KR102305498B1 - 프린트 헤드 모듈 - Google Patents

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패트릭 루츠
얀-에릭 슈발메
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파다루마 인크-젯-솔루션스 게엠베하 운트 코. 카게
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Abstract

싱글-패스 잉크젯 프린터(65)를 위한 프린트 헤드 모듈(1)이 명시되며, 프린트 헤드 모듈(1)은, X-방향으로 연장되는 가로방향 브래킷(8)을 갖는 하우징 컴포넌트(2) ―상기 가로방향 브래킷 상에 다수의 프린트 헤드들(10)이 배열되고, 다수의 프린트 헤드들은 적어도 하나의 기준 위치에 대하여 위치적으로 조정됨―, 및 하중-지탱 프레임(3)을 포함하고, 하중-지탱 프레임(3)은 이 하중-지탱 프레임(3)을 지지하기 위한 지지 수단(20)을 가지며, 하우징 컴포넌트(2)는, 하우징 컴포넌트가 펜듈럼 축(5)을 중심으로 스윙하도록 하중-지탱 프레임(3) 상에 장착된다. 또한, 이러한 타입의 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈(1)을 갖는 싱글-패스 잉크젯 프린터(65)가 명시되며, 잉크젯 프린터(65)는, 지지 수단(20)에 의해 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈(1)이 위에 배치되는 지지부(68)를 갖는 프레임 구조(66)를 포함한다.

Description

프린트 헤드 모듈{PRINT-HEAD MODULE}
본 발명은 싱글-패스(single-pass) 잉크젯 프린터를 위한 프린트 헤드 모듈에 관한 것으로, 상기 프린트 헤드 모듈은, 적어도 하나의 기준 위치에 대하여 위치적으로 조정되는 다수의 프린트 헤드들이 상부에 배열되는 가로방향 브래킷을 갖는 하우징 컴포넌트를 포함한다. 또한, 본 발명은 이러한 타입의 프린트 헤드 모듈을 갖는 싱글-패스 잉크젯 프린터에 관한 것이다.
통상적인 잉크젯 프린터의 경우, 캐리지에 장착된 프린트 헤드들은 진행 방향으로 불연속적으로 이송되는 매체 상에 가로방향으로 잉크 방울들을 1라인씩 분무하는 반면에, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 경우, 프린트 헤드들이 프린팅 매체의 전체 폭에 걸쳐 가로방향으로, 처음에 언급된 타입의 프린트 헤드 모듈들에 장착된다. 프린팅 매체는 진행 방향으로 연속적으로 이동한다. 종래의 잉크젯 프린터의 경우, 분당 최대 2m의 프린팅 속도가 달성되는 반면에, 싱글-패스 잉크젯 프린터에 의하면 분당 최대 50m 이상의 프린팅 속도가 달성될 수 있다. 컬러 프린팅의 경우, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 경우에는 복수의 프린트 헤드 모듈들이 진행 방향으로 하나의 모듈 뒤에 다른 모듈이 차례로 장착된다. 여기서, 프린트 헤드 모듈들에는 각각의 경우 원색(primary color), 특히 청록색(cyan), 심홍색(magenta) 및 황색, 그리고 가능하게는 검정색이 할당된다. 특수 잉크를 갖는 프린트 헤드 모듈들이 특수 프린트 용도들을 위해 추가된다.
싱글-패스 잉크젯 프린터는, 대량 생산품들을 프린팅해야 하며 따라서 높은 처리량이 중요한 산업용 용도에 특히 적합하다. 싱글-패스 잉크젯 프린터는 마찬가지로 빠른 프린팅 속도 때문에 넓은 면적의 물체들을 프린팅하기에 적절하다. 그러므로 싱글-패스 잉크젯 프린터는 특히, 가구 또는 세라믹 산업의 산업적 응용들을 위해 적절하며, 라미네이트들 또는 세라믹 타일들과 같은 바닥 마감재, 조리대(worktops), 몰딩 등에는 장식이 제공되어야 한다. 여기서, 예컨대 추후의 보호 마감재 등에 대하여 저항성을 갖는 매우 광범위한 다양한 잉크들이 사용된다.
그래비어(gravure) 프린팅과 같은 통상적인 프린팅 방법들과 비교하여, 싱글-패스 잉크젯 프린터는 또한 작은 배치(batch) 사이즈들의 경우에도 정확하게 사용되며, 각인 롤(impression roll)의 제작이 불필요하다. 반면에, 싱글-패스 잉크젯 프린터는 또한 장식, 및 롤(roll)들에 의해 달성될 수 없는 불가능한 장식들로 알려진 것의 개별화를 가능하게 한다. 싱글-패스 잉크젯 프린터는 하나의 프린트 패턴의 연속적인 반복, 또는 회전식(rotary) 프린팅의 경우와 같은 반복으로 한정되지 않는다.
싱글-패스 잉크젯 프린터를 위한 프린트 헤드 모듈은 가로방향 및 수직으로 1m를 초과하는 치수들을 달성하는데, 프린팅 폭들이 훨씬 더 커지고 따라서 더욱 증가되는 치수들이 널리 보급되는 경향이 있다. 프린트 헤드 모듈의 가로방향 브래킷에 결합되는 개별 프린트 헤드들은 수십 센티미터까지의 폭들을 달성한다. 여기서, 최대 600×600 dpi(dots per inch) 이상의 해상도들이 달성된다. 여기서, 프린트 헤드 당 수천 개의 노즐들이 포함된다. 따라서, 복수의 프린트 헤드들이 프린트 헤드 모듈에 배열되며, 이들의 부품들을 위한 프린트 헤드들은 다수의 프린트 노즐들을 포함한다. 특히, 프린트 헤드 모듈의 가로방향 브래킷은 전체 프린팅 폭에 걸쳐 또는 프린팅 매체의 전체 폭에 걸쳐 연장된다.
육안에 의해, 프린팅된 이미지에서 수 마이크로미터(㎛)의 위치 편차들을 볼 수 있다. 상기 언급된 해결책들의 경우, 프린트 헤드의 개별 노즐들은 서로 단지 수십 마이크로미터 떨어져 위치한다. 이미지 또는 프린팅된 도트 자체의 크기는 10 마이크로미터 범위 내이다. 매체의 진행 방향으로 하나의 모듈 뒤에 다른 모듈이 차례로 배열되는 복수의 프린트 헤드 모듈들을 갖는 싱글-패스 잉크젯 프린터의 경우, 고품질의 프린팅된 이미지를 제조하기 위하여, 마이크로미터 범위에서 프린트 헤드들의 조정이 필요하게 된다는 것을 알 수 있다. 따라서, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 프린트 헤드 모듈의 조정은 복잡하다. 프린트 헤드들의 위치가 예를 들어, 광학 현미경으로 검출되어야 하고 복잡한 방식으로 수동으로 설정되어야 한다. 따라서, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 구성은 비교적 어렵다. 또한, 프린트 헤드 모듈이 교체된 후마다 조정을 수행해야 한다. 이는 불필요한 다운 타임들을 연장시킨다.
WO 2011/157281 A1은 처음에 언급된 타입의 프린트 헤드 모듈을 개시하고 있다. 그의 하우징 상에, 상기 프린트 헤드 모듈은 중력에 의해 배향되는 현수를 위한 매달린 부분(hanging part)을 갖는다. 하우징 상에 배열되는 프린트 헤드들은 적어도 하나의 기준 위치에 대하여 위치적으로 조정된다. 매달린 부분을 통해 가능한 프린트 헤드 모듈의 현수식 체결은 수직 방향으로의 용이화된 설치 및 해체를 가능하게 한다. 동시에, 프린트 헤드 모듈의 현수식 배열은 중력의 중심에서 작용하는 중력 때문에 자동 배향을 가능하게 한다. 결과적으로, 현수식 프린트 헤드 모듈의 삽입 동안, 유닛 상에 고정되는 추후의 프린팅 위치에 대하여 이미 대략적인 위치설정이 있게 된다. 특히, 현수식 체결은 프린트 헤드 모듈을 유닛 상에 고정되는 프린팅 위치로 자동 조정할 수 있게 하며, 이로 인해, 예를 들어 개방 베어링 엘리먼트들이 싱글-패스 잉크젯 프린터 상에 제공되어, 리프팅 동안 이 개방 베어링 엘리먼트들 안으로 프린트 헤드 모듈의 베어링 피스들이 정확한 배향으로 떨어진다. 이후의 수동 조정은 필요하지 않다. 기준 위치에 대해 위치적으로 조정된 프린트 헤드들을 통해, 프린트 헤드들의, 싱글-패스 잉크젯 프린터에 대한 비슷한 정확한 배향이 프린트 헤드-모듈의 정확한 배향에 의해 달성된다.
본 발명은, 프린트 헤드 모듈의 치수들의 추가적인 증가 및 그에 따라, 프린트 헤드들의 위치설정 정확도를 감소시키지 않으면서 싱글-패스 잉크젯 프린터로 달성될 수 있는 프린팅 폭이 정확해지는 것을 달성하는 목적에 기초한다.
본 발명에 따르면, 상기 목적은, X-방향으로 연장되는 가로방향 브래킷(8)을 갖는 하우징 컴포넌트 ―가로방향 브래킷 상에 다수의 프린트 헤드들이 배열되고, 다수의 프린트 헤드들은 적어도 하나의 기준 위치에 대하여 위치적으로 조정됨―, 및 지지 프레임(3)을 포함하고, 지지 프레임(3)은 지지 프레임이 받쳐지게 하기(resting) 위한 받침 수단(rest means)을 가진다는 사실에 의해 싱글-패스 잉크젯 프린터를 위한 프린트 헤드 모듈에 대해 달성되며, 하우징 컴포넌트는, 이 하우징 컴포넌트가 스윙 축(swing axle)을 중심으로 스윙할 수 있도록 지지 프레임 상에 장착된다.
또한, 본 발명에 따라 설정되는 목적은, 프레임 구조 및 상기 언급된 타입의 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈을 포함하는 싱글-패스 잉크젯 프린터에 의해 달성되며, 상기 프린트 헤드 모듈의 지지 프레임은 프레임 구조 상에 배열되는 적어도 하나의 지지부 상에서 받침 수단에 의해 놓여진다.
여기서, 제 1 단계로, 본 발명은 종래 기술로부터 공지된 프린트 헤드 모듈의 확대의 경우 증가하는 고유 중량으로 인해 프린트 헤드들의 바람직하지 않은 위치적인 변경들이 발생한다는 사실로부터 진행된다. 프린트 헤드 모듈의 하우징은 중량 하중에 따라 그의 형상을 변경한다. 가로방향 또는 X-방향으로 1m의 폭을 초과하는 프린트 헤드 모듈의 치수설정의 경우, 주어진 변형 때문에 프린트 헤드들의 정확한 위치설정이 곤란하다.
제 2 단계로, 본 발명은, 결과적으로, 고유 중량에 의한 재료 하중들을 감소시키기 위해서, 프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트 상의 중량 하중을 감소시키는 것을 고려하는 것으로부터 진행된다. 프린트 헤드 모듈의 치수 안정성을 개선하기 위한 프린트 헤드 모듈의 재료 보강은 바람직하지 않은 방식으로 더 많은 중량 증가를 초래할 것이고, 그 결과 프린트 헤드 모듈을 장착하기 위한 구조적 그리고 재료적 비용이 증가할 것이고 장착 및 해체 동안 프린트 헤드 모듈을 다루는 것이 더 어려워진다.
프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트에 관한 중량 하중을 감소시키기 위해서, 본 발명은 싱글-패스 잉크젯 프린터의 지지부 상의 받침 수단에 의해 놓여지는 지지 프레임을 제공한다. 따라서, 지지 프레임의 중량은 싱글-패스 잉크젯 프린터의 지지부에 의해 흡수된다. 프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트 자체는 현수식 방식으로 지지 프레임 상에 장착된다. 결과적으로, 또한 싱글-패스 잉크젯 프린터 쪽으로 리프팅되는 동안, 중력의 결과로서 단순한 자동 배향이 있게 된다. 지지 프레임은 프린트 헤드 모듈의 무거운 컴포넌트들, 이를 테면, 매체를 동작시키기 위한 공급 라인들 또는 프린트 헤드들의 제어 보드들, 전기 에너지를 위한 라인들, 정보 신호들을 위한 제어 라인들, 공기를 위한 라인들 또는 파이프들 또는 전기 퓨즈들 등을 수용하는 옵션을 제공한다. 하우징 컴포넌트는 중량으로부터 경감된다. 지지 프레임은 또한 미리정의된 위치들에서 구조적으로 중량 제거 가능성을 제공할 수 있고, 결과적으로 프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트의 하중을 정의된 방식으로 설계할 수 있다. 즉, 본 발명은 프린트 헤드 모듈의, 놓여질 수 있는 지지 프레임으로 그리고 프린트 헤드들을 지지하는 현수식 하우징 컴포넌트로의 분할을 제공한다.
따라서, 본 발명은 보다 넓은 프린팅 폭들을 달성하기 위해서 가로방향 또는 X-방향으로 정확하게 프린트 헤드 모듈의 치수를 더욱 증가시키지만, 프린트 헤드들의 단순하고 정확한 조정의 가능성은 유지된다는 이점을 제공한다. 프린트 헤드 모듈의 중량 중 일부는 지지 프레임을 통해 싱글-패스 잉크젯 프린터의 지지부 안으로 흩어진다. 고유 중량의 결과로서 프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트의 재료 변형 가능성이 최소로 감소된다.
프린트 헤드 모듈, 특히, 프린트 헤드들을 지지하는 가로방향 브래킷은 바람직하게는, 전체 프린팅 폭에 걸쳐 또는 프린팅 매체의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 본 발명에 따르면, 2m를 초과하는 프린팅 폭들 및 그에 따른 프린트 헤드 모듈 또는 가로방향 브래킷의 가로방향 치수들이 달성된다. 동시에, 마이크로미터 범위의 프린트 헤드들의 정확한 위치설정 능력 또한 존재한다.
추가 설명을 위해 직교 좌표계가 사용되며, 3개의 공간 방향들이 X-방향, Y-방향 및 Z-방향으로 표기된다. 사용되는 방향들은 포지티브 공간 섹터와 관련된다. 따라서, 컴포넌트가 공간 축들 중 하나를 따라 다른 컴포넌트의 "위"에 위치되는 경우, 그의 대응하는 축 섹션이 더 크다. 반대로, 컴포넌트의 축 섹션은, 그 컴포넌트가 언급된 공간 축과 관련하여 다른 컴포넌트의 "아래"에 위치되는 경우 더 작다.
프린트 헤드 모듈의 일 바람직한 구체예에서, 스윙 축이 Z-방향으로 하우징 컴포넌트의 가로방향 브래킷 위에 위치되며, 가로방향 브래킷은 프린트 헤드들을 수용한다. 즉, 가로방향 브래킷이 지지 프레임 상에 "매달려 있고", 그 결과, 프린트 헤드 모듈이 수직으로 리프팅되는 경우, 이는 중력에 의해 배향되는 방식으로 스윙 축 아래로 위치될 수 있고 지지 프레임에 대한 경사 또는 극각(polar angle)을 중심으로 피봇팅될 수 있다. 결과적으로, 유닛 상에 고정되는 경사진 프린팅 위치들 조차도 리프팅 인(lifting in) 동안 자체-조정의 결과로서 간단한 방식으로 달성될 수 있으며, 예를 들어, 프린팅 매체의 기술적으로 바람직한 아치형 코스의 경우, 프린팅 위치들이 필요하다.
스윙 축은, X 방향에 평행하게, 즉 프린팅 매체의 진행 방향에 대해 수직인 가로방향으로 배향되는 것이 더욱 유리하다. 이러한 방식으로, 스윙 축은 가로방향 브래킷의 메인 방향과 평행하게 진행한다. 이후, 스윙 축을 중심으로 가로방향 브래킷을 스윙시키는 것이 방위각의 변화를 발생시키지 않는다. 프린트 헤드 모듈 또는 가로방향 브래킷의 방위각 회전은, 예를 들어, 지지부 내의 지지 프레임의 대응하는 움직임을 통해 주어진다. 대안으로서 또는 부가적으로, 지지 프레임에 대해 하우징 컴포넌트 또는 가로방향 브래킷의 작은 방위각 회전을 허용하기 위해서, 바람직하게는, 스윙 축의 베어링에 작은 플레이가 제공된다.
프린트 헤드 모듈의 추가적인 바람직한 구체예에서, 지지 프레임의 받침 수단이 Z-방향으로 스윙 축 위로 배열된다. 즉, 지지 프레임 및 그에 따라 그 위에서 스윙하는 하우징 컴포넌트가 받침 수단들에 "매달려"있다. 싱글-패스 잉크젯 프린터의 지지부 상에 놓여지는 프린트 헤드 모듈은 중력-배향된 배향의 경우 아래로 스윙한다. 그 결과, 수직 방향으로의 단순한 장착 및 해체 이외에도, 추가의 보조기들 또는 체결 수단들없이 프린트 헤드 모듈을 그 전체적으로 지지부 상에 놓여질 수 있다. 중력의 결과로서, 놓여진 프린트 헤드 모듈은 그의 고유 중량에 의해 지지부 상에 안정하게 놓여진 상태로 남아있다. 이를 위해, 프린트 헤드 모듈의 질량 중심은 Z-방향에 대해 지지 프레임의 받침 수단 아래에 편리하게 배열된다. 특히, 이는, 추가 모듈들이 지지 프레임 위로 배치되는 경우 선택적으로 고려된다.
지지 프레임은 바람직하게는 X-방향으로 서로 이격되어 있는 2개의 지지 아암들을 포함하고, 받침 수단은 지지 아암들의 자유 단부들의 영역에 배열된다. 지지 아암들은 지지 프레임의 받침 포인트를 구조적으로 이동시킬 수 있는 가능성을 제공한다. 예를 들어, 지지 아암들은, 각각의 경우 가로방향 브래킷을 지나서 X-방향으로 측방향으로 연장된다. 그 결과, 지지부는, 하우징 컴포넌트로부터 구조적으로 이격된 싱글-패스 잉크젯 프린터 상에 배열될 수 있으며, 이는 결국 싱글-패스 잉크젯 프린터의 대응하는 베어링 수단 쪽으로 리프팅하는 동안, 프린트 헤드 모듈, 특히 하우징 컴포넌트의 원하는 자체-조정에 유리하다.
지지 프레임은 편의상, X-방향으로 연장되고 Z-방향으로 스윙 축 위에 배열되는 크로스멤버를 포함한다. 프린트 헤드 모듈의 기계적 안정성은 이러한 타입의 크로스멤버를 통해 증가된다. 추가 모듈들이 크로스멤버에 배치될 수 있다. 프린트 헤드 모듈의 중량-지지 컴포넌트들은 대응하는 프레임 구조를 통해 직접적으로 또는 간접적으로 크로스멤버 상에 장착된다.
중력에 의해 자유롭게 배향되는 방식으로 수직 방향으로 리프팅 인 및 아웃하기 위한 장착 보조기들이 Z-방향으로 프린트 헤드 모듈의 질량 중심 위에 배열되는 것이 더욱 유리하다. 이러한 타입의 장착 보조기들을 통해, 프린트 헤드 모듈은, 유닛 상에 고정되는 프린팅 위치에 따라 실질적으로 중력에 의해 자동으로 배향되고 달성되게 된다. 프린트 헤드 모듈은 이것이 자유롭게 이동가능한 방식으로 현수되도록 리프팅 인되기 때문에, 장착 중에, 경사 또는 방위각 회전 또는 그 밖에 X-방향 또는 Y-방향의 오프셋과 같은 프린트 헤드 모듈의 중력-지향 배향으로부터 벗어나는 의미에서의 정밀 조정이 싱글-패스 잉크젯 프린터의 대응하는 베어링 수단에 의해 발생한다. 특히, 장착 보조기들은 코드 체결 수단으로서 구성되며, 프린트 헤드 모듈의 장착 및 해체는 코드 리프팅 시스템에 의해 수직 방향으로 이루어졌다.
프린트 헤드 모듈의 또 다른 바람직한 구체예에서, 결합 모듈이 Z-방향으로 지지 프레임 위로 배치되고, 이 결합 모듈은 적어도 동작 매체를 공급하고 전기 에너지를 제공하기 위한 복수의 제 1 커넥터들을 갖는 제 1 결합부를 포함하고, 이 지지 프레임은 제 1 커넥터들과 상보적인 복수의 제 2 커넥터들을 갖는 제 2 결합부를 포함하고, 제 1 결합부 및 제 2 결합부는 제 1 커넥터들 및 제 2 커넥터들 간의 연결의 생성에 따라 서로 기계적으로 분리 및 결합될 수 있다. 즉, 결합 모듈을 프린트 헤드 모듈로 결합하는 것은, 결합 동안 동작 매체, 전력, 제어 신호들 등을 위한 서로 다른 커넥터들을 연결하고 기계적 연결을 생성하는 둘 모두를 하는 멀티-결합을 통해 발생한다. 예를 들어, 결합부들의 기계적 연결은 나사 연결을 통해 생성된다. 제 1 및 제 2 커넥터들의 결합은 또한 2개의 결합부들의 접근 시에 수행된다. 반대로, 분리하는 것은 나사 연결의 해제에 의해 발생하며, 상보형 커넥터들은 서로 멀어지게 이동한다. 스크류 연결은 바람직하게는, 특히 모터-구동식 구성이다. 결합부들의 의도하지 않은 개방을 방지하는 고정 수단이 바람직하게 포함된다.
기계적으로 연결되고 그리고 프린트 헤드 모듈 또는 그의 지지 프레임에 대한 멀티-결합에 의한 연결의 관점에서의 결합 모듈의 제공은 몇 가지 이점들을 제공한다. 예를 들어, 결과적으로, 제어 및 공급 라인들에 대한 프린트 헤드 모듈의 단순화된 연결이 가능하다. 따라서, 다수의 프린트 헤드들의 작동 및 공급은 하나의 중앙 모듈을 통해 발생한다. 둘째로, 공급된 제어 및 공급 라인들의 하중은 또한 프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트에 하중을 가하지 않고, 결과적으로 지지 프레임을 통해 흩어진다. 결합 모듈은 특히 바람직하게는, 잉크 탱크들과 같은 컨테이너들을 공급함으로써 보충된다. 이들의 중량은 프린트 헤드들을 지지하는 하우징 컴포넌트에서도 작용하지 않는다. 또한, 결합 모듈은, 수리 및 유지보수 작업과 관련하여, 적절한 다중-결합을 통한 프린트 헤드 모듈의 간단한 분리 및 결합을 허용한다. 결합 모듈이 제거될 경우 프린트 헤드 모듈에 더욱 용이하게 접근할 수 있다. 따라서, 전체적으로, 프린트 헤드 모듈은 유지보수 및 수리가 용이하다. 이외에도, 설치 및 분해가 더욱 용이해질 수 있다.
결합 모듈은 지지 프레임의 크로스멤버 상에 적절하게 배치된다. 여기서, 장착 보조기들이 결합 모듈 상에 배열되는 것이 유리하다. 결합 모듈의 중량이 크로스멤버를 통해 직접적으로 지지 프레임에 의해 흡수된다. 프린트 헤드 모듈은 결합 모듈을 통해 싱글-패스 잉크젯 프린터 쪽으로 그리고 싱글-패스 잉크젯 프린터로부터 둘 모두로 리프팅될 수 있다. 멀티-결합을 통해, 프린트 헤드 모듈은 용이하게 수용 및 놓임 둘 모두될 수 있다.
프린트 헤드 모듈의 또 다른 적절한 구체예에서, 하우징 컴포넌트는, Z-방향으로 연장되고 가로방향 브래킷에 연결되는 2개의 측면 칙(cheek)들을 포함하고, 지지 프레임은 측면 칙들 사이에 배열된다. 즉, 결과적으로 하우징 컴포넌트는 전반적으로 브래킷 형상 또는 U-형상을 가지며, 사지(limb)들은 측면 칙들에 의해 형성된다. 스윙 축은, 특히 각각의 경우에 측면 칙들의 자유 단부들에서 하나의 회전식 베어링에 의해 한정되며, 스윙 축은 각각의 경우에 회전식 베어링에서 측면 칙들을 관통한다.
일 바람직한 구체예에서, 그 회전식 베어링 또는 각각의 회전식 베어링은 래디얼 플레인 베어링으로서 구성된다. 래디얼 플레인 베어링은, 지지 프레임에 대해 스윙 축을 따라 스윙하는 하우징 컴포넌트의 가로방향 브래킷(프린트 헤드들을 지지함)의 오프셋을 허용한다. 이는 장착 중 프린트 헤드 모듈의 정밀한 위치설정을 용이하게 한다.
그 래디얼 플레인 베어링 또는 각각의 래디얼 플레인 베어링은 특히 바람직하게는, X-방향으로 연장되고 오버사이즈를 갖는 개구를 통해 안내되는 안내 핀에 의해 형성된다. 결과적으로, 지지 프레임에 대해 X-방향 및 Y-방향의 추가적인 자유도가 하우징 컴포넌트의 가로방향 브래킷에 제공되고, 가로방향 브래킷은 프린트 헤드들을 지지한다. 하우징 컴포넌트의 공간적 위치를 명확하게 결정하기 위해 2개의 방향들 중 하나에서 움직임 작용(movement play) 범위가 추가로 제한되어야 할 경우, 이는 개구와 안내 핀 사이의 작용을 대응하게 감소시킴으로써 이루어진다. 특히, 개구는 슬롯으로서 구성되는 것이 바람직하며, 0의 작용은, 예를 들어, Y-방향으로 제한된다. 만일 이러한 타입의 2개의 플레인 베어링들의 경우, 하나의 개구가 Z-방향의 배향을 갖는 슬롯으로서 구성되고, 다른 개구가 오버사이즈의 라운드 보어로 구성되면, 하우징 컴포넌트의 지지 프레임에 대한 방위 회전은 가능하게 되지만, 피봇 포인트는 슬롯을 갖는 하나의 플레인 베어링에 의해 고정된다.
래디얼 플레인 베어링 또는 각각의 래디얼 플레인 베어링의 안내 핀이 지지 프레임 상에 편리하게 장착되며, 안내 핀은 하우징 컴포넌트 상의 개구에, 특히 측면 칙에 안내된다. 이러한 타입의 구성은, 지지 프레임 상의 하우징 컴포넌트의 간단한 장착을 가능하게 한다. 이를 위해, 예를 들어, 안내 핀은 안내 스크류로서 구성된다.
각각의 경우, 하나의 측벽은 추가로, 바람직하게는, 가로방향 브래킷 상의 양 측면들 상에 그리고 하우징 컴포넌트의 측면 칙들 상에 장착된다. 하우징 컴포넌트은 측벽을 통해 기계적으로 안정화된다. 하우징 컴포넌트 내에 포함되는 내부 컴포넌트들은 또한 측벽에 맞대어져 지지될 수 있는 반면, 개방 구성의 경우, 이러한 타입의 컴포넌트들의 움직임은 프린트 헤드들을 지지하는 가로방향 브래킷의 바람직하지 않은 회전을 초래할 수 있다.
일 바람직한 구체예에서, 지지 프레임의 받침 수단은, 각각의 경우에, X-Y 평면으로 연장되는 하나의 평면형 받침 면을 포함한다. 고정된 Z-위치의 경우, 이러한 타입의 받침 면에서는 지지 프레임의 놓임 및 이에 따라, X-Y 평면에서 가변적인 방식으로 가능한 프린트 헤드 모듈의 놓임이 이루어진다. 여기서, X-Y 평면에서 지지 프레임을 놓는 위치는, 싱글-패스 잉크젯 프린터 상에 대응하게 제공되는 카운터베어링들(counterbearing) 또는 캐칭 수단(catching means)에 의해 프린트 헤드 모듈을 하강시키는 동안 자동 위치 조정을 통해 발생한다.
하우징 컴포넌트 상의 지지 프레임을 Y-방향으로 지지하기 위해 적어도 하나의 지지 베어링이 유리하게 추가로 포함된다. 지지 프레임의 중량 비율은, 필요에 따라 이 타입의 지지 베어링을 통해 하우징 컴포넌트 안으로 흩어진다. 그 결과, 프린트 헤드들을 지지하는 가로방향 브래킷의 추정된 그리고 원하는 위치가 싱글-패스 잉크젯 프린터의 동작 동안 선택적으로 안정화된다. 지지 베어링은, 특히, Z-방향의 오프셋의 경우, 프린트 헤드 모듈의 리프팅 아웃 동안 Y-방향으로의 움직임의 자유도를 증가시키고, 따라서 프린트 헤드 모듈의 리프트-아웃 위치에서의 극각(polar angle)을 중심으로 지지 프레임에 대한 하우징 컴포넌트의 스윙 움직임 또는 경사를 허용하는 방식으로 구성된다. 리프팅-인 상태에서, 이후 지지 베어링은 바람직하게는, 이것이 Z-방향 및 Y-방향의 자유도를 제한하는 방식으로 구성된다. 특히, 볼 피봇 베어링이 지지 베어링으로서 제공된다. 바람직하게는, X-방향으로 서로 이격되어 있는 2개의 지지 베어링들이 제공된다. 이를 위해, 고정된/플로팅(floating) 베어링 또는 플로팅/플로팅 베어링이 X-방향에 대하여 베어링 결합으로서 편리하게 사용된다. 여기서, 지지 베어링들 중 하나는 바람직하게, 고정된 베어링으로 구성되고 지지 베어링들 중 다른 하나는 고정된 베어링으로 구성된다. 여기서, 고정된 베어링은 바람직하게는, 원추형 또는 볼 소켓을 갖는 볼 피봇 베어링으로 구성된다. 플로팅 베어링은 유리하게, 프리즘 스러스트 베어링(prism thrust bearing)으로서 구성되며, 특히 볼 피봇 베어링과 유사하게 구성된다. 여기서, X-방향으로 연장되는 프리즘 소켓이 제공된다. 이러한 타입의 구성은 X-방향으로의 가로방향 브래킷 지지부의 길이방향 오프셋이 흡수될 수 있게 허용하며, 이 길이방향 오프셋은, 예를 들어, 온도 변화 하중의 결과로서 생성된다.
X-방향으로 이격되는 적어도 2개의 베어링 피스들은 유리하게, 프린트 헤드 모듈의 하우징 컴포넌트 상에 배열되며, 이 베어링 피스들은 각각의 경우 개방 베어링에서 자체-조정식 위치설정을 위해 구성된다. 특히, 베어링 피스들의 베어링 시트와 관련한 대략적인 위치설정을 위한 캐칭 수단이 바람직하게 하우징 컴포넌트 상에 배열될 때, 특히 수직 방향으로 자체-조정되는 베어링들은 복잡한 구조가 아니다. 이는 단지, 베어링을 실현하는 2개의 베어링 엘리먼트들이, 특히 중력-배향되는 수직 배향으로 프린트 헤드 모듈의 점진적인 도입 동안 자동으로 서로를 발견하는 것만을 필요로 하며, 그 결과, 최종 프린팅 위치가 궁극적으로 고정된다. 적절한 베어링 피스들은, 예를 들어, 소켓 베어링, 나이프-에지 베어링 또는 쥬얼(jewel) 베어링과 상호작용하도록 구성된다. 이 정도로, 베어링 피스들은, 특히 원뿔형, 테이퍼형, 각진형, 뾰족한형 또는 구형 구성이다.
또 다른 바람직한 구체예에서, 베어링 피스들은 높이-조정가능한 방식으로 하우징 컴포넌트 상에 장착된다. 이러한 방식으로, 생산-관련 치수 허용오차들이 보상될 수 있거나 또는 프린트 헤드들이 프린팅 위치에 대해 수직으로 또는 Z-방향으로 조정될 수 있다.
바람직한 구체예에서, 베어링 피스들 중 하나는 고정된 베어링에 위치설정되도록 구성되고, 베어링 피스들 중 다른 하나는 X-방향 또는 가로방향으로 플로팅 베어링에 위치설정되도록 구성된다. 플로팅 베어링을 통해, 예를 들어, 가로방향으로의 프린트 헤드 모듈의 팽창이 다시 한번 흡수된다. 일 편의적인 구체예에서, 각각의 경우, 고정된 베어링이 볼 피봇 베어링으로서 구성되고, 플로팅 베어링은 프리즘 스러스트 안내에 의해 가로방향으로 제공된다. 이를 위해, 베어링 피스들은 바람직하게, 각각의 경우에 볼 피봇들로서 구성된다. 이후, 고정된 베어링에는 점형(punctiform) 회전식 장착을 위한 볼 소켓이 유리하게 장착되고, 프린트 헤드 모듈의 수직 도입 동안 볼 소켓에는 피봇의 볼 단부가 수용되어 위치설정된다. 프리즘 스러스트 안내는 마찬가지로, 특히 볼 피봇 베어링으로서 구성되지만, 소켓은 가로방향을 따라 프리즘-형상 단면을 갖게 구성된다. 이후, 프리즘 스러스트 안내는 가로방향에 대하여 프린트 헤드 모듈의 평행한 위치를 고정한다. 가로방향 자체에 1 자유도로서 여전히 선형 오프셋이 존재한다.
정지 면과 접촉하게 되는 정지 피스는 더욱 바람직하게 프린트 헤드 모듈 상에 배열된다. 이러한 타입의 정지 피스는, 특히, 프린트 헤드 모듈이 수직으로 리프트 인될 때, 극각을 중심으로 프린트 헤드 모듈의 경사를 배향시킨다.
정지 피스는 특히 유리하게 가로방향 또는 X-방향으로 연장되는 볼 피봇을 포함한다. 매달린 프린트 헤드 모듈이 프린팅 위치 쪽으로 움직이는 동안, 볼 피봇은 유닛 상에 고정되는 정지 면과 접촉하여 점진적으로 통과하고, 최종적으로, 볼 피봇을 Y-방향 또는 프린팅 매체의 진행 방향에 위치시킨다. 예를 들어, 구형 정지 면과 함께, 볼 피봇은, 수직 높이와는 무관하게, 정의된 정지를 허용한다. 최종 프린팅 위치에서, 각각의 프린트 헤드 모듈은 이후, 예를 들어, 2개의 개방 베어링들, 즉 고정된 베어링으로서의 볼 피봇 베어링과 플로팅 베어링으로서의 프리즘 스러스트 안내에 의해, 그리고 정지 면에 접하는 정지 피스에 의해 정확하게 고정된다. 경사 또는 극각은 접하고 있는 정지 피스에 의해 고정된다. 대응하는 안내는, 유닛 상에 고정되는 수직 정지 면과 상호작용하는 정지 피스에 의해 추정된다.
적어도 하나의 기준 위치에 대한 프린트 헤드들의 위치를 고정하는 것에 의해, 이들은 항상, 프린트 헤드 모듈의 프린팅 위치가 도달될 경우, 피할 수 없는 치수 허용오차들을 제외하고 동일하게 떨어지게 배향된다. 즉, 각각의 프린트 헤드 모듈은 항상 그의 각각의 프린트 헤드들의, 적어도 하나의 기준 위치에 대하여 동일한 위치 배향을 갖는다. 결과적으로, 프린트 헤드 모듈의 단순한 교환이 달성된다. 교체된 프린트 헤드 모듈의 프린트 헤드들 및 새로 삽입된 프린트 헤드 모듈의 위치는 유닛 측에 대하여 동일하다.
삽입된 프린트 헤드 모듈의 복잡한 재조정이 상기 조치에 의해 생략된다. 프린트 헤드들은 이미, 프린트 헤드 모듈의 단순한 삽입 이후에 치수 허용오차들을 제외하고 조정되었다. 프린트 헤드 모듈들은 우선, 단지 싱글-패스 잉크젯 프린터의 새로운 구조의 경우에 생산 허용오차들로 인해 유닛 측 상의 각각의 베어링 포인트들에서 배향되어야 한다. 그러나, 심지어 이는, 모든 프린트 헤드 모듈들의 프린트 헤드들의 동일한 사전-위치설정에 의해 현장에서도 단순하다.
프린트 헤드들의 위치적인 조정을 위해서, 프린트 헤드들은, 이들이 예를 들어 X-방향 및 Y-방향으로 변위될 수 있도록 프린트 헤드 모듈에 장착된다. 적절한 툴에서, 위치 조정을 위해 프린트 헤드 모듈은, 전달되기 전에, 이후의 프린팅 위치와 필적하는 장착 위치로 이동된다. 후속하여, 개별 프린트 헤드들은, 예를 들어, 기준 위치에 대하여 마이크로미터 범위의 광학 현미경에 의해 위치적으로 조정된다.
프린트 헤드들은 바람직하게, 베어링 피스들, 예를 들어, 볼 피봇들에 대해 각각의 경우에 위치적으로 조정된다. 이를 위해, 전달되기 전에, 프린트 헤드 모듈들은 이후의 프린팅 위치에 따라서 대응하는 워크피스로 도입된다. 상기 툴은 이후의 싱글-패스 잉크젯 프린터와 동일한 베어링들을 갖는다. 프린트 헤드들은 특히 병렬화되고, X-방향 및 Y-방향으로 배향된다.
바람직하게 프린트 헤드 모듈을 수용하는 싱글-패스 잉크젯 프린터는 지지 프레임을 카운터-베어링(counter-bearing)하기 위한 지지부를 가지며, 이 지지부는 볼 조인트에 의해 지지되는 평면형 받침 면을 갖는다. 특히 자유롭게 이동가능한 볼 조인트를 통해, 지지부의 받침 면은 프린트 헤드 모듈을 놓는 동안 지지 프레임의 받침 수단의 받침 면에 대해 자동으로 평행하게 배향된다. 따라서, 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 프린트 헤드 모듈의 (편평하기 때문에) 안정적인 놓임이 결과적으로 자동으로 발생한다. 특히, 프린트 헤드 모듈이, 아치형으로 안내되는 프린팅 매체의 경우 프린팅 위치에서 경사각을 가질 경우, 볼 조인트의 배향은 편평한 컨택트를 발생시킨다.
X-방향으로 이격되는 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈의 하우징 컴포넌트의 적어도 2개의 베어링 피스들은, 제공된다면, 각각의 경우에 싱글-패스 잉크젯 프린터의 프레임 구조 상에 배열되는 하나의 개방 베어링에 바람직하게 위치된다. 단순한 자체-조정의 결과적으로 대응하는 이점들은 이미 상기 내용에 기술되었다.
적어도 하나의 프린트 헤드 모듈의 하우징 컴포넌트의 정지 피스는 편의상, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 프레임 구조 상에 배열되는 정지 면을 맞대어 지지한다. 상술된 바와 같이, 결과적으로 프린트 헤드 모듈의 정확한 그리고 재현가능한 배향이 발생한다.
본 발명의 예시적인 실시예들이 도면을 이용하여 보다 상세하게 설명되었다.
도 1은, 지지 프레임을 구비하며, 프린트 헤드들과 함께 스윙 방식으로 지지 프레임의 상부에 장착되는 하우징 컴포넌트를 구비하며, 그리고 지지 프레임 위로 배치되는 결합 모듈을 구비하는, 싱글-패스 잉크젯 프린터를 위한 프린트 헤드 모듈의 부분적으로 개방한 상태의 3차원 도면을 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 프린트 헤드 모듈을 확대된 상세도로 도시한다.
도 3은 도 1에 따른 프린트 헤드 모듈의 지지 프레임을 확대된 상세도로 도시한다.
도 4는, 유닛 상에 고정되는 프린팅 위치에 놓여지는, 도 1에 따른 프린트 헤드 모듈을 구비하는 잉크젯 프린터의 상세도를 도시한다.
도 1은 싱글-패스 잉크젯 프린터를 위한 프린트 헤드 모듈(1)의 3차원 및 부분적으로 개방한 상태의 도면을 도시한다. 프린트 헤드 모듈(1)은 지지 프레임(3) 상에 스윙 방식으로 장착되는 하우징 컴포넌트(2)를 포함한다. 대응하는 스윙 축(5)이 도시되어 있다. 또한, 지지 프레임(3) 상에는 결합 모듈(6)이 배치되어 있다.
스윙 축(5)을 중심으로 스윙할 수 있도록 지지 프레임(3) 상에 장착되는 하우징 컴포넌트(2)는, X-방향으로 연장되고 서로에 대하여 위치적으로 조정되는 복수의 프린트 헤드들(10)이 X-방향을 따라 장착되어 있는 가로방향 브래킷(8)을 포함한다. 가로방향 브래킷(8)은 각각의 경우에 Z-방향으로 연장되는 2개의 측면 칙들(12) 사이에 체결된다. 각각의 경우, 하나의 측벽(13)은 가로방향 브래킷(8) 상의 양 측면들 상에 그리고 측면 칙들(12) 상에 장착된다. 측벽(13)은 하우징 컴포넌트(2)를 기계적으로 안정화시킨다. 또한, 측벽(13)은 프린트 헤드 모듈(1)의 내부에 수용되는 컴포넌트들의 원하지 않는 움직임을 방지한다.
스윙 축(5)은, 각각의 경우에 측면 칙들(12)의 상단부들에 위치되는 2개의 래디얼 플레인 베어링들(14)에 의해 한정된다. 하우징 컴포넌트(2)는 지지 프레임(3)에 대해 스윙 축(5)을 중심으로 피봇팅될 수 있다. 지지 프레임(3)에 대한 하우징 컴포넌트(2)의 선형 오프셋은 또한 X-방향을 따라 가능하게 이루어진다.
지지 프레임(3)은, X-방향으로 비슷하게 연장되며 X-방향으로 하우징 컴포넌트(2)를 지나서 연장되는 양 측면들 상에서 지지 아암들(18)이 그 위에 장착되는 크로스멤버(17)를 포함한다. 싱글-패스 잉크젯 프린터의, 유닛에 고정되는 대응하는 지지부 상에 카운터-베어링 또는 놓임을 위한 받침 수단(20)이 각각의 경우에 지지 아암들(18)의 자유 단부들에서 구성된다.
스윙 축(5) 및 받침 수단(20)은 Z-방향으로 프린트 헤드 모듈(1)의 질량 중심(S) 위로 배열된다. 스윙 축(5)이 프린트 헤드들(10)을 지지하는 가로방향 브래킷(8) 위로 비슷하게 한정된다. 즉, 중력-지향된 배향의 경우, 가로방향 브래킷(8)이 지지 프레임(2) 아래 또는 크로스멤버(17) 아래에 매달린다. 지지 프레임(3) 및 하우징 컴포넌트(2)를 갖는 프린트 헤드 모듈(1) 그 자체는 또한 받침 수단(20) 아래에 매달린다. 이 정도까지, 받침 수단(2) 상에 놓여지는 프린트 헤드 모듈(1)은 유닛 상에 고정되는 제공된 프린팅 위치에 따라 중력에 의해 이미 배향되었으며, 그 정도까지, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 리프트 인 및 아웃이 용이하게 될 수 있다.
프린트 헤드들(10)이 내부에 배열되어 있는 가로방향 브래킷(8)이 전체 프린팅 폭에 걸쳐 또는 프린팅 매체의 전체 폭에 걸쳐 연장된다. 가로방향 브래킷(8)은, 예를 들어, 2.5m의 길이를 갖는다.
프린트 헤드(10)를 위한 대응하는 공급 및 구동 유닛들(23), 동작 및 공급 라인들(24), 공급 및 제어 라인들을 위한 케이블 번들(bundle)들(25), 전기 퓨즈들(26) 및 프린트 헤드들(10)을 위한 제어 보드들(27)이 대응하는 프레임 구성을 통해 지지 프레임(3) 상에 장착된다. 그 결과, 하우징 컴포넌트(2) 및 그에 따라, 특히 프린트 헤드(10)를 지지하는 가로방향 브래킷(8)은 중량이 경감된다. 하우징 컴포넌트(2)는 단지 프린트 헤드들(10) 그 자체를 지지할 뿐이다. 프린트 헤드들(10) 그 자신들은, 이들이 X-방향 및 Y-방향으로 가로방향 브래킷(8) 상에서 변위될 수 있도록 장착된다.
프린트 헤드 모듈(1)의 치수 확대는 프린트 헤드들(10)을 지지하는 하우징 컴포넌트(2)의 중량 경감에 의해 가능하다. 프린트 헤드들(10)은 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 프린팅 위치에 정확하게 위치될 수 있다. 중량에 의해 유도된 재료 변형의 결과로서의 프린트 헤드들(10)의 위치적 변경은 허용오차 한계 미만이다. 프린트 헤드들(10)의 위치는 마이크로미터 범위 내에서 고정될 수 있고 안정하다. 프린트 헤드 모듈(1)의 많은 컴포넌트들의 중량이 지지 프레임(3)으로 전달된다. 지지 프레임(3)은 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 카운터-베어링(counter-bearing)으로 받침 수단(20)을 통해 놓여진다. 프린트 헤드 모듈(1)의 주요 중량은 받침 수단(20)을 통해 대응하는 지지부에 의해 흡수된다.
프린트 헤드 모듈(1)을 수직 및 중력-배향된 배향으로 리프트 인 및 리프트 아웃하기 위해서, 장착 보조기들(30)이 결합 모듈(6) 상에 제공되고, 장착 보조기들(30)에는 코드 리프팅 시스템의 코드가 장착된다. 결합 모듈(6)은 다중-결합을 통해 지지 프레임(3)의 크로스멤버(17) 상에 기계적으로 그리고 연결하는 방식으로 배치된다. 이를 위해, 결합 모듈(6)은 크로스멤버(17)에 고정적으로 연결되는 제 2 결합부(32)에 결합되는 제 1 결합부(31)를 포함한다.
제 1 결합부(31)는 다수의 제 1 커넥터들(34)을 갖는다. 따라서, 상기 제 1 커넥터(34)와 상보적인 제 2 커넥터들(35)이 제 2 결합부(32)에 의해 포함된다. 제 1 및 제 2 커넥터들(34, 35)은 동작 매체 라인들로서, 제어 라인들로서 또는 에너지 공급을 위한 전기 라인들로서 구성된다. 제 1 결합부(31) 및 제 2 결합부(32)의 기계적 결합은, 모터(36)를 통해, 예를 들어, 나사 연결에 의해 이루어지며, 제 1 커넥터(34)는 제 2 커넥터들(35)과 동시에 연결된다. 여기서, 특히, 동작 매체 라인들은 작동 매체에 대해 밀봉되는 방식으로 서로 결합된다. 또한, 잉크 탱크들(38)이 결합 모듈(6) 상에 배열된다. 또한, 대응하는 케이블 리드스루(leadthrough)에 대한 변형 경감 수단(40)이 장착된다.
여기서, 싱글-패스 잉크젯 프린터의 개방 베어링에 위치설정하기 위한 베어링 피스들(42)이 하우징 컴포넌트(2) 상에, 각각의 경우, 그의 측면 칙들(12) 상에 장착된다. 베어링 피스들(42)은, 예를 들어, 높이 조절가능한 볼 피봇들로서 구성된다. 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 대응하는 베어링 엘리먼트들은 원추형 또는 볼 소켓을 갖는 또는 프리즘 소켓을 갖는 상향 개방 베어링 소켓들로서 구성된다. 이외에도, 캐칭 수단(43)은 각각의 경우에 하우징 컴포넌트(2)의 측면 칙들(12) 상에 장착된다. 캐칭 수단(43)은, 예를 들어, 프린트 헤드 모듈(1)의 하강 동안 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 캐치 웨지와 접촉하고 그 결과로서 배향되는 웨지 샤프트를 갖도록 구성되는데, 그 결과 프린트 헤드 모듈(1)이 각각의 베어링 피스들(42)과 함께 하강하는 동안 개방 베어링들의 베어링 소켓들 안으로 자동으로 놓여지고, 그 과정에서 원하는 그리고 정확히 배향된 프린팅 위치에 도달한다. 이를 위해, 지지 프레임(3)에 대한 하우징 컴포넌트(2)의 대응하는 작용은, 대응하는 구성의 래디얼 플레인 베어링들(14)을 통해 허용된다. 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 X-Y 평면에서의 가변 위치설정은 또한 받침 수단(20)의 편평한 받침 면을 통해 가능해진다. Y-방향에서 고정하는 것은 리프팅 인 동안 정지 피스(44)를 통해 발생한다.
베어링의 세부사항들을 도 1에 따른 프린트 헤드 모듈(1)의 확대된 상세도로 도 2로부터 볼 수 있다. 정지 피스(44)는, 하강 동안 Y-방향으로 배향되고 프리즘 안내 내에 고정되는 볼 피봇으로서 구성된다. 장착 보조기들(30)은 코드 체결 수단(47)으로서 구성된다. 높이 조절이 가능한 베어링 피스(42) 및 그것에 체결되는 캐칭 수단(43)이 명확하게 보여질 수 있다.
하우징 컴포넌트(2)의 양 측면 칙들(12) 상에 배열되는 래디얼 플레인 베어링들(14)은 각각의 경우에 각각의 측면 칙(12) 내의 개구(51)를 관통하는 하나의 안내 핀(50)을 포함한다. 여기서, 개구(51)는 오버사이즈를 가지며, 결과적으로, 주어진 유극에 따라 Y-Z 평면에서 지지 프레임(3)에 대한 하우징 컴포넌트(2)의 오프셋이 또한 가능하다. 하우징 컴포넌트(2)가 지지 프레임(3)에 대하여 스윙 축(5)을 따라 X-방향을 따라 선형적으로 오프셋될 수 있음을 마찬가지로 알 수 있다. 평면형 받침 면(49)이 받침 수단(20) 상에서 보여질 수 있다.
도 1에 따른 프린트 헤드 모듈(1)의 하우징 컴포넌트(2)에 수용된 지지 프레임(3)을 도 3에서 볼 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 받침 수단(20) 상의 평면형 받침 면(49)을 볼 수 있다. 제어 보드들(27) 및 동작 매체 라인들(24)이 지지 프레임(3)의 내부에 수용된다.
지지 프레임(3)의 크로스멤버(17)는 Z-방향으로 연장되는 2개의 측면 플레이트들(53) 사이에 장착된다. 각각의 경우에, 래디얼 플레인 베어링(14)의 안내 핀(50)은 두 개의 측면 플레이트들(53)에서 나사체결된다. 측면 플레이트들(53)의 하단부에는 지지 베어링(56)이 형성되어 있고, 이 지지 베어링(56)에 의해 지지 프레임(3)이 하우징 컴포넌트(2) 상에 추가적으로 지지될 수 있다. 결과적으로, 지지 프레임(3)의 중량 및 그 내부에 수용된 컴포넌트들의 중량의 일부를 하우징 컴포넌트(2), 및 특히 프린트 헤드들을 지지하는 가로방향 브래킷(8)에 전달할 수 있다. 그 결과, 싱글-패스 잉크젯 프린터 상의 하우징 컴포넌트(2)의 프린팅 위치가 어쩌면 안정화될 수 있다.
양 측면들에 제공되는 지지 베어링들(56)은 볼 피봇(57)을 포함한다. 볼 피봇(57)이 측면 플레이트(53) 상에 장착된다. 대응하는 상보성 베어링 엘리먼트는, 각각의 경우에 하우징 컴포넌트(2)의 대응하는 측면 칙(12)의 내부 측면 상에서 체결되는 베어링 소켓으로서 주어진다.
지지 베어링들(56) 중 하나는 볼 소켓 또는 원추형 소켓(61)을 포함한다. 다른 지지 베어링(56)은 상보적인 베어링 엘리먼트로서 프리즘 소켓(62)을 포함한다. 볼 또는 원뿔형 소켓(61)이 하우징 컴포넌트(2) 상에서 지지 프레임(3)의 정확한 피봇 포인트를 한정하는 반면에, 온도 변화 하중의 결과로서의 길이방향 오프셋은 프리즘 소켓(62)을 통해 X-방향으로 흡수된다.
도 4는 싱글-패스 잉크젯 프린터(65)를 도시한다. 후자는 도 1에 따른 프린트 헤드 모듈(1)이 상부에 놓여지는 프레임 구조(66)를 포함한다. 따라서, 특히, 지지 아암들(18) 상의 받침 수단(20)이 지지부(68) 상에 놓여진다. 여기서, 지지부(68)는 볼 조인트(71) 내에 회전가능하게 이동가능한 방식으로 장착되는 평면형 받침 면(70)을 포함한다. 지지부(68)의 받침 면(70)은 놓여진 지지 프레임(3)의 중량에 의해 볼 조인트(71) 내에서 배향되고, 그 결과, 프린트 헤드 모듈(1)의 경사 각과 무관하게 편평한 컨택트가 항상 존재하게 된다.
하우징 컴포넌트(2)의 측면 칙들 상의 베어링 피스들(42)는 위치적으로 조정된 방식으로 개방 베어링들(74)의 대응하는 베어링 소켓들에 수용된다. 각각의 캐칭 수단(43)은 대응하는 캐칭 웨지들 상에 위치설정된다.
하우징 컴포넌트(2)의 측면 칙 상의 정지 피스(44)는 프레임 구조(66) 상의 정지 면(75)에 대해 규정된다. 프린팅 매체의 진행 방향(L)을 알 수 있다.
부호들의 리스트
1 프린트 헤드 모듈
2 하우징 컴포넌트
3 지지 프레임
5 스윙 축
6 결합 모듈
8 가로방향 브래킷
10 프린트 헤드들
12 측면 칙
13. 측벽
14 래디얼 플레인 베어링
17 크로스멤버
18 지지 아암
20 받침 수단
23 공급 및 구동 유닛
24 동작 매체 라인
25 케이블 번들
26 퓨즈들
27 제어 보드들
30 장착 보조기
31 제 1 결합부
32 제 2 결합부
34 제 1 커넥터들
35 제 2 커넥터들
36 모터
38 잉크 탱크
40 변형 경감 수단
42 베어링 피스
43 캐칭 수단
44 정지 피스
47 코드 체결 수단
49 받침 면
50 안내 핀
51 개구
53 측면 플레이트
56 지지 베어링
57 볼 피봇
61 볼 소켓
62 프리즘 소켓
65 싱글-패스 잉크젯 프린터
66 프레임 구성
68 지지부
70 받침 면
71 볼 조인트
74 개방 베어링
75 정지 면
L 진행 방향
S 질량 중심

Claims (27)

  1. 싱글-패스 잉크젯 프린터(65)를 위한 프린트 헤드 모듈(1)로서,
    X-방향으로 연장되는 가로방향 브래킷(8)을 갖는 하우징 컴포넌트(2)로서, 상기 가로방향 브래킷(8) 상에 다수의 프린트 헤드들(10)이 배열되고, 상기 프린트 헤드들(10)은 적어도 하나의 기준 위치에 대하여 위치적으로 조정되며, 상기 X-방향은 Y-방향 및 Z-방향과 함께 직교 좌표계(orthogonal coordinate system)를 형성하는, 하우징 컴포넌트(2), 및
    지지 프레임(3)을 포함하고,
    상기 지지 프레임(3)은 상기 싱글-패스 잉크젯 프린터의 프레임 구조(66) 상에 상기 프린트 헤드 모듈(1)이 받쳐지게(resting) 하기 위한 받침 수단(rest means)(20)을 가지며,
    상기 하우징 컴포넌트(2)는, 상기 하우징 컴포넌트(2)가 상기 지지 프레임(3)에 대해 스윙 축(swing axle)(5)을 중심으로 스윙할 수 있도록, 상기 지지 프레임(3) 상에 장착되는,
    프린트 헤드 모듈(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 스윙 축(5)은 Z-방향으로 상기 가로방향 브래킷(8) 위에 위치되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 스윙 축(5)은 상기 X-방향에 대해 평행하게 배향되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(3)의 상기 받침 수단(20)은 상기 Z-방향으로 상기 스윙 축(5) 위에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(3)의 상기 받침 수단(20)은 상기 Z-방향으로 상기 프린트 헤드 모듈(1)의 질량 중심(S) 위에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(3)은 상기 X-방향으로 서로 이격되는 2개의 지지 아암들(18)을 포함하고, 그리고 상기 받침 수단(20)은 상기 지지 아암들(18)의 자유 단부들의 영역에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(3)은, 상기 X-방향으로 연장되고 그리고 상기 Z-방향으로상기 스윙 축(5) 위에 배열되는 크로스멤버(17)를 포함하는, 프린트 헤드 모듈(1).
  8. 제 1 항에 있어서,
    중력에 의해 자유롭게 배향되는 방식으로 수직 방향으로 리프팅 인 및 아웃하기 위한, 장착 보조기(mounting aid)들(30)이 상기 Z-방향으로 상기 프린트 헤드 모듈(1)의 질량 중심(S) 위에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  9. 제 1 항에 있어서,
    결합 모듈(6)이 상기 Z-방향으로 상기 지지 프레임(3) 상에(onto) 배치되며, 상기 결합 모듈(6)은, 적어도, 동작 매체를 제공하고 그리고 전기 에너지를 제공하기 위한 복수의 제 1 커넥터들(34)을 갖는 제 1 결합부(31)를 포함하고, 상기 지지 프레임(3)은 상기 제 1 커넥터들(34)에 대하여 상보적인 복수의 제 2 커넥터들(35)을 갖는 제 2 결합부(32)를 포함하고, 그리고 상기 제 1 결합부(31) 및 상기 제 2 결합부(32)는 상기 제 1 커넥터들(34)과 상기 제 2 커넥터들(35) 사이의 연결 생성에 의해 기계적으로 서로로부터 분리되고 서로 결합되는 것이 가능한, 프린트 헤드 모듈(1).
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 지지 프레임(3)은, 상기 X-방향으로 연장되고 그리고 상기 Z-방향으로상기 스윙 축(5) 위에 배열되는 크로스멤버(17)를 포함하고, 상기 결합 모듈(6)은 상기 크로스멤버(17) 상에 배치되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  11. 제 10 항에 있어서,
    중력에 의해 자유롭게 배향되는 방식으로 수직 방향으로 리프팅 인 및 아웃하기 위한, 장착 보조기(mounting aid)들(30)이 상기 Z-방향으로 상기 프린트 헤드 모듈(1)의 질량 중심(S) 위에 배열되고, 상기 장착 보조기들(30)은 상기 결합 모듈(6) 상에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징 컴포넌트(2)는, 상기 Z-방향으로 연장되고 상기 가로방향 브래킷(8)에 연결되는 2개의 측면 칙(cheek)들(12)을 포함하고, 상기 지지 프레임(3)은 상기 측면 칙들(12) 사이에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  13. 제 12 항에 있어서,
    각각의 경우에, 하나의 측벽(13)이 상기 가로방향 브래킷(8) 상의 그리고 상기 하우징 컴포넌트(2)의 상기 측면 칙들(12) 상의 양 측면들 상에 장착되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 받침 수단(20)은 각각의 경우에 X-Y 평면으로 연장되는 하나의 평면형 받침 면(49)을 포함하는, 프린트 헤드 모듈(1).
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 스윙 축(5)은 적어도 하나의 래디얼 플레인 베어링(radial plain bearing)(14)에 의해 고정되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 래디얼 플레인 베어링(14)은 상기 X-방향으로 배향되고 오버사이즈의 개구(51)를 통과하여 안내되는 안내 핀(50)을 포함하는, 프린트 헤드 모듈(1).
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 래디얼 플레인 베어링(14)의 상기 안내 핀(50)은 상기 지지 프레임(3) 상에 장착되고 그리고 상기 하우징 컴포넌트(2) 상의 개구(51) 내에서 안내되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  18. 제 1 항에 있어서,
    적어도 하나의 지지 베어링(56)이 상기 하우징 컴포넌트(2) 상에서 상기 지지 프레임(3)을 Y-방향으로 지지하기 위해 포함되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 X-방향으로 이격되는 적어도 2개의 지지 베어링들(56)이 제공되고, 상기 지지 베어링들(56) 중 하나는 플로팅(floating) 베어링으로서 구성되고, 상기 지지 베어링들(56) 중 다른 하나는 상기 X-방향에 대하여 고정된 베어링으로서 구성되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 X-방향으로 서로 이격되어 있고, 각각의 경우에, 개방 베어링(74)에서 자체-조정 위치설정하도록 구성되는 적어도 2개의 베어링 피스들(42)이 상기 하우징 컴포넌트(2) 상에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 베어링 피스들(42)의 베어링 시트에 대한 대략적인 위치설정을 위한 캐칭 수단(43)이 상기 하우징 컴포넌트(2) 상에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  22. 제 1 항에 있어서,
    정지 면(75)과 접촉하게 되는 정지 피스(44)가 상기 하우징 컴포넌트(2) 상에 배열되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  23. 제 1 항에 있어서,
    적어도 상기 프린트 헤드들(10)의 제어 보드들(27), 공급 라인들(24)로서 동작 매체, 전기 에너지, 공기 및 냉각제 중의 한 가지 이상를 위한 공급 라인들(24), 정보 신호들을 위한 제어 라인들, 퓨즈들(26), 및 상기 프린트 헤드들(10)을 위한 공급 또는 구동 유닛들(23), 중의 한 가지 이상이 상기 지지 프레임(3) 상에 장착되는, 프린트 헤드 모듈(1).
  24. 프레임 구조(66)를 구비하고 그리고 제 1 항 내지 제 23 항 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈(1)을 구비하는 싱글-패스 잉크젯 프린터(65)로서,
    상기 프린트 헤드 모듈의 상기 지지 프레임(3)은, 상기 프레임 구조(66) 상에 배열되는 적어도 하나의 지지부(68) 상에 상기 받침 수단(20)에 의해 놓여지는, 싱글-패스 잉크젯 프린터(65).
  25. 제 24 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 지지부(68)는 볼 조인트(71)를 통해 지지되는 평면형 받침 면(70)을 포함하는, 싱글-패스 잉크젯 프린터(65).
  26. 제 24 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈(1)의 상기 하우징 컴포넌트(2)의, 상기 X-방향으로 이격되는 상기 적어도 2개의 베어링 피스들(42)은, 각각의 경우에, 상기 프레임 구조(66) 상에 배열되는 하나의 개방 베어링(74) 내에 위치설정되는, 싱글-패스 잉크젯 프린터(65).
  27. 제 24 항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 프린트 헤드 모듈(1)의 상기 하우징 컴포넌트(2)의 상기 정지 피스(44)는 상기 프레임 구조(66) 상에 배열되는 정지 면(75)을 맞대어 지지하는, 싱글-패스 잉크젯 프린터(65).
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