DE19632487A1 - Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die durch Ausstoßen von Tintentropfen aus Düsenöffnungen Muster auf ein Aufzeichnungsmedium druckt

Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen verwenden typischerweise Aufzeichnungsköpfe, die dazu bestimmt sind Tintentropfen aus Düsenöffnungen auszustoßen. Das Ausstoßen wird durch Anlegen von Druck an Tintenkammern hervorgerufen, wobei piezoelektrische Schwingungselemente oder heizbare Elemente verwendet werden. In diesen Vorrichtungen müssen Maßnahmen ergriffen werden, um das Trocknen der Tinte in der Nähe der Düsenöffnungen und auch eine Beeinträchtigung der Druckqualität aufgrund von Schmutz- und Staubablagerungen in der Umgebung der Düsen zu verhindern.

Als eine solche Maßnahme wird der Aufzeichnungskopf zu einer haubenförmigen Vorrichtung bewegt, die in die Ruhestellung gesetzt ist, jedesmal wenn der Druckvorgang eine vorherbestimmte Zeit dauert, wie zum Beispiel 20 Sekunden, so daß die Tintentropfen aus den Düsenöffnungen in die haubenförmige Vorrichtung ausgestoßen werden.

Die auf diese Weise in die haubenförmige Vorrichtung entladene Tinte wird jedesmal dann durch Betrieb einer an die haubenförmige Vorrichtung angeschlossenen Pumpe in einen Tank für entladene Tinte gesaugt, wenn eine vorbestimmte Menge an Tinte entladen wurde.

Es existieren im Prinzip zwei Typen von Systemen zum Betrieb der Tintenentladungspumpe. Das eine benutzt die Kraft eines dazu bestimmten Antriebsmotors, das andere benutzt die Kraft des Druckmechanismus. Da ein separater Motor notwendig ist, weist das erstgenannte System die Nachteile eines größeren Gesamtsystems und höherer Kosten auf. Auf der anderen Seite kann das zweitgenannte System Pumpantriebskraft von der Antriebsquelle des Druckmechanismus durch Betrieb eines einfachen Übertragungsmechanismus beziehen. Deshalb weist das zweitgenannte System eine einfachere Struktur auf, die sehr zuverlässig und weniger teuer ist. Allerdings verlangt das zweitgenannte System, daß der Antriebsmotor für den Druckmechanismus zum Umschalten des Druckmodus umgekehrt betrieben wird. In dieser Situation kann aufgrund von Fehlern im Blattvorschub in den Ausdrucken der Nachteil der Streifenbildung auftreten, falls der Übertragungsmechanismus rückschlägt.

Als Lösung dieser Probleme konnte der Rückschlag durch Einfügen eines elastischen Elements, wie einer Feder, in den Übertragungsmechanismus eliminiert werden. Allerdings ist dieser Ansatz teuer.

Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oben genannten Umstände gemacht. Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Bereitstellung einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die den Durchsatz verbessern und gleichzeitig die Herstellungskosten reduzieren kann.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch den im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebene Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Weitere vorteilhaften Details, Aspekte und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Um die oben genannte Aufgabe zu erfüllen, wird die Erfindung auf eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung angewandt, die einen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Tintentropfen besitzt. Der Aufzeichnungskopf ist an einem Wagen befestigt, der sich über die Breite eines Aufzeichnungsmediums bewegt, so daß der Aufzeichnungskopf in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, abgedichtet werden kann. Daneben weist die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung ein haubenförmiges Element auf, das die Tintentropfen aufnimmt, die zum Unterhalt des Aufzeichnungskopfes während des Druckens ausgestoßen werden. Zusätzlich ist in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, eine Tintenentladungsöffnung angebracht, die ein dem Aufzeichnungskopf gegenüberliegendes Fenster aufweist. Der Bereich, in dem nicht gedruckt wird, liegt der Seite gegenüber, an der das haubenförmige Element angeordnet ist, und liegt innerhalb eines Bereiches eines Bewegungsortes des Aufzeichnungskopfes.

Im Gegensatz zu dem haubenförmigen Element muß die Tintenentladungsöffnung nicht von einer bestimmten Größe sein um den Aufzeichnungskopf zuverlässig abzudichten. Aus diesem Grund kann die Tintenentladungsöffnung eine große Kapazität aufweisen. Daraus resultiert, daß der Vorgang des Heraussaugens der Tinte in den Tintenentladungstank nicht mehr notwendig ist, und daß keine umgekehrte Rotation des Antriebsmotors des Druckmechanismus verlangt wird, wodurch wiederum rückschlagverursachte Fehler eliminiert werden, die auf die umgekehrte Rotation des Blattvorschubmotors zurückzuführen sind.

Im weiteren kann aufgrund der Entfernung zwischen Wagen und dem haubenförmigen Element bzw. der Tintenentladungsöffnung eines von beiden als Tintenaufnahmebehälter ausgewählt und der Wagen hinbewegt werden, wodurch die Bewegungszeit des Wagens verkürzt werden kann, um den Durchsatz zu verbessern.

Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung Bezug genommen.

Fig. 1 ist eine ebene Ansicht, die eine Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 2 ist eine Teilansicht, die eine exemplarische, Tinte enthaltende Öffnung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt;

Fig. 3 ist ein Diagramm, das eine Konstruktion einer Steuereinrichtung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt; und

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das einen Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt.

Die Erfindung wird im folgenden detailliert mit Bezug auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschrieben.

Fig. 1 zeigt eine ebene Ansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die eine erfindungsgemäße Ausführungsform darstellt. In Fig. 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 einen Wagen, dessen eines Ende durch ein Kopplungselement 2 mit einem Synchronriemen 4 verbunden ist und dessen anderes Ende von einem Führungselement 6 eines Rahmenkörpers 10 durch ein Schiebeelement 5 unterstützt wird. Der Synchronriemen 4 wird durch einen Motor 3 betrieben. Der Wagen 1 kann sich über die Weite eines Aufzeichnungsblattes hin- und herbewegen.

Ein Aufzeichnungskopf zum Drucken mit schwarzer Tinte ist an der unteren Oberfläche des Wagens 1 befestigt. Ein Nebentank 7, der Tinte von einer Tintenkartusche 11 (wird später beschrieben) an den Aufzeichnungskopf für schwarze Tinte liefert, sowie eine optionale abnehmbare Druckeinheit 8 für Farbtinte sind an der oberen Oberfläche angebracht.

Die Tintenkartusche 11, die eine aus einem luftdurchlässigen flexiblen Film in einem harten Behältnis 13 hergestellte Tintentasche 12 beinhaltet, besitzt an einem Ende einen Tintenzufuhranschluß 14. Die Tintenkartusche 11 und ein Nebentank 7 sind durch eine Leitung 16 miteinander verbunden, die durch ein flexibles Behältnis 15 geschützt ist, wobei ein Element des flexiblen Behältnisses 15 aus einer Spiralfeder hergestellt ist, so daß die Tinte aus der Tintentasche 12 in den Nebentank 7 durch eine Pumpe (nicht gezeigt) zugeführt wird. Als Folge davon kann die Tinte dem Aufzeichnungskopf für schwarze Tinte zugeführt werden, während die Wassersäule auf einer bestimmten passenden Höhe gehalten wird.

Der Wagen 20 ist groß genug um einen Druckbereich abzudecken. Auf der Oberfläche des Wagens 20 sind die das Blatt vorwärts bewegenden Walzen 21 und die das Blatt entladenden Walzen 22. Die das Blatt vorwärts bewegenden Walzen 21 bewegen ein Aufzeichnungsblatt aus einer Blattvorratskassette (nicht gezeigt) vorwärts zu einem Druckbereich und sind an der Rückseite angebracht (oberhalb wie in Fig. 1 gezeigt). Die das Blatt entladenden Walzen 22 führen den Druckbereich des Aufzeichnungsblattes und sind an der Vorderseite angebracht (unterhalb wie in Fig. 1 gezeigt). Im weiteren ist eine haubenförmige Vorrichtung 33 in einem Gebiet angeordnet, in das der Wagen während des Stillstandes gebracht wird. Die haubenförmige Vorrichtung 33 besitzt ein haubenförmiges Element 31, das einen Aufzeichnungskopf für Farbtinte abdichtet, und ein haubenförmiges Element 32, das den Aufzeichnungskopf für schwarze Tinte abdichtet.

Die Tintenentladungsöffnung 35 ist in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, angebracht, der der Seite gegenüberliegt, an der die haubenförmige Vorrichtung 33 angeordnet ist, sowie an einer Stelle, die den Bewegungsort des Aufzeichnungskopfes für schwarze Tinte abdeckt. Die Tintenentladungsöffnung 35 beinhaltet ein Tinte absorbierendes Element 36.

Der Tintenentladungstank 40 ist aus einer Mehrzahl von Platten 41 zusammengesetzt, wobei jede der Platten 41 aus einem porösen Material wie Filz hergestellt ist.

Fig. 3 zeigt einen exemplarischen Kontroller 50, der die Entladungstätigkeit kontrolliert. Der Kontroller 50 beinhaltet: ein Mittel 51 zur Festlegung der Druckzeit, welches die Druckzeit als Antwort auf ein Signal von einem Drucksteuermittel (nicht gezeigt) zählt; einen Zeilenanzahlzähler 52, der die Anzahl an gedruckten Zeilen zählt; ein den Entladungsvorgang bestimmendes Mittel 53, das basierend auf den Daten des Zeitfestlegungsmittels 51 und des Zählermittels 52 entscheidet, ob der Entladungsvorgang durchgeführt wird oder nicht; ein Mittel 54 zur Bestimmung der Ausstoßposition, das entweder das haubenförmige Element 32 oder die Tintenentladungsöffnung 35 auswählt, basierend auf der Position des Wagens 1 zum Zeitpunkt der Durchführung der Entladungstätigkeit und der integrierten Menge an Tinte, die in die haubenförmige Vorrichtung ausgestoßen wurde; und ein die Menge an ausgestoßener Tinte integrierendes Mittel 55, das die Menge an Tinte integriert, die in das haubenförmige Element 32 entladen wurde und das den integrierten Wert jedesmal löscht, wenn ein einzelnes Aufzeichnungsblatt gedruckt wurde. Ein Kopfantriebsmittel 61 bewirkt, daß die Tinte aus einem Aufzeichnungskopf H als Antwort auf ein Drucksignal und ein Signal des Bestimmungsmittels 53 der Ausstoßtätigkeit ausgestoßen wird. Ein Wagensteuermittel 62 steuert die Tätigkeit des Wagens 1.

Die Tätigkeit des so aufgebauten Apparates wird unter Bezug auf das Flußdiagramm, wie in Fig. 4 gezeigt, erklärt.

Nach Beginn der Drucktätigkeit (Schritt 1) wird die Anzahl an Zeilen, die zu drucken sind, durch das Mittel 52 zur Zählung der Druckzeilenanzahl gezählt, die Druckzeit wird durch das Mittel 51 zur Festlegung der Druckzeit 51 gezählt und die an das haubenförmige Element 32 entladene Menge an Tinte wird durch das die ausgestoßene Menge an Tinte integrierende Mittel 55 aufgezeichnet (Schritt 2).

Falls der von dem Mittel 51 zur Festlegung der Druckzeit angegebene Wert eine vorbestimmte Zeit T1, z. B. 20 Sekunden, überschreitet, wird ein Befehl zur Entladungstätigkeit von dem Mittel 53 zur Bestimmung der Ausstoßtätigkeit gegeben (Schritt 3).

Direkt nach dem Beginn der Drucktätigkeit ist die Tinte in dem haubenförmigen Element 32 noch nicht aufgefüllt und deshalb überschreitet die Tinte in dem haubenförmigen Element 32 nicht dessen volle Kapazität W (Schritt 4). Aus diesem Grund entscheidet das Mittel 54 zur Bestimmung der Ausstoßposition ob die Position des Wagens 1 nahe an dem haubenförmigen Element 32, anders ausgedrückt nahe der Seite der ersten Stelle ist, oder nahe an der Tintenentladungsöffnung 35, anders ausgedrückt nahe der Seite der 136. Stelle (Schritt 5). Das Entscheidungsmittel 54 bewirkt dann, daß sich der Wagen 1 zu der näheren Seite bewegt (Schritte 6, 7) und daß die Tinte aus dem Aufzeichnungskopf H entweder in das haubenförmige Element 32 oder in die Tintenentladungsöffnung 35 ausgestoßen wird (Schritt 8). Im Fall der Entladungstätigkeit in die Tintenentladungsöffnung 35 kann die Tinte ausgestoßen werden während der Wagen 1 sich bewegt, da der Aufnahmeschlitz der Tintenentladungsöffnung 35 größer als der des haubenförmigen Elements 32 ist. Als eine Folge davon kann der Wagen 1 weich zurückgebracht werden, was wiederum zu einem verbesserten Durchsatz beiträgt.

Wenn die Entladungstätigkeit in das haubenförmige Element 32 durchgeführt wurde integriert das die Tintenentladungsmenge integrierende Mittel 55 die Menge an ausgestoßener Tinte auf Grund der Anzahl an Tintentropfen. Das Mittel 51 zur Festlegung der Druckzeit löscht den Inhalt der Zeitfestlegung jedesmal wenn die Entladungstätigkeit durchgeführt wurde bevor dessen Tätigkeit wiederaufgenommen wird (Schritte 2).

Wenn der integrierte Wert der dem haubenförmigen Element 32 zugeführten Tinte den vorgeschriebenen Wert W nicht überschreitet und die Entladungstätigkeit in das haubenförmige Element 32 immer noch durchgeführt werden kann, kann die Entladungstätigkeit entweder an die Tintenentladungsöffnung 35 oder bei dem haubenförmigen Element 32 durchgeführt werden, je nachdem welches näher bei dem Wagen 1 ist. Aus diesem Grund kann die Bewegungszeit des Wagens 1 zur Entladung verringert werden.

Falls im weiteren die Anzahl an gedruckten Zeilen, wie durch das Mittel 52 zur Zählung der Zeilenanzahl angezeigt, eine vorherbestimmte Zahl N überschritten hat (Schritt 9), und falls die Drucktätigkeit für eine einzelne Seite noch nicht vervollständigt ist, dann wird eine "Schubentladung" ausgelöst (Schritt 8) indem der Wagen 1 zu der Tintenentladungsöffnung 35 bewegt wird (Schritt 7), anstelle des sogenannten "trägen Saugens", bei dem das haubenförmige Element 32 in Kontakt mit dem Aufzeichnungskopf H gebracht wird und die Tinte, während sie einen negativen Druck von der Pumpe erfährt, gewaltsam ausgestoßen wird. Als eine Folge davon kann das haubenförmige Element 32 eine angemessene Menge an Tinte enthalten und Streifen, die auf Rückschläge zurückzuführen sind, die durch umgekehrte Rotation des Blattvorschubmotors während des Druckens verursacht werden, können vermieden werden.

Wenn der integrierte Wert der Menge an Tinte, die an das haubenförmige Element 32 entladen wurde, durch das Ausführen der Entladungstätigkeit in entweder das haubenförmige Element 32 oder die Tintenentladungsöffnung 35 jeweils bei Ablauf der Druckzeit T1 (Schritt 4) die volle Tintenkapazität W des haubenförmigen Elements 32 überschreitet, bewirkt das Mittel 54 zur Bestimmung der Ausstoßposition die Bewegung des Wagens 1 zur Tintenentladungsöffnung 35, die an der 136. Stelle positioniert ist, so daß die Entladungstätigkeit ohne Beurteilung der Position des Wagens 1 durchgeführt wird (Schritt 7).

Als eine Folge davon kann das Überlaufen der Tinte aus dem haubenförmigen Element 32 verhindert werden, und Streifen, die auf die umgekehrte Rotation des Blattvorschubmotors zur Verhinderung des Überlaufs der Tinte zurückgeführt werden können, können ebenfalls verhindert werden.

Nach dem Ende des Druckens der ersten Seite (Schritt 1) wird der Blattvorschubmotor zum Betrieb der Pumpe umgekehrt rotiert und die in dem haubenförmigen Element 32 enthaltene Tinte wird in einen Tank 40 für Abfalltinte entladen (Schritt 12), so daß die Vorrichtung für den nächsten Druckvorgang bereit ist.

Falls die Anzahl ans gedruckten Zeilen den vorgeschriebenen Wert N nach Ende des Druckens der ersten Seite überschreitet (Schritte 9, 10), wird das träge Absaugen (Schritt 11) zum gewaltsamen Entladen der Tinte aus dem Aufzeichnungskopf H in das haubenförmige Element 32 ausgelöst. In diesem Fall wird der Inhalt des die Menge an entladener Tinte integrierenden Mittels 55 gelöscht, da die Tinte in dem haubenförmigen Element durch die Pumpe in den Tank 40 für Abfalltinte entladen wird.

Es sollte beachtet werden, daß die Tinte aus dem Aufzeichnungskopf für farbige Tinte nicht notwendigerweise in die Tintenentladungsöffnung 35 ausgestoßen wird, da das haubenförmige Element 31 für den Aufzeichnungskopf für farbige Tinte viel größer als das haubenförmige Element 32 ist, das den Aufzeichnungskopf für schwarze Tinte abdichtet. Aus diesem Grund kann die während des Druckens entladene Tinte in dem haubenförmigen Element 31 zufriedenstellend aufbewahrt werden. Zur Verbesserung des Durchsatzes wird trotzdem festgelegt, daß die Tinte entweder in das haubenförmige Element 31 oder das Element 35 ausgestoßen wird, je nachdem welches sich näher am Wagen 1 befindet.

Wie oben beschrieben ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß eine Tintenentladungsöffnung, welche ein dem Aufzeichnungskopf gegenüberliegendes Fenster besitzt, in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, der der Stelle gegenüberliegt, an der ein haubenförmiges Element angeordnet ist, sowie innerhalb eines Bewegungsortes des Aufzeichnungskopfes angeordnet ist. Der Aufzeichnungskopf ist an einem Wagen befestigt, der sich über die Weite eines Aufzeichnungsmediums hin- und herbewegt, so daß der Aufzeichnungskopf in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, abgedichtet werden kann. Die Vorrichtung beinhaltet ein haubenförmiges Element, das die Tintentropfen aufnimmt, welche zum Unterhalt des Aufzeichnungskopfes während des Druckens ausgestoßen werden. Die Tintenentladungsöffnung kann viel größere Mengen an Tinte absorbieren als ein haubenförmiges Element, so daß der Vorgang des umgekehrten Rotierens des Antriebsmotors für den Druckmechanismus zum Absaugen der Tinte in das haubenförmige Element durch Entladung während des Druckens nicht notwendig ist. Dadurch werden Streifen und Papiervorschubfehler vermieden.

Daneben sind das haubenförmige Mittel und die Tintenentladungsöffnung, die beide als Tinte aufnehmende Behälter dienen, an beiden Enden des Druckbereiches angebracht. Aus diesem Grund kann die Zeit, die zum Bewegen des Wagens benötigt wird, durch Auswahl desjenigen der beiden Elemente, das sich näher bei dem Wagen befindet, und durch das Ausführen der Entladungstätigkeit in das so ausgewählte Element, verringert werden. Als Folge davon kann der Drucksatz verbessert werden.

Claims (5)

1. Eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die folgendes umfaßt:
einen Wagen (1), der so betreibbar ist, daß er sich über die Weite eines Aufzeichnungsmediums hin- und herbewegt;
einen Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Tintentropfen, wobei der Aufzeichnungskopf an dem Wagen (1) befestigt und zusammen mit dem Wagen (1) bewegbar ist, so daß der Aufzeichnungskopf in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, abdichtbar ist;
ein haubenförmiges Element (31, 32) zur Aufnahme der Tintentropfen, die zum Unterhalt des Aufzeichnungskopfes während des Druckens ausgestoßen werden; und
eine Tintenentladungsöffnung (35) in der Vorrichtung, wobei die Öffnung ein dem Aufzeichnungskopf gegenüberliegendes Fenster aufweist und in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, angeordnet ist, der an dem dem haubenförmigen Element (31, 32) entgegengesetzten Ende des Weges des sich hin- und herbewegenden Wagens (1) und auch innerhalb eines Bereiches eines Bewegungsortes des Aufzeichnungskopfes liegt.

2. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei in der Tintenentladungsöffnung (35) ein Tinte absorbierendes Mittel (36) enthalten ist.

3. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Einrichtung, ausgewählt aus dem haubenförmigen Element (31, 32) und der Tintenentladungsöffnung (35), basierend auf einer Entfernung relativ zu dem Wagen (1) ausgewählt ist, wenn eine Drucktätigkeit eine vorbestimmte Zeit dauert.

4. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die im weiteren beinhaltet:
ein integrierendes Mittel (55) zur Integration einer Menge an Tintentropfen, die zum Unterhalt in die Haube ausgestoßen werden, und zur Bereitstellung eines Signals für die Vorrichtung (54), wenn der integrierte Wert der Tinte, die in das haubenförmige Element (31, 32) ausgestoßen wird, einen vorherbestimmten Wert überschreitet,
wobei, sobald die Vorrichtung (54) das Signal empfängt, die Tintenentladungsöffnung (35) für weitere Tätigkeiten des Unterhalts der Tintenausstoßung ausgewählt ist.

5. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Tinte ausgestoßen wird während der Wagen (1) zu der Tintenentladungsöffnung (35) bewegt wird.