DE19632487C2 - Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tintenstrahl­ aufzeichnungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1. Eine solche Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung druckt durch Ausstoßen von Tintentropfen aus Düsenöffnungen Muster auf ein Aufzeichnungsmedium.

Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen verwenden typi­ scherweise Aufzeichnungsköpfe, die dazu bestimmt sind Tinten­ tropfen 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 Druckquali­ tät aufgrund von Schmutz- und Staubablagerungen in der Umge­ bung der Düsen zu verhindern.

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

Die auf diese Weise in das haubenförmige Element entla­ dene Tinte wird jedesmal dann durch Betrieb einer an das hau­ benförmige Element 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 Be­ trieb der Tintenentladungspumpe. Das eine benutzt die Kraft eines dazu bestimmten Antriebsmotors, das andere benutzt die Kraft des Antriebsmotors für den Druckmechanismus. Da ein se­ parater Motor notwendig ist, weist das erstgenannte System die Nachteile eines größeren Gesamtsystems und höherer Kosten auf. Auf der anderen Seite kann das zweitgenannte System die Pumpantriebskraft von der Antriebsquelle des Druckmechanismus durch Betrieb eines einfachen Übertragungsmechanismus beziehen. Deshalb weist das zweitgenannte System eine einfa­ chere 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 Übertra­ gungsmechanismus 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.

In der EP 0 585 923 A2 ist eine Tintenstrahlaufzeich­ nungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschrieben, bei der eine Abdeckvorrichtung einen Unterdruck an eine Entladeöffnung anlegt. Dieser Unter­ druck wird zu bestimmten Zeiten und abhängig von vorgegebenen Bedingungen zur Einwirkung gebracht.

Weiterhin ist aus JP 6-115 097 A und englischer Zusam­ menfassung hiervon eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bekannt, bei der in einem Hilfsgefäß Tinte aufgefangen wird, die in einer Startposition eines Wagens ausgegeben ist.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tinten­ strahlaufzeichnungsvorrichtung zu schaffen, bei der bei ver­ bessertem Durchsatz und reduzierten Herstellungskosten ein Wartungsablauf möglichst eng an die einzelnen Druckvorgänge angepaßt ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Tinten­ strahlaufzeichnungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patent­ anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Patentansprüchen 2 bis 4 angegeben.

Die Tintenentladungsöffnung braucht nicht von einer be­ stimmten Größe zu sein, um den Aufzeichnungskopf zuverlässig abzudichten. Aus diesem Grund kann die Tintenentladungsöff­ nung groß ausgebildet sein. Daraus resultiert, daß ein Her­ aussaugen von Tinte in den Tintenentladungstank nicht mehr notwendig ist, und daß keine umgekehrte Rotation des An­ triebsmotors des Druckmechanismus verlangt wird, wodurch wie­ derum durch einen Rückschlag des Übertragungsmechanismus be­ dingte Fehler eliminiert werden, die auf die umgekehrte Rota­ tion des Blattvorschubmotors zurückzuführen sind.

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

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

Fig. 1 ist eine ebene Ansicht, die eine Tintenstrahlauf­ zeichnungsvorrichtung zeigt;

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

Fig. 3 ist ein Diagramm, das den Aufbau einer Steuerein­ richtung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung zeigt; und

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

Fig. 1 zeigt eine ebene Ansicht einer Tintenstrahlauf­ zeichnungsvorrichtung. 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 herbewe­ gen.

Ein Aufzeichnungskopf zum Drucken mit schwarzer Tinte ist an der unteren Oberfläche des Wagens 1 befestigt. Ein Ne­ bentank 7, der Tinte von einer Tintenkartusche 11 (wird spä­ ter 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 luftdurchläs­ sigen flexiblen Film in einem harten Behältnis 13 herge­ stellte Tintentasche 12 beinhaltet, besitzt an einem Ende ei­ nen 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.

Ein Bauteil 20 ist groß genug, um einen Druckbereich ab­ zudecken. Auf der Oberfläche des Bauteils 20 sind die das Blatt vorwärts bewegenden Walzen 21 und die das Blatt entla­ denden 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 ange­ bracht (unterhalb wie in Fig. 1 gezeigt). Im weiteren ist ei­ ne haubenförmige Vorrichtung 33 in einem Gebiet angeordnet, in das der Wagen während des Stillstandes gebracht wird. Die haubenförmige Vorrichtung 33 besitzt ein haubenförmiges Ele­ ment 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 gegenüber­ liegt, an der die haubenförmige Vorrichtung 33 angeordnet ist, sowie an einer Stelle, die den Bewegungsort des Auf­ zeichnungskopfes für schwarze Tinte abdeckt. Die Tintenentla­ dungsöffnung 35 beinhaltet ein Tinte absorbierendes Element 36.

Ein Tank 40 für Abfalltinte ist aus einer Mehrzahl von Platten 41 zusammengesetzt, wobei jede der Platten 41 aus ei­ nem porösen Material wie Filz hergestellt ist.

Fig. 3 zeigt einen exemplarischen Kontroller 50, der die Entladungstätigkeit kontrolliert. Der Kontroller 50 beinhal­ tet: ein Mittel 51 zur Festlegung der Druckzeit, welches die Druckzeit als Antwort auf ein Signal von einem Drucksteuer­ mittel (nicht gezeigt) zählt; einen Zeilenanzahlzähler 52, der die Anzahl an gedruckten Zeilen zählt; ein den Entla­ dungsvorgang 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 Tintenentla­ dungsöffnung 35 auswählt, basierend auf der Position des Wa­ gens 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 ausgesto­ ßener 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 Kopfan­ triebsmittel 61 bewirkt, daß die Tinte aus einem Aufzeich­ nungskopf H als Antwort auf ein Drucksignal und ein Signal des Bestimmungsmittels 53 der Ausstoßtätigkeit ausgestoßen wird. Ein Wagensteuermittel 62 steuert die Tätigkeit des Wa­ gens 1.

Die Tätigkeit der so aufgebauten Vorrichtung wird unter Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 4 erläutert.

Nach Beginn der Drucktätigkeit (Schritt 1) wir die An­ zahl 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 inte­ grierende 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 Ausstoßpo­ sition, ob die Position des Wagens 1 nahe an dem haubenförmi­ gen Element 32, anders ausgedrückt nahe der Seite der ersten Stelle ist, oder sich nahe an der Tintenentladungsöffnung 35, anders ausgedrückt nahe der Seite der 136. Stelle befindet (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 Entladungstätig­ keit in die Tintenentladungsöffnung 35 kann die Tinte ausge­ stoßen werden, während der Wagen 1 sich bewegt, da der Auf­ nahmeschlitz 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 ei­ nem verbesserten Durchsatz beiträgt.

Wenn die Entladungstätigkeit in das haubenförmige Ele­ ment 32 durchgeführt wurde, integriert das die Tintenentla­ dungsmenge integrierende Mittel 55 die Menge an ausgestoßener Tinte aufgrund der Anzahl an Tintentropfen. Das Mittel 51 zur Festlegung der Druckzeit löscht den Inhalt der Zeitfestlegung jedesmal dann, wenn die Entladungstätigkeit durchgeführt wurde, bevor dessen Tätigkeit wiederaufgenommen wird (Schritt 2).

Wenn der integrierte Wert der dem haubenförmigen Element 32 zugeführten Tinte den vorgeschriebenen Wert W nicht über­ schreitet, und die Entladungstätigkeit in das haubenförmige Element 32 immer noch durchgeführt werden kann, kann die Ent­ ladungstätigkeit 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 ver­ ringert 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 Tintenentla­ dungsöffnung 35 bewegt wird (Schritt 7), anstelle des soge­ nannten "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 zurückzu­ führen sind, die durch umgekehrte Rotation des Blattvorschub­ motors während des Druckens verursacht werden, können vermie­ den werden.

Wenn der integrierte Wert der Menge an Tinte, die an das haubenförmige Element 32 entladen wurde, durch das Ausführen der Entladungstätigkeit in das haubenförmige Element 32 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 Strei­ fen, die auf die umgekehrte Rotation des Blattvorschubmotors zur Verhinderung des Überlaufs der Tinte zurückzuführen sind, können ebenfalls verhindert werden.

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

Falls die Anzahl an gedruckten Zeilen den vorgeschriebe­ nen Wert N nach Ende des Druckens der ersten Seite über­ schreitet (Schritte 9, 10), wird das träge Absaugen (Schritt 11) zum gewaltsamen Entladen der Tinte aus dem Aufzeichnungs­ kopf H in das haubenförmige Element 32 ausgelöst. In diesem Fall wird der Inhalt des die Menge an entladener Tinte inte­ grierenden Mittels 55 gelöscht, da die Tinte in dem hauben­ förmigen Element durch die Pumpe in den Tank 40 für Abfall­ tinte entladen wird.

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

Claims (4)

1. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend:
einen Wagen (1), der so betreibbar ist, daß er sich über die Breite 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 (32) zur Aufnahme der Tintentropfen, die zur Wartung des Aufzeichnungskopfes während des Druckens ausgestoßen werden;
eine Pumpe, die an das haubenförmige Element (32) angeschlossen ist, und
eine Tintenentladungsöffnung (35) in der Vorrichtung, wobei die Öffnung (35) ein dem Aufzeichnungskopf gegenüberliegendes Fenster aufweist und in einem Bereich, in dem nicht gedruckt wird, angeordnet ist, der an dem dem haubenförmigen Element (32) entgegengesetzten Ende des Weges des sich hin- und herbewegenden Wagens (1) und auch innerhalb eines Bereiches eines Bewegungsortes des Aufzeichnungskopfes liegt,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Kontroller (50) vorgesehen ist, mit
einem integrierenden Mittel (55), um die Menge an Tintentropfen zu integrieren, die zur Wartung in das haubenförmige Element (32) ausgestoßen werden, und um ein Signal bereitzustellen, wenn der integrierte Wert der Tinte, die in das haubenförmige Element (32) ausgestoßen wird, einen vorherbestimmten Wert überschreitet; und
einem Mittel zur Bestimmung der Ausstoßposition (54), um die Tintenentladungsöffnung (35) für die Durchführung eines Ausstoßes von Tinte aus dem Aufzeichnungskopf auszuwählen, sobald dieses das Signal empfängt, wobei das integrierende Mittel (55) den integrierten Wert löscht, und die Vorrichtung die Pumpe zum Entladen der in dem haubenförmigen Element (32) enthaltenen Tinte in Betrieb setzt.

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

3. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das haubenförmige Element (32) oder die Tintenentladungsöffnung (35) abhängig von der Entfernung zu dem Wagen (1) ausgewählt ist, wenn eine Drucktätigkeit eine vorbestimmte Zeit dauert.

4. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tinte ausgestoßen wird, während der Wagen (1) zu der Tintenentladungsöffnung (35) bewegt wird.