EP3233501B1 - Druckkopfmodul - Google Patents

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EP3233501B1
EP3233501B1 EP14827203.2A EP14827203A EP3233501B1 EP 3233501 B1 EP3233501 B1 EP 3233501B1 EP 14827203 A EP14827203 A EP 14827203A EP 3233501 B1 EP3233501 B1 EP 3233501B1
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EP
European Patent Office
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support
printhead module
bearing
housing component
print head
Prior art date
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French (fr)
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Patrik Lutz
Jan-Erik Schwalme
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Padaluma Ink Jet Solutions GmbH
Original Assignee
Padaluma Ink Jet Solutions GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a printhead module for a single-pass inkjet printer, which includes a housing component with a crossbar, on which a number of printheads are arranged, the position of which is adjusted to at least one reference position.
  • the invention further relates to a single-pass ink jet printer with such a print head module.
  • a single-pass inkjet printer While in a conventional inkjet printer the printheads mounted on a carriage spray ink droplets in the transverse direction line by line onto the medium transported discontinuously in the running direction, in a single-pass inkjet printer the printheads in printhead modules of the type mentioned at the outset are mounted in the transverse direction over the entire width of the print medium. The print medium is continuously moved in the running direction. While a conventional inkjet printer can achieve print speeds of up to 2 m per minute, a single-pass inkjet printer can achieve print speeds of more than 50 m per minute. For color printing, several print head modules are mounted one behind the other in the running direction in a single-pass inkjet printer. A primary color, in particular cyan, magenta and yellow and possibly black, is assigned to each of the print head modules. Printhead modules with a special color are added for special printing applications.
  • a single-pass inkjet printer is particularly suitable for industrial use in which bulk goods have to be printed and high throughput is therefore important.
  • a single-pass inkjet printer is also suitable for printing large objects due to the high printing speeds.
  • a single-pass ink jet printer is therefore particularly suitable for industrial applications in the furniture or ceramics industry, where floor coverings such as laminates or ceramic tiles, worktops, moldings or the like are to be decorated.
  • floor coverings such as laminates or ceramic tiles, worktops, moldings or the like are to be decorated.
  • a wide variety of inks are used, which, for example, are resistant to a later protective coating.
  • the single-pass inkjet printer is also used for small batch sizes, where the production of a printing roller is not worthwhile.
  • a single-pass inkjet printer also allows the decor to be individualized as well as so-called impossible decors that cannot be achieved with rollers.
  • the single-pass inkjet printer is not limited to a continuous repetition of a print pattern or repeat, as is the case with a roller print.
  • a printhead module for a single-pass inkjet printer achieves dimensions of more than 1 m in the transverse direction and in the height, with a tendency to even larger print widths and thus to a further increase in dimensions prevailing.
  • the individual print heads combined in the crossbar of the print head module reach widths of up to several 10 cm. Resolutions of up to 600 x 600 dpi (dots per inch) and more are achieved.
  • Each print head contains several thousand nozzles. Accordingly, a plurality of print heads are arranged in the print head module, which in turn contain a large number of print nozzles.
  • the transverse bracket of the print head module extends over the entire print width or over the entire width of the print medium.
  • Positional deviations of a few micrometers ( ⁇ m) are visible to the human eye in a printed image.
  • the individual nozzles of a print head are only a few 10 ⁇ m apart.
  • the size of an image or print dot itself is in the range of 10 ⁇ m. It can be seen that in a single-pass inkjet printer with several print head modules arranged one behind the other in the direction of travel of the medium, an adjustment of the print heads in the micrometer range is necessary in order to achieve a qualitative produce a high-quality print.
  • the adjustment of a print head module in a single-pass inkjet printer is therefore complex. For example, the position of the print heads must be recorded under a light microscope and set manually, which is a laborious process.
  • the construction of a single-pass inkjet printer is relatively lengthy. An adjustment must also be carried out after each replacement of a print head module. This leads to an unnecessary increase in downtime.
  • a print head module of the type mentioned is known.
  • This printhead module has a hanger portion on its housing for gravity-aligned suspension.
  • the print heads arranged on the housing are adjusted to at least one reference position.
  • the hanging attachment of the print head module which is possible via the hanging part, allows easier installation and removal in the vertical direction.
  • the hanging arrangement of the print head module enables self-alignment due to the force of gravity acting on the center of gravity. When inserting the hanging print head module, this already gives a rough positioning to a later device-fixed print position.
  • the hanging attachment allows self-adjustment of the print head module in the device-fixed printing position, for which open bearing elements are provided, for example, on the single-pass inkjet printer, sinking into the bearing pieces of the print head module when lifting with exact alignment.
  • a manual readjustment is not necessary.
  • the print heads which are adjusted in position relative to a reference position, also achieve an exact alignment of the print heads with respect to the single-pass ink jet printer.
  • a single-pass inkjet printer in which a frame construction, referred to as a head retaining member and carrying a plurality of print head modules, is pivotably mounted about the axis of a paper transport drum (drum).
  • the frame structure can be pivoted from a printing position in which the frame structure is arranged over the paper transport drum into an inclined position. Starting from this inclined position, the frame construction then moved away from the paper transport drum in a horizontal direction by means of two pull-out shafts.
  • the object of the invention is to achieve a further increase in the dimensions of the print head module and thus the achievable print width of a single-pass inkjet printer, without reducing the positioning accuracy of the print heads.
  • a print head module for a single-pass inkjet printer in that a housing component with a crossbar extending in the X direction, on which a number of print heads are arranged, which are position-adjusted to at least one reference position, and a support frame with support means for supporting the support frame, the housing component being mounted on the support frame so as to swing about a pendulum axis.
  • a single-pass inkjet printer which comprises a frame construction and at least one print head module of the aforementioned type, the support frame of the print head module being placed on at least one support arranged on the frame construction by means of the support means.
  • the invention is based on the assumption that when a print head module known from the prior art is enlarged, undesirable changes in the position of the print heads occur due to the increasing intrinsic weight.
  • the housing of the print head module changes its shape under a weight load. If the print head module is dimensioned to be wider than 1 m in the transverse or X-direction, the exact positioning of the print heads is difficult due to the given deformation.
  • the invention is based on the consideration of reducing the weight load on the housing component carrying the print heads, in order to reduce the material stress caused by its own weight.
  • Material reinforcement in the print head module to improve its dimensional stability would undesirably lead to a further increase in weight, which would increase the structural and material complexity of its storage and would make the handling of the print head module more difficult during assembly and disassembly.
  • the invention provides a support frame which is placed on a support of the single-pass inkjet printer by means of support means.
  • the weight of the support frame is borne by the pedestal of the single-pass inkjet printer.
  • the housing component carrying the print heads as such is mounted in an oscillating manner on the support frame. This further provides for easy self-alignment by gravity when lifted into the single pass ink jet printer.
  • the support frame offers the possibility of accommodating heavy components of the printhead module, such as the control boards of the printheads or supply lines for operating resources, lines for electrical energy, control lines for information signals, lines or pipes for air or electrical fuses, etc.
  • the housing component is relieved of weight.
  • the support frame also offers the possibility of dissipating weight structurally at predetermined positions, and thereby defining the load on the housing component carrying the print heads.
  • the invention provides for the print head module to be divided into a supporting frame that can be laid down and a swinging housing component that carries the print heads.
  • the invention thus offers the advantage of further increasing the dimension of the print head module, particularly in the transverse or X direction, in order to achieve larger print widths, while retaining the possibility of simple and precise adjustment of the print heads.
  • a portion of the weight of the printhead module is dissipated via the support frame into the bed of the single-pass inkjet printer. Any material deformation of the housing component carrying the print heads due to its own weight is reduced to a minimum.
  • the print head module in particular the transverse bracket carrying the print heads, preferably extends over the entire print width or over the entire width of the print medium.
  • printing widths and thus transverse dimensions of the print head module or the transverse bracket of more than 2 m are achieved.
  • the print heads can still be precisely positioned in the micrometer range.
  • the pendulum axis is located in the Z-direction above the crossbar of the housing component that accommodates the printheads.
  • the crossbar “hangs” on the support frame, so that when the print head module is lifted vertically, it is positioned under the pendulum axis by gravity and can be pivoted by an inclination or polar angle relative to the support frame.
  • inclined device-fixed printing positions can also be achieved in a simple manner by self-adjustment when lifting, which are necessary, for example, in the case of a technically desired curved course of the printing medium.
  • the pendulum axis is also advantageously aligned parallel to the X-direction, ie in a transverse direction perpendicular to the running direction of the print medium.
  • the pendulum axis thus runs parallel to the main direction of the crossbar. Swinging the crossbar around the swing axis does not then lead to a change in the azimuth angle.
  • An azimuthal rotation of the print head module or the crossbar is given, for example, by a corresponding displacement of the support frame in the support.
  • a small amount of play is preferably provided in the bearing of the pendulum axle, in order to avoid a small azimuthal torsion to allow the housing component or the crossbar relative to the support frame.
  • the support means of the support frame are arranged in the Z-direction above the pendulum axis.
  • the support frame and thus the housing component swinging on it "hangs" on the support means.
  • the printhead module placed on the pedestal of the single-pass inkjet printer, swings downwards in a gravity-oriented orientation.
  • the center of mass of the print head module is expediently arranged below the support means of the support frame with respect to the Z-direction. In particular, this may need to be taken into account if additional modules are placed on the support frame.
  • the support frame preferably comprises two support arms spaced apart from one another in the X direction, with the support means being arranged in the area of the free ends of the support arms.
  • Support arms offer the possibility of structurally shifting the support point of the support frame.
  • the support arms are each extended laterally in the X-direction beyond the crossbar.
  • the support on the single-pass inkjet printer can be structurally spaced from the housing component, which in turn is advantageous for a desired self-adjustment of the print head module and in particular the housing component when lifting into corresponding bearing means of the single-pass inkjet printer.
  • the support frame expediently comprises a cross member which extends in the X direction and is arranged above the pendulum axle in the Z direction.
  • the mechanical stability of the print head module is increased by such a cross member. If necessary, additional modules are placed on the crossbeam.
  • the weight-bearing components of the printhead module are mounted directly on the crossbeam or indirectly via a corresponding frame construction.
  • Mounting aids are also advantageously arranged in the Z-direction above the center of mass of the print head module for lifting in and out in the vertical direction, which is freely oriented by gravity.
  • the print head module is automatically aligned essentially according to the device-fixed printing position to be achieved by means of gravity.
  • the corresponding bearing means of the single-pass inkjet printer make a fine adjustment in terms of a deviation from the gravity-oriented alignment of the print head module, such as a tilt or an azimuthal rotation, but also an offset in the X or Y direction, since the print head module is lifted so that it can move freely.
  • the assembly aids are designed as cable fastening means, with the assembly and disassembly of the print head module being accomplished in the vertical direction by means of a cable lifting system.
  • a coupling module is placed on the support frame in the Z direction, which includes a first coupling part with a plurality of first connections at least for the supply of operating resources and for the provision of electrical energy, the support frame having a second coupling part with a plurality of second connections which are complementary to the first connections, and wherein the first coupling part and the second coupling part can be mechanically coupled and uncoupled with one another to establish a connection between the first connections and the second connections.
  • the coupling module is coupled to the printhead module via a multi-coupling, which both connects various connections for operating resources, electricity, control signals, etc. in the case of a coupling, and also creates a mechanical connection.
  • the mechanical connection of the coupling parts is established via a screw connection.
  • the first and second connections are also coupled.
  • decoupling takes place by loosening the screw connection, with the complementary connections moving away from one another.
  • the screw connection is particularly preferred designed to be motorized. Securing means are preferably included which prevent unintentional opening of the coupled parts.
  • a coupling module which is connected mechanically and in terms of connection technology to the print head module or its support frame by means of a multi-coupling, offers several advantages. For example, this allows for a simplified connection of the print head module to the control and supply lines. The control and the supply of the large number of print heads are thus carried out via a single central module. On the other hand, the load from the supplied control and supply lines is also dissipated via the support frame without loading the housing component that supports the print heads.
  • the coupling module is particularly preferably supplemented by reservoirs, such as ink tanks. Their weight also has no effect on the housing component carrying the print heads.
  • the coupling module allows easy decoupling and coupling of the print head module via the multi-coupling, which makes sense with regard to repair and maintenance work.
  • the coupling module is removed, the print head module is easier to access.
  • the print head module is thus easier to maintain and repair. In addition, it can be installed and removed more easily.
  • the coupling module is expediently placed on the cross member of the support frame.
  • the assembly aids are advantageously arranged on the clutch module.
  • the weight of the coupling module is absorbed directly by the support frame via the cross member.
  • the printhead module can be lifted in and out of the single-pass inkjet printer via the coupling module.
  • the print head module can be easily picked up and removed via the multi-coupling.
  • the housing component comprises two side walls which extend in the Z direction and which are connected to the transverse bracket, with the support frame being arranged between the side walls.
  • the housing component a bow or U-shape overall, with the limbs being formed by the side walls are.
  • the pendulum axis is defined in particular by a respective pivot bearing at the free ends of the side walls, with the pendulum axis piercing through the side walls at the pivot bearing.
  • the or each pivot bearing is designed as a radial plain bearing.
  • a radial slide bearing allows the crossbar of the oscillating housing component carrying the print heads to be offset relative to the supporting frame along the oscillating axis. This facilitates fine positioning of the printhead module during assembly.
  • the or each radial slide bearing is formed by a guide pin that extends in the X direction and is guided through an oversized opening.
  • additional degrees of freedom in the X and Y directions are granted to the crossbar of the housing component that carries the print heads relative to the support frame. If the freedom of movement is to be additionally restricted in one of the two directions for reasons of clearly defining the spatial position of the housing component, this is done by a corresponding reduction in the play between the opening and the guide pin.
  • an opening is preferably designed as an elongated hole, with the freedom from play being restricted, for example in the Y direction.
  • one opening is designed as an elongated hole aligned in the Z direction and the other opening is designed as an oversized round bore, an azimuthal rotation of the housing component relative to the support frame is possible, although the pivot point is fixed by one plain bearing with an elongated hole is.
  • the guide pin of the or each radial slide bearing is expediently mounted on the support frame, which is guided in an opening on the housing component, in particular in a side cheek.
  • the guide pin is designed as a guide screw.
  • a side wall is mounted on both sides on the crossbar and on the side walls of the housing component.
  • the housing component is mechanically stabilized via the side wall. Internal components contained in the housing component can also be supported against the side wall, whereas in an open design a displacement of such components can lead to undesired twisting of the crossbar carrying the print heads.
  • the support means of the support frame each comprise a planar support surface extending in the X-Y plane. With a fixed Z position, such a support surface enables the support frame and thus the print head module to be positioned variably in the X-Y plane.
  • the storage position of the support frame in the X-Y plane results from the automatic fine adjustment when lowering the print head module using the counter bearings or catches provided on the single-pass inkjet printer.
  • At least one support bearing is additionally included to support the support frame on the housing component in the Y direction.
  • a proportion of the weight of the support frame is transferred to the housing component via such a support bearing as required.
  • the support bearing is designed in particular in such a way that in the event of an offset in the Z direction when the print head module is lifted, it increases the freedom of movement in the Y direction, and thus in the lifted position of the print head module the pendulum movement or an inclination of the housing component relative to the support frame by the polar angle allows.
  • the support bearing is then preferably designed in such a way that it limits the degrees of freedom in the Z direction and in the Y direction.
  • a ball pivot bearing is provided as a support bearing.
  • Two support bearings are preferably provided, which are spaced apart from one another in the X-direction.
  • a fixed-loose bearing or a loose-loose bearing is expediently used as a bearing combination with respect to the X-direction.
  • one of the support bearings is preferably designed as a fixed bearing and the other of the support bearings is designed as a fixed bearing.
  • the fixed bearing is preferably a ball pivot bearing with a conical or ball socket formed.
  • the floating bearing is advantageously designed as a prismatic thrust bearing, in particular also as a ball pivot bearing.
  • a prismatic pan running in the X-direction is provided. Such an embodiment makes it possible to absorb a longitudinal offset of the crossbar support in the X-direction, for example as a result of thermal cycling. *
  • At least two bearing pieces spaced apart in the X-direction are arranged on the housing component of the print head module, which are each designed for self-adjusting positioning in an open bearing.
  • the bearings which are self-adjusting in particular in the vertical direction, are not complicated in design, in particular when, more preferably, catch means are arranged on the housing component for rough positioning in relation to the bearing seat of the bearing pieces. It is only necessary that the two bearing elements realizing the bearing automatically find each other during the gradual insertion of the print head module in particular in a gravity-oriented vertical alignment, which ultimately determines the final printing position.
  • Suitable bearing pieces are designed to cooperate with, for example, a pan, blade or tip bearing. In this respect, the bearing pieces are in particular conical, tapered, edged, pointed or spherical.
  • the bearing pieces are mounted on the housing component in a height-adjustable manner. In this way, production-related dimensional tolerances can be compensated for or the print heads can be adjusted in height or in the Z-direction to the printing position.
  • one of the bearing pieces is designed for positioning in a fixed bearing and the other of the bearing pieces is designed for positioning in a floating bearing in the X direction or transverse direction.
  • An expansion of the print head module in the transverse direction is in turn intercepted via the movable bearing.
  • the fixed bearing is in each case designed as a ball pivot bearing and the floating bearing is given by a prismatic thrust guide in the transverse direction.
  • the bearing pieces are preferably in the form of ball pivots educated.
  • the fixed bearing is then advantageously equipped with a punctiform rotary bearing with a conical socket, in which the spherical end of the pin is received and positioned when the print head module is inserted vertically.
  • the prismatic thrust guide is also designed as a ball-and-socket bearing, although the socket is designed with a prismatic cross-section along the transverse direction.
  • the prism slide guide then fixes the parallel position of the print head module to the cross direction. In the transverse direction itself, there is still a linear offset as a degree of freedom.
  • a stop piece for striking a stop surface is arranged on the print head module.
  • a stop piece aligns the inclination of the print head module around the polar angle when the print head module is lifted in vertically.
  • the stop piece particularly advantageously comprises a ball pivot extending in the transverse direction or in the X-direction.
  • the ball pivot gradually comes into contact with a device-fixed stop surface, which finally positions the ball pivot in the Y direction or the running direction of the print medium.
  • a ball pivot together with a convex stop surface, for example, allows a defined stop regardless of the vertical height.
  • the respective print head module is then precisely fixed, for example, by the two open bearings, namely a ball pivot bearing as a fixed bearing and a prismatic slide guide as a floating bearing, as well as by the stop piece leaning against the stop surface.
  • the inclination or polar angle is determined by the abutted stop piece.
  • the corresponding guidance is taken over by the stop piece in interaction with the device-fixed vertical stop surface.
  • each print head module By determining the position of the print heads in relation to at least one reference position, they are always aligned identically when the print head module reaches the print position, except for unavoidable dimensional tolerances. In other words, each print head module always has the same positional alignment of its respective print heads with respect to at least one reference position. This will create a easy replacement of the print head module achieved.
  • the position of the printheads of the replaced and a newly inserted printhead module are identical with regard to the device side.
  • the printheads For the purpose of adjusting the position of the printheads, they are mounted in the printhead module such that they can be displaced in the X and Y directions, for example.
  • the print head module In order to adjust the position, the print head module is brought into a mounting position comparable to the subsequent printing position before it is delivered using a suitable tool.
  • the individual print heads are then adjusted to a reference position, for example under the light microscope in the micrometer range.
  • the print heads are preferably positioned in relation to the bearing pieces, for example the ball pivots.
  • the print head modules are inserted into the corresponding workpiece according to the later printing position before delivery.
  • This tool has the identical bearings as the later single-pass inkjet printer.
  • the print heads are parallelized and aligned in the X and Y directions.
  • the single-pass ink jet printer that accommodates the print head module preferably has a support for counter-supporting the support frame, which includes a flat support surface that is supported via a ball joint.
  • a ball joint With an in particular freely movable ball joint, the bearing surface of the support is automatically aligned parallel to the bearing surface of the bearing means of the support frame when the print head module is set down. Consequently, this automatically results in a stable, because flat, placement of the print head module on the single-pass inkjet printer.
  • the orientation of the ball and socket joint results in a flat support, in particular when the print head module has an angle of inclination in the printing position with a print medium guided in an arc.
  • the at least two bearing pieces of the housing component of the at least one print head module which are spaced apart in the X direction, are preferably—if provided—positioned in each case in an open bearing arranged on the frame construction of the single-pass inkjet printer.
  • the stop piece of the housing component of the at least one print head module expediently rests against a stop surface arranged on the frame construction of the single-pass inkjet printer. As described above, this results in an exact and reproducible alignment of the print head module.
  • a printhead module 1 for a single-pass inkjet printer is shown in a three-dimensional and partially broken representation.
  • the print head module 1 comprises a housing component 2 which is mounted in an oscillating manner on a supporting frame 3 .
  • the corresponding pendulum axis 5 is drawn.
  • a coupling module 6 is also placed on the supporting frame 3 .
  • the housing component 2 mounted on the support frame 3 so as to oscillate about the pendulum axis 5 comprises a crossbar 8 extending in the X-direction, along which a plurality of print heads 10 that are positioned relative to one another are mounted.
  • the crossbar 8 is fastened between two side walls 12 each extending in the Z-direction.
  • a side wall 13 is mounted on both sides of the crossbar 8 and the side walls 12 .
  • the side wall 13 stabilizes the housing component 2 mechanically. It also prevents unwanted displacement of components accommodated inside the print head module 1 .
  • the pendulum axis 5 is defined by two radial sliding bearings 14 each located at the upper ends of the side walls 12 .
  • the housing component 2 can be pivoted about the pendulum axis 5 relative to the support frame 3 .
  • a linear offset of the housing component 2 relative to the support frame 3 is also made possible along the X-direction.
  • the support frame 3 includes a cross member 17 which also extends in the X direction and on which support arms 18 which extend beyond the housing component 2 in the X direction are mounted on both sides.
  • Support means 20 are formed at the free ends of the support arms 18 for counter-support or storage on a corresponding device-fixed support of the single-pass inkjet printer.
  • the pendulum axis 5 and the support means 20 are arranged above the center of mass S of the print head module 1 in the Z direction.
  • the pendulum axis 5 is also defined above the crossbar 8 carrying the print heads 10 .
  • the crossbar 8 hangs below the support frame 2 or below the crossbeam 17.
  • the print head module 1 as such hangs with the support frame 3 and housing component 2 below the support means 20.
  • the print head module 1 placed on the support means 2 is in this respect already aligned by gravity according to an intended device-fixed printing position and can therefore easily be switched on and off the single-pass inkjet printer be excavated.
  • the transverse bracket 8 with the print heads 10 arranged therein extends over the entire print width or over the entire width of a print medium.
  • the crossbar 8 has a length of 2.5 m, for example.
  • the corresponding supply and drive units 23 for the print heads 10, operating and supply lines 24, bundles of cables 25 for supply and control lines, electrical fuses 26 and the control boards 27 for the print heads 10 are mounted on the support frame 3 via a corresponding frame construction.
  • the housing component 2 and thus in particular the transverse bracket 8 carrying the print heads 10 are relieved of weight.
  • the housing component 2 carries only the print heads 10 as such.
  • the print heads 10 themselves are displaceably mounted on the transverse bracket 8 in the X and Y directions.
  • the print heads 10 can be positioned exactly in the printing position on the single-pass ink jet printer. A change in position of the print heads 10 as a result of a weight-related material deformation is below the tolerance limit. The position of the print heads 10 can be fixed and is stable in the micrometer range.
  • the weight of many components of the print head module 1 is transferred to the support frame 3 .
  • the support frame 3 is placed on the support means 20 in a counter bearing on the single-pass ink jet printer.
  • the main weight of the print head module 1 is absorbed by the corresponding support via the support means 20 .
  • mounting aids 30 are provided on the coupling module 6, to which a cable of a cable lifting system is mounted.
  • the clutch module 6 is Mechanically and in terms of connection technology, the cross member 17 of the support frame 3 is attached via a multi-coupling.
  • the coupling module 6 includes a first coupling part 31 which couples to a second coupling part 32 which is firmly connected to the cross member 17 .
  • the first coupling part 31 has a number of first connections 34 .
  • the second coupling part 32 includes second connections 35 that are complementary to this.
  • the first and second connections 34, 35 are in the form of equipment lines, control lines or electrical lines for the power supply.
  • the first coupling part 31 and the second coupling part 32 are mechanically coupled via a motor 36, for example by means of a screw connection, with the first connections 34 being connected to the second connections 35 at the same time.
  • equipment lines are coupled to one another in an equipment-tight manner.
  • Ink tanks 38 are also arranged on the coupling module 6 .
  • Next strain relief 40 are mounted for the appropriate cable bushings.
  • Bearing pieces 42 are mounted on the housing component 2 and in each case on its side walls 12 for positioning in an open bearing of the single-pass inkjet printer.
  • the bearing pieces 42 are designed, for example, as height-adjustable ball pivots.
  • the corresponding bearing elements on the single-pass inkjet printer are designed as bearing pans open at the top with a conical or spherical pan or with a prismatic pan.
  • catch means 43 are each mounted on the side walls 12 of the housing component 2 .
  • the catch means 43 are designed, for example, with a wedge shaft which, when the print head module 1 is lowered, engages with a catch wedge on the single-pass inkjet printer and is thereby oriented so that the print head module 1 with the respective bearing pieces 42 automatically moves into the bearing sockets when it is lowered of the open bearing and thereby reaches the desired and precisely aligned printing position.
  • a corresponding play of the housing component 2 relative to the support frame 3 is allowed via the correspondingly designed radial slide bearings 14 .
  • Variable positioning in the XY plane is also possible via a flat contact surface of the contact means 20 enabled on the single-pass inkjet printer. A fixing in the Y-direction takes place via the stop piece 44 when it is raised.
  • the stop piece 44 is designed as a ball pivot, which is aligned and fixed in a prismatic guide in the Y-direction when it is lowered.
  • the assembly aids 30 are in the form of cable fastening means 47 .
  • a height-adjustable bearing piece 42 and the catch means 43 attached to it are clearly visible.
  • the radial plain bearings 14 arranged on both side walls 12 of the housing component 2 each comprise a guide pin 50 which passes through an opening 51 in the respective side wall 12 .
  • the opening 51 is oversized here, so that an offset of the housing component 2 relative to the support frame 3 is also possible in the Y-Z plane, depending on the given play. It is also evident that the housing component 2 can be displaced linearly in the X-direction along the pendulum axis 5 in relation to the support frame 3 .
  • the flat support surface 49 can be seen on the support means 20 .
  • the crossbeam 17 of the support frame 3 is mounted between two side plates 53 extending in the Z-direction.
  • the guide pin 50 of the radial slide bearing 14 is screwed into each of the two side plates 53 .
  • a support bearing 56 is formed at the lower end of the side plates 53, with which the support frame 3 can be additionally supported on the housing component 2. This makes it possible to transfer part of the weight of the support frame 3 and the components accommodated therein to the housing component 2 and in particular to the crossbar 8 carrying the print heads. As a result, if necessary, the Printing position of the housing component 2 can be stabilized on the single-pass inkjet printer.
  • the support bearings 56 provided on both sides include a ball stud 57.
  • the ball stud 57 is mounted on the side plate 53.
  • the correspondingly complementary bearing element is given as a bearing socket, which is fastened on the inside of the corresponding side wall 12 of the housing component 2 in each case.
  • One of the support bearings 56 includes a ball or cone socket 61.
  • the other of the support bearings 56 includes a prism socket 62 as a complementary bearing element. While the ball or cone socket 61 defines an exact pivot point of the support frame 3 on the housing component 2, the prism socket 62 a length offset in the X-direction as a result of thermal cycling.
  • a single pass inkjet printer 65 is shown.
  • This includes a frame structure 66 to which the printhead module 1 accordingly 1 is filed.
  • the support means 20 are placed on the support arms 18 on a support 68 .
  • the support 68 here comprises a flat support surface 70 which is rotatably mounted in a ball joint 71 .
  • the bearing surface 70 of the bearing 68 is oriented in the ball joint 71 by the weight of the laid-down support frame 3, so that a flat bearing is always provided regardless of the angle of inclination of the print head module 1.
  • the bearing pieces 42 on the side walls of the housing component 2 are accommodated in the corresponding bearing pans of the open bearings 74 in a position-adjusted manner.
  • the respective catch means 43 are positioned on corresponding catch wedges.
  • the stop piece 44 on a side wall of the housing component 2 is defined as a stop surface 75 on the frame construction 66 .
  • the running direction L of a print medium can be seen.

Landscapes

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Druckkopfmodul für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker, welches ein Gehäusebauteil mit einem Querbügel umfasst, an dem eine Anzahl von Druckköpfen angeordnet ist, die zu mindestens einer Referenzposition lagejustiert sind. Die Erfindung betrifft weiter einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker mit einem derartigen Druckkopfmodul.
  • Während bei einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker die auf einem Schlitten montierten Druckköpfe in Querrichtung zeilenweise Tintentropfen auf das in Laufrichtung diskontinuierlich transportierte Medium sprühen, sind bei einem Single-Pass-Tintenstrahldrucker die Druckköpfe in Druckkopfmodulen der eingangs genannten Art in Querrichtung über die gesamte Breite des Druckmediums montiert. Das Druckmedium wird kontinuierlich in Laufrichtung bewegt. Während bei einem konventionellen Tintenstrahldrucker Druckgeschwindigkeiten bis zu 2 m pro Minute erreicht werden, lassen sich mit einem Single-Pass-Tintenstrahldrucker Druckgeschwindigkeiten bis über 50 m pro Minute erzielen. Zum Farbdruck sind bei einem Single-Pass-Tintenstrahldrucker mehrere Druckkopfmodule in Laufrichtung hintereinander montiert. Den Druckkopfmodulen ist dabei jeweils eine Grundfarbe, insbesondere Cyan, Magenta und Gelb sowie ggf. Schwarz, zugeordnet. Für besondere Druckeinsätze sind Druckkopfmodule mit einer Spezialfarbe hinzugefügt.
  • Ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker eignet sich insbesondere für den industriellen Einsatz, bei dem Mengenware bedruckt werden muss, und es somit auf einen hohen Durchsatz ankommt. Ebenso eignet sich ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker aufgrund der hohen Druckgeschwindigkeiten zum Bedrucken großflächiger Objekte. Ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker eignet sich daher insbesondere für Industrieanwendungen der Möbel- oder Keramikindustrie, wo Bodenbeläge, wie Laminate oder Keramikfliesen, Arbeitsplatten, Profilleisten oder dergleichen mit einem Dekor zu versehen sind. Dabei kommen verschiedenste Tinten zum Einsatz, die beispielsweise widerstandsfähig gegenüber einem späteren Schutzüberzug sind.
  • Gegenüber herkömmlichen Druckverfahren, wie beispielsweise Tiefdruck, kommt der Single-Pass-Tintenstrahldrucker gerade auch bei kleinen Losgrößen zum Einsatz, wo sich die Herstellung einer Druckwalze nicht lohnt. Ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker ermöglicht demgegenüber auch eine Individualisierung des Dekors sowie sogenannte unmögliche Dekore, die mit Walzen nicht erzielbar sind. Der Single-Pass-Tintenstrahldrucker ist nicht auf eine beständige Wiederholung eines Druckmusters oder Rapports beschränkt, wie dies bei einem Walzendruck der Fall ist.
  • Ein Druckkopfmodul für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker erreicht in Querrichtung und in der Höhe Abmessungen von mehr als 1 m, wobei eine Tendenz zu noch größeren Druckbreiten und damit zu einer weiteren Vergrößerung der Abmessungen vorherrscht. Die im Querbügel des Druckkopfmoduls zusammengefassten einzelnen Druckköpfe erreichen Breiten bis zu einigen 10 cm. Dabei sind Auflösungen bis zu 600 x 600 dpi (dots per inch) und mehr erreicht. Pro Druckkopf sind hierbei mehrere tausend Düsen enthalten. Im Druckkopfmodul sind demnach mehrere Druckköpfe angeordnet, die ihrerseits eine Vielzahl von Druckdüsen enthalten. Insbesondere erstreckt sich der Querbügel des Druckkopfmoduls über die gesamte Druckbreite bzw. über die gesamte Breite des Druckmediums.
  • Mit dem menschlichen Auge sind in einem Druckbild Lageabweichungen von wenigen Mikrometern (µm) sichtbar. Bei den oben genannten Auflösungen liegen die einzelnen Düsen eines Druckkopfes nur einige 10 µm auseinander. Die Größe eines Bild- bzw. Druckpunkts selbst bewegt sich im Bereich von 10 µm. Es wird ersichtlich, dass bei einem Single-Pass-Tintenstrahldrucker mit mehreren in Laufrichtung des Mediums hintereinander angeordneten Druckkopfmodulen eine Justierung der Druckköpfe im Mikrometerbereich notwendig wird, um ein qualitativ hochwertiges Druckbild zu erzeugen. Die Justierung eines Druckkopfmoduls in einem Single-Pass-Tintenstrahldrucker gestaltet sich daher aufwändig. Die Lage der Druckköpfe muss beispielsweise lichtmikroskopisch erfasst und manuell aufwendig eingestellt werden. So ist der Aufbau eines Single-Pass-Tintenstrahldruckers verhältnismäßig langwierig. Auch nach jedem Austausch eines Drucckopfmoduls muss eine Justierung durchgeführt werden. Dies führt zu einer unnötigen Verlängerung der Stillstandszeiten.
  • Aus der WO 2011/157281 A1 ist ein Druckkopfmodul der eingangs genannten Art bekannt. Dieses Druckkopfmodul weist an seinem Gehäuse ein Gehängeteil zu einer durch Schwerkraft ausgerichteten Aufhängung auf. Die am Gehäuse angeordneten Druckköpfe sind zu mindestens einer Referenzposition lagejustiert. Die über das Gehängeteil mögliche hängende Befestigung des Druckkopfmoduls erlaubt einen erleichterten Ein- und Ausbau in vertikaler Richtung. Zugleich ermöglicht die hängende Anordnung des Druckkopfmoduls eine Selbstausrichtung aufgrund der am Schwerpunkt angreifenden Schwerkraft. Beim Einsetzen des hängenden Druckkopfmoduls ist hierdurch bereits eine Grobpositionierung zu einer späteren gerätefesten Druckposition gegeben. Insbesondere erlaubt die hängende Befestigung eine Selbstjustierung des Druckkopfmoduls in die gerätefeste Druckposition, wozu beispielsweise am Single-Pass-Tintenstrahldrucker offene Lagerelemente vorgesehen sind, in die Lagerstücke des Druckkopfmoduls beim Einheben unter exakter Ausrichtung einsinken. Eine manuelle Nachjustage wird nicht notwendig. Über die zu einer Referenzposition lagejustierten Druckköpfe wird bei exakter Ausrichtung des Druckkopfmoduls eine ebenfalls exakte Ausrichtung der Druckköpfe gegenüber dem Single-Pass-Tintenstrahldrucker erzielt.
  • Aus US 2011/0149003 A1 ist ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker bekannt, bei dem eine als head retaining member bezeichnete und mehrere Druckkopfmodule tragende Rahmenkonstruktion verschwenkbar um die Achse einer Papiertransporttrommel (drum) gelagert ist. Zum Wechseln der Druckköpfe kann die Rahmenkonstruktion von einer Druckposition, in der die Rahmenkonstruktion über der Papiertransporttrommel angeordnet ist, in eine geneigte Position verschwenkt werden. Ausgehend von dieser geneigten Position wird die Rahmenkonstruktion dann mittels zweier Auszugschienen (draw-out shafts) in horizontaler Richtung von der Papiertransporttrommel weggefahren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine weitere Vergrößerung der Abmessungen des Druckkopfmoduls und damit der erreichbaren Druckbreite eines Single-Pass-Tintenstrahldruckers zu erzielen, und zwar ohne dass sich die Positioniergenauigkeit der Druckköpfe verringert.
  • Diese Aufgabe wird für ein Druckkopfmodul für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass ein Gehäusebauteil mit einem sich in X-Richtung erstreckenden Querbügel, an dem eine Anzahl von Druckköpfen angeordnet ist, die zu mindestens einer Referenzposition lagejustiert sind, und ein Tragrahmen mit Auflagemitteln zu einer Auflagerung des Tragrahmens umfasst sind, wobei das Gehäusebauteil um eine Pendelachse pendelnd an dem Tragrahmen montiert ist.
  • Die gestellte Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß durch einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker gelöst, der eine Rahmenkonstruktion und wenigstens ein Druckkopfmodul der vorgenannten Art umfasst, wobei der Tragrahmen des Druckkopfmoduls mittels der Auflagemittel auf wenigstens einem an der Rahmenkonstruktion angeordneten Auflager abgelegt ist.
  • Die Erfindung geht dabei in einem ersten Schritt davon aus, dass es bei einer Vergrößerung eines aus dem Stand der Technik bekannten Druckkopfmoduls aufgrund des wachsenden Eigengewichts zu unerwünschten Lageveränderungen der Druckköpfe kommt. Das Gehäuse des Druckkopfmoduls verändert unter einer Gewichtsbelastung seine Form. Bei einer Dimensionierung des Druckkopfmoduls über Breiten von 1 m in Querrichtung oder X-Richtung hinaus gestaltet sich die exakte Positionierung der Druckköpfe aufgrund der gegebenen Verformung schwierig.
  • In einem zweiten Schritt geht die Erfindung von der Überlegung aus, die Gewichtsbelastung auf das die Druckköpfe tragende Gehäusebauteil zu verringern, um hierdurch die Materialbelastungen durch Eigengewicht zu reduzieren. Eine Materialverstärkung im Druckkopfmodul zur Verbesserung seiner Formstabilität würde unerwünscht zu einer weiteren Gewichtszunahme führen, wodurch sich der konstruktive und materielle Aufwand seiner Lagerung erhöhen und das Handling des Druckkopfmoduls bei der Montage und Demontage erschweren würde.
  • Zur Verringerung der Gewichtsbelastung auf das die Druckköpfe tragende Gehäusebauteil sieht die Erfindung einen Tragrahmen vor, der mittels Auflagemittel an einem Auflager des Single-Pass-Tintenstrahldruckers abgelegt wird. Somit wird das Gewicht des Tragrahmens vom Auflager des Single-Pass-Tintenstrahldruckers aufgenommen. Das die Druckköpfe tragende Gehäusebauteil als solches ist am Tragrahmen pendelnd montiert. Dadurch ist weiter eine einfache Selbstausrichtung durch Schwerkraft beim Einheben in den Single-Pass-Tintenstrahldrucker gegeben. Der Tragrahmen bietet die Möglichkeit, schwere Bauteile des Druckkopfmoduls, wie beispielsweise die Steuerplatinen der Druccköpfe oder Versorgungsleitungen für Betriebsmittel, Leitungen für elektrische Energie, Steuerleitungen für Informationssignale, Leitungen oder Rohre für Luft oder elektrische Sicherungen usw. aufzunehmen. Das Gehäusebauteil wird von Gewicht entlastet. Auch bietet der Tragrahmen die Möglichkeit, Gewicht konstruktiv an vorbestimmten Positionen abzuleiten, und hierdurch die Belastung des die Druckköpfe tragenden Gehäusebauteils definiert zu gestalten. Mit anderen Worten sieht die Erfindung eine Aufteilung des Druckkopfmoduls in einen ablegbaren Tragrahmen und in ein pendelndes Gehäusebauteil vor, welches die Druckköpfe trägt.
  • Die Erfindung bietet damit den Vorteil, die Dimension des Druckkopfmoduls gerade in der Quer- oder X-Richtung zum Erzielen größerer Druckbreiten weiter zu erhöhen, wobei jedoch die Möglichkeit einer einfachen und präzisen Justierung der Druckköpfe erhalten bleibt. Ein Teil des Gewichts des Druckkopfmoduls wird über den Tragrahmen in das Auflager des Single-Pass-Tintenstrahldruckers abgeleitet. Eine eventuelle Materialverformung des die Druckköpfe tragenden Gehäusebauteils durch Eigengewicht ist auf ein Minimum reduziert.
  • Das Druckkopfmodul, insbesondere der die Druckköpfe tragende Querbügel, erstreckt sich bevorzugt über die gesamte Druckbreite bzw. über die gesamte Breite des Druckmediums. Mit der Erfindung werden Druckbreiten und damit Querdimensionierungen des Druckkopfmoduls bzw. des Querbügels von über 2 m erreicht. Zugleich ist eine weiterhin exakte Positionierbarkeit der Druckköpfe im Mikrometerbereich gegeben.
  • Zur weiteren Beschreibung wird ein orthogonales Koordinatensystem verwendet, wobei die drei Raumrichtungen mit X-, Y- und Z-Richtung bezeichnet sind. Die verwendeten Richtungsangaben beziehen sich auf den positiven Raumsektor. Befindet sich demnach entlang einer der Raumachsen ein Bauteil "oberhalb" eines anderen Bauteils, so ist sein entsprechender Achsabschnitt größer. Umgekehrt ist der Achsabschnitt eines Bauteils kleiner, sofern sich dieses "unterhalb" eines anderen Bauteils bezüglich der genannten Raumachse befindet.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung des Druckkopfmoduls befindet sich die Pendelachse in Z-Richtung oberhalb des die Druckköpfe aufnehmenden Querbügels des Gehäusebauteils. Mit anderen Worten "hängt" der Querbügel am Tragrahmen, so dass er sich bei einem vertikalen Einheben des Druckkopfmoduls durch Schwerkraft orientiert unterhalb der Pendelachse positioniert und gegenüber dem Tragrahmen um einen Neigungs- oder Polarwinkel geschwenkt werden kann. Dadurch sind in einfacher Weise durch Selbstjustierung beim Einheben auch geneigte gerätefeste Druckpositionen zu erzielen, die beispielsweise bei einem technisch gewünschten bogenförmigen Verlauf des Druckmediums notwendig sind.
  • Weiter vorteilhaft ist die Pendelachse parallel zur X-Richtung, also in einer zur Laufrichtung des Druckmediums senkrechten Querrichtung, ausgerichtet. Damit verläuft die Pendelachse parallel zur Hauptrichtung des Querbügels. Ein Pendeln des Querbügels um die Pendelachse führt dann nicht zu einer Änderung des Azimutwinkels. Eine azimuthale Verdrehung des Druckkopfmoduls bzw. des Querbügels ist beispielsweise über eine entsprechende Verlagerung des Tragrahmens im Auflager gegeben. Alternativ oder zusätzlich ist im Lager der Pendelachse bevorzugt ein geringes Spiel vorgesehen, um eine kleine azimuthale Verdrehung des Gehäusebauteils bzw. des Querbügels gegenüber dem Tragrahmen zu erlauben.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des Druckkopfmoduls sind die Auflagemittel des Tragrahmens in Z-Richtung oberhalb der Pendelachse angeordnet. Mit anderen Worten "hängt" der Tragrahmen und damit das an ihm pendelnde Gehäusebauteil an den Auflagemitteln. Das am Auflager des Single-Pass-Tintenstrahldruckers abgelegte Druckkopfmodul schwingt bei einer schwerkraftorientierten Ausrichtung nach unten. Hierdurch ist es neben einer einfachen Montage und Demontage in vertikaler Richtung möglich, das Druckkopfmodul als Ganzes am Auflager ohne weitere Hilfs- oder Befestigungsmittel abzulegen. Durch Schwerkraft verbleibt das abgelegte Druckkopfmodul aufgrund seines Eigengewichts stabil am Auflager abgelegt. Dazu ist zweckmäßigerweise der Massenschwerpunkt des Druckkopfmoduls bezüglich der Z-Richtung unterhalb der Auflagemittel des Tragrahmens angeordnet. Insbesondere ist dies gegebenenfalls zu berücksichtigen, sofern dem Tragrahmen weitere Module aufgesetzt werden.
  • Bevorzugt umfasst der Tragrahmen zwei in X-Richtung voneinander beabstandete Tragarme, wobei die Auflagemittel im Bereich der freien Enden der Tragarme angeordnet sind. Tragarme bieten die Möglichkeit, den Auflagepunkt des Tragrahmens konstruktiv zu verlagern. Beispielsweise sind die Tragarme in X-Richtung seitlich jeweils über den Querbügel hinaus verlängert. Hierdurch kann das Auflager am Single-Pass-Tintenstrahldrucker konstruktiv vom Gehäusebauteil beabstandet angeordnet werden, was wiederum vorteilhaft für eine gewünschte Selbstjustierung des Druckkopfmoduls und insbesondere des Gehäusebauteils beim Einheben in entsprechende Lagermittel des Single-Pass-Tintenstrahldruckers ist.
  • Zweckmäßigerweise umfasst der Tragrahmen einen sich in X-Richtung erstreckenden Querträger, der in Z-Richtung oberhalb der Pendelachse angeordnet ist. Über einen derartigen Querträger wird die mechanische Stabilität des Druckkopfmoduls erhöht. Dem Querträger sind gegebenenfalls weitere Module aufgesetzt. Die Gewicht tragenden Bauteile des Druckkopfmoduls sind am Querträger direkt oder über eine entsprechende Rahmenkonstruktion indirekt montiert.
  • Weiter vorteilhaft sind in Z-Richtung oberhalb des Massenschwerpunkts des Druckkopfmoduls Montagehilfsmittel zu einem durch Schwerkraft frei orientierten Ein- und Ausheben in vertikaler Richtung angeordnet. Über solche Montagehilfsmittel wird das Druckkopfmodul im Wesentlichen entsprechend der zu erreichenden gerätefesten Druckposition mittels Schwerkraft selbsttätig ausgerichtet. Während der Montage findet durch die entsprechenden Lagermittel des Single-Pass-Tintenstrahldruckers eine Feinjustierung im Sinne einer Abweichung von der schwerkraftorientierten Ausrichtung des Druckkopfmoduls, wie beispielsweise eine Neigung oder eine azimuthale Verdrehung, aber auch ein Versatz in die X- oder Y-Richtung statt, da das Druckkopfmodul frei beweglich aufgehängt eingehoben wird. Insbesondere sind die Montagehilfsmittel als Seilbefestigungsmittel ausgebildet, wobei die Montage und Demontage des Druckkopfmoduls in vertikaler Richtung mittels eines Seilhebesystems bewerkstelligt wird.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung des Druckkopfmoduls ist dem Tragrahmen in Z-Richtung ein Kupplungsmodul aufgesetzt, das ein erstes Kupplungsteil mit einer Mehrzahl von ersten Anschlüssen wenigstens zur Zufuhr von Betriebsmitteln und zur Bereitstellung von elektrischer Energie umfasst, wobei der Tragrahmen ein zweites Kupplungsteil mit einer Mehrzahl von zu den ersten Anschlüssen komplementären zweiten Anschlüssen umfasst, und wobei das erste Kupplungsteil und das zweite Kupplungsteil unter Verbindungsherstellung zwischen den ersten Anschlüssen und den zweiten Anschlüssen mechanisch miteinander ent- und verkuppelbar sind. Mit anderen Worten erfolgt die Ankopplung des Kupplungsmoduls an das Druckkopfmodul über eine Multikupplung, die sowohl verschiedene Anschlüsse für Betriebsmittel, Strom, Steuersignale etc. bei Kupplung verbindet, als auch eine mechanische Verbindung herstellt. Beispielsweise wird die mechanische Verbindung der Kupplungsteile über eine Schraubverbindung hergestellt. Bei Annäherung der beiden Kupplungsteile erfolgt auch die Kopplung der ersten und zweiten Anschlüsse. Umgekehrt erfolgt die Entkupplung durch Lösen der Schraubverbindung, wobei die komplementären Anschlüsse sich voneinander entfernen. Bevorzugt ist die Schraubverbindung insbesondere motorbetrieben ausgestaltet. Bevorzugt sind Sicherungsmittel umfasst, die ein unbeabsichtigtes Öffnen der gekuppelten Teile verhindern.
  • Das Vorsehen eines Kupplungsmoduls, welches mittels einer Multikupplung mechanisch und verbindungstechnisch mit dem Druckkopfmodul bzw. seinem Tragrahmen verbunden wird, bietet mehrere Vorteile. Beispielsweise ist hierdurch ein vereinfachter Anschluss des Druckkopfmoduls an die Steuer- und Versorgungsleitungen möglich. Über ein einziges zentrales Modul erfolgen somit die Ansteuerung und die Versorgung der Vielzahl von Druckköpfen. Zum anderen wird hierdurch auch die Last von zugeführten Steuer- und Versorgungsleitungen über den Tragrahmen ohne Belastung des die Druckköpfe tragenden Gehäusebauteils abgeleitet. Besonders bevorzugt wird das Kupplungsmodul durch Vorratsbehälter, wie z.B. Tintentanks, ergänzt. Auch deren Gewicht wirkt nicht auf das die Druckköpfe tragende Gehäusebauteil. Weiter erlaubt das Kupplungsmodul über die Multikupplung eine einfache Ent- und Verkupplung des Druckkopfmoduls, was hinsichtlich Reparatur- und Wartungsarbeiten sinnvoll ist. Bei abgenommenem Kupplungsmodul ist eine leichtere Zugänglichkeit des Druckkopfmoduls gegeben. Insgesamt wird somit das Druckkopfmodul wartungs- und reparaturfreundlicher. Zudem kann es leichter ein- und ausgebaut werden.
  • Zweckmäßigerweise ist das Kupplungsmodul dem Querträger des Tragrahmens aufgesetzt. Dabei sind vorteilhafterweise die Montagehilfsmittel am Kupplungsmodul angeordnet. Das Gewicht des Kupplungsmoduls wird unmittelbar über den Querträger vom Tragrahmen aufgenommen. Über das Kupplungsmodul ist das Druckkopfmodul in den Single-Pass-Tintenstrahldrucker sowohl ein- als auch aushebbar. Über die Multikupplung wird das Druckkopfmodul sowohl leicht aufnehmbar als auch absetzbar.
  • In einer weiteren sinnvollen Ausgestaltung des Druckkopfmoduls umfasst das Gehäusebauteil zwei sich in Z-Richtung erstreckende Seitenwangen, die mit dem Querbügel verbunden sind, wobei der Tragrahmen zwischen den Seitenwangen angeordnet ist. Mit anderen Worten erhält das Gehäusebauteil hierdurch insgesamt eine Bügel- oder U-Form, wobei die Schenkel durch die Seitenwangen gebildet sind. Die Pendelachse ist insbesondere durch jeweils ein Drehlager an den freien Enden der Seitenwangen definiert, wobei die Pendelachse die Seitenwangen jeweils am Drehlager durchsticht.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das oder jedes Drehlager als ein radiales Gleitlager ausgebildet. Ein radiales Gleitlager erlaubt einen Versatz des die Druccköpfe tragenden Querbügels des pendelnden Gehäusebauteils gegenüber dem Tragrahmen entlang der Pendelachse. Dies erleichtert die Feinpositionierung des Druckkopfmoduls während der Montage.
  • Besonders bevorzugt ist das oder jedes radiale Gleitlager durch einen sich in X-Richtung erstreckenden Führungsbolzen gebildet, der durch eine Öffnung mit Übermaß geführt ist. Hierdurch wird dem die Druckköpfe tragenden Querbügel des Gehäusebauteils gegenüber dem Tragrahmen zusätzliche Freiheitsgrade in X- und Y-Richtung eingeräumt. Soll in einer der beiden Richtungen aus Gründen einer eindeutigen Festlegung der räumlichen Lage des Gehäusebauteils der Bewegungsspielraum zusätzlich beschränkt werden, so erfolgt dies durch eine entsprechende Verringerung des Spiels zwischen der Öffnung und dem Führungsbolzen. Insbesondere ist bevorzugt eine Öffnung als ein Langloch ausgeführt, wobei die Spielfreiheit beispielsweise in Y-Richtung eingeschränkt ist. Ist im Falle zweier derartiger Gleitlager eine Öffnung als Langloch mit einer Ausrichtung in Z-Richtung und die andere Öffnung als Rundbohrung mit Übermaß ausgeführt, so ist eine azimuthale Drehung des Gehäusebauteils gegenüber dem Tragrahmen ermöglicht, wobei jedoch der Drehpunkt durch das eine Gleitlager mit Langloch festgelegt ist.
  • Zeckmäßigerweise ist der Führungsbolzen des oder jedes radialen Gleitlagers am Tragrahmen montiert, welcher in einer Öffnung am Gehäusebauteil, insbesondere in einer Seitenwange, geführt ist. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine einfache Montage des Gehäusebauteils am Tragrahmen. Dazu ist beispielsweise der Führungsbolzen als eine Führungsschraube ausgebildet.
  • Weiter bevorzugt ist am Querbügel und an den Seitenwangen des Gehäusebauteils beidseits jeweils eine Seitenwand montiert. Über die Seitenwand wird das Gehäusebauteil mechanisch stabilisiert. Auch können sich im Gehäusebauteil enthaltene innere Bauteile gegen die Seitenwand abstützen, wohingegen bei einer offenen Ausführung eine Verlagerung derartiger Bauteile zu einem unerwünschten Verdrehen des die Druckköpfe tragenden Querbügels führen kann.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Auflagemittel des Tragrahmens jeweils eine sich in der X-Y-Ebene erstreckende plane Auflagefläche. Eine derartige Auflagefläche ermöglicht bei fester Z-Position eine in der X-Y-Ebene variable Ablage des Tragrahmens und damit des Druckkopfmoduls. Die Ablageposition des Tragrahmens in der X-Y-Ebene resultiert hierbei durch die selbsttätige Feinjustierung beim Absenken des Druckkopfmoduls mittels der am Single-Pass-Tintenstrahldrucker entsprechend vorgesehenen Gegenlager oder Fangmittel.
  • Vorteilhafterweise ist zu einer Abstützung des Tragrahmens am Gehäusebauteil in Y-Richtung wenigstens ein Stützlager zusätzlich umfasst. Über ein derartiges Stützlager wird bedarfsgerecht ein Gewichtsanteil des Tragrahmens in das Gehäusebauteil abgeleitet. Hierdurch wird gegebenenfalls die eingenommene und gewünschte Position des die Druckköpfe tragenden Querbügels im Betrieb des Single-Pass-Tintenstrahldruckers stabilisiert. Das Stützlager ist insbesondere so ausgeführt, dass es bei einem Versatz in Z-Richtung beim Ausheben des Drucckopfmoduls die Bewegungsfreiheit in Y-Richtung vergrößert, und somit in der ausgehobenen Position des Druckkopfmoduls die Pendelbewegung bzw. eine Neigung des Gehäusebauteils gegenüber dem Tragrahmen um den Polarwinkel zulässt. Im eingehobenen Zustand ist das Stützlager dann bevorzugt so ausgestaltet, dass es die Freiheitsgrade in Z-Richtung und in Y-Richtung beschränkt. Insbesondere ist als Stützlager ein Kugelzapfenlager vorgesehen. Bevorzugt sind zwei Stützlager vorgesehen, die in X-Richtung voneinander beabstandet sind. Zweckmäßig ist dazu bezüglich der X-Richtung als Lagerkombination eine Fest-Los-Lagerung oder eine Los-Los-Lagerung eingesetzt. Bevorzugt ist hierbei eines der Stützlager als ein Festlager und das andere der Stützlager als ein Festlager ausgebildet ist. Bevorzugt ist dabei das Festlager als Kugelzapfenlager mit einer Kegel- oder Kugelpfanne ausgebildet. Das Loslager ist vorteilhaft als ein Prismenschublager, insbesondere ebenfalls als Kugelzapfenlager ausgebildet. Dabei ist eine in X-Richtung verlaufende Prismenpfanne vorgesehen. Eine derartige Ausgestaltung erlaubt es, einen beispielsweise als Folge einer Temperaturwechselbeanspruchung entstehenden Längenversatz des Querbügelauflagers in X-Richtung aufzunehmen. *
  • Vorteilhafterweise sind am Gehäusebauteil des Druckkopfmoduls wenigstens zwei in X-Richtung beabstandete Lagerstücke angeordnet, die jeweils zu einer selbstjustierenden Positionierung in einem offenen Lager ausgebildet sind. Insbesondere dann, wenn weiter bevorzugt am Gehäusebauteil Fangmittel zu einer Grobpositionierung in Bezug auf den Lagersitz der der Lagerstücke angeordnet sind, sind die insbesondere in Vertikalrichtung selbstjustierenden Lager nicht kompliziert aufgebaut. Es ist lediglich notwendig, dass die das Lager realisierenden beiden Lagerelemente beim allmählichen Einbringen des Druckkopfmoduls in insbesondere schwerkraftorientierter vertikaler Ausrichtung selbsttätig zueinander finden, wodurch letztlich die endgültige Druckposition festgelegt wird. Geeignete Lagerstücke sind zum Zusammenwirken mit beispielsweise einem Pfannen-, Schneiden- oder Spitzenlager ausgebildet. Die Lagerstücke sind insofern insbesondere konisch, kegelig, kantig, spitz oder kugelig ausgeführt.
  • In einer weiter bevorzugten Ausgestaltung sind die Lagerstücke höhenverstellbar am Gehäusebauteil montiert. Auf diese Weise können fertigungsbedingte Maßtoleranzen ausgeglichen oder die Druckköpfe zur Druckposition in der Höhe bzw. in Z-Richtung justiert werden.
  • In einer bevorzugten Ausgestaltung ist eines der Lagerstücke zur Positionierung in einem Fest- und das andere der Lagerstücke zur Positionierung in einem Loslager in X-Richtung bzw. Querrichtung ausgebildet. Über das Loslager wird wiederum beispielsweise eine Ausdehnung des Druckkopfmoduls in Querrichtung abgefangen. In einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist jeweils das Festlager als ein Kugelzapfenlager ausgebildet und das Loslager durch eine Prismenschubführung in Querrichtung gegeben. Dazu sind die Lagerstücke bevorzugt jeweils als Kugelzapfen ausgebildet. Das Festlager ist dann vorteilhaft zu einer punktförmigen Drehlagerung mit einer Kegelpfanne ausgestattet, in die das Kugelende des Zapfens beim vertikalen Einbringen des Druckkopfmoduls aufgenommen und positioniert wird. Die Prismenschubführung ist insbesondere ebenfalls als ein Kugelzapfenlager ausgestaltet, wobei allerdings die Pfanne mit einem prismenförmigen Querschnitt entlang der Querrichtung ausgestaltet ist. Die Prismenschubführung legt dann die parallele Position des Druckkopfmoduls zur Querrichtung fest. In Querrichtung selbst ist als ein Freiheitsgrad noch ein Linearversatz gegeben.
  • Weiter bevorzugt ist am Druckkopfmodul ein Anschlagstück zum Anschlagen einer Anschlagfläche angeordnet. Ein solches Anschlagstück richtet insbesondere die Neigung des Druckkopfmoduls um den Polarwinkel aus, wenn das Drucckopfmodul vertikal eingehoben wird.
  • Besonders vorteilhaft umfasst das Anschlagstück einen sich in Querrichtung bzw. X-Richtung erstreckenden Kugelzapfen. Bei einer Bewegung des hängenden Druckkopfmoduls in die Druckposition gelangt der Kugelzapfen allmählich in Kontakt mit einer gerätefesten Anschlagfläche, die den Kugelzapfen in Y-Richtung bzw. Laufrichtung des Druckmediums endgültig positioniert. Ein Kugelzapfen erlaubt zusammen mit einer beispielsweise balligen Anschlagfläche unabhängig von der vertikalen Höhe einen definierten Anschlag. In der endgültigen Druckposition ist das jeweilige Druckkopfmodul dann beispielsweise durch die beiden offenen Lager, nämlich einem Kugelzapfenlager als Festlager und einer Prismenschubführung als Loslager sowie durch das der Anschlagfläche angelehnte Anschlagstück exakt festgelegt. Durch das angelehnte Anschlagstück ist der Neigungsoder Polarwinkel festgelegt. Die entsprechende Führung übernimmt das Anschlagstück im Zusammenspiel mit der gerätefesten vertikalen Anschlagfläche.
  • Durch die Festlegung der Lage der Druckköpfe zu mindestens einer Referenzposition sind diese bei Erreichen der Druckposition des Druckkopfmoduls bis auf nicht vermeidbare Maßtoleranzen stets identisch ausgerichtet. Mit anderen Worten weist jedes Druckkopfmodul bezüglich mindestens einer Referenzposition stets dieselbe Lageausrichtung ihrer jeweiligen Druckköpfe auf. Hierdurch wird ein einfacher Austausch des Druckkopfmoduls erreicht. Die Lage der Druckköpfe des ausgetauschten und eines neu eingesetzten Druckkopfmoduls sind bezüglich der Geräteseite identisch.
  • Durch diese Maßnahme entfällt ein aufwändiges Neujustieren eines eingesetzten Druckkopfmoduls. Die Druckköpfe sind nach dem einfachen Einsetzen des Drucckopfmoduls bereits bis auf Maßtoleranzen justiert. Lediglich bei einem Neuaufbau des Single-Pass-Tintenstrahldruckers müssen aufgrund von Fertigungstoleranzen zunächst die Druckkopfmodule geräteseitig in den jeweiligen Lagerstellen ausgerichtet werden. Durch die identische Vorpositionierung der Druckköpfe aller Druckkopfmodule gestaltet sich aber auch dies vor Ort einfach.
  • Zum Zwecke der Lagejustierung der Druckköpfe sind diese im Druckkopfmodul beispielsweise in X- und in Y-Richtung verschiebbar montiert. In einem geeigneten Werkzeug wird zur Lagejustierung das Druckkopfmodul vor seiner Auslieferung in eine mit der späteren Druckposition vergleichbare Montageposition gebracht. Anschließend werden die einzelnen Druckköpfe beispielsweise lichtmikroskopisch im Mikrometerbereich zu einer Referenzposition lagejustiert.
  • Bevorzugt sind die Druckköpfe jeweils zu den Lagerstücken, beispielsweise den Kugelzapfen, lagejustiert. Dazu werden die Druckkopfmodule vor Auslieferung in das entsprechende Werkstück entsprechend der späteren Druckposition eingebracht. Dieses Werkzeug weist die identischen Lager wie der spätere Single-Pass-Tintenstrahldrucker auf. Die Druckköpfe werden insbesondere parallelisiert sowie in X- und in Y-Richtung ausgerichtet.
  • Der das Druckkopfmodul aufnehmende Single-Pass-Tintenstrahldrucker weist bevorzugt ein Auflager zur Gegenlagerung des Tragrahmens auf, welches eine ebene Auflagefläche umfasst, die sich über ein Kugelgelenk abstützt. Mit einem insbesondere frei beweglichen Kugelgelenk richtet sich die Auflagefläche des Auflagers bei Ablage des Druckkopfmoduls selbsttätig parallel zur Auflagefläche der Auflagemittel des Tragrahmens aus. Mithin erfolgt hierdurch selbsttätig eine stabile, weil flächige Ablage des Druckkopfmoduls am Single-Pass-Tintenstrahldrucker. Durch die Ausrichtung des Kugelgelenks resultiert eine flächige Auflage insbesondere auch dann, wenn das Druckkopfmodul in der Druckposition bei einem bogenförmig geführten Druckmedium einen Neigungswinkel aufweist.
  • Bevorzugt sind - sofern vorgesehen - die wenigstens zwei in X-Richtung beabstandeten Lagerstücke des Gehäusebauteils des wenigstens einen Druckkopfmoduls in jeweils einem an der Rahmenkonstruktion des Single-Pass-Tintenstrahldruckers angeordneten offenen Lager positioniert. Die hieraus resultierenden entsprechenden Vorteile einer einfachen Selbstjustierung sind vorstehend bereits erläutert.
  • Zweckmäßigerweise liegt das Anschlagstück des Gehäusebauteils des wenigstens einen Druckkopfmoduls einer an der Rahmenkonstruktion des Single-Pass-Tintenstrahldruckers angeordneten Anschlagfläche an. Hierdurch erfolgt, wie vorbeschrieben, eine exakte und reproduzierbare Ausrichtung des Druckkopfmoduls.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen:
    • Fig. 1
    in einer teilweise aufgebrochenen dreidimensionalen Darstellung ein Druckkopfmodul für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker mit einem Tragrahmen, mit einem daran pendelnd montierten Gehäusebauteil mit Druckköpfen und mit einem dem Tragrahmen aufgesetzten Kupplungsmodul,
    Fig. 2
    das Druckkopfmodul nach Fig. 1 in einer vergrößerten Detailansicht,
    Fig. 3
    den Tragrahmen des Druckkopfmoduls nach Fig. 1 in einer vergrößerten Detailansicht und
    Fig. 4
    im Ausschnitt einen Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopfmodul nach Fig. 1, welches in einer gerätefesten Druckposition abgelegt ist.
  • In Fig. 1 ist in dreidimensionaler und in teilweise aufgebrochener Darstellung ein Druckkopfmodul 1 für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker gezeigt. Das Drucckopfmodul 1 umfasst ein Gehäusebauteil 2, welches pendelnd an einemTragrahmen 3 montiert ist. Die entsprechende Pendelachse 5 ist eingezeichnet. Dem Tragrahmen 3 ist weiter ein Kupplungsmodul 6 aufgesetzt.
  • Das um die Pendelachse 5 pendelnd am Tragrahmen 3 montierte Gehäusebauteil 2 umfasst einen sich in X-Richtung erstreckenden Querbügel 8, entlang dem eine Mehrzahl von zueinander lagejustierten Druckköpfen 10 montiert ist. Der Querbügel 8 ist zwischen zwei sich jeweils in Z-Richtung erstreckenden Seitenwangen 12 befestigt. Am Querbügel 8 und an den Seitenwangen 12 ist beidseitig jeweils eine Seitenwand 13 montiert. Die Seitenwand 13 stabilisiert das Gehäusebauteil 2 mechanisch. Auch verhindert sie eine unerwünschte Verlagerung von im Inneren des Druckkopfmoduls 1 aufgenommenen Komponenten.
  • Die Pendelachse 5 ist durch zwei jeweils an den oberen Enden der Seitenwangen 12 befindliche radiale Gleitlager 14 definiert. Das Gehäusebauteil 2 ist um die Pendelachse 5 gegenüber dem Tragrahmen 3 verschwenkbar. Auch ist entlang der X-Richtung ein Linearversatz des Gehäusebauteils2 gegenüber dem Tragrahmen 3 ermöglicht.
  • Der Tragrahmen 3 umfasst einen sich ebenfalls in X-Richtung erstreckenden Querträger 17, an dem beidseits sich in X-Richtung über das Gehäusebauteil 2 hinaus erstreckende Tragarme 18 montiert sind. An den freien Enden der Tragarme 18 sind jeweils Auflagemittel 20 zu einer Gegenlagerung bzw. Ablage auf einem entsprechenden gerätefesten Auflager des Single-Pass-Tintenstrahldruckers ausgebildet.
  • Die Pendelachse 5 sowie die Auflagemittel 20 sind in Z-Richtung oberhalb des Massenschwerpunkts S des Druckkopfmoduls 1 angeordnet. Ebenfalls ist die Pendelachse 5 oberhalb des die Druckköpfe 10 tragenden Querbügels 8 definiert. Mit anderen Worten hängt bei einer schwerkraftorientierten Ausrichtung der Querbügel 8 unterhalb des Tragrahmens 2 bzw. unterhalb des Querträgers 17. Auch hängt das Druckkopfmodul 1 als solches mit Tragrahmen 3 und Gehäusebauteil 2 unterhalb der Auflagemittel 20. Das an den Auflagemitteln 2 abgelegte Drucckopfmodul 1 ist insofern durch Schwerkraft bereits entsprechend einer vorgesehenen gerätefesten Druckposition ausgerichtet und kann insofern leicht aus dem Single-Pass-Tintenstrahldrucker ein- und ausgehoben werden.
  • Der Querbügel 8 mit den darin angeordneten Druckköpfen 10 erstreckt sich über die gesamte Druckbreite bzw. über die gesamte Breite eines Druckmediums. Der Querbügel 8 hat beispielsweise eine Länge von 2,5 m.
  • Am Tragrahmen 3 sind über eine entsprechende Rahmenkonstruktion die entsprechenden Versorgungs- und Antriebseinheiten 23 für die Druckköpfe 10, Betriebs- und Versorgungsleitungen 24, Kabelbündel 25 für Versorgungs- und Steuerleitungen, elektrische Sicherungen 26 sowie die Steuerplatinen 27 für die Druckköpfe 10 montiert. Hierdurch wird das Gehäusebauteil 2 und somit insbesondere der die Druckköpfe 10 tragende Querbügel 8 von Gewicht entlastet. Das Gehäusebauteil 2 trägt lediglich die Druckköpfe 10 als solche. Die Druckköpfe 10 selbst sind in X- und in Y-Richtung am Querbügel 8 verschiebbar montiert.
  • Durch die Gewichtsentlastung des die Druckköpfe 10 tragenden Gehäusebauteils 2 ist eine Dimensionsvergrößerung des Druckkopfmoduls 1 möglich. In der Druckposition am Single-Pass-Tintenstrahldrucker sind die Druckköpfe 10 exakt positionierbar. Eine Lageveränderung der Druckköpfe 10 infolge einer gewichtsbedingten Materialverformung ist unterhalb der Toleranzgrenze. Die Position der Druckköpfe 10 ist im Mikrometerbereich festlegbar und stabil. Das Gewicht vieler Komponenten des Druckkopfmoduls 1 ist auf den Tragrahmen 3 übertragen. Der Tragrahmen 3 ist über die Auflagemittel 20 einem Gegenlager am Single-Pass-Tintenstrahldrucker abgelegt. Das Hauptgewicht des Druckkopfmoduls 1 wird über die Auflagemittel 20 vom entsprechenden Auflager aufgenommen.
  • Zum Ein- und Ausheben des Druckkopfmoduls 1 in vertikaler und schwerkraftorientierter Ausrichtung sind am Kupplungsmodul 6 Montagehilfsmittel 30 vorgesehen, an die ein Seil eines Seilhebesystems montiert ist. Das Kupplungsmodul 6 ist über eine Multikupplung mechanisch und verbindungstechnisch dem Querträger 17 des Tragrahmens 3 aufgesetzt. Dazu umfasst das Kupplungsmodul 6 ein erstes Kupplungsteil 31, welches mit einem zweiten Kupplungsteil 32 koppelt, das mit dem Querträger 17 fest verbunden ist.
  • Das erste Kupplungsteil 31 weist eine Anzahl erster Anschlüsse 34 auf. Entsprechend sind vom zweiten Kupplungsteil 32 hierzu komplementäre zweite Anschlüsse 35 umfasst. Die ersten und zweiten Anschlüsse 34,35 sind als Betriebsmittelleitungen, als Steuerleitungen oder als elektrische Leitungen zur Energieversorgung ausgebildet. Über einen Motor 36 erfolgt beispielsweise mittels einer Schraubverbindung eine mechanische Kopplung des ersten Kupplungsteils31 und des zweiten Kupplungsteils 32, wobei zugleich die ersten Anschlüsse 34 mit den zweiten Anschlüssen 35 verbunden werden. Insbesondere werden hierbei Betriebsmittelleitungen betriebsmitteldicht miteinander gekoppelt. Auf dem Kupplungsmodul 6 sind weiter Tintentanks 38 angeordnet. Weiter sind Zugentlastungen 40 für die entsprechenden Kabeldurchführungen montiert.
  • Am Gehäusebauteil 2 und dabei jeweils an dessen Seitenwangen 12 sind Lagerstücke 42 zu einer Positionierung in einem offenen Lager des Single-Pass-Tintenstrahldruckers montiert. Die Lagerstücke 42 sind beispielsweise als höhenverstellbare Kugelzapfen ausgebildet. Die entsprechenden Lagerelemente am Single-Pass-Tintenstrahldrucker sind als nach oben offene Lagerpfannen mit einer Kegel- oder Kugelpfanne oder mit einer Prismenpfanne ausgebildet. Zusätzlich sind Fangmittel 43 jeweils an den Seitenwangen 12 des Gehäusebauteils 2 montiert. Die Fangmittel 43 sind beispielsweise mit einem Keilschacht ausgebildet, der beim Absenken des Druckkopfmoduls 1 mit einem Fangkeil am Single-Pass-Tintenstrahldrucker in Eingriff gerät und hierdurch orientiert wird, so dass sich das Druckkopfmodul 1 mit den jeweiligen Lagerstücken 42 selbsttätig beim Absenken in die Lagerpfannen der offenen Lager absetzt und dabei die gewünschte und exakt ausgerichtete Druckposition erreicht. Dazu ist über die entsprechend ausgestalteten radialen Gleitlager 14 ein entsprechendes Spiel des Gehäusebauteils 2 gegenüber dem Tragrahmen 3 erlaubt. Auch ist über eine flächige Auflagefläche der Auflagemittel 20 eine in der X-Y-Ebene variable Positionierung am Single-Pass-Tintenstrahldrucker ermöglicht. Über das Anschlagstück 44 erfolgt beim Einheben eine Festlegung in Y-Richtung.
  • Aus Fig. 2 werden in einer vergrößerten Detailansicht des Druckkopfmoduls 1 gemäß Fig. 1 Einzelheiten der Lagerung ersichtlich. Das Anschlagstück 44 ist als ein Kugelzapfen ausgebildet, der beim Absenken in einer Prismenführung in der Y-Richtung ausgerichtet und fixiert wird. Die Montagehilfsmittel 30 sind als Seilbefestigungsmittel 47 ausgebildet. Deutlich erkennbar ist ein höhenverstellbares Lagerstück 42 sowie die daran befestigten Fangmittel 43.
  • Die an beiden Seitenwangen 12 des Gehäusebauteils 2 angeordneten radialen Gleitlager 14 umfassen jeweils einen Führungsbolzen 50, der eine Öffnung 51 in der jeweiligen Seitenwange 12 durchsetzt. Die Öffnung 51 weist hierbei ein Übermaß auf, so dass entsprechend dem gegebenen Spiel ein Versatz des Gehäusebauteils 2 gegenüber dem Tragrahmen 3 auch in der Y-Z-Ebene möglich ist. Ebenfalls wird ersichtlich, dass das Gehäusebauteil 2 entlang der X-Richtung entlang der Pendelachse 5 gegenüber dem Tragrahmen 3 linear versetzt werden kann. An den Auflagemitteln 20 ist die ebene Auflagefläche 49 erkennbar.
  • Aus Fig.3 wird der im Gehäusebauteil 2 aufgenommene Tragrahmen 3 des Druckkopfmoduls 1 nach Fig. 1 ersichtlich. Wie in Fig. 2 ist die ebene Auflagefläche 49 an den Auflagemitteln 20 ersichtlich. Im Inneren des Tragrahmens 3 sind die Steuerplatinen 27 sowie Betriebsmittelleitungen 24 aufgenommen.
  • Der Querträger 17 des Tragrahmens 3 ist zwischen zwei sich in Z-Richtung erstreckenden Seitenblechen 53 montiert. An den beiden Seitenblechen 53 ist jeweils der Führungsbolzen 50 des radialen Gleitlagers 14 eingeschraubt. Am unteren Ende der Seitenbleche 53 ist ein Stützlager 56 gebildet, mit dem der Tragrahmen 3 zusätzlich am Gehäusebauteil 2 abgestützt werden kann. Hierdurch ist es möglich, ein Teilgewicht des Tragrahmens 3 und der darin aufgenommenen Komponenten auf das Gehäusebauteil 2 und insbesondere auf den die Druckköpfe tragenden Querbügel 8 zu übertragen. Dadurch kann gegebenenfalls die Druckposition des Gehäusebauteils 2 am Single-Pass-Tintenstrahldrucker stabilisiert werden.
  • Die auf beiden Seiten vorgesehenen Stützlager 56 umfassen einen Kugelzapfen 57. Der Kugelzapfen 57 ist am Seitenblech 53 montiert. Das entsprechend komplementäre Lagerelement ist als eine Lagerpfanne gegeben, die jeweils auf der Innenseite der entsprechenden Seitenwange 12 des Gehäusebauteils 2 befestigt ist.
  • Eines der Stützlager 56 umfasst eine Kugel- bzw. Kegelpfanne 61. Das andere der Stützlager 56 umfasst als komplementäres Lagerelement eine Prismenpfanne 62. Während die Kugel- bzw. Kegelpfanne 61 einen exakten Drehpunkt des Tragrahmens 3 am Gehäusebauteil 2 definiert, wird über die Prismenpfanne 62 in X-Richtung ein Längenversatz infolge einer Temperaturwechselbeanspruchung aufgenommen.
  • In Fig. 4 ist ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker 65 gezeigt. Dieser umfasst eine Rahmenkonstruktion 66, an der das Druckkopfmodul 1 entsprechend Fig. 1 abgelegt ist. So sind insbesondere die Auflagemittel 20 an den Tragarmen 18 auf einem Auflager 68 abgelegt. Das Auflager 68 umfasst hierbei eine ebene Auflagefläche 70, die in einem Kugelgelenk 71 drehbeweglich montiert ist. Durch das Gewicht des abgelegten Tragrahmens 3 orientiert sich die Auflagefläche 70 des Auflagers 68 im Kugelgelenk 71, so dass unabhängig von einem Neigungswinkel des Druckkopfmoduls 1 stets eine flächige Auflage gegeben ist.
  • Die Lagerstücke 42 an den Seitenwangen des Gehäusebauteils 2 sind lagejustiert in entsprechenden Lagerpfannen der offenen Lager 74 aufgenommen. Die jeweiligen Fangmittel 43 sind an entsprechenden Fangkeilen positioniert.
  • Das Anschlagstück 44 an einer Seitenwange des Gehäusebauteils 2 ist zu einer Anschlagfläche 75 an der Rahmenkonstruktion 66 definiert. Die Laufrichtung L eines Druckmediums wird ersichtlich.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Druckkopfmodul
    2
    Gehäusebauteil
    3
    Tragrahmen
    5
    Pendelachse
    6
    Kupplungsmodul
    8
    Querbügel
    10
    Druckköpfe
    12
    Seitenwange
    13
    Seitenwand
    14
    radiales Gleitlager
    17
    Querträger
    18
    Tragarm
    20
    Auflagemittel
    23
    Versorgungs- und Antriebseinheit
    24
    Betriebsmittelleitung
    25
    Kabelbündel
    26
    Sicherungen
    27
    Steuerplatinen
    30
    Montagehilfsmittel
    31
    erstes Kupplungsteil
    32
    zweites Kupplungsteil
    34
    erste Anschlüsse
    35
    zweite Anschlüsse
    36
    Motor
    38
    Tintentank
    40
    Zugentlastung
    42
    Lagerstück
    43
    Fangmittel
    44
    Anschlagstück
    47
    Seilbefestigungsmittel
    49
    Auflagefläche
    50
    Führungsbolzen
    51
    Öffnung
    53
    Seitenblech
    56
    Stützlager
    57
    Kugelzapfen
    61
    Kugelpfanne
    62
    Prismenpfanne
    65
    Single-Pass-Tintenstrahldrucker
    66
    Rahmenkonstruktion
    68
    Auflager
    70
    Auflagefläche
    71
    Kugelgelenk
    74
    offenes Lager
    75
    Anschlagfläche
    L
    Laufrichtung
    S
    Massenschwerpunkt

Claims (15)

  1. Druckkopfmodul (1) für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65), der eine Rahmenkonstruktion (66) umfasst, an der das Druckkopfmodul (1) ablegbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Druckkopfmodul (1) ein Gehäusebauteil (2) mit einem sich in einer X-Richtung erstreckenden Querbügel (8) umfasst, an dem eine Anzahl von Druckköpfen (10) angeordnet ist, die zu mindestens einer Referenzposition lagejustiert sind, und wobei das Druckkopfmodul (1) einen Tragrahmen (3) mit Auflagemitteln (20) zu einer Auflagerung des Tragrahmens (3) an einem Auflager (68) der Rahmenkonstruktion (66) umfasst, wobei das Gehäusebauteil (3) um eine Pendelachse (5) pendelnd an dem Tragrahmen (3) montiert ist, wobei die X-Richtung zusammen mit einer Y-Richtung und einer Z-Richtung ein orthogonales Koordinatensystem bilden.
  2. Druckkopfmodul (1) nach Anspruch 1,
    wobei sich die Pendelachse (5) in Z-Richtung oberhalb des Querbügels (8) befindet.
  3. Druckkopfmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    wobei die Pendelachse (5) parallel zur X-Richtung ausgerichtet ist.
  4. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Auflagemittel (20) des Tragrahmens (3) in Z-Richtung oberhalb der Pendelachse (5) angeordnet sind.
  5. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei die Auflagemittel (20) des Tragrahmens (3) in Z-Richtung oberhalb des Massenschwerpunkts (S) des Druckkopfmoduls (1) angeordnet sind.
  6. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Tragrahmen (3) zwei in X-Richtung voneinander beabstandete Tragarme (18) umfasst, und wobei die Auflagemittel (20) im Bereich der freien Enden der Tragarme (18) angeordnet sind.
  7. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Tragrahmen (3) einen sich in X-Richtung erstreckenden Querträger (17) umfasst, der in Z-Richtung oberhalb der Pendelachse (5) angeordnet ist.
  8. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Pendelachse (5) durch wenigstens ein radiales Gleitlager (14) festgelegt ist.
  9. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Stützlager (56) zu einer Abstützung des Tragrahmens (3) am Gehäusebauteil (2) in Y-Richtung umfasst ist.
  10. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Gehäusebauteil (2) wenigstens zwei in X-Richtung beabstandete Lagerstücke (42) angeordnet sind, die jeweils zu einer selbstjustierenden Positionierung in einem offenen Lager (74) ausgebildet sind.
  11. Druckkopfmodul (1) nach Anspruch 10,
    wobei am Gehäusebauteil (2) Fangmittel (43) zu einer Grobpositionierung in Bezug auf den Lagersitz der Lagerstücke (42) angeordnet sind.
  12. Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Tragrahmen (3) zumindest die Steuerplatinen (27) der Druckköpfe (10) sowie insbesondere Versorgungsleitungen (24) für Betriebsmittel, elektrische Energie, Luft und/oder Kühlmittel, Steuerleitungen für Informationssignale, Sicherungen (26) und/oder Versorgungs- oder Antriebseinheiten (23) für die Druckköpfe (10) montiert sind.
  13. Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) mit einer Rahmenkonstruktion (66) und mit wenigstens einem Druckkopfmodul (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dessen Tragrahmen (3) mittels der Auflagemittel (20) auf wenigstens einem an der Rahmenkonstruktion (66) angeordneten Auflager (68) abgelegt ist.
  14. Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) nach Anspruch 13,
    wobei das wenigstens eine Auflager (68) eine ebene Auflagefläche (70) umfasst, die sich über ein Kugelgelenk (71) abstützt.
  15. Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) nach Anspruch 13 oder 14,
    wobei die wenigstens zwei in X-Richtung beabstandeten Lagerstücke (42) des Gehäusebauteils (2) des wenigstens einen Druckkopfmoduls (1) in jeweils einem an der Rahmenkonstruktion (66) angeordneten offenen Lager (74) positioniert sind.
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