EP3450188A1 - Vorrichtung zum bedrucken von bedruckstoff mit tinte - Google Patents

Vorrichtung zum bedrucken von bedruckstoff mit tinte Download PDF

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EP3450188A1
EP3450188A1 EP18185809.3A EP18185809A EP3450188A1 EP 3450188 A1 EP3450188 A1 EP 3450188A1 EP 18185809 A EP18185809 A EP 18185809A EP 3450188 A1 EP3450188 A1 EP 3450188A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
chamber
print head
mass element
conduit
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
EP18185809.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas MÜLLER
David Ehrbar
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.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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 Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP3450188A1 publication Critical patent/EP3450188A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
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    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/12—Embodiments of or processes related to ink-jet heads with ink circulating through the whole print head

Definitions

  • the present invention relates to a device having the features of the preamble of claim 1.
  • the invention is in the technical field of the graphics industry and especially in the field of industrial inkjet printing (inkjet) on flat substrates, i. the application of liquid ink on sheet or web-shaped substrates, preferably of paper, cardboard, cardboard or plastic.
  • liquid ink is carried out in the known DOD inkjet printing method (drop-on-demand) by a print image is produced on a flat substrate, with an ink print head (short: head) with individually controllable nozzles to the image to be printed according to finest ink droplets preferred in the picoliter range, generates and transmits these non-contact as pressure points on the substrate.
  • the control of the nozzles can be done by means of piezo actuators.
  • the printheads of industrial inkjet printing machines are connected to a device of the ink supply machine.
  • a device of the ink supply machine has a reservoir for each color to be printed.
  • the ink from the reservoir by means of a pump and through a line to the print head or to a series of printheads promoted (flow or inlet).
  • Industrial ink printing machines usually have a circulating ink supply, ie unprinted ink is fed back to the reservoir (return), possibly with another pump.
  • the ink supply can also be a filter, a degasser and a Have temperature, as well as a sensor for measuring the pressure of the ink liquid.
  • the substrate and the inkjet print head are allowed to print while printing, i. during their relative movement to each other, do not touch, otherwise the highly sensitive nozzle surface of the head, which is usually made of silicon and similar filigree as a computer chip is designed to damage. It is therefore essential to maintain a minimum distance between the nozzle surface and the substrate or its surface facing the head. A disturbance of this distance can be e.g. a folded corner of the substrate (so-called "dog's ear") or a wave in the substrate. It can therefore be a monitoring device, e.g. with an optical sensor, to detect and eliminate such potential disturbances in a timely manner, e.g. by stopping the printing process, by discharging the printing material or by dynamically lifting the head into a safety position. This raising and lowering of the head can lead to undesirable movement of the ink in the head or the ink conduit and / or undesirable pressure fluctuations in the ink liquid and as a result, uncontrolled escape ink from the head or air can be sucked into the head.
  • the JP 2015-178212 A discloses a device for printing substrate with ink.
  • the apparatus comprises an ink jet print head and a reservoir connected thereto via a flexible ink conduit, all of which are mounted together on a carriage to be scanned.
  • the reservoir is movably mounted on the carriage in the scan direction and adapted to reduce pressure fluctuations in the ink fluid.
  • Scanning inkjet printing processes are not used in the industrial environment, ie in the production of bulk printed products, because of the low productivity. Scanning inkjet printing processes are also usually not used in conjunction with circulating ink supplies.
  • an object of the present invention to provide a device which is improved over the prior art and which in particular makes it possible to avoid disturbances of the supply of an ink jet print head with ink in industrial, e.g. highly productive ink pressure and in conjunction with circulating, i. avoid high ink volume promotional ink supplies.
  • An ink-jet printing device comprising: an ink jet print head having a plurality of individually controllable ink nozzles for ejecting ink droplets; an ink-filled ink conduit forming an inlet and / or a return for the ink jet print head; and a chamber connected to the ink conduit; wherein the ink print head, the ink conduit and the chamber are adapted to perform a common movement relative to the substrate; is characterized in that the ink conduit is part of a circulating ink supply for the ink jet print head; that the chamber is assigned a mass element; and that the position and / or shape of the mass element is variable relative to the chamber due to the co-movement, such that the volume of the chamber compensates for pressure variations in the ink and / or to compensate for movements of the ink - depends on the position and / or the shape of the mass element.
  • the invention advantageously makes it possible to avoid interference with the supply of ink to an ink jet head in industrial, ie highly productive, inkjet printing and inks Interaction with circulating, ie high ink volume promoting, ink supplies to avoid.
  • the mass element Due to its inertia, the mass element performs a compensating movement for co-movement of the ink jet print head, ink conduit, and chamber. This advantageously results in a compensation of undesired pressure fluctuations in the ink and / or a compensation of undesired movements of the ink.
  • the volume of the chamber can be increased or decreased by this compensating movement, depending on the direction of movement. Potential pressure fluctuations in the ink and / or potential movements of the ink can be compensated by the variable chamber volume. Disturbances of the supply of ink can be avoided in this way. Even vibrations of the head lead in providing the invention does not cause the mentioned problems.
  • the mass of the mass element is preferably in the range of 100 to 200 grams or less.
  • a preferred embodiment of the invention may be characterized in that the mass element forms a movable wall of the chamber or a movable piston in the chamber.
  • a preferred embodiment of the invention may be characterized in that the mass element is connected via a lever with a movable wall of the chamber or a movable piston in the chamber. By choosing the lever ratio, the maximum volume of the chamber can be selected.
  • a preferred embodiment of the invention may be characterized in that the piston or the lever is associated with a spring and a damper.
  • the movable wall, the movable piston, the lever, the spring and / or the damper may be miniaturized, e.g. in the form of a micromechanics.
  • the mechanism may be integrated into a print head and / or carried out in the course of the production of the print head.
  • a preferred embodiment of the invention may be characterized in that the mass element forms a deformable membrane or is arranged on a deformable membrane, wherein the membrane forms a wall of the chamber.
  • a preferred embodiment of the invention may be distinguished in that the ink conduit comprises two throttles, i. an inlet throttle and a return throttle, which decouple a portion of the ink conduit before and after the ink jet head from the rest of the circulating ink supply.
  • the decoupling reduces the volume of ink in which pressure fluctuations and / or ink movements are counterbalanced by movement of the mass element.
  • the mass element can thus be dimensioned smaller and react more dynamically.
  • a preferred embodiment of the invention may be characterized in that the two throttles are adjustable.
  • the decoupled ink volume is adjustable.
  • the setting can be made as a function of the expected common movement or its distance and / or dynamics.
  • a preferred development of the invention may be distinguished by the fact that the ink line forms an inlet for a first and at least one further ink print head and that the chamber is connected to the ink line in front of the first ink print head.
  • a preferred development of the invention can be distinguished by the fact that the ink line forms a return for a last and at least one further ink print head and that the chamber is connected to the ink line after the last ink print head.
  • a preferred development of the invention can be distinguished by the fact that the inkjet print head is stationary during trouble-free printing and only in the event of a fault, the common movement with the ink line and the chamber - substantially vertically to the surface of the printing material - performs.
  • the head (or heads) rests during printing and only the substrate is moved.
  • FIG. 1 shows a device 1 according to the invention a machine 2, for example an industrial ink printing machine 2, when printing the surface 3a of a printing substrate 3, eg paper.
  • the printing material may have a disturbance 3b, for example a kink or a wave.
  • the ink jet head may perform a controlled movement 35, such as an up and down movement.
  • the ink printing machine 2 may include a plurality of printheads 4a to 4c in series, or also a print bar having a plurality of printheads.
  • the invention is explained below at head 4a.
  • Head 4a comprises a nozzle surface 5 with at least one ink nozzle 6, preferably a plurality of separately controllable nozzles, for ejecting ink 7 on an ink meniscus 8 and producing an ink drop 9 which forms a pressure point on the paper upon impact.
  • the meniscus is preferably always kept in the illustrated shape and position, otherwise ink could drip uncontrollably from the head or air could be sucked.
  • the required ink pressure is about -10 mbar and is preferably kept substantially constant by the invention.
  • the device 1 comprises a circulating ink supply (ink circulation) with an ink line 11, an inlet 11a and a return 11b for the ink 12 and with an inlet manifold 13, a return manifold 14, a feed pump 15 and a return pump 16.
  • the pumps are preferably controllable pumps to keep the pressure in the ink liquid substantially constant. Not shown is an ink reservoir in the ink circuit.
  • the volume of ink in each manifold is about 100 to 200 ml, i. its weight at about 100 to 200 g.
  • the head 4 (or the heads 4a to 4c and 4d, respectively), the ink duct 11 (or 11a and 11b) and a chamber 17 form an integrated unit 36, preferably with a common housing or a common support.
  • This unit can be, e.g. to avoid the disturbance 3b, perform a controlled, common movement 35.
  • the chamber 17 is shown. This has an opening 18, with which the chamber is connected to the ink conduit 11, that ink 7 can flow in and out through the opening in the chamber.
  • the chamber has Side walls 19a and 19b, between which a movable wall 23 and a piston 23 is arranged.
  • the piston is also shown in an alternative position 21. In this position 21, the piston is moved due to its inertia in the course of joint movement 35.
  • the piston via a lever 24 (rotatably mounted on an axis 25) and a rod 25 with the movable mass element 20 is connected.
  • a spring 27 and a damper 28 are provided to prevent uncontrolled swinging of the mass member.
  • the mass of the mass element is about 100 to 200 g according to the mass of the ink to be moved. By reducing / throttling the ink volume, the mass of the mass element can also be reduced and this dimensioned due to smaller.
  • an inlet throttle 31 and in the ink conduit 11 and 11b, a return throttle 32 are provided. Both throttles are preferably adjustable, e.g. by shifting within the ink conduit. As a result, the area 33 decoupled from the remainder of the circulating ink supply or its volume V can be set. Also in the region of the opening 18, a, preferably adjustable throttle 34 may be provided. This also acts as a damper (corresponding to damper 28).
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment with a diaphragm 29 instead of the piston.
  • the chamber 17 is bounded by the membrane to the ink conduit 11 out.
  • the membrane is deformable and shown in the figure in a second form 22.
  • the chamber is also provided with a vent opening 30.
  • the mass element 20 carries out a compensatory movement for joint movement 35 due to inertia.
  • the membrane is deformed by the compensating movement and changes the volume V of the chamber.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken von Bedruckstoff, z.B. Papier, mit Tinte, umfassend: einen Tintendruckkopf (4, 4a, 4b, 4c) mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Tintendüsen (6) zum Ausstoßen von Tintentropfen (9); eine mit Tinte (12) gefüllte Tintenleitung (11, 11a, 11b), welche einen Zulauf (11a) und/oder einen Rücklauf (11b) für Tinte (7) eines Tintendruckkopfs bildet; und eine Kammer (17), welche mit der Tintenleitung verbunden ist; wobei der Tintendruckkopf, die Tintenleitung und die Kammer ausgelegt sind, eine gemeinsame Bewegung (35) relativ zum Bedruckstoff (3) auszuführen; zeichnet sich dadurch aus, dass die Tintenleitung (11, 11a, 11b) Teil einer zirkulierenden Tintenversorgung (10) für den Tintendruckkopf (4, 4a, 4b, 4c) ist; dass der Kammer (17) ein Masse-Element (20) zugeordnet ist; und dass die Position (21) und/oder die Form (22) des Masse-Elements - bedingt durch die gemeinsame Bewegung (35) - relativ zur Kammer veränderlich ist, derart, dass das Volumen (V) der Kammer - zur Kompensation von Druckschwankungen in der Tinte (7, 12) und/oder zur Kompensation von Bewegungen der Tinte (7,12) - von der Position und/oder der Form des Masseelementes anhängt. Erfindungsgemäß können Störungen der Versorgung eines Tintendruckkopfs mit Tinte im industriellen, d.h. hochproduktiven Tintendruck und im Zusammenwirken mit zirkulierenden, d.h. hohe Tintenvolumen fördernden, Tintenversorgungen vermieden werden.

Description

    Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
    • Technisches Gebiet der Erfindung
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der grafischen Industrie und dort insbesondere im Bereich des industriellen Tintendrucks (Inkjet) auf flache Substrate, d.h. des Auftragens von flüssiger Tinte auf bogen- oder bahnförmige Bedruckstoffe, bevorzugt aus Papier, Pappe, Karton oder Kunststoff.
  • Das Auftragen flüssiger Tinte erfolgt bei dem bekannten DOD-Tintendruckverfahren (drop-on-demand), indem ein Druckbild auf einem flachen Bedruckstoff erzeugt wird, wobei ein Tintendruckkopf (kurz: Kopf) mit einzeln ansteuerbaren Düsen dem zu druckenden Bild entsprechend feinste Tintentropfen, bevorzugt im Pikoliter-Bereich, erzeugt und diese berührungslos als Druckpunkte auf den Bedruckstoff überträgt. Das Ansteuern der Düsen kann mittels Piezoaktoren erfolgen.
  • Die Druckköpfe von industriellen Tintendruckmaschinen sind mit einer Einrichtung der Maschine zur Tintenversorgung verbunden. Solch eine Einrichtung weist für jede zu druckende Farbe einen Vorratsbehälter auf. Üblicherweise wird die Tinte vom Vorratsbehälter mittels einer Pumpe und durch eine Leitung zum Druckkopf oder zu einer Reihe von Druckköpfen gefördert (Vorlauf bzw. Zulauf). Industrielle Tintendruckmaschinen weisen meist eine zirkulierende Tintenversorgung auf, d.h. nicht verdruckte Tinte wird zum Vorratsbehälter zurückgefördert (Rücklauf), ggf. mit einer weiteren Pumpe. Die Tintenversorgung kann zudem einen Filter, einen Entgaser und einen Temperierer aufweisen, ebenso einen Sensor zum Messen des Drucks der Tintenflüssigkeit.
  • Bedruckstoff und Tintendruckkopf dürfen sich beim Bedrucken, d.h. während ihrer Relativbewegung zueinander, nicht berühren, da sonst die hochempfindliche Düsenfläche des Kopfes, welche üblicherweise aus Silizium hergestellt und ähnlich filigran wie ein Computerchip beschaffen ist, beschädigt wird. Daher ist unbedingt ein Mindestabstand zwischen der Düsenfläche und des Bedruckstoffs bzw. dessen dem Kopf zugewandter Oberfläche einzuhalten. Eine Störung dieses Abstands kann z.B. eine umgeknickte Ecke des Bedruckstoffs (so genanntes "Eselsohr") oder eine Welle im Bedruckstoff sein. Es kann daher eine Überwachungseinrichtung, z.B. mit einem optischen Sensor, vorgesehen sein, um solche potentiellen Störungen rechtzeitig zu erkennen und zu beseitigen, z.B. durch Anhalten des Druckvorgangs, durch Ausschleusen des Bedruckstoffs oder durch dynamisches Heben des Kopfes in eine Sicherheits-Position. Dieses Heben und wieder Senken des Kopfes kann zu einem unerwünschten Bewegen der Tinte im Kopf oder der Tintenleitung und/oder zu unerwünschten Druckschwankungen in der Tintenflüssigkeit führen und infolge kann unkontrolliert Tinte aus dem Kopf austreten oder Luft in den Kopf eingesaugt werden.
    • Stand der Technik
  • Die JP 2015-178212 A offenbart eine Vorrichtung zum Bedrucken von Bedruckstoff mit Tinte. Die Vorrichtung umfasst einen Tintendruckkopf und einen mit diesem über eine flexible Tintenleitung verbundenen Vorratsbehälter, welche alle zusammen auf einem hin- und herbewegbaren ("scannenden") Wagen angeordnet sind. Der Vorratsbehälter ist auf dem Wagen in der Scan-Richtung bewegbar angeordnet und dazu ausgelegt, Druckschwankungen in der Tintenflüssigkeit zu reduzieren. Scannende Tintendruckverfahren werden im industriellen Umfeld, d.h. bei der Herstellung von Massendruckprodukten, wegen der geringen Produktivität nicht eingesetzt. Scannende Tintendruckverfahren werden üblicherweise auch nicht im Zusammenwirken mit zirkulierenden Tintenversorgungen eingesetzt.
    • Aufgabe
  • Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche es insbesondere ermöglicht, Störungen der Versorgung eines Tintendruckkopfs mit Tinte im industriellen, d.h. hochproduktiven Tintendruck und im Zusammenwirken mit zirkulierenden, d.h. hohe Tintenvolumen fördernden Tintenversorgungen zu vermeiden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
  • Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den Zeichnungen.
    • Erfindung
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Bedrucken von Bedruckstoff mit Tinte, umfassend: einen Tintendruckkopf mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Tintendüsen zum Ausstoßen von Tintentropfen; eine mit Tinte gefüllte Tintenleitung, welche einen Zulauf und/oder einen Rücklauf für den Tintendruckkopf bildet; und eine Kammer, welche mit der Tintenleitung verbunden ist; wobei der Tintendruckkopf, die Tintenleitung und die Kammer ausgelegt sind, eine gemeinsame Bewegung relativ zum Bedruckstoff auszuführen; zeichnet sich dadurch aus, dass die Tintenleitung Teil einer zirkulierenden Tintenversorgung für den Tintendruckkopf ist; dass der Kammer ein Masse-Element zugeordnet ist; und dass die Position und/oder die Form des Masse-Elements - bedingt durch die gemeinsame Bewegung - relativ zur Kammer veränderlich ist, derart, dass das Volumen der Kammer - zur Kompensation von Druckschwankungen in der Tinte und/oder zur Kompensation von Bewegungen der Tinte - von der Position und/oder der Form des Masseelementes anhängt.
  • Die Erfindung ermöglicht in vorteilhafter Weise, Störungen der Versorgung eines Tintendruckkopfs mit Tinte im industriellen, d.h. hochproduktiven, Tintendruck und im Zusammenwirken mit zirkulierenden, d.h. hohe Tintenvolumen fördernden, Tintenversorgungen zu vermeiden.
  • Aufgrund seiner Masseträgheit führt das Masse-Element eine Ausgleichsbewegung zur gemeinsamen Bewegung von Tintendruckkopf, Tintenleitung und Kammer aus. Es erfolgt hierdurch in vorteilhafter Weise eine Kompensation von unerwünschten Druckschwankungen in der Tinte und/oder eine Kompensation von unerwünschten Bewegungen der Tinte. Das Volumen der Kammer kann durch diese Ausgleichsbewegung vergrößert oder verringert werden, je nach Bewegungsrichtung. Potentielle Druckschwankungen in der Tinte und/oder potentielle Bewegungen der Tinte können durch das variable Kammervolumen ausgeglichen werden. Störungen der Versorgung mit Tinte können auf diese Weise vermieden werden. Auch Erschütterungen des Kopfes führen bei Vorsehen der Erfindung nicht zu den erwähnten Problemen.
  • Die Masse des Masse-Elements liegt bevorzugt im Bereich von 100 bis 200 Gramm oder geringer.
    • Weiterbildungen der Erfindung
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Masse-Element eine bewegbare Wand der Kammer oder einen bewegbaren Kolben in der Kammer bildet.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Masse-Element über einen Hebel mit einer bewegbaren Wand der Kammer oder einem bewegbaren Kolben in der Kammer verbunden ist. Durch die Wahl der Hebelübersetzung kann das maximale Volumen der Kammer gewählt werden.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass dem Kolben oder dem Hebel eine Feder und ein Dämpfer zugeordnet sind.
  • Die bewegbare Wand, der bewegbare Kolben, der Hebel, die Feder und/oder der Dämpfer können miniaturisiert ausgebildet sein, also z.B. in Form einer Mikromechanik. Insbesondere kann die Mechanik in einen Druckkopf integriert sein und/oder im Zuge der Herstellung des Druckkopfs erfolgen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Masse-Element eine verformbare Membran bildet oder an einer verformbaren Membran angeordnet ist, wobei die Membran eine Wand der Kammer bildet.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tintenleitung zwei Drosseln, d.h. eine Zulaufdrossel und eine Rücklaufdrossel, aufweist, welche einen Bereich der Tintenleitung vor und nach dem Tintendruckkopf vom Rest der zirkulierenden Tintenversorgung entkoppeln. Durch die Entkopplung verringert sich das Tintenvolumen, in welchem Druckschwankungen und/oder Tintenbewegungen durch eine Bewegung des Masse-Elements ausgeglichen werden. Das Masse-Element kann somit geringer dimensioniert werden und dynamischer reagieren.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die beiden Drosseln einstellbar sind. Hierdurch wird auch das entkoppelte Tintenvolumen einstellbar. Die Einstellung kann in Abhängigkeit der erwarteten gemeinsamen Bewegung bzw. deren Strecke und/oder Dynamik erfolgen.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tintenleitung ein Zulauf für einen ersten und wenigstens einen weiteren Tintendruckkopf bildet und dass die Kammer mit der Tintenleitung vor dem ersten Tintendruckkopf verbunden ist.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tintenleitung ein Rücklauf für einen letzten und wenigstens einen weiteren Tintendruckkopf bildet und dass die Kammer mit der Tintenleitung nach dem letzten Tintendruckkopf verbunden ist.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Tintendruckkopf während des störungsfreien Bedruckens unbewegt ist und nur im Falle einer Störung die gemeinsame Bewegung mit der Tintenleitung und der Kammer - im Wesentlichen vertikal zur Oberfläche des Bedruckstoffs - ausführt. Vorzugsweise ruht der Kopf (bzw. die Köpfe) während des Druckens und nur der Bedruckstoff wird bewegt.
  • Die Merkmale der Erfindung, der Weiterbildungen der Erfindung und der Ausführungsbeispiele zur Erfindung stellen auch in beliebiger Kombination miteinander vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar. Weiterbildungen der Erfindung können zudem die - im obigen Abschnitt "Technisches Gebiet der Erfindung" offenbarten - Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aufweisen.
    • Ausführungsbeispiele zur Erfindung
  • Die Erfindung und deren bevorzugte Weiterbildungen werden nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Einander entsprechende Merkmale sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1
    Eine Maschine mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
    Figur 2
    Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Kolben; und
    Figur 3
    Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Membran.
  • Figur 1 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 1 einer Maschine 2, z.B. einer industriellen Tinten-Druckmaschine 2, beim Bedrucken der Oberfläche 3a eines Bedruckstoffs 3, z.B. Papier. Der Bedruckstoff kann eine Störung 3b, z.B. einen Knick oder eine Welle, aufweisen. Um eine Kollision dieser Störung mit einem Tintendruckkopf 4 zu verhindern, kann der Tintendruckkopf eine gesteuerte Bewegung 35, z.B. eine Auf- und Abbewegung, ausführen.
  • Die Tinten-Druckmaschine 2 kann mehrere Druckköpfe 4a bis 4c in Reihe oder auch einen Druckbalken mit einer Mehrzahl von Druckköpfen aufweisen. Beispielhaft wird die Erfindung im Folgenden an Kopf 4a erklärt.
  • Kopf 4a umfasst eine Düsenfläche 5 mit wenigstens einer Tintendüse 6, bevorzugt einer Vielzahl an von separat ansteuerbaren Düsen, zum Ausstoßen von Tinte 7 an einem Tinten-Meniskus 8 und Erzeugen eines Tintentropfens 9, welcher beim Auftreffen einen Druckpunkt auf dem Papier bildet. Der Meniskus wird bevorzugt immer in der dargestellten Form und Position gehalten, da sonst Tinte unkontrolliert aus dem Kopf tropfen könnte oder Luft eingesaugt werden könnte. Der dafür erforderliche Tintendruck liegt bei etwa -10 mbar und wird durch die Erfindung bevorzugt im Wesentlichen konstant gehalten.
  • Die Vorrichtung 1 umfasst eine zirkulierende Tintenversorgung (Tintenkreislauf) mit einer Tintenleitung 11, einem Zulauf 11a und einem Rücklauf 11b für die Tinte 12 und mit einem Zulaufverteiler 13, einem Rücklaufverteiler 14, einer Zulaufpumpe 15 und einer Rücklaufpumpe 16. Die Pumpen sind bevorzugt regelbare Pumpen, um den Druck in der Tintenflüssig im Wesentlichen konstant zu halten. Nicht dargestellt ist ein Tinten-Vorratsbehälter im Tintenkreislauf. Das Tintenvolumen in jedem Verteiler liegt bei etwa 100 bis 200 ml, d.h. dessen Gewicht bei etwa 100 bis 200 g.
  • Der Kopf 4 (oder die Köpfe 4a bis 4c bzw. 4d), die Tintenleitung 11 (bzw. 11a und 11b) und eine Kammer 17 bilden eine integrierte Einheit 36, bevorzugt mit einem gemeinsamen Gehäuse oder einem gemeinsamen Träger. Diese Einheit kann, z.B. um der Störung 3b auszuweichen, eine gesteuerte, gemeinsame Bewegung 35 ausführen.
  • In Figur 2 ist unter anderem die Kammer 17 dargestellt. Diese besitzt eine Öffnung 18, mit welcher die Kammer mit der Tintenleitung 11 verbunden ist, d.h. Tinte 7 kann durch die Öffnung in die Kammer hinein- und herausfließen. Außerdem besitzt die Kammer Seitenwände 19a und 19b, zwischen denen eine bewegliche Wand 23 bzw. ein Kolben 23 angeordnet ist. Der Kolben ist auch in einer alternativen Position 21 dargestellt. In diese Position 21 wird der Kolben aufgrund seiner Massenträgheit bei erfolgender gemeinsamer Bewegung 35 bewegt. Hierzu ist der Kolben über einen Hebel 24 (drehbar befestigt an einer Achse 25) und eine Stange 25 mit dem beweglichen Masse-Element 20 verbunden. Zusätzlich sind eine Feder 27 und ein Dämpfer 28 vorgesehen, um eine unkontrolliertes Schwingen des Masse-Elements zu verhindern. Die Masse des Masse-Elements liegt entsprechend der Masse der zu bewegenden Tinte bei etwa 100 bis 200 g. Durch eine Reduzierung/Drosselung des Tintenvolumens kann auch die Masse des Masse-Elements verringert werden und dieses infolge kleiner dimensioniert werden.
  • In der Tintenleitung 11 bzw. 11a sind eine Zulaufdrossel 31 und in der Tintenleitung 11 bzw. 11b eine Rücklaufdrossel 32 vorgesehen. Beide Drosseln sind bevorzugt einstellbar, z.B. durch ein Verschieben innerhalb der Tintenleitung. Hierdurch kann der vom Rest der zirkulierenden Tintenversorgung entkoppelte Bereich 33 bzw. dessen Volumen V eingestellt werden. Auch im Bereich der Öffnung 18 kann eine, bevorzugt einstellbare Drossel 34 vorgesehen sein. Diese wirkt auch als Dämpfer (entsprechend Dämpfer 28).
  • Figur 3 zeigt eine alternative Ausführungsform mit einer Membran 29 anstelle des Kolbens. Die Kammer 17 ist durch die Membran zur Tintenleitung 11 hin begrenzt. Die Membran ist verformbar und in der Figur auch in einer zweiten Form 22 dargestellt. Die Kammer ist auch mit einer Entlüftungsöffnung 30 versehen. Wiederum führt das Masse-element 20 trägheitsbedingt eine Ausgleichsbewegung zur gemeinsamen Bewegung 35 aus. Die Membran wird durch die Ausgleichsbewegung verformt und das Volumen V der Kammer verändert.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Maschine
    3
    Bedruckstoff
    3a
    Oberfläche
    3b
    Störung/Knick/Welle
    4
    Tintendruckkopf
    4a
    erster Druckkopf
    4b
    weiterer Druckkopf
    4c
    letzter Druckkopf
    4d
    Druckbalken
    5
    Düsenfläche
    6
    Tintendüsen
    7
    Tinte
    8
    Meniskus
    9
    Tintentropfen
    10
    zirkulierende Tintenversorgung
    11
    Tintenleitung
    11a
    Zulauf
    11b
    Rücklauf
    12
    Tinte
    13
    Zulaufverteiler
    14
    Rücklaufverteiler
    15
    Zulaufpumpe
    16
    Rücklaufpumpe
    17
    Kammer
    18
    Öffnung
    19a, b
    Seitenwände
    20
    Masse-Element
    21
    Position
    22
    Form
    23
    bewegbare Wand/Kolben
    24
    Hebel
    25
    Achse
    26
    Stange
    27
    Feder
    28
    Dämpfer
    29
    Wand/Membran
    30
    Entlüftungsöffnung
    31
    Zulaufdrossel
    32
    Rücklaufdrossel
    33
    Bereich
    34
    weitere Drossel
    35
    Bewegung bzw. deren Richtung
    36
    integrierte Einheit
    V
    Volumen der Kammer

Claims (10)

  1. Vorrichtung zum Bedrucken von Bedruckstoff mit Tinte, umfassend:
    - einen Tintendruckkopf (4, 4a, 4b, 4c) mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren Tintendüsen (6) zum Ausstoßen von Tintentropfen (9);
    - eine mit Tinte (12) gefüllte Tintenleitung (11, 11a, 11b), welche einen Zulauf (11a) und/oder einen Rücklauf (11b) für Tinte (7) eines Tintendruckkopfs bildet; und
    - eine Kammer (17), welche mit der Tintenleitung verbunden ist;
    - wobei der Tintendruckkopf, die Tintenleitung und die Kammer ausgelegt sind, eine gemeinsame Bewegung (35) relativ zum Bedruckstoff (3) auszuführen;
    dadurch gekennzeichnet,
    - dass die Tintenleitung (11, 11a, 11b) Teil einer zirkulierenden Tintenversorgung (10) für den Tintendruckkopf (4, 4a, 4b, 4c) ist;
    - dass der Kammer (17) ein Masse-Element (20) zugeordnet ist; und
    - dass die Position (21) und/oder die Form (22) des Masse-Elements - bedingt durch die gemeinsame Bewegung (35) - relativ zur Kammer veränderlich ist, derart, dass das Volumen (V) der Kammer - zur Kompensation von Druckschwankungen in der Tinte (7, 12) und/oder zur Kompensation von Bewegungen der Tinte (7,12) - von der Position und/oder der Form des Masseelementes abhängt.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Masse-Element (20) eine bewegbare Wand (23) der Kammer (17) oder einen bewegbaren Kolben (23) in der Kammer bildet.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Masse-Element (20) über einen Hebel (24) mit einer bewegbaren Wand (23) der Kammer (17) oder einem bewegbaren Kolben (23) in der Kammer verbunden ist.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass dem Kolben (23) oder dem Hebel (24) eine Feder (27) und ein Dämpfer (28) zugeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Masse-Element (20) eine verformbare Membran (29) bildet oder an einer verformbaren Membran angeordnet ist, wobei die Membran eine Wand (29) der Kammer (17) bildet.
  6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tintenleitung (11, 11a, 11b) zwei Drosseln (31, 32), d.h. eine Zulaufdrossel (31) und eine Rücklaufdrossel (31), aufweist, welche einen Bereich (33) der Tintenleitung vor und nach dem Tintendruckkopf (4, 4a, 4b, 4c) vom Rest der zirkulierenden Tintenversorgung (10) entkoppeln.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die beiden Drosseln (31, 32) einstellbar sind.
  8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tintenleitung (11, 11a, 11b) einen Zulauf (11a, 13) für einen ersten (4a) und wenigstens einen weiteren Tintendruckkopf (4b, 4c) bildet und dass die Kammer (17) mit der Tintenleitung vor dem ersten Tintendruckkopf verbunden ist.
  9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tintenleitung (11, 11a, 11b) einen Rücklauf (11b, 14) für einen letzten (4c) und wenigstens einen weiteren Tintendruckkopf (4a, 4b) bildet und dass die Kammer (17) mit der Tintenleitung nach dem letzten Tintendruckkopf verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Tintendruckkopf (4, 4a, 4b, 4c) während des störungsfreien Bedruckens unbewegt ist und nur im Falle einer Störung (3b) die gemeinsame Bewegung (35) mit der Tintenleitung (11, 11a, 11b) und der Kammer (17) - im Wesentlichen vertikal zur Oberfläche (3a) des Bedruckstoffs (3) - ausführt.
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