EP3113955A1 - Druckmodul, verfahren zum bedrucken und druckeinrichtung - Google Patents

Druckmodul, verfahren zum bedrucken und druckeinrichtung

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Publication number
EP3113955A1
EP3113955A1 EP15707950.0A EP15707950A EP3113955A1 EP 3113955 A1 EP3113955 A1 EP 3113955A1 EP 15707950 A EP15707950 A EP 15707950A EP 3113955 A1 EP3113955 A1 EP 3113955A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pressure
container
printing
printhead
module
Prior art date
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Granted
Application number
EP15707950.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3113955B1 (de
Inventor
Franziska Peinze
Olaf Dressel
Werner Van De Wynckel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bundesdruckerei GmbH
Original Assignee
Bundesdruckerei GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bundesdruckerei GmbH filed Critical Bundesdruckerei GmbH
Publication of EP3113955A1 publication Critical patent/EP3113955A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3113955B1 publication Critical patent/EP3113955B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/18—Ink recirculation systems

Definitions

  • Printing module method for printing and printing device
  • the invention relates to a printing module for printing on a carrier body, a method for printing and a printing device.
  • the invention relates to a printing module, a method for printing and a printing device for printing a carrier body of a value and / or security document.
  • carrier bodies in particular card-shaped carrier bodies, in particular information and / or security features on or in the carrier body
  • Plastic films wherein the printed film and other films are then laminated to a laminate.
  • the printing device comprises a
  • Pressure device coupled to a reservoir.
  • the reservoir is disposed in a pressurized fluid ejection direction behind the printing device, the printing device forming a print head. If the pressure ejection direction is parallel to a gravitational direction, that is to say a direction of the gravitational force, it follows that the reservoir is arranged above the printhead. If, for example, a power supply fails in such an arrangement, or if an unforeseen shutdown occurs, it is possible for the pressurized fluid, in particular ink, due to the
  • a carrier to be printed body can be damaged in an undesirable manner.
  • other parts of the printing device e.g. Parts of a transport device, are polluted by such leaking pressurized fluid and impaired in their functionality.
  • US 2012/0268507 A1 discloses an ink jet printer comprising a
  • Ink circulation path a first tank, a second tank and a pump, a first and second detector for detecting a liquid surface in the first and second tanks, an ink supply, a supplementary supply valve, a
  • Control unit a storage unit and a determination unit.
  • Düsenauslassraum is arranged in front of the print head, in particular in front of a Druckkopfauslass. If the nozzle outlet direction corresponds to the direction of gravity, then the container is arranged below the print head, in particular the print head outlet. In the event of a sudden power failure or improper operation, pressurized fluid may flow into the reservoir, particularly from the printhead and from conduits, with the corresponding flow of pressurized fluid from the printhead and conduits due to hydrostatic pressure passing through the reservoir
  • a printing module for printing on a carrier body, in particular a carrier body of a security and / or security document.
  • the carrier body may in particular be a card-shaped carrier body, which in particular has a predetermined thickness.
  • the card body may in particular be made of plastic, more particularly of PVC.
  • the support body may denote the substrate to be printed.
  • the value and / or security document may be any document that is a physical entity that is against unauthorized manufacture and / or
  • Security features are features that distort and / or duplicate at least make it difficult to make a simple copy. Physical entities that include or form a security feature may be referred to as security features.
  • a security document may include multiple security features and / or security elements. As defined herein, a security document is always a security element. Examples of
  • Security documents which also include value documents representing a value, include, for example, passports, identity cards, driving licenses, identity cards, access control cards, health insurance cards, banknotes,
  • Postage stamps bank cards, credit cards, smart cards, tickets and labels.
  • the printing module comprises at least one print head and at least one first container.
  • the first container is in this case a container for a pressurized fluid or a
  • Printing fluid in particular for ink, wherein the printing module is used for printing the carrier body with the pressurized fluid.
  • the printhead has a printhead inlet and at least one nozzle, preferably a plurality of nozzles.
  • the pressure fluid can be ejected towards the carrier body and thus emerge from the print head.
  • the ejection may in this case be actorgeSpec, wherein e.g. a predetermined amount of pressurized fluid may be expelled from the at least one nozzle by appropriate actuation of one or more actuators from the nozzle.
  • Various methods can be used for ejecting a quantity of pressurized fluid from the at least one nozzle, for example the known bubble jet technique or, preferably, a piezo-assisted method, wherein pressurized fluid is at least caused by deformation of elements due to an electrical variable or its change a nozzle is pressed.
  • the at least one nozzle in this case has a Düsenauslassraum. This may, for example, be oriented along a central longitudinal axis of the nozzle and be oriented away from the print head.
  • the nozzle outlet direction denotes a direction in which the printing fluid is ejected from the print head toward the carrier body.
  • Düsenauslassraum can also be referred to as the printing direction.
  • the printhead has a printhead outlet.
  • the print head may also be referred to as a flow print head.
  • printing fluid may flow into the printhead through the printhead inlet with a portion of the printing fluid being expelled from the printhead through the at least one nozzle for printing the substrate in the nozzle outlet direction and the remaining portion of the printing fluid flowing out of the printhead through the printhead outlet ,
  • the at least one nozzle and the printhead outlet may thus form different apertures of the printhead through which print fluid may exit the printhead.
  • a flow resistance of the at least one nozzle may be greater than a flow resistance of the at least one print head outlet.
  • the printhead outlet is connected to the first container, in particular fluidically.
  • the first container can also be referred to as a collecting container.
  • an inlet of the further container fluidly with the
  • Printhead outlet be connected.
  • At least a part of the first container is arranged in the nozzle outlet direction in front of the at least one print head outlet, in particular with a predetermined spacing.
  • at least a part of the first container may be arranged in front of the at least one nozzle.
  • the first container may be arranged and / or configured such that, irrespective of a level of the first container, a surface of the pressurized fluid in the first container is arranged in the nozzle outlet direction in front of the at least one print head outlet, in particular in front of the at least one nozzle.
  • Having at least a portion of the first container in the nozzle outlet direction disposed in front of the at least one printhead outlet means that the at least one portion of the first container is disposed below the at least one printhead outlet when the pressure module is positioned and / or aligned such that the nozzle outlet direction is one Gravitational direction, ie one direction of the
  • the at least one part of the first container in particular the inlet of the first container, or a rear end side of the container in the nozzle outlet direction can be arranged at a predetermined distance along the nozzle outlet direction from the at least one print head outlet.
  • the predetermined distance may also be referred to as the height difference between the first container and the print head.
  • first containers may also be arranged and / or configured such that a minimum distance along the nozzle outlet direction between the surface of the pressurized fluid in the first container and the at least one independent of a level of the first container
  • Printhead outlet or the at least one nozzle is given.
  • the predetermined distance along the nozzle outlet direction is greater than 0 mm.
  • the predetermined distance is greater than 10mm, more preferably greater than 20mm.
  • the predetermined distance may also be 50mm.
  • the pressure fluid can flow through the printhead and out of the printhead via at least one fluidic connection element, for example a line or a hose, into the first container.
  • the predetermined distance is in this case to be chosen in particular such that at least a part of the between the
  • Printhead outlet and the first container e.g. in a fluid technical
  • This pressure fluid flowing into the first container can generate a negative pressure in the print head such that the pressure fluid in the print head is conveyed out of the print head, in particular toward the first container. Also located in the flow direction in front of the pressure module pressure fluid can be sucked in this way by the print head in the first container. This advantageously reduces this Risk that pressurized fluid escapes through the at least one nozzle and thus undesirably affects a printed image.
  • the pressure module may further comprise at least one first device for generating a fluid flow, in particular a conveying device, for example a pump device.
  • a fluid flow through the print head with desired properties for example a desired flow rate
  • the fluid flow may be adjusted at a predetermined flow rate or volume rate, for example, in a range of 50 ml / min to 150 ml / min, preferably 80-100 ml / min.
  • Printhead outlet and the first container to be part of a closed fluid circuit, wherein the fluid circuit connects the printhead and the at least first container.
  • the printing module comprises at least one first pressure generating device.
  • a predetermined pressure for example an overpressure or a negative pressure, in particular relative to an atmospheric pressure, can be generated.
  • a pressure can be set at least in the first container.
  • a vacuum in the first container can be generated by means of the first pressure generating device.
  • a predetermined pressure level for example a predetermined overpressure or a predetermined negative pressure, in particular relative to an atmospheric pressure, can be set by means of the first pressure-generating device.
  • Pressure generating means so the set in the first container at the time of failure pressure can be reduced over a predetermined period of time.
  • a suction force on the in Print head located pressure fluid can be exercised. This advantageously supports the desired removal of the pressure fluid from the print head, in particular in the event of a failing energy supply.
  • the first pressure generating device additionally a pressure in another container adjustable.
  • the first pressure generating device additionally a pressure in another container adjustable.
  • Pressure generating device can be coupled to both the first and the other container.
  • suitable controls such as valves include, by means of which, preferably independently, the pressure in the first and in the other container can be adjusted by the pressure generator.
  • the printing module comprises another
  • the further pressure-generating device can also generate an overpressure or a negative pressure, in particular relative to an atmospheric pressure. Further, by means of the further pressure generating device, a pressure in another container is adjustable.
  • the further container can be referred to here as a reservoir and will be explained in more detail below.
  • the pressure in the first container may be adjustable independently of the pressure in the further container. In this way, a certain pressure difference can be set between the pressures in the first and in the other container. This can be set constant in time or variable in time. Preferably, a higher pressure in the further container than in the first container is adjustable.
  • Pressure difference between the further and the first container can advantageously generate and / or support the above-explained fluid flow through the print head.
  • the difference between the pressure in the further container and the pressure in the first container can be adjusted such that a predetermined
  • Printhead outlet is provided. This will be explained in more detail below.
  • the first and / or the further pressure-generating device can in this case provide the device explained above for generating a fluid flow or one or more further devices for generating a fluid flow.
  • the printing module additionally has the other one
  • the printhead is connected via the printhead inlet with the other container, in particular fluid technology.
  • at least part of the further container may be arranged in front of the at least one nozzle.
  • the further container may be arranged and / or formed such that, independently of a level of the further container, a surface of the pressurized fluid in the further container in the Düsenauslassraum before the at least one Druckkopfauslass and / or the at least one printhead inlet, in particular in front of the at least one Nozzle, is arranged.
  • the first and the further containers can be arranged at the same distance in the nozzle outlet direction in front of the at least one
  • the further container can be referred to here as a reservoir.
  • pressurized fluid from the further container e.g. by means of the previously explained at least one means for generating a fluid flow
  • the first container and the further container are fluidly connectable.
  • an inlet of the further container can be fluidly connected to an outlet of the first container.
  • the first and the further container can in this case fluidly connected or via a
  • Separating device such as a valve, be connectable, wherein the separating device can establish or separate the fluidic connection between the first and the further container.
  • the pressure module can have a further device for generating a fluid flow, in particular a further conveying device, for example a pumping device, wherein pressurized fluid can be conveyed from the first container into the further container by means of the further device for generating a fluid flow.
  • a further conveying device for example a pumping device
  • the printing module comprises at least one
  • additional pressurized fluid refers to an amount of pressurized fluid which, in addition to that in the
  • Fluid system existing pressurized fluid can be introduced into the fluid system, wherein the fluid system may include the first container, the printhead and optionally the other container and the corresponding fluidic connection elements.
  • the inlet device is connectable to the inlet of the first container and / or to the inlet of the further container.
  • the inlet device is connectable to the inlet of the first container.
  • the inlet device can also be connectable to other parts or elements of the fluid system.
  • the pressure module may comprise a fluid switching element, wherein by means of
  • Fluid switching element either the inlet device with the inlet of the first
  • the pressure module may comprise a fluid switching element, wherein by means of
  • Fluid switching element either the printhead outlet or the inlet device with the inlet of the first container or both the inlet device and the
  • Printhead outlet is connectable to the inlet of the first container.
  • a fluid switching element can be designed, for example, as a valve, in particular as a shuttle valve. This results in an advantageous manner that the pressurized fluid can be replenished in the fluid system.
  • When connected to the first container results in a further advantageous manner that adjustable due to one in the first container
  • Vacuum the pressurized fluid can be introduced through the inlet device without additional insertion pressure.
  • the printing module comprises at least one
  • Pressure sensor for detecting a fluid pressure in the fluid system.
  • the at least one pressure sensor a fluid pressure at the printhead inlet or on
  • the pressure module may comprise two pressure sensors, wherein a first pressure sensor, the fluid pressure at
  • Printhead inlet and another pressure sensor detects the fluid pressure at the printhead outlet.
  • a desired fluid pressure in particular a desired pressure difference between the printhead inlet and the printhead outlet.
  • the desired fluid pressure or the desired fluid pressure difference can, for example, be selected such that a fluid flow with desired properties
  • a desired flow rate is generated by the printhead.
  • the pressure module may comprise a control device, wherein the control device, depending on the detected by the at least one pressure sensor fluid pressure, the at least one device for generating a fluid flow in
  • Fluid system controls such that a fluid flow is generated with desired flow parameters.
  • the control device can control the previously explained first pressure-generating device and / or the further pressure-generating device and / or the devices explained above for generating a fluid flow.
  • the pressure module may also comprise a further control device which controls the previously explained discharge of pressurized fluid through the at least one nozzle.
  • the printing module has a first section and a further section. The sections may in particular
  • Designate housing sections which in particular have a housing interior.
  • the further section is arranged at a predetermined angle obliquely to the first section.
  • the angle is in particular greater than 0 ° and less than 180 °. This may mean that a central longitudinal axis, in particular a central axis of symmetry, of the first section with a central longitudinal axis, in particular a central axis of symmetry, of the further section encloses the predetermined angle.
  • the first portion may be arranged perpendicular to the further portion.
  • the first section may extend along the central longitudinal axis of the first section and the further section may extend along the central longitudinal axis of the further section.
  • the central longitudinal axis of the further section may be oriented parallel to the nozzle outlet direction.
  • the further portion may extend away from the first portion in the nozzle outlet direction.
  • the at least one print head is arranged in or on the first section and the at least first container is arranged in or on the further section.
  • the further container can also be arranged in or on the further section.
  • the printing module in particular a housing of the printing module, L-shaped or substantially L-shaped.
  • the at least one print head and in or on the further leg of the L-shaped printing module can be arranged at least the first container.
  • the printing module has at least one
  • a receiving device may for example be a fastening device, wherein the fastening device denotes a device for producing a mechanical connection of a printing module with the support element.
  • the mechanical connection is in particular a releasable mechanical connection.
  • the mechanical connection can form a and / or non-positive connection.
  • latching connections, clamping connections, screw connections and other, in particular detachable, mechanical connections are conceivable.
  • a receiving device may be an alignment device, wherein an alignment device may designate an element for producing a predetermined position and / or orientation.
  • an alignment device as a guide hole or contact surface or notch
  • the pressure module has the at least one support element.
  • the at least one support element may be attached to the printing module, in particular a housing of the printing module.
  • the support element may be movable, in particular pivotable, attached to the pressure module.
  • the at least one support module can be arranged on the printing module in such a way that the printing module, in particular stably, can be deposited on a, in particular flat, settling surface.
  • the pressure module can be deposited on the shoulder surface in such a way that the nozzle outlet direction has at least one portion which is oriented perpendicular to the settling surface.
  • the nozzle outlet direction in the settled state is oriented completely perpendicular to the settling surface.
  • the at least one support element can be arranged on the pressure module in such a way that at least a part of the first container, preferably the entire first container, in the stepped-out state in the nozzle outlet direction before the at least one
  • Printhead outlet is arranged.
  • the printing module may have a plurality of receiving devices for a plurality of supporting elements or have a plurality of supporting elements.
  • the pressure module can advantageously be removed from a pressure device and stored securely by means of the at least one support element, whereby the described embodiment further advantageously results in pressurized fluid being able to flow out of the print head into the first container even in the stepped-down state and not undesirably exiting through the at least one nozzle.
  • the printing module has at least receiving element for receiving the printing module on a carrier device, wherein the printing module by means of the at least one receiving element in a predetermined position and / or can be fastened and / or aligned with the carrier device with a predetermined orientation.
  • the carrier device can also have or form (corresponding) receiving elements for fastening and / or alignment of the printing module. This will be explained in more detail below.
  • the predetermined position and / or orientation may be relative to a
  • Carrier-containing printing device to be determined.
  • a receiving element may for example be a fastening element, wherein a fastening element designates an element for producing a mechanical connection of a printing module with the carrier device.
  • the mechanical connection is in particular a releasable mechanical connection.
  • the mechanical connection may be a positive and / or non-positive connection. It is conceivable, e.g. Snap-in connections, clamp connections, screw connections and others,
  • a receiving element may be an alignment element, wherein an alignment element may designate an element for producing a predetermined position and / or orientation.
  • an alignment element may be formed as a guide pin or contact surface or notch.
  • the carrier device may in particular be a carrier device of a printing device.
  • the printing module can be arranged in an advantageous manner with a predetermined position and / or orientation in the printing device.
  • a calibration requirement in particular when replacing the printing module, can be reduced or completely avoided.
  • the pressure module may have a threaded bore and the carrier device has a corresponding through-hole, whereby the pressure module can be screwed to the carrier device.
  • both the printing module, in particular the housing of the printing module, and the support means may have abutment surfaces which abut one another during fastening and thus a desired
  • first and / or the further container of the printing module can respectively insert another connection for fresh air supply into the containers.
  • the first and / or further container can / can be permanently installed in the printing module or exchangeable.
  • a position of the first container and / or of the further container can be adjustable in a direction parallel to the nozzle outlet direction.
  • the containers can be movably mounted.
  • the first container and / or the further container can only be movable to predetermined, discrete positions or else continuously parallel to the nozzle outlet direction, wherein the container can be fixed to the pressure module after the movement.
  • the position of the first and / or the further container can also be adjusted in an actuator-supported manner.
  • the printing module may comprise one or more control devices,
  • a pressure module may include a display device and / or an operating device, for example for displaying a fill level of the first and / or the further container.
  • further information such as status messages and / or error messages can be displayed by means of the display device.
  • the printing module can have at least one communication interface
  • a printing module can communicate with a superordinate control device.
  • print data can be transmitted to the print module.
  • a printing module can also have at least one memory device for printing data.
  • a printing module for example, a base color of an RGB Color space be applied. Also, by means of a printing module, a base color from a CMYK color space can be applied. Also, by means of a printing module, a spot color or a functional color can be applied. Further, a paint can be applied by means of a printing module. Furthermore, a material for generating a volume hologram can also be applied by means of a printing module.
  • a pressurized fluid in particular from a further container, flows through one
  • the method can be carried out by means of a device, in particular a printing module, according to one of the previously explained embodiments.
  • the device, in particular the printing module according to one of the previously explained embodiments, be designed such that a method according to the described embodiments by the device, in particular the printing module, executable.
  • the nozzle outlet direction can in this case in particular perpendicular to a
  • the printing module can be fastened and / or aligned on a carrier device with a predetermined position and / or orientation.
  • that can Be attached and / or aligned printing module such that the
  • Düsenauslasstechnisch is equal to the direction of gravity.
  • a predetermined pressure difference is set between a pressure at the printhead inlet and a pressure at the printhead outlet.
  • Pressure difference for example, a predetermined pressure in the first container and / or a predetermined pressure in the other container can be adjusted. These can, for example, be adjusted such that the desired pressure difference results at the print head.
  • pressure is applied to the printhead inlet in FIG.
  • the pressure at the printhead inlet can be adjusted in particular as a function of a distance, in particular a minimum, average or maximum distance, between the first container, in particular a surface of the pressurized fluid in the first container, and the printhead outlet or the at least one nozzle.
  • a fill level that is to say a position of the surface of the pressure fluid, of the first and / or of the further container, can be detected here, in particular sensory.
  • a pressure module can have at least one device for detecting a fill level.
  • the pressure at the printhead inlet is adjusted in response to a desired pressure differential between printhead inlet pressure and printhead outlet pressure.
  • a desired property of a fluid flow through the print head can be set.
  • the pressure at the printhead inlet and at the printhead outlet are detected, wherein the pressure in the first and / or further container is set such that a desired pressure at the printhead inlet and / or printhead outlet and / or a desired pressure difference exists.
  • the pressure at the printhead inlet can be adjusted in particular by a pressure in another container.
  • the pressure in the further container may be adjusted to provide a desired pressure at the printhead inlet.
  • the pressure at the printhead inlet should be provided such that in a normal printing operation the desired meniscus pressure can be provided, with the negative pressure due to the distance between the at least one printhead outlet and the first container being due to the pressure fluid present in the printhead acts, is compensated.
  • the printhead inlet and the pressure at the printhead outlet may be adjusted to provide a desired flow rate, such as 80-100 ml / min, through the printhead.
  • a desired flow rate such as 80-100 ml / min
  • Flow rates are set, in particular flow rates depending on desired operating parameters of the print head.
  • pressurized fluid can be introduced through an inlet device into the fluid system, in particular into the first container and / or into the further container. Furthermore, pressurized fluid can be conveyed from the first container into the further container, for example during printing pauses.
  • a printing device for printing a carrier body, in particular a carrier body of a value and / or security document.
  • the printing device comprises at least one carrier device and at least one printing module according to one of the previously described embodiments. Furthermore, the printing module is fastened to the carrier device with a predetermined position and / or orientation.
  • the support device may in particular be arranged stationary relative to a foundation or a Absteil configuration the printing device.
  • the support means may in particular denote a set of elements which, as explained in more detail below, for receiving, in particular for fastening and alignment, of Serve pressure modules.
  • the carrier device has receiving elements for fastening and / or alignment of at least one printing module, preferably a plurality of printing modules, or forms such receiving elements.
  • the printing device at least one positioning device for
  • the positioning device can in particular be a movable positioning device.
  • the positioning device can enable a movement in at least one spatial direction.
  • the positioning device can furthermore be, in particular, an XY displacement table, which makes it possible to move the carrier body in two mutually perpendicular spatial directions. Again, these directions may be oriented perpendicular to the previously discussed nozzle outlet direction.
  • the proposed printing device a plurality of printing modules, in particular with a predetermined order along one of
  • Movement directions of the positioning device are arranged, for example, comprise a printing module per basic color of the RGB color space, a printing module per primary color of the CMYK color space and a print module per a desired
  • the printing device may comprise further functional modules, which may also be attached to the support means and / or aligned.
  • the carrier device can extend in a spatial direction.
  • the support means may e.g. have a predetermined length.
  • the carrier device can be designed as a carrier rail, C-profile, T-profile or L-profile extending in one spatial direction.
  • the above-explained receiving positions in particular a predetermined number of receiving positions, can be provided by the receiving elements.
  • the printing or functional modules along this spatial direction in particular with a predetermined order and / or with predetermined distances to the in the
  • the spatial direction may be, for example, a first spatial direction, wherein the first spatial direction may be, for example, parallel to a direction of movement of the previously explained positioning device.
  • the length may in this case be greater than a width of the carrier device, for example a width in a second spatial direction, wherein the second spatial direction, for example parallel to a further direction of movement of
  • a functional module can be designed, for example, as a heating module.
  • a heating module may in this case comprise a device for generating thermal energy. By means of a heating module thermal energy for (value to be manufactured) and / or
  • the functional module can be designed as a radiation module, in particular as a UV (ultraviolet) radiation module.
  • a radiation module By means of a radiation module, the value and / or security document (to be produced) can be irradiated, in particular with a radiation which has a predetermined value
  • Wavelength range for example, a UV wavelength range having. This can e.g. be required to obtain a, e.g. hardened by a printing module applied paint.
  • the functional module can be designed as a surface pretreatment module. Such a functional module can, for example, use plasma or corona to process a surface of the carrier body. This allows the
  • the carrier body may designate a substrate to be processed, in particular also a substrate to be printed.
  • the printing device can be designed in particular as a so-called desktop printer, which has a compact design.
  • the printing device allows this in an advantageous manner, the printing of carrier bodies for the production of value and / or security documents, which advantageously due to the lack of
  • Necessity of a laminating a space requirement is significantly reduced.
  • the printing device may of course comprise a housing, wherein the at least one carrier device and the at least one printing module in the
  • Housing can be arranged.
  • the housing may have a lid,
  • a hinged lid to remove a print module from the housing and to bring back into the housing can.
  • Fig. 1 shows a schematic cross section through a printing device with a
  • FIG. 2 is a perspective view of a printing module
  • Fig. 3 is a side view of a printing module in the supported state
  • Fig. 4 is a schematic representation of a fluid system in a pressure module.
  • Fig. 1 is a schematic cross section through a printing device 1 is shown.
  • the printing device 1 comprises a carrier device 2, in particular a stationarily arranged carrier device 2.
  • the carrier device 2 has, in particular, a first receiving section 4 extending in the vertical direction z and a further receiving section 5 extending in a lateral direction y, the first and the further Receiving portion 4, 5 at a free end of the first
  • Receiving portion 4 are connected via a connecting portion 6 which extends obliquely to the first and further receiving portion 4, 5 and with each of these a predetermined angle, for example 45 °, includes.
  • the carrier device 2 has a further support arm 7, which is fastened to the first receiving portion 4 and extends substantially in the lateral direction y away from the first receiving portion 4.
  • a sliding carriage 8 is movably mounted, wherein the sliding carriage 8 in and against the lateral direction y and in and against a longitudinal direction (not shown) is movable.
  • the longitudinal direction can here be oriented perpendicular to the lateral direction y and to a vertical direction z.
  • the vertical direction z is oriented in this case in the direction of gravity, wherein the
  • Gravitational direction corresponds to a direction of gravitational force g.
  • the vertical direction z is oriented from top to bottom.
  • a carrier body 9 is arranged, in particular a card-shaped carrier body 9, which is printed by the printing device 1.
  • the printing module 1 1 is attached to the carrier device 2 with a predetermined orientation and position.
  • Supporting device 2 in particular the first and the further receiving portion 4, 5, corresponding receiving elements (not shown in Fig. 1), wherein by means of the receiving elements, the printing module 1 1 with the desired orientation and position on the support means 2 can be fastened and / or aligned ,
  • the printing module 1 1 has a substantially L-shaped housing 12 with a first portion 13 and a further portion 14, wherein a central longitudinal axis of the first portion 13 is oriented perpendicular to a central longitudinal axis of the further portion 14.
  • the central longitudinal axis of the first section 13 is oriented parallel to the lateral direction y and the central longitudinal axis of the further section 14 parallel to the vertical direction z.
  • a side surface of the further portion 14 of the housing 12 is located on a side surface of the first receiving portion 4 of
  • Support device 2 on. Also, another portion of an underside of the first portion 13 of the housing 12 rests on a surface of the further receiving portion 5. Also, a side surface of a connecting portion between the first portion 13 and the other portion 14 of the housing 12 abuts on a side surface of the connecting portion 6 of the carrier 2.
  • the pressure module 1 1 comprises a first container 15 for pressurized fluid DF (see FIG. 4). Further, the print module 1 1 comprises the print head 10. Not shown in Fig. 1 is another container 16 of the print module 1 1 (see, e.g., Fig. 2).
  • the printhead 10 has a printhead inlet 17 and a printhead outlet 18.
  • the printhead outlet 18 is fluidly connected via a hose 19 to an inlet 20 of the first container 15. Further, the printhead inlet 17 is above a Hose 19 with an outlet 21 of the other container 16 fluidly connected. Also shown is an inlet 22 of the first container 15 for fresh air.
  • the print head 10 further includes nozzles 23 through which the printing fluid DF in a
  • the first container 15, in particular the inlet 20 of the first container 15, is arranged in the nozzle outlet direction z in front of the at least one print head outlet 18, in particular also in front of the nozzles 23.
  • a distance between the inlet 20 and the printhead outlet 18 may be determined as a distance A between top end surfaces of the inlet 20 and the printhead outlet 18.
  • the first container 15 and in particular the pressure fluid DF located in the first container 15 is arranged at a lower height level than the pressure fluid DF located in the print head 10.
  • Printhead inlet 17, printhead outlet 18, inlet 20 of the first container and / or the outlet 21 of the further container 16 can be dimensioned such that a
  • the pressure module 1 1 comprises a first pressure generating device 24, which is coupled to the first container 15 and can generate a first pressure pO (see FIG. 4) in the first container 15.
  • the printing module 1 1 comprises another
  • Pressure generating device 25 which is coupled to the further container 16 and by means of which a further pressure p1 (see FIG. 4) in the further container 16 is adjustable.
  • the pressure module comprises a first pressure sensor 26 and another
  • Pressure sensor 27 wherein by means of the first pressure sensor 26, a pressure on
  • Printhead outlet 18 can be detected.
  • the printing module 1 1 comprises a control device 28 which is connected in terms of data and / or signaling with the pressure generating devices 24, 25, the pressure sensors 26, 27 and with the print head 10.
  • the controller 28 may control the pressure generating means 24, 25 to provide a desired pressure differential between pressure at the printhead inlet 17 and pressure at the printhead outlet 18 is adjusted and, in particular at the printhead inlet 17, a desired absolute pressure is set.
  • the printing module 1 1 comprises a display device 29, which may also be connected to the control device 28 in terms of data and / or signaling.
  • a display device 29 On the display device 29, for example, status messages of the printing module 1 1, e.g. a level of one of the containers 15, 16, information about a color or type of the printing fluid DF or an error message are displayed.
  • the printing module 1 1 comprises a communication interface 30, which may also be connected to the control device 28 in terms of data and / or signaling.
  • a perspective view of a printing module 1 1 is shown. It is shown that the printing module 1 1 comprises a printhead 10 with a printhead inlet 17 and a printhead outlet 18. It is also shown that the printing module 1 1 comprises a first container 15 and a further container 16. Also shown is an inlet 20 of the first container 15 and an outlet 21 of the further container 16. The further container 16 also includes an inlet 31 for fresh air. It is further shown that the first container 15 has an outlet 32, which can be fluidly connected to an inlet 33 of the further container 16. As a result, pressurized fluid DF (see FIG. 4) can be conveyed from the first container 15 into the further container 16. FIG. 2 does not show fluidic connections, for example via hoses 19 (see FIG. 1).
  • Fig. 2 is further shown that a side surface of the first portion 14 of the printing module 1 1 receiving openings 34 for Abstützfentee 35 (see FIG. 3). At least a portion of a support foot 35 can be inserted into the receiving openings 34, wherein the pressure module 1 1 can be deposited and stably supported by means of the support feet 35 on a depositing surface 36 (see FIG. 3).
  • a guide pin 37 is provided, which can be inserted into a corresponding recess of the support means 2, in particular in the first receiving portion 4, whereby the printing module is attached to the support means 2 and aligned.
  • Fig. 3 shows a schematic side view of a printing module 1 1 in the supported state.
  • Abstütz Stahl col ße 35 are inserted into receiving openings 34.
  • the receiving openings 34 may in this case also be formed as threaded bores, wherein the support feet 35 may be screwed into the receiving openings 34.
  • the Abstön Stahl measures 35 spherical sections 39 on.
  • the support feet 35 on the printing module 1 1 permanently, in particular movably mounted.
  • the Abstön Stahl wh ße 35th For example, have a telescopic mechanism for undressing and / or be pivotally attached to the printing module 1 1. To settle these trained as Abstön Stahl Stahl feet support elements can then be pulled out and / or unfolded.
  • the support feet 35 allow storage of the pressure module 1 1 such that even in the remote state, the first container 15 in the direction of gravity in front of a
  • Printhead outlet 18 of the print head 10 may be arranged.
  • the pressure module 1 1 can also be set down on the settling surface 36 with an end face of the further section 14.
  • FIG. 4 shows a schematic fluid circuit diagram of a pressure module 11 according to the invention. Shown is a housing 12 of the printing module 1 1, which, as previously explained, a first portion 13 and a further portion 14 has.
  • a print head 10 is arranged, the nozzle 23, wherein printing fluid DF through the nozzles 23 in a Düsenauslassraum z, in particular droplets, can be ejected from the print head 10.
  • a first container 15, a further container 16 for pressurized fluid DF and an air tank 40 are arranged.
  • a printhead outlet 18 is fluidly connected to an inlet 20 of the first container 15.
  • a two-way valve is arranged, via which the inlet 20 of the first container 15 either with the printhead outlet 18 or a
  • Refill (not shown) for refilling of pressurized fluid DF is connectable.
  • Printhead outlet 18 is arranged, wherein the further distance A2 is independent of the level greater than the distance A shown in Fig. 1 between the inlet 20 and the Druckkopfauslass 18. Also, the inlet 20 of the first container 15 is arranged in the nozzle outlet z in front of the nozzles 23. In particular, the inlet 20 of the first container 15 and the
  • An outlet 32 of the first container 15 is fluidly connected to an inlet 33 of the further container 16. Shown is a conveyor 41 via the pressurized fluid DF via this fluidic connection from the first container 15 in the other container 16 is conveyed.
  • FIG. 1 Schematically illustrated is a surface of the pressurized fluid DF in another container 16, whereby a level of the other container 16 is fixed. It is shown that the surface of the pressurized fluid DF in the further container 16 in the nozzle outlet direction z is likewise at the further predetermined distance A2 in front of the nozzles 12 of FIG.
  • Printhead 10 is arranged.
  • the containers 15, 16 may also have different levels.
  • the inlet 33 of the further container 16 is arranged in the nozzle outlet direction z in front of the nozzles 23.
  • both the inlet 33 of the further container 16 and the surface of the pressurized fluid DF are arranged in the nozzle outlet direction z in front of the printhead outlet 18.
  • An outlet 21 of the further container 16 is fluidly connected to the printhead inlet 17 via a filter element 42.
  • a first pressure pO is set, wherein in another container 16, a further pressure p1 is set.
  • the pressures p1, pO in the containers 15, 16 are chosen in particular such that a predetermined pressure difference is set between the printhead inlet 17 and the printhead outlet 18.
  • the first pressure pO may be, in particular, a vacuum.
  • atmospheric pressure can prevail in the air reservoir 40.
  • pressure sensors 26, 27 which detect a pressure at the printhead inlet 17 and a pressure at the printhead outlet 18. Depending on the detected pressures, in particular a pressure difference between the detected pressures, the pressures pO, p1 in the containers 15, 16 can be regulated.
  • both a further inlet 22 of the first container 15 and a further inlet 31 of the further container 16 are connected to the air tank 40.
  • conveying devices 45 are provided, via which air from the air tank 40 into the respective container 15, 16 can be conveyed.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Druckmodul und ein Verfahren zum Bedrucken eines Trägerkörpers (9), insbesondere eines Trägerkörpers (9) eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, wobei das Druckmodul (11) zumindest einen Druckkopf (10) und zumindest einen ersten Behälter (15) umfasst, wobei der mindestens eine Druckkopf (10) einen Druckkopfeinlass (17) und mindestens eine Düse (23) aufweist, wobei der Druckkopf (10) einen Druckkopfauslass (18) aufweist und über den Druckkopfauslass (18) mit dem ersten Behälter (15) verbunden ist, wobei zumindest ein Teil des ersten Behälters (15) in einer Düsenauslassrichtung (z) vor dem mindestens einen Druckkopfauslass (18) angeordnet ist, sowie eine Druckeinrichtung (1).

Description

Druckmodul, Verfahren zum Bedrucken und Druckeinrichtung
Die Erfindung betrifft ein Druckmodul zum Bedrucken eines Trägerkörpers, ein Verfahren zum Bedrucken sowie eine Druckeinrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Druckmodul, ein Verfahren zum Bedrucken und eine Druckeinrichtung zum Bedrucken eines Trägerkörpers eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments.
Bei der Herstellung von Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten kann es erforderlich sein, Trägerkörper, insbesondere kartenförmige Trägerkörper, zu bedrucken, insbesondere um Informationen und/oder Sicherheitsmerkmale auf oder in dem Trägerkörper
bereitzustellen. Bisher bekannt ist das Bedrucken einzelner Folien, insbesondere
Kunststofffolien, wobei die bedruckte Folie und weitere Folien dann zu einem Laminat laminiert werden.
Es ist wünschenswert, zur Vereinfachung der Herstellung einen bereits als Laminat bereitgestellten Kartenkörper zu bedrucken. Hierfür müssen jedoch spezielle Druckfluide, insbesondere Tinten, und spezielle Druckköpfe verwendet werden.
Die DE 10 2008 012 425 A1 offenbart eine Druckvorrichtung zum Herstellen von
Sicherheits- und/oder Wertdruckstücken. Die Druckvorrichtung umfasst eine
Druckeinrichtung, die mit einem Reservoir gekoppelt ist. Hierbei ist jedoch offenbart, dass das Reservoir in einer Druckfluidausstoßrichtung hinter der Druckeinrichtung angeordnet ist, wobei die Druckeinrichtung einen Druckkopf ausbildet. Ist die Druckausstoßrichtung parallel zu einer Gravitationsrichtung, also einer Richtung der Gravitationskraft, so ergibt sich, dass das Reservoir über dem Druckkopf angeordnet ist. Fällt in einer solchen Anordnung beispielsweise eine Stromversorgung aus oder erfolgt eine unvorhergesehene Abschaltung, so ist es möglich, das Druckfluid, insbesondere Tinte, aufgrund der
Gravitationskraft aus dem Reservoir und aus Leitungen vom Reservoir zum Druckkopf fließt und dort aus Düsen des Druckkopfs ausläuft. Hierdurch kann ein zu bedruckender Trägerkörper in unerwünschter Weise beschädigt werden. Auch können weitere Teile der Druckeinrichtung, z.B. Teile einer Transporteinrichtung, durch derart auslaufenden Druckfluid verschmutzt und in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt werden.
Die US 2012/0268507 A1 offenbart einen Tintenstrahldrucker umfassend einen
Tintenzirkulationspfad, einen ersten Tank, einen zweiten Tank und eine Pumpe, einen ersten und zweiten Detektor zur Detektion einer Flüssigkeitsoberfläche in dem ersten und zweiten Tank, eine Tintenversorgung, ein Ergänzungsversorgungsventil, eine
Steuereinheit, eine Speichereinheit und eine Bestimmungseinheit.
Es stellt sich das technische Problem, eine Druckvorrichtung, ein Verfahren zum
Bedrucken sowie eine Druckeinrichtung zum Bedrucken eines Trägerkörpers, insbesondere eines Trägerkörpers eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, zu schaffen, welche eine verbesserte Betriebssicherheit gewährleisten.
Die Lösung des technischen Problems ergibt sich durch die Gegenstände mit den Merkmalen der Ansprüche 1 , 8 und 1 1 . Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Es ist eine Grundidee der Erfindung, einen Behälter für Druckfluid vorzusehen und mit einem Druckkopf fluidtechnisch zu koppeln, wobei der Behälter in einer
Düsenauslassrichtung vor dem Druckkopf, insbesondere vor einem Druckkopfauslass, angeordnet ist. Entspricht die Düsenauslassrichtung der Gravitationsrichtung, so ist der Behälter unterhalb des Druckkopfes, insbesondere des Druckkopfauslasses, angeordnet. Im Falle eines plötzlichen Energieversorgungsausfalles oder einer unsachgemäßen Bedienung kann Druckfluid insbesondere aus dem Druckkopf und aus Leitungen in den Behälter laufen, wobei die entsprechende Strömung des Druckfluids aus dem Druckkopf und den Leitungen aufgrund eines hydrostatischen Druckes, der durch den
Höhenunterschied zwischen Druckkopf und Behälter erzeugt wird, verursacht wird.
Vorgeschlagen wird ein Druckmodul zum Bedrucken eines Trägerkörpers, insbesondere eines Trägerkörpers eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments. Der Trägerkörper kann insbesondere ein kartenförmiger Trägerkörper sein, der insbesondere eine vorbestimmte Dicke aufweist. Der Kartenkörper kann insbesondere aus Kunststoff, weiter insbesondere aus PVC, stehen. Der Trägerkörper kann hierbei das zu bedruckende Substrat bezeichnen.
Als Wert- und/oder Sicherheitsdokument kann jedes Dokument bezeichnet werden, das eine physikalische Entität ist, die gegen ein unautorisiertes Herstellen und/oder
Verfälschen durch Sicherheitsmerkmale oder -elemente geschützt sind.
Sicherheitsmerkmale sind solche Merkmale, die ein Verfälschen und/oder Duplizieren gegenüber einem einfachen Kopieren zumindest erschweren. Physikalische Entitäten, die ein Sicherheitsmerkmal umfassen oder ausbilden, können als Sicherheitselemente bezeichnet werden. Ein Sicherheitsdokument kann mehrere Sicherheitsmerkmale und/oder Sicherheitselemente umfassen. Im Sinne der hier festgelegten Definition stellt ein Sicherheitsdokument auch immer ein Sicherheitselement dar. Beispiele für
Sicherheitsdokumente, welche auch Wertdokumente umfassen, die einen Wert repräsentieren, umfassen beispielsweise Reisepässe, Personalausweise, Führerscheine, Identitätskarten, Zutrittskontrollausweise, Krankenkassenkarten, Banknoten,
Postwertzeichen, Bankkarten, Kreditkarten, Smartcards, Tickets und Etiketten.
Das Druckmodul umfasst zumindest einen Druckkopf und zumindest einen ersten Behälter. Der erste Behälter ist hierbei ein Behälter für ein Druckfluid oder eine
Druckflüssigkeit, insbesondere für Tinte, wobei das Druckmodul zum Bedrucken des Trägerkörpers mit dem Druckfluid dient.
Der Druckkopf weist einen Druckkopfeinlass und mindestens eine Düse, vorzugsweise mehrere Düsen, auf. Durch die mindestens eine Düse kann das Druckfluid hin zum Trägerkörper ausgestoßen werden und somit aus dem Druckkopf austreten. Der Ausstoß kann hierbei aktorgestützt erfolgen, wobei z.B. eine vorbestimmte Druckfluidmenge aus der mindestens einen Düse durch eine entsprechende Ansteuerung eines Aktors oder mehrerer Aktoren aus der Düse ausgestoßen werden kann. Hierdurch können z.B.
Druckfluidtropfen erzeugt werden.
Es können verschiedene Verfahren zum Ausstoß einer Druckfluidmenge aus der mindestens einen Düse genutzt werden, beispielsweise die bekannte Bubble-Jet-Technik oder, vorzugsweise, ein piezogestütztes Verfahren, wobei Druckfluid aufgrund einer durch eine elektrische Größe bzw. deren Veränderung bedingte Verformung von Elementen durch mindestens eine Düse gepresst wird.
Die mindestens eine Düse weist hierbei eine Düsenauslassrichtung auf. Diese kann beispielsweise entlang einer zentralen Längsachse der Düse orientiert sein und von dem Druckkopf weg orientiert sein. Die Düsenauslassrichtung bezeichnet eine Richtung, in der das Druckfluid aus dem Druckkopf hin zum Trägerkörper ausgestoßen wird. Die
Düsenauslassrichtung kann auch als Druckrichtung bezeichnet werden. Weiter weist der Druckkopf einen Druckkopfauslass auf. Somit kann der Druckkopf auch als Durchflussdruckkopf bezeichnet werden. Während eines Druckvorganges kann somit Druckfluid durch den Druckkopfeinlass in den Druckkopf einströmen, wobei ein Teil des Druckfluids durch die mindestens eine Düse zum Drucken des Trägerkörpers in der Düsenauslassrichtung aus dem Druckkopf ausgestoßen wird und der verbleibende Teil des Druckfluids durch den Druckkopfauslass wieder aus dem Druckkopf ausströmt. Die mindestens eine Düse und der Druckkopfauslass können somit verschiedene Öffnungen des Druckkopfes ausbilden, durch die Druckfluid aus dem Druckkopf austreten kann. Insbesondere kann aber ein Strömungswiderstand der mindestens einen Düse größer als ein Strömungswiderstand des mindestens einen Druckkopfauslasses sein.
Der Druckkopfauslass ist mit dem ersten Behälter, insbesondere fluidtechnisch, verbunden. Der erste Behälter kann hierbei auch als Auffangbehälter bezeichnet werden. Beispielsweise kann ein Einlass des weiteren Behälters fluidtechnisch mit dem
Druckkopfauslass verbunden sein.
Weiter ist zumindest ein Teil des ersten Behälters, vorzugsweise der gesamte erste Behälter, in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen Druckkopfauslass angeordnet, insbesondere mit einem vorbestimmten Abstand. Insbesondere kann zumindest ein Teil des ersten Behälters vor der mindestens einen Düse angeordnet sein.
Weiter insbesondere kann der erste Behälter derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass unabhängig von einem Füllstand des ersten Behälters, eine Oberfläche des Druckfluids im ersten Behälter in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen Druckkopfauslass, insbesondere vor der mindestens einen Düse, angeordnet ist.
Dass zumindest ein Teil des ersten Behälters in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen Druckkopfauslass angeordnet ist bedeutet, dass der zumindest eine Teil des ersten Behälters unterhalb des mindestens einen Druckkopfauslasses angeordnet ist, wenn das Druckmodul derart angeordnet und/oder ausgerichtet wird, dass die Düsenauslassrichtung einer Gravitationsrichtung, also einer Richtung der
Gravitationskraft, entspricht.
Dass zumindest ein Teil des ersten Behälters in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen Druckkopfauslass angeordnet ist, schließt hierbei aber nicht aus, dass zwischen Druckkopfauslass und dem ersten Behälter ein Versatz quer zur Düsenauslassrichtung existiert.
Weiter kann der zumindest eine Teil des ersten Behälters, insbesondere der Einlass des ersten Behälters, oder ein in Düsenauslassrichtung hintere Stirnseite des Behälters mit einem vorbestimmten Abstand entlang der Düsenauslassrichtung von dem mindestens einen Druckkopfauslass beabstandet angeordnet sein.
Der vorbestimmte Abstand kann auch als Höhenunterschied zwischen dem ersten Behälter und dem Druckkopf bezeichnet werden. Insbesondere kann erste Behälter auch derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass unabhängig von einem Füllstand des ersten Behälters ein Minimalabstand entlang der Düsenauslassrichtung zwischen der Oberfläche des Druckfluids im ersten Behälter und dem mindestens einen
Druckkopfauslass oder der mindestens einen Düse gegeben ist.
Der vorbestimmte Abstand entlang der Düsenauslassrichtung ist hierbei größer als 0 mm. Bevorzugt ist der vorbestimmte Abstand größer als 10mm, weiter bevorzugt größer als 20mm. Insbesondere kann der vorbestimmte Abstand auch 50mm betragen.
Im Druckbetrieb kann das Druckfluid durch den Druckkopf und aus dem Druckkopf über mindestens ein fluidtechnisches Verbindungselement, beispielsweise eine Leitung oder einen Schlauch, in den ersten Behälter strömen. Der vorbestimmte Abstand ist hierbei insbesondere derart zu wählen, dass zumindest ein Teil des zwischen dem
Druckkopfauslass und dem ersten Behälter, z.B. in einem fluidtechnischen
Verbindungselement, vorhandenen Druckfluids aufgrund einer auf diesen Teil des Druckfluids wirkenden Gravitationskraft in den ersten Behälter und nicht in den Druckkopf strömt, insbesondere in dem Fall, dass die Energieversorgung des Druckmoduls ausfällt und somit das Druckfluid nicht mehr wie gewünscht gefördert werden kann.
Dieses in den ersten Behälter strömende Druckfluid kann im Druckkopf einen Unterdruck derart erzeugen, dass das im Druckkopf befindliche Druckfluid aus dem Druckkopf, insbesondere hin zum ersten Behälter, befördert wird. Auch in Strömungsrichtung vor dem Druckmodul befindliches Druckfluid kann auf diese Weise durch den Druckkopf in den ersten Behälter gesaugt werden. Hierdurch verringert sich in vorteilhafter Weise das Risiko, dass Druckfluid durch die mindestens eine Düse austritt und somit ein Druckbild in unerwünschter Weise beeinflusst.
Das Druckmodul kann weiter zumindest eine erste Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms, insbesondere eine Fördereinrichtung, beispielsweise eine Pumpeinrichtung, umfassen. Mittels der mindestens ersten Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms kann ein Fluidstrom durch den Druckkopf mit gewünschten Eigenschaften, beispielsweise einer gewünschten Strömungsrate, eingestellt werden. Auch kann der Fluidstrom mit einer vorbestimmten Durchflussrate oder Volumenrate eingestellt werden, beispielsweise in einem Bereich von 50 ml/min bis 150 ml/min, vorzugsweise 80 -100 ml/min.
Wie nachfolgend noch näher erläutert, kann die Verbindung zwischen dem
Druckkopfauslass und dem ersten Behälter Teil eines geschlossenen Fluidkreislaufes sein, wobei der Fluidkreislauf den Druckkopf und den mindestens ersten Behälter verbindet.
Weiter umfasst das Druckmodul mindestens eine erste Druckerzeugungseinrichtung. Mittels der Druckerzeugungseinrichtung kann ein vorbestimmter Druck, beispielsweise ein Überdruck oder ein Unterdruck insbesondere relativ zu einem atmosphärischen Druck, erzeugt werden.
Weiter ist mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung ein Druck zumindest im ersten Behälter einstellbar. Vorzugsweise kann mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung ein Vakuum im ersten Behälter erzeugt werden. Jedoch ist auch vorstellbar, dass mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung ein vorbestimmtes Druckniveau, beispielsweise ein vorbestimmter Überdruck oder ein vorbestimmter Unterdruck insbesondere relativ zu einem atmosphärischen Druck, einstellbar ist.
Wird im ersten Behälter mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung beispielsweise ein niedrigerer Druck als im Druckkopf eingestellt, so wird Druckfluid aus dem Druckkopf auch aufgrund dieses im ersten Behälter bereitgestellten Druckes angesaugt. Fällt eine
Energieversorgung des Druckmoduls und somit auch der ersten
Druckerzeugungseinrichtung aus, so kann der im ersten Behälter zum Zeitpunkt des Ausfalls eingestellte Druck über eine vorbestimmte Zeitdauer abgebaut werden. Somit kann während dieser vorbestimmten Zeitdauer jedoch weiterhin eine Saugkraft auf das im Druckkopf befindliche Druckfluid ausgeübt werden. Dies unterstützt in vorteilhafter Weise den gewünschten Abtransport des Druckfluids aus dem Druckkopf, insbesondere im Fall einer ausfallenden Energieversorgung.
Erfindungsgemäß ist mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung zusätzlich ein Druck in einem weiteren Behälter einstellbar. Hierbei kann die erste
Druckerzeugungseinrichtung sowohl mit dem ersten und dem weiteren Behälter koppelbar sein. Selbstverständlich kann das Druckmodul in diesem Fall geeignete Steuerelemente, beispielsweise Ventile, umfassen, mittels derer, vorzugsweise unabhängig voneinander, der Druck im ersten als auch im weiteren Behälter durch die Druckerzeugungseinrichtung eingestellt werden kann.
Alternativ oder kumulativ umfasst das Druckmodul eine weitere
Druckerzeugungseinrichtung. Auch die weitere Druckerzeugungseinrichtung kann hierbei einen Überdruck oder einen Unterdruck insbesondere relativ zu einem atmosphärischen Druck erzeugen. Weiter ist mittels der weiteren Druckerzeugungseinrichtung ein Druck im weiteren Behälter einstellbar.
Der weitere Behälter kann hierbei als Vorratsbehälter bezeichnet werden und wird nachfolgend noch näher erläutert.
Insbesondere kann der Druck im ersten Behälter unabhängig von dem Druck im weiteren Behälter einstellbar sein. Hierdurch kann zwischen den Drücken im ersten und im weiteren Behälter eine bestimmte Druckdifferenz eingestellt werden. Diese kann zeitlich konstant oder zeitlich variabel eingestellt werden. Vorzugsweise ist im weiteren Behälter ein höherer Druck als im ersten Behälter einstellbar. Die hierdurch bereitgestellte
Druckdifferenz zwischen dem weiteren und dem ersten Behälter kann in vorteilhafter Weise den vorhergehend erläuterten Fluidstrom durch den Druckkopf erzeugen und/oder unterstützen. Durch die Einstellung des absoluten Drucks im ersten und/oder weiteren Behälter und/oder durch die Einstellung der Druckdifferenz kann mindestens eine
Eigenschaft des Fluidstrom des Druckfluids, z.B. eine Durchflussrate, auf eine
gewünschte Eigenschaft, insbesondere aktiv, eingestellt werden. Somit ist zur Einstellung der mindestens einen Eigenschaft des Fluidstroms keine Flüssigkeitspumpe notwendig. Dieses führt zu einem besonders wartungsarmen und verschleißarmen System. Insbesondere kann die Differenz zwischen dem Druck im weiteren Behälter und dem Druck im ersten Behälter derart eingestellt werden, dass eine vorbestimmte
Druckdifferenz zwischen einem Druck am Druckkopfeinlass und einem Druck am
Druckkopfauslass bereitgestellt wird. Dies wird nachfolgend näher erläutert.
Die erste und/oder die weitere Druckerzeugungseinrichtung kann/können hierbei die vorhergehend erläuterte Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms oder eine bzw. mehrere weitere Einrichtung(en) zur Erzeugung eines Fluidstroms bereitstellen.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Druckmodul zusätzlich den weiteren
Behälter auf. Der Druckkopf ist über den Druckkopfeinlass mit dem weiteren Behälter, insbesondere fluidtechnisch, verbunden.
Hierbei kann zumindest ein Teil des weiteren Behälters, vorzugsweise der gesamte weitere Behälter, in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen
Druckkopfauslass und/oder vor dem mindestens einen Druckkopfeinlass, insbesondere mit einem vorbestimmten Abstand, angeordnet sein. Insbesondere kann zumindest ein Teil des weiteren Behälters vor der mindestens einen Düse angeordnet sein. Auch kann der weitere Behälter derart angeordnet und/oder ausgebildet sein, dass unabhängig von einem Füllstand des weiteren Behälters, eine Oberfläche des Druckfluids im weiteren Behälter in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen Druckkopfauslass und/oder dem mindestens einen Druckkopfeinlass, insbesondere vor der mindestens einen Düse, angeordnet ist. Insbesondere können der erste und der weitere Behälter mit gleichem Abstand in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen
Druckkopfeinlass und/oder vor dem mindestens einen Druckkopfauslass angeordnet sein.
Der weitere Behälter kann hierbei als Vorratsbehälter bezeichnet werden. Hierbei kann Druckfluid aus dem weiteren Behälter, z.B. mittels der vorhergehend erläuterten mindestens einen Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms, hin zum Druckkopf gefördert werden, durch den Druckkopf strömen und dann aus dem Druckkopf in den ersten Behälter strömen. Bevorzugt sind der erste Behälter und der weitere Behälter fluidtechnisch verbindbar. Hierzu kann beispielsweise ein Einlass des weiteren Behälters fluidtechnisch mit einem Auslass des ersten Behälters verbindbar sein. Der erste und der weitere Behälter können hierbei fluidtechnisch verbunden oder über eine
Trenneinrichtung, beispielsweise ein Ventil, verbindbar sein, wobei die Trenneinrichtung die fluidtechnische Verbindung zwischen dem ersten und dem weiteren Behälter herstellen oder trennen kann.
Weiter kann das Druckmodul eine weitere Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms, insbesondere eine weitere Fördereinrichtung, beispielsweise eine Pumpeinrichtung, aufweisen, wobei mittels der weiteren Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms Druckfluid aus dem ersten Behälter in den weiteren Behälter förderbar ist.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine einfache Realisierung des Druckmoduls, da das Druckfluid aus dem weiteren Behälter hin zum Druckkopf und aus dem Druckkopf hin zum ersten Behälter gefördert werden kann, wodurch in einfacher Weise ein gewünschter Fluidstrom einstellbar ist.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Druckmodul mindestens eine
Einlassvorrichtung zur Einführung von zusätzlichem Druckfluid. Hierbei bezeichnet zusätzliches Druckfluid eine Menge an Druckfluid, die zusätzlich zu dem in dem
Fluidsystem vorhandenen Druckfluid in das Fluidsystem eingeführt werden kann, wobei das Fluidsystem den ersten Behälter, den Druckkopf und gegebenenfalls den weiteren Behälter sowie die entsprechenden fluidtechnischen Verbindungselemente umfassen kann.
Die Einlassvorrichtung ist mit dem Einlass des ersten Behälters und/oder mit dem Einlass des weiteren Behälters verbindbar. Vorzugsweise ist die Einlassvorrichtung mit dem Einlass des ersten Behälters verbindbar. Selbstverständlich kann die Einlassvorrichtung aber auch mit anderen Teilen oder Elementen des Fluidsystems verbindbar sein.
Weiter kann das Druckmodul ein Fluidschaltelement umfassen, wobei mittels des
Fluidschaltelements entweder die Einlassvorrichtung mit dem Einlass des ersten
Behälters oder der Druckkopfauslass mit dem Einlass des ersten Behälters verbindbar ist. Auch kann das Druckmodul ein Fluidschaltelement umfassen, wobei mittels des
Fluidschaltelements entweder der Druckkopfauslass oder die Einlassvorrichtung mit dem Einlass des ersten Behälters oder sowohl die Einlassvorrichtung als auch der
Druckkopfauslass mit dem Einlass des ersten Behälters verbindbar ist. Ein solches Fluidschaltelement kann beispielsweise als Ventil, insbesondere als Wechselventil, ausgebildet sein. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass das Druckfluid in das Fluidsystem nachgefüllt werden kann. Bei einer Verbindung mit dem ersten Behälter ergibt sich in weiter vorteilhafter Weise, dass aufgrund eines im ersten Behälter einstellbaren
Unterdrucks das Druckfluid durch die Einlassvorrichtung ohne zusätzlichen Einführdruck eingeführt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Druckmodul mindestens einen
Drucksensor zur Erfassung eines Fluiddrucks im Fluidsystem. Vorzugsweise kann der mindestens eine Drucksensor einen Fluiddruck am Druckkopfeinlass oder am
Druckkopfauslass erfassen. Besonders vorzugsweise kann das Druckmodul zwei Drucksensoren umfassen, wobei ein erster Drucksensor den Fluiddruck am
Druckkopfeinlass und ein weiterer Drucksensor den Fluiddruck am Druckkopfauslass erfasst.
In Abhängigkeit des durch den mindestens einen Drucksensor erfassten Fluiddrucks kann in vorteilhafter Weise ein gewünschter Fluiddruck, insbesondere eine gewünschte Druckdifferenz zwischen Druckkopfeinlass und Druckkopfauslass, eingestellt werden. Der gewünschte Fluiddruck bzw. die gewünschte Fluiddruckdifferenz kann beispielsweise derart gewählt werden, dass ein Fluidstrom mit gewünschten Eigenschaften,
beispielsweise einer gewünschten Strömungsrate, durch den Druckkopf erzeugt wird.
Beispielsweise kann das Druckmodul eine Steuereinrichtung umfassen, wobei die Steuereinrichtung in Abhängigkeit des von dem mindestens einen Drucksensor erfassten Fluiddrucks die mindestens eine Einrichtung zur Erzeugung eines Fluidstroms im
Fluidsystem derart steuert, dass ein Fluidstrom mit gewünschten Strömungsparametern erzeugt wird. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung die vorhergehend erläuterte erste Druckerzeugungseinrichtung und/oder die weitere Druckerzeugungsvorrichtung und/oder die vorhergehend erläuterten Einrichtungen zur Erzeugung eines Fluidstroms ansteuern.
Selbstverständlich kann das Druckmodul auch eine weitere Steuereinrichtung umfassen, die den vorhergehend erläuterten Ausstoß von Druckfluid durch die mindestens eine Düse steuert. In einer weiteren Ausführungsform weist das Druckmodul einen ersten Abschnitt und einen weiteren Abschnitt auf. Die Abschnitte können hierbei insbesondere
Gehäuseabschnitte bezeichnen, die insbesondere einen Gehäuseinnenraum aufweisen. Der weitere Abschnitt ist mit einem vorbestimmten Winkel schräg zum ersten Abschnitt angeordnet. Der Winkel ist insbesondere größer als 0 ° und kleiner als 180 °. Dies kann bedeuten, dass eine zentrale Längsachse, insbesondere eine zentrale Symmetrieachse, des ersten Abschnitts mit einer zentralen Längsachse, insbesondere einer zentralen Symmetrieachse, des weiteren Abschnitts den vorbestimmten Winkel einschließt.
Vorzugsweise kann der erste Abschnitt senkrecht zum weiteren Abschnitt angeordnet sein. Hierbei kann sich der erste Abschnitt entlang der zentralen Längsachse des ersten Abschnitts erstrecken und der weitere Abschnitt entlang der zentralen Längsachse des weiteren Abschnitts erstrecken. Die zentrale Längsachse des weiteren Abschnitts kann parallel zur Düsenauslassrichtung orientiert sein. Somit kann sich der weitere Abschnitt in Düsenauslassrichtung weg vom ersten Abschnitt erstrecken.
Weiter ist der mindestens eine Druckkopf im oder am ersten Abschnitt und der mindestens erste Behälter im oder am weiteren Abschnitt angeordnet. Auch der weitere Behälter kann im oder am weiteren Abschnitt angeordnet sein.
Somit kann das Druckmodul, insbesondere ein Gehäuse des Druckmoduls, L-förmig oder im Wesentlichen L-förmig ausgebildet sein. In oder an einem ersten Schenkel des L- förmigen Druckmoduls kann der mindestens eine Druckkopf und im oder am weiteren Schenkel des L-förmigen Druckmoduls kann zumindest der erste Behälter angeordnet sein.
Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise eine besonders einfache Bauform des vorgeschlagenen Druckmoduls, in der die vorgeschlagene Anordnung von dem ersten Behälter und dem Druckkopf bereitgestellt werden kann.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Druckmodul mindestens eine
Aufnahmeeinrichtung für mindestens ein Abstützelement auf. Eine Aufnahmeeinrichtung kann beispielsweise eine Befestigungseinrichtung sein, wobei die Befestigungseinrichtung eine Einrichtung zur Herstellung einer mechanischen Verbindung eines Druckmoduls mit dem Abstützelement bezeichnet. Die mechanische Verbindung ist insbesondere eine lösbare mechanische Verbindung. Weiter kann die mechanische Verbindung eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung sein. Vorstellbar sind z.B. Rastverbindungen, Klemmverbindungen, Schraubverbindungen und weitere, insbesondere lösbare, mechanische Verbindungen. Alternativ oder kumulativ kann eine Aufnahmeeinrichtung eine Ausrichteinrichtung sein, wobei eine Ausrichteinrichtung ein Element zur Herstellung einer vorbestimmten Position und/oder Orientierung bezeichnen kann. Beispielsweise kann eine Ausrichteinrichtung als Führungsloch oder Anlagefläche oder Kerbe
ausgebildet sein.
Alternativ oder kumulativ weist das Druckmodul das mindestens eine Abstützelement auf. In diesem Fall kann das mindestens eine Abstützelement an dem Druckmodul, insbesondere einem Gehäuse des Druckmoduls, befestigt sein. Insbesondere kann das Abstützelement beweglich, insbesondere schwenkbar, an dem Druckmodul befestigt sein.
Das mindestens eine Abstützmodul ist hierbei derart an dem Druckmodul anordenbar, dass das Druckmodul, insbesondere stabil, auf einer, insbesondere ebenen, Absetzfläche absetzbar ist. Insbesondere kann das Druckmodul derart auf der Absatzfläche absetzbar sein, dass die Düsenauslassrichtung zumindest einen Anteil aufweist, der senkrecht zur Absetzfläche orientiert ist. Bevorzugt ist die Düsenauslassrichtung im abgesetzten Zustand vollständig senkrecht zur Absetzfläche orientiert. In diesem Fall kann das mindestens eine Abstützelement derart an dem Druckmodul anordenbar sein, dass zumindest ein Teil des ersten Behälters, vorzugsweise der gesamte erste Behälter, im abgesetzten Zustand in Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen
Druckkopfauslass angeordnet ist.
Selbstverständlich kann das Druckmodul mehrere Aufnahmeeinrichtungen für mehrere Abstützelemente aufweisen oder mehrere Abstützelemente aufweisen. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise das Druckmodul aus einer Druckeinrichtung entnommen und mittels des mindestens einen Abstützelements sicher gelagert werden, wobei sich durch die beschriebene Ausführungsform weiter in vorteilhafter Weise ergibt, dass Druckfluid auch im abgesetzten Zustand aus dem Druckkopf in den ersten Behälter strömen kann und nicht in unerwünschter Weise durch die mindestens eine Düse austritt.
In einer weiteren Ausführungsform weist das Druckmodul mindestens Aufnahmeelement zur Aufnahme des Druckmoduls an einer Trägereinrichtung auf, wobei das Druckmodul mittels des mindestens einen Aufnahmeelements in einer vorbestimmten Position und/oder mit einer vorbestimmten Orientierung an der Trägereinrichtung befestigbar und/oder ausrichtbar ist. Die Trägereinrichtung kann ebenfalls (korrespondierende) Aufnahmeelemente zur Befestigung und/oder Ausrichtung des Druckmoduls aufweisen oder ausbilden. Dies wird nachfolgend näher erläutert.
Die vorbestimmte Position und/oder Orientierung kann hierbei relativ zu einem
Referenzkoordinatensystem der Trägereinrichtung, insbesondere der die
Trägereinrichtung beinhaltenden Druckeinrichtung, bestimmt werden.
Ein Aufnahmeelement kann beispielsweise ein Befestigungselement sein, wobei ein Befestigungselement ein Element zur Herstellung einer mechanischen Verbindung eines Druckmoduls mit der Trägereinrichtung bezeichnet. Die mechanische Verbindung ist insbesondere eine lösbare mechanische Verbindung. Weiter kann die mechanische Verbindung eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung sein. Vorstellbar sind z.B. Rastverbindungen, Klemmverbindungen, Schraubverbindungen und weitere,
insbesondere lösbare, mechanische Verbindungen. Alternativ oder kumulativ kann ein Aufnahmeelement ein Ausrichtelement sein, wobei ein Ausrichtelement ein Element zur Herstellung einer vorbestimmten Position und/oder Orientierung bezeichnen kann.
Beispielsweise kann ein Ausrichtelement als Führungsbolzen oder Anlagefläche oder Kerbe ausgebildet sein.
Die Trägereinrichtung kann insbesondere eine Trägereinrichtung einer Druckeinrichtung sein. Hierdurch kann das Druckmodul in vorteilhafter Weise mit einer vorbestimmten Position und/oder Orientierung in der Druckeinrichtung angeordnet werden. Hierdurch kann ein Kalibrierungsbedarf, insbesondere bei einem Auswechseln des Druckmoduls, reduziert oder vollständig vermieden werden.
Beispielsweise kann das Druckmodul eine Gewindebohrung und die Trägereinrichtung eine korrespondierende Durchgangsbohrung aufweisen, wodurch das Druckmodul an die Trägereinrichtung geschraubt werden kann. Auch können sowohl das Druckmodul, insbesondere das Gehäuse des Druckmoduls, und die Trägereinrichtung Anschlagflächen aufweisen, die beim Befestigen aneinander anliegen und somit eine gewünschte
Ausrichtung des Druckmoduls relativ zur Trägereinrichtung gewährleisten.
Weiter kann/können der erste und/oder der weitere Behälter des Druckmoduls jeweils einen weiteren Anschluss für Frischluftzufuhr in die Behälter fassen. Der erste und/oder weitere Behälter kann/können hierbei fest im Druckmodul installiert oder auswechselbar sein.
Weiter kann eine Position des ersten Behälters und/oder des weiteren Behälters in einer Richtung parallel zur Düsenauslassrichtung verstellbar sein. Beispielsweise können die Behälter bewegbar gelagert sein. Beispielsweise kann/können der erste Behälter und/oder der weitere Behälter nur an vorbestimmte, diskrete Positionen oder aber kontinuierlich parallel zur Düsenauslassrichtung bewegbar sein, wobei der Behälter nach der Bewegung am Druckmodul festlegbar ist. Auch kann die Position des ersten und/oder des weiteren Behälters aktorgestützt verstellbar sein. Hierdurch kann, wie vorhergehend erläutert, ein Abstand zwischen dem mindestens einen Druckkopfauslass und dem Behälter eingestellt werden, wodurch wiederum Eigenschaften des Abtransports von Druckfluid aus dem Druckkopf aufgrund der Änderung des hydrostatischen Druckes beeinflusst werden können.
Weiter kann das Druckmodul ein oder mehrere Steuereinrichtung umfassen,
insbesondere zur Steuerung des Fluidstroms und/oder zur Steuerung des Druckvorgangs, insbesondere des Druckfluidausstoß aus der mindestens einen Düse.
Weiter kann ein Druckmodul eine Anzeigeeinrichtung und/oder eine Bedieneinrichtung umfassen, beispielsweise zur Anzeige eines Füllstandes des ersten und/oder des weiteren Behälters. Selbstverständlich können mittels der Anzeigeeinrichtung auch weitere Informationen, beispielsweise Statusmeldungen und/oder Fehlermeldungen angezeigt werden.
Weiter kann das Druckmodul mindestens eine Kommunikationsschnittstelle,
beispielsweise eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikationsschnittstelle aufweisen. Über die Kommunikationsschnittstelle kann das Druckmodul, insbesondere eine Steuereinrichtung des Druckmoduls, mit einer übergeordneten Steuereinrichtung kommunizieren. Beispielsweise können Druckdaten an das Druckmodul übertragen werden. Weiter kann ein Druckmodul auch mindestens eine Speichereinrichtung für Druckdaten aufweisen.
Mittels eines Druckmoduls kann beispielsweise eine Grundfarbe aus einem RGB- Farbraum aufbringbar sein. Auch kann mittels eines Druckmoduls eine Grundfarbe aus einem CMYK-Farbraum aufbringbar sein. Auch kann mittels eines Druckmoduls eine Schmuckfarbe oder eine funktionelle Farbe aufbringbar sein. Weiter kann mittels eines Druckmoduls ein Lack aufbringbar sein. Weiter kann auch ein Material zur Erzeugung eines Volumenhologramms mittels eines Druckmoduls aufbringbar sein.
Weiter vorgeschlagen wird ein Verfahren zum Bedrucken eines Trägerkörpers, insbesondere eines Trägerkörpers eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments. Hierbei strömt ein Druckfluid, insbesondere aus einem weiteren Behälter, durch einen
Druckkopfeinlass in mindestens einen Druckkopf, wobei ein Teil des Druckfluids hin zum Trägerkörper durch mindestens eine Düse in einer Düsenauslassrichtung aus dem Druckkopf ausgestoßen wird, wobei das Druckfluid, insbesondere der verbleibende Teil des Druckfluids, durch einen Druckkopfauslass in einen ersten Behälter strömt. Weiter ist zumindest ein Teil des ersten Behälters, vorzugsweise der gesamte erste Behälter, in der Düsenauslassrichtung vor dem mindestens einen Druckkopfauslass angeordnet.
Das Verfahren ist hierbei mittels einer Vorrichtung, insbesondere eines Druckmoduls, gemäß einer der vorhergehend erläuterten Ausführungsformen durchführbar. Somit kann die Vorrichtung, insbesondere das Druckmodul, gemäß einer der vorhergehend erläuterten Ausführungsformen derart ausgebildet sein, dass ein Verfahren gemäß der beschriebenen Ausführungsformen durch die Vorrichtung, insbesondere das Druckmodul, ausführbar ist.
Die Düsenauslassrichtung kann hierbei insbesondere senkrecht zu einer
Strömungsrichtung des Druckfluids im Druckkopf orientiert sein. Durch das
vorgeschlagene Verfahren ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass Druckfluid aus dem Druckkopf auch bei einem plötzlichen Druckabfall, beispielsweise aufgrund eines Ausfalls einer Energieversorgung, hin zum ersten Behälter strömt. Hierdurch wird die Gefahr des ungewollten Austritts von Druckfluid durch die mindestens eine Düse verringert, wodurch das Druckfluid wiederum nicht versehentlich aus dem Druckkopf austreten und z.B. auf Transportbänder und/oder andere Bauelemente der Druckeinrichtung laufen kann.
Weiter kann das Druckmodul an einer Trägereinrichtung mit einer vorbestimmen Position und/oder Orientierung befestigt und/oder ausgerichtet werden. Insbesondere kann das Druckmodul derart befestigt und/oder ausgerichtet werden, dass die
Düsenauslassrichtung gleich der Gravitationsrichtung ist.
In einer weiteren Ausführungsform wird eine vorbestimmte Druckdifferenz zwischen einem Druck an dem Druckkopfeinlass und einem Druck an dem Druckkopfauslass eingestellt. Hierdurch kann in vorteilhafter Weise ein gewünschter Meniskusdruck, also ein Druck an der mindestens einen Düse, eingestellt werden. Zur Einstellung der
Druckdifferenz kann beispielsweise ein vorbestimmter Druck im ersten Behälter und/oder ein vorbestimmter Druck im weiteren Behälter eingestellt werden. Diese(r) kann/können beispielsweise derart eingestellt werden, dass sich die gewünschte Druckdifferenz am Druckkopf ergibt.
In einer weiteren Ausführungsform wird ein Druck an dem Druckkopfeinlass in
Abhängigkeit eines gewünschten Meniskusdrucks und/oder in Abhängigkeit eines
Abstands zwischen dem mindestens einen Druckkopfauslass und dem ersten Behälter in Düsenauslassrichtung eingestellt.
Hierbei kann der Druck an dem Druckkopfeinlass insbesondere in Abhängigkeit eines Abstands, insbesondere eines minimalen, mittleren oder maximalen Abstands, zwischen dem erstem Behälter, insbesondere einer Oberfläche des Druckfluids im ersten Behälter, und dem Druckkopfauslass oder der mindestens einen Düse, eingestellt werden. Ein Füllstand, also eine Lage der Oberfläche des Druckfluids, des ersten und/oder des weiteren Behälters kann hierbei, insbesondere sensorisch, erfasst werden. Hierzu kann ein Druckmodul mindestens eine Einrichtung zur Erfassung eines Füllstands aufweisen.
Weiter alternativ oder kumulativ wird der Druck an dem Druckkopfeinlass in Abhängigkeit einer gewünschten Druckdifferenz zwischen dem Druck am Druckkopfeinlass und dem Druck am Druckkopfauslass eingestellt. Hierdurch kann beispielsweise eine gewünschte Eigenschaft eines Fluidstroms durch den Druckkopf eingestellt werden.
In bevorzugter Weise werden der Druck am Druckkopfeinlass und am Druckkopfauslass erfasst, wobei der Druck im ersten und/oder weiteren Behälter derart eingestellt wird, dass ein gewünschter Druck am Druckkopfeinlass und/oder Druckkopfauslass und/oder eine gewünschte Druckdifferenz vorliegt. Dieses hat den Vorteil, dass Drücke messtechnisch einfach zu erfassen sind und der Füllstand der Behälter keinen unmittelbaren Einfluss hat. Der Druck an dem Druckkopfeinlass kann insbesondere durch einen Druck im weiteren Behälter eingestellt werden. Beispielsweise kann der Druck im weiteren Behälter derart eingestellt werden, dass ein gewünschter Druck an dem Druckkopfeinlass bereitgestellt wird.
Der Druck an dem Druckkopfeinlass sollte insbesondere derart bereitgestellt werden, dass in einem normalen Druckbetrieb der gewünschte Meniskusdruck bereitgestellt werden kann, wobei gleichzeitig der sich aufgrund des Abstandes zwischen dem mindestens einen Druckkopfauslass und dem ersten Behälter ergebende negative Druck, der auf das im Druckkopf vorhandene Druckfluid wirkt, kompensiert wird.
Die vorhergehend erläuterte Druckdifferenz zwischen dem Druck an dem
Druckkopfeinlass und dem Druck an dem Druckkopfauslass kann insbesondere derart eingestellt werden, dass sich eine gewünschte Durchflussrate, beispielsweise 80 - 100 ml/min, durch den Druckkopf ergibt. Selbstverständlich können auch andere
Durchflussraten eingestellt werden, insbesondere Durchflussraten abhängig von gewünschten Betriebsparametern des Druckkopfes.
Weiter kann zusätzliches Druckfluid durch eine Einlassvorrichtung in das Fluidsystem, insbesondere in den ersten Behälter und/oder in den weiteren Behälter eingebracht werden. Weiter kann Druckfluid aus dem ersten Behälter in den weiteren Behälter gefördert werden, beispielsweise während Druckpausen.
Weiter vorgeschlagen wird eine Druckeinrichtung zum Bedrucken eines Trägerkörpers, insbesondere eines Trägerkörpers eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments. Die Druckeinrichtung umfasst mindestens eine Trägereinrichtung und mindestens ein Druckmodul gemäß einer der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen. Weiter ist das Druckmodul mit einer vorbestimmten Position und/oder Orientierung an der Trägereinrichtung befestigt.
Die Trägereinrichtung kann insbesondere ortsfest relativ zu einem Fundament oder einer Absteilfläche der Druckeinrichtung angeordnet sein. Die Trägereinrichtung kann insbesondere eine Gesamtheit von Elementen bezeichnen, die, wie nachfolgend noch näher erläutert, zur Aufnahme, insbesondere zur Befestigung und Ausrichtung, von Druckmodulen dienen. Weiter weist die Trägereinrichtung Aufnahmeelemente zur Befestigung und/oder Ausrichtung mindestens eines Druckmoduls, vorzugsweise mehrerer Druckmodule, auf oder bildet derartige Aufnahmeelemente aus. Die
Aufnahmeelemente wurden vorgehend bereits erläutert.
Weiter kann die Druckeinrichtung mindestens eine Positioniereinrichtung zur
Positionierung des Trägerkörpers aufweisen, wobei die Aufnahmeelemente derart angeordnet und/oder ausgebildet sind, dass die Positioniereinrichtung relativ zu mindestens einem an der Trägereinrichtung befestigten Druckmodul beweglich ist. Die Positioniereinrichtung kann hierbei insbesondere eine bewegliche Positioniereinrichtung sein. Die Positioniereinrichtung kann insbesondere eine Bewegung in mindestens eine Raumrichtung ermöglichen. Die Positioniereinrichtung kann weiter insbesondere ein X-Y- Verschiebetisch sein, der eine Bewegung des Trägerkörpers in zwei zueinander senkrechte Raumrichtungen ermöglicht. Diese Richtungen können wiederum senkrecht zu der vorhergehend erläuterten Düsenauslassrichtung orientiert sein.
Selbstverständlich kann die vorgeschlagene Druckeinrichtung mehrere Druckmodule, die insbesondere mit einer vorbestimmten Reihenfolge entlang einer der
Bewegungsrichtungen der Positionierungseinrichtung angeordnet sind, umfassen, beispielsweise ein Druckmodul pro Grundfarbe des RGB-Farbraums, ein Druckmodul pro Grundfarbe des CMYK-Farbraums sowie ein Druckmodul pro einer gewünschten
Schmuckfarbe.
Auch kann die Druckeinrichtung weitere Funktionsmodule umfassen, die ebenfalls an der Trägereinrichtung befestigt und/oder ausgerichtet sein können.
Die Trägereinrichtung kann sich in eine Raumrichtung erstrecken. In dieser Raumrichtung kann die Trägereinrichtung z.B. eine vorbestimmte Länge aufweisen. Beispielsweise kann die Trägereinrichtung als ein(e) sich in einer Raumrichtung erstreckende Trägerschiene, C-Profil, T-Profil oder L-Profil ausgebildet sein. Entlang dieser Raumrichtung können die vorhergehend erläuterten Aufnahmepositionen, insbesondere eine vorbestimmte Anzahl von Aufnahmepositionen, durch die Aufnahmeelemente bereitgestellt werden. Somit sind die Druck- oder Funktionsmodule entlang dieser Raumrichtung, insbesondere mit einer vorbestimmten Reihenfolge und/oder mit vorbestimmten Abständen zum in der
Raumrichtung jeweils nächstfolgenden Druck- oder Funktionsmodul, an der Trägereinrichtung befestigbar. Die Abstände können hierbei gleich oder voneinander verschieden sein. Die Raumrichtung kann z.B. eine erste Raumrichtung sein, wobei die erste Raumrichtung z.B. parallel zu einer Bewegungsrichtung der vorhergehend erläuterten Positioniereinrichtung sein kann. Die Länge kann hierbei größer als eine Breite der Trägereinrichtung sein, z.B. eine Breite in einer zweiten Raumrichtung, wobei die zweite Raumrichtung z.B. parallel zu einer weiteren Bewegungsrichtung der
vorhergehend erläuterten Positioniereinrichtung sein kann.
Ein Funktionsmodul kann beispielsweise als Heizmodul ausgebildet sein. Ein Heizmodul kann hierbei eine Einrichtung zur Erzeugung thermischer Energie umfassen. Mittels eines Heizmoduls kann thermische Energie zum (herzustellenden) Wert- und/oder
Sicherheitsdokument übertragen werden, beispielsweise um ein frisch aufgebrachtes Druckfluid zu trocknen. Weiter alternativ kann das Funktionsmodul als Strahlungsmodul ausgebildet sein, insbesondere als UV (Ultraviolett)-Strahlungsmodul. Mittels eines Strahlungsmoduls kann das (herzustellende) Wert- und/oder Sicherheitsdokument bestrahlbar sein, insbesondere mit einer Strahlung, die einen vorbestimmten
Wellenlängenbereich, beispielsweise einen UV-Wellenlängenbereich, aufweist. Dies kann z.B. erforderlich sein, um einen, z.B. mittels eines Druckmoduls aufgebrachten Lack, zu härten. Weiter alternativ kann das Funktionsmodul als Oberflächenvorbehandlungs-Modul ausgebildet sein. Ein solches Funktionsmodul kann zum Beispiel mittels Plasma oder Corona eine Oberfläche des Trägerkörpers bearbeiten. Hierdurch kann die
Oberflächeneigenschaft des zu bedruckenden Substrats gezielt eingestellt werden.
Der Trägerkörper kann hierbei ein zu bearbeitendes, insbesondere auch ein zu bedruckendes, Substrat bezeichnen.
Die Druckeinrichtung kann insbesondere als sogenannter Desktop-Drucker ausgebildet sein, der eine kompakte Bauform aufweist. Die Druckeinrichtung ermöglicht hierbei in vorteilhafter Weise das Bedrucken von Trägerkörpern zur Herstellung von Wert- und/oder Sicherheitsdokumenten, wobei in vorteilhafter Weise aufgrund der fehlenden
Notwendigkeit einer Laminiervorrichtung ein Bauraumbedarf wesentlich reduziert wird.
Weiter kann die Druckeinrichtung selbstverständlich ein Gehäuse aufweisen, wobei die mindestens eine Trägereinrichtung und das mindestens eine Druckmodul in dem
Gehäuse angeordnet sein kann. Hierbei kann das Gehäuse einen Deckel aufweisen, beispielsweise einen schwenkbaren Deckel, um ein Druckmodul aus dem Gehäuse entnehmen und wieder in das Gehäuse einbringen zu können.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Querschnitt durch eine Druckeinrichtung mit einem
Druckmodul,
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Druckmoduls,
Fig. 3 eine Seitenansicht eines Druckmoduls im abgestützten Zustand und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Fluidsystems in einem Druckmodul.
Nachfolgend bezeichnen gleiche Bezugszeichen Elemente mit gleichen oder ähnlichen technischen Merkmalen.
In Fig. 1 ist ein schematischer Querschnitt durch eine Druckeinrichtung 1 dargestellt. Die Druckeinrichtung 1 umfasst eine Trägereinrichtung 2, insbesondere eine ortsfest angeordnete Trägereinrichtung 2. Die Trägereinrichtung 2 weist insbesondere einen sich in vertikaler Richtung z erstreckenden ersten Aufnahmeabschnitt 4 und einen sich in einer lateralen Richtung y erstreckenden weiteren Aufnahmeabschnitt 5 auf, wobei der erste und der weitere Aufnahmeabschnitt 4, 5 an einem freien Ende des ersten
Aufnahmeabschnitts 4 über einen Verbindungsabschnitt 6 verbunden sind, der sich schräg zum ersten und weiteren Aufnahmeabschnitt 4, 5 erstreckt und mit diesen jeweils einen vorbestimmten Winkel, beispielsweise 45°, einschließt.
Weiter weist die Trägereinrichtung 2 einen weiteren Tragarm 7 auf, der an dem ersten Aufnahmeabschnitt 4 befestigt ist und sich im Wesentlichen in der lateralen Richtung y weg von dem ersten Aufnahmeabschnitt 4 erstreckt. Auf dem weiteren Tragarm 7 ist ein Verschiebeschlitten 8 beweglich gelagert, wobei der Verschiebeschlitten 8 in und entgegen der lateralen Richtung y und in und entgegen einer longitudinalen Richtung (nicht dargestellt) bewegbar ist. Die longitudinale Richtung kann hierbei senkrecht zur lateralen Richtung y und zu einer vertikalen Richtung z orientiert sein. Die vertikale Richtung z ist hierbei in Gravitationsrichtung orientiert, wobei die
Gravitationsrichtung einer Richtung der Gravitationskraft g entspricht. Somit ist die vertikale Richtung z von oben nach unten orientiert. Auf dem Verschiebeschlitten 8 ist ein Trägerkörper 9 angeordnet, insbesondere ein kartenförmiger Trägerkörper 9, der durch die Druckeinrichtung 1 bedruckt wird. Mittels des Verschiebeschlittens 8 ist der
Trägerkörper 9 relativ zu einem Druckkopf 10 eines Druckmoduls 1 1 bewegbar.
Das Druckmodul 1 1 ist hierbei mit einer vorbestimmten Orientierung und Position an der Trägereinrichtung 2 befestigt. Hierfür weisen das Druckmodul 1 1 und die
Trägereinrichtung 2, insbesondere der erste und der weitere Aufnahmeabschnitt 4, 5, korrespondierende Aufnahmeelemente (nicht in Fig. 1 dargestellt) auf, wobei mittels der Aufnahmeelemente das Druckmodul 1 1 mit der gewünschten Orientierung und Position an der Trägereinrichtung 2 befestigbar und/oder ausrichtbar ist.
Das Druckmodul 1 1 weist ein im Wesentlichen L-förmiges Gehäuse 12 mit einem ersten Abschnitt 13 und einem weiteren Abschnitt 14 auf, wobei eine zentrale Längsachse des ersten Abschnitts 13 senkrecht zu einer zentralen Längsachse des weiteren Abschnitts 14 orientiert ist. Hierbei ist die zentrale Längsachse des ersten Abschnitts 13 parallel zur lateralen Richtung y und die zentrale Längsachse des weiteren Abschnitts 14 parallel zur vertikalen Richtung z orientiert. Eine Seitenfläche des weiteren Abschnitts 14 des Gehäuses 12 liegt an einer Seitenfläche des ersten Aufnahmeabschnitts 4 der
Trägereinrichtung 2 an. Auch liegt ein weiterer Abschnitt einer Unterseite des ersten Abschnitts 13 des Gehäuses 12 auf einer Oberfläche des weiteren Aufnahmeabschnitts 5 auf. Ebenfalls liegt eine Seitenfläche eines Verbindungsabschnitts zwischen dem ersten Abschnitt 13 und dem weiteren Abschnitt 14 des Gehäuses 12 an einer Seitenfläche des Verbindungsabschnitts 6 der Trägereinrichtung 2 an.
Das Druckmodul 1 1 umfasst einen ersten Behälter 15 für Druckfluid DF (siehe Fig. 4). Weiter umfasst das Druckmodul 1 1 den Druckkopf 10. Nicht in Fig. 1 dargestellt ist ein weiterer Behälter 16 des Druckmoduls 1 1 (siehe z.B. Fig. 2).
Der Druckkopf 10 weist einen Druckkopfeinlass 17 und einen Druckkopfauslass 18 auf. Der Druckkopfauslass 18 ist über einen Schlauch 19 mit einem Einlass 20 des ersten Behälters 15 fluidtechnisch verbunden. Weiter ist der Druckkopfeinlass 17 über einen Schlauch 19 mit einem Auslass 21 des weiteren Behälters 16 fluidtechnisch verbunden. Weiter dargestellt ist ein Einlass 22 des ersten Behälters 15 für Frischluft.
Der Druckkopf 10 weist weiter Düsen 23 auf, durch die Druckfluid DF in einer
Düsenauslassrichtung, die der vertikalen Richtung z entspricht, aus dem Druckkopf 10 hin zum Trägerkörper 9 ausstoßbar ist.
Weiter ist dargestellt, dass der erste Behälter 15, insbesondere der Einlass 20 des ersten Behälters 15, in der Düsenauslassrichtung z vor dem mindestens einen Druckkopfauslass 18, insbesondere auch vor den Düsen 23, angeordnet ist. Ein Abstand zwischen dem Einlass 20 und dem Druckkopfauslass 18 kann beispielsweise als ein Abstand A zwischen oberen Stirnflächen des Einlasses 20 und des Druckkopfauslasses 18 bestimmt werden.
Somit ist der erste Behälter 15 und insbesondere das sich im ersten Behälter 15 befindliche Druckfluid DF auf einem niedrigeren Höhenniveau angeordnet als das sich im Druckkopf 10 befindliche Druckfluid DF.
Fällt eine Energieversorgungseinrichtung des Druckmoduls 1 1 , insbesondere von Druckerzeugungseinrichtungen 24, 25, aus, so strömt zumindest ein Teil des im Schlauch 19 zwischen Druckkopfauslass 18 und Einlass 20 des ersten Behälters 15 befindlichen Druckfluids DF aufgrund des Abstandes bzw. des Höhenunterschieds in den
Druckbehälter 15. Hierdurch wird aber gleichzeitig das noch im Druckkopf 10 befindliche Druckfluid DF aus dem Druckkopf 10 abgesaugt und somit abtransportiert. Zusätzlich kann auch das noch im Schlauch 19 zwischen dem Auslass 21 des weiteren
Druckbehälters 16 und dem Druckkopfeinlass 17 vorhandene Druckfluid DF durch den Druckkopf 10 in Richtung des ersten Behälters 15 gesaugt werden. Insbesondere können Druckkopfeinlass 17, Druckkopfauslass 18, Einlass 20 des ersten Behälters und/oder der Auslass 21 des weiteren Behälters 16 derart dimensioniert sein, dass ein
Strömungswiderstand dieser Elemente geringer ist als ein Strömungswiderstand der die Düsen 23. Somit wird das Druckfluid DF nicht aus den Düsen 23 austreten, sondern in den ersten Behälter 15 strömen. Dies verhindert in vorteilhafter Weise ein ungewolltes Austreten von Druckfluid DF aus den Düsen 23. Weiter umfasst das Druckmodul 1 1 eine erste Druckerzeugungseinrichtung 24, die mit dem ersten Behälter 15 gekoppelt ist und einen ersten Druck pO (siehe Fig. 4) im ersten Behälter 15 erzeugen kann. Weiter umfasst das Druckmodul 1 1 eine weitere
Druckerzeugungseinrichtung 25, die mit dem weiteren Behälter 16 gekoppelt ist und mittels derer ein weiterer Druck p1 (siehe Fig. 4) im weiteren Behälter 16 einstellbar ist.
Weiter umfasst das Druckmodul einen ersten Drucksensor 26 und einen weiteren
Drucksensor 27, wobei mittels des ersten Drucksensors 26 ein Druck am
Druckkopfeinlass 17 und mittels des weiteren Drucksensors 27 ein Druck am
Druckkopfauslass 18 erfassbar ist.
Weiter umfasst das Druckmodul 1 1 eine Steuereinrichtung 28, die daten- und/oder signaltechnisch mit den Druckerzeugungseinrichtungen 24, 25, den Drucksensoren 26, 27 und mit dem Druckkopf 10 verbunden ist. In Abhängigkeit der durch die Drucksensoren 26, 27 erfassten Drücke, insbesondere in Abhängigkeit einer Druckdifferenz zwischen dem Druck am Druckkopfeinlass 17 und dem Druck am Druckkopfauslass 18, kann die Steuereinrichtung 28 die Druckerzeugungseinrichtungen 24, 25 derart steuern, dass eine gewünschte Druckdifferenz zwischen Druck am Druckkopfeinlass 17 und Druck am Druckkopfauslass 18 eingestellt wird und, insbesondere am Druckkopfeinlass 17, ein gewünschter absoluter Druck eingestellt wird.
Weiter umfasst das Druckmodul 1 1 eine Anzeigeeinrichtung 29, die ebenfalls daten- und/oder signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 28 verbunden sein kann. Auf der Anzeigeeinrichtung 29 können beispielsweise Statusmeldungen des Druckmoduls 1 1 , z.B. ein Füllstand einer der Behälter 15, 16, eine Information über eine Farbe oder Art des Druckfluids DF oder eine Fehlermeldung angezeigt werden.
Weiter umfasst das Druckmodul 1 1 eine Kommunikationsschnittstelle 30, die ebenfalls daten- und/oder signaltechnisch mit der Steuereinrichtung 28 verbunden sein kann.
In Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Druckmoduls 1 1 dargestellt. Dargestellt ist, dass das Druckmodul 1 1 einen Druckkopf 10 mit einem Druckkopfeinlass 17 und einem Druckkopfauslass 18 umfasst. Ebenfalls dargestellt ist, dass das Druckmodul 1 1 einen ersten Behälter 15 und einen weiteren Behälter 16 umfasst. Weiter dargestellt ist ein Einlass 20 des ersten Behälters 15 und ein Auslass 21 des weiteren Behälters 16. Auch der weitere Behälter 16 umfasst einen Einlass 31 für Frischluft. Weiter dargestellt ist, dass der erste Behälter 15 einen Auslass 32 aufweist, der fluidtechnisch mit einem Einlass 33 des weiteren Behälters 16 verbindbar sein kann. Hierdurch kann Druckfluid DF (siehe Fig. 4) aus dem ersten Behälter 15 in den weiteren Behälter 16 gefördert werden. In Fig. 2 sind fluidtechnische Verbindungen, beispielsweise über Schläuche 19 (siehe Fig. 1 ) nicht dargestellt.
In Fig. 2 ist weiter dargestellt, dass eine Seitenfläche des ersten Abschnitts 14 des Druckmoduls 1 1 Aufnahmeöffnungen 34 für Abstützfüße 35 (siehe Fig. 3) aufweist. In die Aufnahmeöffnungen 34 kann zumindest ein Teil eines Abstützfußes 35 eingeführt werden, wobei das Druckmodul 1 1 mittels der Abstützfüße 35 auf einer Absetzfläche 36 (siehe Fig. 3) absetzbar und stabil lagerbar ist.
Weiter ist dargestellt, dass im Bereich der Seitenfläche des ersten Abschnitts 14 ein Führungsbolzen 37 vorgesehen ist, der in eine korrespondierende Ausnehmung der Trägereinrichtung 2, insbesondere im ersten Aufnahmeabschnitt 4, eingeführt werden kann, wodurch das Druckmodul an der Trägereinrichtung 2 befestigt und ausgerichtet wird.
Weiter dargestellt sind Gewindebohrungen 38 im ersten Abschnitt 14 und in einem
Verbindungsabschnitt, über die das Druckmodul 1 1 mit der Trägereinrichtung 2
verschraubt werden kann. Beispielsweise können Schrauben durch Durchgangsöffnungen in der Trägereinrichtung 2, insbesondere durch Durchgangsöffnungen im Bereich des ersten Aufnahmeabschnitts 4 und des Verbindungsabschnitts 6, durchgeführt werden und in die Gewindebohrungen 38 eingreifen.
Fig. 3 stellt eine schematische Seitenansicht eines Druckmoduls 1 1 im abgestützten Zustand dar. Hierbei sind Abstützfü ße 35 in Aufnahmeöffnungen 34 eingebracht. Die Aufnahmeöffnungen 34 können hierbei auch als Gewindebohrungen ausgebildet sein, wobei die Abstützfüße 35 in die Aufnahmeöffnungen 34 eingeschraubt sein können. An einem freien Ende weisen die Abstützfü ße 35 kugelförmige Abschnitte 39 auf.
Alternativ ist jedoch auch vorstellbar, dass die Abstützfüße 35 an dem Druckmodul 1 1 dauerhaft, insbesondere beweglich, befestigt sind. Hierbei können die Abstützfü ße 35 beispielsweise einen Teleskopmechanismus zum Ausziehen aufweisen und/oder schwenkbar an dem Druckmodul 1 1 befestigt sein. Zum Absetzen können diese als Abstützfü ße ausgebildeten Abstützelemente dann ausgezogen und/oder ausgeklappt werden.
Die Abstützfüße 35 ermöglichen eine Lagerung des Druckmoduls 1 1 derart, dass auch im abgesetzten Zustand der erste Behälter 15 in Gravitationsrichtung vor einem
Druckkopfauslass 18 des Druckkopfes 10 angeordnet sein kann. Im abgesetzten Zustand kann das Druckmodul 1 1 mit einer Stirnseite des weiteren Abschnitts 14 ebenfalls auf der Absetzfläche 36 abgesetzt sein.
Fig. 4 zeigt einen schematischen Fluidschaltplan eines erfindungsgemäßen Druckmoduls 1 1 . Dargestellt ist ein Gehäuse 12 des Druckmoduls 1 1 , welches, wie vorhergehend bereits erläutert, einen ersten Abschnitt 13 und einen weiteren Abschnitt 14 aufweist. In einem Innenraum des ersten Abschnitts 13 des Gehäuses 12 ist ein Druckkopf 10 angeordnet, der Düsen 23 aufweist, wobei Druckfluid DF durch die Düsen 23 in einer Düsenauslassrichtung z, insbesondere tröpfchenweise, aus dem Druckkopf 10 ausgestoßen werden können. In einem Innenraum des weiteren Abschnitts 14 des Gehäuses 12 sind ein erster Behälters 15, ein weiterer Behälter 16 für Druckfluid DF und ein Luftbehälter 40 angeordnet. Ein Druckkopfauslass 18 ist fluidtechnisch mit einem Einlass 20 des ersten Behälters 15 verbunden.
In der fluidtechnischen Verbindung des Druckkopfauslass 18 und des Einlass 20 des ersten Behälters 15 ist ein Zwei-Wege- Ventil angeordnet, über welches der Einlass 20 des ersten Behälters 15 entweder mit dem Druckkopfauslass 18 oder einer
Nachfüllvorrichtung (nicht dargestellt) zum Nachfüllen von Druckfluid DF verbindbar ist.
Schematisch dargestellt ist eine Oberfläche des Druckfluids DF im ersten Behälter 15, wodurch ein Füllstand des ersten Behälters 15 festgelegt ist. Die Oberfläche des
Druckfluids DF im ersten Behälter 15 ist in Düsenauslassrichtung z mit einem weiteren Abstand A2 vor den Düsen 23 des Druckkopfes 10 und somit auch vor dem
Druckkopfauslass 18 angeordnet, wobei der weitere Abstand A2 unabhängig vom Füllstand größer als der in Fig. 1 dargestellte Abstand A zwischen dem Einlass 20 und dem Druckkopfauslass 18 ist. Auch der Einlass 20 des ersten Behälters 15 ist in Düsenauslassrichtung z vor den Düsen 23 angeordnet. Insbesondere sind der Einlass 20 des ersten Behälters 15 und die
Oberfläche des Druckfluids DF, unabhängig vom Füllstand, in der Düsenauslassrichtung z vor dem Druckkopfauslass 18 angeordnet.
Ein Auslass 32 des ersten Behälters 15 ist fluidtechnisch mit einem Einlass 33 des weiteren Behälters 16 verbunden. Dargestellt ist eine Fördereinrichtung 41 über die Druckfluid DF über diese fluidtechnische Verbindung aus dem ersten Behälter 15 in den weiteren Behälter 16 förderbar ist.
Schematisch dargestellt ist eine Oberfläche des Druckfluids DF im weiteren Behälter 16, wodurch ein Füllstand des weiteren Behälters 16 festgelegt ist. Dargestellt ist, dass die Oberfläche des Druckfluids DF im weiteren Behälter 16 in Düsenauslassrichtung z ebenfalls mit dem weiteren vorbestimmten Abstand A2 vor den Düsen 12 des
Druckkopfes 10 angeordnet ist. Selbstverständlich können die Behälter 15, 16 jedoch auch unterschiedliche Füllstände aufweisen.
Auch der Einlass 33 des weiteren Behälters 16 ist in Düsenauslassrichtung z vor den Düsen 23 angeordnet. Insbesondere sind sowohl der Einlass 33 des weiteren Behälters 16 als auch die Oberfläche des Druckfluids DF in der Düsenauslassrichtung z vor dem Druckkopfauslass 18 angeordnet.
Ein Auslass 21 des weiteren Behälters 16 ist über ein Filterelement 42 fluidtechnisch mit dem Druckkopfeinlass 17 verbunden.
Im ersten Behälter 15 ist ein erster Druck pO eingestellt, wobei im weiteren Behälter 16 ein weiterer Druck p1 eingestellt ist. Die Drücke p1 , pO in den Behältern 15, 16 sind insbesondere derart gewählt, dass zwischen Druckkopfeinlass 17 und Druckkopfauslass 18 eine vorbestimmte Druckdifferenz eingestellt ist. Hierbei kann der erste Druck pO insbesondere ein Vakuum sein. Im Luftbehälter 40 kann insbesondere atmosphärischer Druck herrschen.
Weiter dargestellt sind Drucksensoren 26, 27, die einen Druck am Druckkopfeinlass 17 und einen Druck am Druckkopfauslass 18 erfassen. In Abhängigkeit der erfassten Drücke, insbesondere einer Druckdifferenz zwischen den erfassten Drücken, können die Drücke pO, p1 in den Behältern 15, 16 geregelt werden.
Weiter dargestellt ist, dass sowohl ein weiteren Einlass 22 des ersten Behälters 15 als auch ein weiterer Einlass 31 des weiteren Behälters 16 mit dem Luftbehälter 40 verbunden sind. Hierbei sind jeweils Fördereinrichtungen 45 vorgesehen, über die Luft aus dem Luftbehälter 40 in den jeweiligen Behälter 15, 16 förderbar ist.
Bezugszeichenliste
1 Druckeinrichtung
2 Trägereinrichtung
4 erster Aufnahmeabschnitt
5 weiterer Aufnahmeabschnitt
6 Verbindungsabschnitt
7 weiterer Tragarm
8 Verschiebetisch
9 Trägerkörper
10 Druckkopf
1 1 Druckmodul
12 Gehäuse
13 erster Abschnitt des Gehäuses
14 weiterer Abschnitt des Gehäuses
15 erster Behälter
16 weiterer Behälter
17 Druckkopfeinlass
18 Druckkopfauslass
19 Schlauch
20 Einlass des ersten Behälters
21 Auslass des weiteren Behälters
22 weiterer Einlass des ersten Behälters
23 Düse
24 erste Druckerzeugungseinrichtung
25 weitere Druckerzeugungseinrichtung
26 Drucksensor
27 weiterer Drucksensor
28 Steuereinrichtung
29 Anzeigeeinrichtung
30 Kommunikationsschnittstelle
31 weiterer Einlass des weiteren Behälters
32 Auslass des ersten Behälters
33 Einlass des weiteren Behälters
34 Aufnahmeöffnungen 35 Abstützfüße
36 Absetzfläche
37 Führungsbolzen
38 Gewindebohrungen
39 kugelförmige Abschnitte
40 Luftbehälter
41 Fördereinrichtung
42 Filterelement
y laterale Richtung
z vertikale Richtung, Düsenauslassrichtung g Gravitationskraft

Claims

Patentansprüche
1 . Druckmodul zum Bedrucken eines Trägerkörpers (9), insbesondere eines
Trägerkörpers (9) eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, wobei das
Druckmodul (1 1 ) zumindest einen Druckkopf (10) und zumindest einen ersten Behälter (15) umfasst, wobei der mindestens eine Druckkopf (10) einen
Druckkopfeinlass (17) und mindestens eine Düse (23) aufweist,
wobei der Druckkopf (10) einen Druckkopfauslass (18) aufweist und über den Druckkopfauslass (18) mit dem ersten Behälter (15) verbunden ist, wobei zumindest ein Teil des ersten Behälters (15) in einer Düsenauslassrichtung (z) vor dem mindestens einen Druckkopfauslass (18) angeordnet ist, wobei das Druckmodul (1 1 ) mindestens eine erste Druckerzeugungseinrichtung (24) umfasst, wobei mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung (24) ein Druck zumindest im ersten Behälter (15) einstellbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
mittels der ersten Druckerzeugungseinrichtung (24) zusätzlich ein Druck in einem weiteren Behälter (16) einstellbar ist und/oder dass das Druckmodul (1 1 ) eine weitere Druckerzeugungseinrichtung (25) umfasst, wobei mittels der weiteren
Druckerzeugungseinrichtung (25) ein Druck in einem weiteren Behälter (16) einstellbar ist.
2. Druckmodul nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmodul (1 1 ) zusätzlich den weiteren Behälter (16) aufweist, wobei der Druckkopf (10) über den Druckkopfeinlass (17) mit dem weiteren Behälter (16) verbunden ist.
3. Druckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmodul (1 1 ) mindestens eine Einlassvorrichtung zur Einführung von
zusätzlichem Druckfluid (DF) umfasst, wobei die Einlassvorrichtung mit einem Einlass (20) des ersten Behälters (15) und/oder mit einem Einlass (33) des weiteren
Behälters (16) verbindbar ist.
4. Druckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmodul (1 1 ) mindestens einen Drucksensor (26, 27) zur Erfassung eines Fluiddrucks in einem Fluidsystem umfasst.
5. Druckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das das Druckmodul (1 1 ) einen ersten Abschnitt (13) und einen weiteren Abschnitt (14) aufweist, wobei der weitere Abschnitt (14) mit einem vorbestimmten Winkel schräg zum ersten Abschnitt (13) angeordnet ist, wobei der mindestens eine Druckkopf (10) im oder am ersten Abschnitt (13) und der mindestens erste Behälter (15) im weiteren Abschnitt (14) angeordnet ist.
6. Druckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmodul (1 1 ) mindestens eine Aufnahmeeinrichtung für mindestens ein
Abstützelement aufweist und/oder mindestens ein Abstützelement aufweist, wobei das mindestens eine Abstützelement derart an dem Druckmodul (1 1 ) anordenbar ist, dass das Druckmodul (1 1 ) auf einer Absetzfläche (26) absetzbar ist.
7. Druckmodul nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckmodul (1 1 ) mindestens Aufnahmeelement zur Aufnahme des Druckmoduls (1 1 ) an einer Trägereinrichtung (2) aufweist, wobei das Druckmodul (1 1 ) mittels des mindestens einen Aufnahmeelements in einer vorbestimmten Position und/oder mit einer vorbestimmten Orientierung an der Trägereinrichtung (2) befestigbar und/oder ausrichtbar ist.
8. Verfahren zum Bedrucken eines Trägerkörpers (9), insbesondere eines
Trägerkörpers (9) eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, mittels eines
Druckmoduls (1 1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei ein Druckfluid (DF) durch einen Druckkopfeinlass (17) in mindestens einen Druckkopf (10) strömt, wobei ein Teil des Druckfluids (DF) hin zu dem Trägerkörper (9) durch mindestens eine Düse (23) in einer Düsenauslassrichtung (z) ausgestoßen wird, wobei das Druckfluid (DF) durch einen Druckkopfauslass (18) in einen ersten Behälter (15) strömt, wobei zumindest ein Teil des ersten Behälters (15) in der Düsenauslassrichtung (z) vor dem mindestens einen Druckkopfauslass (18) angeordnet ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine vorbestimmte
Druckdifferenz zwischen einem Druck an dem Druckkopfeinlass (17) und einem Druck an dem Druckkopfauslass (18) eingestellt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck an dem Druckkopfeinlass (17) in Abhängigkeit eines gewünschten
Meniskusdrucks und/oder in Abhängigkeit eines Abstands (A) zwischen dem mindestens einen Druckkopfauslass (18) und dem ersten Behälter (15) in der Düsenauslassrichtung (z) und/oder in Abhängigkeit einer gewünschten
Druckdifferenz zwischen dem Druck am Druckkopfeinlass (17) und dem Druck am Druckkopfauslass (18) eingestellt wird.
1 1 . Druckeinrichtung zum Bedrucken eines Trägerkörpers (9), insbesondere eines Trägerkörpers (9) eines Wert- und/oder Sicherheitsdokuments, wobei die
Druckeinrichtung (1 ) mindestens eine Trägereinrichtung (2) und mindestens ein Druckmodul (1 1 ) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 umfasst, wobei das mindestens eine Druckmodul (1 1 ) mit einer vorbestimmten Position und/oder Orientierung an der Trägereinrichtung (2) befestigt ist.
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