DE10228984A1 - Druckkopfaufnahme zur Aufnahme eines Tintenstrahl-Druckkopfes - Google Patents

Abstract

Tintenstrahl-Druckeinheit zum Bedrucken eines Bedruckstoffes, wobei ein Tintenstrahl-Druckkopf an einem Rahmen befestigt ist, der quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes angeordnet ist. Es sind mehrere Justiereinrichtungen vorgesehen, die jeweils eine Schwenkachse definieren, um die der Tintenstrahl-Druckkopf schwenkbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Aufnahme eines Tintenstrahl-Druckkopfes und eine Tintenstrahl-Druckeinheit, die wenigstens eine derartige Druckkopfaufnahme aufweist.
• Tintenstrahl-Druckeinheiten werden insbesondere dann zum Bedrucken von Bedruckstoffen eingesetzt, wenn Individualinformationen gedruckt werden sollen, d. h. wenn sich die zu druckende Information von Druckexemplar zu Druckexemplar oder zwischen Gruppen von Druckexemplaren ändert. Dies ist beispielsweise bei einer fortlaufenden Numerierung der Druckexemplare oder beim Aufdrucken von Adressen und ähnlichen individuellen Daten der Fall. Mit der ständig fortschreitenden Weiterentwicklung der Tintenstrahl-Druckeinheiten dringt die Tintenstrahltechnologie aber auch zunehmend in Bereiche vor, die bislang konventionellen Drucktechniken vorbehalten waren, insbesondere bei kleinen Auflagen und wenn ein hohes Maß an Flexibilität gefordert ist.
• Ein Problem beim Einsatz der Tintenstrahltechnologie stellt die Positionierung der für den Tintenstrahldruck verwendeten Druckköpfe dar, die jeweils eine Vielzahl einzelner Tintenstrahldüsen aufweisen. Um eine gute Druckqualität zu erzielen, müssen die Druckköpfe insbesondere quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes exakt positioniert werden. Je nach Ausführung der Druckköpfe und der gewünschten Druckbreite kann es darüber hinaus erforderlich sein, mehrere Druckköpfe nebeneinander und/oder hintereinander anzuordnen.
• Es sind bereits Systeme zur präzisen Justage von Tintenstrahl-Druckköpfen bekannt, die über eine Vielzahl hochwertiger Meß- und Justiereinrichtungen verfügen. Diese Systeme haben allerdings den Nachteil, dass sie sehr aufwendig und teuer sind und zudem viel Bauraum beanspruchen. Ihr Einsatz ist deshalb in der Regel auf Nischenanwendungen begrenzt, bei denen diese Aspekte nur eine untergeordnete Rolle spielen.
• Des weiteren ist es aus der DE 197 45 136 A1 bekannt, als Submodule ausgebildete Tintenstrahl-Druckköpfe quer zur Förderrichtung der zu bedruckenden Bogen lückenlos aneinanderzureihen und mit Hilfe von Paßstiften lagegenau anzuordnen. Die Paßstifte können exzentrisch und drehbar ausgebildet sein, so dass eine Lagekorrektur der Submodule zueinander möglich ist. Nach diesem Prinzip läßt sich eine Seitenbreite oder eine schmalere Druckeinheit aufbauen. Eine Druckeinheit, die schmaler als die Breite der Bogen ist, kann mit Hilfe einer mit einem Motor angetriebenen Gewindespindel und einer zwischen Seitenwänden sitzenden Führungsstange quer zur Förderrichtung der Bogen positionierbar ausgebildet werden.
• Die Anordnung gemäß der DE 197 45 136 A1 ist mechanisch zwar relativ einfach aufgebaut und läßt sich somit kostengünstig realisieren, eine hochgenaue Justage der Submodule ist damit allerdings kaum durchführbar, da sich mit den für die Justage vorgesehenen Exzentern nur eine begrenzte Präzision erreichen läßt und keine Justagemöglichkeiten für alle Translations- und alle Rotationsachsen vorgesehen sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur präzisen Positionierung von Tintenstrahl-Druckköpfen anzugeben, die sich mit vertretbarem Aufwand realisieren läßt und eine praxisgerechte Handhabung ermöglicht.
• Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
• Die erfindungsgemäße Druckkopfaufnahme eines Tintenstrahl-Druckkopfes ist an einem Rahmen einer Tintenstrahl-Druckeinheit befestigbar, der quer zur Förderrichtung eines mit der Tintenstrahl-Druckeinheit zu bedruckenden Bedruckstoffes angeordnet ist und weist eine Gelenkeinrichtung auf, die den Druckkopf um mehrere Achsen schwenkbar lagert.
• Die Lagerung mittels einer mehrfach schwenkbaren Gelenkvorrichtung bildet die Basis für eine hochgenaue und sehr vielseitige Justagemöglichkeit und hat den Vorteil, dass sie mit begrenztem Aufwand realisierbar ist.
• Im einzelnen weist die Druckkopfaufnahme mehrere Justiereinrichtungen auf, die jeweils eine Schwenkachse definieren, um die der Druckkopf bei Betätigung der jeweiligen Justiereinrichtung schwenkbar ist. Dies hat den Vorteil, dass durch entsprechende Wahl der Justiereinrichtungen die Schwenkachsen für die Justage optimal orientiert werden können und die Justiereinrichtungen jeweils entsprechend der für die jeweilige Schwenkachse geforderten Präzision ausgelegt werden können. Somit können bei Schwenkachsen, die nur eine geringe Präzision bei der Justage erfordern kostengünstige und/oder kompakte Justiereinrichtungen verwendet werden.
• In dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Druckkopfaufnahme drei Justiereinrichtungen auf, die drei aufeinander senkrecht stehende Schwenkachsen definieren. Dies hat zum einen den Vorteil, dass der Druckkopf - innerhalb der durch die Verstellbereiche vorgegebenen Grenzen - bezüglich seiner Winkellage beliebig ausgerichtet werden kann und zum anderen, dass die mit den einzelnen Justiereinrichtungen ausgeführten Schwenkbewegungen unabhängig voneinander sind.
• Weiterhin weist die Druckkopfaufnahme im bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Basisplatte auf und eine Schwenkplatte, die mittels der Gelenkeinrichtung gegen die Basisplatte schwenkbar ist. Dies hat den Vorteil, dass die einzelnen Justiereinrichtungen zweckmäßig angeordnet werden können und auch genügend Raum für eine Befestigung des Druckkopfes vorhanden ist.
• Zum Schwenken des Druckkopfes um eine quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes verlaufende erste Schwenkachse weist die Druckkopfaufnahme einen an der Basisplatte angebrachten und auf die Schwenkplatte einwirkenden ersten verstellbaren Anschlag sowie eine zwischen der Basisplatte und der Schwenkplatte eingespannte erste Zugfeder auf. Die Kombination aus Anschlag und Zugfeder hat den Vorteil, dass sie ein spielfreies Justieren ermöglicht.
• Der erste verstellbare Anschlag ist im bevorzugten Ausführungsbeispiel vorteilhafterweise als Anschlagschraube ausgebildet, da für die erste Schwenkachse keine allzu hohe Justagegenauigkeit gefordert wird.
• Zum Schwenken des Druckkopfes um eine senkrecht zur Ebene des Bedruckstoffes verlaufende zweite Schwenkachse weist die Druckkopfaufnahme einen an der Basisplatte angebrachten und auf die Schwenkplatte einwirkenden zweiten verstellbaren Anschlag sowie eine zwischen der Basisplatte und der Schwenkplatte eingespannte zweite Zugfeder auf.
• Da das Druckergebnis entscheidend von einer präzisen Justage des Druckkopfes bzgl. der zweiten Schwenkachse abhängt, ist es von Vorteil, wenn der zweite verstellbare Anschlag eine Mikrometerschraube aufweist.
• Zum Schwenken des Druckkopfes um eine parallel zur Förderrichtung des Bedruckstoffes verlaufende dritte Schwenkachse weist die Druckkopfaufnahme einen in der Basisplatte drehbar gelagerten und auf eine Bohrung in der Schwenkplatte mit einem exzentrischen Abschnitt einwirkenden Exzenterbolzen auf. Der Exzenterbolzen hat den Vorteil, dass er sich sehr kompakt und kostengünstig realisieren läßt und bietet dennoch eine für die dritte Schwenkachse ausreichende Justagegenauigkeit, da sich kleine Fehljustagen des Druckkopfes bzgl. der dritten Schwenkachse ebenso wie bzgl. der ersten Schwenkachse nur wenig auf die Druckqualität auswirken.
• Um eine Justage des Druckkopfes quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes zu ermöglichen, weist die Basisplatte eine Querjustiervorrichtung zum Verschieben des Druckkopfes in dieser Richtung auf.
• Da eine exakte Positionierung des Druckkopfes quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes im Hinblick auf eine gute Druckqualität sehr wichtig ist, weist die Querjustiervorrichtung vorteilhafterweise eine Mikrometerschraube auf, die auf einen Halteblock einwirkt und die Basisplatte relativ zum Halteblock verschiebt.
• Der Halteblock weist eine Klemmeinrichtung auf zum Klemmen eines am Rahmen der Tintenstrahl-Druckeinheit angeordneten Halteblechs. Dadurch läßt sich ein Fixpunkt festlegen, relativ zu dem die Querjustiervorrichtung arbeitet.
• Um die erzielbare Justagegenauigkeit weiter zu steigern, ist es von Vorteil, wenn die Mikrometerschrauben jeweils mittels einer Schräge zusätzlich untersetzt sind.
• Die Schwenkplatte kann Stifte zum Einhaken des Druckkopfes aufweist. Dies hat den Vorteil, dass der Druckkopf leicht montiert und demontiert werden kann.
• Um mit dem Druckkopf beliebige Bereiche quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes Bedrucken zu können, ist es von Vorteil, wenn die Basisplatte auf einem Linearwagen montiert ist.
• Die Gelenkeinrichtung ist vorteilhafterweise als Kugelgelenk ausgebildet ist. Ein Kugelgelenk läßt sich sehr kompakt und präzise ausführen und ermöglicht die Realisierung beliebiger Schwenkachsen.
• Die erfindungsgemäße Tintenstrahl-Druckeinheit zum Bedrucken eines Bedruckstoffes im Tintenstrahl-Druckverfahren weist einen quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes verlaufenden Rahmen auf, wobei entlang des Rahmens wenigstens eine vorstehend beschriebene Druckkopfaufnahme angeordnet ist.
• Am Rahmen ist wenigstens eine parallel zum Rahmen verlaufende Führungsschiene befestigt, auf der wenigstens eine Druckkopfaufnahme mittels eines Linearwagens verschiebbar angeordnet ist. Dies hat den Vorteil, dass eine sehr flexible Anpassung an die jeweiligen Erfordernisse im Hinblick auf die Position und Breite des jeweils gewünschten Druckbereichs möglich ist.
• Am Rahmen ist wenigstens ein parallel zum Rahmen verlaufendes Halteblech zum Fixieren der wenigstens einen Druckkopfaufnahme mittels einer Klemmeinrichtung angeordnet, wobei das Halteblech parallel zum Rahmen starr ausgebildet ist und senkrecht zum Rahmen flexibel. Damit lassen sich die Druckkopfaufnahmen einfach und zuverlässig fixieren.
• Die Druckkopfaufnahmen sind mit Druckköpfen ausgestattet die jeweils über eine motorgetriebene Höhenverstellung mit einer Parkposition verfügen, in der die Druckköpfe jeweils eine vorbestimmte Höhenposition einnehmen. Dies hat den Vorteil, dass eine Anpassung an unterschiedlich dicke Bedruckstoffe einfach und schnell möglich ist und durch die Parkposition Reinigungs- und Wartungsarbeiten erleichtert werden.
• Die Erfindung wird nachstehend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform näher erläutert.
• Es zeigen
• Fig. 1 eine Tintenstrahl-Druckeinheit in Schnittdarstellung,
• Fig. 2 die Tintenstrahl-Druckeinheit in Aufsicht,
• Fig. 3 eine Druckkopfaufnahme in Schnittdarstellung,
• Fig. 4 die Druckkopfaufnahme in einer weiteren Schnittdarstellung,
• Fig. 5 die Druckkopfaufnahme in Seitenansicht,
• Fig. 6 eine Querjustiervorrichtung in Schnittdarstellung,
• Fig. 7 die Druckkopfaufnahme in Schnittdarstellung mit versetzten Schnittebenen,
• Fig. 8 eine Schwenkplatte in Seitenansicht,
• Fig. 9 eine Höhenverstellung für einen Druckkopf in Seitenansicht,
• Fig. 10 den Druckkopf in Seitenansicht,
• Fig. 11 die Druckkopfaufnahme mit dem Druckkopf in Parkposition in Schnittdarstellung,
• Fig. 12 die Druckkopfaufnahme während der Demontage des Druckkopfes in Seitenansicht und
• Fig. 13 die Druckkopfaufnahme und den demontierten Druckkopf in Seitenansicht.
• Eine Tintenstrahl-Druckeinheit ist in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Fig. 1 zeigt eine in Schnittdarstellung, wobei nur einige wenige Komponenten der Tintenstrahl-Druckeinheit von der Schnittebene erfasst werden und die restlichen Komponenten in Seitenansicht dargestellt sind. Fig. 2 zeigt die Tintenstrahl-Druckeinheit in Aufsicht.
• An einem Rahmen 1, der oberhalb eines Bedruckstoffes 2 quer zu dessen Förderrichtung (Pfeil 3) angeordnet ist sind beidseitig je eine Führungsschiene 4 angebracht. In den Führungsschienen 4 laufen Linearwagen 5, an denen jeweils eine Druckkopfaufnahme 6 montiert ist. Jede Druckkopfaufnahme 6 ist mit einem Druckkopf 7 bestückt. Da die Druckköpfe 7 in ihren Abmessungen breiter sind als ihre maximale Druckbreite ist jeweils ein Überlapp zwischen den entlang des Rahmens 1 angeordneten Druckköpfen 7 vorgesehen. Die Druckköpfe 7 können insgesamt die ganze Breite des Bedruckstoffes 2 abdecken oder - wenn der Bedruckstoff 2 nur in einem Teilbereich bedruckt werden soll - auch nur einen Teil der Breite. Entsprechend dem gewünschten Druckbereich werden die Druckköpfe 7 mittels der Linearwagen 5 positioniert und dann in der gewünschten Position gesichert. Um die gewünschten Positionen leichter auffinden zu können, ist am Rahmen 1ein Maßstab 8 angebracht, der mittels an den Linearwagen 5 angeordneter Sensoren 9 abgelesen werden kann.
• Die Fig. 3, 4 und 5 zeigen jeweils die Druckkopfaufnahme 6 inklusive Druckkopf 7 aus verschiedenen Blickrichtungen. In den Fig. 3 und 4 sind zwei verschiedene Schnittdarstellungen abgebildet und in Fig. 5 ist eine Seitenansicht dargestellt.
• Die Druckkopfaufnahme 6 ist mittels einer Klemmschraube 10, die in einem Halteblock 11 der Druckkopfaufnahme 6 geführt wird gegen Verschieben entlang der Führungsschiene 4 gesichert. Die Klemmschraube 10 klemmt ein am Rahmen 1 befestigtes und parallel zum Rahmen 1 verlaufendes Halteblech 12. Das Halteblech 12 weist eine U-förmige Profilierung auf und ist dadurch parallel zum Rahmen 1 starr und senkrecht zum Rahmen 1 flexibel ausgebildet. Der Halteblock 11 ist über eine Querjustiervorrichtung 13 mit den restlichen Komponenten der Druckkopfaufnahme 6 verbunden, so dass die Druckkopfaufnahme 6 mittels der Querjustiervorrichtung 13 relativ zu dem durch die Klemmschraube 10 und das Halteblech 12 vorgegebenen Klemmpunkt parallel zum Rahmen 1 und damit quer zur Förderrichtung 3 des Bedruckstoffes 2 verschoben werden kann.
• Die Querjustiervorrichtung 13 ist an einer Basisplatte 14 befestigt, die über ein Kugelgelenk 15 mit einer Schwenkplatte 16 gekoppelt ist. Das Kugelgelenk 15 ermöglicht beliebige Schwenkbewegungen der Schwenkplatte 16 relativ zur Basisplatte 14, die mittels geeigneter Zusatzeinrichtungen, die im folgenden noch näher beschrieben werden auf Schwenkbewegungen um drei zueinander senkrecht stehende Achsen reduziert werden.
• An der Schwenkplatte 16 ist der Druckkopf 7 über eine in den Druckkopf 7 integrierte Höhenverstellung 17 angebracht. Die Höhenverstellung 17 ermöglicht eine Verschiebung des Druckkopfes 7 senkrecht zur Ebene des Bedruckstoffes 2.
• Die Verstell- und Justagemöglichkeiten der Druckkopfaufnahme 6 bzw. des Druckkopfes 7 sind im einzelnen folgendermaßen realisiert:
  Einzelheiten der Querjustiervorrichtung 13 sind insbesondere der Fig. 6 entnehmbar, in der die Querjustiervorrichtung 13 in Schnittdarstellung dargestellt ist. Die Querjustiervorrichtung 13 ist über zwei Führungsbolzen 18 im Halteblock 11 quer zur Förderrichtung 3 des Bedruckstoffes 2 verschiebbar gelagert. Über Druckfedern 19, die die Führungsbolzen 18 umschließen ist die Querjustiervorrichtung 13 bezüglich einer Verschieberichtung hin zum Halteblock 11 vorgespannt. Über einen Anschlagbolzen 20 ist die Querjustiervorrichtung 13 gegen den Halteblock 11 abgestützt, so daß durch Zusammenwirken der Druckfedern 19 und des Anschlagbolzens 20 die Position der Querjustiervorrichtung 13 und somit letztendlich auch des Druckkopfes 7 quer zur Förderrichtung 3 des Bedruckstoffes 2 spielfrei festgelegt wird. Um eine Änderung dieser Position im Rahmen eines Justagevorgangs zu ermöglichen, ist der Anschlagbolzen 20 über eine Mikrometerschraube 21, die über einen Stift 22 mit einer Schräge 23 auf den Anschlagbolzen 20 einwirkt verschiebbar. Die Schräge 23 bewirkt eine Untersetzung der mit der Mikrometerschraube 21 erzeugten Linearbewegung und somit eine Erhöhung der Justagegenauigkeit. Die mit der Querjustiervorrichtung 13 ausführbaren Bewegungen sind durch den Richtungspfeil 24 verdeutlicht.
• Neben der Justage durch lineares Verschieben des Druckkopfes 7 parallel zum Rahmen 1 erlaubt die Druckkopfaufnahme 6 auch eine Reihe von Schwenkbewegungen.
• Die Möglichkeit einer Justage mittels einer Schwenkbewegung um eine erste Schwenkachse, die quer zur Förderrichtung des Bedruckstoffes verläuft wird an Hand von Fig. 3 erläutert. Die Richtung der Schwenkbewegung ist durch einen gebogenen Richtungspfeil 25 angedeutet. Im folgenden wird diese Schwenkbewegung mit dem Buchstaben A bezeichnet. Zur Realisierung der Schwenkbewegung A ist oberhalb des Kugelgelenks 15 zwischen der Basisplatte 14 und der Schwenkplatte 16 eine Zugfeder 26 angeordnet. Die Zugfeder 26 ist sowohl an der Basisplatte 14 als auch an der Schwenkplatte 16 befestigt und so vorgespannt, dass die Basisplatte 14 und die Schwenkplatte 16 oberhalb des Kugelgelenks 15 einander angenähert werden. Oberhalb der Zugfeder 26 und somit in einer größeren Entfernung zum Kugelgelenk 15 ist eine Anschlagschraube 27 angeordnet. Die Anschlagschraube 27 ist durch die Basisplatte 14 hindurch geschraubt und stützt sich mit ihrem freien Ende auf der Schwenkplatte 16 ab. Dadurch wird die von der Zugfeder 26 verursachte Annäherung zwischen der Basisplatte 14 und der Schwenkplatte 16 begrenzt.
• Wird die Anschlagschraube 27 weiter durch die Basisplatte 14 hindurch gedreht, so wird die Schwenkplatte 16 unter Überwindung des von der Zugfeder 26 verursachten Widerstands von der Basisplatte 14 entfernt. Wird die Anschlagschraube 27 dagegen zurückgedreht, so bewegt sich die Schwenkplatte 16 unter dem Einfluß der Zugfeder 26 auf die Basisplatte 14 zu. Die Basisplatte 14 ist über den Linearwagen 5 in der Führungsschiene 4 spielfrei geführt, so dass eine Bewegung der Basisplatte 14 parallel zur Richtung der Schwenkbewegung A nicht möglich ist. Folglich bewegt sich beim Verdrehen der Anschlagschraube 27 jeweils die Schwenkplatte 16 und nicht die Basisplatte 14. Da die Schwenkplatte 16 durch das Kugelgelenk 15 in der Basisplatte 14 gelagert ist, wird die Schwenkplatte 16 beim Verdrehen der Anschlagschraube 27 nicht linear verschoben sondern vollzieht die Schwenkbewegung A, wobei die Schwenkachse durch das Kugelgelenk 15 verläuft.
• Zur Sicherung der Anschlagschraube 27 gegen unbeabsichtigtes Verdrehen nach Beendigung des Justagevorgangs ist eine Kontermutter 28 vorgesehen, die auf die Anschlagschraube 27 auf der Seite der Basisplatte 14 aufgeschraubt ist. Die Justage mittels der Anschlagschraube 27 ist in der Regel nur einmalig bei der Erstmontage der Druckkopfaufnahme 6 erforderlich.
• Eine weitere Justagemöglichkeit bzgl. einer zweiten Schwenkachse, die senkrecht zur Ebene des Bedruckstoffes 2 orientiert ist wird an Hand der Fig. 4 und 7 erläutert.
• Fig. 7 zeigt die Druckkopfaufnahme 6 in Schnittdarstellung, wobei zur Veranschaulichung einer größeren Zahl von Details nicht eine durchgehende Schnittebene sondern mehrere zueinander versetzte Schnittebenen gewählt wurden. Die Richtung der Schwenkbewegung ist durch einen gebogenen Richtungspfeil 29 dargestellt. Eine derartige Schwenkbewegung wird im folgenden mit dem Buchstaben B bezeichnet.
• Seitlich neben dem Kugelgelenk 15 ist zwischen der Basisplatte 14 und der Schwenkplatte 16 eine Zugfeder 30 angeordnet, die analog zur Zugfeder 26 an der Basisplatte 14 und an der Schwenkplatte 16 befestigt ist. Entsprechend der Zugfeder 26 bewirkt auch die Zugfeder 30 eine Annäherung der Schwenkplatte 16 an die Basisplatte 14, allerdings in einer Ebene senkrecht dazu. Seitlich neben der Zugfeder 30 in einer größeren Entfernung zum Kugelgelenk 15 ist eine Justiervorrichtung 31 auf der Basisplatte 14 angeordnet, die ähnlich wie die Querjustiervorrichtung 13 aufgebaut ist. Die Justiervorrichtung 31 weist einen Anschlagbolzen 32 auf, der durch die Basisplatte 14 hindurch geführt ist und sich mit einem Ende gegen die Schwenkplatte 16 abstützt und die von der Zugfeder 30 verursachte Annäherung zwischen der Basisplatte 14 und der Schwenkplatte 16 begrenzt. Der Anschlagbolzen 32 ist über eine Mikrometerschraube 33 verschiebbar, die über einen Stift 34 mit einer Schräge 35 auf den Anschlagbolzen 32 einwirkt. In Analogie zur Querjustiervorrichtung 13 bewirkt auch hier die Schräge 35 eine Untersetzung der mit der Mikrometerschraube 33 erzeugten Linearbewegung und somit eine Erhöhung der Justagegenauigkeit. Diese hohe Präzision ist erforderlich, da die Schwenkbewegung B die Druckqualität stark beeinflußt.
• Die durch Drehen an der Mikrometerschraube 33 unter dem Einfluß der Zugfeder 30 hervorgerufene Verschiebung des Anschlagbolzens 32 bewirkt in Zusammenwirkung mit dem Kugelgelenk 15 ein Schwenken der Schwenkplatte 16 und damit letztendlich des Druckkopfes 7 gemäß der Schwenkbewegung B, wobei die Schwenkachse durch das Kugelgelenk 15 verläuft.
• Schließlich ermöglicht die Druckkopfaufnahme 6 noch eine Justage bzgl. einer dritten Schwenkachse, die parallel zur Förderrichtung 3 des Bedruckstoffes 2 verläuft. Diese Justagemöglichkeit wird an Hand der Fig. 6, 7 und 8 erläutert, wobei in Fig. 6 diese mit C bezeichnete Schwenkbewegung in Form eines gebogenen Richtungspfeils 36 angedeutet ist und Fig. 8 die Schwenkplatte 16 in Seitenansicht zeigt.
• Die Schwenkbewegung C wird mittels eines Exzenterbolzens 37 ausgeführt. Da sich eine geringe Fehljustage bzgl. der Schwenkbewegung C nicht sehr stark auf die Druckqualität auswirkt, ist die mit dem Exzenterbolzen 37 erzielbare Justagegenauigkeit ausreichend. Der Exzenterbolzen 37 ist drehbar in der Basisplatte 14 gelagert und greift mit seinem exzentrischen Abschnitt in eine Langlochbohrung 38 der Schwenkplatte 16 ein. Wie in Fig. 8 dargestellt, ist die Langlochbohrung 38 in seitlichem Abstand und etwas unterhalb des Kugelgelenks 15 angeordnet. Beim Verdrehen des Exzenterbolzens 37 wird die Schwenkplatte 16 im Bereich der Langlochbohrung 38 nach oben oder unten geschoben und vollzieht dadurch infolge ihrer Lagerung im Kugelgelenk 15 die Schwenkbewegung C. Zur Fixierung des Exzenterbolzens 37 in der gewünschten Position ist eine Mutter 39 vorgesehen. Von der Justagemöglichkeit gemäß der Schwenkbewegung C wird in der Regel nur nach der Erstmontage der Druckkopfaufnahme 6 Gebrauch gemacht.
• Eine weitere Verstellmöglichkeit bietet die in den Druckkopf 7 integrierte Höhenverstellung 17, über die der Druckkopf 7 an der Schwenkplatte 16 befestigt ist. Die Höhenvorstellung wird an Hand der Fig. 9, 10 und 11 erläutert.
• Fig. 9 zeigt die Höhenverstellung 17 in Seitenansicht. Die Höhenverstellung 17 weist zwei Stangen 40 und eine dazwischen angeordnete Spindel 41 auf, die von einem Schrittmotor 42 angetrieben wird.
• Fig. 10 zeigt den Druckkopf 7 in Seitenansicht. Der Druckkopf 7 besitzt zwei auskragende Halter 43, die über nicht dargestellte Linearlager auf den Stangen 40 der Höhenverstellung 17 gelagert sind. Weiterhin weist der untere Halter 43 ein nicht dargestelltes Gewinde auf, das im Eingriff mit einem Gewinde 44 der Spindel 41 steht.
• Wenn die Spindel 41 durch den Schrittmotor 42 in Rotation versetzt wird, wird der Druckkopf 7 abhängig von der Drehrichtung der Spindel 41 entweder angehoben oder abgesenkt, d. h. der Druckkopf wird entsprechend dem Richtungspfeil 45 verschoben (siehe Fig. 11). Auf diese Weise ist eine Anpassung der Position des Druckkopfes 7 an die Dicke des Bedruckstoffes 2 sehr schnell und präzise möglich. Des weiteren ist bei der Höhenverstellung 17 auch eine Parkposition vorgesehen, bei der der Druckkopf 7 höchstmöglich angehoben ist.
• Fig. 11 zeigt eine Schnittdarstellung der Druckkopfaufnahme 6 inklusive Druckkopf 7, wobei sich der Druckkopf 7 in die Parkposition befindet. In die Parkposition wird der Druckkopf 7 immer dann gefahren, wenn er nicht benutzt wird. Auch für Wartungs- oder Reinigungsarbeiten wird der Druckkopf 7 in Parkposition gefahren. Des weiteren wird die Parkposition auch dann angefahren, wenn der Druckkopf 7 montiert oder demontiert werden soll.
• Einzelheiten zu den für die Montage oder Demontage des Druckkopfes 7 vorgesehenen Einrichtung sind den Fig. 12 und 13 entnehmbar. Fig. 12 zeigt die Druckkopfaufnahme 6 inklusive Druckkopf 7 während der Demontage in Seitenansicht. Fig. 13 zeigt die Druckkopfaufnahme 6 und den demontierten Druckkopf 7 in Seitenansicht.
• Der Druckkopf 7 ist über zwei hakenförmige Vorsprünge 46 der Höhenverstellung 17, die in zwei Stifte 47 der Schwenkplatte 16 eingehakt sind an der Druckkopfaufnahme 6 befestigt. Als weiteres Befestigungselement dient eine Schraube 48 (siehe Fig. 11), mit der die Höhenverstellung 17 an der Schwenkplatte 16 angeschraubt ist. Die beschriebene Art der Befestigung ermöglicht ein rasches Demontieren des Druckkopfes 7 inklusive Höhenverstellung 17 durch Lösen der Schraube 46 sowie Wegschwenken und Herausheben des Druckkopfes 7 inklusive Höhenverstellung 17. Die Montage erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.
• Die Kontaktflächen zwischen dem Druckkopf 7 und der Druckkopfaufnahme 6 sind jeweils möglichst minimal ausgebildet, um den Wärmeübergang möglichst gering zu halten, so dass der Druckkopf 7 mit Hotmelt-Farben betrieben werden kann.
• Die Orientierung der Schwenkbewegungen A, B und C hat sich für die beschriebene Tintenstrahl-Druckeinheit, bei der der Rahmen 1 quer zur Förderrichtung 3 des Bedruckstoffes 2 angeordnet ist als zweckmäßig erwiesen. Je nach den speziellen Anwendungsbedürfnissen können die Schwenkbewegungen jedoch auch anders orientiert sein.
• Ebenso kann von der beschriebenen Zuordnung der Justiereinrichtungen 27, 31 und 37 zu den Schwenkbewegungen A, B und C abgewichen werden. Je nach den Erfordernissen können dabei auch mehrere gleichartige Justiereinrichtungen eingesetzt werden. Um eine günstige Kosten-Nutzen-Relation einhalten zu können, sollte allerdings beachtet werden, dass für die Schwenkbewegungen, die sich stark auf die Druckqualität auswirken und/oder eine häufige Justage erfordern im Hinblick auf die Genauigkeit bzw. die Bedienbarkeit hochwertige Justiereinrichtungen eingesetzt werden. Für die Schwenkbewegungen, denen nur eine untergeordnete Bedeutung zukommt bzw. für die nur selten eine Justage erforderlich ist können dagegen kostengünstige Justiereinrichtungen eingesetzt werden.
• Je nach den speziellen Gegebenheiten der Anwendung können die Justiereinrichtungen 13, 27, 31 und 37 auch in kinematisch umgekehrter Art und Weise angeordnet sein, d. h. die Querjustiervorrichtung 13 kann am Halteblock 11 befestigt sein und auf die Basisplatte 14 einwirken bzw. einige oder alle Justiereinrichtungen 27, 31 und 37 können jeweils an der Schwenkplatte 16 angebracht sein und auf die Basisplatte einwirken. Inwieweit die sich daraus ergebenden Varianten jeweils praktikabel sind, hängt unter anderem davon ab, ob angesichts des an der Schwenkplatte 16 angeordneten Druckkopfes 7 ausreichend Bauraum zum Anbringen der Justiereinrichtungen an der Schwenkplatte 16 verbleibt. Bezugszeichenliste 1 Rahmen
  2 Bedruckstoff
  3 Richtungspfeil (Förderrichtung)
  4 Führungsschiene
  5 Linearwagen
  6 Druckkopfaufnahme
  7 Druckkopf
  8 Maßstab
  9 Sensor
  10 Klemmschraube
  11 Halteblock
  12 Halteblech
  13 Querjustiervorrichtung
  14 Basisplatte
  15 Kugelgelenk
  16 Schwenkplatte
  17 Höhenverstellung
  18 Führungsbolzen
  19 Druckfeder
  20 Anschlagbolzen
  21 Mikrometerschraube
  22 Stift
  23 Schräge
  24 Richtungspfeil (Querverschiebung)
  25 Richtungspfeil (Schwenkbewegung A)
  26 Zugfeder
  27 Anschlagschraube
  28 Kontermutter
  29 Richtungspfeil (Schwenkbewegung B)
  30 Zugfeder
  31 Justiervorrichtung
  32 Anschlagbolzen
  33 Mikrometerschraube
  34 Stift
  35 Schräge
  36 Richtungspfeil (Schwenkbewegung C)
  37 Exzenterbolzen
  38 Langlochbohrung
  39 Mutter
  40 Stange
  41 Spindel
  42 Schrittmotor
  43 Halter
  44 Gewinde
  45 Richtungspfeil (Höhenverstellung)
  46 Vorsprung
  47 Stift
  48 Schraube
  

Claims (20)

1. Druckkopfaufnahme zur Aufnahme eines Tintenstrahl-Druckkopfes (7), die an einem Rahmen (1) einer Tintenstrahl-Druckeinheit befestigbar ist, der quer zur Förderrichtung (3) eines mit der Tintenstrahl-Druckeinheit zu bedruckenden Bedruckstoffes (2) angeordnet ist dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfaufnahme (6) eine Gelenkeinrichtung (15) aufweist, die den Druckkopf (7) um mehrere Achsen schwenkbar lagert.

2. Druckkopfaufnahme nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Justiereinrichtungen (27, 31, 37) aufweist, die jeweils eine Schwenkachse definieren, um die der Druckkopf (7) bei Betätigung der jeweiligen Justiereinrichtung (27, 31, 37) schwenkbar ist.

3. Druckkopfaufnahme nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie drei Justiereinrichtungen (27, 31, 37) aufweist, die drei aufeinander senkrecht stehende Schwenkachsen definieren.

4. Druckkopfaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Basisplatte (14) aufweist und eine Schwenkplatte (16), die mittels der Gelenkeinrichtung (15) gegen die Basisplatte (14) schwenkbar ist.

5. Druckkopfaufnahme nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen an der Basisplatte (14) angebrachten und auf die Schwenkplatte (16) einwirkenden ersten verstellbaren Anschlag (27) sowie eine zwischen der Basisplatte (14) und der Schwenkplatte (16) eingespannte erste Zugfeder (26) zum Schwenken des Druckkopfes (7) um eine quer zur Förderrichtung (3) des Bedruckstoffes (2) verlaufende erste Schwenkachse aufweist.

6. Druckkopfaufnahme nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste verstellbare Anschlag (27) als Anschlagschraube ausgebildet ist.

7. Druckkopfaufnahme nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen an der Basisplatte (14) angebrachten und auf die Schwenkplatte (16) einwirkenden zweiten verstellbaren Anschlag (31) sowie eine zwischen der Basisplatte (14) und der Schwenkplatte (16) eingespannte zweite Zugfeder (30) zum Schwenken des Druckkopfes (7) um eine senkrecht zur Ebene des Bedruckstoffes (2) verlaufende zweite Schwenkachse aufweist.

8. Druckkopfaufnahme nach einem der Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite verstellbare Anschlag (31) eine Mikrometerschraube (33) aufweist.

9. Druckkopfaufnahme nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen in der Basisplatte (14) drehbar gelagerten und auf eine Bohrung (38) in der Schwenkplatte (16) mit einem exzentrischen Abschnitt einwirkenden Exzenterbolzen (37) zum Schwenken des Druckkopfes (7) um eine parallel zur Förderrichtung (3) des Bedruckstoffes (2) verlaufende dritte Schwenkachse aufweist.

10. Druckkopfaufnahme nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, die Basisplatte (14) eine Querjustiervorrichtung aufweist zum Verschieben des Druckkopfes (7) quer zur Förderrichtung (3) des Bedruckstoffes (2).

11. Druckkopfaufnahme nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Querjustiervorrichtung (13) eine Mikrometerschraube (21) aufweist, die auf einen Halteblock (11) einwirkt und die Basisplatte (14) relativ zum Halteblock (11) verschiebt.

12. Druckkopfaufnahme nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, der Halteblock (11) eine Klemmeinrichtung (10) aufweist zum Klemmen eines am Rahmen (1) der Tintenstrahl-Druckeinheit angeordneten Halteblechs (12).

13. Druckkopfaufnahme nach einem der Ansprüche 8 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Mikrometerschrauben (21, 33) mittels einer Schräge (23, 35) zusätzlich untersetzt sind.

14. Druckkopfaufnahme nach einem der Ansprüche 4 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkplatte (16) Stifte (47) zum Einhaken des Druckkopfes (7) aufweist.

15. Druckkopfaufnahme nach einem der Ansprüche 4 bis 14 dadurch gekennzeichnet, dass die Basisplatte (14) auf einem Linearwagen (5) montiert ist.

16. Druckkopfaufnahme nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkeinrichtung (15) als Kugelgelenk ausgebildet ist.

17. Tintenstrahl-Druckeinheit zum Bedrucken eines Bedruckstoffes (2) im Tintenstrahl- Druckverfahren, wobei die Tintenstrahl-Druckeinheit einen quer zur Förderrichtung (3) des Bedruckstoffes (2) verlaufenden Rahmen (1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des Rahmens (1) wenigstens eine Druckkopfaufnahme (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche angeordnet ist.

18. Tintenstrahl-Druckeinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (1) wenigstens eine parallel zum Rahmen (1) verlaufende Führungsschiene (4) befestigt ist, auf der wenigstens eine Druckkopfaufnahme (6) mittels eines Linearwagens (5) verschiebbar angeordnet ist.

19. Tintenstrahl-Druckeinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass am Rahmen (1) wenigstens ein parallel zum Rahmen (1) verlaufendes Halteblech (12) zum Fixieren der wenigstens einen Druckkopfaufnahme (6) mittels einer Klemmeinrichtung (10) angeordnet ist, wobei das Halteblech (12) parallel zum Rahmen (1) starr ausgebildet ist und senkrecht zum Rahmen (1) flexibel.

20. Tintenstrahl-Druckeinheit nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckkopfaufnahmen (6) mit Druckköpfen (7) ausgestattet sind, die jeweils über eine motorgetriebene Höhenverstellung (17) mit einer Parkposition verfügen, in der die Druckköpfe (7) jeweils eine vorbestimmte Höhenposition einnehmen.