DE3247540C2

DE3247540C2 -

Info

Publication number: DE3247540C2
Application number: DE3247540A
Authority: DE
Inventors: Taketo Hino Tokio/Tokyo Jp Nozu; Yoshiaki Hachioji Tokio/Tokyo Jp Kimura; Yasuhiko Fuchu Tokio/Tokyo Jp Tanaka
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1981-12-26
Filing date: 1982-12-22
Publication date: 1992-11-05
Also published as: US4609925A; DE3247540A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung eines Schreibkopfes eines Tintenstrahlschreibers, bei dem insbesondere Störeinflüsse, wie Luftbläschen und in einer Düse oder einer Druckkammer aufgetretene oder in diese eingedrungene Feststoffablagerungen, die das normale Ausstoßen und Verspritzen von Tintentröpfchen be- oder verhindern, in höchst wirkungsvoller Weise ausgeräumt werden.

Für den Schreibkopf eines Tintenstrahlschreibers sind bereits zahlreiche Systeme entwickelt und angewandt worden. Beispielsweise veranschaulicht Fig. 15 ein sog. "bedarfsweise arbeitendes" System. Es sei angenommen, daß dabei eine Düse (Öffnung) 5 und eine Druckkammer 3 mit der von einem Tintenvorrat 7 über eine Leitung 9 zugeführten Tinte gefüllt sind. Wenn nun von einem Impulsgenerator 10 her ein elektrischer Impuls an einen piezoelektrischen Wandler 4 angelegt wird, wird infolge eines piezoelektrischen Effekts eine flexible oder biegsame Wand 2 zusammen mit dem Wandler 4 gegen die Druckkammer 3 ausgelenkt, so daß sich das Volumen der Druckkammer 3 plötzlich bzw. schlagartig verkleinert und damit in der Druckkammer 3 ein Flüssigkeitsdruck erzeugt wird, durch den in der Druckkammer 3 enthaltene Tinte in Form von Tinten-Tröpfchen 6 aus der Düse 5 ausgetrieben wird. Die aus der Druckkammer 3 ausgetriebene Tintenmenge wird dann durch im Tintenvorrat 8 vorhandene Tinte 8 ergänzt, die über die Leitung 9 in die Druckkammer 3 einströmt.

Dabei können zahlreiche Faktoren bzw. Störeinflüsse auftreten, die das normale Ausstoßen und Verspritzen von Tintentröpfchen verhindern. Beispiele für solche Störeinflüsse sind in der Düse 5 oder in der Druck kammer 3 vorhandene Luftbläschen oder Feststoff ablagerungen, die im Normalbetrieb häufig vorkommen. Wenn in der Düse 5 oder in der Druckkammer 3 bei spielsweise Luftbläschen vorhanden sind, wird der in der Druckkammer 3 erzeugte Druck vollständig oder teilweise durch die Luftbläschen absorbiert, so daß sich Betriebsstörungen ergeben, beispielsweise die Unmöglichkeit, Tintentröpfchen auszustoßen, Schwankungen in der Ausspritzgeschwindigkeit, nicht gerader Tröpfchenflug oder Auftrennung von Tinten tröpfchen in eine größere Zahl kleinerer Tröpfchen, auch wenn Tintentröpfchen ausgespritzt werden können. Wenn in der Düse 5 Feststoffe bzw. Fremdkörper vor handen sind, wird der normale Tintenausstoß ver hindert und im ungünstigsten Fall die Düse verstopft, so daß überhaupt keine Tintentröpfchen mehr ausge stoßen werden können. Obgleich das Vorhandensein von Feststoffablagerungen oder Fremdkörpern in der Druckkammer 3 nicht unmittelbar zu einer Betriebs störung führt, wird hierdurch früher oder später eine Verstopfung herbeigeführt, die zu den oben angegebenen Problemen Anlaß gibt.

Die Entstehung von Luftbläschen und Feststoffab lagerungen, welche solche Betriebsstörungen herbei führen, kann sich dann ergeben, wenn während eines Schreibvorgangs oder im Bereitschaftszustand eines nicht dargestellten Druckers ein abnormaler Stoß oder Schlag auf einen Schreibkopf 1 einwirkt, wenn ein Störsignal das während eines Schreibvorgangs durch den Impulsgenerator 10 an den piezoelektrischen Wandler 4 angelegte elektrische Signal überlagert und dabei die normale Schwingung des Meniskus der in der Düse 5 enthaltenden Tinte stört, so daß in unerwünschter Weise eine Luftblase in die Düse 5 eingesaugt wird, wenn sich in der Tinte gelöste Luft abscheidet und wenn im Ruhezustand des Druckers bzw. Tintenstrahlschreibers Umgebungstemperatur änderungen auftreten und sich damit die Tinte unter Wärmeeinfluß ausdehnt oder zusammenzieht, so daß Luft in Form eines Bläschens in die Düse 5 ange saugt wird. Feststoffablagerungen können durch Aus trocknen und Absetzen der Tinte in der Düse 5 auf treten, wenn der Schreibkopf während eines längeren Zeitraums nicht in Betrieb ist oder die Feuchtigkeit der Umgebungsluft abnormal niedrig ist. Fremdkörper können davon herrühren, daß in der Luft schwebender Staub oder Papierstaub vom Aufzeichnungspapier in die Düse 5 eindringt. Außerdem kann es auch vor kommen, daß Feststoffe oder Fremdkörper von Anfang an in der Tinte enthalten sind.

Zur Beseitigung von Luftbläschen und Feststoffab lagerungen bzw. Fremdkörpern, welche das normale Ausstoßen und Ausspritzen von Tinte aus der Düse 5 des Schreibkopfs 1 verhindern, ist bereits ein Verfahren angewandt worden, bei dem an die Tinte ein über einem konstanten Druck liegender Spül flüssigkeitsdruck angelegt wird, um einen zwangs weisen Tintenstrom in Druckkammer 3 und Düse 5 zu erzeugen (vgl. z. B. JP-OS 1 50 030/1977). Für die Entfernung von Luftbläschen oder Fremdstoff ablagerungen reicht es jedoch nicht aus, mittels eines Spülflüssigkeitsdrucks einen zwangsweisen Tintenstrom herbeizuführen. Wenn nämlich Luft bläschen oder Feststoffablagerungen an der Innen wand der Düse 5 oder der Druckkammer 3 anhaften oder in der Nähe dieser Innenwände vorhanden sind, ist die Tintendurchsatzmenge in diesen Bereichen häufig unzureichend, um die Störeinflüsse zu be seitigen. Insbesondere dann, wenn der Schreibkopf 1 im Gegensatz zu der in Fig. 15 gezeigten Anordnung nicht waagerecht, sondern schräg gehaltert ist, so daß seine die Düse 5 aufweisende Seite tiefer liegt als die andere Seite, können Luftbläschen aufgrund ihres Auftriebs entgegengesetzt zur Düse 5 hochsteigen. In diesem Fall ist es nahezu unmöglich, die Luftbläschen auszutreiben.

Wenn die Luftbläschen oder Feststoffablagerungen aus der Druckkammer 3 oder der Düse 5 nicht ausge trieben werden können, ergibt sich das Problem, daß teuere Tinte vergeudet wird, weil die Erzeugung eines Tintenstroms mehrmals wiederholt werden muß. Wenn der normale Betriebszustand des Schreibkopfs 1 im Tintenstrahlschreiber nicht wiederhergestellt werden kann, wird der Schreibkopf als schadhaft angesehen, wobei er nach dem Ausbau aus dem Tinten strahlschreiber wieder mit Tinte aufgefüllt werden muß. Im ungünstigsten Fall wird der aufwendige Schreibkopf 1 als fehlerhaft verworfen.

Wenn zum Austreiben von Luftbläschen oder Feststoff ablagerungen o. dgl. aus der Düse 5 des Schreibkopfes 1 Spülflüssigkeit mit einem über einer konstanten Größe liegenden Druck angewandt wird, um dabei eine zwangsweise Tintenströmung in Druckkammer 3 und Düse 5 zu erzeugen, und (außerdem) ein in Fig. 16a dargestellter Spannungsimpuls zur Erzeugung einer mechanischen Schwingung an den piezoelektrischen Wandler des Schreibkopfes 1 angelegt wird, werden an den Innenwänden von Druckkammer 3 und Düse 5 haftende Luftbläschen und Feststoffablagerungen mit dieser Energie beaufschlagt und dadurch von diesen Innenwänden gelöst und mit einer turbulenten Tintenströmung aus der Düse 5 ausgetrieben. Die Wirksamkeit dieser Beseitigung der Störeinflüsse mittels eines Spülflüssigkeitsdrucks zur Einführung einer zwangs weisen Tintenströmung bzw. Anlegung einer mechanischen Schwingung an das Innere der Druckkammer 3 ist jedoch nicht notwendigerweise sehr groß. Obgleich gemäß Fig. 16b durch die mechanische Schwingung der Druck der Tinte in der Druckkammer 3 (abwechselnd) erhöht und verringert wird, können dann, wenn die mechanische Schwingung dieselbe Größe besitzt wie beim Druck- bzw. Schreibvorgang, die Luftbläschen sowohl an Volumen als auch an Zahl zunehmen, weil die Druck verringerung zu groß ist. In diesem Fall wird sogar das Ausstoßen von Tintentröpfchen noch stärker be einträchtigt.

Die obige Erscheinung wird allgemein als Kavitation bezeichnet. Wenn zudem in der Tinte Feststoffe vor handen sind, haften an diesen häufig winzige Luft bläschen an. Infolgedessen vergrößern sich die Luft bläschen unter weiterer Verstärkung der Störung.

Bei Anwendung lediglich des Spülflüssigkeitsdrucks bzw. bei Anlegung einer mechanischen Schwingung an das Innere der Druckkammer 3 werden zwar (möglicher weise) Luftbläschen oder Feststoffablagerungen beseitigt, doch wird gleichzeitig eine neue Luft blase über die Düse 5 in die Druckkammer 3 einge saugt. Die Wirksamkeit der Störungsbeseitigung ist daher nicht besonders groß. Der Grund für das Ein saugen einer neuen Luftblase ist im folgenden erläutert.

Fig. 17a veranschaulicht den in der Düse 5 nach dem Ausstoßen eines Tintentröpfchens in einem Auf zeichnungsvorgang vorhandenen Tintenmeniskus. Bei 5a und 5b ist dieser Tintenmeniskus in seinem am stärksten konvexen bzw. konkaven Zustand dargestellt. Unter dem Einfluß von Druckänderungen in der Druck kammer 3 schwingt der Tintenmeniskus zwischen den Positionen 5a und 5b. Beim Erreichen der Position 5b tritt der Tintenmeniskus nicht weiter in die Druckkam mer 3 ein, weil die Druckminderung in letzterer klein bzw. die Oberflächenspannung der Tinte groß ist. Wenn der in der Druckkammer 3 herrschende Druck groß oder die Tinten-Oberflächenspannung klein ist, verlagert sich der Tintenmeniskus zu einer Stelle 5c gemäß Fig. 17b, so daß schließlich ein Luftbläschen entsteht. Wenn andererseits die Tinte mittels eines Spüldrucks aus der Düse 5 ausgetrieben wird, überzieht sich die Düsen Stirnfläche 11 gemäß Fig. 17c mit einem dicken Tinten film. Wenn nun in diesem Zustand im Inneren der Druckkammer 3 eine mechanische Schwingung erzeugt wird, entsteht eine Einschnürung 5c des Tintenmeniskus an einer dicht an der Öffnung der Düse gelegenen Stelle, weil der Düsendurchmesser klein ist, d. h. weniger als 100 µm beträgt, so daß auf die in Fig. 17d gezeigte Weise ein Luftbläschen erzeugt und in die Druckkammer 3 eingesaugt wird.

Die tatsächliche Austreibwirksamkeit ist demzufolge sehr gering, weil zwar einerseits Luftbläschen oder Feststoffablagerungen bzw. Fremdkörper aus der Düse 5 ausgetrieben werden, während sich andererseits in der Düse 5 ein neues Luftbläschen formt, das in die Druck kammer 3 eingesaugt wird.

Ein gattungsgemäßer Tintenstrahlschreiber ist aus DE-OS 28 27 673 bekannt. Bei diesem Tintenstrahlschrei ber ist ein zeitlich vom normalen Aufzeichnungsbetriebs zustand getrennter Reinigungsbetriebszustand vorgese hen. Bei diesem Gerät werden die Tintentröpfchen durch plötzliche Verkleinerung des Innenvolumens einer Tinten kammer aus den einzelnen Strahldüsen ausgestoßen. Im Reinigungsbetrieb sollen feste Ablagerungen in der Tin tenkammer von den Kammerwänden abgelöst und zusammen mit ebenfalls in der Tintenkammer vorhandenen Luftbläs chen aus der Kammer über die Tintenausstoßdüse entfernt werden.

Aus der JP-55-63 276 (A) ist ein Verfahren bekannt, bei dem durch Anbringen eines Vibrators am Schreibkopf eines Tintenstrahlschreibers durch Erzeugen von mechani schen Schwingungen Verunreinigungen und Blasen von den Wänden der Tintenkammer entfernt werden.

Aus der DE-OS 26 59 398 und der JP-53-97 837 sind Heiz vorrichtungen bekannt, mit denen Schreibflüssigkeit bzw. Tinte in den Schreibköpfen von Tintenschreibein richtungen erwärmt wird.

Die DE-OS 27 25 761 offenbart ein Verfahren zum Reini gen bzw. Spülen oder Ausblasen der Tintenkanäle bei einem Tintenstrahlschreiber, bei dem der für das Spülen oder Reinigen erforderliche Druck zumindest während der einzelnen Spülvorgänge an die Tintenzufuhr bzw. dem Tintenbehälter angelegt, ein automatisches Ventil geöff net und eine Tintenströmung von der Tintenzufuhr zur Düsenöffnung eingeleitet wird, um eventuell in den Tin tenkanälen enthaltene Blasen und Verunreinigungen zusam men mit der ausströmenden Tinte auszustoßen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbesser tes Reinigungsverfahren für den Schreibkopf eines Tin tenstrahlschreibers bereitzustellen, mit dem feste Abla gerungen und Verunreinigungen der Tintenkammer von den Kammerwänden abgelöst und zusammen mit ebenfalls in der Tintenkammer vorhandenen Luftbläschen aus der Kammer über die Tintenausstoßdüse entfernt werden.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspru ches 1 gelöst.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unter ansprüchen aufgeführt.

Die Erfindung erfüllt folgende Funktionen:
1) Wenn der Tintenstrahlschreiber sich nicht im Druck bzw. Schreibbetrieb befindet, wird eine mechanische Schwingung in einem die Düse und die Druckkammer einschließenden Tinten-Durchgang erzeugt; 2) während der Zeitspanne der Erzeugung der mechanischen Schwingung oder nach Beendigung derselben wird eine zwangsweise Tintenströmung im Tinten-Durchgang einge leitet; 3) ein am Schreibkopf angebrachter elektro mechanischer Wandler wird als Mittel zur Erzeugung der mechanischen Schwingung benutzt; 4) ein für das Ausstoßen von Tröpfchen vorgesehener elektro mechanischer Wandler wird als Mittel zur Erzeugung der mechanischen Schwingung verwendet; und 5) ein elektromechanischer Wandler, der nur bei der Erzeugung der mechanischen Schwingung mit dem Schreibkopf in Berührung gebracht wird, wird als Mittel zur Erzeugung der mechanischen Schwingung benutzt.

Des weiteren wird dann, wenn der Tintenstrahl schreiber sich nicht im Aufzeichnungsbetrieb befindet, eine mechanische Schwingung auf einen die Düse und die Druckkammer des Schreibkopfes einschließenden Tinten-Durchgang ausgeübt und weiterhin während der Zeitspanne der Erzeugung der mechanischen Schwingung oder im Anschluß daran eine zwangsweise Tintenströmung im Tinten-Durchgang hervorgerufen wird, wobei die Größe der mechanischen Schwingung kleiner ist als diejenige der mechanischen Schwingung, die beim Auf zeichnungsvorgang in der Druckkammer erzeugt wird.

Bei dem oben beschriebenen Tintenstrahlschreiber ist vorgesehen, daß 1) während der die gesamte mechanische Schwingungserzeugung einschließenden Zeitspanne die Düsenstirnfläche mit einer Flüssigkeit überzogen wird, die mit einer der Düse gegenüberstehenden, festen Flä che in Berührung steht, 2) als die genannte feste Flä che eine ein Verstopfen der Düse verhindernde Düsenkap pe verwendet wird, 3) die Düsenstirnfläche während der gesamten Zeit der mechanischen Schwingungserzeugung mit einer Flüssigkeitsschicht bedeckt wird, deren Dicke größer ist als die Düsenlänge, und 4) die aus der Düse ausströmende Tinte als die genannte Flüssigkeit verwen det wird.

Bei diesem Tintenstrahlschreiber sollen in der Düse vorhandene Luftbläschen oder Verstopfungen der Düse mit bemerkenswert großer Wirksamkeit dadurch beseitigt wer den können, daß sowohl eine Erwärmung des die Düse ein schließenden Tinten-Durchgangs auf hohe Temperatur als auch eine auf den Tinten-Durchgang einwirkende mechani sche Schwingung in einer geeigneten Sequenz miteinander kombiniert werden und die Erwärmung sowie die Schwin gungserzeugung gleichzeitig durchgeführt werden, wenn sich der Tintenstrahlschreiber nicht im Aufzeichnungs betrieb befindet.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Schreibkopf bei einem Tintenstrahlschrei ber gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 3 noch eine andere Ausführungsform der Erfin dung,

Fig. 4a und 4b graphische Darstellungen von Treiber impulsen für ein piezoelektrisches Element,

Fig. 5 ein Schaltbild einer Schaltung zum Umschalten zwischen den (verschiedenen) Treiberimpulsen,

Fig. 6-8 schematische Schnittdarstellungen weiterer Ausführungsformen der Erfindung,

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Schreib kopfes bei einer noch weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 10 eine Fig. 9 ähnelnde Darstellung noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 11 eine teilweise in Blockschaltbildform gehalte ne schematische Darstellung einer Steueranlage bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 12 ein Zeitsteuerdiagramm für verschiedene Teile bei der Anlage gemäß Fig. 11,

Fig. 13a und 13b graphische Darstellungen der Fre quenz eines erfindungsgemäß für die Anregung verwendeten Ansteuer- bzw. Treiberimpulses,

Fig. 14 ein Schaltbild einer Schaltung zur Erzeugung eines Treiberimpulses mit der Frequenz gemäß Fig. 13a und 13b,

Fig. 15 eine schematische Schnittdarstellung eines bisherigen Schreibkopfes,

Fig. 16a eine graphische Darstellung eines an ein piezo elektrisches Element angelegten Treiberimpul ses,

Fig. 16b eine graphische Darstellung der Druckschwan kung in einer Druckkammer, und

Fig. 17a-17e schematische Darstellungen des Ein saugens einer Luftblase in eine Düse.

Die Fig. 15-17 sind eingangs bereits erläutert wor den.

Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird ein piezoelektrischer Wandler, der im normalen Aufzeichnungsvorgang für die Erzeugung von Tintentröpfchen benutzt wird, gleichzeitig als Mittel zur Erzeugung einer mechanischen Schwingung im Tinten- Durchgang eingesetzt.

Im folgenden ist der Vorgang beim Austreiben oder Be seitigen von Luftblasen oder Feststoffablagerungen bzw. Fremdkörpern im einzelnen erläutert. Wenn zunächst im Aufzeichnungsvorgang des Tintenstrahlschreibers durch Sichtprüfung oder mittels einer entsprechenden Detektor einheit festgestellt wird, daß keine Tintentröpfchen aus der Düse 5 ausgestoßen werden, Spritzrichtung oder -geschwindigkeit abnormal sind, obgleich Tintentröpf chen sich zerteilen, geht der Tintenstrahlschreiber auf einen im folgenden als "Spülvorgang" bezeichneten Betriebszustand zum Austreiben von Luftbläschen über. Im Spülvorgang wird zunächst mittels einer nicht dargestellten Druckerzeugungseinrichtung ein Druck auf den Tinten vorrat ausgeübt, so daß Tinte in den Schreibkopf 1 einströmt und zwangsweise aus der Düse 5 zum Über laufen gebracht wird. Sobald die Tinte überzulaufen beginnt, wird durch Umlegen eines Schalters S von einem Impulsgenerator 10′ her ein elektrischer Impuls an den piezoelektrischen Wandler 4 angelegt. Infolgedessen schwingt aufgrund eines piezoelektrischen Effekts die flexible Wand 2 zusammen mit dem piezo elektrischen Wandler 4 in Richtung auf die Druck kammer 3. Zu diesem Zweck wird derselbe elektrische Impuls verwendet, der auch im Aufzeichnungsbetrieb an den Wandler 4 angelegt wird, doch kann auch ein elektrischer Impuls einer anderen Impulsform ver wendet werden. Bei diesem Spülvorgang können Luft bläschen oder Fremdkörper zusammen mit der ausge triebenen Tinte aus der Düse 5 herausfließen, so daß der Schreibkopf 1 zum normalen Aufzeichnungsvorgang zurückgeführt werden kann.

Wenn die Tinte, wie beim bisherigen Verfahren, bei spielsweise 5 Sekunden lang ausgetrieben wird, be steht eine Wahrscheinlichkeit von weniger als 10% dafür, daß der Schreibkopf durch Austreiben von Luft bläschen oder Fremdkörpern wieder in den normalen Betriebszustand zurückversetzt worden ist. Bei einer Verlängerung der Austreibzeit auf 30 Sekunden be trägt dieser Erholungsprozentsatz nur etwa 30%. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß dann, wenn die Tinte 5 Sekundenlang ausgetrieben wird, während die Druckkammer 3 auf erfindungsgemäß vorgesehene Weise mechanisch in Schwingung versetzt wird, etwa 50% der gestörten Düsen wieder in den Normalzustand versetzt werden. Durch Wiederholung des Spülvorgangs bei gleichzeitiger Schwingungserzeugung in der Druck kammer 3 kann darüber hinaus der Erholungsprozentsatz auf praktisch 100% erhöht werden.

Der Grund dafür, daß die Wirksamkeit der Entfernung von Luftbläschen oder Fremdkörpern erhöht werden kann,ß wenn nicht nur einfach Tinte aus der Düse aus getrieben, sondern gleichzeitig mechanische Schwingung in der Druckkammer 3 erzeugt wird, kann dahin gesehen werden, daß die Strömungsbahn der Tinte in der Druckkammer 3 und in der Düse 5 je nachdem, ob eine mechanische Schwingung in der Druckkammer 3 erzeugt wird oder nicht, jeweils verschieden ist. Mit anderen Worten: wenn keine mechanische Schwingung in der Druckkammer 3 vorliegt, strömt die Tinte in einem laminaren Strom, weil die Tintenströmungsmenge oder -geschwindigkeit vergleichsweise niedrig ist. In diesem Fall betragen die Strömungsgeschwindigkeiten nahe der Innenwandflächen von Druckkammer 3 und Düse 5 praktisch Null. Infolgedessen ist es unmöglich, an den Wandflächen anhaftende Luftbläschen oder Fremdkörper bzw. Feststoffablagerungen zu beseitigen. Wenn dagegen im Inneren der Druckkammer 3 eine mechanische Schwingung erzeugt wird, strömt die Tinte mit einer turbulenten Strömung, so daß ziemlich große Strömungsgeschwindig keiten auch in der Nähe der Innenwandflächen von Druckkammer 3 und Düse 5 auftreten. Durch die mechanische Schwingung werden an den Wandflächen von Druckkammer 3 und Düse 5 anhaftende Luftbläschen oder Fremdkörper mit Energie beaufschlagt, so daß sie sich von den Wandflächen trennen. Auf diese Weise können Luftbläschen und Fremdkörper ohne weiteres von den Wandflächen getrennt und ausgetrieben werden.

Fig. 2 veranschaulicht eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher als Mittel zur Erzeugung der mechanischen Schwingung zusätzlich zum elektro mechanischen Wandler für die Erzeugung von Tinten tröpfchen im normalen Aufzeichnungsbetrieb ein elektro mechanischer Wandler 4′ am Schreibkopf vorgesehen ist.

Bei der Durchführung des in Verbindung mit Fig. 1 beschriebenen Spülvorgangs kann in diesem Fall dieselbe Wirkung wie bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1 erzielt werden.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform wird als Mittel zur Erzeugung einer mechanischen Schwingung ein nicht am Schreibkopf 1 angebrachter elektromechanischer Wandler 4′ verwendet. Wenn der Schreibkopf 1 auf den Spülvorgang übergeht, wird er mit dem elektromechanischen Wandler 4′ in Berührung gebracht, wobei letzterer dieselbe Wirkung wie der Wandler 4 gemäß Fig. 1 gewährleistet. Die Kontaktierung des elektromechanischen Wandlers 4′ mit dem Schreibkopf 1 kann durch Bewegung des Schreibkopfes 1 gegenüber dem feststehenden Wandler 4′ oder durch Bewegung des Wandlers 4′ zum feststehenden Schreibkopf 1 erfolgen.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 2 und 3 sollten Wellenform und Größe des an den elektromechanischen Wandler angelegten elektrischen Impulses so gewählt werden, daß der Wandler 4′ dieselbe Wirkung gewährleistet wie der piezoelektrische Wandler 4 bei der Ausführungsform nach Fig. 1.

Als elektromechanischer Wandler 4′ gemäß Fig. 1 und 2 wird bevorzugt ein piezoelektrischer Wandler, ein magnetostriktiver Vibrator bzw. Schwinger, ein Hornstrahler od. dgl. verwendet. Als piezoelektrischer Wandler eignet sich beispielsweise ein handelsüblicher Wandler.

Mit den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung können somit mit hoher Wirksamkeit Luftbläschen oder Fremdkörper bzw. Feststoffablagerungen, die sich in Druckkammer oder Düse des Schreibkopfes angesammelt haben oder in diese eingedrungen sind, ausgetrieben werden.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Schreibkopf wird ein Treiberimpuls Vo gemäß Fig. 4a, der im Auf zeichnungsbetrieb des Tintenstrahlschreibers an den piezoelektrischen Wandler 4′ angelegt wird, größer gewählt als ein Treiberimpuls V1 gemäß Fig. 4b, der dann angelegt wird, wenn sich der Tintenstrahl schreiber nicht im Aufzeichnungsbetrieb befindet; es gibt daher die Beziehung Vo < V1. Fig. 5 veran schaulicht ein Ausführungsbeispiel einer Schaltung zum Umschalten zwischen den beiden eben genannten, an den piezoelektrischen Wandler 4′ anzulegenden Treiberimpulsen. Wenn dabei der Tintenstrahlschreiber auf den Spülvorgang übergeht, wird durch die nicht dargestellte Druckerzeugungseinrichtung ein Druck auf den Tintenvorrat 7 ausgeübt, so daß Tinte in den Schreibkopf 1 strömt und zwangsweise aus der Düse 5 zum Überfließen gebracht wird. Eine Schaltereinheit 14 öffnet bzw. schaltet ab zu dem Zeitpunkt, zu dem die Tinte aus der Düse 5 überzufließen beginnt. Gleichzeitig erzeugt ein Abtast- bzw. Markierimpuls generator 16 einen Markierimpuls 17, so daß der Treiberimpuls gemäß Fig. 4b an das piezo elektrische Element 4′ angelegt wird. Die Ansteuer frequenz koinzidiert dabei mit der Frequenz des elektrischen Impulses, der im Aufzeichnungsbetrieb an den piezoelektrischen Wandler 4 angelegt wird. Je nach den gegebenen Umständen können jedoch auch andere Impulsgrößen verwendet werden. Die flexible Wand 2 schwingt zusammen mit dem piezoelektrischen Wandler 4′ unter einer piezoelektrischen Wirkung gegen die Druckkammer 3, so daß in der Druckkammer 3 oder in der Düse 5 enthaltene Luftbläschen oder Fremdkörper zusammen mit der Tinte über die Düse 5 ausgetrieben werden. Nach Abschluß dieses Spülvorganges schließt die Schaltereinheit 14 bzw. sie schaltet durch, so daß bei der Einleitung des anschließenden Aufzeichnungsvorgangs der Treiberimpuls gemäß Fig. 4a an den piezoelektrischen Wandler 4′ angelegt und damit die Durchführung des normalen Aufzeichnungsvorgangs ermöglicht wird. Die Anordnung nach Fig. 5 enthält außerdem eine Hochspannungsquelle 13 sowie eine Niederspannungsquelle 15.

Versuche haben gezeigt, daß durch das Austreiben von Luftbläschen oder Fremdkörpern od. dgl. aus dem Schreibkopf bzw. der Düse durch 5 Sekunden langes Ausstoßen von Tinte bei gleichzeitiger Erzeugung mechanischer Schwingung in der Druckkammer 3 auf erfindungsgemäß vorgesehene Weise bei etwa 70% der gestörten Düsen der Normalzustand wiederhergestellt werden kann. Durch mehrmalige Wiederholung dieser Vorgänge kann außerdem der Erholungsprozentsatz praktisch auf 100% erhöht werden.

Die erhöhte Wirksamkeit des Austreibens von Luft bläschen oder Fremdkörpern durch Anlegung einer kleineren mechanischen Schwingung als derjenigen im Aufzeichnungs betrieb an das Innere der Druckkammer 3 bei gleich zeitigem Ausstoß von Tinte wird dadurch gewähr leistet, daß die Luftbläschen ihr Volumen nicht ver größern können, keine neue Luftblasen eingesaugt werden und sich keine Luftbläschen an Fremdkörpern als Kern anlagern können. Wenn nämlich in der Druck kammer 3 eine mechanische Schwingung derselben Größe wie die Schwingung während des Aufzeichnungsbetriebs erzeugt wird, wird ein Teil der an den Innenwänden von Druckkammer 3 und Düse 5 haftenden Luftbläschen und Fremdkörper mit einer diese abtrennenden Energie beaufschlagt, wodurch die Luftbläschen und Fremdkörper von den Innenwänden gelöst und mit der turbulenten Tintenströmung über die Düse 5 ausgetrieben werden. Da hierbei jedoch die mechanische Schwingung zu groß ist, vergrößern sich einige Luftblasen sowohl in Volumen als auch in Zahl, sobald der Druck absinkt, um in Druckkammer 3 und Düse 5 zurückzubleiben, so daß keine nennenswerte Austreibwirkung erzielt wird. Bei Verkleinerung der Größe dieser mechanischen Schwingung kann eine solche Vergrößerung von Volumen und Zahl der Luftbläschen verhindert werden, so daß die Wirksamkeit des Austreibens von Luftbläschen oder Fremdkörpern bzw. Feststoffablagerungen vergrößert wird.

Die Erscheinung, bei welcher bei einer Druckminderung Luftbläschen in einer Flüssigkeit erzeugt oder ver größert werden, wird allgemein als Kavitation be- Zeichnet. Die Entstehung von Kavitation wird durch die physikalischen Eigenschaften (Verdampfungseigen schaften, Oberflächenspannung, Viskosität usw.) der Flüssigkeit, der in der Flüssigkeit gelösten Substanz, der in der Flüssigkeit in Schwebe gehaltenen Substanz usw. beeinflußt. Es ist daher schwierig, eine verbindliche maximale Spannung V1 des an das piezo elektrische Element 4′ anzulegenden Treiberimpulses (Fig. 4b) anzugeben. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß ein ausgezeichnetes Ergebnis dann erzielt wird, wenn die maximale Spannung V1 in bezug auf die maximale Spannung Vo des während des Aufzeichnungs vorgangs angelegten Treiberimpulses (Fig. 4a) so eingestellt wird, daß V1 ≦ Vo gilt.

Obgleich gemäß den obigen Ausführungen die mechanische Schwingung in der Druckkammer 3 mittels des piezo elektrischen Wandlers 4′ erzeugt wird, kann auch der für den Aufzeichnungsvorgang eingesetzte piezo elektrische Wandler 4 gemäß Fig. 1 für diesen Zweck benutzt werden. In diesem Fall wird der Schreibimpuls generator 10 mittels eines Schalters 18 auf einen Spülimpulsgenerator 10′ umgeschaltet.

In weiterer Ausführungsform der Erfindung wird die mit der Außenluft in Berührung stehende Oberfläche einer die Düsen-Stirnfläche 11 bedeckenden Flüssig keitsschicht während der die gesamte mechanische Schwingungserzeugung einschließenden Zeitspanne mit einem festen Element abgedeckt, um das Vorhanden sein von Luft, die in die Düse 5 eingesaugt werden könnte, auszuschließen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, die die Düsen-Stirnfläche 11 be deckende Flüssigkeitsschicht so dick auszubilden, daß keine Luftbläschen in die Druckkammer 3 einge saugt werden können. Diese letztere Möglichkeit ist im folgenden noch näher erläutert. Wie erwähnt, be steht der Grund für die Entstehung eines Luftbläschens an der Öffnung der Düse entweder darin, daß in der Druckkammer 3 ein großer Druckabfall auftritt, oder darin, daß die Oberflächenspannung der Tinte kleiner ist; die Luftblase wird jedoch unmittelbar durch die Einwärtsverlagerung bzw. Einschnürung 5c des Tinten meniskus gebildet. Zur Verhinderung der Erzeugung entwaiger Luftblasen reicht es daher aus, die Ein schnürung 5c des Tintenmeniskus auszuschließen. Zu diesem, Zweck kann die Düse 5 (an der Stirnfläche) mit einer dicken Tintenschicht abgedeckt werden. Wenn die Tintenschicht dick ist, kann sich der Meniskus nicht nach innen verlagern, da bei einem Druckabfall in der Druckkammer 3 (vgl. Fig. 17e) die Tinte nicht nur von der Stirnfläche der Düse, sondern auch von ihrem Umfang aus in die Düse 5 einströmt. Obgleich die genaue Dicke der diesem Zweck dienenden Tinten schicht schwierig festzulegen ist, weil sie durch den in der Druckkammer 3 herrschenden Druck, die Tinten-Oberflächenspannung usw. beeinflußt wird, hat es sich gezeigt, daß die Dicke dieser Tinten schicht zumindest der Länge der Düse entsprechen sollte. Mit anderen Worten: es sollte das Verhältnis l₁ ≧ l ₂ gemäß Fig. 17e vorliegen.

Wie erwähnt, wird durch Abschluß der die Düsen- Stirnfläche 11 bedeckenden Flüssigkeitsschicht gegen über der Außenluft oder bei einer die Düsenlänge übersteigenden Dicke dieser Flüssigkeitsschicht die Möglichkeit für ein Einsaugen von Luftblasen in die Druckkammer 3 vollständig ausgeschaltet. Auf diese Weise wird die Vermeidung von Luftbläschen in der Druckkammer 3 und Düse 5 weiter verbessert.

In Fig. 6 ist ein Schreibkopf dargestellt, bei dem die Düsen-Stirnfläche auf erfindungsgemäß vorgesehene Weise mit einer Flüssigkeitsschicht abgedeckt ist. Wenn während des Aufzeichnungsvorgangs festgestellt wird, daß kein Tintentröpfchen aus der Düse 5 ausge stoßen wird, die Spritzrichtung oder -geschwindig keit trotz ausgestoßener Tintentröpfchen abnormal ist oder die ausgestoßenen Tintentröpfchen sich zerteilen, wird zunächst der Tintenstrahlschreiber zum Spülbetrieb überführt. Dabei wird zunächst der Tintenvorrat mittels einer nicht dargestellten Einrichtung mit einem Druck beaufschlagt, so daß Tinte in den Schreibkopf einströmt und zwangsweise aus der Düse 5 überfließt. Obgleich die überfließende Tinte zunächst zwischen der Düsen-Stirnfläche 11 und einer gegenüberstehenden Fläche 18 festgehalten wird und sodann an letzterer herabfließt, ist in einem kleinen Zwischenraum zwischen der Düsen-Stirnfläche 11 und der gegenüber stehenden Fläche 18 ständig Tinte vorhanden, so daß keine Luft die Stirnfläche der Düse 5 erreichen kann. Wenn dann in diesem Zustand vom Impulsgenerator 10′ her ein elektrischer Impuls an den piezoelektrischen Wandler 4′ angelegt wird, schwingt die flexible Wand 2′ zusammen mit dem Wandler 4′ unter piezoelektrischer Wirkung gegen die Druck kammer 3. Im dargestellten Fall wird als elektrischer Impuls der im Aufzeichnungsbetrieb an den piezo elektrischen Wandler 4 angelegte elektrische Impuls benutzt. Auf diese Weise wird verhindert, daß eine neue Luftblase in die Druckkammer 3 und in die Düse eingesaugt wird, während außerdem in beiden enthaltene Luftbläschen oder Fremdkörper mit der ausgestoßenen Tinte über die Düse 5 nach außen ausgetrieben werden. Der Schreibkopf kann dementsprechend wieder in den normalen Zustand für den Schreibvorgang zurückgeführt werden.

Es hat sich gezeigt, daß dann, wenn zu dem genannten Zweck die Tinte 5 Sekunden lang zum Überfließen ge bracht wird, während in der Druckkammer 3 eine mechanische Schwingung erzeugt wird, bei etwa 70- 80% der gestörten Düsen der Normalzustand wieder her gestellt werden kann. Durch Wiederholung beider Vorgänge läßt sich außerdem der Erholungsprozentsatz auf praktisch 100% erhöhen.

Fig. 7 veranschaulicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der anstelle der gegenüberstehenden Fläche 18 eine Düsenkappe 19 (vgl. z. B. JP-OS 1 50 033/1977) zur Verhinderung einer Verstopfung der Düse 5 verwendet wird. Die Düsenkappe 19 besteht aus einem elastischen Werkstoff mit Chemikalienbe ständigkeit und Verschleißfestigkeit, z. B. Urethan gummi, versteift durch einen Metallkern; ihre Ober fläche wird durch einen an einer Wand 21 befestigten Abstreifer 22 sauber gehalten, indem die Kappe 19 in Richtung des Pfeils um ihre Achse 20 gedreht wird. Falls erforderlich, werden Schreibkopf 1 und Achse 20 einander so angenähert, daß die Düsenkappe 19 zur Verhinderung einer Verstopfung der Düse 5 letztere bedeckt. Da die Düsen-Stirnfläche 11 und die Düsenkappe 19 normalerweise etwa 0,5-1,0 mm voneinander entfernt sind, kann der kleine Zwischen raum zwischen Stirnfläche 11 und Düsenkappe 19 ohne weiteres mit Tinte gefüllt werden. Ein Luftzutritt zur Stirnfläche der Düse 5 kann somit vollständig verhindert werden, so daß durch Austreiben bzw. Über fließen lassen von Tinte und Erzeugung mechanischer Schwingung in der Druckkammer 3 Luftbläschen ohne weiteres ausgetrieben werden können.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8 kann die Düsen- Stirnfläche 11 mit einer Tintenschicht einer die Düsenlänge übersteigenden Dicke bedeckt gehalten werden, indem die Düsen-Stirnfläche 11 in waagerechter Lage gehalten wird; die Beziehung zwischen der Tinten schichtdicke l₁ und der Düsenlänge l₂ beträgt dabei l₁ ≧ l₂. Auf diese Weise läßt sich dieselbe Wirkung wie bei den vorher beschriebenen Ausführungsformen erzielen. Außerdem steigen dabei in der Druckkammer 3 oder in der Düse 5 enthaltene Luftbläschen unter ihrem Auftrieb nach oben, so daß sie sich noch leichter aus der Düse 5 austreiben lassen.

Bei der weiteren Ausführungsform gemäß Fig. 9 ist ein Heizelement 23 im Bereich der Düse 5 des Schreib kopfes vorgesehen.

Im folgenden ist der Vorgang des Austreibens von Luftbläschen und der Beseitigung von Verstopfungen bei dieser Ausführungsform erläutert. Beim Spülvorgang wird zunächst das Heizelement 23 eingeschaltet, um die Düse 5 sowie die anschließenden Schreibkopfteile und die Tinte zu erwärmen. Wenn der Bereich der Düse auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt worden ist, wird von einem Tintenvorrat oder -behälter 7 her ein Druck angelegt, so daß die Tinte den Schreibkopf durchströmt und an der Düse zwangsweise zum Über fließen gebracht wird. Gemäß Fig. 10 ist dabei dicht an den Düsen-Stirnfläche ein Sieb 24 (das auch als Kappe zum Verschließen der Düse benutzt werden kann, wenn der Tintenstrahlschreiber nicht in Betrieb steht) vorgesehen, so daß die Düsen-Stirnfläche mit der übergeströmten Tinte 25 bedeckt bleibt. Sobald die Düsen-Stirnfläche ausreichend mit Tinte 25 be deckt ist, wird von einer Hochfrequenzstromquelle 26 her ein Treibersignal mit höherer Frequenz als der jenigen beim Schreibvorgang an den piezoelektrischen Wandler 4 angelegt, um die Tinte und die Schreibkopf teile anzuregen. Der Abschluß der Düsen-Stirnfläche mit Tinte dient dazu, das Eindringen von Luftbläschen aufgrund der (Schwingungs-)Anregung zu verhindern. Der mit dem Treibersignal beaufschlagte piezo elektrische Wandler kann dabei derselbe sein, der für den normalen Aufzeichnungsvorgang benutzt wird. Erwärmung und Anregung werden während einer vorge gebenen Zeitspanne durchgeführt, um den Spülvorgang vollständig stattfinden zu lassen.

Auf die beschriebene Weise werden zusammen mit der ausgetriebenen Tinte Luftbläschen oder verstopfende Fremdstoffe aus der Düse ausgetrieben, so daß der Schreibkopf in den Normalzustand für den Aufzeichnungs vorgang zurückgeführt werden kann.

Der vor stehend geschilderte Spülvorgang ist nach stehend anhand der Fig. 11 und 12 näher erläutert.

Fig. 11 veranschaulicht die allgemeine Anordnung einer bevorzugten Ausführungsform eines bedarfsweise arbeitenden Tintenstrahlschreibers gemäß der Er findung. Die Aufzeichnung erfolgt dabei auf einem Aufzeichnungs-Papier 121 auf einer Walze mittels der aus einem Schreibkopf 122 ausgespritzten Tinten teilchen oder -tröpfchen. Der eine Vielzahl von Düsen aufweisende Schreibkopf 122 ist an einem Wagen 123 montiert, der seinerseits an einem Transportband 125 befestigt ist, das zwischen einer Antriebsscheibe 126 an der Abtriebswelle eines Schrittschaltmotors 124 und einer Spannscheibe 127 gespannt ist. Mittels dieser Anordnung ist der Schreibkopf 122 innerhalb eines Bereichs AA′ bewegbar. Ein Abschnitt BB′ im Bereich AA′ stellt den Bewegungsbereich dar, in welchem sich der Schreibkopf 122 in Gegenüberstellung zum Papier 121 bewegt; in einer Spritzstellung C spritzt der Schreibkopf 122 anschließend Tintenteilchen bzw. -tröpfchen aus allen Kanälen, um eine Störung eines Kanals festzustellen; in einer Spül stellung D wird weiterhin im Fall einer Kanalstörung zwangsweise Tinte ausgestoßen. In der Nähe der Spritzstellung C sind ein Kanalstörungs-Detektor 128 (vgl. z. B. JP-OS 1 44 977/1981 und 1 44 975/1981) und ein Stellungsdetektor 129 zur Feststellung der Ankunft des Schreibkopfes 122 in der Spritz stellung C angeordnet. In der Nähe der Spülstellung D befinden sich andererseits ein Tintenbehälter 130 zur Aufnahme der aus den Düsen ausgestoßenen Tinte sowie ein Stellungsdetektor 131 zur Feststellung des Vorhandenseins des Schreibkopfes 122 in der Spül stellung. Für die Stellungsdetektoren 129 und 131 kann jeweils ein Mikroschalter, ein photoelektrischer Detektor, ein Magnetdetektor o. dgl. verwendet werden. Ein Steuerteil 132 zur Durchführung der verschiedenen Steuerungsvorgänge nimmt Ausgangssignale von einer Detektor- bzw. Meßschaltung 133 für die Verarbeitung des Signals vom Kanalstörungs-Detektor 128, einem Verstärker 134 zur Verstärkung des Ausgangssignals des Stellungsdetektors 129, einem Verstärker 135 zur Verstärkung des Ausgangssignals des Stellungsdetektors 131, einem Zeitgeber 136, einem Stromquellen- bzw. Netzschalter 137, einem externen Aufzeichnungsbefehls teil 138 usw. ab und liefert Steuersignale gemäß einer vorgegebenen Sequenz zu einem Motorantriebsteil 139, einem Schreibkopfantriebsteil 140 usw.

Beim Tintenstrahlschreiber gemäß Fig. 11 wird der Schreibkopf 122 unter der Steuerung des Steuerteils 132 zur Durchführung des Schreib- bzw. Aufzeichnungs vorgangs in eine Pendelbewegung versetzt. Dabei be wegt der Steuerteil 132 den Schreibkopf 122 in vor gegebenen Zeitabständen (von z. B. 90 Sekunden) je weils zur Spritzstellung C. In dieser Stellung wird festgestellt, ob eine Kanalstörung vorliegt oder nicht. Im negativen Fall wird der Schreibkopf in die Aufzeichnungsstellung zurückgeführt. Falls dagegen eine Kanalstörung vorliegt, bewegt der Steuerteil 132 den Schreibkopf 122 nach Maßgabe eines Signals von der Detektor- oder Meßschaltung 133 in die Spül stellung D. Gleichzeitig aktiviert der Steuerteil 132 das Heizelement 108 und die Hochfrequenzstrom quelle 26 für die (Schwingungs-)Anregung zur Durch führung des Spülvorgangs. Fig. 12 veranschaulicht ein Beispiel für den Betriebstakt der einzelnen Teile während des Aufzeichnungsvorgangs.

Falls eine Kanalstörung vorliegt, wird das Heizelement 108, wie erwähnt, nach Maßgabe eines Signals von der Meßschaltung 133 aktiviert. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitspanne (t₂-t₁) nach Beginn der Aktivierung des Heizelements 108 wird ein nicht dargestelltes, in der Tintenzufuhrleitung angeordnetes Ventil geöffnet, um die im Schreibkopf befindliche Tinte unter Druck zu setzen, so daß Tinte aus der Düse 5 ausgetrieben wird. Nach einer vorgegebenen Zeitspanne (t₃-t₁) wird die Hochfrequenzstromquelle 26 eingeschaltet, um den Schreibkopf in mechanische Schwingung zu versetzen. Das Heizelement, die Hoch frequenzstromquelle und das Ventil werden zur Durch führung des Spülvorgangs während vorgegebener Zeit spannen (t₅-t₁, t₄-t₃, t₅-t₂) in Betrieb ge setzt. Nach Beendigung des Spülvorgangs kehrt der Schreibkopf 122 zur Stellung C zurück, wo erneut eine Feststellung auf Kanalstörung durchgeführt wird.

Wenn keine Kanalstörung festgestellt wird, wird der Schreibkopf 122 zum Schreibvorgang zurückgeführt; falls dagegen eine Kanalstörung erfaßt wird, wird der Spülvorgang erneut durchgeführt.

Es ist nicht in jedem Fall notwendig, daß beim Spül vorgang die Arbeitszeitspannen des Heizelements 108 und der Hochfrequenzstromquelle 26 miteinander koninzidieren. Die Spülleistung kann jedoch ver bessert werden, wenn die Arbeitszeitspannen beider Elemente sich zumindest teilweise überlappen.

Obgleich es möglich ist, nach Beendigung der Be tätigung von Heizelement und Hochfrequenzstromquelle durch Öffnen des Ventils eine Tintenströmung im Schreibkopf zu erzeugen, wird die Spülwirkung da durch verbessert, daß die Arbeitszeitspannen des Ventils sowie des Heizelements und der Hochfrequenz quelle zumindest teilweise in Überlappung miteinander gebracht werden.

Die Erzeugung einer mechanischen Schwingung der Tinte im Schreibkopf 122 ist für die Verbesserung der Spülleistung außerordentlich wirksam; hierbei kann die Spülleistung durch verschiedentliche Änderung der Eigenschaften der mechanischen Schwingung weiter verbessert werden. Bevorzugt wird für diesen Zweck als Hochfrequenzstromquelle 26 eine Treiberschaltung verwendet, bei der Frequenz, Amplitude, Impulsbreite, Anstiegs- und Abfallkonstante variabel sind.

Die erwähnten Charakteristika des Treiberimpulses können mittels eines an sich bekannten Schwingkreises gewährleistet werden. Die Fig. 13 und 14 veranschaulichen ein Beispiel für einen solchen Schwingkreis, bei dem die Frequenz gewobbelt ist (sweeps).

Die Anordnung gemäß Fig. 14 umfaßt eine Stromquelle 50, eionen Integrator 53 und einen Spannung/Frequenz- Wandler 54. Dem Integrator 53 werden ein Frequenzerhöhungssignal 51 und ein Frequenzsenkungssignal 52 gemäß Fig. 13b eingespeist. Hierbei wird ein Signal mit einer sich zeitlich ändernden Frequenz einem Transistor 55 eingegeben, der einen piezoelektrischen Wandler 56 mittels einer Treiberquelle ansteuert, deren Frequenz sich gemäß Fig. 13a zeitabhängig zwischen f₀ und f₁ ändert.

Nachstehend ist ein spezielles Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert. Wenn bei einem Schreibkopf, bei dem in die Düse eingetretene Luftbläschen nur sehr schwierig zu entfernen sind, die Tinte nach dem bisherigen Verfahren, d. h. 5 Sekunden lang bei Normaltemperatur (25°C), ausgetrieben wird, besteht nur eine Wahrscheinlichkeit von 8%, daß eine gestörte Düse, aus der keine Tintentröpfchen ausgestoßen werden können, in den Betriebszustand zurückgeführt werden kann. Diese Wahrscheinlichkeit vergrößert sich jedoch auf die beachtliche Größe von 71% in dem Fall, in welchem die Düse auf 50-60°C erwärmt und gleich zeitig eine Schwingung angeregt wird, indem der piezoelektrische Wandler mit einem Wobbelsignal (sweep scan signal) beaufschlagt wird, das bei einer Spannung von weniger als 1/3 derjenigen im normalen Aufzeichnungsbetrieb in jeweils 10 Sekunden einen Durchgang zwischen 1 kHz und 15 kHz ausführt. Andererseits beträgt der Erholungsprozentsatz 37% in dem Fall, in welchem nur eine Erwärmung, aber keine Schwingungs-Anregung erfolgt. Ein Erholungs prozentsatz von 44% wird dann erzielt, wenn nur die Schwingungs-Anregung ohne Erwärmung durchgeführt wird.

Mit anderen Worten: es hat sich herausgestellt, daß der Prozentsatz der Rückführung gestörter Düsen in den Normalzustand dann merklich verbessert wird, wenn die Erwärmung und die Schwingungs-Anregung unter zweckmäßigen Bedingungen miteinander kombiniert werden. Der Grund für die Anlegung einer Spannung, die wesentlich niedriger ist als die Spannung im normalen Aufzeichnungsbetrieb, ist folgender: Wenn eine hohe Spannung angelegt wird, wird durch Kavitation o. dgl. eine neue Luftblase in der Düse erzeugt. Während beim beschriebenen Ausführungsbei spiel die für die Schwingungs-Anregung verwendete Hochfrequenzstromquelle 26 ein Signal in Form eines mit einer vorgegebenen Zeitkonstante inte grierten Impulses liefert (wobei Anstiegs- und Abfallzeitkonstante voneinander verschieden sind), kann wahlweise auch eine Hochfrequenzstromquelle eingesetzt werden, die ein Sinuswellensignal liefert.

Claims

1. Verfahren zur Reinigung eines Schreibkopfes eines Tinten Strahlschreibers bei dem der Tintenstrahlschreiber in einen Reinigungszustand versetzt wird indem die Tinte in einer Tintenkammer des Schreibkopfes mittels eines elektromechanischen Wandlerelements durch ein elektrisches Treibersignal in mechanische Schwingungen versetzt wird, damit Tinte über eine Tintenausstoß-Düse ausgestoßen wird, dadurch gekennzeichnet,
daß das elektrische Treibersignal in seiner Frequenz zeitabhängig variiert wird und
daß während des Reinigungsbetriebszustandes Tinte unter Druck aus einem Vorratsbehälter der Tintenkammer zugeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf mit Wärme beaufschlagt wird, so daß die Temperatur der Tinte im Reinigungsbetriebszustand erhöht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Düsenspitze einschließende Düsenoberfläche des Schreibkopfes während der die gesamte mechanische Schwingungserzeugung einschließenden Zeitspanne mit einer Flüssigkeitsschicht bedeckt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Flüssigkeitsschicht größer ist als die Länge der Düse.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der mechanischen Schwin gungen kleiner ist als die im Aufzeichnungsbetrieb in der Druckkammer erzeugten mechanischen Schwingungen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der mechanischen Schwingungen nicht mehr als ein Drittel der Größe der mechanischen Schwingungen im Aufzeichnungsbetrieb beträgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels einer Treiberschaltung zur Erzeugung eines Treiberimpulses mit variabler Impulsbreite erzeugt werden.

8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels einer Treiberschaltung zur Erzeugung eines Treiberimpulses mit im wesentlichen rechteckförmiger Form erzeugt werden.

9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels einer Treiberschaltung zur Erzeugung eines sinusförmigen Treiberimpulses erzeugt werden.

10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels einer Treiberschaltung zur Erzeugung eines Treiberimpulses erzeugt werden, bei dem mindestens eine der beiden Größen Anstiegskonstante und Abfallkonstante variabel ist.

11. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchführungszeitspannen für das Anlegen der mechanischen Schwingung und für das Beaufschla gen mit Wärme sich zumindest teilweise überlappen.

12. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels eines am Schreibkopf befestigten elektromagnetischen Wand lers erzeugt werden.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels eines elektromechanischen Wandlers erzeugt werden, der während des Aufzeichnungsvorgangs zum Ausspritzen von Tröpfchen dient.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanischen Schwingungen mittels eines elektromechanischen Wandlers erzeugt werden, der mit dem Schreibkopf nur dann in Berührung gebracht wird, wenn mechanische Schwingungen erzeugt werden.