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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Reinigungseinheit zur Reinigung der Düsenplatte eines Druckkopfes einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 9 bzw. des unabhängigen Anspruchs 1, wie aus der Druckschrift
US 2018/0264822 A1 entnommen werden kann.
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Weitere bekannte Reinigungsvorrichtungen sind in den Druckschriften
US 2014/0009534 A1 ,
US 2017/0282587 A1 und
US 2015/0097882 A1 offenbart.
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Eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung zum Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers kann ein oder mehrere Druckköpfe umfassen, wobei jeder Druckkopf typischerweise eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von Düsen aufweist. Die Düsen sind jeweils eingerichtet, Tintentropfen auszustoßen, um Bildpunkte eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger zu drucken. Zur Reinigung eines Druckkopfes kann der Druckkopf in einer Reinigungseinheit gereinigt werden.
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Die Düsenplatte eines Druckkopfes weist typischerweise eine relativ empfindliche funktionale Oberfläche (insbesondere eine „anti wetting coating“ (AWC) bzw. eine Antihaft-Beschichtung) auf. Nach Ablauf einer bestimmten Druckzeit oder nach explizitem Auslösen eines Regenerationsprozesses der Düsen eines Druckkopfes (insbesondere nach Auslösen eines Purge-Prozesses), muss die Düsenplatte gereinigt werden, um eine hohe Druckqualität aufrechtzuerhalten.
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Das wiederholte Reinigen, insbesondere das wiederholte Abwischen, der Düsenplatte eines Druckkopfes kann zu einer Beeinträchtigung der funktionalen Oberfläche der Düsenplatte führen. Andererseits kann eine unzureichend gereinigte Düsenplatte zu einer Beeinträchtigung der Druckqualität einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung führen.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, während des Betriebs einer Druckvorrichtung eine schonende und zuverlässige Reinigung der Düsenplatte eines Druckkopfes zu ermöglichen, um bei einer gleichbleibend hohen Druckqualität die Lebensdauer des Druckkopfes zu erhöhen. Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird die Aufgabe durch die Merkmale des unabhängigen Verfahrensanspruchs 9 gelöst.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Reinigungseinheit für eine Düsenplatte eines Druckkopfes einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben. Die Reinigungseinheit umfasst ein erstes Reinigungsmodul, das eingerichtet ist, die Düsenplatte mit einer relativ niedrigen Reinigungsgüte und mit einer relativ niedrigen (insbesondere mechanischen) Belastung für eine funktionale Oberfläche der Düsenplatte zu reinigen. Des Weiteren umfasst die Reinigungseinheit ein zweites Reinigungsmodul, das eingerichtet ist, die Düsenplatte mit einer relativ hohen Reinigungsgüte und mit einer relativ hohen (insbesondere mechanischen) Belastung für die funktionale Oberfläche der Düsenplatte zu reinigen. Außerdem umfasst die Reinigungseinheit eine Steuereinheit, die eingerichtet ist, einen Reinigungsindikator zu ermitteln, der einen Bedarf zur Reinigung der Düsenplatte des Druckkopfes anzeigt. Des Weiteren ist die Steuereinheit eingerichtet, in Abhängigkeit von dem Reinigungsindikator zu veranlassen, dass die Düsenplatte mit dem ersten Reinigungsmodul und/oder mit dem zweiten Reinigungsmodul gereinigt wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zur Reinigung einer Düsenplatte eines Druckkopfes einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung beschrieben. Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung umfasst ein erstes Reinigungsmodul, das eingerichtet ist, die Düsenplatte mit einer relativ niedrigen Reinigungsgüte und mit einer relativ niedrigen Belastung für die Düsenplatte zu reinigen, und ein zweites Reinigungsmodul, das eingerichtet ist, die Düsenplatte mit einer relativ hohen Reinigungsgüte und mit einer relativ hohen Belastung für die Düsenplatte zu reinigen. Das Verfahren umfasst das Ermitteln eines Reinigungsindikators, der einen Bedarf zur Reinigung der Düsenplatte des Druckkopfes anzeigt. Außerdem umfasst das Verfahren das Reinigen der Düsenplatte mit dem ersten Reinigungsmodul und/oder mit dem zweiten Reinigungsmodul in Abhängigkeit von dem Reinigungsindikator.
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Im Weiteren werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der schematischen Zeichnung näher beschrieben. Dabei zeigen:
- 1a ein Blockdiagramm einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckvorrichtung;
- 1b ein beispielhaftes Reinigungsmodul mit einem (Silikon-) Wischer;
- 1c ein beispielhaftes Reinigungsmodul mit einem Schwall aus Reinigungsflüssigkeit;
- 1d ein beispielhaftes Reinigungsmodul mit einem Reinigungsgewebe;
- 2a eine beispielhafte Tintenstrahl-Druckvorrichtung mit mehreren Reinigungsmodulen;
- 2b einen beispielhaften zeitlichen Verlauf der Druckqualität eines Druckkopfes;
- 3 eine beispielhafte Reinigungseinheit mit mehreren Reinigungsmodulen; und
- 4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Reinigung eines Druckkopfes.
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Die in 1a dargestellte Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 ist für den Druck auf einen bogen- oder blatt- oder plattenförmigen oder bahnförmigen Aufzeichnungsträger 120 ausgelegt. Der Aufzeichnungsträger 120 kann aus Papier, Pappe, Karton, Metall, Kunststoff, Textilien, einer Kombination davon und/oder sonstigen geeigneten und bedruckbaren Materialien hergestellt sein. Der Aufzeichnungsträger 120 wird entlang der Transportrichtung 1 (dargestellt durch einen Pfeil) durch das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 geführt.
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Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst in dem dargestellten Beispiel zwei Druckriegel 102, wobei jeder Druckriegel 102 für das Drucken mit Tinte einer bestimmten Farbe verwendet werden kann (z.B. Schwarz, Cyan, Magenta und/oder Gelb und ggf. MICR-Tinte). Unterschiedliche Druckriegel 102 können für das Drucken mit jeweils unterschiedlichen Tinten verwendet werden.
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Ein Druckriegel 102 kann ein oder mehrere Druckköpfe 103 umfassen, die ggf. in mehreren Reihen nebeneinander angeordnet sind, um die Bildpunkte unterschiedlicher Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken. In dem in 1a dargestellten Beispiel umfasst ein Druckriegel 102 fünf Druckköpfe 103, wobei jeder Druckkopf 103 die Bildpunkte einer Gruppe von Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 druckt.
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Jeder Druckkopf 103 des Druckwerks 140 umfasst in der in 1a abgebildeten Ausführungsform mehrere Düsen 21, 22, wobei jede Düse 21, 22 eingerichtet ist, Tintentropfen auf den Aufzeichnungsträger 120 zu feuern oder zu stoßen. Ein Druckkopf 103 des Druckwerks 140 kann beispielsweise mehrere Tausend effektiv genutzte Düsen 21, 22 umfassen, die entlang mehrerer Reihen quer zur Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 angeordnet sind. Mittels der Düsen 21, 22 eines Druckkopfes 103 des Druckwerks 140 können Bildpunkte einer Zeile eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 quer zur Transportrichtung 1, d.h. entlang der Breite des Aufzeichnungsträgers 120, gedruckt werden.
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Die Druckvorrichtung 100 umfasst ferner eine Steuereinheit 101, z.B. eine Ansteuer-Hardware und/oder einen Controller, die eingerichtet ist, die Aktuatoren der einzelnen Düsen 21, 22 der einzelnen Druckköpfe 103 des Druckwerks 140 anzusteuern, um in Abhängigkeit von Druckdaten das Druckbild auf den Aufzeichnungsträger 120 aufzubringen.
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Das Druckwerk 140 der Druckvorrichtung 100 umfasst somit zumindest einen Druckriegel 102 mit K Düsen 21, 22, die mit einem bestimmten Zeilentakt angesteuert werden können, um eine Zeile, die quer zu der Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 verläuft, mit K Pixeln bzw. K Spalten 31, 32 eines Druckbildes auf den Aufzeichnungsträger 120 zu drucken, z.B. mit K>1000. Die Düsen 21, 22 sind in dem dargestellten Beispiel unbeweglich bzw. fest in der Druckvorrichtung 100 verbaut, und der Aufzeichnungsträger 120 wird mit einer bestimmten Transportgeschwindigkeit an den feststehenden Düsen 21, 22 vorbeigeführt.
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Des Weiteren umfasst die Druckvorrichtung 100 ein oder mehrere Reinigungsmodule 150 für die ein oder mehreren Druckriegel 102. Ein Druckriegel 102 kann von einer Druckposition, an der der Druckriegel 102 oberhalb des Aufzeichnungsträgers 120 angeordnet ist, in eine Reinigungsposition an ein Reinigungsmodul 150 überführt werden. Zu diesem Zweck kann der Druckriegel 102 in die durch einen Pfeil angezeigte Bewegungsrichtung 2 bewegt werden. Die Druckvorrichtung 100 kann für jeden Druckriegel 102 (ggf. genau) eine der in diesem Dokument beschriebenen Reinigungseinheiten mit jeweils ein oder mehreren Reinigungsmodulen 150 aufweisen.
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1b zeigt die Unterseite bzw. die Düsenplatten 170 zweier Druckköpfe 103 eines Druckriegels 102 an einem Reinigungsmodul 150. An der Unterseite bzw. der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 sind die Ausgänge der ein oder mehreren Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 angeordnet. Die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 kann zunächst durch ein oder mehrere Sprühdüsen 155 des Reinigungsmoduls 150 mit einem Reinigungsmittel besprüht werden. Des Weiteren können die ein oder mehreren Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 veranlasst werden, z.B. durch Erhöhung des Drucks innerhalb der ein oder mehreren Düsen 21, 22, Tinte auszustoßen. Dieser Schritt wird typischerweise als „Purgen“ bzw. als Regeneration bezeichnet. Anschließend kann die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 mit einem Wischer 151 gereinigt werden. Der Wischer 151 kann entlang der Bewegungsrichtung 2 über die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 bewegt werden, um die Düsenplatte 170 von verbliebener Tinte zu reinigen. Dieser Schritt wird typischerweise als „Wipen“ bezeichnet.
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Der Wischer 151 kann an einem Schlitten 153 befestigt sein, der entlang einer Führungsschiene 154 an der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 entlanggeführt wird. Dabei kann der Schlitten 153 den Wischer 151 über die Düsenplatten 170 mehrerer (insbesondere aller) Druckköpfe 103 eines Druckriegels 102 führen. Die dabei abgewischte Flüssigkeit (aus Tinte und Reinigungsflüssigkeit) kann in eine nicht dargestellte Wanne tropfen, wobei die Wanne unterhalb des Schlittens 153 angeordnet ist. Nachdem die Düsenplatten 170 der ein oder mehreren Druckköpfe 103 abgewischt wurden, kann der Wischer 151 zu einer Wischerreinigung 152 geführt werden, durch die der Wischer 151 gereinigt wird.
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Durch ein Reinigungsmodul 150 mit einem Wischer 151, z.B. einem Wischer 151 aus Silikon, kann typischerweise eine zuverlässige Reinigung der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 bewirkt werden. Andererseits führt das mechanische Einwirken des Wischers 151 auf die Düsenplatte 170 meist zu einer relativ starken Beeinträchtigung der funktionalen Oberfläche (insbesondere der „anti wetting coating“) der Düsenplatte 170 und somit zu einer reduzierten Lebensdauer der Düsenplatte 170.
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1c zeigt ein beispielhaftes Reinigungsmodul 150 mit einer Reinigungsdüse 172, die eingerichtet ist, eine Welle bzw. einen Schwall 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173 zu generieren. Eine Flüssigkeitsöffnung 175 der Reinigungsdüse 172 ist nach oben ausgerichtet, so dass Reinigungsflüssigkeit 173 von unten gegen die Düsenplatte 170 strömen kann. Durch einen Aktuator 176, z.B. durch eine Pumpe, der Reinigungsdüse 172 wird Reinigungsflüssigkeit 173 durch die Flüssigkeitsöffnung 175 aus der Reinigungsdüse 172 heraus befördert. Die Reinigungsdüse 172 kann auf zumindest einer Seite der Reinigungsdüse 172 einen Überlauf 177 aufweisen. Die aus der Flüssigkeitsöffnung 175 strömende Reinigungsflüssigkeit 173 wird durch die Schwerkraft umgelenkt und fließt bzw. strömt dann über den Überlauf 177 wieder ab (z.B. in einen nicht dargestellten Auffangbehälter). Es entsteht somit oberhalb der Flüssigkeitsöffnung 175 der Reinigungsdüse 172 eine Welle bzw. ein Schwall 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173. Diese Welle 174 ist oberhalb der Reinigungsdüse 172, insbesondere oberhalb der Flüssigkeitsöffnung 175 der Reinigungsdüse 172, angeordnet. Die Reinigungsflüssigkeit 173 kann an der Flüssigkeitsöffnung 175 der Reinigungsdüse 172 durch eine Führungswand 178 derart geführt werden, dass sich über dem Überlauf 177 in zuverlässiger Weise die Welle 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173 ergibt.
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Die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 und die Reinigungsdüse 172 können relativ zueinander entlang der Bewegungsrichtung 2 bewegt werden, um die Düsenplatte 170 durch den Schwall 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173 zu führen. Durch die Reinigung mittels eines Schwalls 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173 wird eine besonders schonende Reinigung der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 ermöglicht, wodurch die Lebensdauer des Druckkopfes 103 erhöht wird. Andererseits ist die Reinigungsgüte, die mit einer derartigen Schwallreinigung erzielt werden kann, typischerweise niedriger als die Reinigungsgüte, die mit einem Wischer 151 erzielt werden kann.
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1d zeigt ein beispielhaftes Reinigungsmodul 150, das ein Reinigungsgewebe 182 umfasst, das über die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 geführt werden kann, um die Düsenplatte 170 mit dem Reinigungsgewebe 182 (z.B. einem Filztuch) abzuwischen. Dabei kann das Reinigungsgewebe 182 als Endlosband ausgebildet sein, das durch Walzen 180, die sich in der durch den Pfeil angezeigten Rotationsrichtung 181 drehen, an der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 vorbeigeführt wird, um die Düsenplatte 170 mit dem Reinigungsgewebe 182 abzuwischen. Das Reinigungsgewebe 182 und die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 können relativ zueinander entlang der Bewegungsrichtung 2 bewegt werden, um die gesamte Düsenplatte 170 zu reinigen.
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Die Belastung, insbesondere die mechanische Belastung, der Reinigung mittels eines Reinigungsgewebes 182 ist typischerweise geringer als die Belastung bei Verwendung eines Wischers 151 aber höher als bei Verwendung eines Schwalls 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173. Des Weiteren ist die Reinigungsgüte der Reinigung mittels eines Reinigungsgewebes 182 typischerweise geringer als die Reinigungsgüte bei Verwendung eines Wischers 151 aber höher als bei Verwendung eines Schwalls 174 aus Reinigungsflüssigkeit 173.
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Es existieren somit unterschiedliche Reinigungsmethoden zur Reinigung der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103, die sich in Bezug auf die jeweilige Belastung der funktionalen Oberfläche der Düsenplatte 170 und/oder in Bezug auf die jeweils erzielte Reinigungsgüte voneinander unterscheiden. Eine Reinigungsmethode kann eine für ein Produktionsumfeld unzureichende Reinigungswirkung aufweisen, so dass bei alleiniger Verwendung der Reinigungsmethode nicht auf eine manuelle Reinigung verzichtet werden kann. Andererseits kann eine Reinigungsmethode in Hinblick auf die funktionale Oberfläche der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 ggf. auf Dauer zu abrasiv sein, so dass die Lebensdauer des Druckkopfes 103 reduziert wird.
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Eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 kann eines der in den 1b, 1c und 1d dargestellten Reinigungsmodule 150 aufweisen, um die Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 mit einer Spray-Wipe-Methode (1b), einer Tissue-Wipe-Methode (1d) oder einer Schwallreinigungs-Methode (1c) zu reinigen. Je nach Reinigungsmethode kann z.B. nach einem festen Zeitintervall oder nach einer fest definierten Anzahl von Druckseiten die Regeneration (durch Purgen) eines Druckkopfes 103 und die anschließende Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 mit einer der beschriebenen Reinigungsmethoden durchgeführt werden. Des Weiteren können je nach der verwendeten Reinigungsmethode manuelle Reinigungsschritte erforderlich sein.
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Um eine Druckvorrichtung 100 mit einem verbesserten Kompromiss in Bezug auf die Reinigungsgüte und in Bezug auf die Lebensdauer eines Druckkopfes 103 bereitzustellen, können in einer Druckvorrichtung 100 für die Reinigung eines Druckkopfes 103 bzw. für die Reinigung der Druckköpfe 103 eines Druckriegels 102 mehrere Druckwerke 140 verbaut werden, die eine Düsenplatte 170 mit jeweils unterschiedlichen Reinigungsmethoden reinigen können. Dabei können sich die unterschiedlichen Reinigungsmethoden in Bezug auf die Reinigungsgüte und in Bezug auf das Ausmaß der Beeinträchtigung der Düsenplatte 170 unterscheiden. Eine Druckvorrichtung 100 mit mehreren Reinigungsmodulen 150, 250 ist beispielhaft in 2a dargestellt.
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Des Weiteren können die jeweils verwendete Form der Druckkopfregeneration und/oder der anschließenden Druckkopfreinigung anhand der ausgewerteten Druckqualität und/oder anhand der zu druckenden bzw. der gedruckten Druckdaten 201 und/oder anhand allgemeiner Parameter 202 wie Qualität des Aufzeichnungsträgers 120, Umgebungsklima, Druckumgebung, etc. gezielt ausgewählt werden. So kann die mechanische Belastung der funktionalen Oberfläche einer Düsenplatte 170 reduziert werden. Beispielsweise können, wie in 2a dargestellt, zwei Reinigungsmodule 150, 250 mit zwei verschieden wirkenden Druckkopfreinigungsmethoden bereitgestellt werden, die je nach aktueller Druckqualität eines Druckkopfes 103 zur Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 eingesetzt werden können.
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Die in 2a dargestellte Druckvorrichtung 100 umfasst einen Sensor 203, der eingerichtet ist, Sensordaten, insbesondere Bilddaten, in Bezug auf ein von dem Druckwerk 140 gedrucktes Druckbild zu erfassen. Auf Basis der Sensordaten kann die Druckqualität eines Druckkopfes 103 ermittelt werden. Beispielsweise kann die Steuereinheit 101 der Druckvorrichtung 100 eingerichtet sein, die Sensordaten in Bezug auf ein gedrucktes Druckbild mit den Druckdaten 201 für das gedruckte Druckbild zu vergleichen, um die Druckqualität eines Druckkopfes 103 zu bewerten. Des Weiteren kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, Randbedingungsdaten 202 in Bezug auf ein oder mehrere Randbedingungen der Druckvorrichtung 100 zu ermitteln. Beispielhafte Randbedingungsdaten 202 sind die Umgebungstemperatur, die Luftfeuchtigkeit, eine Emission (z.B. Wasserdampf) der Druckvorrichtung 100, etc.
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2b zeigt beispielhafte zeitliche Verläufe 210 der Druckqualität während des Druckbetriebs einer Druckvorrichtung 100. Die Druckqualität kann durch einen Qualitätsindikator bewertet werden, der z.B. das Ausmaß eines seitlichen Versatzes von Bildpunkten quer zu der Transportrichtung 1 anzeigt. Die Druckqualität kann als optimal angesehen werden, wenn der Qualitätsindikator einen ersten Wert 211 aufweist. Während des Druckbetriebs sinkt typischerweise die Druckqualität, was in dem in 2b dargestellten Beispiel durch einen steigenden Qualitätsindikator angezeigt wird. Nach Ablauf eines bestimmten Zeitintervalls kann eine Reinigung gemäß einer von dem Wert des Qualitätsindikators abhängigen Reinigungsmethode 221, 222 durchgeführt werden. Wenn nach dem Zeitintervall noch eine ausreichend hohe Druckqualität vorliegt, insbesondere wenn der Qualitätsindikator kleiner als ein zweiter Wert 212 ist, so kann eine erste Reinigungsmethode 221 (z.B. eine Schwallreinigung) verwendet werden, die zwar eine relativ geringe Reinigungsgüte aufweist, aber eine schonende Reinigung ermöglicht. Wie in 2b dargestellt, kann durch die Reinigung mittels der ersten Reinigungsmethode 221 eine Erhöhung der Druckqualität bewirkt werden (jedoch nicht bis zu der optimalen Druckqualität).
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Es kann dann wiederholt die Druckqualität überprüft und eine geeignete Reinigungsmethode 221, 222 ausgewählt werden. Wenn sich zu einem bestimmten Zeitpunkt 220 herausstellt, dass der Qualitätsindikator einen zweiten Wert 212 erreicht oder überschritten hat, so kann eine zweite Reinigungsmethode 222 (z.B. eine Tissue-Reinigung) ausgewählt werden, um wieder eine hohe Reinigungsgüte (insbesondere eine optimale Druckqualität) zu erzielen.
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Auf Basis der Sensordaten des Sensors 203 und/oder auf Basis der Randbedingungsdaten 202 kann somit ein Reinigungsindikator ermittelt werden, der dazu verwendet werden kann, den Zeitpunkt für die Reinigung und/oder eine geeignete Reinigungsmethode 221, 222 für die Reinigung der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 auszuwählen. So können sowohl eine hohe Druckqualität beibehalten als auch die Belastung der funktionalen Oberfläche der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 reduziert werden. Als Folge daraus kann die Lebensdauer eines Druckkopfes 103 erhöht werden. Auf Basis des Reinigungsindikators kann eine passende und dadurch ausreichend gute Druckkopfreinigungsmethode 221, 222 im Anschluss an eine Regeneration (d.h. im Anschluss an einen Purge-Vorgang) angewendet werden. Des Weiteren kann die Häufigkeit der Druckkopfreinigung reduziert werden. Ferner kann ggf. auf manuelle Reinigungsmaßnahmen verzichtet werden.
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3 zeigt eine beispielhafte Reinigungseinheit 350 für eine Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100. Die Reinigungseinheit 350 umfasst ein erstes Reinigungsmodul 150. Das erste Reinigungsmodul 150 kann eingerichtet sein, die Düsenplatte 170 mit einer ersten Reinigungsmethode 221 zu reinigen. Insbesondere kann das erste Reinigungsmodul 150 eingerichtet sein, die Düsenplatte 170 mit einer relativ niedrigen Reinigungsgüte und/oder mit einer relativ niedrigen Belastung für die funktionale Oberfläche (insbesondere für eine Antihaft-Beschichtung) der Düsenplatte 170 zu reinigen. Das erste Reinigungsmodul 150 kann eingerichtet sein, die Düsenplatte 170 mit einem Schwall 174 aus einer Reinigungsflüssigkeit 173 zu reinigen.
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Des Weiteren umfasst die Reinigungseinheit 350 ein zweites Reinigungsmodul 250. Das zweite Reinigungsmodul 250 kann eingerichtet sein, die Düsenplatte 170 mit einer zweiten Reinigungsmethode 222 zu reinigen. Insbesondere kann das zweite Reinigungsmodul 250 eingerichtet sein, die Düsenplatte 170 mit einer relativ hohen Reinigungsgüte und/oder mit einer relativ hohen Belastung für die funktionale Oberfläche der Düsenplatte 170 zu reinigen. Das zweite Reinigungsmodul 250 kann z.B. eingerichtet sein, die Düsenplatte 170 mit einem (typischerweise elastischen) (Silikon-) Wischer 151 und/oder mit einem Reinigungsgewebe 182 abzuwischen.
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Des Weiteren umfasst die Reinigungseinheit 350 eine Steuereinheit 101 (z.B. als Teil der Steuereinheit 101 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100, die die Reinigungseinheit 350 umfasst). Die Steuereinheit 101 ist eingerichtet, einen Reinigungsindikator zu ermitteln, der einen Bedarf zur Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 anzeigt. Insbesondere kann der Reinigungsindikator anzeigen, ob die Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 gereinigt werden muss oder nicht (z.B. weil der Druckkopf 103 keine ausreichend hohe Druckqualität mehr aufweist). Des Weiteren kann der Reinigungsindikator anzeigen, ob eine Reinigung mit einer hohen Reinigungsgüte erforderlich ist oder ob eine Reinigung mit einer reduzierten Reinigungsgüte ausreichend ist. Alternativ oder ergänzend kann der Reinigungsindikator anzeigen, welche Reinigungsmethode 221, 222 durchgeführt werden sollte.
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Der Reinigungsindikator kann z.B. einen Wert umfassen, der die Dringlichkeit und/oder die erforderliche Intensität einer Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 anzeigt. Beispielsweise kann ein relativ hoher Wert anzeigen, dass eine intensive Reinigung (z.B. mittels der zweiten Reinigungsmethode 222) erforderlich ist, und/oder ein mittlerer Wert kann anzeigen, dass eine moderate Reinigung (z.B. mittels der ersten Reinigungsmethode 221) ausreichend ist, und/oder ein niedriger Wert kann anzeigen, dass keine Reinigung erforderlich ist. Alternativ kann die Zuweisung zwischen Werten des Reinigungsindikators und Reinigungsbedarf genau umgekehrt gewählt werden.
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Die Steuereinheit kann z.B. eingerichtet sein, den Reinigungsindikator auf Basis von Druckbild-Sensordaten in Bezug auf eines mit dem Druckkopf 103 gedruckten Druckbildes zu ermitteln. Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 kann einen Sensor 203 (z.B. einen Inline-Scanner) umfassen, der eingerichtet ist, Druckbild-Sensordaten, insbesondere Bilddaten, eines auf einen Aufzeichnungsträger 120 gedruckten Druckbildes zu erfassen. Auf Basis der Druckbild-Sensordaten kann z.B. erkannt werden, ob ein oder mehrere Düsen 21, 22 des Druckkopfes 103 ausgefallen sind oder eine Fehlpositionierung quer zu der Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 aufweisen. Der Reinigungsindikator kann von dem Typ und/oder dem Ausmaß der Düsen-Beeinträchtigungen abhängen. Beispielsweise kann der Reinigungsindikator anzeigen, dass eine intensive Reinigung (z.B. mittels der zweiten Reinigungsmethode 222) erforderlich ist, wenn der Druckkopf 103 ein oder mehrere Düsenausfälle aufweist. Des Weiteren kann mit steigendem Ausmaß der Düsen-Beeinträchtigungen (z.B. mit steigendem Ausmaß der Streifigkeit des gedruckten Druckbildes) die durch den Reinigungsindikator angezeigte Intensität der erforderlichen Reinigung erhöht werden.
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Insbesondere kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, auf Basis der Druckbild-Sensordaten einen zeitlichen Verlauf 210 eines Qualitätsindikators für die Qualität des mit dem Druckkopf 103 gedruckten Druckbildes zu ermitteln. Dabei kann der Qualitätsindikator von dem Typ und/oder dem Ausmaß der Düsen-Beeinträchtigungen abhängen. Es kann somit die zeitliche Entwicklung der Druckqualität ermittelt werden. Der Reinigungsindikator kann dann auf Basis des zeitlichen Verlaufs 210, insbesondere auf Basis eines Wertes und/oder einer Steigung des zeitlichen Verlaufs 210, ermittelt werden. Beispielsweise kann eine relativ schnelle Verschlechterung der Druckqualität bewirken, dass die durch den Reinigungsindikator angezeigte Intensität der erforderlichen Reinigung erhöht wird.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, den Reinigungsindikator auf Basis von Randbedingungsdaten 202 zu ermitteln, wobei die Randbedingungsdaten 202 ein oder mehrere Randbedingungen für den Druckbetrieb der Druckvorrichtung 100 anzeigen. Beispielhafte Randbedingungen sind: die Temperatur in einer Umgebung des Druckkopfes 103; die Luftfeuchtigkeit in der Umgebung des Druckkopfes 103; ein Typ und/oder eine Eigenschaft des Aufzeichnungsträgers 120, der durch den Druckkopf 103 bedruckt wird; und/oder ein Typ und/oder eine Eigenschaft von Tinte, die von dem Druckkopf 103 ausgestoßen wird. Beispielsweise kann eine relativ hohe Umgebungstemperatur und/oder eine relativ niedrige Luftfeuchtigkeit bewirken, dass die durch den Reinigungsindikator angezeigte Intensität der erforderlichen Reinigung erhöht wird. Des Weiteren kann die Verwendung einer relativ schnell trocknenden Tinte bewirken, dass die durch den Reinigungsindikator angezeigte Intensität der erforderlichen Reinigung erhöht wird.
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Alternativ oder ergänzend kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, einen Grad der Intensität zu ermitteln, mit der der Druckkopf 103 seit einer letztmaligen Reinigung genutzt wurde. Der Grad der Intensität kann z.B. von der Anzahl von Druckseiten abhängen, die pro Zeiteinheit gedruckt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Grad der Intensität von der Komplexität der zu druckenden Druckbilder abhängen (wobei die Komplexität aus den Druckdaten 201 für die zu druckenden Druckbilder ermittelt werden kann). Der Reinigungsindikator kann dann (ggf. auch) auf Basis des ermittelten Grads der Intensität ermittelt werden. Beispielsweise kann ein relativ hoher Grad der Intensität bewirken, dass die durch den Reinigungsindikator angezeigte Intensität der erforderlichen Reinigung erhöht wird.
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Es kann somit auf Basis einer Vielzahl von Daten ein individueller Reinigungsbedarf für einen Druckkopf 103 bzw. für die Druckköpfe 103 eines Druckriegels 102 einer Druckvorrichtung 100 ermittelt werden, wobei der Reinigungsbedarf durch einen Reinigungsindikator angezeigt wird. Ggf. kann dabei für jeden Druckkopf 103 bzw. für jeden Druckriegel 102 der Druckvorrichtung 100 ein dedizierter Reinigungsindikator ermittelt werden. Des Weiteren kann ggf. für jeden Druckkopf 103 bzw. für jeden Druckriegel 102 der Druckvorrichtung 100 auf Basis des individuellen Reinigungsindikators eine individuelle Reinigungsmethode 221, 222 ausgewählt werden. So kann die Lebensdauer der Druckköpfe 103 einer Druckvorrichtung 100 weiter erhöht werden.
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Die Steuereinheit 101 ist ferner eingerichtet, in Abhängigkeit von dem Reinigungsindikator zu veranlassen, dass die Düsenplatte 170 mit dem ersten Reinigungsmodul 150 und/oder mit dem zweiten Reinigungsmodul 250 gereinigt wird. Insbesondere kann zu einem bestimmten Zeitpunkt 220 auf Basis des aktuellen Reinigungsindikators ermittelt werden, ob eine Reinigung der Düsenplatte 170 erfolgen muss oder nicht. Des Weiteren kann ermittelt werden, welche ein oder mehreren Reinigungsmethoden 221, 222 zur Reinigung der Düsenplatte 170 verwendet werden sollten.
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Insbesondere kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, das erste Reinigungsmodul 150 aber nicht das zweite Reinigungsmodul 250 zur Reinigung der Düsenplatte 170 zu verwenden, wenn der Reinigungsindikator einen relativ geringen Bedarf zur Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 anzeigt. So kann bewirkt werden, dass die funktionale Oberfläche der Düsenplatte 170 nur relativ wenig beeinträchtigt wird, aber dennoch ausreichend gründlich gereinigt wird.
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Andererseits kann die Steuereinheit 101 eingerichtet sein, das zweite Reinigungsmodul 250 zur Reinigung der Düsenplatte 170 zu verwenden (ggf. in Kombination mit dem ersten Reinigungsmodul 150), wenn der Reinigungsindikator einen relativ hohen Bedarf zur Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 anzeigt. So kann (nur wenn erforderlich) eine gründliche Reinigung der Düsenplatte 170 bewirkt werden, wodurch jedoch eine relativ hohe Beeinträchtigung der funktionalen Oberfläche der Düsenplatte 170 verursacht werden kann.
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Insbesondere kann die Düsenplatte 170 in Abhängigkeit von dem Reinigungsindikator mit dem ersten Reinigungsmodul 150 und/oder mit dem zweiten Reinigungsmodul 250 gereinigt werden, um zu bewirken, dass die durch den Druckkopf 103 bewirkte Druckqualität eine Mindestqualität und die Lebensdauer der funktionalen Oberfläche der Düsenplatte 170 eine Mindestdauer nicht unterschreiten. Mit anderen Worten, es kann während des Druckbetriebs der Druckvorrichtung 100 jeweils die Reinigungsmethode 221, 222 ausgewählt werden, die zur Erreichung der Mindestqualität ausreichend ist und die eine möglichst geringe Beeinträchtigung der funktionalen Oberfläche des Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 verursacht.
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Es wird somit eine Reinigungseinheit 350 zur Reinigung der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 beschrieben, die mehrere Reinigungsmodule 150, 250 mit jeweils unterschiedlich hoher Reinigungsgüte und jeweils unterschiedlich starker Belastung für die Düsenplatte 170 aufweist. Die unterschiedlichen Reinigungsmodule 150, 250 werden zur Reinigung der Düsenplatte 170 in Abhängigkeit von einem Reinigungsindikator ausgewählt, um einen verbesserten Kompromiss zwischen Druckqualität und Lebensdauer des Druckkopfes 103 zu erzielen.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, den Reinigungsindikator an einer Sequenz von Zeitpunkten 220 zu ermitteln, wobei die Zeitpunkte 220 z.B. mit einer bestimmten Frequenz (z.B. 0.01Hz, 0.1Hz, 1Hz oder mehr) aufeinander folgen. An jedem Zeitpunkt kann der Reinigungsindikator ermittelt werden, und es kann auf Basis des Reinigungsindikators entschieden werden, ob eine Reinigung durchgeführt werden muss und ggf. welche Reinigungsmethode 221, 222 dazu verwendet werden sollte. So kann während des Druckbetriebs einer Druckvorrichtung 100 eine hohe Druckqualität aufrechterhalten bleiben.
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Das erste Reinigungsmodul 150 und das zweite Reinigungsmodul 250 können derart entlang einer Achse angeordnet sein, dass die Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 mit einer einzigen translatorischen Bewegung sowohl durch das erste Reinigungsmodul 150 als auch durch das zweite Reinigungsmodul 250 gereinigt werden kann. Die translatorische Bewegung kann dabei senkrecht zu der Transportrichtung 1 des Aufzeichnungsträgers 120 verlaufen, der von dem Druckkopf 103 bedruckt wird. Insbesondere kann der Druckkopf 103 (bzw. der Druckriegel 102, in dem sich der Druckkopf 103 befindet) entlang der Bewegungsrichtung 2 aus einer Druckposition (über dem Aufzeichnungsträger 120) in eine Reinigungsposition bewegt werden. Die Bewegung zwischen der Druckposition und der Reinigungsposition kann der o.g. translatorischen Bewegung entsprechen. Durch eine derartige Anordnung der Reinigungsmodule 150, 250 können in besonders effizienter Weise mehrere Reinigungsmodule 150, 250 für unterschiedliche Reinigungsmethoden 221, 222 in einer Druckvorrichtung 100 bereitgestellt werden.
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Das zweite Reinigungsmodul 250 kann ausgebildet sein, an die Düsenplatte 170 heran und/oder von der Düsenplatte 170 wegbewegt zu werden, um eine Reinigung mit dem zweiten Reinigungsmodul 250 zu ermöglichen bzw. zu unterbinden. Dies wird in 3 durch den Doppelpfeil angezeigt. So kann in besonders effizienter Weise eine Reinigung mit der zweiten Reinigungsmethode 222 ermöglicht bzw. unterbunden werden.
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Das erste und/oder das zweite Reinigungsmodul 150, 250 können ein oder mehrere Betriebsparameter aufweisen, durch die die Reinigungsgüte des jeweiligen Reinigungsmoduls 150, 250 und/oder die (mechanische) Belastung der funktionalen Oberfläche der zu reinigenden Düsenplatte 170 verändert werden können. Insbesondere werden ggf. durch Erhöhung bzw. durch Reduzierung des Wertes eines Betriebsparameters eines Reinigungsmoduls 150, 250 zwar die Reinigungsgüte aber typischerweise auch die Belastung der zu reinigenden Düsenplatte 170 erhöht.
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Beispielsweise können bei einem Reinigungsmodul 150, 250 mit einem Reinigungsgewebe 182 als Betriebsparameter eingestellt werden,
- • die Bewegungsgeschwindigkeit des Reinigungsgewebes 182 bzw. die Rotationsgeschwindigkeit der ein oder mehreren Walzen 180 zur Bewegung des Reinigungsgewebes 182;
- • die translatorische Geschwindigkeit des Reinigungsgewebes 182 bei der translatorischen Bewegung entlang der Düsenplatte 170 (d.h. entlang der Bewegungsrichtung 2);
- • die Relativgeschwindigkeit zwischen der Rotationsgeschwindigkeit der ein oder mehreren Walzen 180 und der translatorischen Geschwindigkeit;
- • die Kraft, mit der das Reinigungsgewebe 182 gegen die Düsenplatte 170 gedrückt wird; und/oder
- • das Material (insbesondere die Härte des Materials) der Walze 180, mit der das Reinigungsgewebe 182 gegen die Düsenplatte gedrückt wird.
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Bei einem Reinigungsmodul 150, 250 mit einem Wischer 151 können z.B. als Betriebsparameter eingestellt werden,
- • die Kraft, mit der der Wischer 151 gegen die Düsenplatte 170 gedrückt wird;
- • das Material des Wischers 151; und/oder
- • die translatorische Geschwindigkeit des Wischers 151 entlang der Düsenplatte 170.
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Die Steuereinheit 101 kann eingerichtet sein, den Wert von ein oder mehreren Betriebsparametern des ersten und/oder zweiten Reinigungsmoduls 150, 205 einzustellen bzw. anzupassen, insbesondere in Abhängigkeit von dem Reinigungsindikator. So kann der Kompromiss zwischen Reinigungsgüte und Belastung der Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 weiter verbessert werden.
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Des Weiteren wird in diesem Dokument eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 beschrieben, die die in diesem Dokument beschriebene Reinigungseinheit 350 umfasst.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Reinigung einer Düsenplatte 170 eines Druckkopfes 103 einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100. Die Tintenstrahl-Druckvorrichtung 100 umfasst ein erstes Reinigungsmodul 150 zur Reinigung der Düsenplatte 170 mittels einer ersten Reinigungsmethode 221 und ein zweites Reinigungsmodul 250 zur Reinigung der Düsenplatte 170 mittels einer zweiten Reinigungsmethode 222. Das Verfahren 400 kann durch eine Steuereinheit 101 der Druckvorrichtung 100 ausgeführt werden.
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Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 eines Reinigungsindikators, der einen Bedarf zur Reinigung der Düsenplatte 170 des Druckkopfes 103 anzeigt. Des Weiteren umfasst das Verfahren 400 das Reinigen 402 der Düsenplatte 170 mit dem ersten Reinigungsmodul 150 und/oder mit dem zweiten Reinigungsmodul 250 in Abhängigkeit von dem Reinigungsindikator, insbesondere derart, dass ein Kompromiss zwischen der Druckqualität der Druckvorrichtung 100 und der Lebensdauer des Druckkopfes 103 verbessert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Transportrichtung (des Aufzeichnungsträgers)
- 2
- Bewegungsrichtung (eines Druckriegels bzw. eines Druckkopfes)
- 21,22
- Düse
- 31, 32
- Spalte (des Druckbildes)
- 100
- Druckvorrichtung
- 101
- Steuereinheit
- 102
- Druckriegel
- 103
- Druckkopf
- 120
- Aufzeichnungsträger
- 140
- Druckwerk
- 150
- Reinigungsmodul
- 151
- Wischer
- 152
- Wischerreinigung
- 153
- Schlitten
- 154
- Führungsschiene
- 155
- Sprühdüse
- 170
- Düsenplatte
- 172
- Reinigungsdüse
- 173
- Reinigungsflüssigkeit
- 174
- Welle bzw. Schall aus Reinigungsflüssigkeit
- 175
- Flüssigkeitsöffnung
- 176
- Aktuator (Pumpe)
- 177
- Überlauf
- 178
- Führungswand
- 180
- Walze
- 181
- Drehrichtung
- 182
- Reinigungsgewebe
- 201
- Druckdaten
- 202
- Randbedingungsdaten
- 203
- Qualitätssensor
- 250
- Reinigungsmodul
- 211, 212
- Wert (Qualitätsindikator)
- 220
- Zeitpunkt
- 221, 222
- Reinigungsmethode
- 350
- Reinigungseinheit
- 400
- Verfahren zur Reinigung einer Düsenplatte eines Druckkopfes
- 401-402
- Verfahrensschritte