DE3002068C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahlschreiber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE-OS 27 04 735 ist ein derartiger Tintenstrahl­ schreiber bekannt, dessen Tintenstrahlkopf durch manuelle Betätigung einer am Tintenvorratsbehälter angebrachten Membran und den hierbei resultierenden Tintenkammer-Über­ druck zum Ausstoßen von Tröpfchen gesteuert werden kann. Diese Tröpfchenausstoßung bewirkt die Beseitigung von Düsenverstopfungen und die Wiederherstellung eines normal gekrümmten Meniskus, das heißt kompensiert bei längeren Stillstandszeiten des Tintenstrahlkopfs auftretende, im unkorrigierten Fall eine verfälschte Ausstoßung zumindest der ersten Tintentröpfchen mit sich bringende Störungen.

Weiterhin ist aus der DE-AS 22 61 251 ein Tintenstrahl­ schreiber bekannt, bei dem nach längeren Betriebspausen bei Wiederinbetriebnahme des Tintenstrahlschreibers ein vorhergehender Tintentröpfchenausstoß zur Reinigung des Düsensystems von ggf. vorhandenen eingetrockneten Tinten­ tröpfchen erfolgt.

Ferner offenbart die DE-OS 23 61 587 eine Schreibvorrichtung für Registriergeräte, bei der sich die Schreibspitze in unmittelbarer Berührung mit dem Aufzeichnungspapier be­ findet, d. h. keine Ausstoßung fliegender Tintentröpfchen erfolgt. Um einer Druckabnahme im Tintenversorgungsbereich aufgrund längerer Schreibzyklen entgegenzuwirken, ist ein Membranschalter vorhanden, der ein mittiges Durchgangs­ loch zur Verbindung mit der Umgebungsatmosphäre besitzt. Eine elektrische Aktivierung der Schreibspitze ist nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahl­ schreiber gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß bei einfachem konstruktivem Aufbau sich an die Reinigungsphase zeitlich abgesetzt eine Phase zum Testen des Ergebnisses der durchgeführten Reinigung anschließt.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Durch die Integration der Schaltkontakte in die Membran können beim erfindungsgemäßen Tintenstrahlschreiber über die Membranbetätigung sowohl ein Überdruck im Tintenver­ sorgungssystem ausgebildet als auch eine Kontaktgabe erreicht werden. Beim Rückstellen der Membran wird dann einerseits über das Durchgangsloch die Ausbildung eines Unterdrucks vermieden, während das Verzögerungsglied die zeitversetzte Erzeugung eines Farbteststrahls steuert, dessen Farbe sich auf einem gut beobachtbaren Absorptionsmedium nieder­ schlägt. Damit wird durch einen einzigen Membran-Betäti­ gungszyklus sowohl eine Reinigung durchgeführt als auch ein Farbteststrahl erzeugt, der Aufschluß über die Qualität der vorhergehenden Reinigung gibt.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Mit den Merkmalen des Anspruchs 2 wird erreicht, daß der eigentliche Aufzeichnungsbereich bei der Erzeugung des Farbteststrahls unbeeinflußt bleibt, während das Merkmal des Anspruchs 3 sicherstellt, daß auch bei längerem Gedrückt­ halten der Membran keine vorzeitige Erzeugung des Farb­ teststrahls stattfindet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben; es zeigt

Fig. 1 schematisch einen Schnitt eines Tintenstrahldüsen­ kopfs,

Fig. 2 eine ausschnittsweise Draufsicht auf den Düsenkopf nach Fig. 1,

Fig. 3 eine Teildraufsicht auf einen Tintenstrahl­ schreiber, und

Fig. 4 eine der Fig. 1 ähnliche Ansicht, die eine andere Ausführungsform des Tin­ tenstrahldüsenkopfs zeigt.

In den Fig. 1 bis 3 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Tintenstrahldüse. Die Düse 1 besitzt ein Rohr 1 a, das sich nach hinten zu einem Tintenbehälter 2 erstreckt, der in seinem Inneren Farbstoff 3 enthält. Das freie Ende des Rohrs 1 a ist in den Farbstoff 3 eingetaucht. Vom spitzen Ende 1 b der Düse 1 werden Tintentropfen unter der Wirkung eines piezoelektrischen Elements o. dgl. in einer an sich bekannten Weise zwecks Durchführen eines Druckes ausge­ spritzt. Die Düsenspitze 1 b leidet oftmals unter einem Verstopfen und einem Meniskus-Rückgang.

Zur Überwindung solcher Probleme ist ein Membran­ schalter 4 vorhanden, dessen Luftauslaßfunktion zur Druckausübung auf die Tinte dient.

Der Membranschal­ ter 4 ist aus elektrisch leitendem Gummi o. dgl. gefertigt und weist ein Durchgangsloch 4 a auf, durch das Luft in das Innere der Membran gelangen kann, um die elastische Rückstellung der Membran zu beschleunigen. Ein fest angeordneter Schaltkontakt 5 verläuft durch eine Drucksubstratplatte 6. Der Tintenbehälter 2 besitzt eine Druckdurchgangsbohrung 2 a. Ein Filter 7 ist auf der Bohrung 2 a angeordnet und verhindert, daß Staub oder andere Fremdteilchen in den Tintenbehälter 2 gelangen, und sperrt auch eine Rück­ strömung des Farbstoffs 3, die andernfalls den Schaltkon­ takt verunreinigen könnte. Die Membran ist zweckmäßigerweise an der Drucksubstratplatte 6, einer Abstützplatte 8 etc. in einer Weise befestigt, daß ein beweglicher Schaltkontakt 4 b sich nach oben und nach unten bewegen kann.

Der Membranschalter 4 kann verschiedene Tasten­ schalter einschließlich einen Energiequellenschalter, einen Schalter zum Einstellen der Druckart, einen Anwei­ sungsschalter für einen Farbteststrahl, etc. bilden. Wird die Membran nach unten gedrückt, während ihre Öffnung 4 a durch den Finger einer Bedienungsperson o. dgl. geschlossen ist, wird Luft 9 derart unter Druck gesetzt, daß diese über die Druckdurchgangsbohrung 2 a in den Tintenbehälter 2 strömt. Dadurch wird der Druck im Inneren des Tintenbehälters 2 erhöht. Als Folge hiervon steigt der Farbstoff 3 im Rohr 1 a an und wird zur Spitze der Düse gedrückt. Aufgrund die­ ser Farbströmung wird das Problem einer Düsenverstopfung und/oder eines Meniskus-Rückgangs überwunden, und die Normalfunktion der Düse wieder­ hergestellt. Die für diesen Zweck auszudrückende Farbstoff­ menge kann wie gewünscht in zweckmäßiger Weise eingestellt werden.

Bei einem derartigen Drücken der Membran wird auch der Schaltkontakt 4 b aus Gummi in Berührung mit dem Schaltkontakt 5 gebracht, um einen nicht dargestellten Signalkreis zu schließen. Somit wird ein elektrisches Signal entsprechend der Schalterbetätigung ausgegeben, um den zugehörigen Vorgang auszuführen. Dienen die Schaltkontakte beispielsweise einem Energiequellenschalter, wird durch ein von diesem ausgegebenen Signal die Energiequelle eingeschaltet. Somit wird zugleich dem Schaltvorgang zum Einstellen der Vorrichtung in eine Betriebsstellung auch Druck auf den Farbstoff im Tintenbehälter ausgeübt, indem die bei dem Schaltvorgang erzeugte komprimierte Luft in den Tintenbehälter eingeleitet wird und den Farbstoff 3 unter Druck setzt. Da der Membranschalter zwei Zwecken dient, nämlich einem Schaltvorgang und einem Unter­ drucksetzen des Farbstoffs, ist die Einrichtung vereinfacht.

Ist der Membranschalter, der auch zur Ausübung eines Drucks auf den Farbstoff 3 verwendet wird, ein Anweisungsschalter für einen Farbteststrahl, ist es zweck­ mäßig, den Teststrahl in einer bestimmten Wartestellung nach Abschluß der Unterdrucksetzung des Farbstoffs durch­ zuführen. Hierfür wird ein Signal für den Antrieb beispiels­ weise eines piezoelektrischen Elements ausgesendet, um einen Farbstrahlversuch durchzuführen, nachdem die Membran nahezu in ihren ursprünglichen Zustand gemäß Fig. 1 zurückgekehrt ist. Nimmt die Bedienungsperson ihren Finger von der Öffnung 4 a, so strömt Luft schnell in den Membraninnenraum, die die Rück­ stellung der Membran beschleunigt und auch dazu dient, eine Rücksaugung des Farbstoffs 3 zu verhindern, der in dem Rohr 1 a nach oben bzw. vorn gedrückt ist.

Ein Antriebssignal PDO wird über einen Schal­ kreis SW und einen Verzögerungskreis D erhalten. Der Schal­ kreis SW stellt die Öffnung des Kontakts zwischen den beiden Schaltkontakten 4 b und 5 fest, sowie der bewegbare Schalt­ kontakt 4 b den festen Schaltkontakt 5 zu verlassen beginnt. Der Verzögerungskreis D gelangt nach einer gewissen, vorbe­ stimmten Zeit nach dem Zeitpunkt der Feststellung in Be­ trieb. PD stellt einen Piezoantriebskreis dar.

Ein Farbstrahlversuch wird zweckmäßigerweise in der Ausgangsstellung der Düse in einer Weise durchgeführt, daß Farbstoff gegen eine Farbstoff-Absorptionsplatte 11 ausgespritzt wird, die zum Absorbieren von nicht benötig­ tem Farbstoff vorgesehen ist, wie dies in Fig. 3 gezeigt ist. Bei einer derartigen Durchführung kann eine gute Be­ obachtung des Versuchsergebnisses gewährleistet werden. Zweckmäßigerweise ist die Absorptionsplatte 11 in weißer Farbe ausgeführt und entfernbar befestigt, so daß eine gebrauchte Platte leicht durch eine neue ausgetauscht werden kann. Das Material der Absorptionsplatte kann in ge­ eigneter Weise aus verschiedenen bekannten Materialien aus­ gewählt werden, die eine große Absorptionsfähigkeit be­ sitzen. In alternativer Weise kann ein Farbteststrahl gegen den rechten Endabschnitt eines Auf­ zeichnungsmediums 12 gerichtet werden, wie dies in unter­ brochener Linie in Fig. 3 gezeigt ist.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel besteht die Mem­ bran aus isolierendem Gummi. Nur der Schaltkon­ takt 4 b besteht aus elektrisch leitendem Gummi oder ist mit einer elektrisch leitenden Deckschicht beschichtet. Das Filter 7 ist nicht auf, sondern unter der Bohrung 2 a vor­ gesehen. Eine weitere Ver­ änderung findet sich in einer Öffnung 6 a, die in der Druck­ substratplatte 6 ausgebildet ist. Zwei feste Kontakte 5 und 5′ sind bezüglich der Öffnung 6 a entgegengesetzt zu­ einander angeordnet und als elektrisch leitende Muster auf der Druck­ substratplatte 6 ausgebildet. Die Drucksubstratplatte 6 kann eine Verlängerung besitzen, auf der verschiedene elektrische Kreise wie Photoelemente zum Feststellen der Stellung der Düse und zum Steuern der Geschwindigkeit an­ geordnet werden können.

Claims (3)

1. Tintenstrahlschreiber mit einem Tintenstrahldüsen­ kopf, der über ein Erregungselement zur Ausstoßung eines Tintenstrahls aktivierbar ist, mit einer Druckerzeugungs­ einrichtung zur Behebung von Funktionsstörungen durch Erzeugen eines Überdrucks im Tintenversorgungssystem mittels einer betätigbaren Membran und mit Schaltern für verschie­ dene Betriebsfunktionen des Tintenstrahlschreibers, da­ durch gekennzeichnet, daß an der Membran (4) ein gemeinsam mit dieser beweglicher, einen Kontaktteil eines der Schalter (4 b, 5; 4 b, 5, 5′) bildender Schaltkontakt (4 b) fest ange­ bracht ist, der bei niedergedrückter Membran (4) zur Aus­ lösung eines Schaltvorgangs in Berührung mit einem fest angeordneten Schaltkontakt (5; 5, 5′) gelangt, daß die Schaltkontakte innerhalb eines von der Membran (4) und einer den fest angeordneten Schaltkontakt tragenden Innen­ platte (6) begrenzten Innenraums angeordnet sind, daß in der Membran (4) ein den Membraninnenraum mit der Atmos­ phäre verbindendes Durchgangsloch (4 a) vorhanden ist, das beim Niederdrücken der Membran geschlossen wird, daß am Verbindungsloch zwischen Membraninnenraum und Tinten­ versorgungskammer (2) ein Eindringen von Tintenflüssigkeit in den Membraninnenraum verhindert ist, daß ein Verzögerungs­ glied (D) vorgesehen ist, das durch den Schaltvorgang aktiviert wird und nach Rückkehr der Membran (4) im wesent­ lichen in ihren unbetätigten Zustand ein Signal zur Akti­ vierung des Erregungselements für einen Farbteststrahl erzeugt, und daß sich die Farbe des Farbteststrahls auf ein gut beobachtbares Absorptionsmedium (11; 12) nieder­ schlägt.

2. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Absorptionsmedium als insbesondere aus­ tauschbare Absorptionsplatte (11) außerhalb des eigent­ lichen Aufzeichnungsbereichs ausgebildet ist.

3. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schaltkreis (SW) vorhanden ist, der die Beendigung der Berührung zwischen den beiden Schalt­ kontakten (4 b, 5) feststellt und ein entsprechendes Signal an das Verzögerungsglied (D) zur Erzeugung des Aktivierungs­ signals nach Ablauf eines entsprechenden Zeitintervalls abgibt.