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Zum ein- oder mehrfarbigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers, z.B. eines Einzelblattes oder eines bandförmigen Aufzeichnungsträgers aus verschiedensten Materialien, z.B. einer Papierbahn oder Kunststoff, 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 Aufzeichnungsträger anregen, die auf den Aufzeichnungsträger gelenkt werden, um dort Druckpunkte für ein Druckbild aufzubringen. Die Aktivatoren können Tintentropfen thermisch (Bubble Jet) oder piezoelektrisch erzeugen.
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In einem bekannten Tinten-Drucksystem, z.B.
US 5 198 054 oder
US 5 619 622 , können die Druckköpfe in Druckzeilenrichtung in einer Reihe nebeneinander und mehrere Reihen von Druckköpfen in Druckrichtung untereinander angeordnet werden.
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In einem weiteren bekannten Tinten- Drucksystem können die Druckköpfe einer Druckfarbe auf einem Druckriegel in einer ersten Reihe nebeneinander und in einer zweiten Reihe versetzt zu den Druckköpfen der ersten Reihe angeordnet werden. Die Druckriegel sind dabei in Druckzeilenrichtung angeordnet. Eine solche Druckkopfanordnung ist z.B. aus
US 7 278 699 B2 bekannt.
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Aus
US 8 668 305 B2 ist bekannt, Druckriegel mit darauf befestigten Druckköpfen untereinander und versetzt zueinander anzuordnen.
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Die äußeren Abmessungen der Druckköpfe, die bei den bekannten Druckkopfanordnungen eingesetzt werden, sind in der Regel größer als deren Druckbreite, dementsprechend ist der Bereich, in dem Tinte auf den Aufzeichnungsträger aufgetragen wird, kleiner als die Größe eines Druckkopfes. Somit ist es zur Gewährleistung einer gewünschten Druckbreite auf dem Aufzeichnungsträger notwendig, mehrere Druckköpfe nebeneinander anzuordnen. Dabei müssen die Druckköpfe weit genug überlappend angebracht werden, um ein lückenloses Bedrucken des Aufzeichnungsträgers sicher stellen zu können. Ein Rahmen, in dem die Druckköpfe angeordnet sind, muss sicher stellen, dass notwendige Toleranzen bezüglich des Abstandes von Druckkopf zum Aufzeichnungsträger und der Abstände zwischen den Druckköpfen eingehalten werden. Der Rahmen, auf dem die Druckköpfe eingebaut sind, wird im Folgenden Druckriegel genannt.
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Eine nicht-scannende Tinten-Druckkopfanordnung weist in der Regel mehrere Druckriegel auf, jeweils einen Druckriegel pro Druckfarbe. Zudem kann ein Druckriegel vorgesehen werden, der Druckköpfe aufweist, mit denen z.B. ein Befeuchtungsmittel (Primer) auf den Aufzeichnungsträger aufgebracht werden kann. Die Druckriegel erstrecken sich dabei quer zur Druckrichtung, also in Druckzeilenrichtung, über den Aufzeichnungsträger. Wenn der Aufzeichnungsträger verbreitert wird und damit der Druckbereich in Druckzeilenrichtung verbreitert wird, müssen auch die Druckriegel in der Länge vergrößert werden. Damit werden die Anforderungen bezüglich Ebenheit, Durchbiegung und Temperaturausdehnung der Druckriegel größer und damit werden die Anforderungen an die Fertigung der Druckriegel höher, somit wird deren Fertigung komplexer und teurer.
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Das von der Erfindung zu lösende Problem besteht darin, eine Druckkopfanordnung für ein Tintendruckgerät anzugeben, bei der der Druckbereich auf einem Aufzeichnungsträger verbreitert werden kann, ohne dass die eingesetzten Druckriegel verändert werden müssen. Zudem soll die Umdruckzone, in der die Druckkopfanordnung den Aufzeichnungsträger bedruckt, möglichst klein gehalten werden.
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Dieses Problem wird durch eine Druckkopfanordnung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Bei der Druckkopfanordnung für ein Tintendruckgerät sind jetzt Druckriegel vorgesehen, bei denen jeweils Druckköpfe hintereinander in Druckrichtung gesehen angeordnet sind. Mindestens zwei Reihen von Druckriegeln können hintereinander in Druckrichtung angeordnet werden.
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Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
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Die Druckköpfe werden somit hintereinander auf dem jeweiligen Druckriegel angeordnet, z.B. mindestens jeweils ein Druckkopf pro Druckfarbe, zusätzlich kann ein Druckkopf zur Aufbringung eines Primers vorgesehen werden. Um eine gewünschte Druckbreite in Druckzeilenrichtung auf dem Aufzeichnungsträger zu erreichen, können die Druckriegel modular nebeneinander angeordnet werden bis der Aufzeichnungsträger in der gewünschten Druckbreite bedruckt werden kann.
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Um einen lückenlosen Druck zu erreichen, kann eine erste Reihe von Druckriegeln nebeneinander in Druckzeilenrichtung angeordnet werden. In Druckrichtung können Druckriegel in einer zweiten Reihe nebeneinander so angeordnet werden, dass die Druckriegel der zweiten Reihe die Druckriegel der ersten Reihe überlappen.
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Die erfindungsgemäße Druckkopfanordnung weist damit folgende Vorteile auf:
- - Die Gesamtlänge der Umdruckzone aller Druckriegel wird reduziert; der Trocknungsprozess für die Tinte nach dem Druck kann dann früher beginnen.
- - Der Abstand des Druckkopfes für den Primer zu den Druckköpfen für die Druckfarben auf den jeweiligen Druckriegeln kann kleiner gewählt werden, wobei der notwendige Abstand des Druckkopfes für den Primer zum ersten Druckkopf für eine Druckfarbe eingehalten werden kann; trotzdem kann bei Erhöhung der Anzahl der verwendeten Druckfarben sicher gestellt werden, dass die Wirkung des Primers auch bei dem vom Primer-Druckkopf entferntesten Druckkopf für eine Druckfarbe noch ausreichend ist.
- - Unabhängig von einer gewünschten Druckbreite auf dem Aufzeichnungsträger ist ein Druckriegel immer gleich groß, da er z.B. jeweils einen Druckkopf pro Druckfarbe enthält. Die Breite des Druckriegels ist etwas größer als die Breite eines Druckkopfes und die Länge des Druckriegels ergibt sich aus der Anzahl der verwendeten Druckfarben.
- - Bei einer Erweiterung der Druckbreite müssen die Druckriegel nicht geändert werden.
- - Bei einer Anpassung der Druckbreite an verschiedene Aufzeichnungsträger -Formate ist es möglich, nicht verwendete Druckköpfe, die sich außerhalb des Druckbereichs befinden, in Parkposition zu belassen; diese würden nicht austrocknen und müssten auch nicht bei jedem Reinigungsvorgang mit Tinte durchgespült werden. Somit könnte Tinte gespart werden.
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An Hand von Ausführungsbeispielen, die in schematischen Figuren dargestellt sind, wird die Erfindung weiter erläutert.
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Es zeigen:
- 1 eine bekannte Darstellung einer Druckkopfanordnung mit mehreren Druckriegeln, die jeweils zwei Druckkopfreihen aufweisen, wobei die Druckköpfe der einen Druckkopfreihe versetzt zu den Druckköpfen der anderen Druckkopfreihe liegen;
- 2a und 2b eine prinzipielle Darstellung eines Teils eines Druckriegels zur Ermittlung der Umdruckzone einer Druckkopfanordnung;
- 3 eine Druckkopfanordnung mit einer neuen Anordnung der Druckköpfe auf den Druckriegeln, sowie eine neue Anordnung der Druckriegel in einer Druckkopfanordnung.
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Die Erfindung kann Anwendung finden bei einer Druckkopfanordnung für ein Tintendruckgerät, das mehrere Druckriegel mit jeweils mehreren Druckköpfen verwendet, wie dies z.B. beim Farbdruck der Fall sein kann.
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1 zeigt eine bekannte Druckkopfanordnung DKA1, die z.B. jeweils einen Druckriegel 1 für die zu druckenden Druckfarben K, C, M, Y aufweist, zudem einen Druckriegel 1 zur Aufbringung z.B. eines Befeuchtungsmittels P (im Folgenden Primer genannt) vorsieht. Der Druckriegel für den Primer P ist mit 1.0, der Druckriegel für die Druckfarbe yellow (Y) mit 1.1, der Druckriegel für die Druckfarbe magenta (M) mit 1.2, der Druckriegel für die Druckfarbe cyan (C) mit 1.3 und der Druckriegel für die Druckfarbe schwarz (black K) mit 1.4 bezeichnet.
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In 1 ist die Druckrichtung durch den Pfeil PF1 bezeichnet, durch den Pfeil PF2 ist die Druckzeilenrichtung dargestellt, die quer zur Druckrichtung bzw. Transportrichtung des Aufzeichnungsträgers PF1 liegt. Die Druckriegel 1.0 bis 1.4 sind somit quer zur Druckrichtung PF1 und damit in Druckzeilenrichtung PF2 angeordnet und haben eine derartige Länge, dass sie die Breite einer Druckzeile auf einem Aufzeichnungsträger bedrucken können.
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Jeder Druckriegel 1 weist jeweils zwei Reihen 2.1, 2.2 von Druckköpfen DK auf. Dabei sind in 1 die Druckköpfe DK der zweiten Druckkopfreihe 2.2 versetzt zu den Druckköpfen DK der ersten Druckkopfreihe Reihe 2.1 angeordnet. Damit ist ein lückenloser Druck von Druckzeilen auf einem Aufzeichnungsträger möglich.
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Zur Errechnung der Umdruckzone (des Druckbereichs) der Druckkopfanordnung DKA1 der 1 wird 2 herangezogen. Hier ist ein Druckkopf DK bekannten Aufbaus (2a) und Ausschnitte zweier benachbart angeordneter Druckriegel, z.B. der Druckriegel 1.1 und 1.2 (2b), dargestellt.
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Ein Druckkopf DK weist nach 2a eine Breite von PHW und eine Länge von PHL auf. Die Druckbreite PW eines Druckkopfes DK ist ebenfalls eingezeichnet, diese ist kleiner als die Druckkopfbreite PHW.
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2b zeigt die Abmessungen zweier Druckriegel z.B. der Druckriegel 1.1 und 1.2 in einem Ausschnitt. Eingezeichnet sind die Abstände PHD der Druckköpfe DK der zwei Druckkopfreihen 2.1 und 2.2 auf dem Druckriegel 1 voneinander und zudem jeweils der Abstand PHD der Druckköpfe DK zu den Rändern des Druckriegels 1. Zudem ist der Abstand PBD von zwei Druckriegeln voneinander angegeben, d.h. der Abstand des Druckriegels 1.1 zu Druckriegel 1.2.
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Unter Verwendung der Abmessungen der
2 kann die Länge der Umdruckzone berechnet werden, wobei π die Anzahl der pro Druckkopfanordnung
DKA1 zu druckenden Druckfarben bedeutet:
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Bei z.B. fünf Druckriegeln
1 für fünf Druckfarben ergibt sich dann:
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3 zeigt eine neuartige Ausführung einer Druckkopfanordnung DKA2 nach der Erfindung. Die Druckriegel 3 weisen nunmehr die Druckköpfe DK in Druckrichtung PF1 hintereinander angeordnet auf. Dabei weist jeder Druckriegel 3 im Ausführungsbeispiel der 3 in Druckzeilenrichtung PF2 jeweils einen Druckkopf DK_F pro Druckfarbe und einen Druckkopf DK_P pro Primer auf, in Druckrichtung PF1 sind die Druckköpfe DK der zu druckenden Druckfarben und des Primers hintereinander angeordnet. Dabei sind im Ausführungsbeispiel der 3 Druckköpfe DK_F für sieben Druckfarben und ein Druckkopf DK_P für den Primer vorgesehen.
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Die Druckriegel 3 werden nunmehr in Druckzeilenrichtung PF2 in einer ersten Druckriegelreihe 4.1 nebeneinander angeordnet und in einer zweiten Druckriegelreihe 4.2 nebeneinander und versetzt zu den Druckriegeln 3 der ersten Druckriegelreihe 4.1 positioniert. Z.B. weist die Druckriegelreihe 4.1 drei Druckriegel 3.1, 3.3, 3.5 auf, die zweite Druckriegelreihe 4.2 zwei Druckriegel 3.2 und 3.4.
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Damit berechnet sich die Umdruckzone bei der Druckkopfanordnung
DKA2 nach
3 unter Verwendung der Maße der
2 bei π Druckfarben zu:
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Bei z.B. einer Druckkopfanordnung
DKA2 mit Druckriegeln
3 mit Druckköpfen
DK_F für fünf Druckfarben und zwei Druckriegelreihen
4.1 und
4.2 ergibt sich dann die Umdruckzone zu:
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Der Vergleich der Formel 2 zu Druckkopfanordnung DKA2 ( 3) mit der Formel 1 zu Druckkopfanordnung DKA1 der 1 ergibt dann eine Reduktion der Umdruckzone (Druckzone) in Druckrichtung PF1. Diese Reduktion wird zudem bei einer steigenden Anzahl an zu druckenden Farben größer. Weiterhin sinkt der Abstand zwischen dem Druckkopf DK_P für den Primer und jeweils den Druckköpfen DK_F für die Druckfarben auf weniger als 50% des Abstandes bei der Druckkopfanordnung DKA1 der 1. Besonders bei der Erhöhung der Anzahl der zu druckenden Druckfarben kann dabei sichergestellt werden, dass die Wirksamkeit des Primers P auch bei dem letzten in Druckrichtung PF1 gesehen auf einem Druckriegel 3 angeordneten Druckkopf DK_F für eine Druckfarbe noch ausreichend ist.
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Eine Verbreiterung der Druckbreite kann jetzt dadurch erreicht werden, dass Druckriegel 3 ohne Änderung deren Aufbaus in Druckzeilenrichtung PF2 modular angefügt werden können.
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In 3 ist pro Druckfarbe ein Druckkopf DK_F auf einem Druckriegel 3 angeordnet. Jedoch ist es auch möglich, pro Druckfarbe mehr als ein Druckkopf DK nebeneinander auf den Druckriegeln 3 vorzusehen.
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Mit der neuen Druckkopfanordnung kann mit der zweiten Druckkopfreihe 4.2 jeweils ein Teil einer Druckzeile gedruckt werden und mit der ersten Druckkopfreihe 4.1 die Lücken in der Druckzeile geschlossen werden.
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Bezugszeichenliste
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- DKA
- Druckkopfanordnung
- DK
- Druckkopf
- DK_F
- Druckkopf für eine Farbe
- DK_P
- Druckkopf für einen Primer
- 1
- Druckriegel
- 2
- Druckkopfreihe
- 3
- Druckriegel
- 4
- Druckriegelreihe
- PF1
- Druckrichtung
- PF2
- Druckzeilenrichtung
- PW
- Druckbreite eines Druckkopfes DK
- PHW
- Druckkopfbreite einer Druckkopfes DK
- PHL
- Druckkopflänge
- PBD
- Abstand Druckriegel zu Druckriegel
- Π
- Anzahl der zu druckenden Farben
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0788882 B1 [0001]
- US 5198054 [0002]
- US 5619622 [0002]
- US 7278699 B2 [0003]
- US 8668305 B2 [0004]
