DE60030218T2

DE60030218T2 - Wartung- oder Reinigungssystem eines kontinuierlichen Tintenstrahldruckers für einen Druckkopf mit Tintendüse und Rinne

Info

Publication number: DE60030218T2
Application number: DE60030218T
Authority: DE
Inventors: Timothy J. Rochester Wojcik
Original assignee: Eastman Kodak Co
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1999-08-04
Filing date: 2000-07-24
Publication date: 2007-08-23
Anticipated expiration: 2020-07-25
Also published as: US6250736B1; JP2001063076A; EP1074389B1; EP1074389A2; EP1074389A3; DE60030218D1

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucksysteme und insbesondere auf ein Wartungs- oder Reinigungssystem eines kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers für einen Druckkopf mit Tintendüse und Rinne.
Tintenstrahldrucksysteme müssen häufig gewartet und gereinigt werden, weil sich auf den Druckdüsen des Druckkopfs und in deren Nähe Papierfasern, Staub oder Tinte höherer Viskosität ansammeln. Ein typisches Reinigungssystem ist in US-A-4 734 718 beschrieben. Dieses System verwendet ein Abdeckelement zum Zuführen einer Reinigungsflüssigkeit und einen Auffangbehälter zum Sammeln abgeleiteter Reinigungsflüssigkeit. Bei kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucksystemen ist angrenzend an die Tintendüsen eine Rinne angeordnet, die nicht auf das Druckmedium gerichtete Tinte sammelt und in das System zurückführt. Die nicht verbrauchte Tinte wird in der Rinne aufgefangen und durch einen Tintenrückführschlitz oder -kanal im Druckkopf zurückgeführt.
Damit die Rinne die nicht verbrauchte Tinte effektiv auffangen und zurückführen kann, ist sie zum Teil zwischen den Druckdüsen und dem Druckmedium angeordnet, welches normalerweise aus Papier oder dergleichen besteht. Diese Positionierung der Rinne ist zwar zweckmäßig, verursacht aber Schwierigkeiten bei der Wartung und Reinigung kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucksysteme, die eine hydrodynamische Reinigung und Wischerreinigung erfordern, weil die Reinigungsmechanismen und Flüssigkeiten durch die Rinne teilweise daran gehindert werden, die Drückdüsen des Druckkopfs ohne weiteres zu erreichen. Infolgedessen muss die Rinne für die Wartung und Reinigung des Druckkopfs entfernt werden. Dies ist ineffizient und zeitrau bend und wegen der erforderlichen Positioniergenauigkeit nur schwer kostengünstig und zuverlässig durchzuführen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopfwartungs- und Reinigungssystem bereitzustellen, bei dem die hydrodynamische Reinigung und die Reinigung durch Abwischen der Druckdüsen am Druckkopf möglich sind, ohne dass dazu die Rinne entfernt werden muss.
Im Hinblick auf diese Aufgabe ist die Erfindung in den beiliegenden Ansprüchen definiert. Die Erfindung bietet den Vorteil einer integrierten, im Druckkopf vorgesehenen Zuführeinrichtung für Reinigungsflüssigkeit in Verbindung mit einer präzisen Wischerpositionierung am Druckkopf die unter Nutzung der vorhandenen Druckkopf-Bewegungseinrichtungen für eine effektive Reinigung der Druckdüsen sorgt.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines Druckkopfs mit einem Wischer und einem Auffangbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung, dargestellt in Relation zu einer Druckwalze;
2 eine Querschnittsansicht eines Druckkopfs gemäß 1;
3 eine perspektivische Querschnittsansicht eines Druckkopfs mit Wischer und Auffangbehälter gemäß 1;
4 eine Querschnittsansicht eines Wischers und eines Auffangbehälters gemäß 1 mit darin aufgenommenem Druckkopf;
5 eine perspektivische Ansicht eines Druckkopfs mit Wischerwagen gemäß einer alternativen, mit einem Wischerwagen arbeitenden Ausführungsform der Erfindung;
6 eine Draufsicht eines Druckkopfs und eines Wischerwagens gemäß 5, dargestellt in Relation zu einem Auffangbehälter und einer Druckwalze;
7A eine Seitenansicht eines Druckkopfs und eines Wischerwagens gemäß 6, die sich einem Kipphebel am Auffangbehälter nähern; und
7B eine Seitenansicht eines Druckkopfs und eines Wischerwagens gemäß 7A, die an einem Kipphebel am Auffangbehälter angreifen.
In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung der Illustration halber allgemein anhand der in 1 bis 7 dargestellten Vorrichtung erläutert. Es versteht sich, dass andere Ausführungen der Vorrichtung hinsichtlich Ausbildung und Details der Einzelteile möglich sind, ohne von den hierin beschriebenen grundlegenden Konzepten abzuweichen.
In 1 und 2 ist ein kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker gemäß der Erfindung allgemein dargestellt. Das Wartungs- oder Reinigungssystem für einen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker ist für den Einsatz mit einem eine Rinne 14 aufweisenden Druckkopf 12 eingerichtet. Der Druckkopf 12 bewegt sich während des Druckens sowie auch für die Wartung und Reinigung an Führungswellen 16a und 16b entlang. Während des Druckens wird Tinte aus einer Tintendüse 18 im Druckkopf 12 auf ein auf einer Druckwalze 22 angeordnetes Druckmedium 20 ausgestoßen. Das Wartungs- oder Reinigungssystem 10 für den kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldrucker besteht im Allgemeinen aus einer hydrodynamischen Düse 24 für Reinigungsflüssigkeit, einem Wischer 26 und einem Auffangbehälter 28.
Die hydrodynamische Düse 24 für Reinigungsflüssigkeit ist im Druckkopf 12 derart angeordnet, dass die von der hydrodynamischen Düse 24 für Reinigungsflüssigkeit abgegebene Reinigungsflüssigkeit auf die Tintendüse 18 gerichtet wird. Die hydrodynamische Düse 24 für Reinigungsflüssigkeit steht mit einem Verteiler oder Flüssigkeitskanal 30 in Flüssigkeitsverbindung, der der hydrodynamischen Düse 24 für Reinigungsflüssigkeit unter Druck stehende Reinigungsflüssig keit zuführt. Vorgesehen ist auch, dass Reinigungsflüssigkeit den Düsen über das Rückführsystem 31 des Auffangbehälters/der Rinne zugeführt werden kann. Bei der Reinigungsflüssigkeit kann es sich je nach Art der verwendeten Tinte um Wasser, ein Lösungsmittel oder eine Kombination dieser beiden Flüssigkeiten handeln. Für den Fachmann ist ersichtlich, dass der Druckkopf 12, wenn er eine Vielzahl von Tintendüsen 18 aufweist, auch mit einer Vielzahl hydrodynamischer Düsen 24 für die Reinigungsflüssigkeit ausgestattet sein kann. Die Reinigungsflüssigkeit kann den hydrodynamischen Düsen 24 aus einem (nicht dargestellten) Behälter entweder über einen Verteiler oder über einzelne Flüssigkeitskanäle zugeführt werden. Die Druckbeaufschlagung des Behälters für den Ausstoß von Reinigungsflüssigkeit aus den Reinigungsflüssigkeitsdüsen 24 erfolgt bei Bedarf durch Betätigung eines (nicht dargestellten) Betätigungsmagneten, wenn der Druckkopf 12 sich über dem Auffangbehälter 28 entlang bewegt.
In 3 und 4 ist der Wischer 26 so gestaltet, dass er zum Reinigen der Tintendüse 18 und der Rinne 14 gleitend am Druckkopf 12 angreift. Der Wischer 26 weist eine obere Fläche 32 und ein seitlich vorspringendes Element 34 auf und besteht vorzugsweise aus einem nachgiebigen, aber dennoch dauerhaften Material wie Gummi, Silikon oder dergleichen. Zur Verbesserung seiner Reinigungswirkung kann der Wischer 26 auch eine Vielzahl quer verlaufender Rippen 36 aufweisen. Ferner kann eine (nicht dargestellte) Versteifung am Wischer 26 vorgesehen sein.
Der Auffangbehälter 28 ist englang der Bahn der Führungswellen 16a und 16b derart positioniert, dass der Druckkopf 12 während seiner Bewegung über die Druckwalze 22 hinaus mit dem Auffangbehälter 28 in Eingriff gelangt. Der Auffangbehälter 28 wiest eine Wanne 38 und einen darin vorgesehenen Ablauf 40 auf. Die Form der Wanne 38 ist so gestaltet, dass der Flüssigkeitsstrom zum Ablauf 40 hin gelenkt wird. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Wischer 26 im Auffangbehälter 28 befestigt, wo er mit dem Druckkopf 12 in Eingriff gelangt.
Zum Reinigen der Tintendüse 18 und der Rinne 14 des Druckkopfs 12 gleitet der Druckkopf 12 auf den Führungswellen 16a und 16b entlang über den Auffangbehälter 28 und in diesen hinein. Beim Einlaufen des Druckkopfs in den Auffangbehälter 28 greift der Wischer 26 an der Rinne 14 des Druckkopfs 12 an und bewegt sich relativ zum Druckkopf 12. Normalerweise richtet der Wischer 26 sich selbsttätig innerhalb der Rinne 12 aus. Gleichzeitig wird Reinigungsflüssigkeit in Richtung auf die Tintendüse 18 freigegeben. Aufgrund der weiteren Bewegung des Druckkopfs 12 gleitet die obere Fläche 32 des Wischers 26 an einer Düsenplatte 42 des Druckkopfs 12 und am davon seitlich ausgehenden Element 34 und damit an der Rinne 14 entlang. Durch die Bewegung des Wischers 26 bezüglich des Druckkopfs 12 wird wegen der gleichzeitigen Abgabe von Reinigungsflüssigkeit aus der Reinigungsflüssigkeitsdüse 24 in Richtung zur Tintendüse 18, die eine starke Scherkraft und einen starken Reinigungsflüssigkeitsstrom über die Vorderseite der Düsenplatte 42 hinweg bewirkt, eine hydrodynamische Reinigung und Wischerreinigung des Druckkopfs 12 über dem Auffangbehälter 28 bewirkt. Die Reinigungsflüssigkeit, die auch der Befeuchtung des Wischers 26 dient, wird in der Wanne 38 gesammelt und zum Abfluss 40 hin geleitet. Der Abfluss 40 leitet die Reinigungsflüssigkeit zur Wiederverwendung in den Behälter zurück. Nachdem der Druckkopf 12 das Ende seiner Bewegungsbahn erreicht hat, kehrt er in Richtung zur Druckwalze 22 um und bewirkt dadurch eine weitere relative Bewegung des Wischers 26 über die Düsenplatte 42 und die Rinne 12, wodurch der Druckkopf 12 nochmals abgewischt und gereinigt wird.
In 5 ist eine alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen kontinuierlich arbeitenden Tintenstrahldruckers dargestellt, der mit einem Wischerwagen 44 arbeitet. Bei dieser Ausführungsform ist der Wischerwagen 44 gleitend mit dem Druckkopf 46 verbunden.
Der Wischerwagen 44 weist im Allgemeinen einen Boden 48, zwei sich vom Boden 48 auswärts erstreckende Wandungen 50a und 50b, einen am Boden 48 zwischen den Wandungen 50a und 50b befestigten Wischer 52 sowie zwei Leisten 54a und 54b auf die sich vom oberen Ende der Wandungen 50a bzw. 50b aus einwärts erstrecken. Des weiteren weist der Wischerwagen 44 Stifte 56a und 56b auf die sich vom oberen Ende der Wandungen 50a bzw. 50b aus auswärts erstrecken.
Der Druckkopf 46 umfasst zwei Kerben 58a und 58b, die jeweils am hinteren Rand 60 bzw. am vorderen Rand 62 des Druckkopfs 46 angeordnet sind. Die Kerben 58a und 58b erstrecken sich entlang der Breite des Druckkopfs 46, wobei jede Kerbe an dem dem Auffangbehälter 66 nächstgelegenen Ende der Kerbe 58a bzw. 58b einen mechanischen Anschlag 64a bzw. 64b aufweist, wie dies am besten in 6 zu erkennen ist. Die Ausbildung der Kerben 58a und 58b ist derart getroffen, dass sie Leisten 54a bzw. 54b des Wischerwagens 44 aufnehmen können, der so entlang der Breite des Druckkopfs 46 gleiten kann, wobei seine Bewegung auf einer Seite des Druckkopfs 46 durch mechanische Anschläge 64a und 64b begrenzt wird. Um die Toleranzen zwischen dem Wischerwagen 44 und dem Druckkopf 46 relativ eng zu halten, sind die Wandungen 50a und 50b des Wischerwagens 44 so ausgebildet, dass sie dem Profil des Druckkopfs 46 bei im Druckkopf 46 aufgenommenem Wischer 52 entsprechen. Bei dieser alternativen Ausführungsform ist die Ausrichtung des Druckkopfs 46 über dem Auffangbehälter 66 weniger kritisch, da der Wischer 52 bereits im Druckkopf 46 aufgenommen ist.
In den Darstellungen der 6 bis 7b weist der Auffangbehälter 66 zwei mechanische Kipphebel 68a und 68b an dem der Druckwalze 22 nächstgelegenen Ende des Auffangbehälters 66 auf. Wenn der Druckkopf 46 mit dem daran befestigten Wischerwagen 44 auf den Führungswellen 16a und 16b entlang gleitet und sich dem Auffangbehälter 66 nähert, greifen Stifte 56a und 56b an mechanischen Kipphebeln 68a bzw. 68b an und halten damit den Wischerwagen 44 effektiv an. Beim Angreifen der Stifte 56a und 56b an den mechanischen Kipphebeln 68a und 68b aktivieren die mechanischen Kipphebel 68a und 68b einen (nicht dargestellten) Betätigungsmagneten, der den Behälter mit Druck beaufschlagt und die Freigabe von Reinigungsflüssigkeit in Richtung zur Düsenplatte 70 des Druckkopfs 46 bewirkt. Der Druckkopf 46 gleitet jedoch weiterhin unvermindert über den Auffangbehälter 66 und bewirkt dadurch eine Relativbewegung zwischen dem Wischer 52 und der Düsenplatte 70. Diese Relativbewegung zwischen dem Wischer 52 und der Düsenplatte 70 bewirkt in Verbindung mit dem Ausstoß von Reinigungsflüssigkeit die hydrodynamische Reinigung und Wischerreinigung des Druckkopfs 46.
Im Reinigungsbehälter 66 wird die Reinigungsflüssigkeit einem Auslass 72 zugeleitet, und der Auslass 72 führt die Reinigungsflüssigkeit zur Wiederverwendung in den Behälter zurück. Nachdem der Druckkopf 46 das Ende seiner Bewegung über den Auffangbehälter 66 erreicht hat, kehrt er in Richtung zur Druckwalze 22 um. Während dieses Umkehrvorgangs bewirkt der immer noch stillstehende Wischerwagen 44 eine Relativbewegung des Wischers 52 über die Düsenplatte 70, was zu einer weiteren Wischerreinigung des Druckkopfs 46 führt. Während sich der Druckkopf 46 vom Auffangbehälter 66 weg bewegt, werden die Leisten 54a und 54b des Wischerwagens 44 von mechanischen Anschlägen 64a bzw. 64b festgehalten, wodurch auch der Wischerwagen 44 vom Auffangbehälter 64 weg zurückgezogen wird.
Aus Vorstehendem ist ersichtlich, dass die Erfindung eine präzise hydrodynamische Reinigung und Wischerreinigung eines Druckkopfs mit Rinne unter Verwendung vorhandener Druckkopf-Bewegungsmechanismen erlaubt, ohne dass eine umständliche Entfernung der Rinne dafür erforderlich ist.
Wenn auch die vorstehende Beschreibung zahlreiche Besonderheiten erläutert, so sind diese nicht als die Erfindung einschränkend zu verstehen; vielmehr sollen nur einige der derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung dargestellt werden. Der Umfang der Erfindung wird durch die beiliegenden Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen definiert.

Claims

Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf (12), der eine Tintendüse (18) aufweist und der Führungswellen (16a/b) entlang bewegbar ist, mit einer Rinne (14), einer im Druckkopf vorgesehenen hydrodynamischen Düse (24) für Reinigungsflüssigkeit und mit einem entlang der Führungswellen angeordneten Auffangbehälter (28) zum Sammeln abgeleiteter Reinigungsflüssigkeit, wobei die Bewegung des Druckkopfs entlang der Führungswellen diesen über dem Auffangbehälter positioniert; gekennzeichnet durch eine Wischeinrichtung (26), die gleichzeitig mit dem Druckkopf und der Rinne in Eingriff bringbar ist, wodurch eine relative Hin- und Herbewegung zwischen der Wischeinrichtung und dem Druckkopf sowie eine Ableitung von Reinigungsflüssigkeit aus der hydrodynamischen Düse für Reinigungsflüssigkeit die Tintendüse des Druckkopfes reinigt.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, mit einem Elektromagneten zum Auslösen der Ableitung der Reinigungsflüssigkeit aus der hydrodynamischen Düse für Reinigungsflüssigkeit, wenn der Druckkopf sich über den Auffangbehälter bewegt.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, worin die hydrodynamische Düse für Reinigungsflüssigkeit derart ausgebildet ist, dass sie Reinigungsflüssigkeit zur Tintendüse hin leitet.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, worin der Auffangbehälter einen Ablauf (40) zum Entfernen der abgeleiteten Reinigungsflüssigkeit aufweist.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, worin die Wischeinrichtung eine Vielzahl von Rippen (36) aufweist.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, worin die Wischeinrichtung auf dem Auffangbehälter angeordnet ist.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1, mit: a) einem Wischerwagen (44), auf dem die Wischeinrichtung angeordnet ist und der zwei Leisten (54a/b) umfasst; b) zwei Kerben (58a/b), die entlang des Druckkopfs angeordnet sind und die Leisten des Wischerwagens aufzunehmen vermögen, wobei der Wischerwagen verschiebbar am Druckkopf befestigt ist; und c) einem hin- und herbewegbaren Mechanismus, der dem Wischerwagen zugeordnet ist zum Hin- und Herbewegen des Wischerwagens entlang der Kerben des Druckkopfs.
Kontinuierlich arbeitender Tintenstrahldrucker nach Anspruch 7, mit: a) mindestens einem Kipphebel (68a, 68b), der auf dem Auffangbehälter angeordnet ist; und b) mindestens einem Stift (56a, 56b), der auf dem Wischerwagen angeordnet ist und den Kipphebel zu betätigen vermag, wenn sich der Druckkopf dem Auffangbehälter nähert, woraufhin der Wischerwagen anhält, während sich der Druckkopf über den Auffangbehälter bewegt.