Однопроходный струйный принтер - RU2685844C2

Чертежи

Показать все 8 чертежа(ей)

Описание

Изобретение относится к однопроходному струйному принтеру с ходовой дорожкой для проведения печатного носителя в Y-направлении, а также с множеством расположенных друг за другом в Y-направлении модулей печатающих головок, которые соответственно множеством печатающих головок распространяются в X-направлении поперек через ходовую дорожку, и с областью печати, в которой модули печатающих головок могут устанавливаться в соответствующем положении печати по существу вертикально в Z-направлении, и имея возможность обратимо вставляться и извлекаться вдоль Z-направления.

В то время как у обычного струйного принтера смонтированные на каретке печатающие головки распыляют в поперечном направлении (обозначаемом в дальнейшем также как X-направление), построчно капли чернил на дискретно подаваемый в направлении движения (обозначаемом в дальнейшем также как Y-направление) носитель, у однопроходного струйного принтера печатающие головки смонтированы в модулях печатающих головок указанного вначале типа в поперечном направлении (X-направлении) по всей ширине печатного носителя. Печатный носитель непрерывно перемещается в направлении движения (Y-направлении). В то время как у обычного струйного принтера достигаются скорости печати до 2 м в минуту, при помощи однопроходного струйного принтера можно достигать скоростей печати до 50 м в минуту. Для цветной печати у однопроходного струйного принтера несколько модулей печатающих головок смонтированы друг за другом в направлении движения. При этом с модулями печатающих головок соответственно согласован один основной цвет, в частности голубой, пурпурный и желтый, а также при необходимости черный. Для особых случаев печати добавляются модули печатающих головок со специальной краской.

Однопроходный струйный принтер подходит в частности для промышленного использования, при котором должна печататься массовая продукция, и таким образом требуется высокая производительность. Равным образом однопроходный струйный принтер подходит ввиду высоких скоростей печати для печати объектов большой площади. Следовательно, однопроходный струйный принтер подходит в частности для промышленной эксплуатации в мебельной или керамической промышленности, где половые покрытия, такие как ламинаты или керамические плитки, столешницы, фигурные планки или тому подобное должны снабжаться декором. При этом используются самые разные чернила, которые, например, устойчивы к будущему защитному покрытию.

По сравнению с традиционными способами печати, как например глубокая печать, однопроходный струйный принтер используется даже непосредственно при небольших объемах партий, где изготовление печатного валика экономически не выгодно. В противоположность этому однопроходный струйный принтер делает возможной также индивидуализацию декора, а также так называемые "невозможные" декоры, которые при помощи валиков не могут получаться. Однопроходный струйный принтер не ограничен постоянным повторением печатного образца или повторяющегося узора, как это имеет место при печати валиками.

Модуль печатающих головок для однопроходного струйного принтера достигает в поперечном направлении и в высоте размеров более чем 1 м, причем имеет место тенденция к еще большей ширине печати и тем самым к дальнейшему увеличению размеров. Объединенные в модуле печатающих головок отдельные печатающие головки имеют соответственно ширину до нескольких 10 см. При этом достигнуты разрешения до 600×600 dpi (точек на дюйм) и более. При этом на каждую печатающую головку предусмотрено несколько тысяч отдельных печатающих сопел. Соответственно в модуле печатающих головок расположены несколько печатающих головок, которые со своей стороны содержат соответственно множество печатающих сопел. В частности, модуль печатающих головок как таковой распространяется в поперечном направлении (X-направлении) по всей ширине печати или по всей ширине печатного носителя.

Человеческим глазом можно увидеть на отпечатке погрешности расположения в несколько микрометров (мкм). При указанных выше разрешениях отдельные печатающие сопла одной печатающей головки находятся на расстоянии лишь в несколько 10 мкм друг от друга. Величина самой точки изображения или печати колеблется в диапазоне 10 мкм. Становится очевидным, что у однопроходного струйного принтера с несколькими расположенными друг за другом в направлении движения носителя (Y-направлении) модулями печатающих головок понадобится юстировка печатающих головок в диапазоне микрометров, для того чтобы создавать качественно высокоточный отпечаток. Вследствие этого юстировка модуля печатающих головок в однопроходном струйном принтере получается трудоемкой. Положение печатающих головок должно, например, при помощи оптического микроскопа регистрироваться и вручную со значительной трудоемкостью устанавливаться. Таким образом, сборка однопроходного струйного принтера является сравнительно продолжительной. Также после каждой замены модуля печатающих головок должна выполняться юстировка. Это приводит к излишнему продлению времени простоя.

Из WO 2012/157282 A1 известен однопроходный струйный принтер указанного вначале типа. У него модули печатающих головок могут вставляться в подвешенной, обусловленной силой тяжести ориентации в вертикальном направлении (которое в данном случае соответствует Z-направлению) в фиксированное относительно устройства положение печати. При помощи подъемно-опускного устройства модули печатающих головок, например, с целью технического обслуживания или замены совместно извлекаются в подвешенной ориентации в вертикальном направлении (Z-направлении) из фиксированного относительно устройства положения печати на однопроходном струйном принтере. В фиксированном относительно устройства положении печати модули печатающих головок установлены по существу вертикально относительно вертикального направления. Формулировкой "по существу" здесь охвачено то, что при дугообразном характере печатного носителя отдельные из модулей печатающих головок находятся в своем фиксированном относительно устройства положении печати с наклоном на полярный угол относительно Z-направления, так что печатающие головки в частности также в Y-направлении ориентированы соответственно параллельно к печатному носителю. В извлеченном положении под модули печатающих головок может вдвигаться модуль очистки, на который модули печатающих головок затем опускаются.

Аналогичные однопроходные струйные принтеры известны также из US 2012/0092403 A1 и US 2011/0149003 A1.

При подвешенном расположении модулей печатающих головок, которое раскрыто для однопроходного струйного принтера согласно WO 2012/157282 A1, действующая в центре тяжести сила тяжести приводит к самовыравниванию свободно перемещаемого модуля печатающих головок. При вставке подвешенного модуля печатающих головок в однопроходный струйный принтер имеет место вследствие этого уже грубое позиционирование относительно будущего фиксированного относительно устройства положения печати. В частности, подвешенная ориентация при вставке полезна для самоюстировки модуля печатающих головок в фиксированное относительно устройства положение печати, для чего на однопроходном струйном принтере предусмотрены открытые опорные элементы, на которые соответствующие опорные элементы модуля печатающих головок опускаются при навешивании с точной ориентацией. Ручная дополнительная юстировка больше не требуется. Навешивание и извлечение моделей печатающих головок осуществляются просто по сравнению с другими однопроходными струйными принтерами, так что излишние простои предотвращены.

В основе изобретения лежит задача по достижению для однопроходного струйного принтера указанного вначале типа наиболее длительной продолжительности эксплуатации.

Эта задача решается согласно изобретению вследствие того, что однопроходной струйный принтер указанного в начале типа включает в себя дополнительно область хранения, в которой несколько модулей печатающих головок могут устанавливаться в соответствующем положении хранения по существу вертикально в Z-направлении (примерно в вертикальном направлении), и имея возможность обратимо вставляться и извлекаться вдоль Z-направления, причем печатающие головки расположенных в положении хранения модулей печатающих головок установлены в защитном кожухе.

При этом изобретение исходит на первом шаге из того соображения, что модули печатающих головок указанного однопроходного струйного принтера могут ввиду своего стоячего (вертикального) расположения в положении печати сравнительно просто навешиваться и извлекаться по существу в вертикальном направлении (Z-направлении), без того чтобы при этом требовалась дополнительная юстировка. Следовательно, для модулей печатающих головок возможно в самом однопроходном струйном принтере создавать на расстоянии от области печати дополнительную область хранения, в которой отдельные модули печатающих головок, если не происходит процесс печати, или если соответствующий модуль печатающих головок не требуется для печати, установлены с защитой. Для этого в положении хранения для каждого модуля печатающих головок имеется защитный кожух, в котором печатающие головки установлены для защиты от внешних воздействий. В частности, печатающие головки установленных в защитном кожухе модулей печатающих головок продуваются защитным газом. Благодаря применению соответствующего защитного газа предотвращается окисление и/или иссушение и/или залипание печатающих сопел. Защитный газ выбирается в частности в зависимости от использованных чернил. Предпочтительно печатающие сопла продуваются защитным газом с температурой между 15°C и 30°C, предпочтительно между 20°C и 24°C, который обладает относительной влажностью от 30% до 80%, предпочтительно от 45% до 55%.

На втором шаге изобретение обнаруживает, что условия для легкого перемещения модулей печатающих головок между положением печати и положением хранения созданы в том случае, если в области хранения создана соответствующая положению печати опора. Следовательно, модули печатающих головок в области хранения, соответствующей области печати, установлены в соответствующем положении хранения так же по существу вертикально в Z-направлении, и имея возможность обратимо вставляться и извлекаться вдоль Z-направления. Для перемещения модуля печатающих головок из его положения печати в положение хранения он извлекается по существу в вертикальном направлении из положения печати или из соответствующей опоры и в подвешенном и обусловленном таким образом силой тяжести состоянии доставляется в область хранения. Там он соответствующим образом навешивается при достижении своего положения хранения. В обратном порядке осуществляется так же простое перемещение модуля печатающих головок из его положения хранения в области хранения в его положение печати в области печати.

Область хранения смещена относительно области печати в X- или Y-направлении. В частности, предусмотрено подъемно-опускное устройство, которое выполнено для навешивания и извлечения модулей печатающих головок в Z-направлении и может передвигаться в Y-направлении и/или X-направлении вдоль однопроходного струйного принтера. Вследствие этого без большого потребного пространства созданы условия для последовательного или параллельного перемещения отдельных модулей печатающих головок между областью печати и областью хранения.

В простом исполнении область хранения смещена относительно области печати в Y-направлении. При этом модули печатающих головок последовательно перемещаются без изменения своей последовательности при помощи подъемно-опускного устройства в Y-направлении между областью печати и областью хранения. Условия для замены отдельных модулей печатающих головок предпочтительно создаются в области хранения.

Принципиально в данном случае применена для описания однопроходного струйного принтера прямоугольная система координат, причем три направления в пространстве обозначены X-, Y- и Z-направлением. Использованные указания направлений относятся к положительному сектору пространства. Если конструктивный элемент находится по одной из осей координат "выше" другого конструктивного элемента, то его соответствующее расстояние по оси больше. И наоборот расстояние по оси конструктивного элемента меньше, если он находится "ниже" другого конструктивного элемента относительно указанной оси координат. X-направление обозначается в данном случае также как поперечное направление. Y-направление называется также как направление движения (печатного носителя). Z-направление соответствует в смонтированном принтере по существу вертикальному направлению.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения однопроходный струйный принтер включает в себя перемещаемое в Y-направлении подъемно-опускное устройство, которое выполнено для свободно ориентированного силой тяжести навешивания и извлечения модуля печатающих головок по существу в вертикальном направлении. Для этого предпочтительно на каждом модуле печатающих головок предусмотрены вспомогательные средства монтажа, с которыми входят в зацепление соответствующие крепежные средства подъемно-опускного устройства. Целесообразно вспомогательные средства монтажа выполнены в виде средств закрепления троса.

Во время навешивания и извлечения соответствующий модуль печатающих головок находится в подвешенном состоянии, в частности раскачиваясь на подъемно-опускном устройстве. Предпочтительно для позиционирования модуля печатающих головок однопроходного струйного принтера предусмотрены в области печати и в области хранения соответственно открытые опоры, на которые при самоцентрирующейся ориентации опускаются расположенные соответствующим образом на модуле печатающих головок опорные элементы. Предпочтительно для самоюстировки выполнены на модуле печатающих головок и на однопроходном струйном принтере захватные средства, при помощи которых при навешивании осуществляется предварительная ориентация ориентированного силой тяжести подвешенного модуля печатающих головок в отношении необходимого положения печати или положения хранения. Захватные средства выполнены в свою очередь предпочтительно с захватным клином, который захватывается соответствующей клиновой выемкой. Захватный клин и клиновая выемка согласованы при этом с модулем печатающих головок и соответственно с рамной конструкцией однопроходного струйного принтера или наоборот.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления однопроходного струйного принтера в области хранения расположено устройство очистки, которое включает в себя несколько согласованных соответственно с положением хранения и перемещаемых предпочтительно в X-направлении ракельных держателей, которые соответственно поддерживают несколько ракелей. Другими словами, устройство очистки снабжено для каждого установленного модуля печатающих головок ракельным держателем, посредством движения которого, в частности в X-направлении (поперечном направлении), соответствующие печатающие головки очищаются от остатков пыли и грязи, а также остатков чернил перемещающимися вдоль ракелями. В альтернативном варианте осуществления устройство очистки и/или ракельные держатели выполнены для движения ракелей в Y-направлении. При этом ракели выполнены предпочтительно стирающими, всасывающими или продувающими. Очистка происходит в однопроходном струйном принтере в частности автоматизировано, во время того как модули печатающих головок установлены в соответствующем положении хранения. Для этого предпочтительно предусмотрена сенсорная система, которая для каждого положения хранения индицирует наличие установленного модуля печатающих головок. Запуск процесса очистки начинается, если для положения хранения сенсорной системой создан сигнал наличия. Сторонняя внешняя очистка модулей печатающих головок не требуется. Интервалы внешнего технического обслуживания модулей печатающих головок могут увеличиваться. Целесообразно устройство очистки включает в себя приводное устройство для перемещения ракельного держателя или каждого ракельного держателя, в частности вдоль X-направления.

Целесообразно на ракельном держателе или на каждом ракельном держателе с каждой печатающей головкой установленного модуля печатающих головок согласован ровно один ракель. Это делает возможной специфическую очистку каждой отдельной печатающей головки. Подвижность ракельного держателя следует обеспечивать только для одной длины, которая соответствует длине отдельной печатающей головки в X-направлении.

Для того чтобы ограничивать функцию очистки фактически установленными в положение хранения модулями печатающих головок, далее целесообразно, если устройство очистки на каждом положении хранения включает в себя отдельный приводной блок для перемещения соответственно одного ракельного держателя. В этом случае перемещение происходит посредством соответствующего приведения в действие соответствующего приводного блока только для того ракельного держателя, который находится в положении установленного модуля печатающих головок.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления ракель или каждый ракель направляется в соответствующем ракельном держателе с возможностью перемещения в Z-направлении между положением очистки и удаленным положением, причем предусмотрено ракельное установочное устройство для перемещения соответственно одного ракеля между положением очистки и удаленным положением. Этот вариант осуществления позволяет для установленного в положение хранения модуля печатающих головок конкретно выбирать очищаемую печатающую головку и подвергать очистке только выбранную печатающую головку. Для этого согласованный с ней ракель смещается в Z-направлении в положение очистки, причем он в частности при перемещении в X-направлении или в Y-направлении находится в контакте с печатающей головкой или рядом с ней. Если ракель смещен в удаленное положение, то он в Z-направлении отстоит от печатающей головки или отстоит дальше по сравнению с положением очистки. В этом отношении смещенный в удаленное положение ракель при перемещении ракельного держателя не выполняет очистку стиранием вдоль согласованной соответственно печатающей головки, или при всасывающем или продувающем исполнении он удален дальше от печатающей головки. Приведение в действие соответствующих ракельных установочных устройств осуществляется в частности при помощи сигналов, которые для каждой печатающей головки отдельно показывают загрязнение или нарушение в эксплуатации. Подобный сигнал генерируется, например, в блоках управления соответствующих модулей печатающих головок, которые приспособлены для того, чтобы контролировать работоспособность соответствующих печатающих головок на основе измеренных параметров, например, на линии подачи чернил. Альтернативно печатающие головки, которые должны очищаться, определяются посредством контроля отпечатка.

Целесообразно ракель или каждый ракель в положении очистки принудительно проводится по первой, распространяющейся предпочтительно в X-направлении направляющей дорожке, а в удаленном положении по второй, распространяющейся предпочтительно в X-направлении направляющей дорожке, причем первая направляющая дорожка и вторая направляющая дорожка соединены друг с другом распространяющимся в частности в Z-направлении соединительным участком, и причем соответствующее ракельное установочное устройство выполнено для переключаемой фиксации занятой направляющей дорожки. Это механическое исполнение позволяет смещение ракельного держателя в частности в X-направлении, причем каждый ракель перемещается либо в положении очистки по первой направляющей дорожке, либо в удаленном положении по второй направляющей дорожке. Посредством смещения ракеля в Z-направлении в области соединительного участка созданы для соответствующего ракеля условия для перехода между обеими направляющими дорожками и таким образом для перехода между удаленным положением и положением очистки.

Предпочтительно ракель или каждый ракель при помощи зацепного элемента проводится в первой направляющей дорожке и во второй направляющей дорожке. При этом ракельное установочное устройство целесообразно включает в себя далее действующий на соответствующий зацепной элемент на соединительном участке магнитный элемент. При помощи магнитного элемента осуществляется бесконтактное переключение соответствующего ракеля между направляющими дорожками. Другими словами, не является необходимым перемещаемый в частности в X-направлении ракельный держатель механически соединять с ракельным установочным устройством, для того чтобы делать возможным переключение между первой и второй направляющей дорожкой.

Предпочтительно однопроходный струйный принтер включает в себя дополнительно со смещением в X-направлении к области хранения область обслуживания, в которой модули печатающих головок могут устанавливаться в соответствующем положении обслуживания по существу вертикально в Z-направлении, и имея возможность обратимо вставляться и извлекаться вдоль Z-направления. Другими словами, также в области обслуживания создано соответствующее положению печати расположение на опоре для установленных модулей печатающих головок. Таким образом, возможна простая смена модулей печатающих головок из положения хранения в положение обслуживания и наоборот. В область обслуживания устанавливаются в частности такие модули печатающих головок, которые должны подвергаться, например, внешнему техническому обслуживанию, или которые должны заменяться в однопроходном струйном принтере, так как для печати требуется, например модуль печатающих головок с другими в отношении цвета или консистенции чернилами.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления однопроходного струйного принтера в области хранения предусмотрено для модуля печатающих головок или для каждого модуля печатающих головок соответственно перемещаемое в X-направлении устройство хранения, в котором установленный модуль печатающих головок занимает свое положение хранения, причем защитный кожух является частью устройства хранения. При этом область хранения и область обслуживания могут целесообразно состыковаться таким образом, что устройство хранения или каждое устройство хранения с установленным модулем печатающих головок может перемещаться в X-направлении из области хранения в область обслуживания. Другими словами, установленный в своем положении хранения на устройстве хранения области хранения модуль печатающих головок может перемещаться вместе со своей опорой в поперечном направлении (X-направлении) из области хранения в область обслуживания и наоборот. Действующее в Z-направлении подъемно-опускное устройство не требуется для смены модуля печатающих головок из его положения хранения в положение обслуживания. Замена модулей печатающих головок упрощена в области хранения. Предусмотренные для замены или технического обслуживания модули печатающих головок перемещаются с соответствующей опорой между областью обслуживания и областью хранения. Так как расположение на опоре модулей печатающих головок в устройстве хранения снова соответствует расположению на опоре в области печати, становится в частности возможным юстировать предусмотренные для установки в однопроходный струйный принтер модули печатающих головок уже заранее за пределами исходного положения.

Предпочтительно перемещаемое устройство хранения включает в себя уже до этого описанные открытые опоры, на которые при навешивании с самоцентрирующейся ориентацией опускаются соответствующие, расположенные на модуле печатающих головок опорные элементы. Далее предпочтительно для самоюстировки выполнены на перемещаемом устройстве хранения захватные средства, которые во взаимодействии с захватными средствами на модуле печатающих головок осуществляют предварительную ориентацию ориентированного силой тяжести подвешенного модуля печатающих головок в отношении необходимого положения печати или положения хранения и в данном случае положения обслуживания. Захватные средства выполнены, как уже было описано, целесообразно с захватным клином, который захватывается соответствующей клиновой выемкой.

Предпочтительно область хранения и область обслуживания соответственно имеют направляющие элементы для направления устройства хранения или каждого устройства хранения, причем направляющие элементы области хранения и направляющие элементы области обслуживания могут друг с другом состыковаться для образования проходящей в X-направлении сдвиговой дорожки. После произошедшей стыковки предусмотренный для замены или для технического обслуживания модуль печатающих головок смещается при совместном движении служащего опорой устройства хранения вдоль направляющих элементов по сквозной сдвиговой дорожке из области хранения в область обслуживания и наоборот. Другими словами, устройство хранения может перемещаться как таковое по сдвиговой дорожке, будучи направлено соединенными направляющими элементами между областью хранения и областью обслуживания.

Целесообразно область обслуживания выполнена в виде мобильной тележки обслуживания. Если модуль печатающих головок должен заменяться, извлекаться из однопроходного струйного принтера для технического обслуживания или подводиться к области хранения, то тележка обслуживания подкатывается сбоку к области хранения и в частности механически состыковывается с ней. Затем производится замена модуля печатающих головок посредством сдвига служащего опорой для модуля печатающих головок устройства хранения.

В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления область обслуживания включает в себя для устройства хранения или каждого втянутого устройства хранения упорный демпфер и/или стопорный элемент. Посредством упорного демпфера предотвращен механический перекос установленного модуля печатающих головок в его расположении на опоре, который при определенных условиях мог бы быть нежелательным последствием слишком быстрой замены. Стопорным элементом фиксируется в области обслуживания втянутое устройство хранения, так что в частности при помощи мобильной тележки обслуживания обеспечено надежное перемещение модуля печатающих головок к другому месту. Предпочтительно область обслуживания также включает в себя сенсорную систему, которая регистрирует или обнаруживает наличие установленного модуля печатающих головок и/или втянутого устройства хранения.

Примеры осуществления изобретения разъясняются более подробно при помощи чертежа. При этом на чертеже показаны:

фиг. 1 - фрагмент области печати однопроходного струйного принтера с установленным в фиксированное относительно устройства положение печати модулем печатающих головок;

фиг. 2 - схематично однопроходный струйный принтер, который включает в себя область печати, область хранения и область обслуживания;

фиг. 3 - на частичном виде область хранения и область обслуживания однопроходного струйного принтера, причем имеется перемещаемое между областью хранения и областью обслуживания устройство хранения;

фиг. 4 - на частичном виде область хранения и область обслуживания однопроходного струйного принтера согласно фиг. 3, причем перемещаемое устройство хранения передвинуто в область обслуживания;

фиг. 5 - на виде в плане область хранения и область обслуживания однопроходного струйного принтера, причем модуль печатающих головок установлен в перемещаемое устройство хранения в области хранения;

фиг. 6 - на виде в плане область хранения и область обслуживания однопроходного струйного принтера согласно фиг. 5, причем устройство хранения с установленным модулем печатающих головок передвинуто в область обслуживания;

фиг. 7 - на увеличенном подробном виде области хранения однопроходного струйного принтера устройство очистки с подвижным ракельным держателем;

фиг. 8 - на другом увеличенном подробном виде область хранения однопроходного струйного принтера согласно фиг. 7, причем устройство хранения с ракельным держателем выдвинуто; и

фиг. 9 - на частичном виде в перспективе перемещаемый ракельный держатель устройства очистки согласно фиг. 7 и 8.

На фиг. 1 на трехмерном изображении показана для однопроходного струйного принтера 1 область 2 печати. Для ориентирования отмечена ортогональная система координат с тремя направлениями X, Y и Z в пространстве.

Вдоль ходовой дорожки 3 во время процесса печати печатный носитель 4 непрерывно перемещается в Y-направлении (направлении движения). В X-направлении (поперечном направлении) проходит по всему печатному носителю 4 модуль 6 печатающих головок, который по существу вертикально в Z-направлении (вертикальном направлении) установлен неподвижно относительно устройства на рамной конструкции 8 однопроходного струйного принтера 1 в выровненном положении печати.

Модуль 6 печатающих головок включает в себя несущую раму 10, которая поперечной балкой 11 распространяется в X-направлении поперек по печатному носителю 4. На поперечной балке 11 несущей рамы 10 поперечная скоба 12 установлена, будучи подвешена двумя боковыми полками 13. Расположение на опорах допускает при этом раскачивание поперечной скобы 12 вокруг ориентированной в X-направлении маятниковой оси. Маятниковая ось проходит в частности по поперечной балке 11 или чуть ниже поперечной балки 11, так что центр тяжести поперечной скобы 12 находится в Z-направлении ниже поперечной балки 11. При вертикальном извлечении модуля 6 печатающих головок в Z-направлении поперечная скоба 12 выравнивается под поперечной балкой 11, будучи ориентирована силой тяжести.

На поперечной скобе 12 вдоль X-направления по печатному носителю 4 расположено множество печатающих головок 14. Платы 15 управления, а также линии снабжения для эксплуатационных материалов или для подвода электрической энергии смонтированы на несущей раме 10. Вследствие этого сокращен действующий на печатающие головки 14 вес компонентов модуля 6 печатающих головок. Обусловленная весом деформация поперечной скобы 12 и тем самым нежелательное смещение печатающих головок 14 относительно юстированного положения печати предотвращены. Это позволяет увеличивать размеры модуля 6 печатающих головок вдоль X-направления по сравнению с уровнем техники. Поперечная скоба 12 изображенного на фиг. 1 однопроходного струйного принтера 1 имеет в X-направлении длину, например, более чем 2,5 м.

При помощи подробно не изображенного мультисоединения на поперечной балке 11 несущей рамы 10 может присоединяться и отсоединяться соединительный модуль 16. Мультисоединение приводится в действие при этом установленным на соединительном модуле 16 электрическим двигателем 17. Например, двигатель 17 приводит в действие винтовые соединения, при помощи которых соединительный модуль 16 и поперечная балка 11 соединяются друг с другом при одновременном соединении линий снабжения, линий управления и/или электрических линий. При присоединении поперечная балка 11 и соединительный модуль 16 сближаются друг с другом. Во время отсоединения поперечная балка 11 и соединительный модуль 16 удаляются друг от друга. Соединительный модуль 16 делает возможным простое подключение модуля 6 печатающих головок к линиям снабжения и управления однопроходного струйного принтера 1.

Для извлечения и навешивания модуля 6 печатающих головок в Z-направлении (вертикальном направлении) расположены далее на соединительном модуле 16 вспомогательные монтажные средства 19, которые выполнены, например, в виде средств закрепления троса. На вспомогательных монтажных средствах 19 присоединяются концы троса неизображенного подъемно-опускного устройства. Посредством изменения длины троса подъемно-опускным устройством модуль 6 печатающих головок поднимается или опускается для монтажа или демонтажа. Кроме того, на соединительном модуле 16 смонтированы два резервуара 20 чернил, причем при помощи также соединенных мультисоединением линий снабжения печатающие головки 14 снабжаются чернилами во время процесса печати.

Поперечная балка 11 модуля 6 печатающих головок имеет два распространяющихся по бокам в X-направлении вплоть до рамной конструкции 8 несущих кронштейна 22. При помощи не видимых здесь более подробно опорных средств 24 несущие кронштейны 22 и тем самым несущая существенный вес модуля 6 печатающих головок рама 10 опираются на выполненную с обеих сторон несущую конструкцию 25, которая со своей стороны смонтирована на рамной конструкции 8 однопроходного струйного принтера 1. По причинам наглядности показана при этом лишь правая на фиг. 1 несущая конструкция 25.

Опирающийся опорными средствами 24 на несущие конструкции 25 модуль 6 печатающих головок выровнен согласно предусмотренному положению печати, будучи уже ориентирован силой тяжести. Для этого несущие кронштейны 22 направлены вертикально вверх относительно поперечной балки 11. Соответственно модуль 6 печатающих головок может в вертикальном направлении легко навешиваться и извлекаться из однопроходного струйного принтера 1. Опорные средства 24 на несущих кронштейнах 22 опираются соответственно на подушку 27 несущей конструкции 25. Подушка 27 увеличено изображена на подробном виде. Каждая подушка 27 включает в себя плоскую контактную поверхность 28, которая с возможностью поворота смонтирована в шаровом шарнире. Благодаря весу уложенной несущей рамы 10 контактная поверхность 28 подушки 27 ориентируется в шаровом шарнире, так что даже в случае необходимого при определенных условиях в положении печати угла наклона модуля 6 печатающих головок всегда обеспечен плоскостной контакт между опорными средствами 24 и подушкой 27.

На нижних концах боковых полок 13 подвешенной с возможностью раскачивания поперечной скобы 12 соответственно смонтированы опорные элементы 30. При навешивании уже предварительно ориентированного силой тяжести модуля 6 печатающих головок опорные элементы 30 точно юстируются соответствующими захватными средствами 32 относительно соответствующих опорных гнезд открытых опор 34. Захватные средства 32 выполнены при этом соответственно в виде комбинации из захватного клина и принимающей его клиновой выемки. Опорные элементы 30 выполнены, например, в виде шаровых цапф. Опорные гнезда расположенных с обеих сторон от ходовой дорожки 3 на рамной конструкции открытых опор 34 выполнены для этого предпочтительно в виде конических, шаровых или призматических гнезд. При этом далее предпочтительно одна из открытых опор 34 выполнена относительно X-направления в виде неподвижной опоры, а другая из открытых опор 34 в виде подвижной опоры. Таким образом, образована, например, комбинация опор с шаровым или коническим гнездом на одной и с призматическим гнездом на другой стороне модуля 6 печатающих головок. Распространяющееся в X-направлении призматическое гнездо допускает возможность движения в X-направлении, в то время как Y-координата и Z-координата зафиксированы. Благодаря подобной комбинации неподвижной и подвижной опоры на открытых опорах 34 определенным образом воспринимается изменение длины модуля 6 печатающих головок в X-направлении из-за циклического температурного воздействия. В частности, предотвращено ползучее смещение модуля печатающих головок в X-направлении, так как и линейное расширение, и линейное сжатие воспринимаются определенным образом всегда одной и той же из опор 34, а именно подвижной опорой.

Для фиксации неподвижного относительно устройства положения печати установленного в однопроходном струйном принтере 1 модуля 6 печатающих головок на боковой полке 13 поперечной скобы 12 смонтирован упорный элемент 36. Упорный элемент 36 определен для упорной поверхности 38 рамной конструкции 8. При навешивании модуля 6 печатающих головок задается упорным элементом 36 и упорной поверхностью 38 угол наклона или полярный угол модуля 6 печатающих головок в неподвижном относительно устройства положении печати.

Фиг. 2 показывает схематично на виде сверху всю структуру однопроходного струйного принтера 1 согласно фиг. 1. На виде сверху можно увидеть изображенную на фиг. 1 область 2 печати, причем в Y-направлении (направлении движения) печатного носителя 4 друг за другом навешены в качестве примера три модуля 6 печатающих головок соответственно в своем соответствующем положении 47 печати. Каждый из навешанных в области 2 печати модулей 6 печатающих головок предусмотрен при этом для печати печатного носителя 4 специфической краской или чернилами.

На расстоянии в Y-направлении от области 2 печати однопроходный струйный принтер 1 включает в себя далее область 40 хранения, в которой с целями очистки или для защиты печатающих головок модули 6 печатающих головок могут устанавливаться из области 2 печати не изображенным здесь подъемно-опускным устройством после извлечения в вертикальном направлении посредством перемещения в Y-направлении и после дальнейшего опускания. В данном случае три модуля 6 печатающих головок навешаны в своем соответствующем положении 49 хранения в область 40 хранения.

Для внешнего технического обслуживания или для замены отдельных модулей 6 печатающих головок однопроходный струйный принтер 1 включает в себя далее область 45 обслуживания, которая расположена в X-направлении сбоку от области 40 хранения. Область 45 обслуживания выполнена, например, в виде мобильной тележки 51 обслуживания, которая выполнена с возможностью перемещения в частности в Y-направлении и может состыковываться с областью 40 хранения. Отдельные модули 6 печатающих головок заменяются посредством бокового вдвижения или выдвижения между областью 40 хранения и областью 45 обслуживания. Находящиеся в области 45 обслуживания в соответствующем положении 50 обслуживания модули 6 печатающих головок доставляются посредством перемещения тележки 51 обслуживания в другое место с целью осмотра или замены.

На фиг. 3 изображена на виде в перспективе область 40 хранения и область 45 обслуживания однопроходного струйного принтера 1 в примерном исполнении. Область 45 обслуживания выполнена в виде подвижной тележки 51 обслуживания. В изображенной ситуации ни в области 40 хранения, ни в области 45 обслуживания не навешан модуль 6 печатающих головок.

В области 40 хранения можно увидеть рамную конструкцию 52. В каждом положении 49 хранения области 40 хранения выполнен защитный кожух 53 для экранирования печатающих головок установленных модулей 6 печатающих головок. Защитный кожух 53 является соответственно жесткой составной частью перемещаемого в X-направлении устройства 54 хранения, которое со своей стороны имеет соответственно выполненные в соответствии с областью 2 печати (см. фиг. 1) несущие конструкции 25, включая подушки 27 и захватные средства 32. Извлеченные из области 2 печати или из своего расположенного там положения 47 печати в вертикальном направлении модули 6 печатающих головок могут соответствующим образом навешиваться в соответствующее устройство 54 хранения при соответствующей ориентации. При этом опорные средства 24 модулей 6 печатающих головок соответствующим образом опираются на соответствующие подушки 27 соответствующих устройств 54 хранения. Опорные элементы 30 навешанных модулей 6 печатающих головок расположены в соответствующих открытых опорах 34. Лишь упорные поверхности 38 для наклонения навешанных модулей 6 печатающих головок при помощи их соответствующих упорных элементов 36 не предусмотрены в устройствах 54 хранения. Навешанные модули 6 печатающих головок расположены стоя в соответствующем положении 49 хранения, будучи выровнены в вертикальном направлении.

Каждое из четырех в изображенном примере осуществления устройств 54 хранения направляется с возможностью перемещения на рамной конструкции 52 направляющими элементами 57 в X-направлении. Направляющие элементы 57 области 40 хранения могут состыковываться с соответствующими направляющими элементами 57 тележки 51 обслуживания в сплошную сдвиговую дорожку 60 вдоль X-направления, если тележка 51 обслуживания расположена в Y-направлении соответственно напротив области 40 хранения. В дополнение к направляющим элементам 57 тележка 51 обслуживания имеет удерживающую скобу 62, которая служит для укладки защитных щитков установленного модуля 6 печатающих головок. Подобные неизображенные защитные щитки смонтированы на модулях 6 печатающих головок согласно фиг. 1 на открытых там сторонах для укрытия внутреннего пространства и для придания механической устойчивости. Это можно увидеть в частности также на фиг. 5 и 6 (см. ссылочную позицию 66).

По образованной совместно сплошной сдвиговой дорожке 60 устройство 54 хранения с навешанным модулем 6 печатающих головок может сдвигаться из области 40 хранения в область 45 обслуживания и наоборот. Каждый навешанный модуль 6 печатающих головок может отдельно выдвигаться или вдвигаться. Для ограничения перемещения устройства 54 хранения на тележке 51 обслуживания с одной стороны смонтирован упорный демпфер 63.

В области 40 хранения изображенного однопроходного струйного принтера 1 выполнено далее устройство 64 очистки. Устройство 64 очистки включает в себя при этом множество отдельных ракелей 65, которые ориентированы снизу против печатающих головок установленных модулей 6 печатающих головок. Ракели 65 являются также частью перемещаемого устройства 54 хранения и могут осуществлять возвратно-поступательное движение в X-направлении при помощи ракельного приводного устройства (ссылочная позиция 87 на фиг. 8).

На фиг. 4 изображена область 40 хранения и область 45 обслуживания однопроходного струйного принтера 1 согласно фиг. 3 на виде в перспективе. Однако по сравнению с фиг. 3 теперь на фиг. 4 одно из устройств 54 хранения выдвинуто в X-направлении по образованной направляющими элементами 57 области 40 хранения и области 45 обслуживания сдвиговой дорожке 60 на тележку 51 обслуживания. Выдвинутое устройство 54 хранения прижимается при этом к упорному демпферу 63 тележки 51 обслуживания. Можно увидеть в частности то, что устройство 54 хранения, включая несущие конструкции 25, захватные средства 32, открытые опоры 34 и ракели 65, сдвинуто на тележку 51 обслуживания. Ракели 65 смонтированы в частности внутри защитного кожуха 53.

На фиг. 5 и 6 показаны область 40 хранения и область 45 обслуживания однопроходного струйного принтера 1 согласно фиг. 3 и 4 с другой точки зрения, а именно с направления взгляда в Y-направлении (направлении движения). Однако в отличие от фиг. 3 и 4 теперь в соответствующее устройство 54 хранения навешан модуль 6 печатающих головок согласно фиг. 1. Из модуля 6 печатающих головок можно увидеть в частности боковые несущие кронштейны 22, соединительный модуль 16, двигатель 17 и упорный элемент 36. Подушки 27 модуля 6 печатающих головок опираются на контактную поверхность 28 расположенных с обеих сторон несущих конструкций 25. Опорные элементы 30 установлены в соответствующей открытой опоре 34 устройства 54 хранения. Модуль 6 печатающих головок изображен на фиг. 5 и 6 с установленными защитными щитками 66.

На фиг. 5 модуль 6 печатающих головок с устройством 54 хранения расположен в области 40 хранения. На фиг. 6 устройство 54 хранения с установленным модулем 6 печатающих головок выдвинуто на тележку 51 обслуживания. Можно увидеть прилегание к упорному демпферу 63.

Фиг. 7 показывает частично в поперечном разрезе и частично на виде в плане фрагмент устройства 64 очистки. На этом фрагменте можно увидеть в частности расположение ракелей 65 для очистки печатающих головок установленных модулей 6 печатающих головок.

С каждым ракелем 65 устройства 64 очистки согласовано ракельное установочное устройство 67. Каждое ракельное установочное устройство 67 включает в себя установочный элемент 68, который выполнен, например, в виде магнитного элемента 81. Ракели 65 совместно смонтированы на перемещаемом в X-направлении в возвратно-поступательном движении ракельном держателе 70. Соответствующие для этого направляющие ролики 71 можно увидеть. Относительно ракельного держателя 70 ракели 65 установлены в свою очередь с возможностью перемещения в Z-направлении соответственно при помощи несущего элемента 73. Для этого несущий элемент 73 каждого ракеля 65 проводится при помощи соответствующего зацепного элемента 74 соответственно либо по распространяющейся в X-направлении первой направляющей дорожке 77, либо по распространяющейся в X-направлении второй направляющей дорожке 78. Обе направляющие дорожки 77, 78 соединены друг с другом распространяющимся по существу в Z-направлении соединительным участком 80. Ракельный держатель 70 во время процесса очистки перемещается относительно компонентов устройства 64 очистки в X-направлении.

В данном случае изображенный ракель 65 находится в удаленном положении A, причем зацепной элемент 74 проводится по второй направляющей дорожке 78. Если ракельный держатель 70 перемещается в X-направлении, то ракель 65 остается в Z-направлении в удаленном положении относительно печатающей головки 14 установленного модуля 6 печатающих головок. Ракель 65 отстоит больше от соответственно согласованной печатающей головки 14, чем в положении очистки.

Несущий элемент 73 предварительно напряжен в Z-направлении относительно ракельного держателя 70. Если во время движения очистки несущий элемент 73 находится на одной прямой с установочным элементом 68, без того чтобы последний был активирован, то зацепной элемент 74 ввиду предварительного механического напряжения затягивается вверх по соединительному участку 80. При обратном движении ракельного держателя 70 ракель 65 находится в этом случае в положении R очистки, причем зацепной элемент 74 проводится по первой направляющей дорожке 77. Другими словами положение R очистки является заданным механически положением ракеля 65. Если ракель 65 должен переводиться в удаленное положение A, то во время движения очистки установочный элемент 68 или в качестве примера магнитный элемент 81 активируется, если несущий элемент 73 находится с ним на одной прямой. Таким образом, зацепной элемент 74 смещается по соединительному участку 80 против предварительного механического напряжения на вторую направляющую дорожку 78 и соответственно остается там, так что обеспечено удаленное положение A во время движения очистки ракельного держателя 70 (возвратно-поступательного движения в X-направлении). Активированный магнитный элемент 81 действует на соответственно ферримагнитный или ферромагнитный материал на несущем элементе 73 против предварительного механического напряжения.

Изображенное устройство 64 очистки позволяет переключать каждый ракель 65 отдельно между положением R очистки, в котором ракель 65 находится рядом с печатающей головкой 14 установленного модуля 6 печатающих головок, предпочтительно соприкасается с печатающей головкой 14, и удаленным положением A, в котором ракель 65 отстоит от печатающей головки 14 на большем расстоянии. Если с каждой печатающей головкой 14 установленного модуля 6 печатающих головок согласован ракель 65, то становится возможным управлять каждой печатающей головкой 14 отдельно для очистки.

На фиг. 8 на виде в плане становятся видимыми подробности области 40 хранения и в частности перемещаемых устройств 54 хранения. Ясно виден защитный кожух 53 вдвинутого устройства 54 хранения. Переднее устройство 54 хранения (на фиг. 8 внизу) выдвинуто.

Каждое устройство 54 хранения включает в себя перемещаемый в X-направлении ракельный держатель 70, который поддерживает множество установленных на нем согласно фиг. 7 ракелей 65. Для перемещения ракельного держателя 70 в возвратно-поступательном движении вдоль X-направления соответственно согласовано ракельное приводное устройство 87. Для этого предусмотрен, например, электрический двигатель, который через передачу ходовым винтом действует непосредственно на ракельный держатель 70. У вдвинутого устройства 54 хранения можно далее на фиг. 8 ясно увидеть левую открытую опору 34, которая включает себя коническое гнездо для приема выполненного в виде шаровой цапфы опорного элемента 30 установленного модуля 6 печатающих головок. Далее можно увидеть часть несущей конструкции 25 и захватных средств 32 (в данном случае захватный клин).

Если устройство 54 хранения сдвигается в X-направлении вдоль направляющих элементов 57 (соответствующий направляющий ролик 85 изображен на фиг. 7 и 8), то в области 40 хранения остаются из устройства 64 очистки соответствующие установочные элементы 68 или магнитные элементы 81. Установленный модуль 6 печатающих головок остается надежно и устойчиво расположенным на устройстве 54 хранения, причем печатающие головки 14 и дальше остаются надежно защищенными в защитном кожухе 53. Ракельное установочное устройство 67 разомкнуто. При вдвинутом устройстве 54 хранения оно действует через дно защитного кожуха 53.

На фиг. 9 изображен подробный вид ракельного держателя 70. Теперь можно ясно увидеть несущий элемент 73, а также смонтированный на нем зацепной элемент 74, который принудительно проводится согласно фиг. 7 по направляющим дорожкам 77, 78. При помощи пружинного элемента 88 несущий элемент 73 предварительно напряжен вверх относительно ракельного держателя 70. Направляющие ролики 71, оси вращения которых распространяются в Z-направлении и в Y-направлении, также хорошо видны.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

1 однопроходный струйный принтер

2 область печати

3 ходовая дорожка

4 печатный носитель

6 модуль печатающих головок

8 рамная конструкция

10 несущая рама

11 поперечная балка

12 поперечная скоба

13 боковая полка

14 печатающие головки

15 плата управления

16 соединительный модуль

17 двигатель

19 вспомогательное монтажное средство

20 резервуар чернил

22 несущий кронштейн

24 опорное средство

25 несущая конструкция

27 подушка

28 контактная поверхность

30 опорный элемент

32 захватное средство

34 открытая опора

36 упорный элемент

38 упорная поверхность

40 область хранения

45 область обслуживания

47 положение печати

49 положение хранения

50 положение обслуживания

51 тележка обслуживания

52 рамная конструкция

53 защитный кожух

54 устройство хранения

57 направляющий элемент

60 сдвиговая дорожка

62 удерживающая скоба

63 упорный демпфер

64 устройство очистки

65 ракель

66 защитный щиток

67 ракельное установочное устройство

68 установочный элемент

70 ракельный держатель

71 направляющий ролик

73 несущий элемент

74 зацепной элемент

77 первая направляющая дорожка

78 вторая направляющая дорожка

80 соединительный участок

81 магнитный элемент

85 направляющий ролик

87 ракельное приводное устройство

88 пружинный элемент

R положение очистки

A удаленное положение

Реферат

Изобретение относится к однопроходному струйному принтеру с ходовой дорожкой для проведения печатного носителя в Y-направлении, а также с множеством расположенных друг за другом в Y-направлении модулей печатающих головок, которые соответственно множеством печатающих головок распространяются в X-направлении поперек через ходовую дорожку, и с областью печати, в которой модули печатающих головок могут устанавливаться в соответствующем положении печати, по существу вертикально в Z-направлении, и с возможностью обратимо вставляться и извлекаться вдоль Z-направления, причем предусмотрено, что в дополнение к области печати имеется область хранения, в которой несколько модулей печатающих головок могут устанавливаться в соответствующем положении хранения, по существу вертикально в Z-направлении, и с возможностью обратимо вставляться и извлекаться вдоль Z-направления, причем печатающие головки расположенных в положении хранения модулей печатающих головок установлены в защитном кожухе. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 9 ил.

Формула