WO2005044564A2 - Drucksystem mit reinigungsstation - Google Patents

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Definitions

  • the invention relates to a maintenance-free printing system with a print head housing, an ink jet print head arranged therein and a cleaning station.
  • a printing system with a print head housing and a (replaceable) print head arranged therein can be seen.
  • the print head housing is attached to a sliding carriage.
  • a cleaning and sealing station is located outside the pressure zone. Between the individual printing processes or on the corresponding command, the carriage with the print head arranged thereon can be automatically moved to a position opposite the cleaning and sealing station, where the nozzles of the print head are cleaned and sealed against drying out when not in use.
  • This arrangement requires a relatively large amount of space and results in many idle paths of the carriage with the print head arranged thereon.
  • the invention has for its object to provide a maintenance-free printing system that enables a compact design and avoids the disadvantages mentioned above.
  • the printing system should also be free to use.
  • this object is achieved in that the cleaning station is arranged integrated in the printhead housing.
  • the cleaning station By arranging the cleaning station in the printhead housing, idle paths of the printhead are avoided and the cleaning station by the print head housing is also protected against external contamination.
  • the arrangement of the cleaning station integrated in the printhead housing makes it possible to use the printhead in different positions of use (eg horizontally, vertically or at an angle).
  • the printhead is advantageously mounted within the printhead housing so as to be pivotable about at least one axis, it being in one end position in a cleaning or parking position opposite the cleaning station and in the other end position in the printing position.
  • the print head can be held in the cleaning or parking position by springs, for example, and can be moved into the printing position against the spring force for the printing process.
  • a further expedient embodiment consists in that the print head can be moved laterally within the print head housing, it being in one end position in the printing position and in the other end position in a cleaning or parking position opposite the cleaning station. For the cleaning process, the print head is pushed in front of the cleaning station and then the cleaning process is initiated.
  • the cleaning station is movably mounted in the printhead housing and can be brought in front of the printhead by electric motors. This can be done, for example, by pivoting and / or moving the cleaning station.
  • the print head In the cleaning or parking position, the print head is expediently sealed air-tight on its exit side by the cleaning station. This prevents ink from drying up in the area of the mouth of the printhead and thereby clogging the spray nozzles.
  • the ink is dried after printing by means of preferably UV light. Drying can take place, for example, by means of preferably UV lamps which can be switched on and off.
  • the UV light is advantageously supplied via at least one optical waveguide.
  • fiber optic cables take up very little space and can therefore be arranged directly next to the printhead or the printhead housing. Due to the characteristic of flexibility, which is typical for optical fibers, they can also take part in movements of the print head.
  • the UV radiation is intended to quickly dry the ink on the object to be printed.
  • optical fibers are arranged somewhat offset from the printhead, they must be arranged at an acute angle with respect to the perpendicular to the surface to be printed. In order to prevent UV light reflection on the printhead, it is therefore advantageous to provide a shield between the mouth of the optical waveguide and the printhead.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section through a printhead housing according to the invention, with a printhead pivotally mounted therein, in cleaning or. Parking position,
  • Fig. 2 is a view of the printhead housing shown in Fig.1, in the direction of arrow A and
  • FIG. 3 shows the printhead housing according to FIG. 1, with the printhead in the printing position.
  • the maintenance-free printing system shown in FIGS. 1 to 3 consists of a printhead housing 1, which is connected via a supply hose 2 is connected to a controller, not shown.
  • a supply hose 2 In the supply hose 2, electrical lines, control lines compressed air, or vacuum lines or lines for supplying the ink can be contained.
  • a movably mounted print head 3 is arranged in the print head housing 1.
  • the print head 3 can be pivoted about an axis of rotation 4 and can be brought into two different end positions by means of an actuating cylinder 8.
  • the print head 3 has at its free end outlet nozzles 5 for the ink to be applied.
  • a cleaning station 6 In the printhead housing 1 there is also a cleaning station 6 which is integrated in the printhead housing 1.
  • the cleaning station 6 can be pivoted about a joint 7. In the one end position shown in FIG.
  • the print head is in a cleaning or parking position opposite the cleaning station 6.
  • the outlet nozzles 5 of the print head 3 are sealed airtight in this position by the cleaning station 6.
  • the cleaning process can consist in a known manner, for example, in that the ink located in the mouth of the outlet nozzles is sucked off by means of a vacuum.
  • the actuating cylinder 8 By means of the actuating cylinder 8, the print head 3 is brought clockwise about the axis of rotation 4 into the printing position shown in FIG.
  • the cleaning station 6 is folded down, for example, by spring force around the joint 7.
  • a plurality of optical fibers 9 are arranged on the side of the printhead housing 1.
  • the optical fibers 9 are fastened to the print head housing 1 by means of a holder 10.
  • the optical fibers 9 are used for quick drying by means of the print head 3 onto an ink applied to an object to be printed. UV light is supplied via the optical fibers. The UV rays can be reflected by the surface of the metallic material to be printed, for example.
  • a shield 11 is provided in order to prevent the outlet nozzles 5 on the print head 3 from drying out. This shield 11 is part of the printhead housing 1, but can also be formed as a separate part and connected to the printhead housing 1.
  • Printhead housing Supply hose Printhead (inkjet printhead) Rotation axis (axis) Outlet nozzle Cleaning station Articulation actuating cylinder Optical fiber holder Shielding

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein wartungsfreies Drucksystem mit einem Druckkopfge-häuse (1), einem darin angeordneten Tintenstrahl-Druckkopf (3) sowie einer Reinigungsstation (6), wobei die Reinigungsstation (6) im Druckkopfgehäuse (1) integriert angeordnet ist.

Description

Drucksystem mit Reinigungsstation
Die Erfindung betrifft ein wartungsfreies Drucksystem mit einem Druckkopfgehäuse, einem darin angeordneten Tintenstrahl-Druckkopf sowie einer Reini- gungsstation.
Aus der WO91/10569 ist ein Drucksystem mit einem Druckkopfgehäuse und einem darin angeordneten (auswechselbaren) Druckkopf ersichtlich. Das Druckkopfgehäuse ist auf einem verschiebbaren Wagen befestigt. Ausserhalb der Druckzone befindet sich eine Reinigungs- und Dichtstation. Zwischen den einzelnen Druckvorgängen oder auf entsprechenden Befehl kann der Wagen mit dem darauf angeordneten Druckkopf automatisch in eine der Reinigungsund Dichtstation gegenüberliegende Position verschoben werden, wo die Düsen des Druckkopfes gereinigt und bei Nichtgebrauch durch Verschliessen gegen Austrocknen abgedichtet werden.
Diese Anordnung erfordert relativ viel Platz und ergibt viele Leerlaufwege des Wagens mit dem darauf angeordneten Druckkopf.
Die DE 37 36 916 A1 zeigt eine ähnliche Anordnung wie in der oben genann- ten Druckschrift. Auch hier befindet sich eine sog. Wiederherstellungseinrichtung ausserhalb des Druckbereiches. Auch diese Anordnung weist bezüglich Platzbedarf und Weg- bzw. Zeitaufwand die oben erwähnten Nachteile auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wartungsfreies Drucksystem zu schaffen, das eine kompakte Bauweise ermöglicht und die oben angegebenen Nachteile vermeidet. Das Drucksystem soll darüber hinaus Freihand bedienbar sein.
Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Reinigungs- Station im Druckkopfgehäuse integriert angeordnet ist.
Durch die Anordnung der Reinigungsstation im Druckkopfgehäuse werden Leerlaufwege des Druckkopfes vermieden und die Reinigungsstation durch das Druckkopfgehäuse ausserdem gegen Verschmutzung von aussen geschützt. Durch die in das Druckkopfgehäuse integrierte Anordnung der Reinigungsstation wird es ermöglicht, den Druckkopf in unterschiedlichen Gebrauchslagen (z.B. horizontal, vertikal oder schräg) einzusetzen.
Der Druckkopf ist vorteilhaft innerhalb des Druckkopfgehäuses um wenigstens eine Achse schwenkbar gelagert, wobei er sich in der einen Endstellung in einer der Reinigungsstation gegenüberliegenden Reinigungs- bzw. Parkposition und in der anderen Endstellung in der Druckposition befindet. Der Druck- köpf kann bspw. durch Federn in der Reinigungs- bzw. Parkposition gehalten und für den Druckvorgang entgegen der Federkraft in die Druckposition bewegt werden.
Eine weitere zweckmässige Ausführungsform besteht darin, dass der Druck- köpf innerhalb des Druckkopfgehäuses seitlich verschiebbar ist, wobei er sich in der einen Endstellung in der Druckposition und in der anderen Endstellung in einer der Reinigungsstation gegenüberliegenden Reinigungs- bzw. Parkposition befindet. Für den Reinigungsvorgang wird der Druckkopf vor die Reinigungsstation geschoben und dann der Reinigungsvorgang eingeleitet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Reinigungsstation im Druckkopfgehäuse beweglich gelagert und elektromotorisch angesteuert vor den Druckkopf bringbar ist. Dies kann beispielsweise durch Schwenken und/oder Verschieben der Reinigungsstation erfolgen.
Der Druckkopf ist in der Reinigungs- bzw. Parkposition auf seiner Austrittsseite zweckmässigerweise durch die Reinigungsstation luftdicht abgeschlossen. Dadurch wird verhindert, dass Tinte im Bereich der Mündung des Druckkopfes eintrocknet und die Spritzdüsen dadurch verstopft werden.
Nach Beendigung des Druckvorganges kann es vorkommen, dass einzelne Tintentropfen in oder an der Mündung der Düsen hängen bleiben. Um ein Eintrocken der Tinte oder Verschmutzungen auf den zu bedruckenden Gegens- tänden zu vermeiden, ist es vorteilhaft, dass der Druckkopf in der Reinigungsbzw. Parkposition mittels Vakuum gespült wird. Überschüssige Tinte kann dabei abgesaugt werden.
Insbesondere beim Drucken auf nichtsaugendem Untergrund dauert es relativ lang, bis die aufgespritzte Tinte getrocknet ist. Es ist daher zweckmässig, dass die Tinte nach dem Drucken mittels vorzugsweise UV-Licht getrocknet wird. Das Trocknen kann beispielsweise mittels ein- und ausschaltbaren vorzugsweise UV-Lampen erfolgen.
Um ein Verschmieren der durch den Druckvorgang aufgebrachten Zeichen oder Markierungen zu verhindern, wird das UV-Licht vorteilhaft über wenigstens einen Lichtwellenleiter zugeführt. Lichtwellenleiter benötigen im Gegensatz zu UV-Lampen nur sehr wenig Platz und können somit direkt neben dem Druckkopf, bzw. neben dem Druckkopfgehäuse angeordnet werden. Durch die für Lichtwellenleiter typische Eigenschaft der Flexibilität können diese auch Bewegungen des Druckkopfes mitmachen.
Durch die UV-Strahlung soll ein rasches Eintrocknen der Tinte auf dem zu bedruckenden Gegenstand erreicht werden. Um gleichzeitig ein Eintrocken der Tinte im Bereich der Mündung des Druckkopfes zu verhindern, ist es zweckmässig, die Mündung der Lichtwellenleiter so anzuordnen, dass UV- Licht-Reflexionen von der Oberfläche der zu bedruckenden Gegenstände auf den Druckkopf vermieden werden.
Insbesondere wenn die Lichtwellenleiter gegenüber dem Druckkopf etwas versetzt angeordnet sind, müssen diese gegenüber der Senkrechten zu der zu bedruckenden Oberfläche unter einem spitzen Winkel angeordnet werden. Um eine UV-Licht-Reflexion auf den Druckkopf zu verhindern ist es daher vor- teilhaft, zwischen der Mündung der Lichtwellenleiter und dem Druckkopf eine Abschirmung vorzusehen. Ausbildungen der Erfindung und Varianten dazu sind in den abhängigen Patentansprüchen und in den Figurenbeschreibungen angegeben.
Im obigen Text wird zwar auf ein Tintenstrahl-Drucksystem Bezug genommen; die Erfindung ist jedoch nicht darauf eingeschränkt, sondern steht vielmehr auch anderen Benutzern (z.B. für Farbspritzgeräte etc.) offen. Die Patentansprüche sind dementsprechend breit auszulegen.
Die Bezugszeichenliste und die Zeichnung sind zusammen mit den in den An- Sprüchen beschriebenen, beziehungsweise geschützten Gegenständen integrierende Bestandteile der Offenbarung dieser Anmeldung.
Figurenbeschreibung
Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben. Gleiche Bezugszeichen bedeuten gleiche Bauteile, Bezugszeichen mit unterschiedlichen Indizes geben funktionengleiche Bauteile an.
Es zeigen dabei:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemässes Druckkopfgehäuse, mit einem darin schwenkbar gelagerten Druckkopf, in Reinigungsbzw. Parkposition,
Fig. 2 eine Ansicht des in Fig.1 dargestellten Druckkopfgehäuses, in Richtung des Pfeils A und
Fig. 3 das Druckkopfgehäuse gemäss Fig.1 , mit sich in Druckposition befind- lichem Druckkopf.
Das aus den Fig.1 bis 3 ersichtliche, wartungsfreie Drucksystem besteht aus einem Druckkopfgehäuse 1 , das über einen Versorgungs- schlauch 2 mit einer nicht dargestellten Steuerung verbunden ist. Im Versorgungsschlauch 2 können elektrische Leitungen, Steuerleitungen Druckluft, bzw. Vakuumleitungen oder Leitungen zur Zuführung der Tinte enthalten sein. Im Druckkopfgehäuse 1 ist ein beweglich gelagerter Druckkopf 3 angeordnet. Der Druckkopf 3 ist um eine Drehachse 4 schwenkbar und mittels eines Betätigungszylinders 8 in zwei unterschiedliche Endlagen bringbar. Der Druckkopf 3 weist an seinem freien Ende Austrittsdüsen 5 für die aufzubringende Tinte auf. Im Druckkopfgehäuse 1 befindet sich ferner eine Reinigungsstation 6, welche in das Druckkopfgehäuse 1 integriert ist. Die Reinigungsstation 6 ist um ein Gelenk 7 schwenkbar. In der in Fig.1 dargestellten einen Endstellung befindet sich der Druckkopf in einer der Reinigungsstation 6 gegenüberliegenden Reinigungs- bzw. Parkposition. Die Austrittsdüsen 5 des Druckkopfes 3 werden in dieser Position durch die Reinigungsstation 6 luftdicht abgeschlossen. Der Reinigungsvorgang kann in bekannter Weise beispielsweise dadurch bestehen, dass die sich in der Mündung der Austrittsdüsen befindliche Tinte mittels Vakuum abgesaugt wird. Mittels des Betätigungszylinders 8 wird der Druckkopf 3 um die Drehachse 4 im Uhrzeigersinn in die in Fig.3 dargestellte Druckposition gebracht. Die Reinigungsstation 6 wird dabei beispielsweise mittels Federkraft um das Gelenk 7 nach unten geklappt. Seitlich des Druckkopfgehäuses 1 sind mehrere Lichtwellenleiter 9 angeordnet. Die Lichtwellenleiter 9 sind mittels eines Halters 10 am Druckkopfgehäuse 1 befestigt. Die Lichtwellenleiter 9 dienen zum schnellen Trocknen mittels des Druckkopfes 3 auf einen zu bedruckten Gegenstand aufgebrachten Tinte. Dabei wird über die Lichtwellen- leiter UV-Licht zugeführt. Die UV-Strahlen können durch die Oberfläche des beispielsweise metallischen, zu bedruckenden Materials reflektiert werden. Um ein Austrocknen der Austrittsdüsen 5 am Druckkopf 3 zu verhindern, ist daher am vorderen Ende des Druckkopfge- häuses 1 eine Abschirmung 11 vorgesehen. Diese Abschirmung 11 ist Teil des Druckkopfgehäuses 1 , kann jedoch auch als separates Teil ausgebildet und mit dem Druckkopfgehäuse 1 verbunden werden.
Anstelle eines schwenkbaren Druckkopfes, bzw. einer schwenkbaren Reinigungsstation können diese auch lateral verschiebbar und in eine miteinander zusammenwirkende Position gebracht werden. Die schwenkbare Anordnung dieser beiden Baugruppen ergibt jedoch insbesondere Vorteile durch eine einfache Lagerung.
Bezugszeichenliste
Druckkopfgehäuse Versorgungsschlauch Druckkopf (Tintenstrahl-Druckkopf) Drehachse (Achse) Austrittsdüse Reinigungsstation Gelenk Betätigungszylinder Lichtwellenleiter Halter Abschirmung

Claims

Patentansprüche
1. Wartungsfreies Drucksystem mit einem Druckkopfgehäuse (1), einem darin angeordneten Tintenstrahl-Druckkopf (3) sowie einer Reinigungs- Station (6), dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstation (6) im Druckkopfgehäuse (1 ) integriert angeordnet ist.
2. System nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (3) innerhalb des Druckkopfgehäuses (1) um wenigstens eine Ach- se (4) schwenkbar gelagert ist, wobei er sich in der einen Endstellung in einer der Reinigungsstation (6) gegenüberliegenden Reinigungs- bzw. Parkposition und in der anderen Endstellung in der Druckposition befindet.
3. System nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (3) innerhalb des Druckkopfgehäuses (1) seitlich verschiebbar ist, wobei er sich in der einen Endstellung in der Druckposition und in der anderen Endstellung in einer der Reinigungsstation (6) gegenüberliegenden Reinigungs- bzw. Parkposition befindet.
4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigungsstation (6) im Druckkopfgehäuse (1 ) beweglich gelagert und vor den Druckkopf (3) bringbar ist.
5. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (3) in der Reinigungs- bzw. Parkposition auf seiner Austrittsseite (5) durch die Reinigungsstation (6) luftdicht abgeschlossen ist.
6. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (3) in der Reinigungs- bzw. Parkposition mittels Vakuum spülbar ist.
7. Verfahren zum Bedrucken von Gegenständen mit einem einen Tintenstrahl-Druckkopf (3) aufweisenden Drucksystem, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte nach dem Drucken mittels aus einer Lichtquelle zuführbarem Licht trockenbar ist.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht aus der Lichtquelle über wenigstens einen Lichtwellenleiter (9) zuführbar ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Mündung der Lichtwellenleiter (9) so angeordnet ist, dass Licht-Reflexionen von der Oberfläche der zu bedruckenden Gegenstände auf den Druckkopf (3) vermieden werden.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Mündung der Lichtwellenleiter (9) und dem Druckkopf (3) eine die Licht-Reflexion auf den Druckkopf (3) verhindernde Abschirmung (11 ) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle insbesondere UV-Licht produziert, sodass die Trocknung mit UV-Licht erfolgt.
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AL Designated countries for regional patents

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121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
122 Ep: pct application non-entry in european phase