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Die Erfindung betrifft eine Reinigungsvorrichtung für eine Druckeinheit eines Tintenstrahldruckers, bei welchem die Druckeinheit zwischen einer Ruheposition, in der sich die Druckeinheit mit ihrer die Druckdüsen aufweisenden Unterseite in einer Flüssigkeit befindet, und einer Druckposition, in der sich die Druckeinheit über dem zu bedruckenden Substrat befindet, hin- und herbewegbar ist.
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Derartige Druckeinheiten werden unter anderem dann eingesetzt, wenn das Substrat in nur einem Durchlauf mit einem Druckbild versehen werden soll. Die Druckeinheit hat eine Breite, die mindestens der der Breite des zu erzeugenden Druckbilds entspricht. In Längsrichtung sind mehrere Druckköpfe hintereinander vorgesehen, die in Breitenrichtung senkrecht zur Transportrichtung versetzt angeordnet sind, so dass das Druckbild ohne eine Bewegung der Druckeinheit bei nur einem Durchlauf des Substrats gedruckt werden kann.
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Eine Druckeinheit weist beispielsweise zwölf oder mehr Druckköpfe auf, die jeweils mit mehreren Tausend Druckdüsen ausgestattet seien können. Jeder Druckkopf wird mit Farbe versorgt, und durch entsprechende Ansteuerung der Düsen wird das Druckbild erzeugt. Die Düsen haben einen sehr kleinen Durchmesser, um entsprechend feine Tropfen zu erzeugen. Damit ist eine hohe Auflösung möglich. Allerdings können solche kleinen Düsen im Zuge der Benutzung verschmutzen und insbesondere beim Nichtgebrauch des Druckers eintrocknen. Die Düse kann dann keinen Farbpunkt mehr erzeugen, und das Druckbild ist fehlerhaft.
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Auch wenn heutzutage langsam trocknende Tinten verwendet werden, ist es zweckmäßig, den Druckkopf während des Nichtgebrauchs feucht zu halten, damit ein Eintrocknen der Düse vermieden wird. Hierzu wird die Druckeinheit während der Druckpausen mit ihrer Unterseite, an der sich die Druckköpfe mit den einzelnen Düsen befinden, in eine Flüssigkeit getaucht. Die Flüssigkeit befindet sich in einer Wanne, die neben der Transporteinrichtung für das zu bedruckende Substrat steht. Die Druckeinheit wird bei längeren Pausen über die Wanne verfahren und abgesenkt. Auch ist es möglich, die Wanne anzuheben. Dann stehen zumindest die Druckdüsen in der Flüssigkeit und können nicht mehr eintrocknen.
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Zum Drucken wird die Druckeinheit aus dieser Ruheposition wieder in die Druckposition verfahren, in welcher sie sich in dem gewünschten Abstand von einem oder wenigen Millimetern über dem Substrat befindet. Da die Druckeinheit vorher in der Flüssigkeit eingetaucht war, haftet diese noch an seiner Unterseite und tropft nach und nach ab oder trocknet auf der Unterseite an. Durch das Nachtropfen entstehen insbesondere während der ersten Drucke unsaubere Druckbilder, da die Flüssigkeit sich mit dem frischen Druckbild vermischt und dieses verwischt.
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Bei der Bewegung der Druckeinheit von der Druckposition in die Ruheposition befindet sich noch Restfarbe an den Druckköpfen und Druckdüsen. Diese gelangt dann in die bereitstehende Flüssigkeit, die dadurch relativ schnell verschmutzt und unbrauchbar wird.
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Es ist bekannt, die Unterseite, also die Druckseite der Druckeinheit, vor der Ruheposition und der Druckposition mit einem Abstreifer zu reinigen. Dieses Abstreifen der Flüssigkeit von der Unterseite bewirkt aber nur eine grobe Reinigung. Weiterhin besteht die Gefahr, dass feine und feinste Partikel durch den Abstreifer in die Druckdüsen gelangen und diese verstopfen. Dann muss zumindest dieser Druckkopf aufwändig gereinigt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reinigungsvorrichtung für eine solche bewegliche Druckeinheit zu schaffen, mit der diese Nachteile vermieden werden.
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Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, dass sich die Reinigungsvorrichtung zwischen der Ruheposition und der Druckposition unterhalb der Unterseite der Druckeinheit befindet, so dass die Reinigungsvorrichtung im Zuge der Bewegung der Druckeinheit von der einen zur anderen Position überstrichen wird, dass die Reinigungsvorrichtung in der Bewegungsebene und parallel zur Längserstreckung der Druckeinheit eine wirksame Länge aufweist, die der Länge der Unterseite der Druckeinheit im wesentlichen entspricht, dass auf der der Unterseite der Druckeinheit zugewandten Oberseite der Reinigungsvorrichtung wenigstens ein in Richtung auf die Unterseite der Druckeinheit offener Ansaugkanal vorhanden ist, der sich parallel zur Längserstreckung und quer zu der Bewegungsrichtung der Druckeinheit erstreckt und der mit Unterdruck beaufschlagbar ist derart, dass an der Unterseite anhaftende Flüssigkeit und/oder Partikel angesaugt und abgeführt werden. Insbesondere bei einem geringen Abstand zwischen der Unterseite der Druckeinheit und der Oberseite der Reinigungsvorrichtung im Bereich der Öffnungen des Ansaugkanals können Schmutzpartikel oder anhaftende Flüssigkeit gut entfernt werden.
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Es kann auch vorgesehen werden, dass sich die Reinigungsvorrichtung zwischen der Ruheposition und der Druckposition unterhalb der Unterseite der Druckeinheit befindet, so dass die Reinigungsvorrichtung im Zuge der Bewegung der Druckeinheit von der einen zur anderen Position überstrichen wird, dass die Reinigungsvorrichtung in der Bewegungsebene und parallel zur Längserstreckung der Druckeinheit eine wirksame Länge aufweist, die der Länge der Unterseite der Druckeinheit im wesentlichen entspricht, dass auf der der Unterseite der Druckeinheit zugewandten Oberseite der Reinigungsvorrichtung wenigstens ein in Richtung auf die Unterseite der Druckeinheit offener Druckkanal vorhanden ist, durch welchen ein Reinigungsmedium gegen die Unterseite der Druckeinheit aufbringbar ist. Hiermit können Schmutzpartikel effektiv gelöst und abgeführt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass sich die Reinigungsvorrichtung zwischen der Ruheposition und der Druckposition unterhalb der Unterseite der Druckeinheit befindet, so dass die Reinigungsvorrichtung im Zuge der Bewegung der Druckeinheit von der einen zur anderen Position überstrichen wird, dass die Reinigungsvorrichtung in der Bewegungsebene und parallel zur Längserstreckung der Druckeinheit eine wirksame Länge aufweist, die der Länge der Unterseite der Druckeinheit im wesentlichen entspricht, dass auf der der Unterseite der Druckeinheit zugewandten Oberseite der Reinigungsvorrichtung wenigstens ein in Richtung auf die Unterseite der Druckeinheit offener Ansaugkanal, der sich parallel zur Längserstreckung und quer zu der Bewegungsrichtung der Druckeinheit erstreckt, und wenigstens ein in Richtung auf die Unterseite der Druckeinheit offener Druckkanal vorhanden sind, durch welchen ein Reinigungsmedium gegen die Unterseite der Druckeinheit aufbringbar ist, und welcher Ansaugkanal mit Unterdruck beaufschlagbar ist derart, dass an der Unterseite anhaftende Flüssigkeit und/oder Partikel angesaugt und abgeführt werden. Durch das Anstrahlen der Unterseite des Druckkopfes werden Partikel und Farbreste gut entfernt, und durch den Ansaugkanal werden die Spülflüssigkeit und diese Verunreinigungen sicher abgeführt.
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Unter der Länge der Druckeinheit sollen hier die Länge des Druckbereichs und somit die Länge der von den Druckköpfen eingenommen Fläche der Unterseite der Druckeinheit verstanden werden. Die Druckeinheit selbst kann länger sein. Durch den Ansaugkanal kann überschüssige Flüssigkeit vor Erreichen der Druckposition angesaugt und die Unterseite getrocknet werden. Solche Flüssigkeitsreste oder -tropfen entstehen durch das Reinigungsbad oder durch das sogenannte Purgen, bei dem eine Reinigungsflüssigkeit unter Druck durch die Druckdüsen geleitet wird. Herabtropfende Flüssigkeit während des Druckens wird dadurch vermieden. Es entsteht kein oder nur ein geringer Ausschuss.
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Durch die Öffnungen des Druckkanals kann ein Reinigungsmedium gegen die Unterseite der Druckeinheit gestrahlt werden, so dass Farbreste und lose Partikel entfernt werden. Die Druckeinheit gelangt dann relativ sauber in die Flüssigkeit, die eine entsprechende längere Standzeit erhält.
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Weiterhin wird eine mechanische Beanspruchung der sehr feinen Druckdüsen wie mit einem Abstreifer vermieden. Ein Verstopfen durch damit hinein transportierte Partikel wird verhindert.
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Wie der Druckanal der Reinigungsvorrichtung ausgebildet und angeordnet ist, ist grundsätzlich beliebig. Es kann beispielsweise vorgesehen werden, dass die Öffnung des Druckkanals für das Reinigungsmedium als Spalt ausgebildet ist, der sich parallel zum Ansaugkanal und quer zur Bewegungsrichtung der Druckeinheit erstreckt. Der Spalt hat vorzugsweise eine Länge, die der Länge der Druckeinheit entspricht. Damit kann die Reinigung bei einem einmaligen Überfahren durchgeführt werden.
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Es kann aber auch zweckmäßig sein, wenn der Druckkanal für das Reinigungsmedium mehrere Düsenöffnungen aufweist, die parallel zum Ansaugkanal in Reihe oder versetzt angeordnet sind. Die Länge der Düsenreihe entspricht dabei ebenfalls der Länge der Druckeinheit. Auch mit dieser Ausbildung wird die Reinigung nach nur einem Überfahrvorgang erreicht.
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Weiterhin ist es günstig, wenn in Bewegungsrichtung der Druckeinheit zwischen dem Ansaugkanal und dem Druckkanal für das Reinigungsmedium ein Abführkanal vorhanden ist, mit dem abtropfende Flüssigkeit und abfallende Partikel abführbar sind. Damit wird überschüssige Flüssigkeit abgeführt, und eine Verschmutzung der umliegenden Gegenstände und Einrichtungen wird verhindert.
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Es kann vorgesehen werden, dass der Ansaugkanal in Bewegungsrichtung der Druckeinheit von der Ruheposition in die Druckposition vor dem Druckkanal beziehungsweise dessen der Unterseite zugewandte Öffnung(en) für das Reinigungsmedium liegt. Auch ist es günstig, wenn der Ansaugkanal in Bewegungsrichtung der Druckeinheit von der Druckposition in die Ruheposition vor den Öffnungen des Druckkanals für das Reinigungsmedium liegt. Besonders zweckmäßig ist es aber, wenn der Druckkanal für das Reinigungsmedium in Bewegungsrichtung der Druckeinheit zwischen zwei Ansaugkanälen liegt. Dann kann die Druckeinheit sowohl bei der Bewegung von der Ruheposition in die Druckposition als auch in umgekehrter gereinigt und getrocknet werden. Durch die zweifache Absaugung wird eine trockene Unterseite erreicht, und ein Nachtropfen wird zuverlässig verhindert.
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Die Reinigungsvorrichtung kann in Richtung auf die Druckeinheit auf- und abbewegbar gehalten sein. Dadurch kann der Abstand der Oberseite zur Unterseite auf ein gewünschtes Maß unabhängig von den Abmaßen der Druckeinheit gebracht werden. Durch einen engen Spalt von nur einem oder wenigen Millimetern zwischen der Oberseite und der Unterseite wird der Reinigungs- und Ansaugeffekt erhöht.
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Besonders wirksam ist die Reinigung, wenn der Abstand zwischen Oberseite der Reinigungsvorrichtung im Bereich des wenigstens einen Ansaugkanals und der Unterseite der Druckeinheit kleiner als 1,0 mm ist und insbesondere 0,3 bis 0,4 mm beträgt. Dadurch wird die Ansaugleistung durch den Bernoulli-Effekt und Venturi-Effekt verstärk, und eine effektive Reinigung wird erreicht. Weiterhin treten turbulente Strömungen an der Unterseite auf, so dass die Reinigung weiter verbessert wird.
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Es kann vorgesehen werden, dass die Reinigungsvorrichtung durch die Kraft wenigstens einer Feder in Richtung auf die Unterseite drückbar ist, und dass Mittel vorhanden sind, die die Reinigungsvorrichtung in einen vorbestimmten Abstand zur Unterseite der Druckeinheit halten. Dadurch wird sich der gewünschte Abstand selbsttätig beim Überfahren der Reinigungsvorrichtung einstellen. Anstelle einer Feder kann auch ein pneumatischer oder hydraulischer Hubzylinder eingesetzt werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Druckkanal und der oder die Ansaugkanäle in einem Balken angeordnet sind, der mit wenigstens einer Feder in Richtung auf die Unterseite der Druckeinheit gedrückt wird, dass der Balken entlang seiner Längsseiten angeschrägte Kanten aufweist, auf denen an der Druckeinheit befestigte Rollen abrollen und den Balken im Zuge der Bewegung der Druckeinheit über den Balken in einem vorbestimmbaren Abstand zu deren Unterseite halten. Alternativ kann vorgesehen werden, dass der Druckkanal und der oder die Ansaugkanäle in einem Balken angeordnet sind, der mit wenigstens einer Feder in Richtung auf die Unterseite der Druckeinheit gedrückt wird, dass die dem Balken zugewandte Längsseite der Druckeinheit angeschrägte Kanten aufweist, auf denen am Balken befestigte Rollen abrollen und den Balken im Zuge der Bewegung der Druckeinheit über den Balken in einem vorbestimmbaren Abstand zur Unterseite halten. Durch die Ausbildung der Reinigungsvorrichtung als relativ schmaler Balken kann diese sehr gut zwischen der Transporteinrichtung und der Ruhelage in die Druckvorrichtung integriert werden. Der Balken nimmt in der Breite kaum Platz in Anspruch. Die Länge entspricht der Länge der Druckeinheit in Transportrichtung, so dass ein einmaliges Überfahren des Balkens für eine Reinigung und Trocknung ausreicht.
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Als Reinigungsmedium kann eine Reinigungsflüssigkeit oder ein gasförmiges Reinigungsmedium, beispielsweise Druckluft verwendet werden. Die Verwendung von Druckluft hat den Vorteil, dass die Druckeinheit insbesondere vor dem Drucken gut getrocknet wird.
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Weiterhin können seitliche Dichtlippen vorhanden sein, die an der Unterseite der Druckeinheit beim Überfahren anliegen. Die Dichtlippen befinden sich in Druckrichtung vor und hinter den Druckeinheiten und berühren diese beziehungsweise die Druckdüsen nicht. Dadurch wird der Raum zwischen dem Balken und der Druckeinheit seitlich begrenzt und ein ungewolltes Austreten der Reinigungsflüssigkeit während der Beaufschlagung wird verhindert. Die Umgebung bleibt demnach sauber.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der schematischen Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
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1 die Ansicht auf die Reinigungsvorrichtung gemäß der Erfindung in der wirksamen Lage unterhalb der Druckeinheit, teilweise im Schnitt, und
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2 die Draufsicht auf die Reinigungsvorrichtung.
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Die in der Zeichnung dargestellte Reinigungsvorrichtung 11 ist in einer Druckvorrichtung integriert, die eine in Richtung des Pfeils 12 hin- und her bewegbare Druckeinheit 13 aufweist. In 2 ist die Druckeinheit 13 in der Druckposition gezeigt, in der sie sich über den zu bedruckenden Substraten 14 befindet. Die Substrate 14, beispielsweise fertig gebundene Zeitschriften, liegen auf einem nicht näher gezeigten Förderband 15 und werden in Richtung des Pfeils 16 in horizontaler Lage unter der Druckeinheit 13 hindurch bewegt.
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Die Druckeinheit 13 weist auf ihrer nach unten weisenden Unterseite 17 mehrere Druckköpfe 18 auf, die mit einer Vielzahl von nicht gezeigten Druckdüsen versehen sind, durch die die Tinte auf das Substrat 14 geleitet wird. Während der Druckpausen oder bei Stillstand der Druckvorrichtung wird die Druckeinheit 13 in Richtung des Pfeils 12 in der Zeichnung nach links in die Ruheposition bewegt. Dort befindet sie sich über einer Wanne 19, die mit einer Flüssigkeit gefüllt ist. Die Druckeinheit 13 kann in Richtung auf die Wanne 19 abgesenkt werden oder umgekehrt, bis die Unterseite 17 mit den Druckköpfen 18 in die Flüssigkeit in der Wanne eintaucht. Auf diese Weise werden die Druckdüsen feucht gehalten, und ein Eintrocknen wird vermieden.
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Zum Drucken wird die Druckeinheit 13 wieder in die Druckposition verfahren. Dann haftet jedoch die Flüssigkeit an der Unterseite 17 an und tropf nach und nach ab. Dadurch wird das Druckbild auf dem Substrat 14 beeinträchtigt. Beim Verfahren der Druckeinheit 13 in die Ruheposition haften noch Farbreste an der Unterseite, die dann ohne weitere Maßnahmen in die Flüssigkeit gelangen können und diese verunreinigen.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile befindet sich zwischen dem Förderband 15 und der Wanne 19 die Reinigungsvorrichtung 11, mit der zum einen die an der Unterseite 17 anhaftende Flüssigkeit und zum anderen die anhaftenden Farbreste entfernt werden können. Dazu befindet sich die Reinigungsvorrichtung 11 in einer relativen Lage zur Druckeinheit 13, dass sie beim Verfahren derselben von der einen zur anderen Position überstrichen wird.
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Im Einzelnen ist umfasst die Reinigungsvorrichtung 11 einen horizontalen Balken 20, dessen Länge l zumindest der Länge in Transportrichtung 16 des von den Druckköpfen 18 eingenommenen Bereichs entspricht. Dadurch werden alle Druckköpfe 18 beim Überstreichen des Balkens 20 erfasst.
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Der Balken 20 der Reinigungsvorrichtung 11 weist einen Druckkanal 21 mit wenigstens einer Öffnung auf der Oberseite 24 des Balkens 20 auf, durch die ein Reinigungsmedium, beispielswiese eine Flüssigkeit oder Luft, unter Druck in Richtung auf die Unterseite 17 der Druckeinheit und somit in Richtung auf die Düsen geleitet werden kann. In Bewegungsrichtung 12 der Druckeinheit 13 vor und hinter dem Druckkanal 21 befinden sich jeweils Ansaugkanäle 22, die mit Unterdruck beaufschlagbar sind. Der Druckkanal 21 und die Ansaugkanäle 22 erstrecken sich dabei über die gesamte Länge des Balkens 20, so dass die Druckeinheit 13 durch diese Kanäle von der Unter- oder Druckseite 17 her vollständig mit dem Reinigungsmedium oder mit Unterdruck beaufschlagbar ist. Der Druckkanal 21 oder die Ansaugkanäle 22 können dabei als durchgängige oder unterbrochene Schlitze oder als in Reihe angeordnete Bohrungen ausgebildet sein. In jedem Fall wird eine Beaufschlagung über die gesamte Länge der Unterseite 17 der Druckeinheit 13 erreicht.
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Zwischen einem Ansaugkanal 22 und dem Druckkanal 21 sind weiterhin Abführkanäle 23 vorgesehen, die sich ebenfalls übe die gesamte Länge l des Balkens 20 erstrecken. In diesen Abführkanälen 23 werden von der Unterseite 17 herabtropfende Flüssigkeiten und Partikel aufgefangen und abgeführt. Die Abfuhrkanäle 23 können als Längsnuten auf der Oberseite 24 des Balkens 20 ausgebildet sein.
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Der Balken 20 ist relativ zur Druckeinheit 13 in Richtung des Doppelpfeils 25 auf- und abbewegbar. Damit kann der Abstand zwischen der Unterseite 17 der Druckeinheit 13 und der Oberseite 24 des Balkens eingestellt werden. Bei einem schmalen Spalt wird ein ungewolltes Herausspritzen des Reinigungsmediums und somit der anhaftenden Flüssigkeit verringert.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Balken 20 über Federn 26 federnd in Richtung auf die Unterseite 17 am nicht gezeigten Maschinengestell gelagert. Es sind an den Stirnseiten 27 des Balkens 20 Rollen 28 angeordnet, die die Längsseite 29 und die Oberseite 24 des Balkens 20 überragen. In der unwirksamen Lage der Reinigungsvorrichtung 11 kann die Oberseite etwas höher liegen als die Unterseite 17 des Balkens 20. Wird der Balken 20 dann in Richtung auf die eine oder andere Position verfahren, gelangt die dem Balken 20 zugewandte Eckkante der Druckeinheit 13 an die Rollen 28, die und somit der Balken nach unten gedrückt werden. Die Druckeinheit 13 kann hierfür abschrägte Kanten aufweisen, so dass das Abrollen und Herunterdrücken des Balkens erleichtert wird.
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Wie in 1 gezeigt, rollen die Rollen 28 im Zuge der weiteren Bewegung der Druckeinheit 13 über den Balken 20 auf der Unterseite 17 ab, so dass der Balken 20 in dem gewünschten Abstand zur Unterseite 17 entgegen der Federkraft gehalten wird. Die Rollen 28 befinden sich dabei in einem Bereich der Unterseite 17, in dem sich keine Druckköpfe 18 befinden. Eine Beschädigung der teilweise empfindlichen Druckdüsen ist daher nicht zu befürchten.
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Weiterhin können seitliche Dichtlippen 30 an den Stirnseiten 27 des Balkens 20 angeordnet sein, die an der Unterseite 17 außerhalb des von den Druckköpfen 18 eingenommen Bereichs anliegen. Damit wird der Spalt zwischen Unterseite 27 und Balken 20 seitlich abgedichtet. Ein ungewolltes Austreten von Flüssigkeit wird weiter verhindert. An den Längsseiten des Balkens 20 wird das Austreten durch den anliegenden Unterdruck verhindert.
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Es kann vorgesehen werden, dass beim Überfahren der Reinigungsvorrichtung 11 von der Ruheposition in die Druckposition die Ansaugkanäle 22 mit Unterdruck beaufschlagt werden. Die an der Unterseite 17 anhaftende Flüssigkeit wird dann an zwei Stellen in Bewegungsrichtung 12 zuverlässig abgesaugt. Abtropfende Flüssigkeit wird in den Abführkanälen 23 aufgefangen. Eine Beaufschlagung mit Reinigungsflüssigkeit durch den Druckkanal 21 ist bei dieser Bewegungsrichtung nicht zwingend erforderlich, da die Druckeinheit 13 und deren Unterseite 17 gesäubert aus der Wanne 19 kommen. Die Druckeinheit gelangt daher mit einer trockenen Unterseite in die Druckposition. Ein Verwischen der ersten Druckbilder durch herabtropfende Flüssigkeit wird vermieden und der Ausschuss wird verringert.
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In der entgegengesetzten Bewegungsrichtung von der Druckposition in die Ruheposition wird die Druckeinheit 13 durch die Ansaugkanäle 22 ebenfalls mit Unterdruck beaufschlagt. Hierdurch werden lose Verunreinigungen entfernt. Anschließend wird die Unterseite 17 durch den Druckkanal 21 mit einer Reinigungsflüssigkeit beaufschlagt. Es werden hartnäckige Verunreinigungen entfernt. Anschließend erfolgt ein weiteres Absaugen der anhaftenden Reinigungsflüssigkeit durch den anderen Ansaugkanal 22 auf der in dieser Bewegungsrichtung hinteren Seite. Die abtropfende Reinigungsflüssigkeit und der gelöste Schmutz werden durch die Abführkanäle 23 aufgefangen und abgleitet.
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Die Druckeinheit 13 gelangt somit gereinigt in die Ruheposition und taucht in die Wanne 19 ein. Die darin befindliche Flüssigkeit wird daher weniger mit Schmutz verunreinigt, so dass sie länger benutzt werden kann.
