DE20012946U1 - Tintenstrahldrucker, insbesondere zur Beschriftung von Versandstücken - Google Patents

Description

Tintenstrahldrucker, insbesondere zur Beschriftung von Versandstücken

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker, insbesondere zur Beschriftung von Versandstücken, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Drucker, die zur Beschriftung von Versandstücken Verwendung finden, sind in der Regel einer rauhen Umgebung ausgesetzt. Insbesondere Staub, Schmutz, Abrieb in Form von Papierpartikeln und dergleichen können den Druck in seiner Qualität beeinträchtigen. Trotz dieser rauhen industriellen Umgebungsbedingungen werden an das Druckergebnis häufig hohe Anforderungen gestellt. Insbesondere wenn beispielsweise Barcodes auf ein Versandstück aufgedruckt werden sollen, ist eine hohe Druckqualität zwingend erforderlich, da sonst die im Barcode enthaltene Information entweder zu einem falschen Ergebnis ausgewertet wird oder die Auswertung unmöglich ist. Bei herkömmlichen Tintenstrahldrukkern besteht jedoch die Gefahr, dass das Druckergebnis durch Staub, Schmutz oder dergleichen beeinträchtigt wird. Des Weiteren kann eine Druckpause dazu führen, dass die ersten zu druckenden Zeichen nicht korrekt gedruckt werden, weil die Tinte in den Düsen etwas erhärtet oder deren Viskosität erhöht ist und die Düsen erst nach und nach freigespritzt werden. Gerade beim Drucken von Barcodes führt dieser Effekt zu einem vollständig unbrauchbaren Ergebnis.

Es ist daher erforderlich, die Düsen des Druckkopfs von Zeit zu Zeit zu reinigen bzw. nach einer längeren Druckpause erst freizuspritzen, bevor mit dem eigentlichen Druckvorgang begonnen wird. Hierzu wird bei bekannten Druckern der üblicherweise in horizontaler Richtung verschiebbare Druckkopf aus der Druckposition oder dem Drackbereich heraus in eine Service-Position verschoben. In dieser Service-Position ist eine Service-Einrichtung vorgesehen, die eine oder

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mehrere Service-Funktionen ausführen kann. Derartige Service-Funktionen können das Freispritzen der Druckkopfdüsen, ein Abwischen oder Abrakeln der Oberfläche der Metallfolie, in welcher die Druckdüsen ausgebildet sind oder auch ein vollständiges Verschließen der Düsen des Druckkopfs sein. Ein derartiger Drucker ist beispielsweise aus der EP-B-O 704 307 bekannt. Bei diesem Drucker ist eine revolverartige Service-Einrichtung vorgesehen, wobei am Umfang des „Revolvers" verschiedene Service-Einheiten angeordnet sind. Beispielsweise ist eine Verschlusseinheit für die Düsen und eine Wischeinheit vorgesehen.

Da das Reinigen oder Freispritzen der Düsen in rauhen Umgebungen relativ häufig durchgeführt werden muss, führt dies bei bekannten Druckern wegen der erforderlichen transversalen Bewegung des Druckkopfs in die Service-Position zu einem Zeitverlust und damit zu einer Beeinträchtigung der Produktivität.

Darüber hinaus werden bei Druckern zur Beschriftung von Versandstücken meist die zu beschriftenden Stücke am Druckkopf vorbei bewegt, wobei der Druckkopf so ausgelegt ist, dass in einem Druckvorgang die gesamte Information aufgedruckt werden kann. Hierzu sind die Düsen über die gesamte erforderlich Höhe des Drucks (d.h. in der Richtung senkrecht zur Bewegung der Versandstücke) verteilt in entsprechender Anzahl vorgesehen. Da diese Art Drucker häufig in ein Gesamtsystem mit weiteren Einrichtungen, wie Falz- und Sortiereinrichtungen, integriert sind, besteht auch die Forderung nach möglichst geringen Baugrößen. Eine seitlich versetzte Service-Einrichtung ist daher oft nur mit Problemen realisierbar.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, einen Tintenstrahldrucker, insbesondere zu Beschriftung von Versand-

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stücken, zu schaffen, der zur Gewährleistung eines dauerhaft qualitativ hochwertigen Druckergebnisses die rasche Durchführung von Service-Funktionen ermöglicht und dennoch eine einfache und raumsparende Bauweise aufweist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen des

spruchs 1.

Durch das Vorsehen eines schwenkbaren Druckkopfs können die eine oder mehreren Service-Einheiten einer Service-Einrichtung stationär entlang des Schwenkreises angeordnet werden, den die Düsen des Druckkopfs beschreiben. Hierdurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Service-Einrichtung. Ein Austausch von Verschleißteilen einzelner Service-Einheiten ist problemlos möglich.

In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verläuft die Schwenkachse des Druckkopfs parallel zur Druckebene, in welcher die Düsen angeordnet sind bzw. parallel zur Druckrichtung. Falls erforderlich, kann der Druckkopf neben seiner Verschwenkbarkeit selbstverständlich auch verschiebbar ausgebildet sein. Diese Anordnung der Schwenkachse ermöglicht die problemlose Anordnung der Service-Einheiten entlang des Schwenkkreises, da die Düsen aus der Druckebene heraus bewegt werden.

Es ist jedoch auch möglich, die Schwenkachse des Druckkopfs senkrecht zur Druckebene vorzusehen. Zur Vergrößerung des für die Anordnung der Service-Einheiten erforderlichen Raums können die Versandstücke, falls möglich (beispielsweise im Fall von dünnen Briefen), auf einer gekrümmten Bahn geführt und dabei gebogen werden. Oberhalb und unterhalb der Dmckposition steht auf diese Weise mehr Raum für das Anordnen von Service-Einheiten zur Verfügung.

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Die Service-Einrichtung kann als Service-Einheiten eine Verschlussvorrichtung und/oder eine Abstreifvorrichtung und/oder eine Wischvorrichtung und/oder eine Tinten-Sammelvorrichtung umfassen.

Die Abstreifeinrichtung dient dabei vornehmlich zum Abschaben oder Abrakeln von Verschmutzungen oder getrockneten Tintenrückständen, die sich auf der Oberfläche des Elements (üblicherweise eine Metallfolie) abgelagert haben, in welcher die Düsen ausgebildet sind. Im Gegensatz hierzu dient die Wischeinrichtung zum Ansaugen einer geringen Tintenmenge bis an oder auf die Oberfläche des Elements, in dem die Düsen ausgebildet sind, und zum anschließenden Abwischen einer ggf. vorhandenen überschüssigen Tintenmenge.

Die Sammeleinrichtung kann beispielsweise als Tinte aufsaugendes Kissen oder Tinte aufsaugender Schwamm ausgebildet sein. Durch eine entsprechende Ansteuerung in der betreffenden Schwenkposition wird der Druckkopf veranlasst eine bestimmte Anzahl von Tintentröpfchen aus jeder Düse (oder auch nur aus bestimmten Düsen) abzugeben. Eingetrocknete oder unerwünscht hoch viskose Tinte kann so aus den Düsen entfernt werden.

Bei der bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Druckers ist der Druckkopf aus einer ersten Winkelstellung, in welcher die Verschlussvorrichtung angeordnet ist, über eine zweite Winkelstellung, in welcher die Abstreifvorrichtung angeordnet ist, über eine dritte Winkelstellung, in welcher die Wischvorrichtung angeordnet ist, und über eine vierte Winkelstellung, in welcher die Sammelvorrichtung angeordnet ist, in die der Druckposition entsprechende Winkelstellung bewegbar und umgekehrt.

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Der Drucker weist vorzugsweise eine Steuereinheit auf, welche die Schwenkbewegungen des Druckkopfs steuert, wobei im Fall mehrerer Service-Einheiten der Druckkopf vorzugsweise in die Winkelstellung einer einzelnen oder nacheinander in die Winkelstellungen mehrerer Service-Einheiten bewegbar ist.

Weitere Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine teilweise schematische Seitenansicht eines geöffneten Druckwerks eines Druckers nach der Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Schwenkbewegung des Druckkopf eines erfindungsgemäßen Druckers und

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer integrierten Abstreif- und Wischvorrichtung des Druckwerks in Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Druckwerk eines Druckers 1 weist einen in einem Gehäuse 3 schwenkbar gelagerten Druckkopf 5 auf. Die schwenkbare Lagerung des Druckkopfs 5 erfolgt mittels eines schwenkbar gelagerten Aufnahmeteils 7, in welchem der Druckkopf austauschbar eingesetzt und gehalten ist. Der Druckkopf 5 ist in üblicher Weise als integrierte Einheit ausgebildet, bei der ein die Tinte aufnehmendes Gehäuse Kartuschengehäuse 9 mit einem Element 11 einstückig ausgebildet oder damit verbunden ist, in welchem die eigentlichen Düsen zur Abgabe der Tintentröpfchen ausgebildet sind. Dieses Element umfasst üblicher-

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weise eine Metallfolie, mit den Düsenöffnungen sowie eine ansteuerbare Einrichtung für den Ausstoß der Tintentröpfchen.

Auf eine Verschiebbarkeit des Druckkopfs 5 wurde bei dem in Fig. 1 dargestellten Druckkopf verzichtet. Dieser Drucker ist daher für Einsatzzwecke vorgesehen, bei dem das zu bedruckende Gut am Druckkopf vorbei bewegt wird.

Das Aufnahmeteil 7 ist mit Lagerzapfen 13 im Gehäuse 3 gelagert, wobei die Schwenkachse A parallel zur Druckebene E verläuft, die durch die Oberfläche des Elements 11 gebildet wird, in welcher die Abgabeöffnungen der Düsen ausgebildet sind. Das Aufnahmeteil weist zwei parallel verlaufende Seitenwandungen auf, zwischen die der Druckkopf 5 eingesetzt wird. Die genaue seitliche Positionierung des Druckkopf erfolgt mittels federnder Elemente, die den Druckkopf auf einer Seite beaufschlagen und gegen die Innenseite der gegenüber liegenden Seitenwandung drücken. Mittels einer schwenkbaren Halteklappe 15 wird der Druckkopf in der hierzu senkrechten Richtung an einen rückwärtigen Anschlag gedrückt und so in dieser Richtung positioniert und gleichzeitig in der korrekten Position fixiert.

Zur Schwenkbewegung des Aufnahmeteils 7 ist ein nicht näher dargestellter Antrieb vorgesehen, der beispielsweise einen Schrittmotor umfassen kann. Der Antrieb ist von einer nicht näher dargestellten Steuereinheit derart ansteuerbar, dass das Aufnahmeteil 7 und damit der Druckkopf 5 in vorbestimmte Winkelstellung bewegt werden kann.

Entlang des Schwenkkreises K, den die Oberfläche des Elements 11 mit den Druckdüsen beschreibt, sind, an jeweils unterschiedlichen Winkelpositionen, mehrere Service-Einheiten einer Service-Einrichtung vorgesehen. Hierbei han-

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delt es sich um eine Verschlussvorrichtung 17, eine Abstreifvorrichtung 19, eine Wischvorrichtung 21 und eine Tinten-Sammelvorrichtung 23.

Die Verschlussvorrichtung 17 ist um eine Achse B schwenkbar ausgebildet und weist einen Mitnehmeranschlag 25 auf. In der Verschlussposition wird eine an der dem Element 11 des Druckkopfs 5 zugewandten Seite der Verschlussvorrichtung 17 angeordnete Dichtung gegen die Oberfläche des Elements 11 gedrückt und verschließt so die Düsen. Die Verschlussposition wird durch einen Anschlag 27 definiert. An diesen wird der Mitnehmeranschlag 25 in Folge der Beaufschlagung mit der betreffenden Seitenwandung des Elements 11 des Druckkopfs 5 in der Verschlussposition angedrückt. Die Fixierung des Aufnahmeteils 7 in der Verschlussposition erfolgt mittels eines Rastelements 29, welches eine Rastausnehmung 29a aufweist. In die Rastausnehmung 29 greift ein komplementäres, nicht näher dargestelltes Rastelement ein, welches zur Freigabe der Schwenkbewegung des Aufnahmeteils 7 ansteuerbar ausgebildet sein kann.

Die Verschlussvorrichtung 17 ist vorzugsweise mittels eines federnden Elements derart beaufschlagt, dass es die in Fig. 1 dargestellte Position einnimmt, bis sie bei einer Schwenkbewegung des Druckkopfs 5 in die Verschlussposition in Folge der Anlage des Elements 11 des Druckkopfs 5 am Mitnehmeranschlag 25 in die durch den Anschlag 27 definierte Endstellung bewegt wird.

Die Abstreifvorrichtung 19 umfasst eine Abstreiflippe 31, welche flexibel und dennoch ausreichend steif ausgebildet ist, um ein Abstreifen oder Abrakeln von Ablagerungen in Form von Schmutz oder Tinte von der Oberfläche des Elements 11 zu gewährleisten. Die betreffenden Kanten an der oberen Stirnseite des Abstreiflippe sind hierzu scharf ausgebildet, d.h. sie weisen einen sehr geringen Krümmungsradius auf.

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Im Unterschied hierzu kommt der Wischeinrichtung 21 die Funktion zu, bei einem Vorbeibewegen des Elements 11 zunächst eine geringe Tintenmenge aus den Düsen bis an oder auf die Oberfläche des Elements 11 anzusaugen und anschließend abzuwischen. Hierdurch wird Tinte unerwünscht hoher Viskosität aus den Düsen entfernt und die Düsen werden von Schmutzpartikeln gereinigt. Die Wischvorrichtung 21 umfasst ein Wischelement 33 mit zwei Wischlippen 35. Die beiden Kanten an der oberen Stirnseite jeder Wischlippe 35 sind unterschiedlich ausgebildet: die jeweils einander zugewandten inneren Kanten sind scharfkantig ausgebildet und dienen einem Abrakeln überflüssiger Tinte auf der Oberfläche des Elements 11. Die äußeren einander abgewandten Kanten der Wischlippen 35 weisen dagegen einen relativ großen Radius auf. Hierdurch wird beim Vorbeibewegen des Elements 11 des Druckkopfs 5 ein Unterdruck erzeugt, durch den Tinte bis an die oder auf die Oberfläche des Elements 11 gesaugt wird.

Unabhängig von der Richtung der Schwenkbewegung ist zunächst jeweils die Wischkante der einen Wischlippe mit großem Radius wirksam, d.h. es wird Tinte angesaugt, und anschließend die scharfe Wischkante der jeweils anderen Wischlippe, d.h. es wird Tinte abgerakelt.

In einer Frei Spritzstellung befinden sich die Düsen gegenüber einer Sammelvorrichtung 23, die beispielsweise als Schwamm oder dergleichen ausgebildet sein kann. In der Freispritzposition steuert die Steuereinrichtung den Druckkopf 5 so an, dass aus jeder oder aus bestimmten Düsen eine vorgegebene Anzahl von Tintentröpfchen abgegeben werden, um sicherzustellen, dass sofort nach einem Bewegen des Druckkopfs in die Druckposition der Druck mit der geforderten hohen Qualität und ausreichender Tintenmenge beginnen kann.

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Wie in Fig. 3 dargestellt, können die Abstreifvorrichtung 19, die Wischvorrichtung 21 und die Sammelvorrichtung 23 integriert in einer gemeinsamen Haltevorrichtung 37 angeordnet sein. Die Haltevorrichtung kann als Austauschteil das einfache gleichzeitige Ersetzen der betreffenden Vorrichtungen ermöglichen. Für die Fixierung im Gehäuse 3 des Druckers 1 sind in einer Seitenwandung und einer stirnseitigen Wandung der Haltevorrichtung 37, die als Kunststoff spritzteil oder Blechbiegeteil ausgebildet sein kann, Ausnehmungen 39 und 41 vorgesehen, in die entsprechende, im Gehäuse 3 vorgesehene Haltestifte eingreifen.

Fig. 2 verdeutlicht die Funktion der einzelnen Service-Einheiten bei entsprechenden Verschwenkbewegungen des Druckkopfs 5: Zu Beginn eines vollständig neuen Druckvorgangs wird der Druckkopf 5 zunächst aus der Verschlussposition I (gemeint ist im Folgenden immer eine Winkelposition) durch eine Schwenkbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn herausbewegt. Die Düsen werden damit frei gegeben. Im Bereich der Abstreifposition II wird dann mittels der Abstreiflippe 31 der Abstreifvorrichtung ein Abstreifvorgang durchgeführt. Im Bereich der Wischposition III wird anschließend mittels der beiden Wischlippen 35 des Wischelements 33 der Wischvorrichtung 21 ein Wischvorgang, bestehend aus einem Ansaug- und einem Abrakelvorgang, durchgeführt. Sodann wird in der Freispritzposition IV ein Freispritzen der Düsen durchgeführt. Nach dem Ausführen dieser Service-funktionen wird der Druckkopf 5 in die Druckposition V bewegt und der Druck kann beginnen.

Abhängig von den Umgebungsbedingungen kann die Steuereinrichtung des Druckers den Druckkopf jeweils nach einer bestimmten Anzahl von Druckvorgängen in eine oder mehrere der Positionen II bis IV bewegen, um die betreffende Service-Funktion, durchzuführen. Dabei wird der Druckkopf vorzugsweise zunächst zumindest bis in die Position III bewegt, um einen Wischvorgang aus-

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zuführen (bei der in Fig. 2 dargestellten Wischvorrichtung erfolgen zwei Wisch vorgänge, da der Druckkopf vor- und zurückbewegt werden muss). Er kann jedoch auch bis in die Position II bewegt werden, so dass ein Wischvorgang, ein anschließender Abstreifvorgang und eine erneuter Wischvorgang durchgeführt wird. Erst beim Zurückbewegen des Druckkopfs in die Druckposition V wird in der Freispritzposition IV ein Freispritzvorgang durchgeführt.

Selbstverständlich kann mit der in Fig. 1 und 2 dargestellten Konfiguration ein Freispritzvorgang auch isoliert oder bei den vorstehend erläuterten Abläufen auch bereits beim Bewegen des Druckkopfs aus der Druckposition V in die Position III bzw. II durchgeführt werden.

Die Verschlussvorrichtung 17 kann so ausgebildet sein, dass zusätzlich eine Spülfunktion durchführbar ist. Hierbei zieht eine in die Verschlussvorrichtung integrierte Ansaugvorrichtung eine größere Menge Tinte aus dem Druckkopf, um auf diese Weise möglicherweise verstopfte oder verunreinigte Düsen zu säubern.

Claims (11)

1. Tintenstrahldrucker, insbesondere zur Beschriftung von Versandstücken,

a) mit einem Druckkopf (5), welcher eine Vielzahl von Düsen aufweist, die zum Ausstoß von Tinte dienen, und

b) mit einer Service-Einrichtung für das Ausführen wenigstens einer Service-Funktion,

dadurch gekennzeichnet,

a) dass der Druckkopf (5) derart um eine Achse (A) schwenkbar ausgebildet ist, dass die Düsen entlang eines gedachten Schwenkkreises (K) in eine Druckposition (V) und aus dieser heraus bewegbar sind, und

b) dass die Service-Einrichtung wenigstens eine Service-Einheit aufweist, die an einer Position (I, II, III, IV) entlang des Schwenkkreises (K) in einem vorbestimmten Winkelabstand von der Druckposition (V) vorgesehen ist, wobei die Service-Einheit das Ausführen einer oder mehrerer Service-Funktionen ermöglicht, wenn sich der Drückkopf (5) mit den Düsen im Bereich der Service-Einheit befindet oder mit seinen Düsen an der Service-Einheit vorbei bewegt wird.

2. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (5) um eine Achse (A) schwenkbar ist, die im Wesentlichen parallel zur Druckebene (E) verläuft, in welcher die Düsen angeordnet sind.

3. Drucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (5) um eine Achse schwenkbar ist, die im Wesentlichen senkrecht zur Druckebene verläuft, in welcher die Düsen angeordnet sind.

4. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Service-Einrichtung eine als Verschlussvorrichtung (17) für die Düsen dienende Service-Einheit umfasst.

5. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Service-Einrichtung eine als Abstreifvorrichtung (19) ausgebildete Service-Einheit umfasst, welche ein Abstreifelement (31) mit einer Abstreifkante für das Abstreifen von Tinte und/oder Verunreinigungen auf der Oberfläche des Druckkopfs (5) aufweist.

6. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Service-Einrichtung eine als Wischvorrichtung (21) ausgebildete Service-Einheit umfasst, welche ein oder mehrere Wischelemente (35) für das Ansaugen von Tinte bis an oder auf die Oberfläche des Druckkopfs (5) und für das anschließende Abwischen der überflüssigen Tinte aufweist.

7. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Service-Einrichtung eine als Sammelvorrichtung (23) ausgebildete Service-Einheit umfasst, welche für das Sammeln von Tinte dient, die von den Düsen bei Ausführen eines Freispritzsvorgangs in der Winkelposition (IV) der Sammelvorrichtung (23) abgegeben wird.

8. Drucker nach den Ansprüchen 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Service-Einheiten, bezogen auf die Abstreifvorrichtung (19), die Wischvorrichtung (21) und die Sammelvorrichtung (23), integriert mit einer gemeinsamen Haltevorrichtung (37) ausgebildet sind.

9. Drucker nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (37), vorzugsweise ohne Werkzeug austauschbar im Drucker (I) angeordnet ist.

10. Drucker nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (5) aus einer ersten Winkelstellung (I), in welcher die Verschlussvorrichtung (17) angeordnet ist, über eine zweite Winkelstellung (II), in welcher die Abstreifvorrichtung (19) angeordnet ist, über eine dritte Winkelstellung (III), in welcher die Wischvorrichtung (21) angeordnet ist, und über eine vierte Winkelstellung (IV), in welcher die Sammelvorrichtung (23) angeordnet ist, in die der Druckposition (V) entsprechende Winkelstellung bewegbar ist und umgekehrt.

11. Drucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Drucker (I) eine Steuereinheit aufweist, welche die Schwenkbewegungen des Druckkopfs (5) steuert, wobei im Fall mehrerer Service-Einheiten der Druckkopf (5) vorzugsweise in die Winkelstellung (I, II, III, IV, V)einer einzelnen oder nacheinander in die Winkelstellungen mehrerer Service-Einheiten bewegbar ist.