WO2016096026A1 - Druckkopfmodul - Google Patents

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WO2016096026A1
WO2016096026A1 PCT/EP2014/078587 EP2014078587W WO2016096026A1 WO 2016096026 A1 WO2016096026 A1 WO 2016096026A1 EP 2014078587 W EP2014078587 W EP 2014078587W WO 2016096026 A1 WO2016096026 A1 WO 2016096026A1
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WO
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printhead module
support
bearing
support frame
module
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PCT/EP2014/078587
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French (fr)
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Patrik Lutz
Jan-Erik Schwalme
Original Assignee
Padaluma Ink-Jet-Solutions Gmbh & Co. Kg
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Priority to ES14827203T priority patent/ES2921178T3/es
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Priority to PT148272032T priority patent/PT3233501T/pt
Priority to CA2970126A priority patent/CA2970126C/en
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Definitions

  • the invention relates to a printhead module for a single-pass inkjet printer, which comprises a housing component with a cross bar, on which a number of printheads is arranged, which are positionally adjusted to at least one reference position.
  • the invention further relates to a single pass ink jet printer having such a printhead module.
  • the printheads in printhead modules of the initially mentioned type are mounted transversely across the entire width of the print medium.
  • the print medium is continuously moved in the direction of travel. While printing speeds of up to 2 m per minute are achieved with a conventional inkjet printer, printing speeds of more than 50 m per minute can be achieved with a single-pass inkjet printer.
  • a single-pass inkjet printer has multiple printhead modules mounted one behind the other in the direction of travel.
  • the printhead modules in each case a basic color, in particular cyan, magenta and yellow and possibly black, assigned.
  • printhead modules with a special color are added.
  • a single-pass inkjet printer is particularly suitable for industrial use, in which bulk goods must be printed, and thus it depends on a high throughput. Likewise, a single-pass inkjet printer is suitable for printing large-area objects due to the high printing speeds. te. A single-pass inkjet printer is therefore particularly suitable for industrial applications in the furniture or ceramic industry, where floor coverings, such as laminates or ceramic tiles, worktops, moldings or the like are to be provided with a decor. Various types of inks are used, which are, for example, resistant to a later protective coating.
  • the single-pass inkjet printer is used even for small batch sizes, where the production of a printing roller is not worthwhile.
  • a single-pass inkjet printer also makes it possible to individualize the decor as well as so-called impossible decors that can not be achieved with rollers.
  • the single-pass ink jet printer is not limited to a constant repetition of a print pattern or repeat, as is the case with roller printing.
  • a printhead module for a single-pass inkjet printer achieves more than one meter in transverse and elevation dimensions, with a tendency for even greater print widths and hence further dimensional enlargement.
  • the individual printheads collected in the cross bar of the printhead module can reach widths of up to several 10 cm. It achieves resolutions up to 600 x 600 dpi (dots per inch) and more. Per printhead this several thousand nozzles are included.
  • the printhead module therefore several printheads are arranged, which in turn contain a plurality of pressure nozzles.
  • the cross bar of the printhead module extends over the entire printing width or over the entire width of the printing medium.
  • Positional deviations of a few micrometers ( ⁇ ) are visible in a printed image with the human eye.
  • the individual nozzles of a printhead are only a few tens of microns apart.
  • the size of an image or pressure point itself is in the range of 10 ⁇ . It can be seen that in a single-pass inkjet printer with several in the direction of the medium successively arranged printhead modules an adjustment of the printheads in the micrometer range is necessary to a qualitatively to produce high quality print image.
  • the adjustment of a printhead module in a single-pass inkjet printer is therefore complicated.
  • the position of the print heads must be recorded, for example, by light microscopy and set manually consuming.
  • the construction of a single-pass inkjet printer is relatively tedious. Even after each replacement of a printhead module, an adjustment must be made. This leads to an unnecessary extension of downtime.
  • a printhead module of the type mentioned is known.
  • This printhead module has on its housing a hanger part to a gravity-oriented suspension.
  • the print heads arranged on the housing are position-adjusted to at least one reference position.
  • the possible over the hanger part hanging attachment of the printhead module allows easier installation and removal in the vertical direction.
  • the suspended arrangement of the printhead module allows for self-alignment due to the gravitational force applied to the center of gravity. When inserting the hanging printhead module this is already given a rough positioning to a later fixed device printing position.
  • the hanging attachment allows a self-adjustment of the printhead module in the device-fixed printing position, including, for example, provided on the single-pass inkjet printer open bearing elements, sink into the bearing pieces of the printhead module when lifting under exact alignment. A manual readjustment is not necessary. With the print heads aligned to a reference position, exact alignment of the printhead module also achieves exact alignment of the printheads relative to the single-pass inkjet printer.
  • the invention has for its object to achieve a further increase in the dimensions of the print head module and thus the achievable print width of a single-pass ink jet printer, without reducing the positioning accuracy of the print heads.
  • a printhead module for a single-pass inkjet printer in that a housing component with a X-directionally extending cross bar on which a number of printheads is arranged, which are positionally aligned to at least a reference position, and a support frame with support means are embraced to a Auflagerung of the support frame, wherein the housing member is mounted about a pendulum axis oscillating on the support frame.
  • a single-pass ink jet printer comprising a frame construction and at least one print head module of the aforementioned type, wherein the support frame of the print head module is stored by means of the support means on at least one arranged on the frame structure support.
  • the invention is based on the assumption that unwanted changes in the position of the print heads occur when the printhead module known from the prior art is enlarged due to its growing own weight.
  • the housing of the printhead module changes its shape under a weight load. If the printhead module is dimensioned over widths of 1 meter in the transverse or X direction, the exact positioning of the printheads will be difficult due to the given deformation.
  • the invention is based on the consideration of reducing the weight load on the housing components carrying the print heads, in order to reduce the material loads due to their own weight.
  • a material gain in the printhead module to improve its dimensional stability would undesirably lead to a further increase in weight, which would increase the constructive and material complexity of its storage and would complicate the handling of the printhead module during assembly and disassembly.
  • the invention provides a support frame, which is stored by means of support means on a support of the single-pass inkjet printer.
  • the housing component carrying the print heads is mounted in a pendulum fashion on the support frame. This further provides easy self-alignment by gravity when loaded into the single-pass inkjet printer.
  • the support frame provides the ability to accommodate heavy print head module components, such as printhead control boards or supplies, electrical power lines, information signal control lines, conduits, or air or electrical fuses.
  • the housing component is relieved of weight.
  • the support frame provides the ability to structurally divert weight at predetermined positions, and thereby to define the load of the housing carrying the print heads housing component.
  • the invention provides for a division of the printhead module into a removable support frame and into a swinging housing member supporting the printheads.
  • the invention thus offers the advantage of further increasing the dimension of the printhead module, especially in the transverse or X direction, to achieve greater print widths, while retaining the possibility of simple and precise adjustment of the printheads.
  • Part of the weight of the printhead module is dissipated through the support frame into the support of the single-pass inkjet printer. A possible material deformation of the print heads bearing
  • Housing component by own weight is reduced to a minimum.
  • the print head module in particular of the print heads carrying the cross bar, preferably extends over the entire printing width or over the entire width of the printing medium.
  • printing widths and thus transverse dimensioning of the print head module or the transverse bow of more than 2 m are achieved.
  • a further exact positioning of the printheads in the micrometer range is given.
  • an orthogonal coordinate system wherein the three spatial directions are designated by X, Y and Z direction.
  • the directions used refer to the positive space sector. Accordingly, if one component is situated “above” another component along one of the spatial axes, its corresponding axial portion is larger. Conversely, the axial portion of a component is smaller, provided it is "below” another component with respect to said spatial axis.
  • the printhead module is the pendulum axis in the Z direction above the print heads receiving the cross bar of the housing component.
  • the crossbar "hangs" on the support frame so that when the printhead module is lifted vertically, it can be positioned below the pendulum axis by gravity and pivoted about a tilt or polar angle with respect to the support frame Lifting also to achieve inclined device-fixed printing positions, which are necessary, for example, in a technically desired arcuate course of the pressure medium.
  • the pendulum axis is parallel to the X direction, that is aligned in a direction perpendicular to the direction of the pressure medium transverse direction.
  • the pendulum axis runs parallel to the main direction of the cross bar.
  • a pendulum of the cross bar around the pendulum axis then does not lead to a change in the azimuth angle.
  • An azimuthal rotation of the printhead module or the transverse bow is given for example via a corresponding displacement of the support frame in the support.
  • a small clearance is preferably provided in the bearing of the pendulum axis, in order to allow a small azimuthal twisting of the housing component or of the transverse bow 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 oscillating on it "hangs" on the support means.
  • the printhead module deposited on the support of the single-pass inkjet printer swings downwards in a gravity-oriented orientation, besides being easy to assemble and disassemble in the vertical direction possible, the printhead module as a whole to put down on the support without further aids or fasteners.
  • Gravity remains the stored printhead module stably stored on the support due to its own weight.
  • the center of mass of the print head module is expediently arranged with respect to the Z direction below the support means of the support frame. In particular, this must be taken into account, if necessary, if the support frame further modules are placed.
  • the support frame comprises two brackets spaced apart in the X direction, wherein the support means are arranged in the region of the free ends of the support arms.
  • Support arms offer the possibility to constructively shift the support point of the support frame.
  • the support arms in the X direction are each extended laterally beyond the crossbar.
  • the support on the single-pass inkjet printer can be arranged structurally spaced from the housing component, which in turn is advantageous for a desired self-adjustment of the printhead module and in particular of the housing component when it is loaded into corresponding storage means of the single-pass inkjet printer.
  • the support frame comprises a cross member which extends in the X direction and which is arranged in the Z direction above the pendulum axis.
  • a cross member which extends in the X direction and which is arranged in the Z direction above the pendulum axis.
  • the cross member if necessary, further modules are placed.
  • the weight-bearing components of the printhead module are indirectly mounted on the cross member directly or via a corresponding frame construction.
  • the printhead module is aligned according to the device to be reached fixed printing position by gravity automatically.
  • fine adjustment in the sense of a deviation from the gravity-oriented orientation of the printhead module, such as a tilt or an azimuthal twist, but also an offset in the X or Y direction instead, as the printhead module is suspended freely suspended suspended.
  • the mounting aids are designed as cable fastening means, wherein the assembly and disassembly of the print head module is accomplished in the vertical direction by means of a cable lifting system.
  • a coupling module is mounted on the support frame in the Z direction, which comprises a first coupling part with a plurality of first terminals at least for the supply of resources and for the provision of electrical energy, wherein the support frame comprises a second coupling part with a plurality comprising second terminals complementary to the first terminals, and wherein the first coupling part and the second coupling part are mechanically decoupled from each other and connectable with each other by making connections between the first terminals and the second terminals.
  • the coupling of the coupling module to the printhead module via a multi-coupling, which connects both different connections for resources, power, control signals, etc. in coupling, as well as a mechanical connection is made.
  • the mechanical connection of the coupling parts is made via a screw connection.
  • the screw is designed in particular motorized.
  • securing means are included which prevent inadvertent opening of the coupled parts.
  • a coupling module which is connected by means of a multi-coupling mechanically and connection technology with the printhead module or its support frame, offers several advantages. For example, this allows a simplified connection of the print head module to the control and supply lines. Thus, the control and the supply of the plurality of printheads done via a single central module. On the other hand, this also the load of supplied control and supply lines on the support frame without load of the pressure heads bearing housing component is derived tet.
  • the coupling module is supplemented by storage containers, such as ink tanks. Also, their weight does not affect the housing components carrying the print heads.
  • the coupling module allows a simple uncoupling and coupling of the printhead module via the multi-coupling, which makes sense in terms of repair and maintenance work.
  • the clutch module is removed easier accessibility of the printhead module is given.
  • the printhead module maintenance and repair friendly In addition, it can be easier to install and remove.
  • the coupling module is placed on the cross member of the support frame.
  • the assembly aids are advantageously arranged on the coupling module.
  • the weight of the coupling module is absorbed by the support frame directly above the cross member.
  • the printhead module is both in and out of the single-pass inkjet printer via the clutch module.
  • the multi-coupling makes the printhead module both easy to pick up and deductable.
  • the housing component comprises two side cheeks extending in the Z direction, which are connected to the cross bow, wherein the support frame is arranged between the side cheeks.
  • the pendulum axis is defined in particular by a respective pivot bearing at the free ends of the side cheeks, wherein the pendulum axis pierces the side cheeks each at the pivot bearing.
  • the or each pivot bearing is formed as a radial sliding bearing.
  • a radial sliding bearing allows an offset of the pressure heads bearing cross bar of the oscillating housing member relative to the support frame along the pendulum axis. This facilitates fine positioning of the printhead module during assembly.
  • the or each radial sliding bearing is formed by an extending in the X direction guide pin, which is passed through an opening with excess. As a result, the transverse heads of the housing component bearing the print heads are given additional degrees of freedom in the X and Y directions relative to the support frame.
  • an opening is preferably designed as a slot, wherein the backlash is limited, for example in the Y direction. If, in the case of two sliding bearings of this kind, an opening is designed as a slot with an alignment in the Z direction and the other opening as a round hole with an oversize, an azimuthal rotation of the housing component relative to the carrier frame is made possible, but the pivot point is determined by a slide bearing with a slot is.
  • the guide pin of the or each radial slide bearing is 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 of the crossbar and on the side cheeks of the housing component.
  • the housing component is mechanically stabilized via the side wall.
  • internal components contained in the housing component may bear against the sidewall, whereas in an open design, displacement of such components may result in undesirable rotation of the crosshead supporting the printheads.
  • the support means of the support frame each comprise a planar support surface extending in the XY plane.
  • a support surface allows a fixed Z-position variable in the X-Y plane storage of the support frame and thus the printhead module.
  • the storage position the support frame in the XY plane results in this case by the automatic fine adjustment when lowering the printhead module by means of the counter-bearing or catching means provided correspondingly at the single-pass inkjet printer.
  • At least one support bearing is additionally included for supporting the support frame on the housing component in the Y direction.
  • a weight proportion of the support frame is derived as needed in the housing component.
  • the support bearing is in particular designed so that it increases the freedom of movement in the Y direction with an offset in the Z direction when lifting the printhead module, and thus in the raised position of the printhead module, the pendulum motion or an inclination of the housing component relative to the support frame by the polar angle allows.
  • the support bearing is then preferably designed such that it restricts the degrees of freedom in the Z direction and in the Y direction.
  • a ball and socket bearing is provided as a support bearing.
  • two support bearings are provided, which are spaced apart in the X direction.
  • a fixed-lot storage or a lot-lot storage is used with respect to the X direction as a bearing combination.
  • one of the support bearings is preferably designed as a fixed bearing and the other of the support bearing is designed as a fixed bearing.
  • the fixed bearing is designed as a ball and socket bearing with a conical or ball socket.
  • the floating bearing is advantageous as a prismatic thrust bearing, in particular also designed as a ball and socket bearing. In this case, a running in the X direction prismatic pan is provided. Such a configuration makes it possible to record a resulting, for example, as a result of thermal cycling length offset of the cross-bow support in the X direction.
  • At least two spaced apart in the X direction bearing pieces are arranged on the housing component of the printhead module, which are each designed for a self-aligning positioning in an open bearing.
  • the housing component of the printhead module which are each designed for a self-aligning positioning in an open bearing.
  • self-aligning bearings are not complicated. It is only necessary that the two bearing elements realizing the bearing automatically find each other in the gradual introduction of the printhead module in particular gravitationally oriented vertical alignment, whereby ultimately the final printing position is determined.
  • Suitable bearing pieces are designed to cooperate with, for example, a ladle, cutting or tip bearing. The bearing pieces are therefore particularly conical, tapered, edged, pointed or spherical.
  • the bearing pieces are height-adjustable mounted on the housing component. In this way, production-related dimensional tolerances can be compensated or the print heads can be adjusted to the printing position in the height or in the Z direction.
  • each of the fixed bearing is designed as a ball journal bearing and given the floating bearing by a prismatic slide in the transverse direction.
  • the bearing pieces are preferably each formed as a ball stud.
  • the prismatic slide guide is also designed as a ball-and-socket bearing, wherein, however, the socket is designed with a prismatic cross-section along the transverse direction.
  • the prism guide then sets the parallel position of the printhead module to the transverse direction. In the transverse direction itself is given as a degree of freedom nor a linear offset.
  • a stop piece for abutting a stop surface is arranged on the print head module.
  • Such a stop piece is aimed in particular the inclination of the printhead module by the polar angle when the printhead module is lifted vertically.
  • the stop piece comprises a in the transverse direction or X-direction extending ball pin.
  • the ball pin Upon movement of the hanging printhead module in the printing position, the ball pin gradually comes into contact with a device-fixed stop surface, which finally positions the ball pin in the Y direction or running direction of the print medium.
  • a ball pin allows, together with an example spherical stop surface regardless of the vertical height a defined stop.
  • the respective printhead module is then precisely defined, for example, by the two open bearings, namely a ball-and-socket bearing as a fixed bearing and a prismatic slide as a floating bearing, and by the stop piece ajar against the stop surface.
  • the stop piece By the ajar stop piece of the inclination or polar angle is fixed.
  • the corresponding guide takes over the stop piece in interaction with the device-fixed vertical stop surface.
  • each printhead module By fixing the position of the print heads to at least one reference position, these are always aligned identically when the printing position of the print head module is reached, with the exception of unavoidable dimensional tolerances.
  • each printhead module always has the same positional orientation of its respective printheads with respect to at least one reference position.
  • a simple replacement of the printhead module is achieved.
  • the position of the printheads of the replaced and a newly installed printhead module are identical with regard to the device side.
  • the printheads are each positionally aligned to the bearing pieces, such as the ball stud.
  • the printhead modules are introduced before delivery in the corresponding workpiece according to the later printing position.
  • This tool has the same bearings as the later single-pass inkjet printer.
  • the printheads are parallelized and aligned in the X and Y directions.
  • the printhead module receiving single-pass ink jet printer preferably has a support for abutment of the support frame, which includes a flat support surface which is supported by a ball joint.
  • the support surface of the support automatically aligns with storage of the print head module parallel to the support surface of the support means of the support frame.
  • a flat support also results, in particular, when the printhead module has an angle of inclination in the printing position in the case of an arcuately guided printing medium.
  • 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 positioned in each case in an open bearing arranged on the frame construction of the single-pass ink jet printer.
  • the resulting corresponding advantages of a simple self-adjustment are already explained above.
  • the stop piece of the housing component of the at least one print head module of a stop surface arranged on the frame construction of the single-pass inkjet printer is expediently located.
  • Fig. 1 in a partially broken three-dimensional representation
  • Printhead module for a single-pass inkjet printer with a support frame, with a pendulum mounted housing component with printheads and with a coupling module attached to the support frame,
  • FIG. 2 shows the printhead module according to FIG. 1 in an enlarged detail view
  • Fig. 3 shows the support frame of the printhead module of FIG. 1 in an enlarged detail view
  • Fig. 4 in detail an ink jet printer with a printhead module according to Fig. 1, which is stored in a device fixed printing position.
  • a print head module 1 for a single-pass ink jet printer is shown in three-dimensional and partially broken view.
  • the printhead module 1 comprises a housing component 2, which is mounted in a pendulum fashion on a support frame 3.
  • the corresponding swing axle 5 is shown.
  • the support frame 3 is further a coupling module 6 is placed.
  • the housing component 2 which oscillates about the pendulum axis 5 and is mounted on the support frame 3, comprises a transverse bow 8 extending in the X direction, along which a plurality of print heads 10 which are aligned with respect to one another are mounted.
  • the transverse bar 8 is fastened between two side cheeks 12 each extending in the Z-direction.
  • On the cross bar 8 and on the side walls 12 is on both sides each mounted a side wall 13.
  • the side wall 13 mechanically stabilizes the housing component 2. Also, it prevents unwanted displacement of components accommodated inside the printhead module 1.
  • the pendulum axis 5 is defined by two located respectively at the upper ends of the side cheeks 12 radial sliding bearing 14.
  • the housing component 2 is pivotable about the pendulum axis 5 relative to the support frame 3. Also, along the X direction, a linear displacement of the GeHousebauteils2 relative to the support frame 3 allows.
  • the support frame 3 comprises a likewise extending in the X direction cross member 17, are mounted on both sides in the X direction over the housing member 2 also extending support arms 18. At the free ends of the
  • Support arms 18 are each support means 20 formed to a counter bearing or storage on a corresponding device-fixed support of the single-pass ink jet printer.
  • the pendulum axis 5 and the support means 20 are arranged in the Z direction above the center of mass S of the print head module 1. Also, the pendulum axis 5 is defined above the printheads 10 carrying the cross bar 8. In other words, in a gravity-oriented orientation of the crossbar 8 depends below the support frame 2 and below the cross member 17. Also, the printhead module 1 as such with support frame 3 and housing member 2 below the support means 20. The stored on the support means 2 printhead module 1 is so far Aligned by gravity already according to an intended device-fixed printing position and can thus easily be moved in and out of the single-pass inkjet printer.
  • the cross bar 8 with the printheads 10 arranged therein extends over the entire printing width or over the entire width of a printing medium.
  • the cross bar 8 has, for example, a length of 2.5 m.
  • the corresponding supply and drive units 23 for the print heads 10, operating and supply lines 24, cable bundle 25 for supply and control lines, electrical fuses 26 and the control boards 27 for the print heads 10 are mounted on a corresponding frame construction.
  • the housing component 2 and thus in particular of the print heads 10 carrying cross bar 8 is relieved of weight.
  • the housing member 2 carries only the printheads 10 as such.
  • the printheads 10 themselves are slidably mounted in the X and Y directions on the cross bar 8.
  • the print heads 10 are exactly positioned. A change in position of the print heads 10 due to a material deformation caused by weight is below the tolerance limit. The position of the print heads 10 can be fixed in the micrometer range and stable.
  • the weight of many components of the printhead module 1 is transferred to the support frame 3.
  • the support frame 3 is placed over the support means 20 an abutment on the single-pass inkjet printer.
  • the main weight of the printhead module 1 is absorbed via the support means 20 from the corresponding support.
  • the coupling module 6 is mechanically and connected to the cross member 17 of the support frame 3 via a multi-coupling.
  • the coupling module 6 comprises a first coupling part 31, which couples with a second coupling part 32 which is fixedly connected to the cross member 17.
  • the first coupling part 31 has a number of first terminals 34.
  • the second coupling part 32 comprises complementary second connections 35 for this purpose.
  • the first and second terminals 34, 35 are designed as operating lines, as control lines or as electrical lines for supplying energy.
  • a motor 36 for example, by means of a screw Bonding a mechanical coupling of the first Kupplungsteils31 and the second coupling part 32, wherein at the same time the first terminals 34 are connected to the second terminals 35.
  • resource lines are coupled to each other in a resource-efficient manner.
  • ink tanks 38 are further arranged. Next strain reliefs 40 are mounted for the corresponding cable glands.
  • bearing pieces 42 are mounted for positioning in an open bearing of the single-pass ink jet printer.
  • the bearing pieces 42 are formed for example as height-adjustable ball stud.
  • the corresponding bearing elements on the single-pass inkjet printer are designed as upwardly open bearing cups with a conical or ball socket or with a prismatic pan.
  • catching means 43 are each mounted on the side cheeks 12 of the housing part 2.
  • the catching means 43 are formed, for example, with a wedge shaft, which engages when lowering the print head module 1 with a catch wedge on single-pass ink jet printer and thereby oriented, so that the print head module 1 with the respective bearing pieces 42 automatically when lowering into the bearing cups settles the open bearing while achieving the desired and exactly aligned printing position.
  • a corresponding clearance of the housing component 2 with respect to the support frame 3 is allowed on the appropriately designed radial slide bearing 14.
  • about the stop piece 44 takes place during lifting a determination in the Y direction.
  • Fig. 2 details of the storage can be seen in an enlarged detail view of the print head module 1 of FIG.
  • the stopper piece 44 is formed as a ball stud, which is aligned and fixed in a Y-direction prism guide when lowered.
  • the mounting aids 30 are designed as cable fastening means 47.
  • Clearly visible is a height-adjustable bearing piece 42 and the catching means 43 attached thereto.
  • the arranged on both side cheeks 12 of the housing part 2 radial slide bearing 14 each comprise a guide pin 50 which passes through an opening 51 in the respective side wall 12.
  • the opening 51 in this case has an excess, so that according to the given game, an offset of the housing member 2 relative to the support frame 3 in the YZ plane is possible.
  • the housing component 2 can be displaced linearly along the X direction along the pendulum axis 5 relative to the support frame 3.
  • the flat support surface 49 can be seen.
  • the cross member 17 of the support frame 3 is mounted between two side plates 53 extending in the Z direction. At the two side plates 53 each of the guide pin 50 of the radial slide bearing 14 is screwed. At the lower end of the side plates 53, a support bearing 56 is formed, with which the support frame 3 can be additionally supported on the housing part 2. This makes it possible to transfer a partial weight of the support frame 3 and the components accommodated therein to the housing component 2 and in particular to the transverse yoke 8 carrying the print heads. As a result, if appropriate, the printing position of the housing component 2 at the single-pass inkjet printer can be stabilized.
  • the support bearings 56 provided on both sides comprise a ball stud 57.
  • the ball stud 57 is mounted on the side panel 53.
  • the correspondingly complementary bearing element is given as a bearing cup, which is fastened in each case on the inside of the corresponding side cheek 12 of the housing part 2.
  • One of the support bearings 56 includes a ball socket 61.
  • the other of the support bearings 56 comprises as a complementary bearing element a prismatic pan 62. While the ball or conical pan 61 defines an exact pivot point of the support frame 3 on the housing member 2, a length offset due to thermal cycling is taken on the prismatic pan 62 in the X direction.
  • a single pass ink jet printer 65 is shown.
  • This comprises a frame construction 66, on which the print head module 1 according to FIG. 1 is stored.
  • the support means 20 are stored on the support arms 18 on a support 68.
  • the support 68 in this case comprises a flat support surface 70, which is rotatably mounted in a ball joint 71. Due to the weight of the stored support frame 3, the support surface 70 of the support 68 is oriented in the ball joint 71, so that regardless of a tilt angle of the print head module 1 is always given a flat support.
  • the bearing pieces 42 on the side cheeks of the housing part 2 are positionally adjusted received in corresponding bearing cups of the open bearing 74.
  • the respective catching means 43 are positioned on corresponding catching wedges.
  • the stop piece 44 on a side cheek of the housing component 2 is defined to a stop surface 75 on the frame structure 66.
  • the running direction L of a pressure medium becomes apparent.

Abstract

Es wird ein Druckkopfmodul (1) für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) angegeben, umfassend ein Gehäusebauteil (2) mit einem sich in X-Richtung erstreckenden Querbügel (8), an dem eine Anzahl von Druckköpfen (10) angeordnet ist, die zu mindestens einer Referenzposition lagejustiert sind, und einen Tragrahmen (3) mit Auflagemitteln (20) zu einer Auflagerung des Tragrahmens (3), wobei das Gehäusebauteil (2) um eine Pendelachse (5) pendelnd an dem Tragrahmen (3) montiert ist. Weiter wird ein Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) mit wenigstens einem derartigen Druckkopfmodul (1) angegeben, der eine Rahmenkonstruktion (66) mit einem Auflager (68) umfasst, auf dem das wenigstens eine Druckkopfmodul (1) mittels der Auflagemittel (20) abgelegt ist.

Description

Beschreibung
Druckkopfmodul
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 Tintentstrahldrucker 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 Objek- te. 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 zusammenge- fassten 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 (μηπ) sichtbar. Bei den oben genannten Auflösungen liegen die einzelnen Düsen eines Druckkopfes nur einige 10 μηπ auseinander. Die Größe eines Bild- bzw. Druckpunkts selbst bewegt sich im Bereich von 10 μηπ. 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 Druckkopfmoduls muss eine Justierung durchgeführt werden. Dies führt zu einer unnötigen Verlängerung der Stillstandszeiten.
Aus der WO 201 1 /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.
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-Tintenstrahl- druckers 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 Druckköpfe 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 Querdi- mensionierungen 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 Entkupp- lung 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 abgelei- tet. 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 Multikupp- lung 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 Druckköpfe 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 Druckkopfmoduls 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 zu- lässt. 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-LosLagerung 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 Prismen- schublager, 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.
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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 Grobposi- tionierung 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 Druckkopf moduls um den Polarwinkel aus, wenn das Druckkopfmodul 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 Prismenschub- führung 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 Druckkopfmoduls 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 beab- standeten 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 Druckkopfmodul 1 umfasst ein Gehäusebauteil 2, welches pendelnd an einemTragrah- men 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 Druckkopfmodul 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 Schraubver- bindung 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 Prismen- pfanne 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 0 Führungsbolzen 1 Öffnung
3 Seitenblech
6 Stützlager
7 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

Ansprüche
Druckkopfmodul (1 ) für einen Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65), umfassend ein Gehäusebauteil (2) mit einem sich in X-Richtung erstreckenden Querbügel (8), an dem eine Anzahl von Druckköpfen (10) angeordnet ist, die zu mindestens einer Referenzposition lagejustiert sind, und einen Tragrahmen (3) mit Auflagemitteln (20) zu einer Auflagerung des Tragrahmens (3), wobei das Gehäusebauteil (3) um eine Pendelachse (5) pendelnd an dem Tragrahmen (3) montiert ist.
Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 1 ,
wobei sich die Pendelachse (5) in Z-Richtung oberhalb des Querbügels (8) befindet.
Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 1 oder 2,
wobei die Pendelachse (5) parallel zur X-Richtung ausgerichtet ist.
Druckkopfmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Auflagemittel (20) des Tragrahmens (3) in Z-Richtung oberhalb der Pendelachse (5) angeordnet sind.
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.
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.
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 in Z-Richtung oberhalb des Massenschwerpunkts (S) des Druckkopfmoduls (1 ) Montagehilfsmittel (30), insbesondere Seilbefestigungsmittel (47), zu einem durch Schwerkraft frei orientierten Ein- und Ausheben in vertikaler Richtung angeordnet sind.
9. Druckkopfmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei dem Tragrahmen (3) in Z-Richtung ein Kupplungsmodul (6) aufgesetzt ist, welches Kupplungsmodul (6) ein erstes Kupplungsteil (31 ) mit einer Mehrzahl von ersten Anschlüssen (34) wenigstens zur Zufuhr von Betriebsmitteln und zur Bereitstellung von elektrischer Energie umfasst, wobei der Tragrahmen (3) ein zweites Kupplungsteil (32) mit einer Mehrzahl von zu den ersten Anschlüssen (34) komplementären zweiten Anschlüssen (35) umfasst, und wobei das erste Kupplungsteil (31 ) und das zweite Kupplungsteil (32) unter Verbindungsherstellung zwischen den ersten Anschlüssen (34) und den zweiten Anschlüssen (35) mechanisch miteinander ent- und verkuppelbar sind.
10. Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 7 und 9,
wobei das Kupplungsmodul (6) dem Querträger (17) aufgesetzt ist.
1 1 . Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 10,
wobei die Montagehilfsmittel (30) am Kupplungsmodul (6) angeordnet sind.
12. Druckkopfmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei das Gehäusebauteil (2) zwei sich in Z-Richtung erstreckende Seitenwangen (12) umfasst, die mit dem Querbügel (8) verbunden sind, und wobei der Tragrahmen (3) zwischen den Seitenwangen (12) angeordnet ist.
13. Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 12,
wobei am Querbügel (8) und an den Seitenwangen (12) des
Gehäusebauteils (2) beidseits jeweils eine Seitenwand (13) montiert ist.
14. Druckkopfmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Auflagemittel (20) jeweils eine sich in der X- Y-Ebene erstreckende plane Auflagefläche (49) umfassen.
15. Druckkopfmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei die Pendelachse (5) durch wenigstens ein radiales Gleitlager (14) festgelegt ist.
1 6. Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 15,
wobei das wenigstens eine radiale Gleitlager (14) einen in X-Richtung ausgerichteten Führungsbolzen (50) umfasst, der durch eine Öffnung (51 ) mit Übermaß geführt ist.
17. Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 1 6,
wobei der Führungsbolzen (50) des wenigstens einen radialen Gleitlagers (14) am Tragrahmen (3) montiert ist und in einer Öffnung (51 ) am
Gehäusebauteil (2) geführt ist.
18. 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.
19. Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 18,
wobei wenigstens zwei in X-Richtung beabstandete Stützlager (56) vorgesehen sind, und wobei bezüglich der X-Richtung eines der Stützlager (56) als ein Loslager und das andere der Stützlager (56) als ein Festlager ausgebildet ist.
20. 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.
21 . Druckkopfmodul (1 ) nach Anspruch 20,
wobei am Gehäusebauteil (2) Fangmittel (43) zu einer Grobpositionierung in Bezug auf den Lagersitz der Lagerstücke (42) angeordnet sind.
22. Druckkopfmodul (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
wobei am Gehäusebauteil (2) ein Anschlagstück (44) zum Anschlag an einer Anschlagfläche (75) angeordnet ist.
23. 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.
24. 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.
25. Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) nach Anspruch 24,
wobei das wenigstens eine Auflager (68) eine ebene Auflagefläche (70) umfasst, die sich über ein Kugelgelenk (71 ) abstützt.
26. Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) nach Anspruch 24 oder 25,
wobei die wenigstens zwei in X-Richtung beabstandeten Lagerstücke (42) des Gehäusebauteils (2) des wenigstens einen Druckkopfmoduls (1 ) in je- weils einem an der Rahmenkonstruktion (66) angeordneten offenen Lager (74) positioniert sind.
Single-Pass-Tintenstrahldrucker (65) nach einem der Ansprüche 23 bis 26, wobei das Anschlagstück (44) des Gehäusebauteils (2) des wenigstens einen Druckkopfmoduls (1 ) einer an der Rahmenkonstruktion (66) angeordneten Anschlagfläche (75) anliegt.
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