DE102019133849A1

DE102019133849A1 - System und verfahren zum abschwächen des trocknens von tinte von einem druckkopf während ruhezeiten

Info

Publication number: DE102019133849A1
Application number: DE102019133849.2A
Authority: DE
Inventors: Douglas K. Herrmann; Seemit Praharaj; Michael J. Levy; Jason M. LeFevre; Paul J. McConville; Chu-heng Liu; Linn C. Hoover; David VanKouwenberg
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2018-12-10
Filing date: 2019-12-10
Publication date: 2020-06-10
Also published as: JP7335141B2; US10632757B1; CN111284138A; KR102548022B1; JP2020093536A; CN111284138B; KR20200071003A

Abstract

Ein Tintenzufuhrsystem eines Tintenstrahldruckers spritzt selektiv Spülfluid in ein Zufuhrrohr für Tinte in einen Druckkopf ein, um eine Mischung aus Spülfluid und Tinte vor einem Inaktivitätszeitraum für den Druckkopf zu bilden. Das Verhältnis des Spülfluids zu der Tinte wird durch eine Steuerung unter Verwendung von Umgebungsbedingungen, Tinteneigenschaften und einer Dauer für den Inaktivitätszeitraum bestimmt.

Description

Diese Offenbarung bezieht sich im Allgemeinen auf Vorrichtungen, die Tintenbilder auf Medien erzeugen, und genauer auf Vorrichtungen, die schnell trocknende Tinte aus Tintenstrahldüsen ausstoßen, um Tintenbilder zu bilden.
Tintenstrahl-Bildgebungsvorrichtungen stoßen flüssige Tinte aus Druckköpfen aus, um Bilder auf einer Bildaufnahmeoberfläche zu bilden. Die Druckköpfe schließen eine Vielzahl von Tintenstrahldüsen ein, die in einer gewissen Art von Anordnung angeordnet sind. Jede Tintenstrahldüse weist einen thermischen oder piezoelektrischen Aktuator auf, der an eine Druckkopfsteuerung gekoppelt ist. Die Druckkopfsteuerung erzeugt Auslösesignale, die digitalen Daten für Bilder entsprechen. Aktuatoren in den Druckköpfen reagieren auf die Auslösesignale, indem sie sich in eine Tintenkammer ausdehnen, um Tintentropfen auf ein Bildaufnahmeelement auszustoßen und ein Tintenbild zu bilden, das dem digitalen Bild entspricht, das zum Erzeugen der Auslösesignale verwendet wird.
Ein Tintenzufuhrsystem 20 nach dem Stand der Technik, das in Tintenstrahl-Bildgebungsvorrichtungen verwendet wird, ist in 4 gezeigt. Das Tintenzufuhrsystem 20 schließt einen Tintenvorratsbehälter 604 ein, der mit einem Druckkopf 608 verbunden ist und unterhalb des Druckkopfs angeordnet ist, sodass der Tintenstand in einem vorgegebenen Abstand D unterhalb des Druckkopfs beibehalten werden kann, um einen geeigneten Gegendruck auf die Tinte in dem Druckkopf bereitzustellen. Dieser Gegendruck trägt dazu bei, eine gute Tintentropfen-Ausstoßleistung sicherzustellen. Der Tintenbehälter ist mit einer Tintenquelle (nicht gezeigt) wirkverbunden, welche die Tinte auf einem Stand hält, der den Abstand D beibehält. Der Druckkopf 608 weist einen Verteiler auf, der Tinte speichert, bis eine Tintenstrahldüse Tinte aus dem Verteiler zieht. Die Kapazität des Druckkopfverteilers beträgt üblicherweise das Fünffache der Kapazität aller Tintenstrahldüsen. Der Einlass des Verteilers ist mit dem Tintenbehälter 604 über eine Leitung 618 verbunden, und eine Leitung 634 verbindet den Auslass des Verteilers mit einem Abfalltintentank 638. Ein Ventil 642 ist in der Leitung 634 installiert, um die Leitung 634 selektiv zu blockieren. Ein Ventil 612 ist auch in der Leitung 614 bereitgestellt, die eine Luftdruckpumpe 616 mit dem Tintenbehälter 604 verbindet, und dieses Ventil bleibt außer während Reinigungsvorgängen offen.
Wenn ein neuer Druckkopf installiert wird oder sein Verteiler gespült werden muss, um Luft in der Leitung 618 zu entfernen, wird eine Verteilerreinigung durchgeführt. Bei einer Verteilerreinigung betätigt die Steuerung 80 das Ventil 642, um zu ermöglichen, dass Fluid von dem Verteilerauslass zu dem Tintenabfalltank 638 fließt, aktiviert die Luftdruckpumpe 616 und betätigt das Ventil 612, um den Tintenbehälter auf Atmosphärendruck zu schließen, sodass die Pumpe 616 die Tinte in dem Tintenbehälter 604 unter Druck setzen kann. Die unter Druck gesetzte Tinte fließt durch die Leitung 618 zu dem Verteilereinlass des Druckkopfs 608. Da das Ventil 642 ebenfalls geöffnet ist, ist die pneumatische Impedanz für einen Fluidfluss von dem Verteiler zu den Tintenstrahldüsen größer als die pneumatische Impedanz durch den Verteiler. Somit fließt Tinte von dem Verteilerauslass zu dem Abfalltank. Die Druckpumpe 616 wird bei einem vorgegebenen Druck für eine vorgegebene Zeitdauer betätigt, um ein Tintenvolumen durch die Leitung 618 und den Verteiler des Druckkopfs 608 zu drücken, das ausreichend ist, um die Leitung 618, den Verteiler in dem Druckkopf 608 und die Leitung 634 zu füllen, ohne den Tintenvorrat in dem Behälter vollständig zu erschöpfen. Die Steuerung betätigt dann das Ventil 642, um die Leitung 634 zu schließen, und betätigt das Ventil 612, um den Tintenbehälter auf Atmosphärendruck zu entlüften. Somit füllt eine Verteilerreinigung die Leitung 618 von dem Tintenbehälter zu dem Druckkopf, dem Verteiler und der Leitung 634, sodass der Verteiler und das Tintenzufuhrsystem zum Ansaugen gebracht werden, weil keine Luft in den Leitungen oder dem Druckkopf vorhanden ist. Der Tintenbehälter wird dann wieder aufgefüllt, um die Höhe der Tinte auf einen Stand zu bringen, bei dem der Abstand zwischen dem Stand in dem Behälter und den Druckkopf-Tintenstrahldüsen D ist, wie zuvor angemerkt.
Um die Tintenstrahldüsen in dem Druckkopf 608 zum Ansaugen zu bringen, nachdem ein Verteiler zum Ansaugen gebracht wurde, schließt die Steuerung 80 das Ventil 612 und betätigt die Luftdruckpumpe 616, um den Kopfraum des Behälters 604 unter Druck zu setzen, um Tinte zu dem Druckkopf zu senden. Da das Ventil 642 geschlossen ist, ist die pneumatische Impedanz des zum Ansaugen gebrachten Systems durch den Verteiler größer als die pneumatische Impedanz durch die Tintenstrahldüsen, sodass Tinte in die Tintenstrahldüsen gedrängt wird. Wie bereits erwähnt, wird der Reinigungsdruck bei einem vorgegebenen Druck für einen vorgegebenen Zeitraum ausgeübt, um ein Tintenvolumen in den Druckkopf zu drängen, das geeignet ist, um die Tintenstrahldüsen zu füllen. Jede zuvor in den Tintenstrahldüsen befindliche Tinte wird aus den Düsen in der Frontplatte 624 des Druckkopfs 608 ausgestoßen. Dieses Tintenreinigen bringt die Tintenstrahldüsen zum Ansaugen und kann auch dazu beitragen, verstopfte und nicht funktionsfähige Tintenstrahldüsen wieder in ihren betriebsfähigen Zustand zu bringen. Nach der Ausübung des Drucks betätigt die Steuerung 80 das Ventil 612, um dieses zu öffnen und Druck aus dem Tintenbehälter abzulassen. Ein Drucksensor 620 ist ebenfalls mit der Druckversorgungsleitung 622 wirkverbunden, und dieser Sensor erzeugt ein Signal, das den Druck in dem Behälter anzeigt. Dieses Signal wird an die Steuerung 80 geliefert, um den Betrieb der Luftdruckpumpe zu regeln. Wenn der Druck in dem Behälter während der Reinigung einen vorgegebenen Schwellenwert überschreitet, dann betätigt die Steuerung 80 das Ventil 612, um Druck abzulassen. Wenn der Druck in dem Behälter während der Reinigung unter einen vorgegebenen Schwellenwert fällt, dann betätigt die Steuervorrichtung 80 die Druckquelle 616, um den Druck anzuheben. Die zwei vorgegebenen Schwellenwerte sind verschieden, sodass die Steuerung den Druck in dem Behälter während der Reinigung in einem vorgegebenen Bereich anstatt auf einem bestimmten Druck halten kann.
Einige Tintenstrahl-Bildgebungsvorrichtungen verwenden Tinten, die verhältnismäßig schnell von einem Zustand niedriger Viskosität in einen Zustand hoher Viskosität wechseln. Wenn die Zeit zwischen Druckaufträgen oder ein geplanter Zeitraum der Druckerinaktivität eine gewisse Dauer überschreitet, verdampft Lösungsmittel, wie Wasser, aus der Tinte. Da die Viskosität der Tinte durch diese Verdampfung zunimmt, beginnt die Tinte, an der Bohrung der Düsen in den Tintenstrahldüsen anzuhaften, und die Tintenstrahldüsen können verstopfen. Wenngleich die Steuerung 80 einen Reinigungsvorgang zum Reinigen der Tinte mit hoher Viskosität von den Tintenstrahldüsen durchführen und frische Tinte in die Tintenstrahldüsen des Druckkopfs bringen kann, kann dieser Reinigungsvorgang Tinte verschwenden, die ansonsten zum Drucken zur Verfügung stehen würde. Das Reduzieren der Notwendigkeit eines häufigen Reinigens mit schnell trocknenden Tinten wäre nützlich.
Ein Verfahren des Tintenstrahl-Druckerbetriebs ermöglicht es, dass Tinte in einem Druckkopf während längerer Zeiträume der Inaktivität einen Zustand niedriger Viskosität beibehalten kann. Das Verfahren schließt ein: Betätigen, mit einer Steuerung, eines ersten Ventils, um eine Spülfluidquelle selektiv mit einem Rohr zu verbinden, das Tinte aus einem Tintenbehälter an einen Druckkopf bereitstellt, und Betätigen, mit der Steuerung, einer Pumpe, um Spülfluid aus der Spülfluidquelle dem Rohr bereitzustellen, um es mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu mischen, um ein Volumen einer Mischung von Spülfluid und Tinte zu bilden, das dem Druckkopf bereitgestellt wird und das einer Kapazität des Druckkopfs zur Aufnahme von Tinte entspricht.
Ein Tintenzufuhrsystem implementiert das Verfahren, das es ermöglicht, dass Tinte in einem Druckkopf während längerer Zeiträume der Inaktivität einen Zustand niedriger Viskosität beibehalten kann. Das Tintenzufuhrsystem schließt einen Tintenbehälter, der durch ein Rohr mit einem Druckkopf wirkverbunden ist, um Tinte durch das Rohr dem Druckkopf bereitzustellen, eine Spülfluidquelle, ein erstes Ventil in dem Rohr, wobei das erste Ventil dazu konfiguriert ist, die Spülfluidquelle selektiv mit dem Rohr zu verbinden, und das erste Ventil zwischen dem Tintenbehälter und dem Druckkopf angeordnet ist, eine Pumpe, die zwischen dem ersten Ventil und der Spülfluidquelle wirkverbunden ist, um Spülfluid an das Rohr an dem ersten Ventil zu liefern, und eine Steuerung, die mit dem ersten Ventil und der Pumpe wirkverbunden ist, ein. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, das erste Ventil selektiv zu betätigen, um die Spülfluidquelle mit dem Rohr zu verbinden und um die Pumpe zu betätigen, um Spülfluid dem Rohr bereitzustellen, um es mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu mischen, um ein Volumen einer Mischung von Spülfluid und Tinte zu bilden, das an den Druckkopf geliefert wird und das einer Kapazität des Druckkopfs zur Aufnahme von Tinte entspricht.
Ein Tintenstrahldrucker verwendet das Zufuhrsystem, um das Verfahren zu implementieren, das es ermöglicht, dass Tinte in einem Druckkopf während längerer Zeiträume der Inaktivität einen Zustand niedriger Viskosität beibehalten kann. Der Drucker schließt eine Vielzahl von Druckköpfen und ein Tintenzufuhrsystem, das mit einem der Druckköpfe in der Vielzahl von Druckköpfen in einer Eins-zu-eins-Entsprechung wirkverbunden ist, ein. Jedes Tintenzufuhrsystem schließt einen Tintenbehälter, der durch ein Rohr mit einem Druckkopf wirkverbunden ist, um Tinte durch das Rohr dem Druckkopf bereitzustellen, eine Spülfluidquelle, ein erstes Ventil in dem Rohr, wobei das erste Ventil dazu konfiguriert ist, die Spülfluidquelle selektiv mit dem Rohr zu verbinden, und das erste Ventil zwischen dem Tintenbehälter und dem Druckkopf angeordnet ist, eine Pumpe, die zwischen dem ersten Ventil und der Spülfluidquelle wirkverbunden ist, um Spülfluid an das Rohr an dem ersten Ventil zu liefern, und eine Steuerung, die mit dem ersten Ventil und der Pumpe wirkverbunden ist, ein. Die Steuerung ist dazu konfiguriert, das erste Ventil selektiv zu betätigen, um die Spülfluidquelle mit dem Rohr zu verbinden und um die Pumpe zu betätigen, um Spülfluid dem Rohr bereitzustellen, um es mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu mischen, um ein Volumen einer Mischung von Spülfluid und Tinte zu bilden, das an den Druckkopf geliefert wird und das einer Kapazität des Druckkopfs zur Aufnahme von Tinte entspricht.
1 ist eine schematische Zeichnung eines wasserbasierten Tintenstrahldruckers, der Bilder auf Medienblätter druckt und die niedrige Viskosität von schnell trocknenden Tinten in den Druckköpfen des Druckers bewahrt.
2 ist eine schematische Darstellung eines Tintenzufuhrsystems, das in dem in 1 gezeigten Drucker verwendet wird, um zu verhindern, dass Tinten mit niedriger Viskosität in den Druckköpfen des Druckers während Zeiträumen längerer Inaktivität austrocknen.
3 ist ein Flussdiagramm eines Prozesses zum Betätigen des Tintenzufuhrsystems des Druckers von 1.
4 ist eine schematische Darstellung eines Tintenzufuhrsystems, das in Druckern nach dem Stand der Technik nur zum Reinigen verwendet wird.
Wie hierin verwendet, umfasst das Wort „Drucker“ jede Einrichtung, die Tintenbilder auf Medien erzeugt, wie eine digitale Kopiervorrichtung, eine Buchbindemaschine, eine Faxvorrichtung, eine Multifunktionsmaschine oder dergleichen. Wie hierin verwendet, bezieht sich der Begriff „Prozessrichtung“ auf eine Bewegungsrichtung einer Bildaufnahmefläche, wie einer Bildgebungstrommel oder Druckmedien, und der Begriff „Querprozessrichtung“ ist eine Richtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der Prozessrichtung entlang der Oberfläche der Bildaufnahmeoberfläche ist. Außerdem richtet sich die unten dargestellte Beschreibung auf ein System zum Betätigen von Tintenstrahldüsen in einem Tintenstrahldrucker, um eine Verdampfung von Tinte an den Düsen der Tintenstrahldüsen in dem Drucker zu verringern. Der Leser sollte auch erkennen, dass die Prinzipien, die in dieser Beschreibung dargelegt sind, auf ähnliche Bildgebungsvorrichtungen, die Bilder mit Pixeln aus Markierungsmaterial erzeugen, anwendbar sind.
1 veranschaulicht eine Maschine oder einen Drucker zur Hochgeschwindigkeitsbilderzeugung mit wässriger Tinte 10, wobei eine Steuerung 80' konfiguriert wurde, um den unten beschriebenen Prozess 400 zum Betätigen des Tintenzufuhrsystems 20' (2) durchzuführen, sodass die Tinte an den Düsen der Druckköpfe 34A, 34B, 34C und 34D während Zeiträumen der Inaktivität nicht austrocknet. Wie veranschaulicht, ist der Drucker 10 ein Drucker, der ein Tintenbild direkt auf einer Oberfläche einer Bahn W von Medien bildet, die durch die Steuerung 80', die einen der Aktuatoren 40, der mit der Welle 42 wirkverbunden ist, betätigt, um die Welle und die Wickelwalze 46, die um die Welle befestigt ist, zu drehen, durch den Drucker 10 gezogen wird. In einer Ausführungsform weist jedes Druckkopfmodul nur einen Druckkopf auf, der eine Breite aufweist, die einer Breite des breitesten Mediums in der Querprozessrichtung, das durch den Drucker gedruckt werden kann, entspricht. In anderen Ausführungsformen weisen die Druckkopfmodule eine Vielzahl von Druckköpfen auf, wobei jeder Druckkopf eine Breite aufweist, die kleiner als eine Breite des breitesten Mediums in der Querprozessrichtung, das der Drucker drucken kann, ist. In diesen Modulen sind die Druckköpfe in einer Anordnung von versetzten Druckköpfen angeordnet, die es ermöglicht, dass Medien, die breiter als ein einzelner Druckkopf sind, gedruckt werden. Zusätzlich können die Druckköpfe auch verflochten sein, sodass die Dichte der Tropfen, die durch die Druckköpfe in der Querprozessrichtung ausgestoßen werden, größer als der kleinste Abstand zwischen den Tintenstrahldüsen in einem Druckkopf in der Querprozessrichtung sein kann.
Das Subsystem zur Zufuhr von wässriger Tinte 20 weist mindestens einen Tintenbehälter auf, der eine Farbe einer wässrigen Tinte enthält. Da es sich bei dem veranschaulichten Drucker 10 um eine Mehrfarben-Bilderzeugungsmaschine handelt, schließt das Tintenzufuhrsystem 20' vier (4) Tintenbehälter ein, die vier (4) verschiedene Farben CYMK (Cyan, Gelb, Magenta, Schwarz) von wässrigen Tinten repräsentieren. Jeder Tintenbehälter ist mit dem Druckkopf oder den Druckköpfen in einem Druckkopfmodul verbunden, um den Druckköpfen in dem Modul Tinte zuzuführen. Druckquellen und Entlüftungsöffnungen des Reinigungssystems 24 sind ebenfalls zwischen den Tintenbehältern und den Druckköpfen in den Druckkopfmodulen wirkverbunden, wie unter Bezugnahme auf den Prozess 400 unten beschrieben, um eine Verdampfung der Tinte von den Druckköpfen zu verringern. Außerdem, wenngleich in 1 nicht gezeigt, ist jeder Druckkopf in einem Druckkopfmodul mit einem entsprechenden Tintenabfalltank mit einem Ventil verbunden, wie zuvor unter Bezugnahme auf 6 beschrieben, um die zuvor beschriebenen Verteiler- und Tintenstrahl-Spülvorgänge zu ermöglichen. Die Druckkopfmodule 34A bis 34D können zugehörige Elektronik für den Betrieb des einen oder der mehreren Druckköpfe durch die Steuerung 80' einschließen, wenngleich diese Verbindungen nicht gezeigt sind, um die Figur zu vereinfachen. Wenngleich der Drucker 10 vier Druckkopfmodule 34A bis 34D einschließt, von denen jeder zwei Anordnungen von Druckköpfen aufweist, schließen alternative Konfigurationen eine verschiedene Anzahl von Druckkopfmodulen oder -anordnungen innerhalb eines Moduls ein.
Nachdem ein Tintenbild auf der Bahn W gedruckt ist, wird das Bild unter einem Bildtrockner 30 vorbeigeführt. Der Bildtrockner 30 kann eine Infrarotheizung, ein Warmluftgebläse, Luftrückläufe oder Kombinationen dieser Komponenten einschließen, um das Tintenbild zu erwärmen und ein Bild mindestens teilweise an der Bahn zu fixieren. Eine Infrarotheizung bringt Infrarotwärme auf das gedruckte Bild auf der Oberfläche der Bahn auf, um Wasser oder Lösungsmittel in der Tinte zu verdampfen. Das Warmluftgebläse leitet Warmluft über die Tinte, um die Verdampfung des Wassers oder Lösungsmittels aus der Tinte zu ergänzen. Die Luft wird dann gesammelt und durch Luftrückläufe abtransportiert, um die Interferenz des Luftstroms mit anderen Komponenten in dem Drucker zu verringern.
Wie ferner gezeigt, wird die Medienbahn W von einer Medienwalze 38 wie erforderlich durch die Steuerung 80' abgewickelt, die einen oder mehrere Aktuatoren 40 betätigt, um die Welle 42 zu drehen, auf der die Wickelwalze 46 angeordnet ist, um die Bahn von der Medienwalze 38 zu ziehen, wenn sich diese mit der Welle 36 dreht. Wenn die Bahn vollständig bedruckt ist, kann die Wickelwalze von der Welle 42 entfernt werden. Alternativ dazu kann die bedruckte Bahn zu anderen Bearbeitungsstationen (nicht gezeigt) geleitet werden, die Aufgaben wie Schneiden, Sortieren, Binden und Heften der Medien durchführen.
Der Betrieb und die Steuerung der verschiedenen Subsysteme, Komponenten und Funktionen der Maschine oder des Druckers 10 werden mithilfe einer Steuerung oder eines elektronischen Subsystems (ESS) 80' durchgeführt. Das ESS oder die Steuerung 80' ist mit den Komponenten des Tintenzufuhrsystems 20', des Reinigungssystems 24, der Druckkopfmodule 34A bis 34D (und somit der Druckköpfe), der Aktuatoren 40 und der Heizung 30 wirkverbunden. Das ESS oder die Steuerung 80' ist zum Beispiel ein eigenständiger dedizierter Minicomputer, der eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU) mit elektronischem Datenspeicher und eine Anzeige oder Benutzerschnittstelle (UI) 50 aufweist. Das ESS oder die Steuerung 80' schließen zum Beispiel eine Sensoreingangs- und -steuerschaltung sowie eine Pixelplatzierungs- und -steuerschaltung ein. Außerdem liest, erfasst und verwaltet die CPU den Bilddatenfluss zwischen Bildeingabequellen, wie einem Scansystem oder einer Online- oder einer Arbeitsstationsverbindung, und den Druckkopfmodulen 34A bis 34D, und bereitet diese vor. Deshalb ist das ESS oder die Steuerung 80' der zentrale Multitasking-Prozessor zum Betätigen und Steuern aller anderen Maschinensubsysteme und Funktionen, einschließlich des Druckprozesses.
Die Steuerung 80' kann mit allgemeinen oder spezialisierten programmierbaren Prozessoren, die programmierte Befehle ausführen, implementiert werden. Die Befehle und Daten, die zur Durchführung der programmierten Funktionen erforderlich sind, können in einem Speicher, der mit den Prozessoren oder Steuerungen verbunden ist, gespeichert sein. Die Prozessoren, ihre Speicher, und Schnittstellenschaltung konfigurieren die Steuerungen zur Durchführung der unten beschriebenen Vorgänge. Diese Komponenten können auf einer gedruckten Leiterplatte bereitgestellt werden oder als eine Schaltung in einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASIC) bereitgestellt werden. Jede der Schaltungen kann mit einem separaten Prozessor implementiert sein, oder mehrere Schaltungen können auf demselben Prozessor implementiert sein. Alternativ dazu können die Schaltungen mit diskreten Komponenten oder Schaltungen implementiert sein, die in Schaltungen mit sehr großem Integrationsgrad (VLSI-Schaltungen) bereitgestellt werden. Außerdem können die hierin beschriebenen Schaltungen mit einer Kombination von Prozessoren, ASIC, diskreten Komponenten oder VLSI-Schaltungen implementiert sein.
Im Betrieb werden Bilddaten für ein zu erzeugendes Bild zur Verarbeitung und Erzeugung der Druckkopfsteuersignale, die an die Druckkopfmodule 34A bis 34D ausgegeben werden, entweder von einem Scansystem oder einer Online- oder Arbeitsstationsverbindung zu der Steuerung 80' gesendet. Zusätzlich bestimmt die Steuerung 80' zugehörige Subsystem- und Komponentensteuerungen, zum Beispiel von Bedienereingaben über die Benutzerschnittstelle 50, nimmt diese an und führt diese Steuerungen entsprechend aus. Dadurch wird wässrige Tinte für geeignete Farben an die Druckkopfmodule 34A bis 34D geliefert. Zusätzlich wird eine Pixelplatzierungssteuerung bezogen auf die Oberfläche der Bahn ausgeübt, um Tintenbilder zu bilden, die den Bilddaten entsprechen, und die Medien können auf die Wickelwalze gewickelt oder anderweitig bearbeitet werden.
Unter Verwendung der gleichen Bezugszeichen für gleiche Komponenten ist ein Tintenzufuhrsystem, das die Verdampfung von schnell trocknenden Tinten von Druckköpfen verringern kann, in 2 gezeigt. Dieses System 20' unterscheidet sich von der in 4 gezeigten durch die Hinzufügung eines Mischventils 304 in der Zufuhrleitung 618 zwischen dem Tintenbehälter 604 und dem Druckkopf 608, der Verbindung einer Zufuhr von Spülfluid 308 zu dem Mischventil 304 und einer Pumpe 312 zum Zuführen von Spülfluid von der Zufuhr 308 zu dem Ventil 304. Außerdem ist die Steuerung 80' mit der Pumpe 312 und dem Ventil 304 wirkverbunden und ist zur Durchführung des in 3 gezeigten Prozesses 400 vor Zeiträumen der Inaktivität konfiguriert, um die dem Druckkopf zugeführte Tinte mit dem Spülfluid zu verdünnen, um die niedrige Viskosität von Tinte in dem Druckkopf, die von dem Tintenbehälter 604 zugeführt wird, zu bewahren. Das Spülfluid kann jedes Fluid sein, das zum Spülen von wässriger Tinte aus Druckköpfen verwendet wird, wie Dupont KF200, das von DowDupont in Wilmington, Delaware, erhältlich ist. Wasser könnte als Spülfluid in Drucksystemen mit wässriger Tinte verwendet werden, aber es verdampft schneller als die meisten Fluide, die verwendet werden, um wässrige Tinte aus Druckköpfen zu spülen. In Druckern, die wässrige UV-Tinte verwenden, würden andere Fluide, die üblicherweise zum Spülen von wässriger UV-Tinte verwendet werden, verwendet, um die verschiedenen Eigenschaften dieser Tinten zu berücksichtigen. Das Mischventil 304 ist in der Zufuhrleitung 618 an einer Stelle angeordnet, die nicht weit von dem Druckkopf 608 entfernt ist, um die Menge an Tinte zu reduzieren, die mit dem Spülfluid verdünnt und dem Druckkopf zugeführt werden muss. Wenn die Steuerung 80' die Pumpe 312 betätigt, um Spülfluid in das Mischventil 304 einzuspritzen, betätigt sie auch die Luftdruckquelle 616, um den Tintenbehälter 604 unter Druck zu setzen, um die unverdünnte Tinte aus dem Druckkopf zu entfernen, sodass sie durch die Tinten-Spülfluid-Mischung ersetzt werden kann. Alternativ dazu könnte die Steuerung 80' alle Tintenstrahldüsen in dem Druckkopf wiederholt betätigen, um die Tinte in dem Druckkopf zu leeren, um ihr Nachfüllen mit der mit dem Spülfluid verdünnten Tinte zu ermöglichen.
In einer Ausführungsform ist die Zufuhrleitung 618 ein Rohr mit einem Durchmesser von 8 mm mit einem Lumen mit einem Durchmesser von 5 mm. Eine Spülung des Druckkopfs entfernt 5 bis 7 ml Tinte aus dem Druckkopf, sodass eine 50-%-Mischung aus Tinte und Spülfluid etwa 3 ml Spülfluid in der Tinte, welche die entfernte Tinte ersetzt, erfordert. Entsprechend ist das Ventil 304 etwa 140 mm von dem Druckkopf entfernt angeordnet. Diese Position bedeutet, dass das Volumen des Lumens in dem Rohr von dem Ventil 304 zu dem Druckkopf etwa gleich dem Tintenvolumen ist, das der Druckkopf aufnimmt. Die Steuerung 80' ist dazu konfiguriert, ein geeignetes Verhältnis zum Verdünnen der Tinte unter Verwendung der Umgebungsbedingungen an dem Druckkopf, wie Temperatur und Feuchtigkeit; Eigenschaften der Tinte wie Viskosität und Farbe; Länge des Inaktivitätszeitraums und dergleichen, zu identifizieren. Je höher der Spülfluidanteil im Verhältnis ist, desto länger wird die Tintenviskosität bewahrt. Das heißt, ein Verhältnis von 75 % Spülfluid zu 25 % Tinte bewahrt die niedrige Viskosität der Tinte länger als ein Verhältnis von 25 % Spülfluid zu 75 % Tinte. Zusätzlich wird die Benutzerschnittstelle 50 bereitgestellt, damit ein Bediener ein Verhältnis für die Mischung identifizieren kann, und die Steuerung 80' empfängt das identifizierte Verhältnis und verwendet es, um die Pumpe zum Einspritzen des Spülfluids in die Zufuhrleitung zu betätigen.
3 stellt ein Flussdiagramm für den Prozess 400 dar, der das Tintenzufuhrsystem 20' betätigt, um die dem Druckkopf 608 zugeführte Tinte mit Spülfluid in einem Verhältnis zu verdünnen, das wirksam ist, um die niedrige Viskosität der Tinte in dem Druckkopf während Zeiträumen der Inaktivität zu bewahren. In der nachfolgenden Erörterung bezieht sich eine Bezugnahme auf den Prozess 400, der eine Funktion oder Aktion durchführt, auf den Betrieb einer Steuerung, wie der Steuerung 80', um gespeicherte Programmbefehle auszuführen, um die Funktion oder Aktion in Verbindung mit anderen Komponenten in dem Drucker durchzuführen. Der Prozess 400 wird zu veranschaulichenden Zwecken so beschrieben, dass er durch ein Tintenzufuhrsystem 20' in dem Drucker 100 von 1 durchgeführt wird.
Der Prozess 400 beginnt damit, dass die Steuerung Daten von der Benutzerschnittstelle empfängt, die anzeigen, dass der Drucker in einen Inaktivitätszeitraum von einer vorgegebenen Dauer eintritt (Block 404). Die Steuerung bestimmt dann ein geeignetes Tinten-Spülfluid-Verhältnis für die an den Druckkopf gelieferte Tinte, die Umgebungsbedingungen und die identifizierte Dauer des Inaktivitätszeitraums (Block 408). Die Steuerung betätigt dann die Luftdruckpumpe 616, um eine Reinigung eines entsprechenden Tintenvolumens von dem Druckkopf zu starten, während sie das Ventil 304 und die Pumpe 312 betätigt, um das Spülfluid in einer Menge der Zufuhrleitung 618 zuzuführen, um das identifizierte Verhältnis für das Volumen an Tinte, welche die entfernte Tinte ersetzt, zu erreichen (Block 412). Wenn die geeignete Menge Spülfluid zu der Tinte, die dem Druckkopf zugeführt wird, hinzugefügt wurde, sodass die Tinte in dem Druckkopf in dem identifizierten Verhältnis vorliegt, betätigt die Steuerung 80' das Ventil 304, um die Spülfluidzufuhr von der Zufuhrleitung 618 zu trennen, und schaltet die Luftdruckpumpe 616 und die Pumpe 312 ab (Block 416). Die Tinten-Spülfluid-Mischung in dem Druckkopf verhindert, dass die Tinte während des Inaktivitätszeitraums trocknet. Wenn der Druckkopf wieder in den Betriebszustand gebracht wird, betätigt die Steuerung die Pumpe 616, um das Tinten-Spülfluid-Verhältnis aus dem Druckkopf zu entfernen und den Druckkopf mit 100 % Tinte aufzufüllen. Somit muss ein Reinigen, um den Druckkopf wieder in Betrieb zu nehmen, kein größeres Tintenvolumen verschwenden, als es erforderlich wäre, um getrocknete Tinte in einem Druckkopf zu lösen und die Tintenstrahldüsen in dem Druckkopf wieder in den Betriebszustand zu bringen.
2 zeigt ein Tintenzufuhrsystem 20', das dazu konfiguriert ist, Tinte einem einzelnen Druckkopf zuzuführen. In solchen Ausführungsformen kann ein Tintenzufuhrsystem für jeden Druckkopf in dem Drucker in einer Eins-zu-eins-Entsprechung bereitgestellt werden. Somit können mehrere Tintenzufuhrsysteme dazu konfiguriert sein, eine Mischung aus Tinte und Spülfluid verschiedenen Druckköpfen in einem Druckkopfmodul zuzuführen. Die Tintenzufuhrsysteme werden vor Inaktivitätszeiträumen betätigt, um die Druckköpfe auf Inaktivität vorzubereiten und das Risiko, dass die Tinte in den Druckköpfen trocknet, wesentlich zu verringern.
Während die Verwendung von Spülfluid zum Bewahren der Viskosität von Tinte oben unter Bezugnahme auf Drucksysteme mit wässriger Tinte erörtert wurde, könnte Spülfluid in anderen Typen von Tintendrucksystemen verwendet werden, sofern die Tinte an den Düsen ihre Phase nicht ändert. Zum Beispiel wären Spülfluide in Systemen mit fester Tinte nützlich, weil die Tinte an den Düsen infolge einer Temperaturänderung und nicht infolge einer Verdampfung an den Düsen in den festen Zustand übergeht. Wie zuvor angemerkt, könnte ein Spülfluid, das mit wässrigen UV-Tinten kompatibel ist, mit Druckköpfen verwendet werden, die Tropfen wässriger UV-Tinte ausstoßen.

Claims

Tintenzufuhrsystem in einem Drucker, umfassend: einen Tintenbehälter, der durch ein Rohr mit einem Druckkopf wirkverbunden ist, um Tinte durch das Rohr dem Druckkopf bereitzustellen; eine Spülfluidquelle; ein erstes Ventil in dem Rohr, wobei das erste Ventil dazu konfiguriert ist, die Spülfluidquelle selektiv mit dem Rohr zu verbinden, und das erste Ventil zwischen dem Tintenbehälter und dem Druckkopf angeordnet ist; eine Pumpe, die zwischen dem ersten Ventil und der Spülfluidquelle wirkverbunden ist, um Spülfluid dem Rohr an dem ersten Ventil zuzuführen; und eine Steuerung, die mit dem ersten Ventil und der Pumpe wirkverbunden ist, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das erste Ventil selektiv zu betätigen, um die Spülfluidquelle mit dem Rohr zu verbinden und um die Pumpe zu betätigen, um Spülfluid dem Rohr zuzuführen, um es mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu mischen, um ein Volumen einer Mischung von Spülfluid und Tinte zu bilden, das dem Druckkopf bereitgestellt wird und das einer Kapazität des Druckkopfs zur Aufnahme von Tinte entspricht.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine Luftdruckpumpe, die mit dem Tintenbehälter wirkverbunden ist, wobei die Luftdruckpumpe dazu konfiguriert ist, Druck auf Tinte in dem Tintenbehälter und dem Druckkopf auszuüben; ein zweites Ventil, das zwischen dem Tintenbehälter und der Luftdruckpumpe wirkverbunden ist, wobei das zweite Ventil dazu konfiguriert ist, in eine erste Position, in welcher der Tintenbehälter auf Atmosphärendruck entlüftet wird, und eine zweite Position, in der die Luftdruckpumpe mit dem Tintenbehälter verbunden wird, um Druck auf den Tintenbehälter auszuüben, bewegt zu werden; und wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Ventil zu betätigen, um die Luftdruckpumpe mit dem Tintenbehälter zu verbinden, um Druck auf die Tinte in dem Tintenbehälter und Druckkopf auszuüben, um ein Tintenvolumen aus dem Druckkopf zu entfernen, das dem Volumen der Mischung aus Spülfluid und Tinte entspricht, sodass das Volumen der Mischung das entfernte Tintenvolumen ersetzt.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 2, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Ventil zu betätigen, um die Luftdruckpumpe von dem Tintenbehälter zu trennen und den Tintenbehälter auf Atmosphärendruck zu entlüften, nachdem das Volumen der Mischung aus Spülfluid und Tinte den Druckkopf gefüllt hat, sodass das Volumen der Mischung in dem Druckkopf verbleibt.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 1, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, Tintenstrahldüsen in dem Druckkopf zu betätigen, um ein Tintenvolumen aus dem Druckkopf hinauszudrücken, das dem Volumen der Mischung entspricht.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 3, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Verhältnis der Tinte zu dem Spülfluid in dem Volumen der Mischung zu identifizieren und das erste Ventil, das zweite Ventil, die Luftdruckpumpe und die Pumpe unter Verwendung des identifizierten Verhältnisses zu betätigen.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 5, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das Verhältnis unter Verwendung von Umgebungsbedingungen, Eigenschaften der Tinte und einer Zeitlänge für einen Inaktivitätszeitraum zu identifizieren.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 6, wobei ein Volumen des Rohrs zwischen dem ersten Ventil und dem Druckkopf einem Volumen einer Kapazität des Druckkopfs zur Tintenaufnahme entspricht.
Tintenzufuhrsystem nach Anspruch 3, ferner umfassend: eine Benutzerschnittstelle; und wobei die Steuerung mit der Benutzerschnittstelle wirkverbunden ist, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Verhältnis der Tinte zu dem Spülfluid in dem Volumen der Mischung von der Benutzerschnittstelle zu empfangen und das erste Ventil, das zweite Ventil, die Luftdruckpumpe und die Pumpe unter Verwendung des identifizierten Verhältnisses zu betätigen.
Verfahren zum Betätigen eines Tintenzufuhrsystems in einem Drucker, umfassend: Betätigen, mit einer Steuerung, eines ersten Ventils, um eine Spülfluidquelle selektiv mit einem Rohr zu verbinden, das Tinte aus einem Tintenbehälter einem Druckkopf bereitstellt, und Betätigen, mit der Steuerung, einer Pumpe, um Spülfluid aus der Spülfluidquelle dem Rohr zuzuführen, um es mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu mischen, um ein Volumen einer Mischung von Spülfluid und Tinte zu bilden, das dem Druckkopf bereitgestellt wird und das einer Kapazität des Druckkopfs zur Aufnahme von Tinte entspricht.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Betätigen, mit der Steuerung, eines zweiten Ventils, um eine Luftdruckpumpe mit dem Tintenbehälter zu verbinden, um Druck auf die Tinte in dem Tintenbehälter und Druckkopf auszuüben, um ein Tintenvolumen aus dem Druckkopf zu spülen, das dem Volumen der Mischung aus Spülfluid und Tinte entspricht, sodass das Volumen der Mischung das ausgespülte Tintenvolumen ersetzt.
Verfahren nach Anspruch 10, ferner umfassend: Betätigen, mit der Steuerung, des zweiten Ventils, um die Luftdruckpumpe von dem Tintenbehälter zu trennen und den Tintenbehälter auf Atmosphärendruck zu entlüften, nachdem das Volumen der Mischung aus Spülfluid und Tinte den Druckkopf gefüllt hat, sodass das Volumen der Mischung in dem Druckkopf verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 9, ferner umfassend: Betätigen, mit der Steuerung, von Tintenstrahldüsen in dem Druckkopf, um ein Tintenvolumen aus dem Druckkopf hinauszudrücken, das dem Volumen der Mischung entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Identifizieren, mit der Steuerung, eines Verhältnisses der Tinte zu dem Spülfluid in dem Volumen der Mischung; und Betätigen, mit der Steuerung, des ersten Ventils, des zweiten Ventils, der Luftdruckpumpe und der Pumpe unter Verwendung des identifizierten Verhältnisses.
Verfahren nach Anspruch 13, ferner umfassend: Identifizieren, mit der Steuerung, des Verhältnisses unter Verwendung von Umgebungsbedingungen, Eigenschaften der Tinte und einer Zeitdauer für einen Inaktivitätszeitraum.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei ein Volumen des Rohrs zwischen dem ersten Ventil und dem Druckkopf einem Volumen einer Kapazität des Druckkopfs zur Tintenaufnahme entspricht.
Verfahren nach Anspruch 11, ferner umfassend: Empfangen, mit der Steuerung, von einer Benutzerschnittstelle eines Verhältnisses der Tinte zu dem Spülfluid in dem Volumen der Mischung von der Benutzerschnittstelle und Betätigen des ersten Ventils, des zweiten Ventils, der Luftdruckpumpe und der Pumpe unter Verwendung des identifizierten Verhältnisses.
Drucker, umfassend: eine Vielzahl von Druckköpfen; ein Tintenzufuhrsystem, das mit einem der Druckköpfe in der Vielzahl von Druckköpfen in einer Eins-zu-eins-Entsprechung wirkverbunden ist, jedes Tintenzufuhrsystem umfassend: einen Tintenbehälter, der durch ein Rohr mit einem Druckkopf wirkverbunden ist, um Tinte durch das Rohr dem Druckkopf bereitzustellen, eine Spülfluidquelle; ein erstes Ventil in dem Rohr, wobei das erste Ventil dazu konfiguriert ist, die Spülfluidquelle selektiv mit dem Rohr zu verbinden, und das erste Ventil zwischen dem Tintenbehälter und dem Druckkopf angeordnet ist; eine Pumpe, die zwischen dem ersten Ventil und der Spülfluidquelle wirkverbunden ist, um Spülfluid dem Rohr an dem ersten Ventil zuzuführen; und eine Steuerung, die mit dem ersten Ventil und der Pumpe wirkverbunden ist, wobei die Steuerung dazu konfiguriert ist, das erste Ventil selektiv zu betätigen, um die Spülfluidquelle mit dem Rohr zu verbinden und um die Pumpe zu betätigen, um Spülfluid dem Rohr zuzuführen, um es mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu mischen, um ein Volumen einer Mischung von Spülfluid und Tinte zu bilden, das dem Druckkopf bereitgestellt wird und das einer Kapazität des Druckkopfs zur Aufnahme von Tinte entspricht.
Drucker nach Anspruch 17, jedes Tintenzufuhrsystem ferner umfassend: eine Luftdruckpumpe, die mit dem Tintenbehälter wirkverbunden ist, wobei die Luftdruckpumpe dazu konfiguriert ist, Druck auf Tinte in dem Tintenbehälter und dem Druckkopf auszuüben; ein zweites Ventil, das zwischen dem Tintenbehälter und der Luftdruckpumpe wirkverbunden ist, wobei das zweite Ventil dazu konfiguriert ist, in eine erste Position, in der der Tintenbehälter auf Atmosphärendruck entlüftet wird, und eine zweite Position, in der die Luftdruckpumpe mit dem Tintenbehälter verbunden wird, um Druck auf den Tintenbehälter auszuüben, bewegt zu werden; und wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Ventil zu betätigen, um die Luftdruckpumpe mit dem Tintenbehälter zu verbinden, um Druck auf die Tinte in dem Tintenbehälter und Druckkopf auszuüben, um ein Tintenvolumen aus dem Druckkopf zu entfernen, das dem Volumen der Mischung aus Spülfluid und Tinte entspricht, sodass das Volumen der Mischung das entfernte Tintenvolumen ersetzt.
Drucker nach Anspruch 18, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, das zweite Ventil zu betätigen, um die Luftdruckpumpe von dem Tintenbehälter zu trennen und den Tintenbehälter auf Atmosphärendruck zu entlüften, nachdem das Volumen der Mischung aus Spülfluid und Tinte den Druckkopf gefüllt hat, sodass das Volumen der Mischung in dem Druckkopf verbleibt.
Drucker nach Anspruch 19, wobei die Steuerung ferner dazu konfiguriert ist, ein Verhältnis der Tinte zu dem Spülfluid in dem Volumen der Mischung zu identifizieren und das erste Ventil, das zweite Ventil, die Luftdruckpumpe und die Pumpe unter Verwendung des identifizierten Verhältnisses zu betätigen.