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Die
vorliegende Erfindung betrifft die Reinigung von Druckköpfen in
rechnergesteuerten Druckern der Bauart, die allgemein als 2180 Tintenstrahldrucker
bekannt sind. Die Erfindung betrifft spezieller 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.
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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.
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Während des
Druckens können
sich fehlgeleitete Tintentröpfchen,
Staub, Papierfasern und andere Reste um die Düsen der Düsenplattenoberfläche ansammeln
und die Flugbahn (Trajektorie) später ausgestoßener Tintentröpfchen stören und
dadurch die Druckqualität
beeinflussen. Um diesen Effekt zu minimieren, kann der Tintenstrahldruckkopf gereinigt
werden, indem die Oberfläche
der Düsenplatte
ab und zu gewischt wird, um die angesammelte Tinte und andere Rückstände zu entfernen.
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Während der
Ruhepausen kann die Tinte in den Düsen trocknen oder hart werden
und dadurch die Düsen
verstopfen. Tintenstrahldruckköpfe
können
daher mit einer Kappe abgedeckt werden, um geeignete Umgebungsbedingungen
um die Düse aufrechtzuerhalten
und das Verstopfen hinauszuzögern.
Das Verschließen
kann automatisch nach einer kurzen Ruheperiode durchgeführt werden,
und zwar sogar mitten während
des Druckens einer Seite, wenn der Drucker auf mehr Daten wartet.
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Tintenstrahldrucker
haben im allgemeinen eine Service- oder Wartungsstation 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. Alternativ 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 positioniert sind.
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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 verbessern. 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-Druckmechanismus
einfaches Papier verwenden kann. Die Kombination aus kleinen Düsen und
schnell trocknender Tinte birgt jedoch die Gefahr, daß die Druckköpfe verstopfen,
in diesem Fall nicht nur mit der getrockneten Tinte und winzigen Staubpartikeln
oder Papierfasern, 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.
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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
Pigmentpartikel ausflocken. Unglücklicherweise
kann das Dispersionsmittel einen festen Film auf der Düsenplatte
des Druckkopfes bilden, wenn der Tinten"träger" oder die Trägerkomponente
der Tinte auf Pigmentbasis verdunstet. Neben den auf der Druckkopfoberfläche angesammelten
Rückstände aufgrund
zuviel gespritzter Tinte (Overspray), 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.
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Bekannte
Reinigungssysteme, die in Druckern dieser Art eingesetzt werden,
verwenden Wischer, die ein Wischerblatt haben, das aus einem 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 ausgestoßen oder herausgezogen und dazu
verwendet, den Wischer anzufeuchten und Tintenreste zu lösen, die
an dem Druckkopf haften, um die Effektivität der Reinigung zu verbessern.
Während
diese zuletzt genannte Lösung
bei einigen Tintensystemen auf Farbstoffbasis gut funktioniert,
wird dadurch Tinte verschwendet, die anderenfalls zum Drukken verwendet
werden könnte.
Einderartiges 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,
offenbart, die alle der vorliegenden Anmelderin gehören und
auf deren Offenbarung hier Bezug genommen wird.
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Ferner
funktionieren die Reinigungssysteme, die mit Tinte arbeiten, 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 Entfernen mittels mechanischer Kräfte sind, die wie oben erläutert von
dem Wischer aufgebracht werden, und daß die Kinetik bei der erneuten
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 Ansammlungen kann in die Düsen des
Druckkopfes zurückgedrückt werden,
wodurch wenigstens vorübergehend
eine oder mehrere Düsen
nicht mehr richtig abfeuern, wodurch sich die Druckqualität verschlechtert.
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Es
wurde erkannt, daß die
Verwendung eines flüssigen
Lösungsmittels
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.
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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 Höhenänderung während der Fracht auftreten.
Ein anderes Problem, das erkannt wurde, ist die Verwendung der Behandlungsflüssigkeit
bei einem Druckkopf, der unerwünschte
Ansammlungen aus Tintenfeststoffen, Dispersionsmitteln und anderen
Verunreinigungen aufweist, ohne die Quelle der Behandlungsflüssigkeit
mit diesen Ansammlungen zu verunreinigen. Die Vorrichtung zum Aufbringen der
Behandlungsflüssigkeit
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
herausgestellt. Eine gleichbleibende optimale Reinigungswirkung
und die Druckqualität
können
durch das Aufbringen von zu wenig oder zu viel Behandlungsflüssigkeit
gefährdet
werden. Zu wenig Behandlungsflüssigkeit
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.
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Im
Ergebnis gibt es viele Schwierigkeiten, zu denen das Herausfinden
optimaler Arten, wie die Behandlungsflüssigkeit aufgebracht werden
soll, um die Effektivität
des Wischens zu verbessern, gehört,
die erkannt, mit den bekannten Reinigungssystemen jedoch nicht gelöst wurden.
Deshalb wird ein verbessertes Reinigungssystem, insbesondere für Drucker benötigt, welche
Tinten auf Pigmentbasis mit hohem Feststoffgehalt und Dispersionsmitteln
verwenden, um eine optimale Funktionalität der thermischen Tintenstrahldruckköpfe zu erreichen
und aufrechtzuerhalten.
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Die
vorliegende Erfindung sieht dafür
ein Druckkopf-Reinigungssystem zum Warten eines Teils eines Druckkopfes
eines Tintenstrahldruckers der Bauart vor, bei dem der Druckkopf
mit einem Schlitten hin und her bewegt 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 Druckkopfes zu entfernen,
wenn der Druckkopf und der Wischer durch die Bewegung wenigstens
des Druckkopfes oder des Wischers relativ zueinander bewegt werden.
Das System umfaßt eine
Quelle für
ein Behandlungsfluid, wobei das Behandlungsfluid normalerweise in
einem nicht-fließfähigen Zustand
ist, durch Erhitzen jedoch fließfähig gemacht
wird. Es ist auch vorgesehen, das Behandlungsfluid von der Quelle
auf wenigstens eines der beiden Elemente aufzubringen, die bei der
Wartung des Druckkopfes beteiligt sind, wobei diese beiden Elemente
den Druckkopf und den Wischer umfassen.
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Gemäß eines
spezielleren Aspekts wird das Behandlungsfluid durch eine Heizeinrichtung
geschmolzen, die für
das Erwärmen
des Behandlungsfluids geeignet ist, um das Behandlungsfluid von
einem nicht-fließfähigem Zustand
in einen fließfähigen flüssigen Zustand
zu bringen. Die Heizeinrichtung kann die Düsenplatte selbst sein, wobei
die Düsenplatte
auf eine Temperatur erwärmt
wird, welche das Behandlungsfluid in den nicht-fließfähigen Zustand bringt,
so daß es
bei Berührung
der Düsenplatte
flüssig
wird. Die Heizeinrichtung kann ferner eine von der Düsenplatte
getrennte Heizeinrichtung sein, wobei die Heizeinrichtung dazu geeignet
ist, das Behandlungsfluid bei der Quelle für das Behandlungsfluid zu schmelzen.
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Gemäß eines
spezielleren Aspekts kann das System ferner ein Band aufweisen,
welches Behandlungsfluid in festem oder flüssigem Zustand tragen kann,
sowie eine Rotations-Betätigungseinrichtung zum
Betätigen
des Bandes, um frisches Behandlungsfluid für die Übertragung auf wenigstens den Druckkopf
oder den Wischer zur Verfü gung
zu stellen, wenn es mit diesem in Kontakt kommt. Das Band kann eine
Struktur haben, welche die Reinigung des wenigstens einen, von dem
Band berührten
Elementes unterstützt,
wenn das Band und das Element relativ zueinander bewegt werden und
in Wischkontakt sind. Ferner kann das Band eine Endlosschleife bilden,
die in Kontakt mit der Quelle für
das Behandlungsfluid zum Wischen des Druckkopfes ist, wobei das
Behandlungsfluid von der Quelle für Behandlungsfluid auf das
wenigstens eine Element übertragen
wird, um die Reinigung zu unterstützen, wenn das Band bewegt
wird.
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Gemäß eines
weiteren speziellen Aspekts kann das System eine Übertragungswalze
aufweisen, um Behandlungsfluid von der Quelle für Behandlungsfluid auf das
Band zu übertragen.
Eine Translations-Betätigungseinrichtung
mit einer Druckplatte kann vorgesehen werden, um das Band in Kontakt
mit dem wenigstens einen Element zu bringen. Das Band kann auch
zwei Enden und eine begrenzte Länge
haben, und es kann auf eine Spule aufgewickelt sein und von einer
zweiten Spule aufgenommen werden, auf welche das Band gewickelt wird,
nachdem es mit dem Element in Kontakt gekommen ist.
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Gemäß eines
weiteren speziellen Aspekts umfaßt die Erfindung ein Verfahren
zum Warten eines Teils einer Düsenplatte
eines Druckkopfs eines Tintenstrahldruckers, der einen Wischer hat,
welcher in Wischkontakt relativ zu dem Druckkopf bewegt wird, um
unerwünschte
Ansammlungen von dem zu reinigenden Teil des Druckkopfes zu entfernen,
wobei das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfaßt: Vorsehen
einer Quelle für
Behandlungsfluid zum Wischen des Druckkopfes, das normalerweise in
einem nicht-fließfähigen Zustand
ist, durch Erwärmen
jedoch fließfähig gemacht
wird; Aufbringen des Behandlungsfluids von der Quelle auf wenigstens
eines der zwei Elemente, die beim Warten des Druckkopfs eingesetzt
werden, wobei diese beiden Elemente aus dem Druckkopf und dem Wischer
bestehen; Erwärmen
des Behandlungsfluids, um das Behandlungsfluid von einem nicht-fließfähigen Zustand in
einen fließfähigen flüssigen Zustand zu
bringen; und Wischen des Druckkopfs mit dem Wischer, um einen Wischkontakt
herzustellen, indem der Wischer relativ zu dem Druckkopf bewegt
wird, wobei das Behandlungsfluid die Reinigung des Druckkopfs verbessert.
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Die
Erfindung umfaßt
ferner ein Verfahren zum Warten eines Teils eines Druckkopfes eines
Tintenstrahldruckers mit folgenden Verfahrensschritten: Vorsehen
eines Behandlungsfluids, das die Wartung des Druckkopfes unterstützen kann;
Vorsehen eines Bandes, welches Behandlungsfluid mitführen kann; Vorsehen
einer Rotations-Betätigungseinrichtung zum
Bewegen des Bandes; Aufbringen des Behandlungsfluids auf das Band,
welches das Behandlungsfluid mitführen kann; Inkontaktbringen
des Bandes, welches das Behandlungsfluid mitführt, mit einem der beiden Elemente,
die bei der Wartung des Druckkopfes beteiligt sind, wobei diese
Elemente einen Wischer und den Druckkopf umfassen, um das Behandlungsfluid
von dem Band auf das Element zu übertragen;
und Bewegen des Bandes, um frisches Behandlungsfluid zur Übertragung
auf das Element zur Verfügung
zu stellen, wenn das Element nachfolgend mit dem Band in Kontakt
kommt.
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Gemäß eines
spezielleren Aspekts umfaßt die
Erfindung ferner die folgenden Verfahrensschritte: Vorsehen eines
solchen Bandes mit einer Struktur, die die Reinigung des Elementes
unterstützt,
mit welcher das Band in Kontakt kommt; und Bewegen des Bandes und
des Elementes relativ zueinander, während sie in Wischkontakt sind,
um die Reinigung des Elementes zu unterstützen. Bei dem Verfahren kann
ferner eine Endlosschleife aus diesem Band vorgesehen werden, sowie
eine Quelle für
das Behandlungsfluid zum Wischen des Druckkopfes, und das Behandlungsfluid
kann von der Quelle für
Behandlungsfluid auf das Band übertragen
werden, während
das Band bewegt wird. Die Erfindung kann ferner die folgenden Verfahrensschritte
umfassen: Vorsehen des Behandlungsfluid in einem nicht-fließfähi gen Zustand
bei Umgebungstemperatur und Erwärmen
des Behandlungsfluids vor dem Aufbringen auf das Band.
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Die
Erfindung ist im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen
mit Bezug auf die Zeichnungen näher
erläutert.
In den Figuren zeigt:
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1 eine
perspektivische, teilweise geschnittene Ansicht eines rechnergesteuerten
Druckers, welcher die Umgebung der Erfindung gemäß einer Ausführungsform
darstellt;
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2 ist
eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines teils einer Wartungsstation
des Druckers der 1, die vier von einem Schlitten
getragenen Schreiberkartuschen in der Nähe der Wartungsstation zeigt,
wobei der Schnitt entlang der Linie 2-2 in 1 verläuft;
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3 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht, wobei der Schnitt entlang
der Linie 3-3 in 2 verläuft;
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4 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht, wobei der Schnitt entlang
der Linie 4-4 in 2 verläuft;
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5 ist
eine Explosionsdarstellung des Teils des Wartungsstationsschlittens,
der ein Behandlungsfluidreservoir und einen Dochtapplikator, einen
Dochtbehälter,
eine Kappe, einen Wischer und einen Wischerhalter umfaßt, der
auch in 1 zu sehen ist;
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6 ist
eine schematische perspektivische Darstellung einer alternativen
Ausführungsform
der in 5 gezeigten Erfindung, mit einem weiteren Behandlungsfluidreservoir
und einer Leitung zum periodischen Nachfüllen von Behandlungsfluid bei
dem Dochtapplikator;
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7 ist
eine Seitenansicht eines Schreibers gemäß einer alternativen Ausführungsform
der Erfindung, bei der Teile weggebrochen sind;
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7A ist
eine Schnittdarstellung eines Teil des in 7 gezeigten
Schreibers, die eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung zeigt;
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8 ist
eine Seitenansicht eines Wartungsstationsbereichs einer alternativen
Ausführungsform der
Erfindung, wobei Teile weggeschnitten sind;
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9 ist
eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, wobei
Teile weggeschnitten sind;
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10 ist
eine Darstellung der Betriebsarten der Ausführungsform der 9;
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11 ist
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung, wobei Teile weggebrochen sind;
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12 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer Wartungsstation
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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13 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer Wartungsstation
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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14 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Teils einer Wartungsstation
gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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15 ist
eine perspektivische Darstellung eines weiteren Druckers, bei der
Teile weggeschnitten sind, zur Darstellung der Umgebung einer alternativen
Ausführungsform
der Erfindung;
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16 ist
eine perspektivische Darstellung einer Wartungsstation gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der in 15 angezeigten Erfindung, wobei
Teile weggeschnitten sind;
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17 ist
eine teilweise geschnittene Seitenansicht der in 16 gezeigten
Ausführungsform der
Erfindung, wobei der Schnitt entlang der Linie 17-17 in 16 verläuft;
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18 ist
eine teilweise geschnittene schematische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der in 17 gezeigten Erfindung;
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19 ist
eine geschnittenen Seitenansicht einer Quelle für Behandlungsfluid bei einer
alternativen Ausführungsform
der Erfindung;
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19A ist eine Schnittdarstellung einer Quelle für Behandlungsfluid
für eine
alternative Ausführungsform
der Erfindung gemäß 19;
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20 ist
eine geschnittene Seitenansicht einer Quelle für Behandlungsfluid in einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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21 ist
eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, wobei Teile weggeschnitten sind;
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22 ist
eine schematische perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform der
Erfindung, wobei Teile weggeschnitten sind;
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23 ist
eine geschnittene Seitenansicht einer Quelle für Behandlungsfluid gemäß einer
weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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24 ist
eine Schnittdarstellung einer Quelle für Behandlungsfluid in einer
weiteren Ausführungsform,
die in einer Wartungsstation des Druckers der 1 eingebaut
ist;
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25 ist
eine Schnittdarstellung der Quelle für Behandlungsfluid in einer
weiteren Ausführungsform,
die in dem Drucker der 15 eingebaut ist;
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26 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung;
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27 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung;
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28 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung;
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29 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung, die in dem Drucker der 1 eingebaut
ist;
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30 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung, die in dem Drucker der 15 eingebaut
ist;
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31 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung, die in dem Drucker der 1 eingebaut
ist;
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32 ist
eine schematische teilweise geschnittene Darstellung einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung, die in dem Drucker der 15 eingebaut
ist;
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33 ist
eine schematische perspektivische Darstellung der weiteren Ausführungsformen der
Erfindung;
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34 ist
eine schematische perspektivische Darstellung der weiteren Ausführungsformen der
Erfindung;
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35 ist
eine schematische perspektivische Darstellung der weiteren Ausführungsformen der
Erfindung;
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36 ist
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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37 ist
eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung;
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38 ist
eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht einer weiteren
Ausführungsform
der Erfindung, wobei die Blickrichtung der Linie 38-38 in 39 entspricht;
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39 ist
eine schematische teilweise geschnittene Seitenansicht der weiteren
Ausführungsform
der 38, wobei die Blickrichtung der Linie 39-39 in 38 entspricht;
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40 ist
eine schematische perspektivische teilweise geschnittene Darstellung
einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung.
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Zur
Bezeichnung bestimmter gleicher Elemente in verschiedenen Ausführungsformen,
die in den Figuren gezeigt sind, sind gleiche Bezugszeichen verwendet.
Dies dient jedoch lediglich der Bequemlichkeit. Die Verwendung derselben
oder verschiedener Bezugszeichen für beliebige Elemente soll nicht
als Beschränkung
der Erfindung verstanden werden oder implizieren, daß die Elemente
in jeder Weise gleich oder unterschiedlich sind.
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In 1 ist
als ein Beispiel, ohne jegliche Beschränkung hierauf, eine Ausführungsform
eines Tintenstrahldruckmechanismus gezeigt, der hier als ein Tintenstrahldrucker 10 dargestellt
und in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Solche Drucker können zum
Drucken von Geschäftsberichten
und Korrespondenzen, für
die Publikationserstellung am Schreibtisch (desktop publishing)
und der gleichen in einer industriellen Büro-, Heim- oder anderen Umgebung verwendet werden. Im
Handel sind eine Vielzahl 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 Einfachheit halber sind die Prinzipien
der vorliegenden Erfindung jedoch anhand eines Tintenstrahldruckers 10 erläutert.
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Während es
offensichtlich ist, daß die
Druckerkomponenten von Modell zu Modell variieren können, umfaßt der typische
Tintenstrahldrucker 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 geeignet,
wie Papier, Pappe, Transparenzfolien, Mylar, Folien etc., abhängig von
der Anwendung, der Einfachheit halber wird bei der gezeigten Ausführungsform
jedoch Papier als das Druckmedium verwendet. 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
angetriebener Walzen (nicht gezeigt) verwendet wird. In der Druckzone 15 empfangen
die Blätter
des Mediums Tinte von einer Tintenstrahl-Schreiberkartusche, z. B. von einer Schreiberkartusche 20 für schwarze
Tinte und/oder von einer oder mehreren Schreiberkartuschen 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 Dreifarbschreiber in Verbindung mit einem
monochromen Schreiber für schwarze
Tinte, oder ein einzelner monochromer schwarzer Schreiber 20 alleine
verwendet werden.
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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 2, 3 und 4 ersieht,
hat jeder Druckkopf, wie im Stand der Technik bekannt, eine Düsenplattenoberfläche 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 Anwendungsbereich 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
ausgestoßen.
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Wie
man wieder insbesondere in 1 sieht, werden
die Schreiberkartuschen 20, 22, 24, 26 von einem
Schlitten 42 transportiert, der entlang einer Führungsstange 44 von
einer herkömmlichen
Anordnung aus einem Antriebsriemen, einer Riemenscheibe und einem
Motor (nicht gezeigt) angetrieben werden kann. Die Schreiber setzen
selektiv 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 Steuereinrichtung ein Mikroprozessor
(nicht gezeigt) sein kann, der innerhalb des Chassis 12 untergebracht
ist. Die Steuereinrichtung empfängt üblicherweise
Befehle von einem Rechner, z. B. ein Personal 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.
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Das
Druckerchassis 12 grenzt einen Raum 48 ein, der
einen Druckkopfwartungsbereich 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 konfiguriert, daß er verschiedene Komponenten
der Wartungsstation warten kann, wie Wischer, Kappen und Ansaugeinheiten.
Eine Vielzahl geeigneter Abdeck- und Ansaugmechanismen sind bekannte
und im Handel erhältlich.
Bei einer Ausführungsform (nicht
gezeigt) können
einer oder mehrere Wischer feststehend angeordnet werden, und nur
die Kappen sind vertikal beweglich.
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Wie
man in 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 Ansaugeinheiten
ziehen Tinte aus den Druckköpfen 30, 32, 34, 36 zum
Reinigen der Düsen
(nicht gezeigt), die bei der Oberfläche 40 der Düsenplatte
jedes Druckkopfes münden.
Dies erfolgt, wenn der Schreiber, 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 sammeln. Ferner können sich, wie erwähnt, Rückstände, wie
Papierfasern 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 verschlossen wird, und/oder wenn
der Stift vor dem Ansaugen des Stiftes lange Zeit verschlossen war,
können
sowohl getrocknete angesammelte Stoffe als auch frisch angesaugte
Tinte, die von dem Ansaugprozeß stammt, anwesend
sein. Der Schlitten weist eine erste, geschlossene 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.
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Bevor
ein angesaugter Schreiber 20, 22, 24 oder 26 wieder
zum Drucken in die Druckzone bewegt wird, werden bei dieser Ausführungsform
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 vorbei bewegt
wird, der von einer Feder-Haltevorrichtung 72 getragen
wird. Wie man in 3 sieht, ist der Wischer 70 so
positioniert, 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 Feder-Haltevorrichtung 72 lenkt
nach Bedarf aus, wenn der Wischer von dem Druckkopf nach unten gedrückt wird,
um den Druckkopf vorbeizulassen. Eine resultierende Rückstellkraft
wirkt auf den Wischer und hält
ihn z. B. gegen die Oberfläche der
Düsenplatte,
wenn sich der Druckkopf vorbeibewegt. Die Wischwirkung der Relativbewegung
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.
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Wie
gesagt ist jedoch bei den bekannten Einrichtungen die Wischwirkung
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 Ansammlungen zu stark an der Oberfläche der Düsenplatten haften, um sie auf
diese Weise zu entfernen.
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In
den 2 und 4 wird die Effektivität der Wischertätigkeit bei
der gezeigten Ausführungsform
der Erfindung verbessert, und zwar insbesondere im Hinblick auf
relativ schnell trocknende Tinten 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 Erfindung
auf einen einzigen Schreiber 20 der mehreren Schreiber 20, 22, 24, 26,
die von dem Schlitten (42 in 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.
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Das
Behandlungsfluid 74, oder die Behandlungsflüssigkeit
(für diese
Anmeldung wurde die Bezeichnung "Behandlungsfluid" gewählt, selbstverständlich sind
davon auch Behandlungsflüssigkeiten umfaßt), dient
abhängig
von der speziellen Anwendung einer oder mehreren Funktionen. Zunächst schmiert
es den Wischer 70 beim Wischen, 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 Abnutzung des Wischers
verringert.
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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.
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Drittens
hilft das Behandlungsfluid 74 dem Wischer 70,
sowohl gelöste
Tinte als auch andere getrocknete Reste und Ansammlungen beim Wischen zu
transportieren. Dies führt
zu einer gründlichen
Entfernung solcher Rückstände.
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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 abgewischt werden, weil sie weniger leicht an dem Druckkopf
haften.
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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 Funktionalität
mit der speziellen verwendeten Tinte gewählt werden. Behandlungsfluids, die
aus Erfahrung gut mit Tinten auf Pigmentbasis 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 Molekulargewicht von zwischen
etwa 200 und 600 verwendet. Man hat herausgefunden, daß durch
Mischen von PEG mit unterschiedlichen Molekulargewichten die Eigenschaften
des Behandlungsfluids variiert werden können, um z. B. bei den verschiedenen
Ausführungsformen der
Erfindung eine optimale Funktionalität zu erhalten.
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Eine
Veränderung
des Stoffes, welcher das Behandlungsfluid 74 bildet, und
die Eigenschaften eines gegebenen Stoffes können so beeinflußt werden, daß jede Funktion,
z. B. das Schmieren zum Verlängern
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.
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Es
wird ein Applikator vorgesehen, der bei der gezeigten Ausführungsform
ein Docht (oder Saugmaterial) 80 ist, der Behandlungsfluid
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 Abdeckposition 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 erstes 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.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
(nicht gezeigt) kann der Applikatordocht von einem mittels Federn
montierten Kardanring getragen werden. Die Bewegungsfreiheit um
zwei zueinander senkrechte Achsen gewährleistet z. B. einen gleichmäßigen Kontakt
zwischen einem solchen Applikatordocht und dem Druckkopf.
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Die
Menge des aufgebrachten Fluids hängt ab
von der Kontkatfläche,
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
aufgebracht 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.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
ist der Docht 80 so positioniert, 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
Rechteckfläche
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 erhältlichen
Düsenplatten
funktioniert, z. B. mit denen, die von der Inhaberin der vorliegenden Anmeldung
weltweit verkauft werden.
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Bei
einer weiteren alternativen Ausführungsform
ist der Applikatordocht 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 entlang 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 Behandlungsfluid und unerwünschte Ansammlungen von diesem
auf.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
wird der Applikatordocht 80 durch die Form des Behälters 46 und
durch einen zweiten Dochtmaterialblock 86 stabilisiert,
der eng in den Fluidbehälter 76 paßt. Dies sieht
man vielleicht am besten in 5. Für den zweiten
Dochtblock kann z. B. ein offenzelliger Schaumstoff verwendet werden.
Der Schaumstoff sollte so gewählt
werden, daß er
mit dem Behandlungsfluid kompatibel ist. In Verbindung mit einem PEG-Behandlungsfluid
kann z. B. Polyurethanschaum verwendet werden. Das Fluid wird durch
die Kapillarwirkung durch diesen Block zu dem Applikatordocht 80 transportiert,
der aus einem Material mit im Verhältnis 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
Kontakt 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 aufzubringen.
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Mit
Bezug auf die 2, 4 und 5 ist nun
beschrieben, wie der Wischer nach dem Aufbringen des Behandlungsfluids 74 auf
die Düsenplatte 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.
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Die
geschlossene Kammer 78, welche den Vorrat des Behandlungsfluids 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 offenzelliger Schaumstoff gebildet
ist, welcher die Kammer vollständig
füllt, nutzt
Kapillarkräfte,
um zu verhindern, daß Behandlungsfluid
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.
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Andere
Ausführungsformen
der Erfindung verwenden eine von verschiedenen 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 einfach 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 gezeigten 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 indem 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 Entlüftung
notwendig ist. Bei dieser zuletzt genannten Ausführungsform 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 geeigneten Stelle neben
einem Wischer montiert ist.
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Bei
einer weiteren, anderen Ausführungsform
(nicht gezeigt) wird das Behandlungsfluid durch Schwerkraft von
einem Reservoir zu einem 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 Applikatordochtes (der
z. B. aus einem anderen Material hergestellt ist). Das Behandlungsfluid
wird durch Kapillarwirkung zu der Spitze gezogen und nachfolgend
auf den Druckkopf aufgebracht.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
die schematisch in 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 Ausführungsform)
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 angesteuert werden,
um sich nur zu öffnen,
wenn eine bestimmte Druckerfunktion durchgeführt wird, z. B. wenn der Wagen
bewegt wird, oder wenn im normalen Betrieb die Kappe von einem Druckkopf
genommen wird, wobei diese Druckerfunktion inkompatibel mit der
Bewegung 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.
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Alternativ
kann die Strömung
des Behandlungsfluid zum Applikatordocht 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.
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Man
wird verstehen, daß das
bei der Ausführungsform
der 6 die Steuerung der Strömung des Behandlungsfluids
zu dem Applikatordocht 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.
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7 zeigt
eine weitere Ausführungsform, bei
der das Behandlungsfluid in einem Reservoir 100 enthalten
ist, das mit einem porösen
Material 108 gefüllt
ist, welches in der Schreiberkartusche 20 selbst untergebracht
ist, und von einem Applikatordocht 102 abgegeben wird,
der so gestaltet ist, daß ein Oberflächenabschnitt 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 Dochtapplikatorabschnitt der Außenfläche des Druckkopfes wird der
Wischer befeuchtet. Dann bewegt sich der Wischer über den
zu reinigenden Teil des Druckkopfes, z. B. den kritischen Bereich
neben den Düsenöffnungen,
wobei er das Behandlungsfluid vor sich her schiebt und in Wischkontakt
mit dem Druckkopf bleibt.
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Eine
der möglichen
Arten, diese Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zu realisieren, ist ein Aufbau mit einem
porösen,
offenzelligen starren Schaumstoffblock 108 in einem Behandlungsfluidreservoir 100,
das in dem Schreiber 20 vorgesehen ist. Es hat sich herausgestellt,
daß dieser
Aufbau gut funktioniert. Der Schaumstoffblock füllt das Reservoir vollständig aus
und ist mit dem Behandlungsfluid getränkt. Bei einer weiteren Ausführungsform
(nicht gezeigt) wird der Docht 102 weggelassen, und ein
freiliegender Teil des Schaumstoffs ist so angeordnet, daß er bei
der Wischbewegung des Wischers 70 mit diesem in Kontakt
kommt.
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Bei
einer weiteren, anderen Ausführungsform,
die in der 7A gezeigt ist, ist der Dochtapplikator 102 durch
einen "kapillaren" Applikator 109 ersetzt,
der zwei identische elastomere Verschlußklappenbauteile 110, 111 aufweist,
die ebene, gegenüberliegende
Oberflächen
haben, welche von einem Kapillarraum 112 zwischen diesen
getrennt werden. Es hat sich herausgestellt, daß sich das Behandlungsfluid
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 hergestellt wird.
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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
Oberflächen
und einem Kapillarraum dazwischen aufweist, um eine Behandlungsfluid
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.
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Wie
jeder verstehen wird, ermöglicht
diese in dem Schreiber montierte 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 Verbesserung der Tintenzusammensetzungen,
die während der
Lebenszeit des Druckers verwendet werden, ermöglicht, ohne daß die Eigenschaften
des Behandlungsfluids berücksichtigt
werden müssen,
daß in vorhandenen
Druckern enthalten ist.
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Wenn
man sich wieder 5 zuwendet, kann man erkennen,
daß der
Zusammenbau der wenigen einfachen Komponenten dieser Ausführungsform
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 Behandlungsfluid 74 gefüllt wird. Der Block 86 paßt eng in den
Behälter
und hält
den Applikatordocht in einem Kanal 97, der den Applikatordocht
aufnehmen kann, wobei die Komponenten den Applikatordocht gemeinsam
mit der für
die Montage richtigen Ausrichtung halten.
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Der
Behälter 76 für das Behandlungsfluid wird
dann mit dem Schlitten durch Warmklebung oder Ultraschallschweißen oder
z. B. mit Hilfe eines Klebmittels verbunden, wobei der Applikatordocht hierfür durch
die Öffnung 82 geht.
Der Behälter 76 für das Behandlungsfluid
ist so aufgebaut, daß er
eine Aufnahme 98 schafft, welche die Ansaugeinheit 60 des
Schlittens 52 aufnimmt. Zusätzlich oder alternativ ist
ein Wischer 70, der aus einem Elastomermaterial mit den
gewünschten
Eigenschaften besteht, auf einer Feder-Haltevorrichtung 72 montiert,
die von einem Teil eines Halters 96, der zu diesem Zweck
mit dem Schlitten zusammenwirkt, auf dem Schlitten festgehalten
wird.
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Wie
man in 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 Wartungsstation 50 und der Druckzone 15 vorgespannt
wird. Der Applikator 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 Gehäuse
vorsteht und Behandlungsfluid in kleinen reproduzierbaren Mengen
auf elastomere Wischer 124 aufbringen kann, die auf dem
Schlitten 52 der Wartungsstation angeordnet sind. Das Applikatorgehäuse umfaßt ferner
einen Kratzerelement 126, das über die Wischer kratzen kann,
um unerwünschte
Ansammlungen zu entfernen, die auf den Wischern vorhanden sein können.
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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 jeweiligen Kappen 66 positioniert
sind. Wenn sich der Wagen von der Wartungsstation 50 zu
der Druckzone 15 bewegt, folgt das Applikatorgehäuse 116 dem
Wagen 42 durch die Rückstellkraft
der vorspannenden Spiralfeder 118. Wenn das Applikatorgehäuse 116 die
Wartungsstation in beiden Richtungen überquert, kommt der Dochtspitzenapplikator
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 Ausführungsform erfolgt
das Wischen in beiden Richtungen der Wagenbewegung, und das Behandlungsfluid
wird auf ähnliche
Weise auf die Wischer aufgebracht.
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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
Behandlungsfluid) auf dem Wagen 42 montiert werden müßte. Bei
einer anderen Ausführungsform
kann das Applikatorgehäuse 116 eine
getrennte Kartusche für
Behandlungsfluid aufweisen, die in Intervallen ersetzt werden kann.
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In
den 9 und 10 ist eine weitere Ausführungsform
der Erfindung 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 wurde. Nachdem er über den Übertragungswischer
gegangen ist, kehrt sich die Bewegungsrichtung des Druckkopfes um,
und der Druckkopf bewegt sich in den 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 abgerundete
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
Dochtmedium 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 angeordnet werden,
um die Wischer zu reinigen. Am besten wird der Kratzer in den 9 und 10 rechts
von dem Druckkopf 30 angeordnet, um den Übertragungswischer
nur abzukratzen, nachdem er das Behandlungsfluid auf den Druckkopf übertragen
hat.
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Diese
Ausführungsform
hat den Vorteil, daß die
Applikator-Wischerkombination 128 als ein Zwischenübertragungselement
dient, um Behandlungsfluid von einer Behandlungsfluidquelle 73 auf
den Druckkopf 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-Wischer-Kombination 128 gewischt
wird, und die Applikatorspitze 122 kommt nicht in direkten
Kontakt mit dem Druckkopf.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
die in 11 gezeigt ist, hat ein elastomerer
Dosierapplikator 132 die Form eines Entenschnabels und
ist auf dem Wagen 42 unter einem Trichter 134 montiert,
der Behandlungsfluid 74 von einem feststehenden Hahn 136 empfangen
kann, der am Ende des Bewegungsbereiches des Wagens bei der Wartungsstation
liegt. Ein ähnlicher
entenschnabelartiger Applikator ist in 22 gezeigt.
Wieder mit Bezug auf 11, wenn der Wagen in die Nähe des Endes
seines Bewegungsbereiches kommt (in 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 Rückschlagventile 141 und 142 aufweist.
Die Konfiguration und Arbeitsweise sol cher Pumpen ist allgemein bekannt.
Eine kleine Dosis des Behandlungsfluid wird in den Trichter gepumpt
und wandert unter Einwirkung 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 können, und eine kleine reproduzierbare
Menge des Behandlungsfluids wird durch die Verformung des elastomeren
Applikators bei diesem Wischkontakt jedesmal abgegeben, wenn ein
solcher Kontakt stattfindet. Die Wischer können identisch sein oder einen
unterschiedlichen 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 programmiert
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 Druckkopfes 1 bis 5 μl abzugeben,
oder um in längeren
Intervallen bei jeder fünften
Wartung des Druckkopfes 30 1 bis 25 μl des Behandlungsfluids in den
Trichter zu geben. Ein zusammenlegbares Reservoir 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
Behandlungsfluidreservoir 144 auf dem Wagen mitgeführt werden
muß. Der
Dosierapplikator 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 Trichters z. B. beim Kippen des Druckers 10 im
Falle eines Falles minimiert wird. Ferner könnte der Applikator 132 durch
einen Dochtblock 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 auslaufenden Behandlungsfluids
zu vermeiden.
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In 12 ist
eine weitere Ausführungsform eines
zusammengesetzten 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 offenzelliger Schaumstoff, ist
zwischen zwei Elastomerwischern 150 und 151 in
einer speziellen Wischergruppe eingeklemmt, welche den zusammengesetzten
Fluid-Dosierwischer bildet. Ein Durchlaß 152 ist mit einer
Quelle für
Behandlungsfluid (nicht gezeigt), z. B. einem zusammenlegbaren 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 Verbindung kommt. Alternativ
wird die Größe des gesättigten
Schaumstoffs so bemessen, daß er
einen Vorrat des Behandlungsfluid für die gesamte Lebensdauer des
Druckers aufnehmen kann. Bei einer Ausführungsform ist der Wischer
in einer zur Wischbewegung quer gehenden Richtung breiter (aus der
Zeichenebene der 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.
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Im
Betrieb kommt der Druckkopf 30 in Wischkontakt mit dem
zusammengesetzten 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 porösen Abschnitt
sauberer gehalten. Durch das Drücken
beim Wischkontakt 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 hinein unterstützt.
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Wie
man in 13 sehen kann, weist auch eine
andere Ausführungsform
eines zusammengesetzten Behandlungsfluid-Dosierwischers 146 einen zusammengesetzten
Aufbau auf. Eine äußere elastomere
Hülle 156 aus
EPDM umschließt
einen inneren Abschnitt des mit Behandlungsfluid 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 verstehen, 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-Dosierwischers 146 öffnen.
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Wie
man in 14 sieht, ist bei einer anderen
Ausführungsform
der Erfindung ein Behandlungsfluidapplikator 132 in der
Schreiberkappe 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.
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Bei
der gezeigten Ausführungsform
wird der Druck durch eine federbelastete 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 Entenschnabelapplikator 132 dient im Betrieb
der Pumpe als ein Rückschlagventil. 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
stattdessen verwendet werden, z. B. eine Pumpe, deren Düse nach oben
vorspringt, um auf die Düsenplatte 40 zu
sprühen,
wenn der Schreiber verschlossen wird.
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Mit
Bezug auf die 15, 16 und 17 ist
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, bei der der Drucker 10 eine andere
Art der Wartung der Düsenplatten 40 des
Druckkopfes der Schreiber 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 Konfigurationen angewendet werden, z. B. auf ein
System mit vier Schreibern, wie oben beschrieben, so wie auf zahlreiche
andere Arten von Tintenstrahl-Druckgeräten. Auch hier wird man verstehen,
daß die
Beschreibung, 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 Achse dreht, die parallel zu der Hin- und Herbewegung der Schreiber 20, 160 ist,
die während
der Druckvorgänge
von dem Wagen 42 getragen werden. Die Wischrichtung verläuft somit
quer zur Bewegungsrichtung der Schreiber. Die Wischrichtung ist
zu den Düsenreihen
(nicht gezeigt) in der Düsenplatte 40 ausgerichtet,
aus der beim Drucken Tinten ausgestoßen wird. Ferner ist bei einer
Ausführungsform
der Wischer mit zwei getrennten vorstehenden Wischabschnitten 164, 166 ausgeführt, die
zu dem Bereich unmittelbar neben den beiden Düsenreihen in der Düsenplatte
ausgerichtet sind, und nur diesen wischen. Diese Konfiguration maximiert
den Wischeffekt bei den kritischen Stellen des Druckkopfes. Wie man
verstehen wird, können
auch die anderen hier beschriebenen Ausführungsformen eine solche Wischerkonfiguration
verwenden, der Einfachheit halber ist jedoch eine einfachere Geometrie
in den Figuren gezeigt.
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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 vorgesehen.
Und bei dieser Ausführungsform
werden die Düsen
der Düsenplatten 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 Verwendung 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
vorgesehen 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.
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Wie
man in 17 sieht, wird die Trommel 162 über ein
Antriebsrad 169 betätigt,
das mit einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) verbunden ist. Das Antriebsrad
kämmt mit
an seinem Umfang angeordneten 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, Behandlungsfluid und Rückstände aufzufangen, die von den
Wischern geschleudert werden, wenn diese beim Drehen der Wischer
(in 17 gegen den Uhrzeigersinn) an den Kratzern vorbeigehen
und infolgedessen abgestreift werden.
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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 angebracht
und zieht im Betrieb ein erstes Ende des Rahmens, das den Kratzer
trägt und
dem angelenkten Ende 181 des Rahmens gegenüberliegt,
nach Bedarf zum Kratzen der Wischer 70 einer Doppelwischergruppe 144 näher an die
Trommel. Bei einer Ausfdührungsform ist
der angelenkte Rahmen z. B. in eine von dem Wischer entfernte Stellung
vorgespannt und wird von der Nockenfläche näher heran gezogen.
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Die
Wartungsstation weist auch eine Quelle für das Behandlungsfluid 184 auf,
die im unteren Teil der Wartungsstation 50 angebracht 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 gezeigte 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.
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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 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.
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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 Behandlungsfluid
aus dem Reservoir entnommen wird. Diese Anordnung ist insoweit der
oben beschriebenen ähnlich,
als das Fluid in dem Reservoir während
der Fracht und dergleichen durch kapillare Anziehungskraft 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 Porenvolumen 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 gedrückt 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.
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Wie
man verstehen wird, wird der Schaumstoff oder das andere poröse 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 verringert 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.
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Das
Behandlungsfluid wird in einer kleinen reproduzierbaren Menge von
der Spitze 114 auf jeden Wischer 70 übertragen,
wenn der Wischer bei der Drehung in Wischkontakt mit dem Applikator 109 kommt.
Zum Beispiel nachdem jeder Wischer an dem Applikator vorbeigegangen
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 Wischer von dem
Kratzer 170 gereinigt, wenn er an diesem vorbeiwischt.
Dieser Vorgang kann gemäß einer
im voraus von der Drucker-Steuereinrichtung
programmierbaren Folge gesteuert werden, oder abhängig von
einer von der Bedienungsperson ausgelösten Reinigungssequenz.
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Die
Quelle des Behandlungsfluids 384 kann andere Formen annehmen. 18 zeigt
z. B. eine Ausführungsform
mit einem eingeschlossenen Block 200 aus einem nachgiebigen
offenzelligen Elastomerschaumstoff 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"-Wirkung in dem Schaumstoff,
die durch die Verformung mit den vorbeigehenden Wischern auftritt,
die Wischer und die freiliegende Ober fläche des Schaumstoffreservoirs
reinigen kann und neues Behandlungsfluid zu der Oberfläche des
Schaumstoffblocks 10 bringen kann, wodurch Tintenablagerungen,
die von dem vorbeigehenden Wischer zurückgelassen werden und die sich
anderenfalls auf der freiligenden Oberfläche 202 ansammeln
können,
etwas abgebaut werden.
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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 Materials gegen Abrieb,
der durch den Wischkontakt des Wischers 70 entsteht. Die Schutzschicht
dient auch der Dosierung, wenn die Porosität 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
einstellt, das zu dem Wischer übertragen
wird, indem eine Strukturoberfläche vorgesehen
wird, die überschüssiges Fluid
von dem Wischer wischt oder zieht, wenn er vorbeigeht. Abhängig von
der Rauhigkeit der Oberfläche 202 kann die
Schutzschicht 204 auch den Wischer 70 reinigen und
z. B. getrocknete Tintenansammlungen entfernen, wenn der Wischer über die
Schutzschicht wischt. Bei einer Ausführungsform besteht die Schutzschicht
aus einem gewebten Material, 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 Schaumschicht, die unten noch beschrieben
ist, oder einer porösen
Kunststoffolie oder einem Metall, das das Behandlungsfluid hindurchläßt. Ein
solches Material kann z. B. in einem Sinterverfahren hergestellt
werden oder durch Abtragen von Löchern
aus einer nicht porösen
Schicht. Die relativen Benetzungs- und Porengrößen-Eigenschaften des nachgiebigen
Schaumstoffblocks 200, der das Fluidreservoir 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 Wischers oder durch eine
Kombination aus beidem nach oben gezogen wird.
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Bei
einer Ausführungsform
ist die Schutzschicht 204 ein Nylongitter 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
Polyurethanschaum. Bei einer anderen Ausführungsform ist die Schutzschicht
ein Gitter aus rostfreiem Stahl. Bei jeder der Ausführungsformen
hat sich herausgestellt, daß die
Porengröße des Gitters größer oder
kleiner als die des Schaumstoffs gemacht werden kann.
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In 19 ist
eine weitere Ausführungsform eines
Schaumstofflaminats gezeigt, das mit einer Schutzschicht 204 aus
einem relativ starren Schaumstoff auf einem nachgiebigeren offenzelligen Schaumstoffblock 200 hergestellt
wird, der das Behandlungsfluidreservoir 100 umfaßt. Wiederum
werden bei dieser Ausführungsform
die Porengröße und Benetzungseigenschaften
so eingestellt, daß die
gewünschten
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 Polyurethanschaumstoff
mit einer größeren Porengröße als der
oberen Schicht, so daß ein
kapillarer Gradient geschaffen wird, der Behandlungsfluid von der
unteren Schicht zur Oberfläche 202 des
Reservoirs nach oben ziehen kann.
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In 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
einem Winkel zu dem Teil des offenzelligen Schaumstoffblocks 200 angeordnet,
der für
den Wischer zugänglich
ist und von diesem kontaktiert werden kann, wobei der nachgiebige
Schaumstoff zuerst gewischt wird und dadurch das Behandlungsfluid
zu der freiligenden 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) weitergedreht wird. Diese
Ausführungsform
hat den Vorteil der oben in Verbindung 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 Schaumstoffblock 200 gehen
kann und wiederum auf den Wischer aufgebracht werden kann.
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In 20 sieht
man, daß eine
weitere Ausführungsform
des Fluidreservoirs 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 Wartungsstation 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 gesinterten Polymerharz parallel gebündelt und haben
eine Porengröße und Benetzungseigenschaften,
die einen kapillaren Gradienten ergeben, der Behandlungsfluid nach
oben in den Zylinder und auf seine Außenfläche ziehen kann.
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Bei
einer anderen Ausführungsform,
die in 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 Schutzschicht 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 Oberfläche sauber
bleibt, indem es diese zwischen den Wartungszyklen der Schreiber
gegen Tinte und Rückstände schützt. Im übrigen arbeitet
diese Ausführungsform
wie zuvor in Verbindung mit den geschichteten Reservoiren beschrieben.
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Man
wird erkennen, daß bei
jeder der Ausführungsformen
der 18 bis 21 das
Behandlungsfluidreservoir 100 auch als ein Applikator funktioniert,
der Behandlungsfluid auf den Wischer 70 überträgt, wenn
dieser über
das Reservoir/den Applikator wischt. Diese Konfiguration hat die
Vorteile der leichten Herstellbarkeit und der geringeren Herstellungskosten.
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In 22 ist
eine andere Art der Bemessung des abgegebenen Behandlungsfluids
gezeigt, bei der tatsächlich
die Menge des verfügbaren
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 Behandlungsfluids,
welche bei einer oberen Spitze 214 des Applikators dem
Wischer zur Verfügung
steht, wird durch die Betätigung
einer kleinvolumigen Spritzenpumpe 216 bemessen, die von
der Drucker-Streuereinrichtung gesteuert wird. Man wird verstehen,
daß bei
der Spitze des Entenschnabel-Applikators eine eingestellte Menge
des Behandlungsfluids ausgestoßen
wird, wenn der Fluiddruck bei der Verschiebung des Fluids einen Öffnungsdruck-Schwellwert
des Applikators 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
Schraubenantrieb betätigt
werden, der von einem Schrittmotor (nicht gezeigt) 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 werden kann, wobei
das Behandlungsfluid wie gezeigt aus einem zusammenlegbaren 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.
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23 zeigt
eine andere Ausführungsform der
Quelle 184 für
Behandlungsfluid, 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 (senkrecht
zu der Zeichenebene in 23), um Behandlungsfluid von
einem Behandlungsfluidresevoir 100 auf den Wischer 70 zu übertragen.
Die Walze muß (in
einer zur Zeichenebene in 23 senkrechten
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 überträgt 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 sind, wie an anderer Stelle erörtert ist.
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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 dieser 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 Drehung von der Druckersteuereinrichtung
gesteuert und mit der Drehung des Wischers koordiniert wird, um
eine kleine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids abzugeben,
das zum Wischen auf den Wischer 70 übertragen werden soll.
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Ein
einseitig eingespannter Dosierwischer 224 kann verwendet
werden, um die Menge des Behandlungsfluids auf der Walzenoberfläche, die
von dem Wischer aufgenommen wird, weiter einzustellen, indem überschüssiges Behandlungsfluid
abgewischt wird. Man wird verstehen, daß der Dosierwischer, der in
der 23 in Kontakt mit der Walze nach oben gebogen
dargestellt ist, stattdessen auch nach unten gebogen sein kann,
wodurch bei der Herstellung der Zusammenbau einfacher wird. Ein Übertragungswalzen-Kratzer 225 ist
vorgesehen, der einstückig
mit dem Gehäuse 286 ausgebildet
ist und Verunreinigungen von der Übertragungswalze 222 entfernen
kann. Die gezeigte Übertragungswalze umfaßt eine
Schicht 223 aus einem festen Elastomerwerkstoff. Man wird
verstehen, daß die Übertragungswalze
auch aus einem Schaumstoff oder einem elastomeren Schaumstoff mit
einer nicht porösen
Außenfläche hergestellt
werden kann, wenn eine weichere nicht poröse Walze nicht gewünscht wird.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in 24 gezeigt ist, ist die Übertragungswalze 222 so aufgebaut,
daß sie
das Behandlungsfluid direkt auf den Druckkopf 30 überträgt. Die Übertragungswalze ist
so montiert, daß eine
Auf- und Abwärtsbewegung möglich ist,
die bei dieser Ausführungsform
durch die Auf- und Abwärtsbewegung
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 vertikalen
Richtung zugelassen wird, indem ein Schlitz in einem Behälter 186 vorgesehen
wird, in den eine Achse 228 paßt, welche die Übertragungswalze
trägt.
Die Nachgiebigkeit eines mit dem Behandlungsfluid gesättigten
Dochtblocks 110, der z. B. aus einem offenzelligen elastomeren
Schaumstoff hergestellt ist, drückt
das Übertragungswalzenbauteil 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 gemacht
werden, so daß eine gewisse
Variation der Dicke der Übertragungswalze 222 in
der vertikalen Richtung möglich
ist.
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Bei
der in 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 Behandlungsfluid
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.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in 25 gezeigt ist, ist die Übertragungswalze 222 mit einem
Fluidreservoir 100 kombiniert, bei dem ein Dochtblock 110 aus
einem offenzelligen Schaumstoff 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 Übertragungswalze
zur Verfügung
steht. Eine Trommel 162 mit einer Wischergruppe 144,
die zum Wischen des Druckkopfs 30 vorgesehen sind, kontaktiert
im Betrieb die Übertragungswalze,
um Behandlungsfluid auf jeden Wischer 70 zu übertragen,
und dreht ferner die Übertragungswalze,
so daß auch
beim nächsten
Durchgang Behandlungsfluid zur Verfügung steht. Alternativ kann die
Walze von einem getrennten Antriebsmotor angetrieben werden, wie
oben bereits erläutert
wurde. Ein Übertragungswalzen-Kratzer 225 ist
bei dieser Ausführungsform
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, wodurch es weniger
verunreinigt wird.
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Wie
oben erläutert,
können
die in den 23, 24 und 25 gezeigten
Ausführungsformen
eine massive oder eine poröse
Walze 222 aufweisen. Bei einer anderen Ausführungsform
kann die Übertragungswalze,
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.
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Die
Vorteile, die man durch Verwendung des Übertragungswalzenelementes 222 zwischen
dem Behandlungsfluidreservoir 100 und dem Wischer 70 erhält, sind
eine Verringerung der Verunreinigung des Behandlungsfluidreservoirs 100 und
das Vorsehen einer Dosierfunktion. Für ein gegebenes Behandlungsfluid
kann die auf den Druckkopf 30 oder den Wischer 70 übertragene
Menge z. B. variiert werden, indem die Rauhigkeit der Oberfläche der
Walze, die den Wischer 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.
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In 26 ist
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung gezeigt, bei der das Übertragungselement
zum Übertragen
von Behandlungsfluid von einem Fluidreservoir 100 zu dem
Wischer 70 ein fadenförmiges
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 Übertragungselement verwendet.
Der Faden wird gespannt gehalten und in einem Schlitz 238 in
einem mit PEG gesättigtem
offenzelligen Schaumstoffblock 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 seine 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 Behandlungsfluids
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 Menge des übertragenen
Fluids sehr gut steuerbar ist. Man wird verstehen, daß das beschriebene
Faden-Dosierverfahren auch dazu verwendet werden könnte, das
Behandlungsfluid direkt auf den Druckkopf aufzubringen.
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In 27 ist
eine weitere Ausführungsform gezeigt,
bei der das Behandlungsfluid auf den Wischer übertragen wird, wobei das Abkratzen
des Wischers 70 und das Übertragen und Aufbringen des Behandlungsfluid
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 Wellen mit einem schrägen Winkel
zur Bewegungsrichtung des Wischers geneigt sein, so daß das Fluid
zu einer Seite ablaufen kann. Nachdem der Wischer darüber gegangen
ist, trägt überschüssiges Behand lungsfluid,
das mit Hilfe der Wellen von dem Wischer gekratzt wurde, Verunreinigung
zum Boden der Wanne 246.
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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 einem 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 Drehung
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.
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Die
Wanne 246 kann einen geschlossenen Boden haben (nicht gezeigt),
so daß sich
Tinte und Rückstände ansammeln
und dort trocknen, oder sie könnte
einen Ablauf haben, um diese z. B. in ein absorbierendes 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-Rückschlagventil
vorgesehen wird, die mit einer Vorrichtung zum Einfangen von Schlammablagerungen 254 und
mit dem Reservoir 220 verbunden ist. Man kann erkennen,
daß bei
dieser Ausführungsform
das Reservoir niedriger liegt als die Wanne. Ein weiteres Rückschlagventil 253 wird
vorgesehen, um eine Rückströmung des
Behandlungsfluids zurück
in die Wanne 246 zu verhindern.
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In 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 Abschnitt 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 Kontaktieren 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 verformbaren Rohrabschnitt bei Berührung verformt
und so Behandlungsfluid in dem Abschnitt in Richtung der Wischbewegung
streichen kann.
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In
den 29 und 30 ist
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung 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 Naßwischsystem 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 verschiedenen 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 werden, 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 aufrechtsteht.
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Bei
einer anderen Ausführungsform
kann das Behandlungsfluid 75 ein Behandlungsfluid wie PEG
mit einem geringeren Molekulargewicht umfassen, das bei Umgebungstemperatur
flüssig
ist und in Mikrotropfen 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 wachsähnlichem
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 verteilt 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.
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Das
Erhitzen des Behandlungsfluids, um es vor dem Gebrauch bei der Wartung
eines Druckkopfs 30 flüssig
zu machen, kann auf verschiedene Weisen erfolgen. Bei einer Ausführungsform,
die in 29 gezeigt ist, wird das feste
Behandlungsfluid flüssig gemacht,
indem 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 erläutert
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 schematisch 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 Behandlungsfluid 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
Reduktionsgetriebe mit einer Sperrklinkenvorrichtung verbunden,
so daß der
Block des festen Behandlungsfluids schrittweise in Richtung des
Wischers bewegt wird.
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Alternativ
wird, wie in 30 gezeigt, ein Block aus dem
festen Behandlungsfluid 75, der von der Wartungsstation 50 getragen
wird, von einem Wischer 70 oder einem anderen Übertragungselement kontaktiert.
Ein Teil des verfestigten Behandlungsfluids wird auf den Wischer
abgekratzt und z. B auf die erwärmte
Düsenplatte 40 übertragen,
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 unterstüzten. Ein
relativ konstanter Kontaktdruck zwischen dem Wischer und dem Block
aus dem festen Behandlungsfluid wird auch bei dieser Ausführungsform
durch Montieren des Blocks über
Federn und Vorsehen einer Sperrklinkenvorrichtung 262 erreicht.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in 31 gezeigt ist, ist das feste
Behandlungsfluid 75 in einem Reservoir 100 untergebracht,
das ein Heizelement 264 aufweist, welches mit einer Leistungsquelle 266 verbunden
ist, die von der Druckersteuereinrichtung 94 gesteuert
wird. Das Heizelement heizt und schmilzt das Behandlungsfluid zu
den benötigten Zeitpunkten
abhängig
von Signalen von der Steuereinrichtung. Das Reservoir enthält ein Übertragungselement 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 Übertragungswalze
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 tragen 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 Teildrehungen, wie zuvor beschrieben.
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Wie
in 32 gezeigt, ist bei einer anderen Ausführungsform
ein Fluidreservoir 100, das ähnlich wie das in Bezug auf 31 beschriebene
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 danach über einen
Druckkopf 30 wischt, anstatt daß die Trommel wie bei der Ausführungsform
der 31 direkt den Druckkopf berührt.
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Bei
weiteren Ausführungsformen,
die in den 33, 34 und 35 gezeigt
sind, wird ein mit Behandlungsfluid getränktes Band dazu verwendet, das
Behandlungsfluid auf den Druckkopf 30 oder den Wischer 70 aufzubringen.
Bei der Ausführungsform der 33 umfaßt die Quelle 184 für das Behandlungsfluid,
das zum Wischen der Düsenplatte 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.
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Das
von dem Band getragene Behandlungsfluid könnte PEG in flüssiger 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
werden 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
zurückhalten
kann.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in 34 gezeigt ist, könnte ein
Stoffband 268 so ausgebildet werden, daß es den Druckkopf 30 für die Reinigung
direkt berührt.
Bei dieser Ausführungsform 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 Reinigung besonders groß ist.
Bei einer Ausführungsform
wird ein flusenfreies 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 anderen
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 Druckplate 240,
die z. B mit Hilfe 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.
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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 Ausführungsform
ist die Stoffschleife auf Rollen 281 angeordnet, die von
der Wartungsstation 50 getragen und von einer Übertragungswalze 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 Übertragungswalze 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 23, 24, 25 oder 31 beschrieben.
Wie man wiederum in 35 sieht, ist eine gepolsterte
Druckplatte 270 mit Hilfe einer hydraulischen Betätigungseinrichtung 286 in
vertikaler Richtung bewegbar, 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 Stoffbandes
aufrechtzuerhalten, wird auf herkömmliche Weise ein federbelasteter
Spanner 288 vorgesehen.
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In
den 36 bis 39 ist
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung 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 geworfen
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.
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In 36 sieht
man eine Ausführungsform einer
kleinvolumigen mechanischen Sprühpumpe 290,
die von der Wartungsstation 50 getragen 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
Fluidleitung 152 mit der Pumpe verbunden ist. Das Behandlungsfluid
ist bei dieser Ausführungsform
PEG mit einem Molekulargewicht von 200 bis 600.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform,
die in 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 tintenstrahlähnliche
Kartusche 294 mit einem zusammenlegbaren Reservoir 296 für Behandlungsfluid
und einem konventionellen thermischen Druckkopf 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 ausstoßen 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-Ausstoßdruckkopf 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 Behandlungsfluid
bemessen werden kann, indem z. B. die ausgestoßenen Tropfen, wie im Stand
der Technik bekannt, gezählt
werden, um eine optimale Dosis des Behandlungsfluids vorzusehen.
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In
den 38 und 39 ist
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung gezeigt, bei der das Behandlungsfluid 74 von
einem Federstahl-Flügel (Flipper) 302 in
Richtung des Druckkopfes 30 geworfen oder geschleudert
wird, der einseitig eingespannt an der Wartungsstation 50 neben
einer Trommel 162 montiert ist, an der ein relativ 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 wurde), 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 aufgenommen,
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 ausgelenkt und kratzt das Behandlungsfluid
von dem an der Trommel montierten Übertragungswischer ab, während sich
der Übertragungswischer
weiter an ihm vorbeidreht. Man wird verstehen, daß der Flügel freigegeben
wird und nach oben zurückschnellt,
wenn der Übertragungswischer
den Flügel
verläßt, wodurch
eine reproduzierbare Menge des Behandlungsfluids nach oben auf den
zu wartenden Druckkopf 30 geschleudert wird, wenn der Druckkopf
zu diesem Zweck bei einer ersten Position über dem Flügel angeordnet ist.
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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 Trommel
montierter Wischer 70 über
ihn wischt. Dies erkennt man am besten in 39.
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In 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.
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Bei
allen hier beschriebenen Ausführungsformen
bringt die Verwendung eines Behandlungsfluids beim Wischen des Druckkopfes
einen zusätzlichen
Parameter (das Behandlungsfluid selbst) ins Spiel, der variiert
werden kann, um den Druckkopf 30 sauberzuhalten, woraus
sich eine bessere Druckqualität
während
der Lebensdauer des Druckers 10, geringere Betriebskosten
und eine geringere Verschwendung von Rohstoffen durch Fehlfunktionen des
Druckers ergeben, die aus einer unsachgemäßen Reinigung resultieren,
insbesondere wenn schnell trocknende und wasserfeste Tinten auf
Pigmentbasis verwendet werden. Durch Anpassen der chemischen und
physikalischen Eigenschaften der Tinte, der Düsenplattenoberfläche 40 und
des Wischers 70 ist mit einem entsprechenden Behandlungsfluid
eine Optimierung der Sauberkeit der Schreiber, der Lebensdauer der
Wischer und der Wartungsgeschwindigkeit möglich. Diese Überlegungen
sind besonders wichtig, wenn ein gegebener Druckkopf während einer
langen Zeitspanne verwendet wird. Darüberhinaus kann die vorliegende
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.
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Die
in der vorstehenden Beschreibung, den Figuren und der Zeichnung
offenbarten Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Realisierung
der Erfindung in ihren verschiedene Ausgestaltungen von Bedeutung
sein. Der Fachman wird leicht erkennen, daß bei den beschriebenen Ausführungsform
der Erfindung leicht zahlreiche Modifikationen vorgenommen werden
können, und
daß der
Bereich der Erfindung nur durch die Ansprüche beschränkt wird.