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TECHNISCHES
GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Tintenstrahldruckmechanismen, wie
zum Beispiel Drucker oder Plotter.
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Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung einen Mechanismus zum Reinigen
eines Druckkopfs.
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ALLGEMEINER
STAND DER TECHNIK
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Heutzutage
werden Tintenstrahldrucksysteme in den verschiedensten Vorrichtungen
und in den verschiedensten Anwendungen, wie zum Beispiel Fax, Farbfotodruck,
industriellen Anwendungen usw., verwendet. Bei diesen Drucksystemen
werden Tinten, möglicherweise
verschiedener Farbe, aus mindestens einer sich in einem Druckkopf
befindenden Anordnung von Düsen
zum Empfangsmaterial ausgestoßen.
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Ein
seit langem bekanntes Problem bei Tintenstrahldruckern besteht darin,
dass die Düsen, durch
die die Tinte auf das Empfangsmaterial gespritzt wird, durch Zusetzen
des Düseninneren
mit Tinte und Ansetzen von Tinte am Druckkopf blockiert werden.
Dadurch werden bestimmte Düsen
funktionsuntüchtig
und es kommt zu einem fehlerhaften Druck oder zu einer beeinträchtigten
Druckqualität.
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Zur
Verbesserung der Klarheit und des Kontrasts des Druckbildes haben
sich jüngste
Forschungen auf die Verbesserung der verwendeten Tinten konzentriert.
Zur Bereitstellung eines schnelleren, wasserfesteren Drucks mit
dunkleren Schwärzen und
klareren Farben sind Tinten auf Pigmentbasis entwickelt worden.
Diese Tinten auf Pigmentbasis weisen einen höheren Feststoffgehalt als die
früheren
Tinten auf Farbstoffbasis auf. Beide Tintenarten trocknen schnell,
wodurch Tintenstrahlmechanismen qualitativ hochwertige Bilder erzeugen
können.
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Bei
einigen industriellen Anwendungen, wie zum Beispiel der Herstellung
von Druckplatten unter Verwendung von Tintenstrahlverfahren, weisen
Tinten besondere Eigenschaften auf, die bestimmte Probleme verursachen.
Zum Beispiel gibt es W-härtbare Tinten,
um ein schnelles Härten
von Tinten durch W-Strahlung nach dem Drucken zu gestatten. Durch die
Kombination von kleinen Düsen
und schnell trocknender Tinte sind die Druckköpfe verstopfungsanfällig, und
zwar nicht nur durch getrocknete Tinte und winzige Staubteilchen
oder Papierfasern, sondern auch durch die in der neuen Tinte vorhandenen Feststoffe
selbst.
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Es
ist bekannt, dem Verstopfungsproblem durch Schützen und Reinigen des Druckkopfs
durch verschiedene Verfahren entgegenzuwirken.
- – Abdecken:
Während
Zeiträumen
außerhalb
des Betriebs kann der Druckkopf durch eine Dichtungsumhüllung gegen
Verunreinigungen abgedichtet werden. Dadurch wird auch das Trocknen der
Tinte verhindert. Die Abdeckeinheit besteht in der Regel aus einer
Gummidichtung, die um die Düsenanordnung
herum platziert wird.
- – Auswerfen:
Durch regelmäßiges Schießen mehrerer
Tintentropfen durch jede Düse
in eine Tintenabfallaufnahme, gemeinhin als Spucknapf bezeichnet,
werden Verstopfungen aus den Düsen entfernt.
Dies kann auf Düsen
konzentriert werden, die für
eine bestimmte Zeit nicht verwendet werden, aber in der Regel werden
alle Düsen beim
Auswerfen betätigt.
- – Vakuumunterstütztes Reinigen:
Während
eines Spezialbetriebs wird zum Freimachen teilweise oder vollständig verstopfter
Düsen ein
Druckzyklus aktiviert, während
außerhalb
der Düsen
ein Vakuum angelegt wird. Dies unterstützt das Freimachen und Säubern der
Düsen.
Das Reinigen erfolgt normalerweise dann, wenn sich der Druckkopf
in der Abdeckeinheit befindet, weil diese Einheit eine gute Dichtung
um die Düsenanordnung herum
zum Aufbau des Vakuums bereitstellen kann.
- – Aufbringen
von Lösungsmitteln:
Durch Aufbringen von Lösungsmittel
werden Tintenrückstände aufgelöst und der
Druckkopf kann gereinigt werden, zum Beispiel EP-A-1 018 430.
- – Wischen:
Vor und während
des Druckens wird der Tintenstrahldruckkopf durch Verwendung eines
elastomeren Wischers unter Entfernen von Tintenrückständen, Papierstaub und anderen
Verunreinigungen sauber gewischt.
- – Es
sind verschiedene Kombinationen zur Reinigung der Tintenstrahldruckköpfe bekannt.
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In
der
US 6 241 337 erfolgt
ein mit Schwingungen und dem Aufbringen und Entfernen eines Lösungsmittels
kombiniertes Wischen. Dieses Verfahren ist durch den Kontakt durch
die Wischwirkung und die Schwingungen für die Düsenplatte besonders abrasiv.
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In
der
US 5 557 306 wird
Tinte von der Düsenplatte
freigegeben, die Platte wird gebürstet
und danach gewischt. Aufgrund der Wischwirkung ist der Verschleiß der Düsenplatte
beträchtlich.
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Das
in der
US 6 164 754 beschriebene
System verwendet nur Längsreinigung
mit einem elastischen säulenförmigen Glied
zur Reinigung des Druckkopfs mit einer eingekerbten Nut, wobei ein
Düsenabschnitt
schließlich
mit einem elastischen Element kombiniert wird. Dies führt zu einem
unbefriedigenden Ergebnis und kann auch zu einer Beschädigung des
Druckkopfs führen.
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Diese
Merkmale, die zur Reinigung und zum Schutz eines Druckkopfs ausgeführt sind,
sind gemeinhin in einer Wartungsstation konzentriert, die im Plotterrahmen
angebracht ist, wodurch der Druckkopf zur Wartung über die
Station bewegt werden kann. Ein Beispiel für solch eine Wartungsstation
ist in der US-A-6 193 353 zu sehen, in der Wisch-, Abdeck-, Auswerf-
und Reinigungsfunktionen kombiniert werden.
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In
der
US 5 627 571 weist
ein Instandhaltungssystem Mittel zur Bereitstellung eines Lösungsmittels
zur Reinigung einer Düsenplatte,
eine Bürste zum
Lösen von
Schmutzteilchen und Vakuummittel zum Entfernen des Lösungsmittels
und der Schmutzteilchen auf.
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In
der
US 5 589 865 wird
ein Verfahren zum Reinigen einer Düsenplatte beschrieben, das
Aufbringen von Lösungsmittel,
Bürsten
und Vakuumreinigung umfasst.
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Wie
oben erläutert,
wird durch Reinigungsvorgänge
wie Wischen, bei denen ein Kontakt mit dem Kopf besteht, großer Verschleiß an der
Düsenplatte
verursacht. Spezialüberzüge auf der
Düsenplatte,
um die Platte tintenabweisend zu machen, werden oftmals beschädigt, und
deshalb müssen
die Druckköpfe
oft ausgetauscht werden. Dies ist mit hohen Kosten verbunden.
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Ein
weiteres Problem besteht darin, dass sich gewisse Reinigungsverfahren
nach dem Stand der Technik nicht gut für jede Tintenart eignen.
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Es
besteht Bedarf an der Bereitstellung optimierter Reinigungsverfahren
für Düsenplatten,
die weniger Verschleiß verursachen,
während
die Reinigung ausreichend sein muss.
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Bisher
sind noch keine zufrieden stellenden Reinigungsverfahren bereitgestellt
worden.
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KURZE DARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
oben erwähnten
vorteilhaften Auswirkungen werden durch ein Verfahren mit den in
Anspruch 1 angeführten
besonderen Merkmalen realisiert. Ein Verfahren zur Konditionierung
eines Druckkopfs wird in Anspruch 8 angeführt.
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Eine
Tintenstrahldruckvorrichtung zur Verwendung des Verfahrens wird
in Anspruch 9 angegeben. Besondere Merkmale für bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung werden in den abhängigen
Ansprüchen
angeführt.
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Weitere
Vorteile und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
und den Zeichnungen hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
ein Beispiel für
eine Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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2 zeigt
eine Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung, bei der das Aufbringen des Lösungsmittels und das Aufbringen
des Reinigungslösungsmittels
der gleiche Schritt sind.
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3 zeigt
ein Reinigungsmodul zur Durchführung
der Schritte gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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4 zeigt
ein Reinigungsmodul mit zusätzlicher
Vakuumreinigung durch die Bürste.
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5 zeigt
ein Reinigungsmodul mit einem System zur Erneuerung der Bürstenware.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ein
ausreichendes und nicht abrasives Reinigungsverfahren wird durch
Schritte bereitgestellt, die eine Kombination aus Nassbürsten und
Lösungsmittelreinigung
bereitstellen, wobei eine Lösungsmittelbewegung über die
Düsenplatte
bereitgestellt wird.
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Zunächst wird
ein Lösungsmittel
auf die Düsenplatte
aufgebracht.
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Ein
weiterer Schritt wird zum Lösen
von auf der Düsenplatte
angesammelten Schmutzteilchen durch Bürsten der Düsenplatte mit einer Bürste in Gegenwart
des Lösungsmittels
bereitgestellt.
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Zwei
Schritte stellen Lösungsmittelreinigung der
Düsenplatte
bereit:
- – In
einem getrennten Schritt oder einem mit dem obigen ersten Schritt
kombinierten Schritt wird ein Reinigungslösungsmittel aufgebracht.
- – Schließlich wird
die Düsenplatte
vakuumgereinigt.
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Der
Bürstenschritt
in Gegenwart einer Flüssigkeit
oder eines Lösungsmittels
weist den Vorteil auf, dass Nassbürsten weniger abrasiv ist als
Trockenbüsten
und dass der Bürstenschritt
sehr effektiv beim Lösen
der auf der Düsenplatte
angesammelten Schmutzteilchen ist.
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Die
Schritte des Aufbringens eines Reinigungslösungsmittels und des anschließenden Vakuumreinigens
verursachen eine Lösungsmittelbewegung über die
Düsenplatte,
die sehr effektiv beim Entfernen von Schmutzteilchen und Tintenrückständen von
der Düsenplatte
und zum Freimachen der Düsen
ist.
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Im
Folgenden werden mehrere das Verfahren der vorliegenden Erfindung
verwendende Ausführungsformen
angeführt.
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ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Im
folgenden Beispiel wird Nassbürsten
und Lösungsmittelreinigung
in vier verschiedenen Schritten bereitgestellt. Es wird auf 1 Bezug
genommen, in der eine Düsenplatte
einschließlich
Düsen 2 abgebildet
ist.
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Die
verschiedenen Schritte des Verfahrens werden durch getrennte Mittel 3, 4, 5 durchgeführt, die
sich in die durch den Pfeil D gezeigte Richtung über die Düsenplatte 1 bewegen.
Die durch die getrennten Mittel durchgeführten Schritte werden deshalb
an verschiedener Stelle nacheinander und kontinuierlich durchgeführt.
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In
einem ersten Schritt wird ein Lösungsmittel
auf die Düsenplatte 1 aufgebracht.
Bei dieser Ausführungsform
wird die Tinte selbst als ein Lösungsmittel
verwendet. Bei der Tinte handelt es sich um eine Tinte auf Wasserbasis,
die sich aufgrund der geringeren Trocknungsgeschwindigkeiten leicht
als Lösungsmittel
verwenden lässt.
Das Aufbringen erfolgt durch Ablassen von Tinte aus den Düsen 2,
indem Tinte mit sehr geringer Kraft abgelassen wird, so dass sie
auf der Düsenplatte 1 bleibt.
Es kann ein Speziallösungsmittel
verwendet werden, das durch ein besonderes Auftragsmittel, zum Beispiel
ein System zum bildweisen Spritzen, aufgebracht wird.
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Der
zweite Schritt wird durch Bewegen einer Bürste 3 über die
Düsenplatte 1 durchgeführt. Die
die Düsenplatte 1 berührende Bürste 3 besteht
aus einem Gewebe aus Polytetrafluorethylen (PTFE), gemeinhin als
TEFLON® bekannt.
Es können
auch anderen Arten der Bürste 3 verwendet
werden.
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Der
Nassbürstschritt
gewährleistet
ein abrasionsfreies Lösen
von Tintenrückständen und
anderen Schmutzteilchen, die sich auf der Düsenplatte 1 angesammelt
haben.
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Nach
dem Nassbürsten
wird ein Reinigungslösungsmittel
durch zum Beispiel ein Spritzmittel 4 aufgebracht. Das
Lösungsmittel
könnte
auch unter Verwendung eines Kontaktsystems aufgebracht werden, jedoch
wird vorzugsweise ein kontaktloses System verwendet.
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Direkt
nach dem Aufbringen des Reinigungslösungsmittels auf die Düsenplatte 1 wird
es durch Vakuumreinigung durch ein Vakuumreinigungsmittel 5 entfernt.
Aufgrund des konstanten Aufbringens des Reinigungslösungsmittels
und der Vakuumreinigung wird eine Bewegung des Lösungsmittels auf der Düsenplatte 1 über die
Düsen 2 in
einer der Bewegungsrichtung D entgegengesetzten Richtung erzeugt.
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Durch
die Seitwärtsbewegung
des Lösungsmittels
wird auch eine mechanische Wirkung des Reinigungslösungsmittels
erzeugt, wobei lose Teilchen mitgerissen werden. Weiterhin wird
aufgrund der Bewegung das Auflösen
von Tintenrückständen verbessert.
Dies kann auf die gleiche Wirkung zurückgeführt werden, die verursacht,
dass sich ein Feststoff schneller auflöst, wenn das Lösungsmittel
und der Feststoff gerührt
werden.
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ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
ist möglich,
den Schritt des Aufbringens eines Lösungsmittels zur Ermöglichung
von Nassbürsten
mit dem Schritt des Aufbringens eines Reinigungslösungsmittels
zu verbinden. Dies führt
zu der Konfiguration von 2. In einem ersten Schritt wird durch
ein Spritzmittel 4 oder ein anderes angemessenes System
ein Lösungsmittel
auf die Düsenplatte 1 aufgebracht.
Das Lösungsmittel
dient zwei Zwecken, das heißt
es ermöglicht
Nassbürsten
und es dient als Reinigungslösungsmittel.
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Auf
diese Weise wird keine Tinte verschwendet, um Nassbürsten zu
ermöglichen,
und es müssen keine
zwei getrennten Lösungsmittelaufträge durchgeführt werden.
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Direkt
nach dem Aufbringen wird die Düsenplatte 1 unter
Verwendung der Bürste 3 gebürstet. Ein
Filz wurde zur Berührung
mit dem Druckkopf verwendet. Wie beim obigen Beispiel ist der letzte
Schritt ein Vakuumreinigungsschritt, und es wird ebenfalls eine
Lösungsmittelbewegung
zwischen dem Spritzmittel 4 und dem Vakuumreinigungsmittel 5 erzeugt. Die
Bürste 3 behindert
nicht den Lösungsmittelstrom, wenn
ein System bereitgestellt wird, das eine Bürste 3 mit einer gewissen
Permeabilität
verwendet.
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Dieses
System weist den zusätzlichen
Vorteil auf, dass die Bürste 3 selbst
durch den Lösungsmittelstrom
dadurch gereinigt oder gespült
wird.
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Das
System sorgte für
eine gute Reinigung mit weniger sichtbarem Verschleiß der Düsenplatte 1.
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Unten
werden weitere mögliche
Ausführungsformen
und Alternativen zusammen mit damit in Zusammenhang stehenden Überlegungen
beschrieben.
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Bürste
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Es
gibt verschiedene Ausführungen
der Bürste 3,
es kann ein beliebiges Gewebe, zum Beispiel Samt, oder es kann eine
Bürste
aus einem anderen textilen Flächengebilde,
zum Beispiel eine Filzbürste 3 verwendet
werden. Die chemische Zusammensetzung der Bürste 3 kann auf die
Zusammensetzung der Tinte und/oder der Düsenplatte 1 abgestimmt werden.
Zu möglichen
Materialien, die verwendet werden können und sich als wirksam erwiesen
haben, gehören
zum Beispiel Polytetrafluorethylen (PTFE) und Polypropylen.
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Es
können
auch anderen Materialien verwendet werden. Die folgende Liste soll
nicht als einschränkend
betrachtet werden: PTFE, PP, PET, PUR, Nylon usw.
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Die
Herstellung der Bürste 3 aus
PTFE weist den Vorteil auf, dass die Bürstenfasern chemisch inert
sind und dass die Bürste 3 gewisse
Selbstreinigungseigenschaften besitzt. Durch eine geringe Härte des
Materials wird ein Zerkratzen der Düsenplatte vermieden.
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Die
Bürste 3 kann
auch den Reinigungsprozess unterstützen, indem sie einen gleichmäßigeren Lösungsmittelstrom über den
Druckkopf erzeugt.
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Die
Ausführung
der Bürste 3 ist
ein Kompromiss zwischen mehreren erwünschten Parametern. Zum Beispiel
müssen
die Bürstenfasern
zur Bereitstellung eines guten Bürstens
und zur Ausübung
einer gewissen Kraft auf den Druckkopf 1 eine gewisse Steifigkeit
aufweisen, und mehr Fasern oder Bürstenhaare ermöglichen
eine bessere Reinigung. Wenn die Schritte des Aufbringens eines
Lösungsmittels und
des Aufbringens eines Reinigungslösungsmittels jedoch kombiniert
werden, muss eine gewisse Porosität der Bürste 3 vorhanden sein,
um die Bewegung des Lösungsmittels über die
Düsenplatte 1 zu
gestatten.
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Wie
in 4 dargestellt, können die Haare der Bürste 3 auf
einer perforierten Basis 7 angebracht werden. Dadurch wird
ein zusätzliches
leichtes Entfernen von Schmutzteilchen und Lösungsmittel gestattet. Dies
kann durch Anlegen eines geringen Vakuums an den Perforationen verbessert
werden.
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Die
Bürste 3 kann
ein festes Modell sein, aber insbesondere bei Verwendung sehr zähflüssiger Tinten
kann es effizienter sein, einen automatischen Mechanismus zur Erneuerung
der Bürste 3 bereitzustellen.
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5 zeigt
einen möglichen
Mechanismus als ein System, das eine Bürste 3 in Form eines Bands 3 aus
textilem Flächengebilde
umfasst. Dann umfasst die Vorrichtung:
- – eine Abwickelrolle 8 zur
Zuführung
von frischer Bürstenware 3 zum
Reinigungsmodul 6,
- – eine
Bürstenfläche 9 zur
Abstützung
des Bandabschnitts, der als aktive Bürste 3 im Gebrauch
ist,
- – eine
Aufnahmerolle 10 zum Aufwickeln von verbrauchter Bürstenware.
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Dadurch
wird ein leichtes Erneuern der Bürste 3 bei
Bedarf gewährleistet.
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Richtung und
Geschwindigkeit der Reinigung
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Das
besonders bevorzugte Reinigungssystem überstreicht den Druckkopf in
einer Längsrichtung,
jedoch ist in Abhängigkeit
von der Größe des Kopfs
oder der Druckerinnenanordnung auch eine Querreinigung oder eine
Reinigung in einer beliebigen Richtung über die Düsenanordnung möglich.
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Reinigungsgeschwindigkeiten
können
zwischen 0,001 und 0,05 m/s liegen, liegen aber vorzugsweise zwischen
0,005 und 0,2 m/s.
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Das
Reinigungsmodul oder die Reinigungsstation 6 können stationär sein,
und die Reinigung wird dadurch ausgeführt, dass der Druckkopf über die
Reinigungsstation fährt,
es ist aber auch eine Bewegung der Reinigungsstation 6 über den
Druckkopf möglich.
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Zur
Verbesserung der Reinigungsleistung ist es möglich, eine zusätzliche
Bewegung der Bürste 3 bereitzustellen.
Während
der Translationsbewegung kann die Bürste 3 in Schwing-
oder Rüttelbewegung versetzt
werden, wodurch das Auflösungsvermögen verbessert
wird. Des Weiteren verbessert das Einführen von Schall- oder Ultraschallschwingungen
das Lösen
von Schmutzteilchen und getrockneter Tinte. Diese Bewegungen können zum
Beispiel durch einen piezoelektrischen Wandler aktiviert werden.
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Des
Weiteren kann es sich bei der Bürste 3 um
eine rotierende Bürste
handeln, die durch Verwendung eines stationären Abstreifers gereinigt werden
kann, der angesammelte Schmutzteilchen aus den Haaren der Bürste wischt.
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Konditionierung
der Bürste
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Es
hat sich herausgestellt, dass, wenn die Bürste 3 zum Beispiel
aufgrund einer langen Außerbetriebszeit
getrocknet ist, eine gewisse Zeit erforderlich ist, bis sie wieder
ganz nass ist, und die Reinigung ist zuerst ineffizient. Dies kann
durch Lagern des inaktiven Reinigungsmoduls oder der Bürste 3 in einer
Abdeckung innerhalb des Druckers vermieden werden, wodurch durch
Aufrechterhalten einer lösungsmittelgesättigten
Atmosphäre
ein Austrocknen der Bürste 3 verhindert
wird.
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Innerhalb
der Abdeckung kann das Reinigungsmodul aktiviert werden, um die
Schmutzteilchen und die getrockneten Teilchen aus der Bürste 3 zu
spülen.
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Bei
Verwendung eines Reinigungslösungsmittels
wird die Reinigungsleistung und Auflösungsvermögen stark von den Eigenschaften
des Lösungsmittels
bestimmt. Eine der wichtigsten Eigenschaften ist die Oberflächenspannung.
Wenn die Oberflächenspannung
zu gering ist, dann verbleibt auf der Düsenplatte ein dünner Film,
der kleine Tropfen bildet, die nach dem Trocknen zu kleinen trockenen
Teilchen führen.
Eine hohe Oberflächenspannung
ermöglicht ein
leichtes Entfernen des Lösungsmittels,
macht es aber schwierig, das Lösungsmittel
mit der Verunreinigung (getrocknete Farbe, Schmutzteilchen) in Kontakt
zu bringen.
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Ein
anderer Aspekt ist die chemische Verträglichkeit des Lösungsmittels
mit den Verunreinigungen.
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Reine
Tinte ist normalerweise mit getrockneter Tinte chemisch voll verträglich und
weist eine geringe Oberflächenspannung
auf, weshalb sie sich durch Vakuum nicht leicht entfernen lässt.
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Reines
Wasser lässt
sich leicht entfernen, weist aber ein vermindertes Auflösungsvermögen auf.
Es ist noch kein Kompromiss zwischen Benetzungs- und Auflösungsvermögen gefunden
worden. Dies kann durch Vermischen von zum Beispiel Farbe mit einem
Lösungsmittel
erfolgen. Weitere Aspekte, die die Reinigungsleistung des Reinigungslösungsmittels
beeinflussen sind zum Beispiel die Zusammensetzung der Antibenetzungsbeschichtung
der Düsenplatte 1,
mögliche
Additive im Lösungsmittel, die
Temperatur des Lösungsmittels
usw.
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Ein
weiterer Aspekt besteht darin, dass das Volumen der Reinigungslösung auf
die Stärke
des Vakuums abgestimmt sein muss. Wenn das Vakuum zu gering ist,
verbleibt Reinigungslösung
auf dem Druckkopf, während
bei einem zu hohen Vakuum nicht genug Zeit vorhanden ist, um die
getrocknete Tinte und die Schmutzteilchen ab- und aufzulösen.
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Wenn
Lösungsmittel
durch Vakuum entfernt worden ist, wird kann Reinigung als Abfallprodukt zum
späteren
Entfernen gesammelt werden. Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform
wird das Lösungsmittel
jedoch nach zum Beispiel Filtern oder anderen Reinigungsverfahren
recycelt und wieder verwendet. Dadurch wird die Erzeugung von Druckerabfall
vermindert.
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Spritzen von
Reinigungslösungsmittel
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Zur
Erzeugung des Stroms oder der Bewegung des Lösungsmittels über die
Düsenplatte 1 wird das
Reinigungslösungsmittel
durch das Lösungsmittelauftragsmittel 4 vorzugsweise
in einem Winkel zwischen 0 und 80 Grad zur Senkrechten der Düsenplatte 1 auf
die Düsenplatte 1 gespritzt.
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Dadurch
wird eine gründliche
Reinigung der Düsen 2 bereitgestellt
und die Erzeugung des Lösungsmittelstroms über die
Düsenplatte 1 ermöglicht.
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Die
Richtung des Strahls kann auf die gewünschte Reinigungsgeschwindigkeit
oder die gewünschten
Spritzvolumen abgestimmt werden. Der Lösungsmittelstrom beträgt vorzugsweise
5 bis 200 ml/min und wird durch den Einlass 7 eingespeist.
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Statt
Verwendung einer standardmäßigen Laminarströmung des
aufgebrachten Lösungsmittels sind
auch effizientere Systeme möglich:
- – Luftblasen
werden in den Reinigungslösungsmittelstrom
eingeleitet, was zu einer aggressiveren und effizienteren Reinigung
führt.
- – Ein
pulsierender Lösungsmittelstrom
ergibt auch eine effizientere Reinigung.
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Vakuumreinigung
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Vakuumreingung
dient einer Doppelfunktion:
- – Entfernen
der Reinigungslösung
und Schmutzteilchen,
- – das
Vakuum führt
den Reinigungsfluidstrom.
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Normalerweise
fährt das
Lösungsmittelspritzmodul 4,
das das Lösungsmittel
aufbringt, zunächst über den
Druckkopf, wonach das Vakuumreinigungsmittel 5 das Lösungsmittel
entfernt. Die Strömungsrichtung
ist dann umgekehrt zu der Bewegungsrichtung des Reinigungsmoduls.
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Durch
Anlegen eines stärkeren
Vakuums ist es jedoch möglich,
dass das Vakuumreinigungsmittel 5 vor dem Reinigungsfluidspritzmodul 4 über den Druckkopf
passiert. Das Reinigungslösungsmittel wird
dann in der gleichen Richtung wie die Bewegung des Reinigungsmoduls 6 zum
Vakuummittel 5 gezogen. Dafür ist deutlich ein stärkeres Vakuum
erforderlich. Der Druck P innerhalb des Druckkopfs unter dem Vakuumschlitz 5 liegt
in der Regel zwischen –0,05
und –0,5
bar.
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Der
erste Wert ist der Mindestwert zum Entfernen des Lösungsmittels,
während
der zweite Wert zu einer guten Reinigung ohne Abzug von zu viel
Tinte von den Düsen 2 des
Druckkopfs führt.
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Die
gleichen Überlegungen
müssen
berücksichtigt
werden, wenn der Abstand des Reinigungsmoduls 6 zur Fläche der
Düsenplatte 1 bestimmt wird.
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Wenn
der Abstand zu kurz ist, dann kann der Druckkopf versehentlich beschädigt werden,
der Tintenabzug aus den Düsen 2 ist
stark, der Lösungsmittelstrom
ist schwierig usw. Wenn der Abstand zwischen dem Kopf und dem Reinigungsmodul 6 zu groß ist, kann
eine schlechte Reinigung aufgrund von Vakuumverlust usw. erwartet
werden.
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Verwendete
Abstände
können
in Abhängigkeit
von dem angelegten Vakuum und dem Lösungsmittelstrom zwischen 0,1
und 1 mm liegen.
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Der
Abstand zwischen dem Reinigungsmodul 6 und der Düsenplatte 1 kann
durch Bereitstellung von Vorsprüngen 11 am
Reinigungsmodul 6 aufrechterhalten werden. Diese Vorsprünge 11 sind
vorzugsweise außerhalb
des Reinigungsbereich angeordnet und berühren den Druckkopf außerhalb
der Düsenplatte 1.
Wenn Reinigung durchgeführt
wird, gleiten die Vorsprünge 11 über den
Druckkopf und halten somit einen konstanten Abstand zur Düsenplatte 1,
die sich zwischen den Gleitkontakten befindet.
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Von
Fall zu Fall muss eine ideale Kombination der Parameter für alle Reinigungskomponenten gefunden
werden.
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Änderungen
der Tintenzusammensetzung, der Reinigungsgeschwindigkeit, der Bürsteneigenschaften
usw. beeinflussen alle die Reinigungsergebnisse.
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Zum
Beispiel können
zur Bestimmung idealer Parameter mehrere Einstellungen ausprobiert werden,
zum Beispiel für
das Reinigungsmodul 6 zum Bestimmung des Arbeitspunkts
ohne Leckage von Reinigungsfluid aus dem Reinigungsmodul 6. Die
richtige Kombination des Reinigungslösungsmittelstroms und des Luftabzugs
durch die Vakuumeinheit 5 ist wichtig.
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Arbeitspunkte
müssen
bestimmt werden und können
in Abhängigkeit
von den folgenden verschiedenen Parametern stark variieren:
- – der
Art und Größe der Bürste,
- – dem
Abstand des Reinigungsmoduls von der Düsenplatte 1,
- – der
Geometrie des Reinigungsmoduls: Breite, Länge, Abstand zwischen dem Fluidauftrags-
und dem Vakuumschlitz und ihrem Abstand zur Bürste und den Rändern des
Reinigungsmoduls,
- – der
Länge und
Breite der Schlitze.
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Eine Änderung
dieser Parameter kann zum Beispiel gestatten, dass ein Arbeitspunkt
ein geringeres Vakuum erfordert, was leichter zu erhalten ist.
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BEISPIEL
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Ein
Tintenstrahldrucksystem war mit einem in 3 gezeigten
Reinigungsmodul 6 zur Durchführung des Verfahrens gemäß der vorliegenden
Erfindung ausgestattet.
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Der
Drucker verwendet eine Farbstofftinte auf Wasserbasis.
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Das
Modul 6 überquert
bidirektional den Druckkopf mit der letzten Überstreichung in der durch den
Pfeil angezeigten Richtung D, wobei der Vakuumschlitz 5 immer
zuletzt den Druckkopf passiert. Normalerweise wird nur ein Hin-
und Herüberstreichen
verwendet. Dies gewährleistet
eine ausreichende Reinigung des Druckkopfs.
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Das
Modul 6 umfasst eine Schlitz- oder Düsenanordnung 4 zum
Aufbringen von Lösungsmittel auf
den Tintenstrahldruckkopf.
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Die
folgende Einstellung hat gute Reinigungsergebnisse ergeben:
- – Das
angelegte Reinigungslösungsmittelvolumen
beträgt
45 ml/min und wird durch den Einlass 12 eingespeist.
- – Das
Vakuum wird angelegt und ein Luftstrom von ca. 58 l/min wird durch
Einstellung eines Drucks von –0,1
bar rel. in der Vakuumkammer hinter dem Schlitz 5 erhalten.
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In
der Mitte ist die Bürste 3 zum
Bürsten
des Druckkopfs vorgesehen. An der Seite ist ein Schlitz 5 über einen
Vakuumanschluss 13 mit einer Vakuumquelle verbunden. Die Öffnung der
Schlitze 4 und 5 weist eine Breite von 0,5 mm
auf.
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Das
Modul 6 überquert
den Druckkopf mit einer Geschwindigkeit zwischen 0,005 und 0,05
m/s mit dem bei einem Abstand von 0,3 mm von der Düsenplatte 1.
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Ein
effektives Verfahren der Konditionierung des Druckkopfs für weiteres
Drucken kann durch die folgenden Schritte bereitgestellt werden:
- – Vakuumunterstütztes Reinigen:
Während
dieses Schritts wird an der Außenseite
der Düsenplatte 1 ein
Vakuum angelegt. Dies kann durch Inkontaktbringen des Druckkopfs
mit einer Abdeckeinheit erfolgen, die mit einer Vakuumquelle verbunden ist.
Falls erforderlich, werden die Düsen 2 des Druckkopfs
betätigt,
um ein Freimachen blockierter Düsen 2 zu
unterstützen.
- – Während des
Auswerfschritts wird der Druckkopf zum weiteren Freimachen der Düsen 2 angesteuert.
- – Es
wird ein Reinigungsschritt gemäß der vorliegenden
Erfindung bereitgestellt.
- – Zum
Halten des Druckkopfs in einem Bereitschaftszustand wird der Druckkopf
mit einer Abdeckeinheit in Kontakt gebracht, um eine weitere Verunreinigung
und ein Trocknen von Tinte in den Düsen 2 zu verhindern.
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Insbesondere
die Kombination des Schritts der vakuumunterstützten Reinigung mit der verbesserten
Reinigung ist zur Bereitstellung einer guten Konditionierung des
Druckkopfs wesentlich. Auswerfen kann durchgeführt werden und Abdeckung ist
nur dann erforderlich, wenn Drucken nicht sofort gestartet wird.
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Das
Reinigungsmodul 6 kann besonders zum bidirektionalen Betrieb
ausgeführt
werden. In der Mitte ist ein Flüssigkeitsspritzabschnitt
zwischen zwei Bürsten
vorgesehen. An den Außenseiten
sind zwei Vakuummodule 5 vorgesehen. Dies gestattet die
Verwendung von Spritzen, Bürsten,
Vakuumbehandlung in beiden Bewegungsrichtungen.
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Nach
der soeben erfolgten ausführlichen
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung liegt für Fachleute nunmehr auf der
Hand, dass daran zahlreiche Modifikationen durchgeführt werden
können,
ohne vom Schutzbereich der Erfindung gemäß der Definition in den angehängten Ansprüchen abzuweichen.