DE19749670A1 - System zum Naßreinigen eines Druckkopfes, bei dem ein Druckkopf-Behandlungsfluid ohne direkten Kontakt aufgebracht wird - Google Patents
System zum Naßreinigen eines Druckkopfes, bei dem ein Druckkopf-Behandlungsfluid ohne direkten Kontakt aufgebracht wirdInfo
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Description
Diese Anmeldung ist mit drei weiteren, gleichzeitig angemeldeten
Anmeldungen derselben Anmelderin verwandt, nämlich: der deutschen
Patentanmeldung Nr. .. . .. . .. mit dem Titel System zum Naß
reinigen eines Druckkopfes mit direktem Kontakt" (US-Anmeldenr.
08/747,857); der deutschen Patentanmeldung Nr. .. . .. . .. mit dem
Titel "System zum Naßreinigen eines Druckkopfes mit einem Druck
kopf-Behandlungsfluid, das in einem nicht-fließfähigen Zustand ge
speichert ist" (US-Anmeldenr. 08/747,884); und der deutschen Pa
tentanmeldung Nr. .. . .. . .. mit dem Titel "System zum Naßreinigen
eines Druckkopfes mit einem Übertragungselement" (US-Anmeldenr.
08/747,855).
Die vorliegende Erfindung betrifft die Reinigung von Druckköpfen
in rechnergesteuerten Druckern der Bauart, die allgemein als
Tintenstrahldrucker bekannt sind. Die Erfindung betrifft speziel
ler eine derartige Reinigung in Druckern mit einem "Wischer", der
mit der Oberfläche einer Düsenplatte eines Druckkopfes in Kontakt
kommt, darüber gleitet und sie wischt, um überschüssige Tinte und
angesammelte Reste zu entfernen, um die Druckkopffunktion und die
Druckqualität zu verbessern.
Tintenstrahldrucksysteme arbeiten normalerweise, indem sie Tinte
aus mehreren kleinen, nahe beieinanderliegenden Düsen ausstoßen,
die auf dem Druckkopf liegen. Damit er richtig arbeitet, muß ein
Tintenstrahldruckkopf regelmäßig gewartet werden.
Während des Druckens können sich fehlgeleitete Tintentröpfchen,
Staub, Papierfasern und andere Reste um die Düsen der Düsenplat
tenoberfläche ansammeln und die Flugbahn (Trajektorie) später aus
gestoßener Tintentröpfchen stören und dadurch die Druckqualität
beeinflussen. Um diesen Effekt zu minimieren, kann der Tinten
strahldruckkopf gereinigt werden, indem die Oberfläche der Düsen
platte ab und zu gewischt wird, um die angesammelte Tinte und an
dere Rückstände zu entfernen.
Während der Ruhepausen kann die Tinte in den Düsen trocknen oder
hart werden und dadurch die Düsen verstopfen. Tintenstrahldruck
köpfe können daher mit einer Kappe abgedeckt werden, um geeignete
Umgebungsbedingungen um die Düse aufrechtzuerhalten und das Ver
stopfen hinauszuzögern. Das Verschließen kann automatisch nach
einer kurzen Ruheperiode durchgeführt werden, und zwar sogar mit
ten während des Druckens einer Seite, wenn der Drucker auf mehr
Daten wartet.
Tintenstrahldrucker haben im allgemeinen eine Service- oder War
tungsstation für den Druckkopf, zu der ein Tintenstrahldruckkopf
mit dem Schlitten bewegt wird, und üblicherweise befindet sich
eine Kappe in der Wartungsstation, welche den Druckkopf ver
schließt. Bei der Wartungsstation wird der Druckkopf, oder werden
mehrere Köpfe (falls vorhanden) gelegentlich gereinigt, und falls
notwendig, wird Tinte angesaugt. Für diese Reinigungsfunktion sind
in der Wartungsstation Wischer vorgesehen. Die Wartungsstation
kann einen "Schlitten" aufweisen, der diese sowie andere Elemente
trägt, die zum Warten des einen oder der mehreren Druckköpfe des
Druckers notwendig sind. Der Schlitten selbst kann quer zu einer
Bewegungsachse des Druckkopfwagens bewegbar sein, z. B. in einer
vertikalen Richtung, um z. B. die Kappen oder Wischer in Kontakt
mit dem Druckkopf zu bringen oder von diesem zu entfernen. Alter
nativ kann bei der Wartungsstation eine Trommel vorgesehen sein,
und Wischer sowie Kappen können an der Trommel angebracht sein.
Die Drehung (und in einigen Fällen auch die vertikale Bewegung)
der Trommel bewirkt das Wischen des Druckkopfes und/oder die
Ausrichtung einer oder mehrerer Kappen zu einem oder mehreren
Druckköpfen, die neben der Trommel der Wartungsstation positio
niert sind.
Um die Druckgeschwindigkeit sowie die Klarheit und den Kontrast
des gedruckten Bildes zu verbessern, waren jüngere Entwicklungen
im Stand der Technik darauf gerichtet, die Tinte selbst zu ver
bessern. Um z. B. schneller und wasserbeständiger mit dunklerem
Schwarz und lebendigeren Farben zu drucken, wurden verbesserte
Tinten auf Pigmentbasis für Tintenstrahlanwendungen entwickelt.
Diese Tinten auf Pigmentbasis haben einen höheren Gehalt an
Schwebstoffen als die früheren Tinten auf Farbstoffbasis. Beide
Tintenarten trocknen schnell, so daß der Tintenstrahl-Druckme
chanismus einfaches Papier verwenden kann. Die Kombination aus
kleinen Düsen und schnell trocknender Tinte birgt jedoch die Ge
fahr, daß die Druckköpfe verstopfen, in diesem Fall nicht nur mit
der getrockneten Tinte und winzigen Staubpartikeln oder Papier
fasern, sondern auch mit den Feststoffen in der Tinte selbst.
Ferner ist es schwieriger, die getrocknete Tinte zu entfernen als
die früher verwendeten Tinten auf Farbstoffbasis, wenn diese ge
trocknet waren. Diese Kombination von Eigenschaften führt zu den
oben erläuterten Problemen der Beeinträchtigung der Druckqualität.
Ein weiteres Merkmal dieser Tinten auf Pigmentbasis trägt noch zu
dem Problem der Düsenverstopfung bei. Die Tinten auf Pigmentbasis
verwenden ein Dispersionsmittel, um zu verhindern, daß die Pig
mentpartikel ausflocken. Unglücklicherweise kann das Dispersions
mittel einen festen Film auf der Düsenplatte des Druckkopfes bil
den, wenn der Tinten"träger" oder die Trägerkomponente der Tinte
auf Pigmentbasis verdunstet. Neben den auf der Druckkopfoberfläche
angesammelten Rückstände aufgrund zuviel gespritzter Tinte (Over
spray), Papierstaub und z. B. des Ansaugens (Priming) durch den
Drucker, zieht dieser Dispersionsfilm auch Papierstaub und andere
Rückstände sowie Feststoffe aus der Tinte selbst an und bindet
diese. Man hat festgestellt, daß dieser Film sowie Tintenreste und
Rückstände, welche die Druckkopfdüsen umgeben, sehr schwer von dem
Druckkopf zu entfernen sind.
Bekannte Reinigungssysteme, die in Druckern dieser Art eingesetzt
werden, verwenden Wischer, die ein Wischerblatt haben, das aus ei
nem Elastomermaterial, wie Vinyl oder EDPM, hergestellt ist. Das
Wischerblatt und ein Druckkopf werden relativ zueinander bewegt,
so daß das Blatt Ansammlungen von dem kritischen Bereich des
Druckkopfes mit den Düsenöffnungen wischt. Dieses System ist
selbst bei den älteren Tinten auf Farbstoffbasis nicht immer ganz
effektiv. Einige Systeme verwenden einen zweiten Wischer, der aus
einem weichen absorbierenden Material hergestellt ist, um den
Druckkopf weiter zu reinigen oder "zu polieren". Bei anderen
Druckkopf-Wartungssystemen wird Tinte aus dem Schreiber ausge
stoßen oder herausgezogen und dazu verwendet, den Wischer anzu
feuchten und Tintenreste zu lösen, die an dem Druckkopf haften, um
die Effektivität der Reinigung zu verbessern. Während diese zu
letzt genannte Lösung bei einigen Tintensystemen auf Farbstof
fbasis gut funktioniert, wird dadurch Tinte verschwendet, die
anderenfalls zum Drucken verwendet werden könnte. Ein derartiges
System ist in der US-A-5,103,247 vom 7. April 1992 (Gast et al.)
und den US-Patentanmeldungen Nr. 08/224,918, eingereicht am
8. April 1994, und Nr. 398,109, eingereicht am 6. März 1995, of
fenbart, die alle der vorliegenden Anmelderin gehören und auf
deren Offenbarung hier Bezug genommen wird.
Ferner funktionieren die Reinigungssysteme, die mit Tinte arbei
ten, welche aus dem Druckkopf gesaugt wird, allgemein gesprochen
nicht so gut mit wasserfesten Tintenzusammensetzungen mit hohem
Feststoffgehalt. Die Gründe hierfür sind, daß die getrockneten
Reste solcher Tinten resistenter gegen das Aufbrechen und Entfer
nen mittels mechanischer Kräfte sind, die wie oben erläutert von
dem Wischer aufgebracht werden, und daß die Kinetik bei der er
neuten Lösung bei diesen Tinten langsam ist. Diese Faktoren z. B.
begrenzen die Effektivität des bekannten Reinigungsvorgangs, was
natürlich nicht erwünscht ist. Bei diesem System sammeln sich auch
mehr Tintenreste auf den Wischern an, und ein Teil dieser Ansamm
lungen kann in die Düsen des Druckkopfes zurückgedrückt werden,
wodurch wenigstens vorübergehend eine oder mehrere Düsen nicht
mehr richtig abfeuern, wodurch sich die Druckqualität verschlech
tert.
Es wurde erkannt, daß die Verwendung eines flüssigen Lösungsmit
tels oder eines anderen flüssigen Behandlungsmittels für den
Druckkopf das Problem der getrockneten Tinte verringert, indem es
das Trocknen der Tinte verlangsamt oder die Tintenreste neu löst,
so daß der Druckkopf leichter durch Abwischen gereinigt werden
kann. Bei der Verwendung eines flüssigen Behandlungsmittels treten
jedoch viele neue Probleme auf.
Die Speicherung der Behandlungsflüssigkeit in angemessenen Mengen
für die Lebensdauer des Druckers ohne Lecken ist problematisch.
Lecks können z. B. auftreten, wenn der Drucker gekippt wird, oder
wenn Druckunterschiede aufgrund einer Temperatur- oder Höhenände
rung während der Fracht auftreten. Ein anderes Problem, das er
kannt wurde, ist die Verwendung der Behandlungsflüssigkeit bei
einem Druckkopf, der unerwünschte Ansammlungen aus Tintenfeststof
fen, Dispersionsmitteln und anderen Verunreinigungen aufweist,
ohne die Quelle der Behandlungsflüssigkeit mit diesen Ansammlungen
zu verunreinigen. Die Vorrichtung zum Aufbringen der Behandlungs
flüssigkeit sowie die Behandlungsflüssigkeit selbst sollten vor
Verunreinigungen bewahrt werden, um eine gleichmäßige Reinigung
des Druckkopfes während der Lebensdauer des Druckers vorzusehen.
Auch das Bemessen der Menge der Behandlungsflüssigkeit, die beim
Wischen aufgetragen wird, hat sich als wichtiger Faktor herausge
stellt. Eine gleichbleibende optimale Reinigungswirkung und die
Druckqualität können durch das Aufbringen von zu wenig oder zu
viel Behandlungsflüssigkeit gefährdet werden. Zu wenig Behand
lungsflüssigkeit führt zu einer wenig effektiven Entfernung der
Rückstände, so daß sich unerwünschte Ansammlungen bilden können.
Zu viel Behandlungsflüssigkeit kann dazu führen, daß eine oder
mehrere Düsen zumindest vorübergehend außer Funktion sind, weil
die überschüssige Behandlungsflüssigkeit von dem Wischer in die
Düse gedrückt wird oder von dem Unterdruck, der im Betrieb
auftritt, in die Düse gezogen wird.
Im Ergebnis gibt es viele Schwierigkeiten, zu denen das Herausfin
den optimaler Arten, wie die Behandlungsflüssigkeit aufgebracht
werden soll, um die Effektivität des Wischens zu verbessern, ge
hört, die erkannt, mit den bekannten Reinigungssystemen jedoch
nicht gelöst wurden. Deshalb wird ein verbessertes Reinigungssy
stem, insbesondere für Drucker benötigt, welche Tinten auf Pig
mentbasis mit hohem Feststoffgehalt und Dispersionsmitteln verwen
den, um eine optimale Funktionalität der thermischen Tintenstrahl
druckköpfe zu erreichen und aufrechtzuerhalten.
Die vorliegende Erfindung sieht dafür ein System zum Warten eines
Teils eines Druckkopfes eines Tintenstrahldruckers der Bauart vor,
bei dem der Druckkopf mit einem Schlitten hin- und herbewegt wird
und ein Wischer so positioniert und dafür bestimmt ist, sich in
Wischkontakt mit dem Druckkopf relativ zu diesem zu bewegen, um
unerwünschte Ansammlungen von einem zu reinigenden Teil des Druck
kopfes zu entfernen, wenn der Druckkopf und der Wischer durch die
Bewegung wenigstens des Druckkopfes oder des Wischers relativ zu
einander bewegt werden. Das System umfaßt eine Quelle für ein Be
handlungsfluid zum Wischen des Druckkopfes. Es umfaßt auch Mittel
zum Werfen oder Schleudern von Behandlungsfluid in einer repro
duzierbaren Menge von der Quelle für Behandlungsfluid durch die
Atmosphäre auf wenigstens eines der beiden Elemente, die an dem
Wischvorgang beteiligt sind (Druckkopf oder Wischer), so daß es
zur Unterstützung des Wischvorgangs zur Verfügung steht. Das Sy
stem sieht vor, den Druckkopf durch die Relativbewegung des Wi
schers und des Druckkopfes zu wischen, nachdem das Behandlungs
fluid auf wenigstens eines der beiden Elemente aufgebracht wurde.
Gemäß eines spezielleren Aspekts sieht die Erfindung ferner einen
Applikator vor, welcher Behandlungsfluid in einer reproduzierbaren
Menge auf die Oberfläche wenigstens des Druckkopfes oder des Wi
schers aufbringen kann, indem das Behandlungsfluid durch die At
mosphäre auf wenigstens den Druckkopf oder den Wischer geworfen
wird, wobei ein direkter Kontakt mit diesem verhindert wird.
Zusätzliche Schritte umfassen das Transportieren von Behandlungs
fluid von der Quelle für Druckkopf-Behandlungsfluid zu dem Ap
plikator und das Schleudern von Behandlungsfluid auf das
wenigstens eine Element. Die Quelle für das Druckkopf-Behand
lungsfluid kann fest installiert oder austauschbar sein.
Die Erfindung umfaßt ferner auch die Option, eine Quelle für
Behandlungsfluid vorzusehen, die sowohl als ein Behandlungsfluid-Re
servoir als auch als ein Applikator dient. Die Quelle für
Behandlungsfluid kann eine Behandlungsfluid-Ausstoßeinrichtung
aufweisen, die mit einer Tropfen-auf-Anforderung-Ausstoß-Tech
nologie (drop-on-demand ejection technology) arbeitet und
ausstoßbares oder ausspritzbares Behandlungsfluid in Richtung auf
das wenigstens eine Element ausstößt, wobei erinnert sei, daß es
sich bei den beiden Elementen um den Druckkopf und den Wischer
handelt. Eine solche Fluid-Ausstoßeinrichtung kann eine Kartusche
mit einem Behandlungsfluid-Reservoir darin und mit einem Tropfen
auf-Anforderung-Ausstoßmittel zum Ausstoßen von Behandlungsfluid
sein, wobei diese Kartusche austauschbar sein kann. Gemäß eines
weiteren speziellen Aspekts kann die Quelle für Behandlungsfluid
entweder permanent in dem Drucker installiert sein, oder sie kann
austauschbar sein.
Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung kann die Vorrichtung
zum Ausstoßen des Behandlungsfluids eine niedervolumige Sprühpumpe
aufweisen. Eine solche Sprühpumpe kann über eine Leitung mit dem
Behandlungsfluid-Reservoir verbunden sein. Die Pumpe kann von
einer Betätigungseinrichtung betätigt werden, die von der Drucker-Steuer
einrichtung gesteuert wird, oder sie kann durch Bewegung des
Mechanismus betätigt werden, der das Element trägt, auf welches
das Behandlungsfluid aufgebracht wird, sei es der Wagen, die Trom
mel oder der Schlitten der Wartungsstation, oder auch durch die
Bewegung einer anderen Struktur, die mit der Bewegung des Druck
kopfs oder des Wischers koordiniert ist.
Gemäß noch eines weiteren Aspekts kann die Vorrichtung zum
Ausstoßen des Behandlungsfluids durch die Atmosphäre eine Feder
aufweisen, die elastisch verformt wird und eine Kraft auf das
Behandlungsfluid oder die mit dem Behandlungsfluid gekoppelte
Struktur aufbringen kann, um Behandlungsfluid in Richtung auf
wenigstens den Druckkopf oder den Wischer zu schleudern, wenn die
Feder zurückfedert.
Die Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsfor
men mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Figuren
zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht
eines rechnergesteuerten Druckers, welcher die Umge
bung der Erfindung gemäß einer Ausführungsform dar
stellt;
Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines
teils einer Wartungsstation des Druckers der Fig.
1, die vier von einem Schlitten getragenen Schrei
berkartuschen in der Nähe der Wartungsstation zeigt,
wobei der Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1
verläuft;
Fig. 3 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht, wobei
der Schnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 2 ver
läuft;
Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht, wobei
der Schnitt entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 ver
läuft;
Fig. 5 ist eine Explosionsdarstellung des Teils des War
tungsstationsschlittens, der ein Behandlungsfluid
reservoir und einen Dochtapplikator, einen Dochtbe
hälter, eine Kappe, einen Wischer und einen Wischer
halter umfaßt, der auch in Fig. 1 zu sehen ist;
Fig. 6 ist eine schematische perspektivische Darstellung
einer alternativen Ausführungsform der in Fig. 5
gezeigten Erfindung, mit einem weiteren Behandlungs
fluidreservoir und einer Leitung zum periodischen
Nachfüllen von Behandlungsfluid bei dem Dochtappli
kator;
Fig. 7 ist eine Seitenansicht eines Schreibers gemäß einer
alternativen Ausführungsform der Erfindung, bei der
Teile weggebrochen sind;
Fig. 7A ist eine Schnittdarstellung eines Teil des in Fig.
7 gezeigten Schreibers, die eine weitere alternative
Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 8 ist eine Seitenansicht eines Wartungsstationsbe
reichs einer alternativen Ausführungsform der Erfin
dung, wobei Teile weggeschnitten sind;
Fig. 9 ist eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungs
form der Erfindung, wobei Teile weggeschnitten sind;
Fig. 10 ist eine Darstellung der Betriebsarten der Ausfüh
rungsform der Fig. 9;
Fig. 11 ist eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung, wobei Teile weggebro
chen sind;
Fig. 12 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
Teils einer Wartungsstation gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 13 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
Teils einer Wartungsstation gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 14 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines
Teils einer Wartungsstation gemäß einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 15 ist eine perspektivische Darstellung eines weiteren
Druckers, bei der Teile weggeschnitten sind, zur
Darstellung der Umgebung einer alternativen Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 16 ist eine perspektivische Darstellung einer Wartungs
station gemäß einer weiteren Ausführungsform der in
Fig. 15 angezeigten Erfindung, wobei Teile wegge
schnitten sind;
Fig. 17 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in
Fig. 16 gezeigten Ausführungsform der Erfindung,
wobei der Schnitt entlang der Linie 17-17 in Fig.
16 verläuft;
Fig. 18 ist eine teilweise geschnittene schematische Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der in Fig.
17 gezeigten Erfindung;
Fig. 19 ist eine geschnittenen Seitenansicht einer Quelle
für Behandlungsfluid bei einer alternativen Ausfüh
rungsform der Erfindung;
Fig. 19A ist eine Schnittdarstellung einer Quelle für Behand
lungsfluid für eine alternative Ausführungsform der
Erfindung gemäß Fig. 19;
Fig. 20 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Quelle für
Behandlungsfluid in einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
Fig. 21 ist eine schematische perspektivische Darstellung
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei
Teile weggeschnitten sind;
Fig. 22 ist eine schematische perspektivische Darstellung
einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei
Teile weggeschnitten sind;
Fig. 23 ist eine geschnittene Seitenansicht einer Quelle für
Behandlungsfluid gemäß einer weiteren Ausführungs
form der Erfindung;
Fig. 24 ist eine Schnittdarstellung einer Quelle für Behand
lungsfluid in einer weiteren Ausführungsform, die in
einer Wartungsstation des Druckers der Fig. 1 ein
gebaut ist;
Fig. 25 ist eine Schnittdarstellung der Quelle für Behand
lungsfluid in einer weiteren Ausführungsform, die in
dem Drucker der Fig. 15 eingebaut ist;
Fig. 26 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 27 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 28 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung;
Fig. 29 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung, die in dem Drucker der Fig. 1 eingebaut ist;
Fig. 30 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung, die in dem Drucker der Fig. 15 eingebaut ist;
Fig. 31 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung, die in dem Drucker der Fig. 1 eingebaut ist;
Fig. 32 ist eine schematische teilweise geschnittene Dar
stellung einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung, die in dem Drucker der Fig. 15 eingebaut ist;
Fig. 33 ist eine schematische perspektivische Darstellung
der weiteren Ausführungsformen der Erfindung;
Fig. 34 ist eine schematische perspektivische Darstellung
der weiteren Ausführungsformen der Erfindung;
Fig. 35 ist eine schematische perspektivische Darstellung
der weiteren Ausführungsformen der Erfindung;
Fig. 36 ist eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 37 ist eine schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 38 ist eine schematische teilweise geschnittene Seiten
ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfin
dung, wobei die Blickrichtung der Linie 38-38 in
Fig. 39 entspricht;
Fig. 39 ist eine schematische teilweise geschnittene Seiten
ansicht der weiteren Ausführungsform der Fig. 38,
wobei die Blickrichtung der Linie 39-39 in Fig. 38
entspricht;
Fig. 40 ist eine schematische perspektivische teilweise ge
schnittene Darstellung einer weiteren Ausführungs
form der Erfindung.
Zur Bezeichnung bestimmter gleicher Elemente in verschiedenen Aus
führungsformen, die in den Figuren gezeigt sind, sind gleiche
Bezugszeichen verwendet. Dies dient jedoch lediglich der Bequem
lichkeit. Die Verwendung derselben oder verschiedener Bezugszei
chen für beliebige Elemente soll nicht als Beschränkung der Erfin
dung verstanden werden oder implizieren, daß die Elemente in jeder
Weise gleich oder unterschiedlich sind.
In Fig. 1 ist als ein Beispiel, ohne jegliche Beschränkung hier
auf, eine Ausführungsform eines Tintenstrahldruckmechanismus ge
zeigt, der hier als ein Tintenstrahldrucker 10 dargestellt und in
Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Sol
che Drucker können zum Drucken von Geschäftsberichten und Korres
pondenzen, für die Publikationserstellung am Schreibtisch (desktop
publishing) und der gleichen in einer industriellen Büro-, Heim-
oder anderen Umgebung verwendet werden. Im Handel sind eine Viel
zahl unterschiedlicher Tintenstrahldruckmechanismen erhältlich.
Einige dieser Druckmechanismen, welche die vorliegende Erfindung
enthalten können, umfassen z. B. Plotter, tragbare Druckeinheiten,
Kopierer, Kameras und Faxgeräte, um nur wenige zu nennen, der Ein
fachheit halber sind die Prinzipien der vorliegenden Erfindung
jedoch anhand eines Tintenstrahldruckers 10 erläutert.
Während es offensichtlich ist, daß die Druckerkomponenten von Mo
dell zu Modell variieren können, umfaßt der typische Tintenstrahl
drucker 10 ein Chassis 12 und ein System 14 zum Handhaben des
Druckmediums, um ein Druckmedium 13 in den Drucker 10 zu führen.
Als Druckmedium sind viele verschiedene Arten von Materialien ge
eignet, wie Papier, Pappe, Transparenzfolien, Mylar, Folien etc.,
abhängig von der Anwendung, der Einfachheit halber wird bei der
gezeigten Ausführungsform jedoch Papier als das Druckmedium ver
wendet. Das System 14 zum Handhaben des Druckmediums bewegt das
Druckmedium von einem Zuführtablett 16 zu einem Ausgabetablett 18
in eine Druckzone 15, wobei z. B. eine Reihe herkömmlicher ange
triebener Walzen (nicht gezeigt) verwendet wird. In der Druckzone
15 empfangen die Blätter des Mediums Tinte von einer Tintenstrahl-Schrei
berkartusche, z. B. von einer Schreiberkartusche 20 für
schwarze Tinte und/oder von einer oder mehreren Schreiberkartus
chen 22, 24, 26 für farbige Tinte. Die gezeigte Ausführungsform
verwendet eine Gruppe aus vier einzelnen monochromen Schreibern,
bei anderen Ausführungsformen kann jedoch z. B. ein Dreifarbschrei
ber in Verbindung mit einem monochromen Schreiber für schwarze
Tinte, oder ein einzelner monochromer schwarzer Schreiber 20 al
leine verwendet werden.
Die gezeigten Schreiberkartuschen 20, 22, 24, 26 weisen jeweils
Reservoirs für das Speichern eines Tintenvorrats auf, obwohl auch
andere Tintenvorrats-Speicheranordnungen verwendet werden können,
z. B. solche mit Reservoirs, die an dem Chassis 12 montiert und z. B.
über eine flexible Leitung angeschlossen sind. Die Kartuschen 20,
22, 24, 26 enthalten jeweils Druckköpfe 30, 32, 34 bzw. 36. Wie
man auch mit Bezug auf die Fig. 2, 3 und 4 ersieht, hat jeder
Druckkopf, wie im Stand der Technik bekannt, eine Düsenplatten
oberfläche 40, in der auf eine dem Fachmann bekannte Weise mehrere
Düsen (nicht gezeigt) ausgebildet sind. Die gezeigten Druckköpfe
30, 32, 34 und 36 sind thermische Tintenstrahldruckköpfe, obwohl
man verstehen wird, daß auch andere ähnliche Druckköpfe im Anwen
dungsbereich der Erfindung liegen. Die Druckköpfe 30, 32, 34, 36
umfassen üblicherweise mehrere Widerstände (nicht gezeigt), die
den Düsen zugeordnet sind. Wie bekannt wird beim Anregen eines
ausgewählten Widerstandes ein Tintentropfen aus der Düse und auf
ein Blatt Papier 13 in der Druckzone 15 unter der Düse ausgesto
ßen.
Wie man wieder insbesondere in Fig. 1 sieht, werden die Schrei
berkartuschen 20, 22, 24, 26 von einem Schlitten 42 transportiert,
der entlang einer Führungsstange 44 von einer herkömmlichen Anord
nung aus einem Antriebsriemen, einer Riemenscheibe und einem Motor
(nicht gezeigt) angetrieben werden kann. Die Schreiber setzen se
lektiv einen oder mehrere Tintentröpfchen auf einem Blatt Papier
13 ab, wenn sie von einer Drucker-Steuereinrichtung über einen
Leiterstreifen (nicht gezeigt) Signale empfangen, wobei die Steu
ereinrichtung ein Mikroprozessor (nicht gezeigt) sein kann, der
innerhalb des Chassis 12 untergebracht ist. Die Steuereinrichtung
empfängt üblicherweise Befehle von einem Rechner, z. B. ein Per
sonal Computer (nicht gezeigt). Der Druckkopfschlitten 42 und das
System 14 zum Handhaben des Papiers arbeiten ebenfalls abhängig
von Steuersignalen von der Drucker-Steuereinrichtung auf eine dem
Fachmann bekannte Weise. Die Drucker-Steuereinrichtung kann auch
abhängig von Eingaben eines Benutzers arbeiten, welche über ein
Tastaturfeld 46 eingegeben werden.
Das Druckerchassis 12 grenzt einen Raum 48 ein, der einen Druck
kopfwartungsbereich mit einer Wartungsstation 50 enthält, die von
dem Chassis getragen wird und bei einem Ende des Weges liegt, den
der Schlitten 42 zurücklegt. Die Wartungsstation 50 umfaßt eine in
vertikaler Richtung bewegliche Plattform, oder einen Rahmen, die
hier als Schlitten bezeichnet wird und von der Wartungsstation in
dem Wartungsbereich getragen wird. Der Schlitten ist so konfigu
riert, daß er verschiedene Komponenten der Wartungsstation warten
kann, wie Wischer, Kappen und Ansaugeinheiten. Eine Vielzahl ge
eigneter Abdeck- und Ansaugmechanismen sind bekannte und im Handel
erhältlich. Bei einer Ausführungsform (nicht gezeigt) können einer
oder mehrere Wischer fest stehend angeordnet werden, und nur die
Kappen sind vertikal beweglich.
Wie man in Fig. 2 sieht, umfaßt die gezeigte Wartungsstation 50
den Schlitten 52, der seinerseits die Ansaugeinheiten 54, 56, 58,
60 enthält, die einteilig mit diesem ausgebildet sind. In jeder
Ansaugeinheit ist ein Filter 62 eingebaut, um zu verhindern, daß
Tinte in eine Ansaugvakuumleitung 64 gezogen wird. Die Ansaugein
heiten ziehen Tinte aus den Druckköpfen 30, 32, 34, 36 zum Reini
gen der Düsen (nicht gezeigt), die bei der Oberfläche 40 der Dü
senplatte jedes Druckkopfes münden. Dies erfolgt, wenn der Schrei
ber, welcher angesaugt wird, zu einer Ansaugeinheit ausgerichtet
ist, auch mit einer Kappe 66. Die Kappe wird in dichten Kontakt
mit dem Druckkopf 30, 32, 34 oder 36 gebracht, und ein Vakuum wird
angelegt. Tinte, die aus den Düsen gezogen wird, kann sich auf der
Oberfläche 40 der Düsenplatte jedes angesaugten Schreibers sam
meln. Ferner können sich, wie erwähnt, Rückstände, wie Papierfa
sern oder getrocknete Tinte, auf der Oberfläche der Düsenplatte
ansammeln. Das Verschließen der Schreiber minimiert das Trocknen
der Tinte, wenn jedoch getrocknete Tinte (vermischt mit anderen
Rückständen oder nicht) vorhanden ist, bevor der Stift verschlos
sen wird, und/oder wenn der Stift vor dem Ansaugen des Stiftes
lange Zeit verschlossen war, können sowohl getrocknete angesam
melte Stoffe als auch frisch angesaugte Tinte, die von dem Ansaug
prozeß stammt, anwesend sein. Der Schlitten weist eine erste, ge
schlossene Position, eine zweite Wischposition und eine dritte
Löschposition auf. Die Position des Schlittens wird mit der Bewe
gung und Position des Druckkopfes koordiniert, der von dem Wagen
42 getragen wird, damit der Druckkopf nach Bedarf an Komponenten
der Wartungsstation vorbeigeht oder zu diesen ausgerichtet wird
und z. B. mit einem Wischer 70 in Kontakt kommt oder nicht.
Bevor ein angesaugter Schreiber 20, 22, 24 oder 26 wieder zum
Drucken in die Druckzone bewegt wird, werden bei dieser Ausfüh
rungsform die beschriebenen Ansammlungen entfernt, indem der
Schlitten zu der Wischposition bewegt wird und der Druckkopf 30,
32, 34 oder 36, der gereinigt werden soll, an dem Wischer 70 vor
bei bewegt wird, der von einer Feder-Haltevorrichtung 72 getragen
wird. Wie man in Fig. 3 sieht, ist der Wischer 70 so positio
niert, daß er der Bewegung des Druckkopfes 34 in den Weg kommt,
und zwar selbst nachdem der Schlitten 52 nach unten und von dem
Druckkopf weg zu der Wischposition bewegt wurde, um die Kappe von
dem Schreiber abzunehmen und die Bewegung zu ermöglichen. Die Fe
der-Haltevorrichtung 72 lenkt nach Bedarf aus, wenn der Wischer
von dem Druckkopf nach unten gedrückt wird, um den Druckkopf vor
beizulassen. Eine resultierende Rückstellkraft wirkt auf den Wi
scher und hält ihn z. B. gegen die Oberfläche der Düsenplatte, wenn
sich der Druckkopf vorbeibewegt. Die Wischwirkung der Relativbewe
gung zwischen dem Druckkopf und dem Wischer soll Tinte oder andere
angesammelte Stoffe von der Oberfläche der Düsenplatte wischen
oder kratzen, wobei das gewünschte Ergebnis eine verbesserte
Druckkopffunktion und Druckqualität ist.
Wie gesagt ist jedoch bei den bekannten Einrichtungen die Wisch
wirkung häufig weniger effektiv als erwünscht. Ein Grund hierfür
könnte z. B. sein, daß der Wischer von zahlreichen vorherigen
Wischdurchläufen abgenutzt ist und/oder daß die getrockneten An
sammlungen zu stark an der Oberfläche der Düsenplatten haften, um
sie auf diese Weise zu entfernen.
In den Fig. 2 und 4 wird die Effektivität der Wischertätigkeit
bei der gezeigten Ausführungsform der Erfindung verbessert, und
zwar insbesondere im Hinblick auf relativ schnell trocknende Tin
ten auf Pigmentbasis, indem ein Behandlungsfluid aus einer Quelle
70 für Behandlungsfluide 74 mit einem Fluidbehälter 76 vorgesehen
wird, der dicht an der Unterseite des Schlittens 52 angebracht ist
und eine geschlossene Fluidreservoirkammer 78 in der Nähe einer
Kappe 66 der Wartungsstation 50 bildet. Zum Zweck der Erläuterung
richtet sich die folgenden Beschreibung auf die Anwendung der Er
findung auf einen einzigen Schreiber 20 der mehreren Schreiber 20,
22, 24, 26, die von dem Schlitten (42 in Fig. 1) getragen werden,
und die zugehörige Struktur der Wartungsstation 50, die diesen
Schreiber betrifft. Bei dem Ausführungsbeispiel ist der Schreiber
20 ein Schreiber für schwarze Tinte, der eine Tinte mit einem
relativ hohen Pigmentgehalt und schnell trocknenden Eigenschaften
verwendet. Der Fachmann wird jedoch verstehen, daß die folgende
Beschreibung auf jeden und alle in dem Drucker 10 verwendeten
Schreiber anwendbar ist.
Das Behandlungsfluid 74, oder die Behandlungsflüssigkeit (für
diese Anmeldung wurde die Bezeichnung "Behandlungsfluid" gewählt,
selbstverständlich sind davon auch Behandlungsflüssigkeiten um
faßt), dient abhängig von der speziellen Anwendung einer oder meh
reren Funktionen. Zunächst schmiert es den Wischer 70 beim Wis
chen, um die Abnutzung des Wischers zu reduzieren. Wie man leicht
verstehen wird, ist die Funktion des Wischers abhängig davon, daß
eine bestimmte Wischergeometrie aufrechterhalten wird, z. B. eine
Wischerkante 84. Die Abnutzung verändert diese Geometrie, wobei
z. B. diese Kante während der Lebensdauer des Druckers 10 zu einer
abgerundeten oder ungleichmäßigen Form abgenutzt wird. Das
Schmieren des Wischers bewirkt somit eine bessere Wischfunktion
während der gesamten Lebensdauer des Druckers, weil es die Abnut
zung des Wischers verringert.
Ein weiterer Vorteil des Behandlungsfluids 74 ist, daß es einen
Teil der getrockneten Tintenreste löst, die sich auf dem Druckkopf
30 angesammelt haben. Dadurch können solche Ablagerungen leichter
entfernt werden.
Drittens hilft das Behandlungsfluid 74 dem Wischer 70, sowohl ge
löste Tinte als auch andere getrocknete Reste und Ansammlungen
beim Wischen zu transportieren. Dies führt zu einer gründlichen
Entfernung solcher Rückstände.
Eine vierte Funktion des Behandlungsfluids 74 ist, daß ein dünner
Film aus dem Fluid auf dem Druckkopf 30 zurückgelassen wird, der
nicht trocknet. Tintenreste und andere Rückstände, die über dieser
Fluidschicht auf den Druckkopf gelangen, können leichter abge
wischt werden, weil sie weniger leicht an dem Druckkopf haften.
Das bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete Behandlungsfluid,
Polyethylenglycol (PEG), ist relativ nichtflüchtig und relativ
viskos. Wiederum können abhängig von der Anwendung, andere Fluids
verwendet werden, deren Eigenschaften z. B. für eine optimale Funk
tionalität mit der speziellen verwendeten Tinte gewählt werden.
Behandlungsfluids, die aus Erfahrung gut mit Tinten auf Pigmentba
sis arbeiten, können im allgemeinen dadurch gekennzeichnet werden,
daß sie wasserlöslich, etwas viskos und relativ nicht flüchtig
sind. Abhängig von der Anwendung wird PEG mit einem Molekularge
wicht von zwischen etwa 200 und 600 verwendet. Man hat herausge
funden, daß durch Mischen von PEG mit unterschiedlichen Molekular
gewichten die Eigenschaften des Behandlungsfluids variiert werden
können, um z. B. bei den verschiedenen Ausführungsformen der Erfin
dung eine optimale Funktionalität zu erhalten.
Eine Veränderung des Stoffes, welcher das Behandlungsfluid 74 bil
det, und die Eigenschaften eines gegebenen Stoffes können so be
einflußt werden, daß jede Funktion, z. B. das Schmieren zum Ver
längern der Lebensdauer des Wischers und des Druckkopfs 30, unter
stützt wird. Alternativ kann der Stoff z. B. so gewählt werden, daß
Tintenreste optimal gelöst werden und/oder daß verhindert wird,
daß Rückstände und Verunreinigungen am Druckkopf haften.
Es wird ein Applikator vorgesehen, der bei der gezeigten Ausfüh
rungsform ein Docht (oder Saugmaterial) 80 ist, der Behandlungs
fluid durch Kapillarwirkung aus der Fluidkammer 76 zieht und der
durch eine Öffnung 82 in dem Schlitten 52 zwischen der Kappe 66
und dem Wischer 70 angeordnet wird. In dieser Stellung erstreckt
er sich nach oben genügend weit über den Schlitten hinaus, um mit
dem Druckkopf 30 in Kontakt zu kommen, wenn er in der Abdeckposi
tion ist. Eine kleine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids
wird als Resultat dieses Kontakts auf die Düsenplatte 40 des
Druckkopfes 30 aufgebracht. Dieses Behandlungsfluid wird in der
Nähe eines Randes der Platte, der am nächsten bei dem Wischer
liegt, bei einer Stelle aufgebracht, die von dem Wischer gewischt
wird, so daß es bei dem nachfolgenden Wischvorgang des Druckkopfes
von dem Wischer erfaßt werden kann. Der Wischer 70 kommt als er
stes in Kontakt mit dem aufgebrachten Behandlungsfluid und wischt
danach über den Teil der Düsenplatte, der gereinigt werden soll.
Dies kann z. B. jedesmal erfolgen, wenn der Druckkopf 30 gewischt
wird. Wenn der Schreiber nicht auf andere Weise verschlossen wird,
wird dieser Tupfvorgang, oder das Aufbringen von Behandlungsfluid
auf die Düsenplatte des Druckkopfes vor dem Wischen auf diese
Weise offensichtlich innerhalb relativ kurzer Zeit durchgeführt.
Das Aufbringen des Behandlungsfluids auf den Druckkopf kann ferner
mit dem Ansaugen kombiniert werden.
Bei einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann der Appli
katordocht von einem mittels Federn montierten Kardanring getragen
werden. Die Bewegungsfreiheit um zwei zueinander senkrechte Achsen
gewährleistet z. B. einen gleichmäßigen Kontakt zwischen einem sol
chen Applikatordocht und dem Druckkopf.
Die Menge des aufgebrachten Fluids hängt ab von der Kontaktfläche,
der Porengröße, der Größe des verwendeten Applikatordochts, den
Eigenschaften der Oberfläche der Düsenplatte 40, den Eigenschaften
des Behandlungsfluids und der relativen Kraft (falls vorhanden),
die bei dem Kontaktpunkt z. B. aufgrund der Relativbewegung auf
gebracht wird, oder die aus einer Montage mit Hilfe von Federn
(nicht gezeigt) resultiert. Bei der gezeigten Ausführungsform soll
der Fluidvorrat ausreichend für die Lebensdauer des Druckers sein,
so daß jedesmal, wenn der Docht einen Kontakt herstellt, nur eine
kleine Menge des Fluids auf den Druckkopf übertragen wird.
Bei der gezeigten Ausführungsform ist der Docht 80 so positio
niert, daß er gerade in Kontakt mit dem Druckkopf 30 kommt, wenn
der Schreiber 20 verschlossen wird. Von dem Druckkopf wird keine
Kraft auf den Docht aufgebracht, die groß genug wäre, um den Docht
merklich zu verformen, und umgekehrt. Die Größe einer Rechteckflä
che an der Spitze des Dochtes, die in Kontakt mit der Oberfläche
40 des Druckkopfes kommt, ist etwa 12 mm × 0,5 mm. Die relative
Porosität des Dochtes ist gekennzeichnet durch eine Porengröße von
etwa 60 µm. Das verwendete Behandlungsfluid ist ein PEG mit einem
Molekulargewicht von 400. Es hat sich herausgestellt, daß diese
Kombination gut mit den derzeit bekannten und im Handel erhältli
chen Düsenplatten funktioniert, z. B. mit denen, die von der Inha
berin der vorliegenden Anmeldung weltweit verkauft werden.
Bei einer weiteren alternativen Ausführungsform ist der Applika
tordocht 80 so positioniert, daß er mit dem Druckkopf 30 nicht in
Kontakt kommt, während dieser verschlossen ist, sondern daß er
vielmehr über den Druckkopf wischt, wenn sich der Druckkopf ent
lang seiner Bewegungsbahn mit dem Wagen an diesem vorbeibewegt,
und das Behandlungsfluid auf den Druckkopf aufbringt. Dieser
Wischkontakt erfolgt, wenn der Schlitten in der zweiten oder
Wischposition ist. Wenn sich der Druckkopf 30 in Richtung zur
Druckzone bewegt, bringt der Docht Behandlungsfluid auf den Druck
kopf auf, der sich an dem Applikatordocht vorbeibewegt. Danach
wischt der Wischer die Düsenplatte und nimmt damit das Behand
lungsfluid und unerwünschte Ansammlungen von diesem auf.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Applikatordocht 80
durch die Form des Behälters 46 und durch einen zweiten Dochtmate
rialblock 86 stabilisiert, der eng in den Fluidbehälter 76 paßt.
Dies sieht man vielleicht am besten in Fig. 5. Für den zweiten
Dochtblock kann z. B. ein offenzelliger Schaumstoff verwendet wer
den. Der Schaumstoff sollte so gewählt werden, daß er mit dem Be
handlungsfluid kompatibel ist. In Verbindung mit einem PEG-Behand
lungsfluid kann z. B. Polyurethanschaum verwendet werden. Das Fluid
wird durch die Kapillarwirkung durch diesen Block zu dem Applika
tordocht 80 transportiert, der aus einem Material mit im Verhält
nis größeren Kapillar-Anziehungskräften hergestellt sein kann. Der
Applikatordocht selbst kann so ausgebildet sein, daß in und neben
seinem oberen Ende, das tatsächlich mit dem Druckkopf 30 in Kon
takt kommt, größerer kapillare Anziehungskräfte herrschen, indem
der Applikator z. B. bei dieser Stelle zusammengedrückt wird. In
jedem Fall wird der Applikatordocht ständig mit Behandlungsfluid
versorgt, das nach oben gezogen wird, um es auf den Druckkopf auf
zubringen.
Mit Bezug auf die Fig. 2, 4 und 5 ist nun beschrieben, wie der
Wischer nach dem Aufbringen des Behandlungsfluids 74 auf die Dü
senplatte 40 mit einer nachfolgenden Relativbewegung des Wischers
70 über den Druckkopf 30 das Behandlungsfluid vor sich her bewegt.
Das Fluid feuchtet den Wischer und die Oberfläche des Druckkopfes
an, insbesondere die Außenfläche 40 der Düsenplatte im Bereich der
Düsen, und es ergibt sich eine oder mehrere der oben erläuterten
vorteilhaften Wirkungen des Wischers, die mit dem gewählten Fluid
erreicht werden sollen. Wie dies bei Druckkopfreinigungssystemen
häufig der Fall ist, ist ein Kratzer (nicht gezeigt) vorgesehen,
um Ansammlungen von dem Wischer zu entfernen, so daß er das näch
ste Mal sauber ist, wenn er über den Druckkopf wischt.
Die geschlossene Kammer 78, welche den Vorrat des Behandlungs
fluids 74 enthält, ist bis auf die Öffnung 82 durch den Schlitten
52 verschlossen. Der Aufbau aus dem Behälter, dem Schlitten, dem
Applikatordocht und dem zweiten Reservoir-Dochtblock 77, der aus
einem porösen Material, wie einem starren oder elastomeren offen
zelliger Schaumstoff gebildet ist, welcher die Kammer vollständig
füllt, nutzt Kapillarkräfte, um zu verhindern, daß Behandlungs
fluid z. B. während der Fracht aus der Kammer leckt. Eine kleine
Entlüftungsöffnung 79 kann vorgesehen werden, damit Luft eintreten
kann, wenn das Fluid herausgezogen wird.
Andere Ausführungsformen der Erfindung verwenden eine von ver
schiedenen Arten von Behandlungsfluidquellen mit Kammern, die an
anderer Stelle in, an oder neben der Wartungsstation 50 angebracht
sind, wie unten erläutert ist, oder auch zusammenlegbare flexible
Hüllen, wie nach Art eines Akkordeons gefaltete Mäntel oder ein
fach Beutel, die aus einem flexiblen Material hergestellt sind. In
jedem Fall sollte die Quelle für das Behandlungsfluid so aufgebaut
sein, daß kein Fluid ausleckt. Bei einem starren Kammeraufbau mit
einer Öffnung zum Einlassen von Luft kann dies dadurch erreicht
werden, daß die Kammer mit einem porösen Material, wie dem gezeig
ten Schaumstoff, oder Fasern, die ausgerichtet oder ungeordnet
sind, gefüllt wird, um Poren zu erzeugen, die klein genug sind,
daß die Kapillarwirkung verhindert, daß Fluid entweicht, oder in
dem ein Einwegventil bei der Lufteinlaßöffnung vorgesehen wird.
Bei einem flexiblen Beutel, der nur Behandlungsfluid enthält, kann
ein Auslecken aufgrund von Luft, die sich in der Kammer z. B. bei
einer Temperaturänderung während der Fracht ausdehnt, verhindert
werden, weil wegen der Zusammenlegbarkeit des Beutels keine Ent
lüftung notwendig ist. Bei dieser zuletzt genannten Ausführungs
form ist der flexible Beutel auf herkömmliche Weise mit einem Rohr
verbunden, der seinerseits auf herkömmliche Weise mit einem Gehäu
se eines Dochthalters verbunden ist, der den Dochtapplikator hält,
wobei der Halter (z. B. mit einem Feder-Kardanbügel) an einer ge
eigneten Stelle neben einem Wischer montiert ist.
Bei einer weiteren, anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) wird
das Behandlungsfluid durch Schwerkraft von einem Reservoir zu ei
nem Dochthalter gespeist. Der Dochthalter kann den Applikatordocht
bis auf dessen Spitze vollständig umschließen, wobei die Spitze
eine höhere Kapillarkraft haben kann als der Rest des Applikator
dochtes (der z. B. aus einem anderen Material hergestellt ist). Das
Behandlungsfluid wird durch Kapillarwirkung zu der Spitze gezogen
und nachfolgend auf den Druckkopf aufgebracht.
Bei einer anderen Ausführungsform, die schematisch in Fig. 6
gezeigt ist, ist ein normalerweise geschlossenes Solenoidventil 88
in einer Rohrleitung 90 vorgesehen, welche den Dochthalter (wie
den Behälter 76 und den Schlitten 52 der gezeigten Ausführungs
form) mit einem weiteren Reservoir 92 für das Behandlungsfluid
verbindet, um zu verhindern, daß das Behandlungsfluid während der
Fracht oder einer anderen Bewegung ausleckt, wenn z. B. der Drucker
zum Anschließen von Kabeln auf eine Seite gekippt wird. Dieses
Solenoidventil kann von der Drucker-Steuereinrichtung 54 ange
steuert werden, um sich nur zu öffnen, wenn eine bestimmte Druck
erfunktion durchgeführt wird, z. B. wenn der Wagen bewegt wird,
oder wenn im normalen Betrieb die Kappe von einem Druckkopf genom
men wird, wobei diese Druckerfunktion inkompatibel mit der Bewe
gung oder dem Kippen des Druckers 10 sein wird, bei der Fluid 74
aus dem System entweichen könnte, wie z. B. bei der Fracht. Auf
dieses Weise kann praktische sichergestellt werden, daß es keine
Lecks gibt.
Alternativ kann die Strömung des Behandlungsfluid zum Applikator
docht 80 durch die Leitung 90 durch andere Mittel (nicht gezeigt)
gesteuert werden, so daß das Fluid niemals ausläuft. Ein Mittel
ist z. B. die Verwendung eines Schalters oder eines mechanischen
Ventils, das nur offen ist, wenn der Drucker aufrecht steht und
arbeitet.
Man wird verstehen, daß das bei der Ausführungsform der Fig. 6
die Steuerung der Strömung des Behandlungsfluids zu dem Applika
tordocht auch aus anderen Gründen erfolgen kann. Z.B. könnte ein
im Verhältnis flüchtigeres Behandlungsfluid den Applikatordocht
dosiert immer nur unmittelbar vor dem Aufbringen auf den Druckkopf
zugeführt werden.
Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das Behand
lungsfluid in einem Reservoir 100 enthalten ist, das mit einem
porösen Material 108 gefüllt ist, welches in der Schreiberkartu
sche 20 selbst untergebracht ist, und von einem Applikatordocht
102 abgegeben wird, der so gestaltet ist, daß ein Oberflächenab
schnitt 104 des Dochtes einen Teil einer zu wischenden Außenfläche
106 des Druckkopfabschnitts 130 der Schreiberkartusche 20 bildet.
Dadurch wird Behandlungsfluid zu der Außenfläche des Druckkopfes
mit dem und durch den Dochtapplikator transportiert und auf diese
aufgebracht. Der Oberflächenabschnitt 104 der Außenfläche des
Druckkopfes, der den Docht enthält, liegt neben einer vorderen
Kante oder Seite des Druckkopfes, die beim Wischen des Druckkopfes
als erstes mit dem Wischer 70 in Kontakt kommt. Dadurch steht das
Behandlungsfluid dort zwischen der Düsenplatte 40 und der vorderen
Kante oder Seite zur Verfügung, wo es mit dem Wischer in Kontakt
kommt, bevor der Wischer seine Bewegung über die Außenfläche 106
des Druckkopfes fortsetzt. Beim Wischen über den Dochtapplika
torabschnitt der Außenfläche des Druckkopfes wird der Wischer be
feuchtet. Dann bewegt sich der Wischer über den zu reinigenden
Teil des Druckkopfes, z. B. den kritischen Bereich neben den Dü
senöffnungen, wobei er das Behandlungsfluid vor sich her schiebt
und in Wischkontakt mit dem Druckkopf bleibt.
Eine der möglichen Arten, diese Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zu realisieren, ist ein Aufbau mit einem porösen, offen
zelligen starren Schaumstoffblock 108 in einem Behandlungsfluidre
servoir 100, das in dem Schreiber 20 vorgesehen ist. Es hat sich
herausgestellt, daß dieser Aufbau gut funktioniert. Der Schaum
stoffblock füllt das Reservoir vollständig aus und ist mit dem
Behandlungsfluid getränkt. Bei einer weiteren Ausführungsform
(nicht gezeigt) wird der Docht 102 weggelassen, und ein freilie
gender Teil des Schaumstoffs ist so angeordnet, daß er bei der
Wischbewegung des Wischers 70 mit diesem in Kontakt kommt.
Bei einer weiteren, anderen Ausführungsform, die in der Fig. 7A
gezeigt ist, ist der Dochtapplikator 102 durch einen "kapillaren"
Applikator 109 ersetzt, der zwei identische elastomere Verschluß
klappenbauteile 110, 111 aufweist, die ebene, gegenüberliegende
Oberflächen haben, welche von einem Kapillarraum 112 zwischen die
sen getrennt werden. Es hat sich herausgestellt, daß sich das Be
handlungsfluid in dem Kapillarraum zwischen den beiden Hälften des
Applikators ausbreitet und bei einer Spitze 114 zur Verfügung
steht, so daß es auf den Wischer übertragen werden kann, wenn ein
Wischkontakt mit dem Wischer und dem kapillaren Applikator herge
stellt wird.
Ein Beispiel einer Vorrichtung, bei der ein Behandlungsfluid in
dem Schreiber mitgeführt wird, und einer Vorrichtung mit einem
zweiteiligen Wischer, der zwei Teile mit gegenüberliegenden Ober
flächen und einem Kapillarraum dazwischen aufweist, um eine Be
handlungsfluid zu der Spitze des Wischers zu transportieren, ist
in der US-A-5,300,958 derselben Anmelderin offenbart, die am
5. April 1994 für Burke et al. erteilt wurde. Auf die Offenbarung
dieser Druckschrift wird Bezug genommen.
Wie jeder verstehen wird, ermöglicht diese in dem Schreiber mon
tierte Quelle für Behandlungsfluid, den Behandlungsfluidvorrat mit
jeder neuen Schreiberkartusche 20 zu ersetzen. Dadurch kann eine
kleinere Menge des Behandlungsfluids gespeichert und zuverlässig
abgegeben werden (ein Vorrat für die Lebensdauer eines Schreibers
gegenüber einem Vorrat für die gesamte Druckerlebensdauer), und
bei dieser Ausführungsform kann das Schmiermittel besser an die
Eigenschaften der verwendeten Tinte angepaßt werden. Letztere
Überlegung ist besonders bemerkenswert, weil dies eine Verbesse
rung der Tintenzusammensetzungen, die während der Lebenszeit des
Druckers verwendet werden, ermöglicht, ohne daß die Eigenschaf
ten des Behandlungsfluids berücksichtigt werden müssen, daß in
vorhandenen Druckern enthalten ist.
Wenn man sich wieder Fig. 5 zuwendet, kann man erkennen, daß der
Zusammenbau der wenigen einfachen Komponenten dieser Ausführungs
form leicht dadurch bewerkstelligt wird, daß der Applikatordocht
80 und der zweite Dochtmaterialblock 86 in den Behälter 76 für das
Behandlungsfluid eingefügt werden und der Behälter mit dem Behand
lungsfluid 74 gefüllt wird. Der Block 86 paßt eng in den Behälter
und hält den Applikatordocht in einem Kanal 97, der den Applika
tordocht aufnehmen kann, wobei die Komponenten den Applikatordocht
gemeinsam mit der für die Montage richtigen Ausrichtung halten.
Der Behälter 76 für das Behandlungsfluid wird dann mit dem Schlit
ten durch Warmklebung oder Ultraschallschweißen oder z. B. mit
Hilfe eines Klebmittels verbunden, wobei der Applikatordocht hier
für durch die Öffnung 82 geht. Der Behälter 76 für das Behand
lungsfluid ist so aufgebaut, daß er eine Aufnahme 98 schafft, wel
che die Ansaugeinheit 60 des Schlittens 52 aufnimmt. Zusätzlich
oder alternativ ist ein Wischer 70, der aus einem Elastomermate
rial mit den gewünschten Eigenschaften besteht, auf einer Feder-Halte
vorrichtung 72 montiert, die von einem Teil eines Halters 96,
der zu diesem Zweck mit dem Schlitten zusammenwirkt, auf dem
Schlitten festgehalten wird.
Wie man in Fig. 8 sieht, ist bei einer anderen Ausführungsform
das Behandlungsfluid 74 in einem getrennten Applikatorgehäuse 116
enthalten, das von der Führungsstange 44 getragen und von einer
Spiralfeder 118 bei einer ersten Position 117 zwischen der War
tungsstation 50 und der Druckzone 15 vorgespannt wird. Der Ap
plikator hat eine Kammer 120, die mit einem Dochtmaterial gefüllt
ist, z. B. einem offenzelligen Schaumstoff. Der Schaumstoff ist in
Kontakt mit einem Dochtspitzenapplikator 122, der unter dem Gehäu
se vorsteht und Behandlungsfluid in kleinen reproduzierbaren Men
gen auf elastomere Wischer 124 aufbringen kann, die auf dem
Schlitten 52 der Wartungsstation angeordnet sind. Das Applikator
gehäuse umfaßt ferner einen Kratzerelement 126, das über die Wis
cher kratzen kann, um unerwünschte Ansammlungen zu entfernen, die
auf den Wischern vorhanden sein können.
In Betrieb kommt der Wagen 42, der sich zur Wartungsstation 50
bewegt, zunächst bei der ersten Position 117 in Kontakt mit dem
Applikatorgehäuse 116, und er bewegt dann den Applikator vor dem
Wagen über die Wartungsstation zu einer zweiten Position 119, wo
er bleibt, während die Schreiber 20, 22, 24, 26 für die Wartung
oder z. B. zwischen Druckvorgängen verschlossen bei ihren jeweili
gen Kappen 66 positioniert sind. Wenn sich der Wagen von der War
tungsstation 50 zu der Druckzone 15 bewegt, folgt das Applikator
gehäuse 116 dem Wagen 42 durch die Rückstellkraft der vorspannen
den Spiralfeder 118. Wenn das Applikatorgehäuse 116 die Wartungs
station in beiden Richtungen überquert, kommt der Dochtspitzenap
plikator in Wischkontakt mit den Wischern 124 und bringt eine
kleine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids, z. B.
1 bis 5 µl PEG, auf jeden Wischer auf, um wie zuvor beschrieben
das Wischen zu unterstützen. Wie man bei dieser Ausführungsform
erkennen kann, wird das Behandlungsfluid zuerst auf den Wischer
124 aufgebracht, statt auf den Druckkopf 30. Bei dieser Ausfüh
rungsform erfolgt das Wischen in beiden Richtungen der Wagen
bewegung, und das Behandlungsfluid wird auf ähnliche Weise auf die
Wischer aufgebracht.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Behandlungsfluid
von einem Applikator 122 dosiert auf die Wischer 124 aufgebracht
wird, der sich mit den Schreibern 20, 22, 24, 26 bewegt, ohne daß
er (oder ein Reservoir 120 zum Versorgen des Applikators mit Be
handlungsfluid) auf dem Wagen 42 montiert werden müßte. Bei einer
anderen Ausführungsform kann das Applikatorgehäuse 116 eine ge
trennte Kartusche für Behandlungsfluid aufweisen, die in Interval
len ersetzt werden kann.
In den Fig. 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform der Er
findung für ein Wischsystem gezeigt, bei dem sich der Druckkopf 30
über einen ersten Wischer 124, der auf dem Schlitten 52 montiert
ist, sowie über eine zweite Applikator-Wischer-Kombination 128 vor
und zurückbewegt, die einen speziellen Aufbau hat und an dem
Schlitten auf der Seite montiert ist, die einer Wischerapplikator-Spitze
122 gegenüberliegt. Wenn sich der Druckkopf in den Figuren
nach links bewegt, wird er zuerst von dem ersten Wischer gewischt
und kommt dann mit einem gerundeten Applikatorteil 129 des zweiten
Wischers 128 in Kontakt, dem zuvor Behandlungsfluid zugeteilt wur
de. Nachdem er über den Übertragungswischer gegangen ist, kehrt
sich die Bewegungsrichtung des Druckkopfes um, und der Druckkopf
bewegt sich in den Fig. 9 und 10 nach rechts. Die Düsenplatte
40 wird von dem zweiten Wischer gewischt, wenn sich der Druckkopf
weiter nach rechts bewegt. Gleichzeitig wird der zweite Wischer in
der Bewegungsrichtung des Druckkopfes ausgelenkt, und der abgerun
dete Applikatorabschnitt wird um- und nach unten gebogen, um mit
der Dochtapplikator-Spitze 122 in Kontakt zu kommen, die aus dem
porösen Dochtmaterial besteht und mit Behandlungsfluid aus einem
Reservoir 130 getränkt ist, daß mit einem zweiten porösen Docht
medium gefüllt ist, z. B. mit einem offenzelligen Schaumstoff oder
einem Fasermaterial, wie oben beschrieben. Durch diesen Kontakt
wird eine kleine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids auf
den abgerundeten Applikatorteil des zweiten Wischers übertragen,
und dieses Fluid steht beim Wischen im nächsten Wischvorgang zur
Verfügung. Der Druckkopf setzt seine Bewegung, in den Figuren nach
rechts, fort und wird ein zweites Mal mit dem ersten Wischer 124
gewischt. Ein Kratzer (nicht gezeigt) kann auf dem Wagen angeord
net werden, um die Wischer zu reinigen. Am besten wird der Kratzer
in den Fig. 9 und 10 rechts von dem Druckkopf 30 angeordnet, um
den Übertragungswischer nur abzukratzen, nachdem er das Behand
lungsfluid auf den Druckkopf übertragen hat.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil, daß die Applikator-Wischer
kombination 128 als ein Zwischenübertragungselement dient, um Be
handlungsfluid von einer Behandlungsfluidquelle 73 auf den Druck
kopf zu übertragen. Dies führt dazu, daß die Applikatorspitze 122
und demzufolge das Behandlungsfluid 74 sauberer gehalten werden,
wenn der Druckkopf 30 von dem ersten Wischer unmittelbar vor dem
ersten Aufbringen des Behandlungsfluids durch die Applikator-Wi
scher-Kombination 128 gewischt wird, und die Applikatorspitze 122
kommt nicht in direkten Kontakt mit dem Druckkopf.
Bei einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 11 gezeigt ist,
hat ein elastomerer Dosierapplikator 132 die Form eines Enten
schnabels und ist auf dem Wagen 42 unter einem Trichter 134 mon
tiert, der Behandlungsfluid 74 von einem feststehenden Hahn 136
empfangen kann, der am Ende des Bewegungsbereiches des Wagens bei
der Wartungsstation liegt. Ein ähnlicher entenschnabelartiger Ap
plikator ist in Fig. 22 gezeigt. Wieder mit Bezug auf Fig. 11,
wenn der Wagen in die Nähe des Endes seines Bewegungsbereiches
kommt (in Fig. 11 rechts), kommt er mit einem federbelasteten
Kolben 138 in Kontakt und drückt gegen diesen, wodurch eine Pumpe
140 mit geringem Volumen betätigt wird, welche zwei Rückschlagven
tile 141 und 142 aufweist. Die Konfiguration und Arbeitsweise sol
cher Pumpen ist allgemein bekannt. Eine kleine Dosis des Behand
lungsfluid wird in den Trichter gepumpt und wandert unter Einwir
kung der Schwerkraft zu dem Applikator 132. Der Applikator ist so
konfiguriert, daß er in Wischkontakt mit einer Wischergruppe 144
aus zwei Wischern 70 kommt, welche den Druckkopf 30 wischen kön
nen, und eine kleine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids
wird durch die Verformung des elastomeren Applikators bei diesem
Wischkontakt jedesmal abgegeben, wenn ein solcher Kontakt statt
findet. Die Wischer können identisch sein oder einen unterschied
lichen Aufbau haben, um eine gewünschte Wirkung zu erreichen, wenn
der Druckkopf vorbeibewegt wird. Die Bewegung des Wagens, die von
der Drucker-Steuereinrichtung (nicht gezeigt) gesteuert wird, und
die Abgabe des Behandlungsfluids in den Trichter können program
miert werden, um nach Bedarf die richtige Dosis auf den Applikator
zu übertragen, um immer eine kleine Menge des Behandlungsfluids in
dem Applikator zu haben. Der Wagen kann z. B. an die Grenze seines
Bewegungsbereiches bewegt werden, um bei jeder Wartung des Druck
kopfes 1 bis 5 µl abzugeben, oder um in längeren Intervallen bei
jeder fünften Wartung des Druckkopfes 30 1 bis 25 µl des Behand
lungsfluids in den Trichter zu geben. Ein zusammenlegbares Reser
voir 144 für das Behandlungsfluid ist mit der Pumpe verbunden, um
für die gesamte Lebensdauer des Druckers einen auslaufsicheren
Vorrat an Behandlungsfluid vorzusehen.
Diese Ausführungsform hat den Vorteil eines am Wagen montierten
Behandlungsfluidapplikators 142, ohne daß das Behandlungsfluidre
servoir 144 auf dem Wagen mitgeführt werden muß. Der Dosierappli
kator 132 dient somit als ein Übertragungselement, welches das
Behandlungsfluid von einer Quelle 73 für Behandlungsfluid 74 zu
dem Wischer 70 überträgt. Durch Vorsehen eines Rückschlagventils
141, das stromabwärts der Pumpe 124 liegt und einem ausreichend
hohen Druck standhält, wird das unerwünschte Auslaufen des Fluids
aus dem Reservoir verhindert, das anderenfalls z. B. während der
Fracht auftreten könnte. Die Menge des Behandlungsfluids in dem
Trichter 134 wird klein gehalten, so daß ein Auslaufen des Trich
ters z. B. beim Kippen des Druckers 10 im Falle eines Falles mini
miert wird. Ferner könnte der Applikator 132 durch einen Docht
block ersetzt werden, der aus einem porösen Medium hergestellt
wird und der in Intervallen nach Bedarf neu mit Behandlungsfluid
gesättigt wird, um auch das Problem des aus dem Trichter auslau
fenden Behandlungsfluids zu vermeiden.
In Fig. 12 ist eine weitere Ausführungsform eines zusammengesetz
ten Behandlungsfluid-Dosierwischers 126 gezeigt, der auf dem
Schlitten 52 zum Wischen des Druckkopfes 30 vorgesehen ist. Ein
Stück eines gesättigten porösen Materials 148, z. B. ein offenzel
liger Schaumstoff, ist zwischen zwei Elastomerwischern 150 und 151
in einer speziellen Wischergruppe eingeklemmt, welche den zusam
mengesetzten Fluid-Dosierwischer bildet. Ein Durchlaß 152 ist mit
einer Quelle für Behandlungsfluid (nicht gezeigt), z. B. einem zu
sammenlegbaren Reservoir, verbunden, und neues Behandlungsfluid
wird in das poröse Materialstück gezogen, wenn Fluid aus diesem
entnommen wird. Das Nachfüllen des Behandlungsfluid kann z. B.
durch Schwerkraft oder durch kapillare Anziehungskräfte in dem
porösen Material erfolgen, das mit dem Behandlungsfluid in Verbin
dung kommt. Alternativ wird die Größe des gesättigten Schaumstoffs
so bemessen, daß er einen Vorrat des Behandlungsfluid für die ge
samte Lebensdauer des Druckers aufnehmen kann. Bei einer Ausfüh
rungsform ist der Wischer in einer zur Wischbewegung quer gehenden
Richtung breiter (aus der Zeichenebene der Fig. 12 heraus), und
die Enden des Wischers liegen nahe bei einer Wand 153, die unitär
aus EPDM hergestellt ist, wobei die Wischer 150, 151 zum Halten
des Behandlungsfluids in dem zusammengesetzten Wischer dienen.
Im Betrieb kommt der Druckkopf 30 in Wischkontakt mit dem zusam
mengesetzten Dosierwischer 146 und verformt dabei einen ersten
Elastomerwischer 150 und drückt den gesättigten porösen Abschnitt
148 etwas, so daß Behandlungsfluid 74 nach außen auf den zweiten
Wischer 151 herausgedrückt wird. Der erste Wischer 150 weist einen
abgeschrägten Abschnitt 154 auf, um die relative Wischbewegung des
Druckkopfes 30 über dem porösen Abschnitt 148 zu erleichtern, so
daß kein direkter Kontakt zwischen dem Druckkopf und dem porösen
Abschnitt stattfindet. Dadurch wird der Schaumstoff mit dem porö
sen Abschnitt sauberer gehalten. Durch das Drücken beim Wischkon
takt zwischen dem Dosierwischer und dem Druckkopf entsteht eine
Pumpwirkung, die ebenfalls das Heraufziehen des Behandlungsfluids
in der porösen Schicht und von der Quelle für das Behandlungsfluid
über den Durchlaß 152 in den zusammengesetzten Dosierwischer hin
ein unterstützt.
Wie man in Fig. 13 sehen kann, weist auch eine andere Ausfüh
rungsform eines zusammengesetzten Behandlungsfluid-Dosierwischers
146 einen zusammengesetzten Aufbau auf. Eine äußere elastomere
Hülle 156 aus EPDM umschließt einen inneren Abschnitt des mit Be
handlungsfluid gesättigten porösen Materials 148, das wie oben
beschrieben über eine Leitung 152 versorgt wird. In der äußeren
Hülle sind eine Reihe kleiner Öffnungen 153 vorgesehen, aus denen
Behandlungsfluid austreten kann, wenn der Dosierwischer 146 bei
Wischen verformt wird. Die in der Figur gezeigten Öffnungen 158
sind der Klarheit halber vergrößert dargestellt, und man wird ver
stehen, daß die Größe der Öffnungen so bemessen wird, daß z. B. die
Menge des bei jedem Wischkontakt des Druckkopfes 30 abgegebenen
Behandlungsfluids dosiert werden kann, und als eine Alternative
kann eine Reihe Öffnungen vorgesehen werden, die normalerweise
geschlossen sind, sich jedoch bei Verformungen des Fluid-Dosierwi
schers 146 öffnen.
Wie man in Fig. 14 sieht, ist bei einer anderen Ausführungsform
der Erfindung ein Behandlungsfluidapplikator 132 in der Schreiber
kappe 66 selbst angeordnet. Dadurch kann die Düsenplatte 40 beim
Verschließen des Schreibers 20 mit Behandlungsfluid benetzt werde.
Bei der gezeigten Ausführungsform hat der Applikator eine Enten
schnabelventil-Anordnung und bringt das Behandlungsfluid auf, wenn
das Behandlungsfluid mit dem Applikator ausreichend gedrückt wird,
um einen Öffnungsdruck des Entenschnabels zu überwinden, wie der
Fachmann verstehen wird. Die Düsenplatte ist in leichtem Kontakt
mit dem Applikator, und eine kleine Menge des Behandlungsfluid,
z. B. bis zu ungefähr fünf Mikrolitern, wird auf die Düsenplatte
aufgebracht.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Druck durch eine feder
belastete Kolbenpumpe 140 erzeugt, die durch Niederdrücken des
Schlittens 52 betätigt wird, wenn der Druckkopf 30 des Schreibers
20 verschlossen wird, wobei die Pumpe z. B. zwischen dem Schlitten
und der Wartungsstation 50 des Druckers liegt. Der Entenschnabel
applikator 132 dient im Betrieb der Pumpe als ein Rückschlagven
til. Für das Pumpen wird, wie allgemein bekannt ist, ein weiteres
Rückschlagventil 142 benötigt, und dieses liegt in einer Leitung
152, welche Behandlungsfluid z. B. von einem zusammenlegbaren
Fluidreservoir 144 zuführt. Eine geringvolumige Sprühpumpe (nicht
gezeigt) mit üblichem Aufbau könnte statt dessen verwendet werden,
z. B. eine Pumpe, deren Düse nach oben vorspringt, um auf die Dü
senplatte 40 zu sprühen, wenn der Schreiber verschlossen wird.
Mit Bezug auf die Fig. 15, 16 und 17 ist eine weitere Ausfüh
rungsform der Erfindung gezeigt, bei der der Drucker 10 eine ande
re Art der Wartung der Düsenplatten 40 des Druckkopfes der Schrei
ber 20, 160 durchführt. Es werden z. B. ein schwarzer Schreiber 20
und ein dreifarbiger Schreiber 160 verwendet, die von einem hin-
und herfahrenden Wagen 42 getragen werden. Wie man verstehen wird,
können die vorliegenden Erklärungen auch auf andere Konfiguratio
nen angewendet werden, z. B. auf ein System mit vier Schreibern,
wie oben beschrieben, so wie auf zahlreiche andere Arten von Tin
tenstrahl-Druckgeräten. Auch hier wird man verstehen, daß die Be
schreibung, die sich auf einen Schreiber 20, Druckkopf 30 oder
Wischer 70 etc. bezieht, genauso grundsätzlich auch auf Systeme
mit mehreren Schreibern und Wischergruppen mit mehreren Wischern
anwendbar ist. Die Wartungsstation 50 enthält Wischer 70, die von
einer drehbaren Trommel 162 getragen werden, die sich um eine Ach
se dreht, die parallel zu der Hin- und Herbewegung der Schreiber
20, 160 ist, die während der Druckvorgänge von dem Wagen 42 ge
tragen werden. Die Wischrichtung verläuft somit quer zur Bewe
gungsrichtung der Schreiber. Die Wischrichtung ist zu den Düsen
reihen (nicht gezeigt) in der Düsenplatte 40 ausgerichtet, aus der
beim Drucken Tinten ausgestoßen wird. Ferner ist bei einer Ausfüh
rungsform der Wischer mit zwei getrennten vorstehenden Wischab
schnitten 164, 166 ausgeführt, die zu dem Bereich unmittelbar ne
ben den beiden Düsenreihen in der Düsenplatte ausgerichtet sind,
und nur diesen wischen. Diese Konfiguration maximiert den Wisch
effekt bei den kritischen Stellen des Druckkopfes. Wie man verste
hen wird, können auch die anderen hier beschriebenen Ausführungs
formen eine solche Wischerkonfiguration verwenden, der Einfachheit
halber ist jedoch eine einfachere Geometrie in den Figuren ge
zeigt.
Ebenfalls an der Trommel 162 sind Kappen 66 vorgesehen, die zum
Verschließen der Schreiber verwendet werden, wie oben beschrieben
wurde. Die Kappen können schwenkbar und/oder mittels Federn an der
Trommel montiert sein, um das Verschließen zu erleichtern und eine
gleichbleibend gute Dichtung zu erhalten. In Verbindung mit den an
der Trommel montierten Kappen wird keine Vakuumansaugung vorgese
hen. Und bei dieser Ausführungsform werden die Düsen der Düsen
platten 40 durch "Spucken" in einen "Spucknapf" 168 gereinigt, der
zum Auffangen von ausgestoßener Tinte und Rückständen angeordnet
ist. Der Spuckvorgang muß bei einem Drucker gemäß der Erfindung
seltener als beim Stand der Technik durchgeführt werden, weil der
Druckkopf durch die erhöhte Wischeffektivität, die bei der Verwen
dung des Behandlungsfluids erreicht wird, sauberer gehalten wird.
Bei einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) kann vorgesehen
sein, daß die Trommel sich hebt und senkt, indem eine bewegliche
Lagerung für die Trommel und eine Betätigungsvorrichtung vorgese
hen werden, z. B. eine Schneckenradanordnung oder ein Solenoid.
Dies kann z. B. in Verbindung mit dem Verschließen des Druckkopfs
30 oder dem Drehen der Wischer 70 an dem Druckkopf vorbei, ohne
diesen zu berühren, geschehen.
Wie man in Fig. 17 sieht, wird die Trommel 162 über ein Antriebs
rad 169 betätigt, das mit einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) ver
bunden ist. Das Antriebsrad kämmt mit an seinem Umfang angeordne
ten Zahnradzähnen 171. Wie man verstehen wird, arbeitet der Motor
bidirektional, und er wird von der Drucksteuereinrichtung (nicht
gezeigt) gesteuert. Die Trommel 162 kann somit mit einstellbarer
Geschwindigkeit in beide Richtungen gedreht werden, und eine Hin-
und Herbewegung wird möglich. In der Wartungsstation sind Kratzer
170 vorgesehen, um die Wischer zu reinigen. Neben den Kratzern
sind absorbierende Kissen 172 angeordnet, um die Tinte, Behand
lungsfluid und Rückstände aufzufangen, die von den Wischern ge
schleudert werden, wenn diese beim Drehen der Wischer (in Fig. 17
gegen den Uhrzeigersinn) an den Kratzern vorbeigehen und infolge
dessen abgestreift werden.
Die Kratzer können näher zu und weiter weg von den Trommeln 162
bewegt werden, um nach Bedarf die Wischer 70, jedoch z. B. nicht
die Kappe 66 zu berühren. Die Bewegung der Kratzer wird mit der
Drehung der Trommel koordiniert, indem eine Nockenfläche 174 an
der Trommel 162 vorgesehen und ein Mitnehmer 176 mit einem Rahmen
178 verbunden wird, der die Kratzer trägt und gelenkig angebracht
ist. Der Rahmen schwenkt um eine Angel 180, deren Achse parallel
zur Drehung der Trommel verläuft. Ein Verbindungsbauteil 182, das
mit dem Nockenmitnehmer verbunden ist, ist an dem Rahmen ange
bracht und zieht im Betrieb ein erstes Ende des Rahmens, das den
Kratzer trägt und dem angelenkten Ende 181 des Rahmens gegen
überliegt, nach Bedarf zum Kratzen der Wischer 70 einer Doppel
wischergruppe 144 näher an die Trommel. Bei einer Ausführungsform
ist der angelenkte Rahmen z. B. in eine von dem Wischer entfernte
Stellung vorgespannt und wird von der Nockenfläche näher heran
gezogen.
Die Wartungsstation weist auch eine Quelle für das Behandlungs
fluid 184 auf, die im unteren Teil der Wartungsstation 50 ange
bracht ist. Diese Quelle für Behandlungsfluid umfaßt ferner einen
kapillaren Applikator 109, der in Fluidverbindung mit dem Inneren
einer geschlossenen Kammer 78 eines Behandlungsfluidreservoirs 100
ist, das ähnlich wie oben beschrieben ist und ein wenig flüchtiges
Lösungsmittel 74 enthält, wie das oben beschriebene PEG. Der ge
zeigte kapillare Applikator 109 hat zwei elastomere Klappenbauteile
190, 191 mit abgeschrägten Abschnitten 189 bei der oberen
Spitze 114 und mit flachen, gegenüberliegenden Oberflächen 192,
193, die von einem Kapillarraum 112 dazwischen getrennt werden.
Wie oben beschrieben steigt das Fluid in dem Kapillarraum zu der
Spitze 114. Der Applikator ist aus EDPM mit einem Härtegrad von
70 hergestellt. Die Elastomerklappen 190, 191 dieses speziellen
Applikators 109 sind in der Nähe ihres Fußes mit Gelenkabschnitten
194, 195 versehen, so daß sich die Hälften des oberen Teils des
Applikators etwas auseinanderbewegen können. Dadurch kann sich im
oberen Teil mehr Behandlungsfluid ansammeln, weil der Kapillarraum
in diesem Bereich breiter ist. Bei der gezeigten Ausführungsform
sind die beiden Elastomerklappen im wesentlichen identisch. Bei
einer anderen Ausführungsform können sie jedoch unterschiedliche
Geometrien haben, um z. B. eine spezielle gewünschte Funktion zu
erreichen.
Wenn beide Klappen 190, 191 die gleiche Geometrie haben, wird der
Zusammenbau leichter. Bei einer Ausführungsform ist z. B. jede
Klappe 4 mm hoch, gemessen vom den Stabilisierflügeln an ihren
Grundflächen, und 1 mm dick. Der abgeschrägte Abschnitt 139 hat
eine Höhe von 3 mm und bei der Spitze 114 jeder Klappe eine Dicke
von 0,2 mm. Die Breite der Klappen (senkrecht zur Zeichenebene der
Fig. 17) ist wenigstens so breit, wie der Teil des Druckkopfs,
der gewischt wird. Der Kapillarraum sollte klein genug sein, damit
er eine im Verhältnis größere Anziehungskraft hat, und somit ein
kapillarer Gradient von dem darunter angeordneten Reservoir 100
entsteht, der ausreicht, um Behandlungsfluid nach oben in den
Kapillarraum zu ziehen.
Die Kammer 78 des Reservoirs 100 besteht aus einem Behälter 186,
der in der Wartungsstation 50 ausgebildet ist, und einem Deckel
187. Der Deckel hat eine Öffnung 188, durch die der Applikator
hindurchgeht. Das eingeschlossene Innenvolumen ist mit einem
offenzelligen Schaumstoff, einem Fasermaterial oder einem anderen
porösen Material gefüllt, daß einen Dochtblock 110 aus porösem
Material aufweist, der mit dem Behandlungsfluid getränkt ist. Eine
oder mehrere kleine Entlüftungen 79 sind vorgesehen, um in der
Nähe des Bodens der Kammer 78 Luft einzulassen, wenn Behandlungs
fluid aus dem Reservoir entnommen wird. Diese Anordnung ist inso
weit der oben beschriebenen ähnlich, als das Fluid in dem Reser
voir während der Fracht und dergleichen durch kapillare Anzieh
ungskraft zurückgehalten wird, nach Bedarf jedoch dem Wischer zur
Verfügung steht. Bei einer Ausführungsform wird für den Dochtblock
ein Polyurethanschaum oder ein anderes mit dem Behandlungsfluid
kompatibles Material verwendet, das eine Porengröße, ein Poren
volumen und kapillare Fluidanziehungskräfte hat, die mit dem
Applikator 109 kompatibel sind. Hierfür müssen die Poren groß
genug sein, und zwar selbst wenn der Applikator wie gezeigt ge
drückt wird, und die Schaumstoffeigenschaften müssen so gewählt
werden, daß ein kapillarer Gradient zwischen dem Reservoir 100 und
dem Applikator 109, wie oben erörtert, Fluid nach oben ziehen
kann.
Wie man verstehen wird, wird der Schaumstoff oder das andere porö
se Material, das den Dochtblock 110 in dem Reservoir 100 bildet,
bei der Stelle etwas zusammengedrückt, die direkt neben dem Appli
kator 109 liegt, weil der Applikator zusätzlich Stabilisierflügel
196 und 197 aufweist, die in den Dochtblock 110 hineinragen und
auf diesen stoßen, wodurch die Porengröße bei dieser Stelle ver
ringert wird. Die örtlich begrenzten höheren Kapillarkräfte in dem
Dochtmaterial können daher Behandlungsfluid in Richtung zu dem
zusammengedrückten Bereich ziehen und erreichen, daß es am Fuß des
Applikators zur Verfügung steht, so daß es in den Kapillarraum in
den Applikator gezogen wird und zur oberen Spitze 114 wandert.
Das Behandlungsfluid wird in einer kleinen reproduzierbaren Menge
von der Spitze 114 auf jeden Wischer 70 übertragen, wenn der Wi
scher bei der Drehung in Wischkontakt mit dem Applikator 109 kom
mt. Zum Beispiel nachdem jeder Wischer an dem Applikator vor
beigegangen ist, wird die Wischergruppe 144 zu der Düsenplatte 40
eines an dem Wagen montierten Schreibers 20 gedreht, der sich in
einer für die Wartung geeigneten Position befindet, und wischt die
Düsenplatte. Wie bereits gesagt, wird nach dem Wischen jeder Wi
scher von dem Kratzer 170 gereinigt, wenn er an diesem vorbei
wischt. Dieser Vorgang kann gemäß einer im voraus von der Drucker-Steuer
einrichtung programmierbaren Folge gesteuert werden, oder
abhängig von einer von der Bedienungsperson ausgelösten Reini
gungssequenz.
Die Quelle des Behandlungsfluids 384 kann andere Formen annehmen.
Fig. 18 zeigt z. B. eine Ausführungsform mit einem eingeschlosse
nen Block 200 aus einem nachgiebigen offenzelligen Elastomer
schaumstoff mit einer freiliegenden Oberfläche 202, über die der
Wischer 70 wischt. Der eingeschlossene Block dient als Reservoir
und Applikator. Das Behandlungsfluid wird, wie zuvor beschrieben,
durch Kapillarkräfte in dem Schaumstoff gehalten. Zusätzlich zu
den oben erläuterten Vorteilen für die Lagerung und den Transport
hat sich bei dieser Ausführungsform gezeigt, daß eine "Pump"-Wir
kung in dem Schaumstoff, die durch die Verformung mit den vorbei
gehenden Wischern auftritt, die Wischer und die freiliegende Ober
fläche des Schaumstoffreservoirs reinigen kann und neues Behand
lungsfluid zu der Oberfläche des Schaumstoffblocks 10 bringen
kann, wodurch Tintenablagerungen, die von dem vorbeigehenden Wi
scher zurückgelassen werden und die sich anderenfalls auf der
freiliegenden Oberfläche 202 ansammeln können, etwas abgebaut wer
den.
Bei einer anderen Ausführungsform wird eine Schutzschicht 204 aus
einem anderen Material über den freiliegenden Teil der Oberfläche
202 des Schaumstoffs gelegt. Die Schicht dient zum Schützen des
darunter liegenden Schaumstoffs oder eines anderen porösen Materi-
als gegen Abrieb, der durch den Wischkontakt des Wischers 70 ent
steht. Die Schutzschicht dient auch der Dosierung, wenn die Poro
sität des Materials der Schutzschicht so eingestellt wird, daß nur
eine gewünschte Menge des Behandlungsfluids während eines jeden
Durchgangs des Wischers durch die Pumpenwirkung durchkommt, und
sie kann auch so gemacht werden, daß sie die Menge des Fluids ein
stellt, das zu dem Wischer übertragen wird, indem eine Struktur
oberfläche vorgesehen wird, die überschüssiges Fluid von dem Wi
scher wischt oder zieht, wenn er vorbeigeht. Abhängig von der Rau
higkeit der Oberfläche 202 kann die Schutzschicht 204 auch den
Wischer 70 reinigen und z. B. getrocknete Tintenansammlungen ent
fernen, wenn der Wischer über die Schutzschicht wischt. Bei einer
Ausführungsform besteht die Schutzschicht aus einem gewebten Mate
rial, z. B. aus einem Stoff oder Gitter aus Polymerfasern oder
rostfreiem Stahl, oder aus einer porösen Schicht aus einem anderen
abriebbeständigen Material, z. B. einer abriebfesteren Schaum
schicht, die unten noch beschrieben ist, oder einer porösen Kunst
stoffolie oder einem Metall, das das Behandlungsfluid hindurch
läßt. Ein solches Material kann z. B. in einem Sinterverfahren her
gestellt werden oder durch Abtragen von Löchern aus einer nicht
porösen Schicht. Die relativen Benetzungs- und Porengrößen-Eigen
schaften des nachgiebigen Schaumstoffblocks 200, der das Fluidre
servoir 100 enthält, und die der Schutzschicht 200 werden so ein
gestellt, daß das Behandlungsfluid durch Kapillarwirkung zu der
Oberfläche 202 gezogen wird und bei dem Wischer zur Verfügung
steht, oder daß es durch die Pumpwirkung des vorbeigehenden Wi
schers oder durch eine Kombination aus beidem nach oben gezogen
wird.
Bei einer Ausführungsform ist die Schutzschicht 204 ein Nylongit
ter mit einer Porengröße, die klein genug ist, um durch Kapillar-
und Anziehungskräfte in dem Gitter das gewählte Behandlungsfluid
zurückzuhalten. Das Gitter liegt über einem PEG-getränkten Polyu
rethanschaum. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Schutz
schicht ein Gitter aus rostfreiem Stahl. Bei jeder der Ausfüh
rungsformen hat sich herausgestellt, daß die Porengröße des Git
ters größer oder kleiner als die des Schaumstoffs gemacht werden
kann.
In Fig. 19 ist eine weitere Ausführungsform eines Schaumstoffla
minats gezeigt, das mit einer Schutzschicht 204 aus einem relativ
starren Schaumstoff auf einem nachgiebigeren offenzelligen Schaum
stoffblock 200 hergestellt wird, der das Behandlungsfluidreservoir
100 umfaßt. Wiederum werden bei dieser Ausführungsform die Poren
größe und Benetzungseigenschaften so eingestellt, daß die ge
wünschten Ergebnisse erhalten werden. Bei einer Ausführungsform
besteht zum Beispiel die obere Schicht aus einem im Verhältnis
steiferen porösen Polypropylenschaumstoff mit einer Porengröße von
ungefähr 100 µm und einem Porenvolumen von ungefähr 40%. Der
Schaumstoff des darunterliegenden Fluidreservoirs ist Polyurethan
schaumstoff mit einer größeren Porengröße als der oberen Schicht,
so daß ein kapillarer Gradient geschaffen wird, der Behandlungs
fluid von der unteren Schicht zur Oberfläche 202 des Reservoirs
nach oben ziehen kann.
In Fig. 19A ist eine weitere Reservoir/Applikator-Ausführungsform
mit einem eingeschlossenen Block aus einem nachgiebigen offenzel
ligen Schaumstoff 200 gezeigt, der teilweise freiliegt, so daß der
Wischer 70, wie oben erläutert, darüberwischen kann, und mit einer
Schicht aus einem steiferen Schaumstoff 205, der über einem Teil
des Schaumstoffblocks liegt. Der steifere Schaumstoff ist mit ei
nem Winkel zu dem Teil des offenzelligen Schaumstoffblocks 200
angeordnet, der für den Wischer zugänglich ist und von diesem kon
taktiert werden kann, wobei der nachgiebige Schaumstoff zuerst
gewischt wird und dadurch das Behandlungsfluid zu der freiliegenden
Oberfläche 202 gebracht und auf den Wischer übertragen wird, und
wobei danach über den steiferen Schaumstoff gewischt wird, wenn
der Wischer z. B. mittels einer Trommel (nicht gezeigt) weiterge
dreht wird. Diese Ausführungsform hat den Vorteil der oben in Ver
bindung mit dem offenzelligen Schaumstoff erläuterten Pump- und
Wischerreinigungswirkung, sowie der verbesserten Reinigungs- und
Dosierungseigenschaften der steiferen Schaumstoffschicht 205, mit
der der Wischer danach in Kontakt kommt. Tintenreste z. B. werden
in der steiferen Schaumstoffschicht zurückgehalten, während das
Behandlungsfluid durch den darunterliegenden offenzelligen Schaum
stoffblock 200 gehen kann und wiederum auf den Wischer aufgebracht
werden kann.
In Fig. 20 sieht man, daß eine weitere Ausführungsform des Fluid
reservoirs 100 ein poröses Medium aufweist, wie ein Faserbündel
206, das mit PEG getränkt ist und in einem porösen gesinterten
zylindrischen Kunststoffgehäuse 208 steckt, das von der Wartungs
station 50 getragen wird. Bei dieser Ausführungsform kann der aus
dem gesinterten Kunststoff hergestellte Zylinder periodisch, z. B.
durch den Kontakt des Wischers, oder nur dann gedreht werden, wenn
er mit Tinte verunreinigt wird. Alternativ kann das zylindrische
Reservoir festgehalten werden, z. B. durch eine Einstellschraube,
wie gezeigt, oder durch eine mechanische Einrichtung, Klebmittel
oder Ultraschallschweißen. Das Reservoir aus dem Faserbündel wird
aus herkömmlichen Werkstoffen hergestellt, die im Handel leicht
erhältlich und geeignet zum Bilden eines Fluidreservoirs sind,
z. B. für Filzstifte und dergleichen. Die Fasern sind in einem ge
sinterten Polymerharz parallel gebündelt und haben eine Porengröße
und Benetzungseigenschaften, die einen kapillaren Gradienten erge
ben, der Behandlungsfluid nach oben in den Zylinder und auf seine
Außenfläche ziehen kann.
Bei einer anderen Ausführungsform, die in Fig. 21 gezeigt ist,
ist auf ein geschichtetes Schaumstoffreservoir 100, wie das oben
beschriebene, eine entfernbare Schutzabdeckung aufgepaßt. Diese
Abdeckung umfaßt z. B. eine Klappe 212, die über der oberen Schutz
schicht 204 geschlossen werden kann. Diese Schutzschicht ist eine
Schicht aus einem relativ harten Schaumstoff, wie gezeigt, oder
eine Platte mit Löchern, die wie oben beschrieben abgeschmolzen
oder gesintert wurden, um die Funktionalität des Reservoirs zu
verbessern. Wenn die Abdeckung geschlossen ist, schafft sie einen
kapillaren Raum zwischen der Abdeckung und der Schutzschicht, der
das Hinaufsaugen des Behandlungsfluids bei der Oberfläche 202 der
oberen Schicht unterstützt, so daß das Behandlungsfluid bei dem
Wischer zur Verfügung steht und auch dazu beiträgt, daß die Ober
fläche sauber bleibt, indem es diese zwischen den Wartungszyklen
der Schreiber gegen Tinte und Rückstände schützt. Im übrigen ar
beitet diese Ausführungsform wie zuvor in Verbindung mit den ge
schichteten Reservoiren beschrieben.
Man wird erkennen, daß bei jeder der Ausführungsformen der Fig.
18 bis 21 das Behandlungsfluidreservoir 100 auch als ein Applika
tor funktioniert, der Behandlungsfluid auf den Wischer 70 über
trägt, wenn dieser über das Reservoir/den Applikator wischt. Diese
Konfiguration hat die Vorteile der leichten Herstellbarkeit und
der geringeren Herstellungskosten.
In Fig. 22 ist eine andere Art der Bemessung des abgegebenen Be
handlungsfluids gezeigt, bei der tatsächlich die Menge des verfüg
baren Fluids durch eine direkte mechanische Vorrichtung gesteuert
wird. Bei der gezeigten Ausführungsform wird dies erreicht, indem
ein feststehender Entenschnabel-Rückschlagventil-Applikator 132
vorgesehen wird, der von der Wartungsstation 50 getragen wird, die
mit dem Wischer 70 in Kontakt kommt. Die Menge des Behandlungs
fluids, welche bei einer oberen Spitze 214 des Applikators dem Wi
scher zur Verfügung steht, wird durch die Betätigung einer klein
volumigen Spritzenpumpe 216 bemessen, die von der Drucker-Streuer
einrichtung gesteuert wird. Man wird verstehen, daß bei der Spitze
des Entenschnabel-Applikators eine eingestellte Menge des Behand
lungsfluids ausgestoßen wird, wenn der Fluiddruck bei der Ver
schiebung des Fluids einen Öffnungsdruck-Schwellwert des Applika
tors überschreitet, wenn z. B. ein Spritzenkolben 218 der Pumpe,
der wie in der Figur gezeigt angeordnet ist, ein kleines Stück
bewegt wird. Der Kolben kann z. B. über einen herkömmlichen Schrau
benantrieb betätigt werden, der von einem Schrittmotor (nicht ge
zeigt) aktiviert wird. Alternativ könnte eine perestaltische Pumpe
oder eine fein steuerbare Pumpe verwendet werden, die das Fluid in
Volumenschritten von z. B. einem bis fünf Mikrolitern abgeben kann.
Bei der gezeigten Ausführungsform sind Rückschlagventile 141, 142
vorgesehen, damit der Kolben 218 nach jedem Hub zurückgesetzt wer
den kann, wobei das Behandlungsfluid wie gezeigt aus einem zusam
menlegbaren Reservoir 220 für Behandlungsfluid gezogen wird. Bei
einer anderen Ausführungsform ist die Spritzenpumpe so groß, daß
sie einen für die gesamte Lebensdauer des Drucker ausreichenden
Vorrat an Behandlungsfluid unterbringen kann. Eine solche Pumpe
könnte z. B. durch einen Sperrklinken-Antriebsmechanismus betätigt
werden, der über ein Reduktionsgetriebe mit der Trommel verbunden
ist, so daß das Abgeben des Behandlungsfluids sowohl durch die
Drehung der Trommel beim Wischen aktiviert als auch mit dieser
koordiniert werden kann.
Fig. 23 zeigt eine andere Ausführungsform der Quelle 184 für Be
handlungsfluid, die ein Übertragungselement 222 aufweist, das in
diesem Fall eine elastomere Übertragungswalze ist, die um eine
Achse drehbar ist, welche parallel zu der Trommel verläuft (senk
recht zu der Zeichenebene in Fig. 23), um Behandlungsfluid von
einem Behandlungsfluidresevoir 100 auf den Wischer 70 zu übertra
gen. Die Walze muß (in einer zur Zeichenebene in Fig. 23 senk
rechten Richtung) so breit wie der Teil des Wischers 70 sein, der
benetzt werden soll. Das Reservoir umfaßt ein poröses Medium 110
zum Zurückhalten des Behandlungsfluid in dem Reservoir, ohne daß
dieses ausläuft, wie oben beschrieben, und dieses Material über
trägt das Behandlungsfluid auf die Übertragungswalze 222, die mit
ihm in Kontakt kommt, wenn die Walze sich dreht. Alternativ könnte
ein freies Fluidreservoir vorgesehen werden, vorausgesetzt, daß
auch Vorkehrungen gegen ein Auslaufen beim Kippen des Druckers
oder bei Druckveränderungen getroffen 33233 00070 552 001000280000000200012000285913312200040 0002019749670 00004 33114sind, wie an anderer Stelle
erörtert ist.
Im Betrieb wird Behandlungsfluid von dem Reservoir 100 durch die
Drehung der Übertragungswalze nach oben gebracht und ist für den
Wischer 70 verfügbar. Diese Drehung kann bei einer Ausführungsform
allein durch den Wischkontakt mit dem Wischer erfolgen, wobei die
ser Wischkontakt bei jedem Durchgang die Übertragungswalze ein
Stück weit dreht und frisches Behandlungsfluid zu ihrer Oberfläche
bringt, das beim nächsten Durchgang übertragen wird. Bei einer
anderen Ausführungsform wird die Walze von einem Antriebsmotor
(nicht gezeigt) gedreht, der mit ihr verbunden ist, wobei die Dre
hung von der Druckersteuereinrichtung gesteuert und mit der Dre
hung des Wischers koordiniert wird, um eine kleine reproduzierbare
Menge des Behandlungsfluids abzugeben, das zum Wischen auf den Wi
scher 70 übertragen werden soll.
Ein einseitig eingespannter Dosierwischer 224 kann verwendet wer
den, um die Menge des Behandlungsfluids auf der Walzenoberfläche,
die von dem Wischer aufgenommen wird, weiter einzustellen, indem
überschüssiges Behandlungsfluid abgewischt wird. Man wird verste
hen, daß der Dosierwischer, der in der Fig. 23 in Kontakt mit der
Walze nach oben gebogen dargestellt ist, statt dessen auch nach
unten gebogen sein kann, wodurch bei der Herstellung der Zusammen
bau einfacher wird. Ein Übertragungswalzen-Kratzer 225 ist vorge
sehen, der einstückig mit dem Gehäuse 286 ausgebildet ist und Ver
unreinigungen von der Übertragungswalze 222 entfernen kann. Die
gezeigte Übertragungswalze umfaßt eine Schicht 223 aus einem fe
sten Elastomerwerkstoff. Man wird verstehen, daß die Übertragungs
walze auch aus einem Schaumstoff oder einem elastomeren Schaum
stoff mit einer nicht porösen Außenfläche hergestellt werden kann,
wenn eine weichere nicht poröse Walze nicht gewünscht wird.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 24 gezeigt ist,
ist die Übertragungswalze 222 so aufgebaut, daß sie das Behand
lungsfluid direkt auf den Druckkopf 30 überträgt. Die Übertra
gungswalze ist so montiert, daß eine Auf- und Abwärtsbewegung mög
lich ist, die bei dieser Ausführungsform durch die Auf- und Ab
wärtsbewegung eines Schlittens 52 erreicht wird, an dem die Walze
montiert ist, oder indem ein Kardanring (nicht gezeigt) vorgesehen
wird, oder indem wie gezeigt eine Bewegung der Walze in der ver
tikalen Richtung zugelassen wird, indem ein Schlitz in einem Be
hälter 186 vorgesehen wird, in den eine Achse 228 paßt, welche die
Übertragungswalze trägt. Die Nachgiebigkeit eines mit dem Behand
lungsfluid gesättigten Dochtblocks 110, der z. B. aus einem offen
zelligen elastomeren Schaumstoff hergestellt ist, drückt das Über
tragungswalzenbauteil nach oben, nachdem es vertikal nach unten
gedrückt wurde. Eine Kappe 229 hat eine Öffnung 223, welche die
Aufwärtsbewegung der Übertragungswalze begrenzt und einen Teil der
Walze vorstehen läßt, so daß sie mit dem Druckkopf 30 in Kontakt
kommen kann. Auch die Walze oder das Rad selbst kann eine Schicht
aus Schaumstoff aufweisen oder auf anderer Weise komprimierbar ge
macht werden, so daß eine gewisse Variation der Dicke der Übertra
gungswalze 222 in der vertikalen Richtung möglich ist.
Bei der in Fig. 24 gezeigten Ausführungsform bewegt sich der
Druckkopf 30 entlang seiner Bewegungsachse in Richtung auf einen
Teil der Wartungsstation 50, wo er von einem ersten Wischer 230
vorgewischt wird, dann wird Behandlungsfluid auf die Düsenplatte
40 aufgebracht, wenn sich der Druckkopf an der Übertragungswalze
222 in Kontakt mit dieser vorbeibewegt, und ein zweiter Wischer
231 wischt über den Druckkopf und entfernt überschüssiges Behand
lungsfluid und verbleibende Ansammlungen getrockneter Tinte etc.
Alternativ kann auch nur ein Wischer vorgesehen werden. In diesem
Fall würde der Druckkopf von dem einen Wischer 230 vorgewischt
werden, kontaktiert dann die Übertragungswalze 222, kehrt seine
Bewegungsrichtung um und wird wiederum von demselben einen Wischer
230 gewischt.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 25 gezeigt ist,
ist die Übertragungswalze 222 mit einem Fluidreservoir 100 kombi
niert, bei dem ein Dochtblock 110 aus einem offenzelligen Schaum
stoff doppelt zusammengelegt ist und bei der Kontaktstelle 234 mit
der Übertragungswalze etwas gepreßt wird. Das Reservoir ist in der
Wartungsstation 50 montiert. Man wird verstehen, daß die Poren des
komprimierten Materials bei der Kontaktstelle kleiner sind, und
höhere Anziehungskräfte können dort Behandlungsfluid zu dieser
Stelle ziehen, wie oben erläutert, so daß es für die Übertragungs
walze zur Verfügung steht. Eine Trommel 162 mit einer Wischergrup
pe 144, die zum Wischen des Druckkopfs 30 vorgesehen sind, kontak
tiert im Betrieb die Übertragungswalze, um Behandlungsfluid auf
jeden Wischer 70 zu übertragen, und dreht ferner die Übertragungs
walze, so daß auch beim nächsten Durchgang Behandlungsfluid zur
Verfügung steht. Alternativ kann die Walze von einem getrennten
Antriebsmotor angetrieben werden, wie oben bereits erläutert wur
de. Ein Übertragungswalzen-Kratzer 225 ist bei dieser Ausführungs
form am Boden der Übertragungswalze vorgesehen, und überschüssiges
Fluid und Rückstände, die von dem Kratzer von der Übertragungswal
ze entfernt werden, können von dem Reservoir 100 weg abfallen, wo
durch es weniger verunreinigt wird.
Wie oben erläutert, können die in den Fig. 23, 24 und 25 ge
zeigten Ausführungsformen eine massive oder eine poröse Walze 222
aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform kann die Übertra
gungswalze, wenn sie aus einem Schaumstoff besteht, auch als ihr
eigenes Behandlungsfluidreservoir dienen, in dem z. B. ein Vorrat
an PEG für die gesamte Lebensdauer des Druckers enthalten ist.
Die Vorteile, die man durch Verwendung des Übertragungswalzenele
mentes 222 zwischen dem Behandlungsfluidreservoir 100 und dem Wi
scher 70 erhält, sind eine Verringerung der Verunreinigung des
Behandlungsfluidreservoirs 100 und das Vorsehen einer Dosierfunk
tion. Für ein gegebenes Behandlungsfluid kann die auf den Druck
kopf 30 oder den Wischer 70 übertragene Menge z. B. variiert wer
den, indem die Rauhigkeit der Oberfläche der Walze, die den Wi
scher oder Druckkopf 30 kontaktiert, die Benetzungseigenschaften
des verwendeten Materials, die beim Kontakt der Walze mit anderen
Elementen aufgebrachte Kraft, die Verwendung oder Nichtverwendung
eines Dosierwischers 224 und die Steifigkeit des Dosierwischers
variiert werden.
In Fig. 26 ist eine weitere Ausführungsform der Erfindung ge
zeigt, bei der das Übertragungselement zum Übertragen von Behand
lungsfluid von einem Fluidreservoir 100 zu dem Wischer 70 ein fa
denförmiges Element 236 ist, das entweder einen einzelnen Strang,
wie z. B. einen Nylondraht, oder ein gewebtes Material, wie z. B.
ein Nylonseil mit geringem Durchmesser, als das Übertragungsele
ment verwendet. Der Faden wird gespannt gehalten und in einem
Schlitz 238 in einem mit PEG gesättigtem offenzelligen Schaum
stoffblock 110 gedrückt, der in der Wartungsstation 50 enthalten
und von dieser getragen ist, und dann, bei diesem Beispiel durch
die Betätigung eines Nockens 239, herausgezogen. Eine Feder (nicht
gezeigt) kann dazu verwendet werden, den Faden zu spannen und sei
ne Verschiebung mit dem Nocken zu ermöglichen. Alternativ könnte
der Faden in einen federbelasteten, gelenkig angebrachten Rahmen
(nicht gezeigt) gelegt werden, der von dem Nocken bewegt wird. Der
Faden nimmt somit eine kleine reproduzierbare Menge des Behand
lungsfluids auf, und der Wischer 70 kommt danach in Wischkontakt
mit dem Faden, so daß eine kleine Menge des Behandlungsfluids auf
den Wischer übertragen wird. Dieses Verfahren zum Übertragen und
Aufbringen von Behandlungsfluid ist insofern günstig, als die Men
ge des übertragenen Fluids sehr gut steuerbar ist. Man wird ver
stehen, daß das beschriebene Faden-Dosierverfahren auch dazu ver
wendet werden könnte, das Behandlungsfluid direkt auf den Druck
kopf aufzubringen.
In Fig. 27 ist eine weitere Ausführungsform gezeigt, bei der das
Behandlungsfluid auf den Wischer übertragen wird, wobei das Ab
kratzen des Wischers 70 und das Übertragen und Aufbringen des Be
handlungsfluid in einer welligen Oberfläche 240 auf einem ersten
und einem zweiten geneigten Abschnitt 242, 244 der Wartungsstation
50 zusammengefaßt werden, die zusammen eine Wanne 246 mit einem
Applikator bilden. Vor dem Wischen wird wenigstens eine Oberfläche
240 mit Behandlungsfluid benetzt, z. B. die wellige Oberfläche, die
dem ersten geneigten Abschnitt 242 zugeordnet ist. Die parallelen
Rippen und Rillen, welche die Wellen bilden, dienen zum Reinigen
der Wischer, wenn er an diesen vorbeigeht, und von dem Wischer
abgereinigte Tinte und Rückstände werden in den Rillen zwischen
den Rippen festgehalten. Bei einer Ausführungsform sind die Wellen
so ausgebildet, daß das Fluid ablaufen kann. Bei einer anderen
Ausführungsform sind die Wellen so ausgebildet, daß sich das Fluid
zwischen den Wellen ansammelt, und in diesem Fall können die Wel
len mit einem schrägen Winkel zur Bewegungsrichtung des Wischers
geneigt sein, so daß das Fluid zu einer Seite ablaufen kann. Nach
dem der Wischer darüber gegangen ist, trägt überschüssiges Behand
lungsfluid, das mit Hilfe der Wellen von dem Wischer gekratzt wur
de, Verunreinigung zum Boden der Wanne 246.
Bei der gezeigten Ausführungsform wird eine Kolbenpumpe 140, wie
z. B. die oben beschriebene, von einem Nocken 248 betätigt, der in
der Trommel 162 eingebaut ist, und pumpt Behandlungsfluid aus ei
nem zusammenlegbaren Reservoir 220 auf die wellige Oberfläche 240
des ersten geneigten Abschnitts 242. Das Pumpen des Fluids ist so
durch die Druckersteuereinrichtung (nicht gezeigt) über die Dre
hung des Nockens der Trommel 242 in beiden Richtungen steuerbar.
Das Pumpen wird mit dem Wischvorgang koordiniert, so daß das Fluid
auf der welligen Oberfläche des ersten geneigten Abschnitts nur
vorhanden ist, wenn der Wischer 70 darüber wischt.
Die Wanne 246 kann einen geschlossenen Boden haben (nicht ge
zeigt), so daß sich Tinte und Rückstände ansammeln und dort trock
nen, oder sie könnte einen Ablauf haben, um diese z. B. in ein ab
sorbierendes Material 250 ablaufen zu lassen. Bei einer anderen
Ausführungsform wird die Wanne zum Recyceln des Behandlungsfluids
entleert, indem z. B. eine Ableitung 252 mit einem Strömungs-Rück
schlagventil vorgesehen wird, die mit einer Vorrichtung zum Ein
fangen von Schlammablagerungen 254 und mit dem Reservoir 220 ver
bunden ist. Man kann erkennen, daß bei dieser Ausführungsform das
Reservoir niedriger liegt als die Wanne. Ein weiteres Rückschlag
ventil 253 wird vorgesehen, um eine Rückströmung des Behandlungs
fluids zurück in die Wanne 246 zu verhindern.
In Fig. 28 ist eine weitere Ausführungsform des Fluidreservoirs
100 gezeigt, das wie oben beschrieben mit einem porösen Material
gefüllt ist und neben der Wanne 246 liegt. Ein verformbarer Ab
schnitt 256 eines Gehäuses 258 wird von dem Wischer 70 kontaktiert
und gedrückt, wenn der Wischer vorbeigeht, wobei eine Pumpwirkung
entsteht, die Fluid aus dem Reservoir drückt. Die Pumpwirkung
bringt das Behandlungsfluid bei einer Öffnung 260 in dem Gehäuse
zu dem Wischer, der über die Öffnung wischt. Ein verformbarer
Dochtapplikator 80, wie der oben beschriebene, kann zum Kontaktie
ren des Wischers in der Öffnung angeordnet werden. Im übrigen ist
der Betrieb dieser Ausführungsform wie oben erörtert. Bei einer
anderen Ausführungsform könnte der verformbare Abschnitt 256 durch
ein verformbares Rohrstück (nicht gezeigt) ersetzt werden, wobei
der Wischer oder ein anderes Element (nicht gezeigt), das von der
Trommel-getragen wird, Fluid durch diesen pumpt, indem er den ver
formbaren Rohrabschnitt bei Berührung verformt und so Behandlungs
fluid in dem Abschnitt in Richtung der Wischbewegung streichen
kann.
In den Fig. 29 und 30 ist eine weitere Ausführungsform der Er
findung gezeigt, bei der ein Behandlungsfluid 75 so gewählt wird,
daß es bei Umgebungstemperatur in einem nicht fließfähigen Zustand
ist, wobei der Temperaturbereich berücksichtigt wird, der während
der Fracht und der Verwendung des Druckers 10, welcher das Naß
wischsystem der vorliegenden Erfindung enthält, zu erwarten ist.
Das Behandlungsfluid wird erhitzt, so daß es schmilzt und für die
Wartung des Druckkopfes einen flüssigen Zustand erhält. Das bei
dieser Ausführungsform verwendete Behandlungsfluid ist ein PEG mit
hohem Molekulargewicht, z. B. PEG 1000 oder darüber, das in fester
Form aufbewahrt wird. Dieses Behandlungsfluidmaterial ist bei
Raumtemperatur wachsartig. Man hat herausgefunden, daß das Mischen
von PEGs mit unterschiedlichem Molekulargewicht es ermöglicht, den
Schmelzpunkt und die Härteeigenschaften des Materials bei ver
schiedenen Temperaturen nach Wunsch zuzuschneiden. Man hat ferner
herausgefunden, daß in der Praxis PEG mit einem Molekulargewicht
von 1450 gute Dienste leistet. Diese Ausführungsform hat besondere
Vorteile für die Lagerung und den Transport des Druckers 10, und
sie kann mit anderen hier beschriebenen Merkmalen kombiniert wer
den, um die Funktionstüchtigkeit zu optimieren und Probleme zu
reduzieren, die mit dem Kippen und den Druckdifferenzen einherge
hen. Das PEG-Behandlungsfluid 75 kann z. B. in fester Form gehalten
werden, außer wenn der Drucker bei normalem Gebrauch aufrecht
steht.
Bei einer anderen Ausführungsform kann das Behandlungsfluid 75 ein
Behandlungsfluid wie PEG mit einem geringeren Molekulargewicht um
fassen, das bei Umgebungstemperatur flüssig ist und in Mikrotrop
fen eingeschlossen und in einem Wachs oder einem wachsähnlichen
Material verteilt ist, das bei Umgebungstemperatur fest ist. Wenn
es geschmolzen wird, gibt dieses Material das Behandlungsfluid
frei. Ferner kann bei einer weiteren Ausführungsform das wachsähn
lichem Material ein PEG mit hohem Molekulargewicht sein, und die
eingeschlossene Flüssigkeit kann ein weiteres Behandlungsfluid
sein, das z. B. in PEG gering löslich ist, wobei dieses weitere
Behandlungsfluid bei erhöhter Temperatur in dem flüssigen PEG ver
teilt und mitgerissen wird, z. B. durch Rühren und Zerkleinern.
Nach dem Abkühlen der Mischung ist das Behandlungsfluid in einer
festen PEG-Matrix in mikroskopischen Tröpfchen eingeschlossen.
Das Erhitzen des Behandlungsfluids, um es vor dem Gebrauch bei der
Wartung eines Druckkopfs 30 flüssig zu machen, kann auf verschie
dene Weisen erfolgen. Bei einer Ausführungsform, die in Fig. 29
gezeigt ist, wird das feste Behandlungsfluid flüssig gemacht, in
dem ein Block aus dem festen Behandlungsfluid 75 vor dem Wischen
direkt mit einer erwärmten Düsenplatte 40 in Kontakt gebracht
wird. Eine kleine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids
schmilzt und wird auf der Düsenplatte abgelagert. Wie oben erläu
tert liegt die Kontaktstelle neben einer Seite des Druckkopfs 30,
so daß der Wischer (nicht gezeigt) zuerst mit dem Behandlungsfluid
in Kontakt kommt und dann über die Düsenplatte wischt. Wie schema
tisch dargestellt, ist der Block aus dem festen Behandlungsfluid
75 über Federn relativ zu einem vertikal beweglichen Schlitten 52
montiert, um einen relativ konstanten Kontaktdruck vorzusehen, und
eine Sperrklinkeneinrichtung 262 kann vorgesehen sein, um die Ver
ringerung der Länge des Blocks auszugleichen, wenn Behandlungs
fluid während der Lebensdauer des Druckers abgeschmolzen wird. Bei
einer Ausführungsform (nicht gezeigt) ist z. B. eine Antriebswelle
von einem Antriebsmotor, der die Trommel betätigt, über ein Reduk
tionsgetriebe mit einer Sperrklinkenvorrichtung verbunden, so daß
der Block des festen Behandlungsfluids schrittweise in Richtung
des Wischers bewegt wird.
Alternativ wird, wie in Fig. 30 gezeigt, ein Block aus dem festen
Behandlungsfluid 75, der von der Wartungsstation 50 getragen wird,
von einem Wischer 70 oder einem anderen Übertragungselement kon
taktiert. Ein Teil des verfestigten Behandlungsfluids wird auf den
Wischer abgekratzt und z. B. auf die erwärmte Düsenplatte 40 über
tragen, wo er durch die erhöhte Temperatur der Düsenplatte
schmilzt. Das Behandlungsfluid kann dann von dem Wischer vor sich
her geschoben werden, um wie zuvor beschrieben das Wischen zu un
terstützen. Ein relativ konstanter Kontaktdruck zwischen dem Wi
scher und dem Block aus dem festen Behandlungsfluid wird auch bei
dieser Ausführungsform durch Montieren des Blocks über Federn und
Vorsehen einer Sperrklinkenvorrichtung 262 erreicht.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 31 gezeigt ist,
ist das feste Behandlungsfluid 75 in einem Reservoir 100 unterge
bracht, das ein Heizelement 264 aufweist, welches mit einer Lei
stungsquelle 266 verbunden ist, die von der Druckersteuereinrich
tung 94 gesteuert wird. Das Heizelement heizt und schmilzt das
Behandlungsfluid zu den benötigten Zeitpunkten abhängig von Signa
len von der Steuereinrichtung. Das Reservoir enthält ein Übertra
gungselement 222 in der Form einer Walze aus einem elastomeren
Material. Das Walzenmaterial kann massiv oder porös sein, abhängig
von der jeweiligen Anwendung. Die Walze ragt aus einem Gehäuse 186
vor, das z. B. von dem Schlitten 52 der Wartungsstation getragen
wird, der nach Wunsch auf- und abbewegt werden kann, um die Über
tragungswalze in eine Position zu bringen, wo sie in der Bewe
gungsbahn eines Druckkopfs 30 liegt, um wie zuvor beschrieben mit
der Düsenplatte 40 des Druckkopfs in Kontakt zu kommen. Man sieht,
daß das Reservoir ein freies Fluidreservoir ist, wenn das erhitzte
Behandlungsfluid flüssig ist, und das Behandlungsfluid wird wie
zuvor beschrieben von der Walze auf die Düsenplatte übertragen.
Nach dem Aufbringen des Behandlungsfluids auf den Druckkopf wird
die Düsenplatte gewischt, z. B. mit einer Wischergruppe 144, die in
der Nähe angeordnet ist. Ein Dosierwischer 224 und ein Kratzer 225
für die Übertragungswalze arbeiten wie zuvor beschrieben und tra
gen dazu bei, daß das Behandlungsfluid im flüssigen Zustand in dem
freien Fluidreservoir eingeschlossen bleibt. Die Übertragungswalze
könnte von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) gedreht werden,
oder sie kann durch den Wischkontakt des Druckkopfes 30 gedreht
werden, bei dieser Ausführungsform mit schrittweisen Teildrehun
gen, wie zuvor beschrieben.
Wie in Fig. 32 gezeigt, ist bei einer anderen Ausführungsform ein
Fluidreservoir 100, das ähnlich wie das in Bezug auf Fig. 31 be
schriebene ist und PEG mit hohem Molekulargewicht sowie eine
Heizeinrichtung enthält, in einer Wartungsstation 50 angeordnet,
wobei ein an einer Trommel montierter Wischer 70 darüber und da
nach über einen Druckkopf 30 wischt, anstatt daß die Trommel wie
bei der Ausführungsform der Fig. 31 direkt den Druckkopf berührt.
Bei weiteren Ausführungsformen, die in den Fig. 33, 34 und 35
gezeigt sind, wird ein mit Behandlungsfluid getränktes Band dazu
verwendet, das Behandlungsfluid auf den Druckkopf 30 oder den Wi
scher 70 aufzubringen. Bei der Ausführungsform der Fig. 33 umfaßt
die Quelle 184 für das Behandlungsfluid, das zum Wischen der Dü
senplatte 40 des Druckkopfes 30 verwendet wird, eine Rolle aus
einem mit Behandlungsfluid imprägniertem flusenfreien Stoffband
268, wobei das Band nach Bedarf weiterbewegt wird, um frisches
Behandlungsfluid bei dem Wischer 70 zur Verfügung zu stellen, der
zuerst mit dem Band in Kontakt kommt und danach Druckkopf wischt.
Das von dem Band getragene Behandlungsfluid könnte PEG in flüssi
ger oder fester Form sein. Das Band wird auf herkömmliche Weise
auf eine Vorratsspule 272 und ein Aufwickelspule 274 gewickelt,
die schrittweise, gesteuert durch die Druckersteuereinrichtung
(nicht gezeigt), gedreht werden. Man wird verstehen, daß das Band
268 in einer Kassette 276 mit einem Fenster 278 untergebracht wer
den kann, das es dem Wischer ermöglicht, mit dem Band in Kontakt
zu kommen, wobei diese Kassette austauschbar sein kann. Das Band
ist bei einer Ausführungsform aus einem flusenfreien Tuch, wie
oben beschrieben, ausgebildet, es könnte jedoch auch aus anderen
Materialen hergestellt werden, z. B. als ein flexibles Band mit
einer aufgerauhten Oberfläche, welche Behandlungsfluid zurückhal
ten kann.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 34 gezeigt ist,
könnte ein Stoffband 268 so ausgebildet werden, daß es den Druck
kopf 30 für die Reinigung direkt berührt. Bei dieser Ausführungs
form dient das Stoffband selbst zum Reinigen, wenn es über die
Düsenplatte 40 bewegt wird, und wie man verstehen wird, wird die
Struktur des Stoffes so gewählt, daß die Wirksamkeit für die Rei
nigung besonders groß ist. Bei einer Ausführungsform wird ein flu
senfreies Bandmaterial verwendet, wie es z. B. zum Speichern von
Tinte in Punktmatrix-Druckern und Schreibmaschinen eingesetzt
wird, das im Stand der Technik an sich bekannt ist. Bei einer an
deren Ausführungsform wird ein flusenfreies Baumwollmaterial wie
TX 309 TEXWIPE, oder ein äquivalentes Material verwendet. TEXWIPE
ist eine Marke der Texwipe Incorporated aus Upper Saddle River,
New Jersey, USA. Eine gepolsterte Druckplatte 240, die z. B. mit Hil
fe eines Nockens 280 in vertikaler Richtung bewegt wird, kann dazu
verwendet werden, das Stoffband in Kontakt mit der Düsenplatte zu
bringen. Wiederum könnte das Band in einer austauschbaren Kassette
276 untergebracht sein, die ein Bandzugangsfenster 278 aufweist.
Fig. 35 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine
Endlosschleife aus einem flusenfreien Stoffband 268, wie das oben
beschriebene, dazu verwendet wird, das Behandlungsfluid auf die
Düsenplatte 40 eines Druckkopfs 30 aufzubringen, wobei das Band
wiederum zusätzlich zu der Übertragung des Behandlungsfluids auf
den Druckkopf eine Reinigungsfunktion durchführt. Bei dieser Aus
führungsform ist die Stoffschleife auf Rollen 281 angeordnet, die
von der Wartungsstation 50 getragen und von einer Übertra
gungswalze 222 angetrieben werden, die von einer Welle 282 gedreht
wird, die mit einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) verbunden ist,
der von der Drucker-Steuereinrichtung angesteuert wird. Die Über
tragungswalze 222 liegt in einem Bad 284 aus dem Behandlungsfluid,
das z. B. PEG mit hohem Molekulargewicht enthält, das bei Gebrauch
erwärmt wird, das aber im übrigen in fester Form vorliegt, so daß
es beim Kippen des Druckers und dergleichen nicht auslaufen kann.
Es ist offensichtlich, daß die Übertragungswalze auch auf andere
Weise benetzt werden kann, wie z. B. in Verbindung mit den Fig.
23, 24, 25 oder 31 beschrieben. Wie man wiederum in Fig. 35
sieht, ist eine gepolsterte Druckplatte 270 mit Hilfe einer hy
draulischen Betätigungseinrichtung 286 in vertikaler Richtung be
wegbar, um das Stoffband in Kontakt mit der Düsenplatte zu bringen
und von dieser wieder abzuheben. Um eine vertikale Auslenkung des
Stoffbandes auszugleichen und eine konstante Spannung des Stoff
bandes aufrechtzuerhalten, wird auf herkömmliche Weise ein feder
belasteter Spanner 288 vorgesehen.
In den Fig. 36 bis 39 ist eine weitere Ausführungsform der Er
findung gezeigt, bei der eine dosierte Menge des Behandlungsfluids
74 direkt auf den Druckkopf 30 aufgebracht wird, indem diese von
einer Wurfvorrichtung durch die Luft auf die Düsenplatte 40 gewor
fen oder geschleudert wird. Den Vorteil eines solchen Systems ist,
daß die Quelle des Behandlungsfluids nicht durch den Kontakt eines
Wischers 70 oder des Druckkopfes verunreinigt wird.
In Fig. 36 sieht man eine Ausführungsform einer kleinvolumigen
mechanischen Sprühpumpe 290, die von der Wartungsstation 50 getra
gen und z. B. von einem Nocken oder einem Solenoid (nicht gezeigt)
betätigt wird, um eine abgemessene Dosis von 1 bis 5 Mikroliter
des Behandlungsfluids auf die Düsenplatte zu Sprühen, wenn diese
sich vorbeibewegt oder über einem Sprühkopf 292 der Pumpe steht.
Das Behandlungsfluid ist in einem zusammenlegbaren Fluidreservoir
220 gespeichert, das bei dieser Ausführungsform über eine Fluid
leitung 152 mit der Pumpe verbunden ist. Das Behandlungsfluid ist
bei dieser Ausführungsform PEG mit einem Molekulargewicht von 200
bis 600.
Bei einer weiteren Ausführungsform, die in Fig. 37 gezeigt wird,
wird das Behandlungsfluid 74 mit einem thermischen Spritzprozeß
auf den Druckkopf geworfen oder geschleudert, geradeso wie die
Tinte bei den bekannten thermischen Tintenstrahlverfahren, die für
das Drucken verwendet werden, gespritzt wird. Eine tintenstrahl
ähnliche Kartusche 294 mit einem zusammenlegbaren Reservoir 296
für Behandlungsfluid und einem konventionellen thermischen Druck
kopf 298, der mit einer Leistungsversorgung 300 verbunden ist, ist
z. B. auf dem Schlitten 52 der Wartungsstation angeordnet, so daß
sie Behandlungsfluid nach Wunsch auf den Schreiberdruckkopf aus
stoßen kann, wobei das Ausstoßen des Behandlungsfluid von der
Drucker-Steuereinrichtung 94 gesteuert und mit der Bewegung des
Druckkopfs 30 koordiniert wird, der an dem Behandlungsfluid-Aus
stoßdruckkopf 298 vorbeigeht oder über diesem steht. Die Kartusche
wird mit einem spritzbaren Behandlungsfluid gefüllt, z. B. zur
Hälfte mit PEG mit einem Molekulargewicht zwischen 200 und 600 und
zur Hälfte mit Wasser. Wie man verstehen wird, kann anstelle des
thermischen Systems eine piezo-elektrische Tintenstrahlkartusche
verwendet werden, die im übrigen auf herkömmliche Weise aufgebaut
ist. Ein Vorteil dieser Ausführungsform ist, daß das Behandlungs
fluid bemessen werden kann, indem z. B. die ausgestoßenen Tropfen,
wie im Stand der Technik bekannt, gezählt werden, um eine optimale
Dosis des Behandlungsfluids vorzusehen.
In den Fig. 38 und 39 ist eine weitere Ausführungsform der Er
findung gezeigt, bei der das Behandlungsfluid 74 von einem Feder
stahl-Flügel (Flipper) 302 in Richtung des Druckkopfes 30 geworfen
oder geschleudert wird, der einseitig eingespannt an der Wartungs
station 50 neben einer Trommel 162 montiert ist, an der ein rela
tiv steifer Übertragungswischer 304 montiert ist. Eine Quelle 184
für Behandlungsfluid, die z. B. ein mit einem Gitter bedecktes
Schaustoffreservoir 100 aufweist (wie es bereits beschrieben wur
de), ist so angeordnet, daß der Übertragungswischer es berührt,
wenn die Trommel gedreht wird. Anstelle des gezeigten, mit dem
Gitter bedeckten Schaumstoffreservoirs könnten auch andere der
hier beschriebenen Reservoirausführungsformen verwendet werden.
Wenn die Trommel 162 sich dreht, wird eine kleine reproduzierbare
Menge des Behandlungsfluids von dem Übertragungswischer 304 aufge
nommen, wenn er über das Behandlungsfluidreservoir 100 wischt.
Diese Menge des Behandlungsfluids wird auf den Federstahlflügel
302 übertragen, wenn sich der Übertragungswischer weiter dreht und
den Flügel berührt. Der Flügel wird elastisch nach unten ausge
lenkt und kratzt das Behandlungsfluid von dem an der Trommel mon
tierten Übertragungswischer ab, während sich der Übertragungswi
scher weiter an ihm vorbeidreht. Man wird verstehen, daß der Flü
gel freigegeben wird und nach oben zurückschnellt, wenn der Über
tragungswischer den Flügel verläßt, wodurch eine reproduzierbare
Menge des Behandlungsfluids nach oben auf den zu wartenden Druck
kopf 30 geschleudert wird, wenn der Druckkopf zu diesem Zweck bei
einer ersten Position über dem Flügel angeordnet ist.
Nachdem das Behandlungsfluid 74 auf den Druckkopf 30 geschleudert
wurde, wird der Druckkopf entlang seiner Bewegungsbahn zu einer
zweiten Position bewegt, wo ein weiterer, versetzt an der Trom
mel montierter Wischer 70 über ihn wischt. Dies erkennt man am
besten in Fig. 39.
In Fig. 40 ist eine weitere Ausführungsform der Sprühpumpe ge
zeigt, bei der der Behandlungsfluidstrahl oder der Flügel, die
oben beschrieben wurden, zum Aufbringen von Behandlungsfluid auf
den Wischer anstatt direkt auf den Druckkopf verwendet werden
können. Zum Beispiel ist eine in der Wartungsstation montierte
PEG-Strahl-Kartusche 294, wie die oben beschriebene, die von der
Druckersteuereinrichtung 94 angesteuert wird, so aufgebaut, daß
sie das Behandlungsfluid vor dem Wischen der Düsenplatte 40 auf
einen Wischer 70 sprüht. Auch bei dieser Ausführungsform werden
die Vorteile für die Bemessung der Behandlungsfluidmengen und die
Reinhaltung der Quelle des Behandlungsfluids erreicht. Auch hier
kann ein getrennter an der Wartungsstation montierter Kratzer 107
vorgesehen werden.
Bei allen hier beschriebenen Ausführungsformen bringt die Verwen
dung eines Behandlungsfluids beim Wischen des Druckkopfes einen
zusätzlichen Parameter (das Behandlungsfluid selbst) ins Spiel,
der variiert werden kann, um den Druckkopf 30 sauberzuhalten, wor
aus sich eine bessere Druckqualität während der Lebensdauer des
Druckers 10, geringere Betriebskosten und eine geringere Ver
schwendung von Rohstoffen durch Fehlfunktionen des Druckers erge
ben, die aus einer unsachgemäßen Reinigung resultieren, insbeson
dere wenn schnell trocknende und wasserfeste Tinten auf Pigmentbasis
verwendet werden. Durch Anpassen der chemischen und physikali
schen Eigenschaften der Tinte, der Düsenplattenoberfläche 40 und
des Wischers 70 ist mit einem entsprechenden Behandlungsfluid eine
Optimierung der Sauberkeit der Schreiber, der Lebensdauer der Wi
scher und der Wartungsgeschwindigkeit möglich. Diese Überlegungen
sind besonders wichtig, wenn ein gegebener Druckkopf während einer
langen Zeitspanne verwendet wird. Darüberhinaus kann die vorlie
gende Erfindung während der gesamten Lebensdauer des Druckers 10
mit wartungsfreien Komponenten realisiert werden. All dies führt
zu einer insgesamt verbesserten Funktionsfähigkeit bei geringen
zusätzlichen Kosten für den Käufer.
Die in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und der Zeich
nung offenbarten Merkmale können sowohl einzeln als auch in belie
biger Kombination für die Realisierung der Erfindung in ihren ver
schiedene Ausgestaltungen von Bedeutung sein. Der Fachmann wird
leicht erkennen, daß bei den beschriebenen Ausführungsform der
Erfindung leicht zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden kön
nen, und daß der Bereich der Erfindung nur durch die Ansprüche
beschränkt wird.
Claims (11)
1. System zum Warten eines Teils eines Druckkopfes (30) eines
Tintenstrahldruckers (10) der Bauart mit einem Druckkopf
(30), der von einem Wagen (42) hin- und herbewegbar ist,
und einem Wischer (70), der relativ zu dem Druckkopf (30)
in Wischkontakt mit diesem bewegbar ist, um unerwünschte
Ansammlungen von einem zu reinigenden Teil des Druckkopfs
(30) zu entfernen, wenn der Druckkopf und der Wischer (70)
durch die Bewegung wenigstens eines der beiden relativ
zueinander bewegt werden, mit
einer Quelle für Behandlungsfluid (74) zum Wischen des Druckkopfes;
einer Quelle für Behandlungsfluid (74) zum Wischen des Druckkopfes;
einem Behandlungsfluid-Applikator, der Behandlungsfluid
(74) von der Quelle für Behandlungsfluid auf wenigstens den
Druckkopf (30) oder den Wischer (70) schleudern kann, um
den Wischvorgang zu unterstützen, ohne daß ein Kontakt zwi
schen dem Applikator und dem Druckkopf bzw. dem Wischer
entsteht; und
Mitteln zum Übertragen von Behandlungsfluid (74) von der Quelle (220) für Behandlungsfluid auf den Applikator.
Mitteln zum Übertragen von Behandlungsfluid (74) von der Quelle (220) für Behandlungsfluid auf den Applikator.
2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Applikator eine Sprühpumpe (290) und eine
Sprühkopfdüse (292) aufweist, um einen Teil des Wischers
oder des Druckkopfes (30 oder 70) mit Behandlungsfluid (74)
zu besprühen, wenn die Sprühpumpe (240) betätigt wird, und
um dadurch Behandlungsfluid auf dieses Element aufzubrin
gen.
3. System nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch
eine Verschlußkappe (66), welche einen Teil des Druckkopfes
(30) umschließen kann, und in der die Sprühkopfdüse (292)
angeordnet ist, welche auf einen Teil des Druckkopfs
sprühen kann, so daß das Behandlungsfluid (74) auf den
Druckkopf (30) aufgebracht werden kann, wenn der Druckkopf
neben der Verschlußkappe (66) steht.
4. System nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die Sprühpumpe (140) zwischen der Verschlußkappe
(66), die sich relativ zu einem Träger (50) bewegt, wenn
der Druckkopf (30) verschlossen ist, und diesem Träger an
geordnet ist, wobei die Verschlußkappe (66) und der Träger
(50) bei einer Wartungsstation liegen, und daß die Sprüh
pumpe (140) Behandlungsfluid (74) auf den Druckkopf (30)
sprühen kann, wenn die Verschlußkappe beim Verschließen des
Druckkopfes (30) relativ zu dem Träger bewegt wird, wobei
beim Verschließen der Träger (50) und die Verschlußkappe
(66) relativ zueinander bewegbar sind und die Sprühpumpe
(140) betätigbar ist.
5. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß
das Behandlungsfluid (74) von einem tintenstrahlähnlichen Kopf (298) ausstoßbar ist;
ein tintenstrahlähnlicher Kopf (298) vorgesehen ist, der einen oder mehrere getrennte, gleich große Tropfen des Be handlungsfluids abhängig von einem Signal von einer Steu ereinrichtung (94) ausstoßen kann, wobei der tintenstrahl ähnliche Kopf den Applikator umfaßt, um das ausstoßbare Behandlungsfluid (74) von der Quelle (220) für Behand lungsfluid auf wenigstens den Druckkopf (30) oder den Wischer (70) zu schleudern, wobei der tintenstrahlähnliche Kopf (298) in Fluidverbindung mit der Quelle (220) für Behandlungsfluid steht; und daß
eine Steuereinrichtung (94) vorgesehen ist, die mit dem tintenstrahlähnlichen Kopf verbunden ist.
das Behandlungsfluid (74) von einem tintenstrahlähnlichen Kopf (298) ausstoßbar ist;
ein tintenstrahlähnlicher Kopf (298) vorgesehen ist, der einen oder mehrere getrennte, gleich große Tropfen des Be handlungsfluids abhängig von einem Signal von einer Steu ereinrichtung (94) ausstoßen kann, wobei der tintenstrahl ähnliche Kopf den Applikator umfaßt, um das ausstoßbare Behandlungsfluid (74) von der Quelle (220) für Behand lungsfluid auf wenigstens den Druckkopf (30) oder den Wischer (70) zu schleudern, wobei der tintenstrahlähnliche Kopf (298) in Fluidverbindung mit der Quelle (220) für Behandlungsfluid steht; und daß
eine Steuereinrichtung (94) vorgesehen ist, die mit dem tintenstrahlähnlichen Kopf verbunden ist.
6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich
net, daß der tintenstrahlähnliche Kopf (298) ein thermi
scher tintenstrahlähnlicher Kopf ist, welcher Behandlungs
fluid (74) durch Erwärmen und kontrolliertes Verdampfen des
Behandlungsfluids ausstoßen kann.
7. System nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Behandlungsfluid eine Mischung aus
Polyethylenglykol und Wasser aufweist.
8. System nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine
Drucker-Steuereinrichtung (94) umfaßt, die mit dem tinten
strahlähnlichen Kopf (298) verbunden ist und Tropfen des
Behandlungsfluids (74) zählen kann, die von dem tinten
strahlähnlichen Kopf (298) ausgestoßen wurden, um die Menge
des Druckkopf-Behandlungsfluids (74) zu ermitteln, die auf
den Druckkopf (30) oder den Wischer (70) geschleudert
wurde, und um die Menge des Behandlungsfluids, die auf den
Druckkopf (30) oder den Wischer (70) aufgebracht wurde,
abhängig von der Anzahl der ausgestoßenen Tropfen zu
steuern.
9. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich
net, daß der Applikator ein elastisch verformbaren Appli
kator-Federelement (302) aufweist, das eine Kraft auf das
Behandlungsfluid (74) übertragen kann, um durch die Rück
stellkraft der Feder (302) Behandlungsfluid in Richtung
wenigstens des Druckkopfs (30) oder des Wischers (70) zu
beschleunigen.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich
net, daß die Applikatorfeder (302) einen einseitig einge
spannten, elastisch verformbaren Behandlungsfluid-Werfer
(302) aufweist, der Behandlungsfluid (74) auf wenigstens
den Druckkopf 30 oder den Wischer 70 schleudern kann, um
Behandlungsfluid, das zuvor von dem Applikator auf die
Applikatorfeder (302) aufgebracht wurde, auf den Druckkopf
(30) oder den Wischer (70) zu werfen, und daß ein Übertra
gungswischer (302) vorgesehen ist, der Behandlungsfluid
(74) von der Quelle (100) für Behandlungsfluid auf die
Applikatorfeder (302) durch Wischkontakt aufbringen kann,
wobei der Übertragungswischer die elastisch verformbare
Applikatorfeder elastisch verformt, indem er die Feder von
dem Drucker (30) bzw. dem Wischer (70) weg biegt und die
Applikatorfeder (302) dann freigibt.
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