阅读说明：本技术 借助超声波进行喷墨印刷头清洁 (Ink jet print head cleaning with ultrasonic waves ) 是由 M·波斯特尔斯 S·布奇科 M·沃尔夫 于 2020-04-09 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于清洁喷墨印刷机(7)的印刷头(5)的设备,所述设备包括声源(14)和施涂单元(9,19),其中,所述施涂单元(9,19)将清洁液施加到所述印刷头(5)的表面(18)上,从而所述声源借助于相应地引入的声波无接触地清洁所述印刷头,所述设备的特征在于,所述设备(21)为一种可移动式设备,该可移动式设备这样实施,使得其在装入到所述喷墨印刷机(7)中的状态下清洁所述印刷头(5)。(The invention relates to a device for cleaning a printing head (5) of an inkjet printer (7), comprising a sound source (14) and an application unit (9, 19), wherein the application unit (9, 19) applies a cleaning liquid to a surface (18) of the printing head (5) such that the sound source cleans the printing head in a contactless manner by means of correspondingly introduced sound waves, characterized in that the device (21) is a mobile device which is designed such that it cleans the printing head (5) in the installed state in the inkjet printer (7).)

借助超声波进行喷墨印刷头清洁

技术领域

本发明公开了一种用于维护喷墨印刷头的清洁设备。

本发明位于喷墨印刷的技术领域中。

背景技术

在喷墨印刷机中使用印刷头，这些印刷头通常采用成排列地布置的印刷喷嘴，这些印刷喷嘴也可以被称作印刷梁(Druckbalken)。在此，每个印刷头印刷出确定印刷色彩的油墨。喷墨印刷机具有越多不同的印刷头，则能够采用越多不同的印刷色彩。为了确保恒定的、在品质方面高值的印刷结果，所使用的所有印刷头的印刷喷嘴必须总是以恒定的性能工作。为此，对印刷头的定期维护是必要的。这些维护主要包括对喷墨印刷头进行清洁，以便例如防止干透的油墨残余和其它污染物(如尘粒等)附着在印刷喷嘴的喷嘴通道中。这种污染物经常会造成印刷头的单个印刷喷嘴的性能降低(或甚至这些印刷喷嘴失灵)。在此，单个失灵的印刷喷嘴或者在性能降低过于强烈的情况下关断的印刷喷嘴还可以通过确定的补偿方式平衡。然而，如果涉及到过多的印刷喷嘴，则必须更换印刷头，这导致了高成本和所涉及的喷墨印刷机的较短的运行持续时间。因此，除了对印刷头进行前瞻性的维护之外，通过相应的清洁过程对不再可投入使用的印刷头进行再处理，这也是较常见的应用情形。

为了清洁喷墨印刷头，在现有技术中存在着不同的处理方式。例如，一种解决途径是借助于清洁装置执行无接触式喷墨头清洁，该清洁装置喷射、抽吸清洁剂并且然后冲刷印刷头。当操作者看见了确定的印刷头有必要进行清洁时，这通常由操作者周期性地触发。另一种解决途径在于这样的清洁设备，该清洁设备借助于布料擦拭喷墨印刷头并且因而使其清洁。然而，这些解决途径不利的是，在多种情况下的清洁结果不是最优的。

其它的解决途径包括将印刷头拆卸，然后可以在确定的清洁设备中借助于超声波清洁该印刷头。例如从欧洲专利申请EP 099 97 290A1已知这样的解决途径。此外，当印刷头除了超声波清洁之外还被浸入到具有清洁液的浴池中时，可以达到改善的清洁结果。这种清洁设备又从欧洲专利申请EP 29 55 027A1已知。然而，在这些解决途径中不利的是，在所有的情况下，这涉及到固定不动的设备，因此，必须将喷墨印刷头从机器上拆卸、清洁并且再次装入。这是非常费事的并且因而造成印刷机不能工作的时间和相应的成本。此外，存在着喷墨印刷头在装入和拆卸时损坏的风险。

发明内容

因此，本发明的任务在于，提出一种用于清洁喷墨印刷头的系统，所述系统比现有技术已知的清洁系统更快速地和/或更全面地工作。

该任务通过一种用于清洁喷墨印刷机的印刷头的设备解决，所述设备包括声源和施涂单元，其中，施涂单元将清洁液施加到印刷头的表面上，从而声源借助于相应引入的声波无接触地清洁印刷头，所述设备的特征在于，该设备是可移动式设备，该可移动式设备这样实施，使得该可移动式设备对印刷头在已装入到喷墨印刷机中的状态下进行清洁。即，本设备的决定性的重点在于，清洁设备这样紧凑，使得该清洁设备能够直接安放到处于已装入喷墨印刷机中的状态下的印刷头上。然后，施涂单元以清洁液将印刷头的表面包围，从而声源可以借助于相应引入的声波无接触地清洁印刷头。最容易地，根据本发明的设备可以实施成可移动式清洁设备，于是，所述可移动式清洁设备为了清洁每一个喷墨印刷头而在喷墨印刷机中的相应部位处锁止和应用。自然地，替代地也可能的是，相应的清洁设备直接固定安装在喷墨印刷机中，于是，在所述喷墨印刷机中清洁喷墨印刷头。这对于喷墨印刷机的使用者来说虽然舒适得多，但是提高了印刷机的结构耗费。

由所属的从属权利要求以及从具有所属的绘图的说明书得出根据本发明的设备的有利的和因此优选的拓展方案。

在此，根据本发明的设备的一种优选的拓展方案是，施涂单元具有供入管路，该施涂单元经由所述供入管路以清洁液持久地供给，并且供入管路馈送清洁液这样的体积流，所述体积流如此大，使得在施涂单元与印刷头的表面之间的空间完全地被以清洁液填充。这是必需的，以便将相应地借助于清洁而除去的污物颗粒(例如尘土或者干透的油墨残余)相应地又导出，并且因而改善清洁结果。此外，对于最优的清洁结果，必需的是，只有清洁液而没有空气处于施涂单元与印刷头的表面之间，因为否则声源的声波不可能发挥最优的清洁作用。

在此，根据本发明的设备的一种另外的优选的拓展方案是，施涂单元是具有相应深度的清洁盆槽(Wanne)，其中，清洁盆槽被以清洁液填充并具有开口，所述开口的大小与印刷头的待清洁的表面相适配，并且在印刷头的表面与开口之间存在着具有经定义高度的间隙，清洁液经由所述间隙流出。在此，清洁盆槽应完全地被以清洁液填充，从而间隙(清洁液经由所述间隙流出)相应地被以清洁液填充，并且在声源与喷墨印刷头的待清洁的表面之间没有空气剩余。在此，开口的大小确定出能够借助根据所描绘的设备一次就清洁的面。如果该面小于分别待清洁的印刷头的整个表面，则清洁设备对每个印刷头必须多次安放。

在此，根据本发明的设备的一种另外的优选的拓展方案是，收集盆槽安装在清洁盆槽旁侧，所述收集盆槽具有出流口，所述收集盆槽收集流出的清洁液并且与清洁盆槽的供入管路连接。于是优选地，在收集盆槽下游接有过滤器(或过滤器系统)，所述过滤器(或过滤器系统)给清洁液清除去除的污染颗粒，从而能够经由连接至清洁盆槽的供入管路再次使用相应又提纯的清洁液。这提高了根据本发明的设备的效率，因为清洁液可以相应地再次使用。自然地，过滤器应以规律的间隔(也就是在每个清洁过程之前或之后)更换(或自身清洁)。

在此，根据本发明的设备的一种另外的优选的拓展方案是，在清洁盆槽上安装有压力传感器，所述压力传感器测量清洁盆槽具有清洁液的液位。一旦清洁盆槽完全以清洁液填充，并且不再有空气处于声源与喷墨印刷头的待清洁的表面之间，并且因而清洁过程可以开始(或自动地开始)，那么借助该液位指示能够非常容易地向操作者显示。

在此，根据本发明的设备的一种另外的优选的拓展方案在于，施涂单元是板件，并且在印刷头的表面与开口之间存在着具有经定义高度的间隙，清洁液经由所述间隙流出，其中，间隙经由供入管路通过缝隙喷嘴以清洁液填充。这是一种替代的实施变型，在该实施变型中，施涂单元不是清洁盆槽而仅仅是具有缝隙喷嘴的板件，经由所述缝隙喷嘴以清洁液填充到板件与印刷头的表面之间的空间中。这种实施变型的优点在于紧凑得多的结构类型。

所提出的任务的另外的解决方案是一种用于借助于根据本发明的设备清洁喷墨印刷机的印刷头的方法，其特征在于，在清洁过程期间在印刷头中的弯月面压力(Meniskusdruck)这样改变，使得清洁液被吸入到印刷头中并且与油墨残留物一起又被排出。借助于印刷头中的弯月面压力的这种改变，模拟出所谓的净化过程(Purging-Vorgang)，借助所述净化过程能够可靠地消除在印刷头中的剩余的油墨残留物。这提高了根据本发明的方法的效率，这是因为由此印刷头不仅仅是被动地通过清洁设备清洁，而是通过清洁液的主动地吸入和再次排出相比于纯被动的方法改善了清洁作用。

在此，根据本发明的方法的一种优选的拓展方案是，声源以超声波或者巨声波(Megaschall)运行，所述超声波或者巨声波的频率是可变的。是使用超声波还是巨声波则取决于相应的待清洁的印刷头的特性和污染程度。此外，借助于频率改变可以实现不同的清洁作用，所述清洁作用也应与喷墨印刷头的相应的污染程度相适配。

在此，根据本发明的方法的一种优选的拓展方案是，可以根据待清洁的印刷头使用不同的清洁液。在这里，哪种清洁液使用在哪个清洁过程中，这也取决于待清洁的印刷头的构造和污染程度。因为对每个清洁过程应使用仅一种液体(也就是说不应使不同的清洁液相互混合)并且相应的耗费与清洁液的更换相关联，因而分别待使用的清洁液的选择应由使用者妥善地考虑。

附图说明

接下来，参照所属的绘图根据至少一个优选的实施例更详尽地说明发明本身以及本发明的在结构上和/或在功能上有利的拓展方案。在绘图中，相互对应的元件分别设有相同的附图标记。

附图示出：

图1示出所使用的页张喷墨印刷机的构造的示例；

图2以剖面示出清洁设备的优选的实施例；

图3以俯视图示出待清洁的印刷头表面；

图4以剖面示出清洁设备的替代的实施例；

图5示出根据本发明的方法的示意性的流程。

具体实施方式

优选的实施变型的应用领域是喷墨印刷机7。在图1中示出针对这样的机器7的作为基础构造的示例，该机器7包括用于将承印基底2供给到印刷机构4中的进料器1直至收料器3，在所述印刷机构4中，所述承印基底2被印刷头5印刷。在此涉及到页张喷墨印刷机7，所述页张喷墨印刷机7由控制计算机6控制。在这种印刷机7运行时，如已经说明地，印刷机构4中的印刷头5中的单个印刷喷嘴可能会失灵。

图2示出根据本发明的清洁设备21，该清洁设备21具有以清洁液填装的清洁盆槽9，超声波驱动器14固定在所述清洁盆槽9上。清洁盆槽9具有已准确地定义的边缘，所述边缘到印刷头5的待清洁的表面18具有经定义的间隙11。盆槽9持续地经由供入管路12供以清洁液。根据间隙11以及根据印刷头的倾斜位态Δh，清洁液的体积流必须这样大，使得在待清洁的表面18与超声波驱动器14之间的空间(或间隙11)完全以液体填充。

流经间隙11的清洁液经由出流口13引到收集盆槽10中。清洁液可以从该处经由另一出流口13导出和过滤。在过滤之后，清洁液于是又输送到清洁盆槽9中。借助于压力传感器15可以检验：液位是否足够。

图3示出待清洁的印刷头5的相应的表面视图。在此，V_头表明清洁方向。在此，这些印刷头5优选共同地以印刷梁16形式设置，其中，在这些单个印刷头5之间留有小的间隙17，以便能够容易地更换印刷头5。这些印刷头5包括多个喷嘴板8(也称作印刷头底座)，印刷头5的单个印刷喷嘴成排列形式地布置在这些喷嘴板8中。清洁设备21的清洁盆槽9应覆盖印刷头5的待清洁的表面18的大部分，借此不必过于频繁地安置清洁设备21清洁整个印刷梁16。理想地，至少一个喷嘴板8应被清洁盆槽9覆盖。

本发明的清洁方法自身在图5中简短地示意性地示出。在清洁期间，可以改变在印刷头5中的弯月面压力：从纯抽吸清洁液直至又冲掉包含剩余印刷油墨残余在内的清洁液。该过程是印刷头5的用于清洁的标准运行模式。这被称作“净化(purgen)”并且原本是借助印刷油墨执行，然而也可以被使用于借助于清洁设备21清洁的目的。此外，有利地，应使印刷梁16在清洁期间运动，从而可以依次地清洁一个至所有的印刷头5。在这种情况下，必须使清洁设备21更少运动。然而，不言而喻地，待清洁的印刷头5的任意选择也是可能的。为此，在印刷头5的清洁结束之后，中断对清洁设备供以清洁液，并且朝向下一印刷头5移动。清洁设备21的清洁盆槽9为此是沿着分别待清洁的印刷头5移动，还是相应地锁止并且然后移位至下一印刷头5，这对于作为基础的功能来说起着次要的作用。上述两者都是可考虑的。

在此，清洁盆槽9的直径与待清洁的表面18相适配。在这些印刷头5相互邻接成排列的情况下，必须考虑到在体积流的情况下在这些喷嘴板8之间的间隙。这可以例如通过势能箱(Potentialtank)或者压力调节泵来实现。为了确保空穴作用(Kavitation)总是够得着这些喷嘴板8，于是应将流动状况的改变尽可能保持得很小。

此外，在清洁期间，超声波驱动器14的超声波频率可以改变，以便实现不同的清洁作用。

借助根据本发明的清洁设备21也可以借助超声波清洁倾斜地装入到喷墨印刷机7中的印刷头5，因为小的超声波清洁单元21不需要如在固定不动的清洁设备中那样具有清洁液的完整的浴池。此外，清洁设备21实现了比其它已知的清洁方法更好的清洁结果。

除了所说明的优选的实施变型之外，还存在着不同的替代的实施方案。代替于超声波，可以借助巨声波工作。也可以根据待清洁的印刷头5具有哪些特性并且它们的污染程度有多高来使用不同的清洁液。

在一种另外的替代的、具有清洁盆槽9的实施设备中，超声波驱动器14也可以与盆槽9以振动脱耦的方式直接接触液体地安装，这促成较高的效用，并且对贴靠的构件具有更好的保护。于是，整个装置21要么振动脱耦地支撑在印刷头5上，要么通过自身的引导装置(例如相对于机架或者轨迹引导装置)支撑。

在此，清洁设备21可以不但实施成小型可移动式清洁设备，而且可以固定地安装在喷墨印刷机7中。更确切地说，固定地安装的清洁设备适合用于较大型喷墨印刷机7，因为这种清洁设备意味着提高的结构性的耗费，所述耗费在成本上反映出来。为此，这些固定地安装的清洁设备自然能够关于应用方面舒适得多地使用，因为在这里省去了可移动式清洁设备的移位和重新锁止。

此外，在图4中示出清洁设备21的一种替代的、更紧凑的结构类型。在这里，代替于盆槽9，设置具有超声波驱动器14的板件19，该超声波驱动器14具有在印刷头5下方0.1mm至1mm的小间隙11。该间隙11通过缝隙喷嘴20用清洁液填充。这尤其在喷墨印刷机7中是有利的，在所述喷墨印刷机中，仅仅存在着少量空间用于安放清洁设备21。

附图标记列表

1 进料器

2 当前的承印基底/当前的承印页张

3 收料器

4 喷墨印刷机构

5 喷墨印刷头

6 计算机

7 喷墨印刷机

8 喷嘴板

9 具有清洁液的清洁盆槽

10 收集盆槽

11 间隙

12 入流口

13 出流口

14 超声波驱动器

15 压力传感器/液位传感器

16 印刷梁

17 在印刷梁中的单个印刷头之间的间隙

18 由清洁盆槽所包括的印刷头区域

19 用于清洁液的施涂板件

20 在施涂板件中的缝隙喷嘴

21 清洁设备

Δh 印刷头的倾斜位态的量度

V_头 清洁方向