ОДНОПРОХОДНЫЙ СТРУЙНЫЙ ПРИНТЕР
SINGLE-PASS INKJET PRINTER

Настоящее изобретение относится к однопроходному струйному принтеру, содержащему направляющую для направления носителя печатной информации вдоль направления движения и некоторое количество модулей печатающих головок, которые проходят над этой направляющей в поперечном направлении.
В то время как в обычном струйном принтере печатающие головки, которые установлены на каретке, распыляют капли чернил линия за линией в поперечном направлении на носитель печатной информации, который прерывисто перемещается в направлении движения, в однопроходном струйном принтере эти печатающие головки установлены в модулях печатающих головок по всей ширине этого носителя в поперечном направлении. Носитель печатной информации может непрерывно перемещаться в направлении движения. В то время как в обычном струйном принтере достигаются скорости печати до 2 м в минуту, посредством однопроходного струйного принтера могут быть достигнуты скорости печати до более 50 м в минуту. Для цветной печати в однопроходном струйном принтере может быть установлено множество модулей печатающих головок один за другим в направлении движения. При этом для модулей печатающих головок в каждом отдельном случае установлен один основной цвет, в частности, голубой, пурпурный и желтый, и, возможно, черный. Для специальных назначений печати могут быть добавлены узлы печатающих головок, содержащие особый цвет.
Однопроходный струйный принтер пригоден, в частности, для промышленного применения, при котором должна быть напечатана высококачественная продукция, и поэтому важна высокая производительность. Благодаря высоким скоростям печати, однопроходный струйный принтер также пригоден для печати объектов с большой площадью поверхности. Однопроходный струйный принтер пригоден, следовательно, для промышленных применений в мебельном или керамическом производстве, там, где покрытие пола, например слоистые материалы или керамическая облицовочная плитка, столешницы, профильные рейки и т.п. должны быть снабжены декоративным рисунком. При этом применяется большое разнообразие чернил, например, стойкие к последующему защитному покрытию и т.д.
В отличие от обычных процессов печати, таких как глубокая печать или аналогичных, однопроходный струйный принтер в равной степени применим в случае небольших серийных партий продукции, когда изготовление рулона оттисков не имеет смысла. Напротив, однопроходный струйный принтер также предоставляет возможность выполнить индивидуализацию декоративных рисунков, а также невероятные декоративные рисунки, которые не могут быть выполнены в рулонах. Однопроходный струйный принтер не ограничен постоянным повторением картины печати или повторяющейся картиной, как в случае с ротационной печатью.
Отдельные печатающие головки, которые объединены в печатающей штанге модуля печатающей головки, могут иметь ширину до нескольких десятков сантиметров. В настоящее время достижимы разрешения вплоть до 600×600 dpi (точек на дюйм). При этом на печатающей головке содержится несколько тысяч сопел. Сама ширина печати может составлять до нескольких метров.
Отклонения положения в несколько микрон на напечатанном изображении видны человеческим глазом. В случае вышеуказанных разрешений отдельные сопла печатающей головки находятся лишь в нескольких десятках мкм друг от друга. Размер самой точки на изображении составляет около 10 мкм. В однопроходном струйном принтере, содержащем множество модулей печатающих головок, которые размещены один за другим в направлении движения, можно заметить, что становится необходимой настройка печатающих головок в микрометровом диапазоне, для того чтобы создать высококачественное печатное изображение. Поэтому регулировка модуля печатающей головки в однопроходном струйном принтере усложнена. Положение печатающей головки должно быть определено, например, с помощью оптического микроскопа, а затем должно быть отрегулировано вручную, сложным образом. Настройка однопроходного струйного принтера является, таким образом, сравнительно длительной. Также должна быть выполнена регулировка при каждой замене модуля печатающей головки. Это приводит к излишнему увеличению нерабочего времени.
Цель настоящего изобретения - предоставить однопроходный струйный принтер, в котором настройка и замена модуля печатающей головки могут быть выполнены как можно быстрее. В соответствии с настоящим изобретением эта цель достигается в однопроходном струйном принтере типа, описанного вначале, поскольку, будучи подвешенными в каждом случае, по существу, в вертикальном направлении, узлы печатающих головок могут быть перемещены саморегулирующимся образом в рабочее положение, которое зафиксировано в устройстве, и расположены таким образом, что они могут быть обратимо удалены в этом рабочем положении, которое зафиксировано в устройстве.
При этом настоящее изобретение исходит из того соображения, что подвесное крепление модулей печатающих головок делает принципиально возможным облегченную установку и демонтаж модулей печатающих головок в вертикальном положении. Подвесной модуль печатающей головки может быть быстро перемещен, в частности, поднят, из рабочего положения, которое зафиксировано в устройстве, например, и может быть перемещен в доступное положение очистки или удаления выше или ниже рабочего положения. В то же время подвесное размещение модуля печатающей головки дает возможность автоматической ориентации благодаря силе тяжести, которая действует в средней точке. В результате во время установки модуля печатающей головки приблизительное позиционирование относительно последующего рабочего положения, которое зафиксировано в устройстве уже выполнено. В результате подвесное крепление выполняет самонастройку в рабочее положение, которое зафиксировано в устройстве как возможное, в частности, без сложных вспомогательных механических конструкций, без необходимости последующей ручной регулировки. Настройка всех направляющих механических элементов упрощена автоматическим позиционированием подвесного модуля печатающей головки в результате силы тяжести, в отличие от сложных принудительных направляющих.
В дополнение к средствам соединения модуля печатающей головки предусмотрены, например, опоры или направляющие элементы, которые во время ввода в вертикальном направлении заталкивают модуль печатающей головки в предусмотренное рабочее положение. Механические элементы, которые предусмотрены с этой целью, сконфигурированы, в частности, таким образом, что простое опускание или поднятие модуля печатающей головки приводит к достижению предусмотренного рабочего положения. При опускании или поднятии модуля печатающей головки последний выводится из рабочего положения и может быть несложным путем обратимо возвращен в указанное рабочее положение.
Настоящее изобретение является удобным, в частности, для простой установки больших и тяжелых модулей печатающих головок, в которых дополнительно к печатающим головкам одновременно размещена управляющая электроника и, опционально, резервуар с чернилами. Однако настоящее изобретение ни в коем случае не ограничивается применением этого типа.
Узлы печатающих головок предпочтительно закреплены в каждом случае в вертикальной позиции в рабочем положении, которое зафиксировано в устройстве. Это обеспечивает расположение модулей печатающей головки, которое является устойчивым и, в частности, точно отрегулированным относительно принтера. При вертикальном креплении, в частности, соединение одного или каждого модуля печатающей головки может быть несложным путем использовано в качестве заданного местоположения или плавающей опоры для фиксации конечного положения. В случае подвесного крепления одного или каждого модуля печатающей головки, средняя точка соответственно расположена ниже точки опоры для его средств соединения. В рабочем положении, которое получено и зафиксировано в устройстве, в случае вертикального крепления, напротив, средняя точка модуля печатающей головки размещена выше более низкой точки опоры, которая им определяется. Во время самонастройки модуль печати переходит из этого подвешенного положения в конечное вертикальное положение.
Узлы печатающих головки предпочтительно закреплены в каждом случае с возможностью поворота к поднимающему/опускающему механизму. Посредством приведения в действие поднимающего/опускающего механизма соединенный с ним модуль печатающей головки опускается в рабочее положение, в частности, саморегулирующимся образом, и поднимается из указанного рабочего положения для снятия. Аналогично сделана возможной обратная последовательность' движения. Подвесные крепления модуля печатающей головки на поднимающем/опускающем механизме предоставляет необходимые степени свободы, которые нужны для того, чтобы ориентировать модуль печатающей головки между его свободным подвесным положением и положением печати, которое зафиксировано в устройстве. Поворотное устройство может быть, в принципе, обеспечено соответствующими механическими средствами соединения. При этом приемлемы также призматические опоры или шаровые опоры, так же как подвесное крепление с помощью гибкой соединительной детали, например, кабельного элемента и т.п.
Как было упомянуто, средства соединения модуля печатающей головки предпочтительно используется в качестве опоры для фиксации рабочего положения. При этом в одном преимущественном варианте конструкции узлы печатающих головок присоединены в каждом случае к поднимающему/опускающему механизму параллельно поперечному направлению и размещены так, чтобы поворачиваться с изменением полярного угла. Благодаря этой ориентации, параллельной поперечному направлению, достигают важного предварительного размещение модуля печатающей головки. Перпендикулярная ориентация относительно направления движения модуля печатающей головки, который проходит в поперечном направлении, важна для получаемого качества печати. Если присутствует отклонение от прямого угла по отношению к направлению движения, это приводит к смещению в поперечном направлении отдельных точек принтера относительно требуемого положения точки на изображении. В связи с этим средства соединения модуля печатающей головки сконфигурированы, например, в виде плавающей опоры, что дает возможность смещения в поперечном направлении, но не предоставляет никакой степени свободы в направлении движения. Опора этого типа может быть сконфигурирована, в частности, как направляющая скольжения в поперечном направлении; к этой направляющей скольжения присоединен модуль печатающей головки так, чтобы поворачиваться на полярный угол.
При одном отдельном преимущественном усовершенствовании узлы печатающих головок присоединены к поднимающему/опускающему механизму в каждом случае с помощью по меньшей мере двух открытых самоустанавливающихся подшипников, которые смещены в поперечном направлении. В результате этого по меньшей мере двойного соединения, которое смещено в поперечном направлении, обязательно достигается предварительное расположение модуля печатающей головки, перпендикулярное к направлению движения. Гнездо может быть сконфигурировано, например, как углубление призмы или клина или подобной конфигурации, которая открыта с одной стороны и подвижна в поперечном направлении. Модуль печатающей головки соединен с указанным гнездом в каждом случае через соответствующий опорный элемент, который имеет, например, коническую форму. Чтобы сделать возможным поворотное движение, угол раствора конуса меньше чем угол раствора углубления призмы или клина. Гнездо открыто, в частности, с одной стороны в поперечном направлении так, что в результате модуль печатающей головки может быть несложным путем соединен с поднимающим/опускающим механизмом. С этой целью поднимающий/опускающий механизм помещается в положение снятия. Затем из указанного положения снятия узлы печатающих головок могут быть сняты в поперечном направлении.
Средства соединения, которые сконфигурированы в поперечном направлении как плавающая опора, per se делают возможным смещение модуля печатающей головки в поперечном направлении возможным, без изменения его ориентации относительно направления движения. Это преимущественно, в частности, во время помещения модуля печатающей головки в рабочее положение, в частности, в случае операции опускания, чтобы переместить указанный модуль печатающей головки в поперечном направлении в предусмотренном положении устройства. В то же время полярный угол модуля печатающей головки фиксирован с помощью средств соединения, посредством которых модуль печатающей головки отклоняется на полярный угол в рабочее положении относительно вертикального направления. Наклон такого вида необходим, в частности, когда носитель печатной информации не перемещается в плоском состоянии под модулями печатающих головок, а, скорее, по криволинейной траектории. Криволинейная траектория такого типа делает возможным, в частности, более точное направление носителя печатной информации. Например, благодаря криволинейной траектории носитель печатной информации может быть натянут в области печати.
При этом, при одном преимущественном усовершенствовании узлы печатающих головок отрегулированы в соответствующем рабочем положении в каждом случае перпендикулярно относительно линии траектории носителя печатной информации.
Узлы печатающих головок предпочтительно дополнительно прикреплены к поднимающему/опускающему механизму таким образом, что они могут быть в каждом случае перемещены в поперечном направлении. В частности дополнительное смещение этого типа может быть реализовано с помощью линейной опоры и, в частности, реечной системой регулировки. С помощью линейной опоры, которая ориентирована в поперечном направлении, соединенный модуль печатающей головки может быть выдвинут в сторону из однопроходного струйного принтера и может впоследствии быть вынут из своего подвешенного положения. Установка модуля печатающей головки имеет очень простое конструктивное решение в этом отношении и может быть выполнена чрезвычайно быстро. Соответственно, модуль печатающей головки установлен на передвижной детали линейной опоры или реечной системы регулировки. Здесь модуль печатающей головки вводится в механические средства соединения с выдвинутой в сторону линейной опорой или реечной системой регулировки и впоследствии вдвигается в корпус однопроходного струйного принтера. Оттуда модуль печатающей головки опускается посредством поднимающего/опускающего механизма в рабочее положение, которое зафиксировано в устройстве. Снятие происходит в обратной последовательности.
В принципе отдельный поднимающий/опускающий механизм может быть предусмотрен для каждого модуля печатающей головки. Однако целесообразным является общий поднимающий/опускающий механизм для всех модулей печатающих головок. В отличие от многих вариантов осуществления для общего поднимающего/опускающего механизма такого типа требуется меньшее количество механических деталей. Управление также упрощено. Общий поднимающий/опускающий механизм позволяет, в частности, совместно снимать все узлы печатающих головок из их соответствующего рабочего положения, которое зафиксировано в устройстве, и совместно перемещать их в положение очистки. В результате, обслуживание однопроходного струйного принтера существенно упрощено.
Чтобы отрегулировать модуль печатающей головки в соответствующем рабочем положении, для грубого позиционирования модулей печатающих головок, которые находятся в процессе работы, в частности, опускаются, предпочтительно предусмотрены средства захвата. Модуль печатающей головки, который соединен, в частности, с возможностью поворота, ориентирует свою среднюю точку в результате действия силы тяжести во время установки. Кроме того, средства захвата сконфигурированы таким образом, что они могут захватить любые возможные элементы позиционирования модуля печатающей головки во время движения последнего, в частности во время опускания, и предварительно позиционировать указанный модуль печатающей головки относительно рабочего положения.
В одном преимущественном усовершенствовании средства захвата образованы клином захвата и шахтой клина, одно средство захвата установлено таким образом, что оно закреплено на устройстве, а другое установлено таким образом, что оно закреплено на этом узле. Если, например, клин захвата установлен таким образом, что он закреплен на устройстве, шахта клина, которая закреплена на узле печатающей головки, принимает вначале вершину клина и впоследствии весь клин во время последовательного движения, в частности, опускания в рабочее положение, в результате чего модуль печатающей головки дополнительно ограничен в отношении его степеней свободы, которые остаются возможными, например, смещения в поперечном направлении или поворотного движения с изменением полярного угла. Таким образом, модуль печатающей головки заданным способом принудительно направляется средствами захвата в последующее предусмотренное рабочее положение.
В одном отдельном преимущественном усовершенствовании клин захвата формируется в каждом случае как пружинная защелка, которая ориентирована в направлении движения, соответствующая шахта клина, образует, по существу, вертикальную направляющую скольжения с пружинной защелкой, и, на своей стороне вставки шахта клина содержит в каждом случае одно желобковое углубление, которое ориентировано в направлении движения. Это усовершенствование относится, в частности, к средствам соединения модуля печатающей головки, которые параллельны поперечному направлению. С помощью клина захвата, который ориентирован в направлении движения, полярный угол устанавливается все точнее и точнее во время движения модуля печатающей головки в рабочее положение. Модуль печатающей головки установлен в поперечном направлении с помощью желобкового углубления, которое ориентировано в направлении движения.
Кроме того, в рабочем положении, которое зафиксировано в устройстве, узлы печатающих головок преимущественно размещены в каждом случае, по меньшей мере, в двух открытых опорах, которые являются саморегулирующимися в вертикальном направлении и смещены в поперечном направлении. В частности если предусмотрены средства захвата, для опор, которые являются саморегулирующимися в вертикальном направлении, не требуется сложная конструкция. Просто необходимо, чтобы эти два опорных элемента, которые образуют опору, автоматически соединялись во время постепенного введения модуля печатающей головки, в результате которого в итоге устанавливается заключительное положение. Подходящими опорами являются, например, шаровые опоры, призматические опоры или конические опоры.
Параллельная ориентация модуля печатающей головки относительно поперечного направления в рабочем положении окончательно устанавливается путем смещения этих двух опор в поперечном направлении. С помощью средств соединения и этих двух опор, которые смещены в поперечном направлении, модуль печатающей головки при этом окончательно устанавливается в рабочее положение, которое зафиксировано в устройстве. Число степеней свободы при этом уменьшается до нуля.
В одном преимущественном усовершенствовании в каждом случае одна из опор, которые смещены в поперечном направлении, спроектирована как фиксирующая опора, а другая из опор спроектирована в качестве плавающей опоры. Например, расширение модуля печатающей головки в поперечном направлении может быть компенсировано плавающей опорой. В одном соответствующем усовершенствовании в каждом случае фиксирующая опора выполнена как шарнирная опора, а плавающая опора обеспечивается призматической направляющей скольжения в поперечном направлении. Эта шарнирная опора преимущественно оснащена шаровым гнездом для точечной поворотной установки, при которой в шаровом гнезде располагается и позиционируется сферический наконечник стержня во время вертикального введения модуля печатающей головки. Призматическая направляющая скольжения, в частности, сконфигурирована аналогично шаровой опоре; однако гнездо формируется с поперечным сечением в форме призмы вдоль поперечного направления. Призматическая направляющая скольжения устанавливает параллельное положение модуля печатающей головки относительно поперечного направления. Линейное смещение остается возможным, как и сама степень свободы в поперечном направлении.
Дополнительным преимуществом является то, что в рабочем положении, которое зафиксировано в устройстве, узлы печатающих головок в каждом случае помещаются на регулируемом открытом упоре. Упор регулирует, например, отклонение модуля печатающей головки от полярного угла, пока средство соединения не полностью ограничивает степень свободы в направлении движения.
Упор, преимущественно, практически формируется шаровой пятой и упорной поверхностью, в которой создано предварительное напряжение напротив этой шаровой пяты в направлении движения. В случае перемещения подвешенного модуля печатающей головки в рабочее положение шаровая пята, которая, например, закреплена в узле, постепенно входит в контакт с упорной поверхностью, которая в итоге устанавливает эту шаровую пяту в направлении движения. С этой целью упорная поверхность может, например, иметь сферическую форму, и может воздействовать в боковом направлении на шаровую пяту. В рабочем положении соответствующий модуль печатающей головки затем устанавливается точно, например, двумя открытыми опорами, а именно, шаровой опорой в качестве фиксирующей опоры и призматической направляющей скольжения в качестве плавающей опоры, а также упором.
Если упор предусмотрен, модуль печатающей головки может также, в частности, быть поднят из средств соединения в конечное рабочее положение. При этом модуль печатающей головки в поднятых средствах соединения точно не позиционирован в направлении движения. Только упор предполагает это направление. Затем положение модуля печатающей головки в рабочем положении точно фиксируется двумя саморегулирующимися открытыми опорами и упором.
Чтобы сделать возможной печать цветного или декоративного узора, множество модулей печатающих головок размещены один позади другого в направлении движения в одном преимущественном усовершенствовании. При этом для дополнительного повышения качества печати узлы печатающих головок установлены в соответствующем рабочем положении вдоль вертикально изогнутой дуги. Это предоставляет возможность более точного направления носителем печатной информации по области печати.
Дополнительным преимуществом является то, что множество модулей печатающих головок размещены друг возле друга в поперечном направлении. Ширина печати может быть увеличена без больших издержек путем модульной обработки такого типа. Дополнительным результатом такой обработки является улучшение статичного состояния однопроходного принтера. С этой целью отдельные узлы печатающих головок присоединены, например, к каретке, которая движется в поперечном направлении; в рабочем положении каждый модуль дополнительно устанавливается удаленно от этого держателя.
При одном соответствующем усовершенствовании однопроходного струйного принтера для очистки модулей печатающих головок предусмотрен модуль очистки; указанный модуль очистки может быть помещен под поднятые узлы печатающих головок в направлении движения. При этом с целью очистки узлы несложным путем поднимаются приблизительно вертикально из их соответствующего рабочего положения, которое наиболее преимущественно происходит, как, в частности, упомянуто, посредством общего поднимающего/опускающего механизма. В поднятом положении для очистки модуль очистки помещен под узлы печатающих головок в направлении движения. Затем указанные узлы печатающих головок могут быть опущены на модуль очистки. В качестве альтернативы узлы печатающих головок могут также быть опущены из рабочего положения и могут быть подняты в последнее. Затем очищаются отдельные сопла печатающих головок. Затем в обратном порядке происходит снятие модуля очистки и повторное позиционирование модулей печатающих головок.
Чтобы сделать возможными особенно простую конструкцию однопроходного струйного принтера и замену в указанном порядке использованных модулей печатающих головок, опорные точки принтера точно выверяются для всех модулей печатающей головки. Печатающие головки этих модулей печатающих головок, кроме того, уже заранее позиционно выравниваются относительно предопределенного рабочего положения. Позиционная регулировка этого типа происходит, например, с помощью предусматриваемого инструмента, который воспроизводит опорные точки однопроходного струйного принтера. Каждый поставляемый модуль печатающей головки вставляется в указанный инструмент. Затем печатающие головки на модуле печатающей головки точно ориентируются относительно этого инструмента и, следовательно, относительно однопроходного струйного принтера. Это происходит, например, с помощью оптического микроскопа.
В результате предварительной настройки печатающих головок модулей печатающих головок к последующему положению печати, предоставлена возможность чрезвычайно простой и экономящей время сборки самого принтера и в такой же мере простой и экономящей время замены модулей печатающей головки в месте применения однопроходного струйного принтера.
Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения будут более подробно объяснены с использованием графически материалов, где:
на фиг.1 показано изображение однопроходного струйного принтера, которое показывает основные детали,
на фиг.2 изображен первый подробный вид из фиг.1,
на фиг.3 изображен второй подробный вид из фиг.1,
на фиг.4 изображен третий подробный вид из фиг.1,
на фиг.5 изображен четвертый подробный вид из фиг.1,
на фиг.6 изображен однопроходный струйный принтер в соответствии с фиг.1 с узлом печатающей головки, который был перемещен в положение снятия, и
на фиг.7 изображен вид снизу двух модулей печатающей головки, которые размещены рядом друг с другом.
На фиг.1 показано трехмерное изображение однопроходного струйного принтера 1, непоказанные детали которого не существенны. Однопроходный струйный принтер содержит корпус 2, в котором размещены множество модулей 4 печатающих головок в рабочем положении, которое зафиксировано в устройстве. Кроме того, предусмотрена направляющая 5 для направления носителя печатной информации вдоль направления 7 движения. Узлы 4 печатающих головок размещены один позади другого в направлении движения и проходят по ширине направляющей 5 в поперечном направлении 8. Отдельные детали, которые показаны в однопроходном принтере 1, закреплены в каждом случае на элементах 10 каркаса. Ради ясности изображена только небольшая часть элементов 10 каркаса.
Все пять модулей 4 печатающих головок размещены один позади другого в направлении 7 движения и закреплены в подвешенном положении к поднимающему/опускающему механизму 12 в соответственно изображенном рабочем положении, которое закреплено в устройстве.
Поднимающий/опускающий механизм 12 может повсюду перемещаться повсюду в вертикальном направлении 16 вдоль элементов 10 каркаса.
Каждый из модулей 4 печатающих головок предусмотрен для того, чтобы печатать один цвет. В данном случае голубой, пурпурный, желтый и черный цвета и особый цвет создаются пятью модулями 4 печатающей головки. Каждый из модулей 4 печатающей головки соединен с поднимающим/опускающим механизмом 12 через реечную систему 14 регулировки таким образом, что он может быть перемещен в поперечном направлении 8. Множество печатающих головок, которые образуют область печати, которая проходит по всей ширине носителя печатной информации, установлены на нижней стороне 17 каждого модуля 4 печатающей головки. Здесь, отдельные печатающие головки поочередно смещаются в направлении 7 движения относительно друг друга, так что в итоге сопла каждой печатающей головки обеспечивают непрерывную область печати в поперечном направлении 8. Эта конструкция может быть рассмотрена, например, на фиг.6.
Чтобы печатать на носителе печатной информации, последний - как показано стрелкой 19 - непрерывно перемещается в направлении 7 движения вдоль направляющей 5 под отдельными модулями 4 печатающих головок. С помощью крепления модулей 4 печатающих головок, которое будет описано более подробно в нижеследующем тексте, отдельные сопла печатающих головок выверены в диапазоне нескольких микрометров относительно корпуса 2.
В дополнение к печатающим головкам каждый модуль 4 печатающей головки содержит соответствующие электронные средства приведения в действие и, опционально, резервуар для хранения чернил. Приведение в действие отдельных печатающих головок каждого модуля 4 печатающей головки происходит с помощью центрального контроллера. При этом центральный контроллер подключен к каждому модулю 4 печатающей головки по центральной линии электропитания, которая не может быть видна, и от которой ответвляются соответствующие линии 23. В дополнение к линиям электрического питания линии подачи чернил, в частности, также содержатся в указанных линиях; эти линии подачи чернил пополняют чернилами промежуточные резервуары в модулях 4 печатающих головок. Кроме того, выполнен вентиляционный канал 24, от которого ответвляются воздушные линии 25 в соответствующие модули 4 печатающих головок. Посредством воздушных линий 25 в модулях 4 печатающих головок создается циркуляция воздуха для удаления пыли. В частности, с помощью этих воздушных линий внутри модулей 4 печатающих головок создается избыточное давление.
Каждый из модулей 4 печатающих головок соединен с возможностью поворота с реечной системой 14, регулировки, которая может проходить в поперечном направлении 8 через первый и второй открытые шаровые опоры 30 и 31. При этом первая и вторая шаровые опоры 30 и 31 размещены смещенными в поперечном направлении 8 относительно друг друга. Гнезда обоих шаровых опор 30, 31 формируются в каждом случае как призматические гнезда, которые открыты к основанию и тянутся в поперечном направлении 8. Чтобы присоединить модули 4 печатающих головок, оба призматических гнезда в каждом случае дополнительно открыты со стороны снятия. Модули 4 печатающих головок в каждом случае соединены с возможностью поворота с этими призматическими гнездами обеих шаровых опор 30, 31 с помощью опорного элемента, который выполнен в виде конуса 33. Каждый модуль 4 печатающей головки защищен от того, чтобы быть непреднамеренно вытолкнутым закрывающим рычагом 34.
Это расположение со сдвигом в поперечном направлении 8 двух шаровых опор 30, 31, которые закреплены в каждом случае к регулируемой части реечной системы 12 регулировки уже создает первоначальное крепление модулей 4 печатающей головки параллельно поперечному направлению 8 со способностью сохранять определенные степени свободы. Каждый модуль 4 печатающей головки непосредственно остается подвижным в поперечном направлении 8. Каждый модуль 4 печатающей головки может поворачиваться на полярный угол посредством средств соединения, которые сформированы как открытые шаровые опоры 30 или 31. В результате, во-первых, достигнуто простое позиционирование модулей 4 печатающих головок в рабочее положение, которое зафиксировано в устройстве. Во-вторых, это соединение с возможностью поворота дает возможность установки отклонения модуля 4 печатающей головки относительно направления 7 движения, которая становится необходимой в случае дугообразной направляющей, как показано, для носителя печатной информации по всей области печати.
Все модули 4 печатающих головок могут быть совместно подняты вверх в вертикальном направлении 16 из показанного рабочего положения с помощью поднимающего/опускающего механизма 12, на котором соответствующие реечные 14 системы регулировки установлены параллельно поперечному направлению 8. В поднятом положении модули 4 печатающих головок могут быть выдвинуты к правой передней стороне в соответствии с фиг.1 с помощью реечной системы 14 регулировки. Положение такого типа изображено, например, на фиг.6. После того, как соответствующий закрывающий рычаг 34 открыт, возможно простое снятие соответствующего модуля 4 печатающей головки из шаровых опор 30, 31. Вставка модуля 4 печатающей головки в однопроходный струйный принтер 1 происходит в обратном порядке.
В любом случае с обеих сторон направляющей 5 на корпусе 2 однопроходного струйного принтера 1 размещены позиционирующие блоки 40 и 41 для саморегулируемого введения модулей 4 печатающих головок в соответствующее показанное положение, которое закреплено в устройстве. Позиционирующие блоки 40 изготавливают цельными. Позиционирующие блоки 41 содержат две прямолинейные пластины, которые размещены одна над другой и могут быть установлены или отрегулированы в поперечном направлении 8 или в направлении движения 7. Единовременная установка позиционирующих блоков 41 для соответствующей фиксации рабочего положения может быть выполнена с помощью указанных регулируемых пластин. Благодаря этому, в частности, могут быть компенсированы размерные допуски, обусловленные процессом изготовления. Эти позиционирующие блоки 40, 41 в каждом случае расположены по изогнутой кверху дуги 43. В результате имеется в виду соответствующее направление носителя печатной информации по дугообразной направляющей по области печати. Дугообразная направляющая такого типа делает возможной более точную установку носителя печатной информации.
Средства 45 захвата в каждом случае установлены на соответствующих позиционирующих блоках 40, 41 для грубого позиционирования капельных модулей 4 печатающей головки для того, чтобы постепенно установить конечное рабочее положение. При этом средства 45 захвата в каждом случае содержат один клин 46 и 47 захвата, который устойчиво закреплен на устройстве и взаимодействует с соответствующей шахтой 48 и 49 клина, которая установлена на модуле 4 печатающей головки. При этом клинья 46 и 47 захвата в каждом случае сконфигурированы в каждом случае в виде пружинных защелок, которые ориентированы параллельно направлению 7 движения и содержат суживающийся к верхнему концу наконечник. При этом шахта 48 и 49 клина и клин 46 и 47 захвата в каждом случае формируют направляющую 50 скольжения в вертикальном направлении 16.
В поднятом положении поднимающего/опускающего механизма 12 присоединенный модуль 4 печатающей головки поворачивается на полярный угол. При этом модуль 4 печатающей головки ориентирован, по существу, вертикально в результате действия силы тяжести. Кроме того, каждый модуль 4 печатающей головки ориентирован, по существу, параллельно поперечному направлению 8 с помощью соединения в двух шаровых опорах 30 и 31. Во время дальнейшего опускания шахты 48 и 49 клина с обеих сторон модуля 4 печатающей головки прежде всего проскальзывают на соответствующие клинья 46 и 47 захвата. При этом капельный модуль 4 печатающей головки прежде всего грубо ориентируется в поперечном направлении 8 с помощью желобковых углублений 51, которые сделаны по направлению 7 движения на нижней стороне каждой шахты 48 и 49 клина. Затем каждая шахта 48 и 49 клина может скользить по соответствующему клину 46 и 47 захвата. При этом постепенная установка требуемого наклона модуля 4 печатающей головки также происходит с помощью соответствующей направляющей 50 скольжения благодаря угловой форме клиньев 46, 47 захвата.
В результате грубого позиционирования капельного модуля 4 печатающей головки достигнутого с помощью средств захвата 45, последний перемещен во время дальнейшего опускания окончательно перемещается в точное рабочее положение, которое закреплено в устройстве. С этой целью в каждом случае на одной стороне каждого модуля 4 печатающей головки формируются шарнирные опоры 53, которые открыты в верхней части, а на другой стороне - призматическая направляющая 54 скольжения, которая открыта в верхней части. При этом в каждом случае с обеих сторон каждого модуля 4 печатающей головки сформированы шаровые пяты с обращенными книзу шариками на конце. Во время окончательного опускания модуля 4 печатающей головки шары окончательно фиксируются в шарнирной опоре 53 в шаровой опоре и в призматической направляющей 54 скольжения в призматическом гнезде 59, которые ориентированы в поперечном направлении 8. При этом опорные элементы 33 подняты из шаровых опор 30, 31.
Шарнирные опоры 53 на правой стороне (согласно фиг.1) каждого модуля 4 печатающей головки образуют фиксированную по трем измерениям ось поворота в конечном рабочем положении. С другой стороны, призматические направляющие 54 скольжения модулей 4 печатающих головок точно фиксируют параллельность модулей 4 печатающих головок относительно поперечного направления 8. С другой стороны, призматические направляющие 54 скольжения все еще оставляют возможность смещения параллельно поперечному направлению 8 как степень свободы. Две шаровые опоры 30 и 31 из механических средств соединения, по меньшей мере, грубо фиксируют наклон или полярный угол модулей 4 печатающей головки в поднятом положении.
Помимо этого, у верхнего конца соответствующих модулей 4 печатающей головки предусмотрен упор 70, который закреплен с одной стороны. Во время опускания соответствующего модуля 4 печатающей головки шаровая пята, которая присоединена к модулю, вступает в контакт со сферической упорной поверхностью, которая закреплена на принтере, и в которой создано предварительное напряжение в направлении 7 движения. Когда окончательное рабочее положение достигнуто, угол отклонения каждого модуля 4 печатающей головки сориентирован точно. В целом, следовательно, каждый модуль 4 печатающей головки точно ориентирован, установлен и выверен в рабочее положение, которое зафиксировано в устройстве.
Упор 70, в принципе, не является необходимым. Опционально дополнительно к средствам соединения или как альтернатива им он способствует и определяет установку верхнего конца модулей 4 печатающих головок в направлении 7 движения. Например, в случае призматической опоры в качестве средств соединения угол отклонения модулей 4 печатающей головки точно фиксируется уже этой опорой, несмотря на соединение, допускающее возможность поворота.
Благодаря представленной конструкции соответствующих опорных точек каждый модуль 4 печатающей головки может быть несложным путем поднят из зафиксированного рабочего положения, при этом он поднят в вертикальном направлении. Во-вторых, точная установка рабочего положения осуществляется исключительно постепенным опусканием подвешенных модулей 4 печатающей головки. Таким образом, однопроходный струйный принтер 1 дает возможность крайне быстрой перенастройки и крайне быстрый и простой замены модулей 4 печатающих головок. В случае изображенного здесь однопроходного струйного принтера 1 без больших затрат времени на наладку заменяемого модуля 4 печатающей головки точное рабочее положение достигается исключительно и автоматически при его опускании благодаря саморегулирующимся опорам и показанному соединению модулей 4 печатающих головок. Без ручной перенастройки заменяемых модулей 4 печатающих головок можно полностью обойтись. (Нерабочее время данного однопроходного струйного принтера 1 значительно сокращено по сравнению с обычными однопроходными струйными принтерами.)
На фиг.2 показано подробное изображение шарнирной опоры 53, соответствующее фиг.1; эта шарнирная опора 53 спроектирована как фиксирующая опора 55. Шахта 48 клина, которая прикреплена к модулю 4 печатающей головки, теперь может быть четко видна; эта шахта 48 клина содержит на своей нижней стороне призматическое углубление 51, которое ориентировано в направлении 7 движения. Также можно видеть коническое гнездо 56, которое неподвижно закреплено на устройстве; в этом коническом гнезде 56 окончательно фиксируется сферический наконечник шаровой пяты 57 во время опускания модуля 4 печатающей головки. Шаровая пята 57 установлена таким образом, что ее высота может быть отрегулирована в микрометровом диапазоне, в результате чего в настоящем однопроходном струйном принтере 1 могут быть компенсированы размерные допуски и т.п.
На фиг.3 показано подробное изображение призматической направляющей 54 скольжения, соответствующее фиг.1; эта призматическая направляющая 54 скольжения образует плавающую опору 58. Клин 47 захвата и шахта 49 клина снова могут быть четко видны. Также могут быть видны две прямолинейные пластины позиционирующего блока 41. Можно видеть призматическое гнездо 59, клиновидная выемка которого ориентирована параллельно поперечному направлению 8. Сферический наконечник шаровой пяты 57 опускается в указанное призматическое гнездо 59 во время опускания модуля 4 печатающей головки. В результате в направлении 7 движения окончательно устанавливается точное положение. Линейное смещение все еще возможно в поперечном направлении 8. Шаровая пята 57 снова присоединяется таким образом, что ее высота может быть отрегулирована.
На фиг.4 представлено подробное изображение упора 70, соответствующее фиг.1, но зеркально отображено по отношению к нему. Может быть видна шаровая пята 72, которая присоединена к модулю; при этом шаровая пята 72 в рабочем положении модуля печатающей головки служит опорой сферической упорной поверхности 73, которая закреплена на принтере, и в которой создано предварительное напряжение в направлении движения. Для большей ясности те элементы, которые препятствуют обзору шаровой пяты 73, не показаны на фиг.4. Упорная поверхность сформирована таким образом, что она может быть отрегулирована в направлении 7 движения.
Присоединение модуля 4 печатающей головки может быть видно на фиг.5 в дополнительном подробном изображении из фиг.1. С этой целью реечная система 14 регулировки установлена на поднимающем/опускающем механизме 12 в поперечном направлении 8. Первая открытая шаровая опора 30 и вторая открытая шаровая опора 31 установлены на регулируемой рейке реечной системы 14 регулировки в двух точках, которые сдвинуты в поперечном направлении 8. Гнезда обеих шаровых опор 30, 31 сконфигурированы как призматические муфты 61, которые открыты у основания. Оба призматических гнезда 61 в каждом случае открыты с одной стороны в поперечном направлении 8. Модуль 4 печатающей головки может быть присоединен в поперечном направлении 8 через указанные открытые части посредством опорных элементов поднимающего/опускающего механизма 12, которые выполнены в виде конусов 33. На первой шаровой опоре 30 установлен закрывающий рычаг 34, чтобы предотвратить непреднамеренное выталкивание или извлечение.
Модуль 4 печатающей головки ориентирован, по существу, в поперечном направлении 8 двумя шаровыми опорами 30 и 31. Смещение возможно вдоль поперечного направления 8. Два механических соединения, которые изображены, делают возможным возвратно-вращательное движение модуля 4 печатающей головки с изменением полярного угла. Свободно подвешенный модуль 4 печатающей головки может быть свободно ориентирован под действием силы тяжести.
На фиг.6 показан однопроходный струйный принтер 1, соответствующий фиг.1, в вытянутом положении для снятия модуля 4 печатающей головки. Элементы 10 каркаса в целом могут быть видны на фиг.5. Позиционирующие блоки 40 также могут быть легко видны с коническими гнездами 56 и клиньями 46 захвата, установленными на указанных позиционирующих блоках 40.
Реечная система 14 регулировки в целом закреплена на поднимающем/опускающем механизме 12. Последнее расположено так, как показано в поднятом положении снятия. В этом положении реечная система 14 регулировки модуля 4 печатающей головки извлечена в сторону. Модуль 4 печатающей головки закреплен в подвешенном положении к регулируемой рейке с помощью двух шаровых опор 30 и 31. Возможно легкое удаление модуля 4 печатающей головки в изображенном выдвинутом в сторону положении.
В целом можно заметить, что однопроходный струйный принтер 1 делает возможным простую блочную замену модулей 4 печатающих головок. Нерабочее время однопроходного струйного принтера 1 предельно сокращено благодаря возможности простого снятия и переустановки вручную в результате вышеописанной саморегулировки модулей 4 печатающих головок во время опускания.
В поднятом положении снятия поднимающего/опускающего механизма 12, положение для снятия которого можно видеть на фиг.6, нижние стороны соответствующих модулей 4 печатающих головок размещены с некоторым интервалом от направляющей 5 для носителя печатной информации. Это позволяет перемещать модуль очистки (не показанный) вдоль этой направляющей 5. Печатающие головки, которые прикреплены к нижней стороне модулей 4 печатающих головок, вступают в контакт с узлом очистки посредством возобновленного опускания поднимающего/опускающего механизма 12. Затем происходит очистка отдельных сопел. В конечном итоге поднимающий/опускающий механизм 12 снова поднимается, и модуль очистки удаляется по направлению 7 движения.
На фиг.7 схематически показана нижняя сторона двух модулей 4 печатающих головок, которые размещены рядом друг возле друга в поперечном направлении 8. В каждом случае шаровые пяты 57, которые предусмотрены для самонастройки, могут быть видны с обеих сторон модулей 4 печатающих головок. Печатающие головки 62, которые расположены вдоль поперечного направления 8, установлены на нижней стороне. При этом печатающие головки сдвинуты в направлении движения 7 относительно друг друга. Получившееся наложение гарантирует равномерное расположение сопел по всей ширине модуля 4 печатающей головки. Здесь следует упомянуть тот факт, что каждая печатающая головка 62 содержит определенную каркасную конструкцию, в которой не размещены сопла.
Два модуля 4 печатающих головок аналогично размещены так, чтобы выполнить наложение в поперечном направлении 8, так что в итоге получают расположение сопел, равномерное по всей ширине 8 носителя печатной информации даже с введением обоих модулей 4 печатающих головок. Ширина носителя печатной информации может быть увеличена просто модульным способом путем расположения модулей 4 печатающей головки рядом друг с другом.
Список обозначений
1 Однопроходный принтер
2 Рама
4 Модуль печатающей головки
5 Направляющая
7 Направление движения
8 Поперечное направление
10 Элементы каркаса
12 Поднимающий/опускающий механизм
16 Вертикальное направление
14 Реечная система регулировки
17 Нижняя сторона
19 Стрелка
23 Линии
24 Вентиляционный канал
25 Воздушная линия
30 Шаровая опора
31 Шаровая опора
33 Конус
34 Закрывающий рычаг
40 Позиционирующий блок
41 Позиционирующий блок
43 Дуга
45 Средства захвата
46 Клин захвата
47 Клин захвата
48 Шахта клина
49 Шахта клина
50 Направляющая скольжения
51 Желобковое углубление
53 Шарнирная опора
54 Призматическая направляющая скольжения
55 Фиксирующая опора
56 Коническое гнездо
57 Шаровая пята
58 Плавающая опора
59 Призматическое гнездо
61 Открытое призматическое гнездо
62 Печатающая головка
70 Упор
72 Шаровая пята
73 Упорная поверхность