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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des industriellen Tintendrucks (Inkjet), d.h. des Auftragens von flüssiger Tinte.
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Das Auftragen flüssiger Tinte erfolgt bei dem bekannten DOD-Tintendruckverfahren (drop-on-demand), indem ein Druckbild auf einem Bedruckstoff erzeugt wird, wobei ein Tintendruckkopf (kurz: Kopf) dem zu druckenden Bild entsprechend feinste Tintentropfen erzeugt und diese berührungslos als Druckpunkte auf den Bedruckstoff überträgt. Der Bedruckstoff kann dabei aus Papier, Karton oder Kunststoff bestehen und bogen- oder bahnförmig sein.
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Beim industriellen Tintendruck können mehrere Tintendruckköpfe derselben Druckfarbe eine Druckkopfanordnung im Westlichen quer zur Transportrichtung des Bedruckstoffs, somit in einer lateralen Richtung, bilden (ein so genannter Druckbalken bzw. in Englisch „print bar“). Die Tintendruckköpfe können dabei sehr nahe beabstandet zueinander angeordnet sein (z.B. weniger als 1 Millimeter), um lückenlose Druckbilder zu erzeugen.
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Eine unter dem Produktnamen „Primefire“ bekannte und von der Heidelberger Druckmaschinen AG, Deutschland, entwickelte Tintendruckmaschine für die industrielle Produktion bedruckt Papierbogen mit wasserbasierten Inkjet-Tinten. Die Maschine umfasst sieben aufeinander folgende Druckstationen mit jeweiligen Druckkopf-Anordnungen („print bars“), welche die Farben CMYK (Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz) und OGV (Orange, Grün, Violett) mit Druckköpfen auf das Papier übertragen. Die aufgetragenen Tinten werden unter Einsatz von IR-Trocknern getrocknet.
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Der Austausch eines defekten Tintendruckkopfes in einer solchen Maschine oder Anordnung kann daher sehr schwierig sein. Dabei besteht insbesondere das Problem, dass der neu einzusetzende Tintendruckkopf die benachbarten Tintendruckköpfe nicht berühren darf, da hierdurch die empfindlichen Silizium-Düsenflächen der Tintendruckköpfe augenblicklich zerstört würden. Trotz der Verwendung von speziellen Werkzeugen für das Einsetzen der Tintendruckköpfe kommt es daher oft zu Beschädigungen und infolge zu hohen Wartungskosten. Wünschenswert wäre stattdessen, Tintendruckköpfe beschädigungsfrei austauschen zu können. Nicht nur Servicemitarbeiter, sondern auch mit dem Tausch wenig erfahrene Maschinenbediener sollten hierzu in die Lage versetzt werden.
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Die
EP 2 998 118 A1 beschreibt eine Tintendruckmaschine mit einer lateralen Druckkopfanordnung. Die Anordnung verfügt über eine Stellmöglichkeit, mit welcher ein ausgetauschter Tintendruckkopf nach dem Einsetzen ausgerichtet werden kann.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Verfahren zu schaffen, welches den beschädigungsfreien Austausch von Tintendruckköpfen ermöglicht, somit das problemlose Entnehmen und das Einsetzen von Köpfen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Einsetzen wenigstens eines Tintendruckkopfes in einen Halter (alternativ: eine Kopf-Aufnahme), wobei ein erster Halter und wenigstens ein zweiter Halter in einer lateralen Richtung benachbart zueinander angeordnet sind und das Einsetzen in den ersten Halter im Wesentlichen senkrecht zur lateralen Richtung erfolgt, zeichnet sich dadurch aus, dass der zweite Halter vor dem Einsetzen des Tintendruckkopfes in den ersten Halter in lateraler Richtung vom ersten Halter weg bewegt wird und dadurch der Abstand zum ersten Halter vergrößert wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es in vorteilhafter Weise, Tintendruckköpfe beschädigungsfrei, d.h. insbesondere kollisionsfrei zu benachbarten Köpfen, in vorgesehene Halter einzusetzen und somit z.B. defekte Köpfe - ohne weitere Schäden zu erzeugen - auszutauschen oder Köpfe zu entnehmen und wiedereinzusetzen. Das Verfahren senkt daher die Wartungs- und Instandhaltungskosten einer industriellen Tintendruckmaschine erheblich.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein - zum Halter für den einzusetzenden Kopf benachbarter - Halter für einen anderen als den einzusetzenden Kopf in lateraler Richtung ausreichend weit wegbewegt wird. Es wird somit ein genügend großer Abstand zwischen den beiden beteiligten Haltern erzeugt. Dieser Abstand wird erzeugt, bevor (der zu tauschende Kopf, falls nicht bereits erfolgt, entnommen wird und) dieser Kopf oder ein Ersatzkopf eingesetzt wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei der Erstmontage von Druckköpfen, bei der Entnahme zum Reinigen oder Warten von Druckköpfen oder beim Austausch defekter Druckköpfe angewendet werden. Bei der Erstmontage wird bevorzugt zunächst der auf einer Seite außenliegende Druckkopf in seinen Halter montiert, dieser dann ganz nach Außen gefahren, dann der benachbarte Halter mittig zwischen den außenliegenden Druckköpf und den zur anderen Seite benachbarten Halter gefahren, dann der zweite Kopf montiert usw. bis zur anderen (gegenüberliegenden) Seite.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der zweite Halter nach dem Einsetzen des Tintendruckkopfes in den ersten Halter und vor einem Druckbeginn in lateraler Richtung zum ersten Halter hin bewegt wird. Hierdurch werden die beteiligten benachbarten Köpfe wieder auf den beim Drucken erforderlichen Abstand gebracht. Eine darüber hinaus mögliche laterale Ausrichtbewegung der Köpfe wird separat (nach der erfindungsgemäßen Abstandsveränderung und vor dem Drucken) durchgeführt und ist daher von der erfindungsgemäßen Abstandsveränderung zu unterscheiden.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass ein dritter Halter in der lateralen Richtung benachbart zum zweiten Halter angeordnet ist, der dritte Halter vor dem Einsetzen des Tintendruckkopfes in den ersten Halter in lateraler Richtung vom ersten Halter weg bewegt wird und der dritte Halter nach dem Einsetzen des Tintendruckkopfes in den ersten Halter und vor dem Druckbeginn in lateraler Richtung zum ersten Halter hin bewegt wird. Auf diese Weise kann mit Vorteil der Abstand zwischen dem ersten und dem zweiten Halter noch weiter vergrößert werden, denn die Abstandsveränderungen zwischen den beteiligten Köpfen summieren sich auf.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Abstand zwischen ersten Halter und zweitem Halter größer als der Abstand zwischen zweitem Halter und drittem Halter ist.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass zuerst der dritte Halter vom ersten Halter und vom zweiten Halter weg bewegt wird und danach der zweite Halter vom ersten Halter weg und zum dritten Halter hin bewegt wird.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass jeder der drei Halter separat angetrieben bewegt wird.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass eine Düsenfläche des im ersten Halter eingesetzten Tintendruckkopfes während des Druckens außerhalb des Halters und parallel zur lateralen Richtung angeordnet ist. Die Kanten der Düsenflächen können auf diese Weise sehr nahe aneinander herangeführt werden und dadurch eine nahezu vollständige und ebene Fläche mit Düsen mehrere Düsenflächen erzeugt werden. Es kann also quasi ein „großer“ Druckkopf aus vielen „kleinen“ Druckköpfen aufgebaut werden. Hierbei ist es von entscheidendem Vorteil, die „kleinen“ Teil-Druckköpfe beschädigungsfrei tauschen und zum „großen“ Gesamt-Druckkopf („print bar“) zusammen bewegen zu können.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Düsenfläche während des Einsetzens des Tintendruckkopfes in den ersten Halter zur lateralen Richtung zeitweise geneigt ist. Durch das erfindungsgemäße Wegbewegen wenigstens des zweiten Halters entsteht ein vorteilhaft freier Raum zwischen den beteiligten Haltern bzw. den beteiligten Köpfen und deren Düsenflächen. Hierdurch können die beteiligten Köpfe geneigt werden, ohne dass die Kanten der Düsenflächen sich berühren und zerstört werden. Das Neigen kann genutzt werden, um die Köpfe leichter in die Halter hineinzuführen oder leichter aus den Haltern herauszuführen. Auch ein versehentliches Neigen führt zu keinen Problemen.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Düsenfläche und eine benachbarte Düsenfläche während des Druckens einen Sicherheitsabstand in lateraler Richtung zueinander aufweisen. Der Sicherheitsabstand kann sehr gering gewählt werden, bevorzugt weniger als 1 Millimeter, besonders bevorzugt etwa 0,3 Millimeter.
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Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass ein vierter Halter in der lateralen Richtung benachbart zum ersten Halter angeordnet ist, ein fünfter Halter in der lateralen Richtung benachbart zum vierten Halter angeordnet ist, der vierte Halter und der fünfte Halter vor dem Einsetzen des Tintendruckkopfes in den ersten Halter in lateraler Richtung vom ersten Halter weg bewegt werden und der vierte Halter und der fünfte Halter nach dem Einsetzen des Tintendruckkopfes in den ersten Halter und vor einem Druckbeginn in lateraler Richtung zum ersten Halter hin bewegt werden. Gemäß dieser Ausführungsform ist der erste Halter zwischen mindestens je zwei Haltern auf jeder seiner Seite („links“ und „rechts“) angeordnet. Es können noch weitere Halter vorgesehen sein. Besteht eine Druckkopfanordnung z.B. aus 25 Druckköpfen und befindet sich der erste Halter z.B. in der Mitte dieser Anordnung, so befinden sich auf jeder seiner Seiten je 12 weitere Halter.
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Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Zur besseren Übersichtlichkeit sind in den Zeichnungen einander entsprechende Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die Zeichnungen zeigen:
- 1-3 Eine jeweilige Ansicht einer Anordnung von Tintendruckköpfen bei der schrittweisen Durchführung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Verfahrens.
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In 1 ist eine industrielle Tintendruckmaschine 1 mit wenigstens einem Tintendruckwerk 2 für das Drucken von Tinte einer einzelnen Farbe gezeigt. Das Tintendruckwerk umfasst eine Anordnung von Tintendruckköpfen 3a bis 3e („print bar“), welche in einer lateralen Richtung 7 benachbart zueinander angeordnet sind. Die laterale Richtung liegt bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zur Richtung des Bedruckstofftransports und bevorzugt parallel zur Ebene des Bedruckstoffs (im Wirkbereich der Köpfe).
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Jeder Tintendruckkopf befindet sich in einem jeweiligen Halter 5a bis 5e. Die Halter können U-förmig ausgebildet sein. Sie können über eine Schwalbenschwanz-Führung für die Köpfe 3a bis 3e verfügen. Jeder Kopf weist an seinem unteren Ende eine jeweilige Düsenfläche 4a bis 4e auf. Mittels der Düsenflächen bzw. der darin in Reihe oder in Reihen angeordneten Düsen werden Tintentropfen erzeugt („DOD“-Inkjet) und auf einen Bedruckstoff, z.B. Papier oder Folie, übertragen. Die Düsenflächen 4a bis 4e weisen während des Druckens in lateraler Richtung einen jeweiligen Abstand 1 zueinander auf, z.B. etwa 0,3 Millimeter.
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In der gezeigten Ausführungsform ist jedem Halter 5a bis 5e ein jeweiliger Antrieb 6a bis 6e zugeordnet. Die Antriebe können jeweils einen Elektromotor und eine (mit einem Gewinde des jeweiligen Halters, bzw. eines jeweiligen Arms am Halter, in Eingriff stehende) Schnecke aufweisen. Mittels der Antriebe können die Halter 5a bis 5e und somit auch die Tintendruckköpfe 3a bis 3e in der lateralen Richtung 7 aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden. Die Halter können gleichzeitig aber auch nacheinander bewegt werden. Bevorzug ist der Antrieb jeden Halters separat ansteuerbar. Die Ansteuerung kann über eine Maschinensteuerung der Tintendruckmaschine erfolgen. Die Antriebe verfügen bevorzugt über eine Stellgenauigkeit von etwa 1 Mikrometer und einen maximalen Stellweg von etwa 1 Millimeter.
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2 zeigt dieselbe Anordnung von Tintendruckköpfen 3a bis 3e wie 1. Im Vergleich zu Figur 1 fällt auf, dass der erste Halter 5a und der zweite Halter 5b und somit die Tintendruckköpfe 3a und 3b vom dritten Halter 5c bzw. vom Tintendruckkopf 3c weg bewegt wurden (im Beispiel nach links) und sich dadurch die Abstände zwischen den beteiligten Köpfen verändert haben. Auch der vierte Halter 5 d und der fünfte Halter 5e und somit die Tintendruckköpfe 3d und 3e wurden vom dritten Halter 5c bzw. vom Tintendruckkopf 3c weg bewegt, jedoch in die entgegengesetzte Richtung (im Beispiel nach rechts). Der Tintendruckkopf 3c bleibt bevorzugt unbewegt, d.h. an seiner ursprünglichen Position.
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Durch die Bewegung der beiden Tintendruckköpfe 3a und 3b (bzw. deren Halter) weg vom Tintendruckkopf 3c beträgt der Abstand zwischen den Düsenflächen 4b und 4c nun nicht mehr 1, sondern m = 1 + 2 * w. Dabei ist w die Strecke, die der Tintendruckkopf 3a einmal und der Tintendruckkopf 3b zweimal in lateraler Richtung 7 weg vom Tintendruckkopf 3c bewegt wurde. Entsprechendes gilt auf der gegenüberliegenden Seite für die Tintendruckköpfe 3d und 3e (bzw. deren Halter). Es ist alternativ auch möglich, nur die Halter 5b und 5d um die Stecke w zu bewegen, wobei dann gilt: m = 1 + w. Bei n bewegten Haltern (auf einer Seite des Haltern 5c) ergibt sich im Allgemeinen: m = 1 + n * w.
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Der Abstand k zwischen den Haltern 5a und 5b (und entsprechend den Haltern 5d und 5e) wurde durch das Bewegen verringert und beträgt im gezeigten Beispiel k = 1 - w. Der Abstand k ist dabei ein Mindestabstand, welcher sicherstellte, dass zwei Düsenflächen sich nicht berühren. Dabei werden Fertigungstoleranzen und die Genauigkeit der Antriebe berücksichtigt. Der Abstand k beträgt bevorzugt etwa 0,1 Millimeter.
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Wird festgestellt, dass der Tintendruckkopf 5c defekt ist und daher getauscht werden muss, so kann, z.B. über die Maschinensteuerung der Tintendruckmaschine 1, die Bewegung wenigstens der Halter 5b und 5d (oder wie gezeigt der Paare 5a, 5b und 5d, 5e) eingeleitet werden. Dabei können die Halter um zuvor festgelegte und gespeicherte Strecken w in lateraler Richtung bewegt werden.
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In 3 ist wiederum dieselbe Anordnung von Tintendruckköpfen 3a bis 3e gezeigt. Die Köpfe befinden sich dabei in den Positionen wie in 2 gezeigt. Durch die vergrößerten Abstände m zwischen dem mittleren Tintendruckkopf 3c und seinen beiden benachbarten Tintendruckköpfen 3b und 3d ist es nun möglich, den Tintendruckkopf 3c problemlos aus seinem Halter 5c zu entnehmen und ihn oder einen Austausch-Tintendruckkopf einzusetzen. Die Entnahme kann in Richtung 8 erfolgen und das Wiedereinsetzen in Richtung 9.
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Durch die vergrößerten Abstände m kann der Tintendruckkopf 3c bei der Entnahme und beim Einsetzen gegenüber der lateralen Richtung 7 geneigt werden, insbesondere seine Düsenfläche 4c. Trotz der Neigung kommt es aufgrund der vergrößerten Abstände m nicht zu einer Kollision der Kanten der Düsenfläche 4c des Tintendruckkopfs 3c mit entsprechenden Kanten 4b und 4d der benachbarten Tintendruckköpfe 3b und 3d. Eine Beschädigung der Kanten und somit der Düsenflächen 4b, 4c oder 4d kann hierdurch in vorteilhafter Weise vermieden werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Tintendruckmaschine
- 2
- Tintendruckwerk
- 3a-e
- Tintendruckköpfe
- 4a-e
- Düsenflächen
- 5a
- dritter Halter
- 5b
- zweiter Halter
- 5c
- erster Halter
- 5d
- vierter Halter
- 5e
- fünfter Halter
- 6a-6
- Antriebe
- 7
- laterale Richtung
- 8
- Entnahme des Tintendruckkopfs
- 9
- Einsetzen des Tintendruckkopfs
- k
- Abstand
- l
- Abstand
- m
- Abstand
- w
- Strecke
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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