Stellmittel, die die Kammern oder die Wanne mit den Kammern relativ parallel zu der Druckeinheit bewegen, bis die Kammern gegenüber den Druckköpfen liegen, und Hubmittel vorhanden, die die Kammern oder die Wanne relativ in Richtung auf die Druckeinheit bewegen, bis die Dichtungen an der Druckplatte dichtend anliegen. Es kann vorgesehen werden, dass die Kammern und die Wanne in einer Ebene parallel zur Druckplatte beweglich sind und die Druckeinheit auf- und abbewegt werden kann oder umgekehrt. Auch kann vorgesehen werden, dass nur die Wanne mit den Kammern oder nur die Druckeinheit bewegt wird.
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Weiterhin ist es günstig, wenn die Wanne mit wenigstens einem Zulauf und/oder Ablauf für das Reinigungs- oder Spülmedium versehen ist. Dann kann die gesamte Druckplatte zusammen mit den Druckeinheiten gereinigt werden. Es ist dabei zweckmäßig, wenn jede Kammer und die Wanne einen separaten Zulauf und/oder Ablauf besitzt, um die einzelnen Kammern oder die Wanne mit unterschiedlichen Reinigungs- oder Spülmedien zu beaufschlagen. Dadurch können die einzelnen Düseneinheiten und die Druckplatte mit einem an die jeweils vorher eingesetzte Tinte angepasster Reinigungsmedium gereinigt werden. Auch ist es möglich, jede Druckeinheit mit der entsprechenden Tinte zu reinigen, was ebenfalls gute Reinigungsergebnisse bewirkt.
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Die Kammer ist in etwa schalenförmig ausgebildet und weist einen in Richtung auf die Druckeinheit offene Seite auf, deren lichtes Maß größer ist als das der die Tintendüsen eines Druckkopfes einhüllenden Fläche. Dadurch wird gewährleistet, dass sich beim Andrücken der Kammer an die Druckplatte alle Tintendüsen eines Druckkopfes in dem dadurch gebildeten Raum liegen. Ein Austreten von Reinigungs- oder Spülmedium während der Reinigung wird dadurch zuverlässig verhindert. Die Kontur der Kammer in der Draufsicht ist grundsätzlich beliebig. Die Tintendüsen sind häufig in Form eines Rechtecks auf dem Druckkopf angeordnet. Es kann daher vorgesehen werden, dass die Kammer in der Draufsicht ebenfalls die Kontur eines etwas größeren Rechtecks aufweist.
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Es kann aber auch vorgesehen werden, dass die Kontur der Kammer strömungsoptimiert an die Kontur der die Tintendüsen einnehmenden Fläche angepasst ist. Insbesondere können wenigstens ein Zulaufbereich und wenigstens Ablaufbereich vorgesehen werden, der jeweils ohne Toträume in den Zulauf beziehungsweise Ablauf münden. Bei einem Rechteck kann die Kammer in der Draufsicht die Kontur eines Parallelogramms aufweisen, und der Zulauf kann in einer spitzen Ecke und der Ablauf in der diagonal gegenüberliegenden spitzen Ecke des Parallelogramms angeordnet sein. Der spitze Winkel des Parallelogramms kann beispielsweise 45° bis 75° und insbesondere etwa 60° betragen. Hierdurch wird ein Zu- und Abfluss der Reinigungs- oder Spülflüssigkeit ohne Toträume begünstigt.
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Die Kammer liegt beim Reinigen dichtend unter einer Druckeinheit. Gleichzeitig liegt die gesamte Druckplatte abgedichtet in der Wanne. Es sind daher unterschiedliche Reinigungsvorgänge für die einzelnen Druckeinheiten und für die Druckplatte durchführbar.
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Es können Mittel vorhanden sind, um das Reinigungs- oder Spülmedium unter Überdruck in die Kammer oder Wanne zu leiten. Hierdurch kann eine Umkehr-Spülung der Tintendüsen erfolgen, bei welcher die Reinigungs- oder Spülflüssigkeit in umgekehrter Richtung durch die Tintendüsen gedrückt wird. Dadurch können auch hartnäckige Verstopfungen oder Farbreste gut und restlos entfernt werden.
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Auch ist es möglich, dass die Kammer oder die Wanne über die zugeordneten Zu- oder Abläufe mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Dann kann der Druckkopf gut restentleert werden.
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Es ist auch möglich, dass Mittel vorhanden sind, die die Zuläufe und/oder Abläufe verschließen, um die Kammer oder die Wanne und somit die Druckplatte des Druckkopfes in dem Reinigungs- oder Spülmedium eingetaucht zu halten. Dann kann die Druckeinheit bei kürzeren Druckpausen feucht gehalten werden.
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Weiterhin können Mittel vorhanden sein, die das Reinigungs- oder Spülmedium durch den Zulauf in die Kammer oder Wanne zuführen und durch den Ablauf wieder abführen, um eine Strömung parallel zu der Druckplatte der Druckeinheit zu erzeugen. Dadurch können die Zwischenräume zwischen den Tintendüsen eines Druckkopfes oder die Zwischenräume zwischen den Druckköpfen gereinigt werden.
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Weiterhin ist es möglich, das Reinigungsmedium durch den Druckkopf zuzuführen. Die aus den Tintendüsen austretende Flüssigkeit wird dann in der Kammer aufgefangen und kann abgeführt werden. Auch ist es möglich, die Kammer mit Druckluft oder mit einem anderen Gas oder mit Dampf zu beaufschlagen. Dann wird der Druckkopf trocken gereinigt oder getrocknet. Die Zuführung des Gases oder des Dampfes kann sowohl über den Druckkopf als auch über den Zulauf erfolgen.
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Insbesondere ist es möglich, dass die Vorrichtung stets an dem Drucker installiert sein kann. Bei kürzeren Druckpausen wird die Wanne oder die einzelnen Kammern lediglich mit einer Flüssigkeit gefüllt, so dass die Tintendüsen feucht gehalten werden können. Hier wird der Vorteil der Erfindung besonders deutlich, da jedem Düsenkopf eine separate Kammer zugeordnet ist, so dass die jeweiligen Tintendüsen in der in dem Düsenkopf jeweils zugeführten Tinte feucht gehalten werden können. Vermischungen und somit Fehldrucke können daher gut vermieden werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 die Seitenansicht einer Druckeinheit in der Parkposition,
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2 die Einzelheit "X" in 1 in vergrößerter Darstellung,
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3 die Untersicht auf die Druckplatte der Druckeinheit und
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4 die Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung.
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In 1 ist eine Druckeinheit 11 dargestellt, wenn sie sich in seiner Parkposition über der Reinigungsvorrichtung 12 befindet. Der Druckvorgang findet in einer Position neben der Reinigungsvorrichtung 12 statt, bei dem beispielsweise die Deckblätter von Zeitschriften auf einem Förderband liegend bedruckt werden. Das Förderband kann parallel zur Zeichenebene verlaufen. Die Druckeinheit ist durch entsprechende Mittel zwischen der Parkposition und der Druckposition hin- und herbewegbar.
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Die Druckeinheit 11 und die Reinigungsvorrichtung 12 können durch nicht gezeigte Hubmittel und Stellmittel in Richtung der Pfeile 13, 14, 15 hin- und herbewegt werden. Zumindest die Hubbewegung 14 wird dabei von der Druckeinheit 11 durchgeführt. Grundsätzlich kann die Druckeinheit 11 auch um diese Achsen 13, 14, 15 verdreht werden, um insbesondere eine parallele Ausrichtung zum bedruckenden Substrat einzustellen.
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Die Druckeinheit 11 weist auf seiner dem zu bedruckenden Substrat zugewandten Druckplatte 16 mehrere Druckköpfe 17 auf, die in der Transportrichtung 18 des Substrats versetzt angeordnet sind. Jeder Druckkopf druckt eine vorbestimmte Farbe, so dass mit einer Bewegung des Substrats in Transportrichtung 18 das Druckbild hergestellt wird. Die Druckeinheit 11 braucht keine weiteren Bewegungen durchzuführen.
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Ein Druckkopf umfasst eine Vielzahl von Tintendüsen 19, die in 2 nur schematisch gezeigt sind. Es können mehrere 100 bis zu mehreren 1.000 Düsen an einem Druckkopf vorhanden sein. Die Tintendüsen haben nur einen geringen Durchmesser von Bruchteilen eines Millimeters. Es besteht daher die Gefahr, dass sich die Tintendüsen 19 im Zuge der Benutzung zusetzen oder bei einem Stillstand eintrocknen. Das Druckbild wird dann fehlerhaft. Es ist daher bekannt, diese Tintendüsen 19 in Betriebspausen feucht zu halten. Dadurch wird ein schnelles Eintrocknen bei Druckpausen verhindert.
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Es ist jedoch auch erforderlich, die Druckköpfe von Zeit zu Zeit oder bei einem Farbwechsel zu reinigen. Die in der Zeichnung dargestellte Reinigungsvorrichtung 12 weist hierzu einen Rahmen 20 auf, der eine Wanne 21 begrenzt und in dem eine Anzahl von Kammern 22 vorhanden sind, die der Anzahl der Druckköpfe 17 der Druckeinheit 11 entspricht. Im Einzelne ist die Anordnung so getroffen, das die Lage der Kammern 22 der Lage der Druckköpfe 17 entspricht. Dann wird jeder Druckkopf 17 in der ihm zugeordneten Kammer 22 aufgenommen. Die relative Lage der Druckköpfe 17 ist in 4 gestrichelt gezeigt.
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Der Rahmen 20 ist in Richtung auf die Druckplatte 16 mit einer umlaufenden Dichtung 23 versehen, die in der wirksamen Lage den Spalt 24 zwischen der Druckplatte 16 und der Druckeinheit 11 abdichtet. Jede Kammer 22 ist ebenfalls mit einer umlaufenden Dichtung 25 versehen, die in der wirksamen Lage an der Unterseite der Druckplatte 16 und der die Kammer 22 begrenzenden Wandung 26 anliegt. In der wirksamen Lage werden somit die Druckeinheiten 17 mit ihren jeweiligen Tintendüsen 19 in jeweils einer Kammer 22 gegenüber der Umgebung beziehungsweise gegenüber der Wanne 21 abgedichtet aufgenommen. Die Wanne 21 ist ebenfalls gegenüber der Umgebung abgedichtet. Die der Druckplatte 16 zugewandten Flächen der Wandungen 26 und des Rahmens 21 liegen daher in einer Ebene, so dass die Dichtungen 23, 25 gleichzeitig an der Druckplatte 16 dichtend anliegen. Der Rahmen 20 wird dafür mit Druck gegen die Druckeinheit gehalten.
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Jede Kammer 22 weist einen Zulauf 27 und eine Ablauf 28 auf. Die Wanne 21 ist ebenfalls mit einem Zulauf 29 und einem Ablauf 30 versehen. Da die Wanne 21 und die einzelnen Kammern 22 gegeneinander abgedichtet sind, ist es möglich, jede Kammer 22 mit einem anderen Reinigungsmittel oder einer anderen Flüssigkeit zu beaufschlagen. Insbesondere handelt es sich um ein geschlossenes System, so dass die verwendeten Flüssigkeiten auch unter Druck zugeführt werden können.
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Es ist beispielweise möglich, dass die Reinigungsflüssigkeit oder Spülflüssigkeit oder die Farbe unter Druck entgegen der üblichen Fließrichtung von der Kammer 22 durch die Tintendüsen 19 in die Druckeinheit 17 zu fördern. Anschließend kann die Fließrichtung umgedreht werden, indem beispielsweise ein Unterdruck an die Kammer 22 angelegt wird. Dadurch wird die Reinigung effektiver und eine gute Durchspülung und ein restloses Herausspülen von Tintenresten sind möglich. Die Reinigungsflüssigkeit oder Spülflüssigkeit können mit einem Überdruck von 1,2 bar bis 2,0 bar zugeführt werden.
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Auch ist es möglich, die Kammer mit einer Flüssigkeit zu befüllen und den Zulauf 27 und den Ablauf 28 jeder Kammer 22 zu verschließen. Dann kann die Druckeinheit 11 bei kurzen Druckpausen feucht gehalten werden.
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Weiterhin kann vorgesehen werden, dass durch einen Zulauf 31 dem Druckkopf 17 eine Reinigungsflüssigkeit unter Druck zugeführt wird. Die Flüssigkeit wird dann durch den Ablauf 28 abgeführt. Schließlich kann die Reinigungsflüssigkeit durch den Zulauf 27 in die Kammer 22 geleitet und durch den Ablauf 28 wieder abgeführt werden. Die Flüssigkeit fließt dann in der Ebene parallel zur Druckplatte. Dadurch können die Zwischenräume zischen den Tintendüsen 19 gut gereinigt werden.
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Für gute Strömungsbedingungen ist eine Kammer 22 in der Draufsicht in Form eines Parallelogramms ausgebildet. In der einen spitzen Ecke 32 befindet sich der Zulauf 27, und in der diagonal gegenüberliegenden spitzen Ecke 33 ist der Ablauf 28 vorgesehen. Dadurch werden Toträume vermieden und die Flüssigkeit kann gut vom Zulauf zum Ablauf fließen.
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Durch den Zulauf 29 wird Reinigungsflüssigkeit in die Wanne 21 geleitet und kann durch den Ablauf 30 wieder abgeführt werden. Dadurch ist eine Reinigung der Druckplatte 16 möglich.
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Die Reinigungsvorrichtung 12 ermöglicht eine gute, flexible und vielseitige Reinigung einer Druckeinheit. Durch die separate Beaufschlagung der einzelnen Kammern 22 können ein gezielter Einsatz und sparsamer geeigneter Reinigungsflüssigkeiten und eine getrennte Abfuhr der jeweiligen Farbreste und der gebrauchten Flüssigkeiten erfolgen. Auch kann die Druckeinheit 11 für kurze Pausen lediglich feucht gehalten werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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