DE3332273A1

DE3332273A1 - Tintenstrahl-aufzeichnungsverfahren und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE3332273A1
Application number: DE19833332273
Authority: DE
Inventors: Yoshiaki Hachioji Tokyo Kimura; Yasuhiko Kodaira Tokyo Tanaka
Original assignee: Konishiroku Photo Industry Co Ltd Tokyo; Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 1982-09-07
Filing date: 1983-09-07
Publication date: 1984-03-08
Also published as: US4558326A

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Beseitigung von Blasen aus dem Färb- oder Tintenströmungsweg zwischen dem Tinten- oder Farbbehälter und dem Schreibkopf der Vorrichtung.

Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräte schreiben Buchstaben oder Zeichen, grafische Muster oder dergleichen auf ein Aufzeichnungsmedium, indem sie Farbe oder Tinte in Form von feinen Tröpfchen durch dünne Düsen auf ein Aufzeichnungsmedium spritzen. Damit die Vorrichtung mit hoher Qualität Buchstaben oder Zeichen, grafische Muster oder dergleichen aufzeichnet, muß die Vorrichtung in der Lage sein, einen regelmäßigen und intermittierenden Strahl von Färb- oder Tintentröpfchen kleiner und gleicher Größe zu liefern. Für einen gleichmäßigen Strahlbetrieb von derartigen Tintentröpfchen und für eine stabile Aufzeichnung von Buchstaben oder Zeichen, grafischen Mustern oder dergleichen auf einem Aufzeichnungsmedium muß nicht nur die Beschaffenheit der Tinte selbst ausreichend gleichmäßig stabil sein, sondern es muß auch in dem Tintenströmungsweg zwischen dem Tintentank und dem Aufzeichnungskopf dafür gesorgt werden, daß dort durch Mischung keine Luftblasen entstehen.

Außerdem erfolgt oft ein Verschmutzen oder Verstopfen der Düsen durch feste Stoffe, die sich in der Tinte bilden, zum Beispiel durch Klumpen von Tinte, die im Inneren der Düsen trocknet, Staub, Papierstaub oder dergleichen, was zu einer Fehlfunktion des Tintenstrahls oder einem unstabilen Tintenstrahl sowie einer Verringerung der Leistungsfähigkeit des Strahls führt, zum Beispiel was die Strahl-Wirksamkeit, die Stabilität, das Ansprechvermögen usw. bei der Bildung der Tintentröpfchen oder dergleichen anbetrifft. Somit ist es erforderlich, Verunreinigungen der oben beschriebenen Art zu beseitigen.

-τι Wie oben angegeben, ist es bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät unerläßlich, den Tintenströmungsweg vollständig von darin gebildeten Blasen oder festen Stoffen zu befreien,

die darin durch Vermischung entstanden sind. 5

Wenn Blasen oder Fremdkörper im Inneren der Düsen des Schreibkopfes oder im Inneren des Tintenströmungswegs aufgetreten sind, hat man bislang folgende Maßnahmen ergriffen:

(1) Der Tinten- oder Farbtank wird teilweise unter Druck gesetzt, um den Tintendruck zu erhöhen und dadurch die Blasen, Fremdkörper usw. zusammen mit der Tinte aus den Düsen herauszutreiben, welche die Spitze des Tintenströmungswegs bilden.

(2) Eine Druckkammer mit einer elektrisch getriebenen Pumpe oder dergleichen ist in der Mitte des Tintenversorgungssystems vorgesehen, welches den Tintentank mit dem Aufzeichnungskopf verbindet, um die Tinte dort hindurchfließen zu lassen, und die Tinte, deren Durchflußmenge und Druck durch die Wirkung der Pumpe erhöht worden sind, wird der Düsenseite zugeführt, um dadurch die Blasen, Fremdkörper usw. aus den Düsen auszutreiben (vgl. etwa JP-OS 53570/1980).

(3) Mit einer Kappe, die dicht an den Spitzen der Düsen angeordnet ist, werden Blasen, Fremdkörper usw. zusammen mit der Tinte von einer Saugpumpe von den Düsen aufgesaugt (JP-OS 113464/1981).

Die oben angegebenen Maßnahmen zur Entfernung von Blasen und Fremdkörpern haben jedoch die folgenden Nachteile, die ihre praktische Anwendung in Frage stellen.

Die Maßnahme der mechanischen Druckausübung auf den Tank gemäß (1) ermangelt der Druckgenauigkeit sowie der Druckstabilität, insbesondere ist es schwierig, einen vorgegebenen konstanten Druck unabhängig von der Restmenge an Tinte

im Tank auszuüben.

Die Druckbeaufschlagung unter Verwendung einer Druckpumpe gemäß (2) erfordert eine kostspielige Pumpe zur Verwendung bei Flüssigkeiten, so daß hier ein Problem im Hinblick auf die Kosten entsteht.

Die Maßnahme der Absaugung von den Spitzen der Düsen gemäß (3) erfordert eine komplizierte und teuere Vorrichtung und erfordert außerdem eine hohe Genauigkeit aufgrund der gegenseitigen Relation zwischen der Absaugrate und der Tintenzuführrate.

Wie oben bereits angegeben, sind sämtliche herkömmlichen Reinigungs- oder Säuberungsmittel in bezug auf den Aufbau, die Kosten und die Stabilität unzureichend. Andererseits wird bei einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung als Tintenversorgungseinrichtung für die Zufuhr von Tinte zum Aufzeichnungs- oder Schreibkopf üblicherweise eine luftdichte Tintenpatrone verwendet, um die Tinte gegenüber der Luft stabil zu halten. Die Tintenpatrone weist einen in hohem Maße hermetisch abgedichteten Beutel oder Behälter auf, der die Tinte enthält. Diese Tintenpatrone ist befestigbar und lösbar in einer die Patrone aufnehmenden Position angeordnet, und das Ersetzen der Patrone ermöglicht die Nachfüllung von neuer Tinte.

Zweck der Erfindung ist es, den Tintenströmungsweg bei derartigen Anordnungen von Blasen oder festen Stoffen in ihrem Inneren zu befreien, und zwar unter Verwendung der oben erwähnten austauschbaren Tintenpatronen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren anzugeben, mit dem im Falle der obigen Schwierigkeiten eine leichte Instandsetzung möglich ist, und zwar mit Tinte, die unter Druck zu den Düsen fließt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung anzugeben, die Mittel aufweist, Tinte unter Druck zu den Düsen fließen zu lassen, um den Tintenströmungsweg der Vorrichtung zu reinigen. 5

Gemäß der Erfindung wird eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung angegeben, die eine Druckkammer und einen Schreibkopf, der bei Bedarf Tinte liefert, mit Düsen aufweist, die über einen Tintenströmungsweg an die Druckkammer angeschlossen sind. Die Tinte in der Kammer wird mit Druck beaufschlagt, so daß sie aus der Kammer zu den Düsen fließt, um durch diese zu Aufzeichnungszwecken ausgespritzt zu werden. Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung weist einen Tintenbehälter aus flexiblem Material, der mit Schreibtinte gefüllt ist, eine Tintenpatrone mit einem stabilen Gehäuse, das zur Unterbringung des Tintenbehälters dient und das eine Gasleitungsauslaßöffnung besitzt, sowie eine Gasdruckeinrichtung auf, die außerhalb oder innerhalb der Patrone vorgesehen ist. Die Gasdruckeinrichtung führt außerhalb der Strahlaufzeichnungsperiode zwangsläufig ein Gas durch die Gasleitungsöffnung in die Patrone, um den Druck in ihrem Inneren zu erhöhen und aus dem Aufzeichnungsoder Schreibkopf die Blasen oder Feststoffe zusammen mit der Tinte aus dem Inneren auszutreiben.

Gemäß der Erfindung wird bei geringen Kosten eine in hohem Maße genaue sowie sehr stabile Reinigungseinrichtung angegeben, deren Aufbau einfach ist und die ausfallsicher betriebsfähig ist.

Die Eigenschaften der Reinigungseinrichtung der Strahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung sind folgende:

(a) Die Reinigungseinrichtung ist in der Lage, zwangsläufig Tinte unter stets konstantem Druck fließen zu lassen, und zwar unabhängig von der Restmenge an Tinte in dem Tintenbehälter.

(b) Die Umschaltung von der Tintenzuführung unter normalem hydrostatischen Druck während der Aufzeichnungsperiode zur Tintenzuführung unter Druck für die Reinigung während der Zeit außerhalb der Aufzeichnungsperiode kann leicht erfolgen.

(c) Es wird ein gleichmäßiger Druck auf die Tinte in der Tintenpatrone ausgeübt.

*0 (d) Keine teilweise übermäßigen Kräfte werden auf den Tintenbehälter ausgeübt, so daß der Tintenbehälter keinesfalls beschädigt wird.

(e) Der Aufbau ist so einfach, daß der Betrieb ohne Ausfall ¹^ erfolgen kann.

(f) Die Gesamtkosten können reduziert werden.

Die Erfindung wird nachfolgend, auch hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile, anhand der Beschreibung von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

Fig. 1 einen Querschnitt eines Ausführungsbeispiels der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der

Erfindung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Betriebs der erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Auf-Zeichnungsvorrichtung;

Fig. 3, 4 und 5 Querschnitte von anderen Ausführungsformen der Tintendruckeinrichtung, die bei der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet wird;

Fig. 6, 7, 8 und 9 Querschnitte von Ausführungsbeispielen der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, bei

denen verflüssigtes Gas bei der Tintendruckeinrichtung verwendet wird;

Fig. 10 und 11 Querschnitte von weiteren Ausführungsbeispielen der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung,

bei der die Tintenpatrone mit zwei öffnungen versehen ist;

Fig. 12, 13 und 14 Querschnitte von anderen Ausführungsbeispielen der Tintenpatrone und der Tintenstrahl-

Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung; und

Fig. 15, 16 und 17 Querschnitte von Ausführungsbeispielen eines Versorgungs-Auslaß-Systems zur Druckbeaufschlagung und zum Absaugen von Tinte in der Tin

tenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung.

Fig. 1 zeigt die Anordnung der erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, wobei der Aufzeichnungsoder Schreibkopf eine Vielzahl von Düsen 1, welche Tintentröpfchen ausspritzen, eine Vielzahl von Druckkammern 2, die ausgestreckt zu den Düsen 1 führen, eine gemeinsame Färb- oder Tintenkammer 3, welche die Farbe oder Tinte zu den jeweiligen Druckkammern 2 verteilt, und eine Einlaßeinrichtung 4 aufweist, welche Farbe oder Tinte von einer Tintenpatrone in die gemeinsame Färb- oder Tintenkammer 3 leitet. Die Aufzeichnungs- oder Schreibtinte ist in einen äußerst luftdichten Behälterbeutel 5 eingefüllt, der in einem Patronenkörper 6 untergebracht ist, wobei der Behälterbeutel 5 aus flexiblem Material besteht, das hermetisch abgedichtet ist, um den Eintritt von Luft ins Innere zu verhindern. Wenn nachstehend der Begriff "Tinte" verwendet wird, so ist damit jede geeignete Art von Tinte oder Farbe gemeint, die sich bei einem Tintenstrahlschreiber verwenden läßt.

Die Tintenpatrone weist einen Patronenkörper 6, der nahezu

luftdicht ist und in einem Endbereich von einem Entlüftungsloch 7 durchsetzt wird, den bereits erwähnten Tintenbehälterbeutel 5, der in dem Patronenkörper 6 untergebracht ist, sowie eine Kappe 8 auf, welche die Tinte im Behälter 5 von der Luft trennt, aus elastischem Material besteht und am anderen Ende des Patronenkörpers 6 angeordnet ist. Die Kappe 8 der Patrone ist befestigbar und lösbar an einem Verbindungsteil 9 angebracht, das an einem Teil der Aufzeichnungsvorrichtung befestigt ist. Das eine Ende einer Tintenversorgungsleitung 10 ist an das Verbindungsteil 9 angeschlossen, und das andere Ende der Versorgungsleitung 10 ist durch einen Filter 11 an die Einlaßeinrichtung 4 des Schreibkopfes angeschlossen.

Außerdem besteht der Tintenbehälterbeutel 5, der im Inneren des Patronenkörpers 6 mit festen oder stabilen Wänden aus flexiblem Material in Form einer Einzelschicht oder von laminierten Schichten oder einem Verbundmaterial, beispielsweise aus Polyethylen, Polypropylen, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Polyester, Nylon oder dergleichen. Die Kappe 8 und das Verbindungsteil 9 ermöglichen das Fließen der Tinte aus der Patrone durch einen Stutzen, der entweder in die Kappe oder das Verbindungsteil eingebaut ist und die elastische Dichtung durchdringt, in die Tintenversrogungsleitung.

Bei einem derartig aufgebauten Tintenversorgungssystem fließt die Tinte im Behälter durch manuelle Verbindung der Tintenpatrone mit dem Verbindungsteil 9 durch die mit dem Verbindungsteil 9 verbundene Kappe 8 in die flexible Tintenversorgungsleitung 10, weiter durch den Filter 11 und dann durch die Einlaßeinrichtung 4 in den Schreibkopf. Die Tinte, die dem Schreibkopf zugeführt worden ist, tritt zuerst in die gemeinsame Tintenkammer 3 ein, von wo die Tinte weiter auf eine Vielzahl von Druckkammern 2 verteilt wird, die zu einer Vielzahl von Düsen 1 führen, welche den vertikal ausgefluchteten Aufzeichnungspunkten von aufzuzeichnenden Punktmatrix-Zeichen entsprechen. Somit wird der

Innenraum hinter den Düsen 1 mit Tinte aus der Tintenpatrone gefüllt. Der Tintenpegel im Inneren der Tintenpatrone wird niedriger als der der Düsen 1 gehalten, und der normale hydrostatische Druck der Tinte an der Düsenverengung und die Oberflächenspannung der Tinte bilden einen Meniskus der Tinte, so daß ein Gleichgewicht gehalten wird, so daß außerhalb der Aufzeichnungsperiode keine Tinte aus den Düsen 1 herausleckt.

Andererseits ist eine der Wände von jeder der erwähnten Druckkammern 2 elastisch, und die Außenoberfläche der Wand ist mit einem daran angebrachten piezoelektrischen Wandlerelement versehen, das elektrisch an einen elektronischen Impulsgenerator 13 angeschlossen ist. Das piezoelektrische Wandlerelement 12 besteht aus einer geeigneten elastischen Platte, die bei Erhalt eines elektrischen Signals vom Impulsgenerator 13 in der Lage ist, sich in Richtung der Innenseite der Druckkammer 2 zu biegen, und die beispielsweise aus einem piezoelektrischen Kristall besteht und mit einer leitenden dünnen Schicht auf die Außenoberfläche der Wand der Druckkammer 2 aufgeklebt ist.

Bei der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem derartigen Aufbau biegt sich das piezoelektrische Wandlerelement 12 beim Empfang eines Signals von dem Impulsgenerator 13 prompt zur Innenseite der Druckkammer 2, um prompt das Volumen der Druckkammer 2 zu reduzieren, so daß die Tinte im Inneren der Düsen 1 dazu gezwungen wird, in Form von Tröpfchen auf ein gegenüberliegendes und relativ dazu bewegbares Aufzeichnungsmedium zu fliegen, um darauf ein Punktbild oder Rasterbild zu bilden.

Die Tintenpatronen-Druckeinrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 näher erläutert. Der Patronenkörper 6, der den Tintenbehälterbeutel 5 aufnimmt, hat mit Ausnahme des Entlüftungslochs 7 einen geschlossenen Aufbau, und normalerweise strömt, wie in der Zeichnung dargestellt, Luft frei durch das

Entlüftungsloch in den und aus dem Patronenkörper 6. Wenn der Patronenkörper 6 richtig geladen ist, indem man ihn mit dem Verbindungsteil 9 des Aufzeichnungsvorrichtungskörpers verbindet, ist eine Kopplungs- oder Verbindungseinrichtung 14 fest oberhalb des Entlüftungslochs der Patrone angeordnet. Die Verbindungseinrichtung 14 hat in ihrer Mitte einen beweglichen hohlen Schaft 15, von dem ein Ende mit einer Kompressorluftpumpe 16 verbunden ist, während sein anderes Ende mit einem elastischen Dichtungsteil 17 versehen ist, zum Beispiel einem O-Ring. Die Verbindungseinrichtung 14 besitzt beispielsweise einen Elektromagneten, dessen beweglicher Eisenkernschaft 15 sich auf und ab bewegt, wenn die in den Magneten eingebaute Spule erregt wird. Der bewegliche Schaft 15 ist hohl, und die Aushöhlung bildet einen Luft-Strömungsweg, durch den die Druckluft aus einem Rohr 18 von der Kompressorluftpumpe 16 zu seinem anderen Ende strömt.

Wenn die oben erwähnte Reinigung oder Säuberung während der Zeit außerhalb der Aufzeichnungsperiode durchgeführt werden soll, wird durch Betätigung eines automatischen oder manuellen Schalters der Magnet der Verbindungseinrichtung 14 eingeschaltet, um dadurch den beweglichen Schaft 15 mit der Dichtung 17 dicht an den Patronenkörper 6 zu drücken, so daß ein ständig verbundener, geschlossener Luftströmungsweg von der Luftpumpe 16 durch das Rohr 18, den beweglichen Schaft 15, die Dichtung 17 und das Entlüftungsloch 7 zum Patronenkörper 6 gebildet wird.

Unter dieser Bedingung wird die Luftpumpe 16 automatisch betrieben, und die Luft von dieser wird zwangsläufig durch den oben angegebenen Luftströmungsweg in den Patronenkörper 6 fließen, um den Luftdruck im Inneren zu erhöhen und dadurch den Tintenbehälterbeutel 5 im Inneren zusammenzudrükken, so daß die in dem Behälter enthaltene Tinte mit Druck beaufschlagt wird; infolgedessen wird die Tinte gezwungen, aus dem Behälter 5 durch die Kappe 8 und das angeschlossene Verbindungsteil 9, die Tintenversorgungsleitung 10 und den Filter 11 zu fließen und durch die Einlaßeinrichtung 4 in

den Schreibkopf zu gelangen, von wo sie durch die Düsen 1 schließlich ausgespritzt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Blasen und Fremdstoffe, die sich im Inneren der Düsen 1 und des Schreibkopfes befunden haben/ zusammen mit der ausgespritzten Tinte aus den Düsen 1 ausgestoßen worden, so daß eine Reinigung der Düsen und des Schreibkopfes erfolgt ist, so daß die Düsen frei von Verschmutzungen oder Verstopfungen werden.

Wenn der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorgang nach Beendigung des Reinigungsbetriebs wieder aufgenommen wird, wird die Energieversorgung zur Verbindungsexnrichtung 14 abgeschaltet, um den Spulenstrom abzuschalten, so daß der bewegliche Schaft 15 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt, und somit werden die Dichtung 17 und die Spitze des beweglichen Schaftes 15 von der Außenoberfläche um das Entlüftungsloch 7 des Patronenkörpers 6 getrennt. Zur gleichen Zeit wird auch die Energieversorgung für die Kompressorluftpumpe 16 abgeschaltet, um den Pumpbetrieb zu unterbrechen. Somit strömt die Druckluft im Inneren des Patronenkörpers 6 durch das Entlüftungsloch 7 hinaus, so daß die Luft im Inneren der Patrone unter Atmosphärendruck gehalten wird, so daß es möglich ist, den Tintentröpfchenstrahl unter dem erwähnten normalen hydrostatischen Druck zu halten.

Der Tintenversorgungsbetrieb der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert. In Fig. 2 der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen P ein Aufzeichnungspapier, das Bezugszeichen 21 eine zylindrische Walze, welche das Aufzeichnungspapier P zuführt. Die Walze 21 wird von einem nicht dargestellten Motor angetrieben, um sich zu drehen und das Papier P in engem Kontakt mit der Walze 21 zu transportieren.

Der Schreibkopf mit einer Vielzahl von Düsen 1 ist auf einem Wagen oder Schlitten 22 angeordnet und bewegt sich dicht

am Aufzeichnungspapier P von links nach rechts und umgekehrt in axialer Richtung der Walze 21, und zwar mittels eines nicht dargestellten Drahtes oder Riemens und eines nicht dargestellten Motors, der an den Schlitten 22 angeschlossen ist. Der Schreibkopf spritzt während seiner seitlichen Bewegung Tintentröpfchen aus den Düsen 1 auf das Aufzeichnungspapier P und bildet somit Punktmatrixzeichen oder grafische Muster auf dem Aufzeichnungspapier P.

Wenn Blasen, Bläschen oder Feststoffe sich in dem Schreibkopf gebildet haben, kann in der oben beschriebenen Weise keine zufriedenstellende Aufzeichnung mehr erfolgen. Wenn Störungen im Tintenstrahl festgestellt werden, oder in regelmäßigen Abständen oder unmittelbar vor dem Beginn des Aufzeichnungsbetriebs wird die Tinte zwangsläufig aus dem Tintenbehälter in den Schreibkopf gedruckt, um zwangsläufig eine Entfernung der Blasen und Feststoffe im Tintenströmungsweg vorzunehmen. Zu diesem Zweck wird der Schlitten 22 mit dem darauf befestigten Schreibkopf zu einer Reinigungswalze 23 bewegt, die sich in axialer Richtung der Walze 21 befindet, und zwar in einer Position, der Reinigungsposition, zum Stillstand gebracht, so daß die Düsenspitzen dem Umfang der Reinigungswalze 23 dicht gegenüberliegen. Fig. 2 zeigt diesen Zustand in schematischer Darstellung, wobei die Reinigungswalze mit einem koaxial befestigten Schneckenrad, einer mit diesem in Eingriff stehenden Schnecke sowie einem Antriebsmotor 24 drehbar ist. Eine Tintenüberschußaufnähme 25 ist dicht an und unterhalb von dem Umfang der Reinigunswalze 23 angeordnet und an eine Hintereinanderschaltung aus einem Rohr 26, einem Überschußaufnahmetank 27 und eine Ansaugluftpumpe 28 angeschlossen.

Wie oben bereits angegeben, besitzt bei der erfindungsgemäßen Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung das System zur Durchführung des Reinigungsbetriebs im wesentlichen die folgenden drei systematischen Wege:

(1) Den Druckluft-Versorgungsweg von der Kompressorluftpumpe 16 durch die Verbindungseinrichtung 14 zum Patronenkörper 6 /

(2) den Versorgungsweg zur zwangsläufigen Zuführung von Tinte aus dem Tintenbehälter 5 zu den Düsen 1 des Schreibkopfes, und

(3) den Absaugweg für Luft-Tinten-Abfälle von der Reinigungswalze 23 durch die Überschußaufnahme 25 und den Überschußaufnahmetank 27 zur Ansaugluft'pumpe 28.

Die jeweiligen systematischen Wege zur Durchführung des oben beschriebenen Reinigungsbetriebs werden von einem Mikrocomputer oder Kleinrechner gesteuert, der nachstehend kurz als CPU 30 bezeichnet wird. Das heißt, zwei Luftpumpen 16 und 28 und eine Verbindungseinrichtung 14 starten und unterbrechen die jeweiligen Vorgänge in Abhängigkeit von einem Befehl von der CPU 30.

Während des Aufzeichnungsbetriebs befinden sich sowohl die Kompressorluftpumpe 16 als auch die Ansaugluftpumpe 28 in der ünterbrechungs- oder Bereitschaftsstellung, und die Verbindungseinrichtung 14 öffnet das Entlüftungsloch 7, so daß der Innenraum des Patronenkörpers 6 unter Atmosphärendruck ist. Unter dieser Bedingung wird die Tinte im Inneren des Tintenbehälters 5 dem Schreibkopf zugeführt, der die Tinte in Abhängigkeit von Signalen vom Impulsgenerator 13 ausspritzt.

Wenn während des Aufzeichnungsbetriebes ein Tintenstrahlfehler durch Verschmutzen, Verstopfen oder dergleichen der Düsen 1 in der oben beschriebenen Weise abgetastet würde, oder im Falle des intermittierenden Strahlbetriebs in regelmäßigen Abständen mit dem Zweck, eine mögliche Verschmutzung zu verhindern, oder vor dem Starten des Aufzeichnungsbetriebs, oder wenn der Reinigungsbetrieb aus irgendwelchen anderen Gründen erforderlich wird, wird der Schreibkopf zuerst in die angegebene Reinigungsposition außerhalb der Transportposition für das Aufzeichnungspapier P gebracht, so daß die

Düsen 1 und die Reinigungswalze 23 einander gegenüberstehen. Als nächstes bewirkt der Befehl von der CPU 30, daß der Magnet der Verbindungseinrichtung 14 eingeschaltet wird, so daß sich der bewegliche Schaft 15 nach unten bewegt, so daß die Dichtung 17 an der Spitze des Schaftes 15 gegen die äußere Wandfläche um das Entlüftungsloch 7 des Patronenkörpers 6 gedrückt wird und mit dieser in dichten Kontakt kommt, so daß die Kompressorluftpumpe 16 und die Tintenpatrone in ihren dicht verbundenen Zustand kommen.

In der Folge werden durch einen Befehl von der CPU 30 sowohl die Kompressorluftpumpe 16 als auch die Ansaugluftpumpe 28 eingeschaltet, um ihren jeweiligen Betrieb zu beginnen, so daß die Druckluft von der Kompressorluftpumpe zwangsläufig durch das Rohr 18 und die Verbindungseinrichtung 14 in den Patronenkörper 6 strömt; dadurch wird im Inneren des Patronenkörpers 6 ein vorgegebener Druckzustand erreicht, so daß die Tinte im Inneren des Tintenbehälterbeutels 5 mit Druck beaufschlagt wird, und die mit Druck beaufschlagte Tinte wird zwangsläufig durch die Kappe 8, das Verbindungsteil 9, die Tintenversorgungsleitung 10 und den Filter 11 in den Schreibkopf fließen, wobei die Tinte durch die gemeinsame Tintenkammer 3, die Druckkammern 2 und die Düsen 1 herausgespritzt wird. Zu diesem Zeitpunkt sind die Blasen und Feststoffe, die sich im Inneren der Tintenströmungswege und insbesondere im Inneren der Düsen 1 befunden haben, von dort entfernt worden, um den Innenraum der Tintenströmungswege freizugeben.

Andererseits wird die Tinte aus den Düsen 1 auf die Umfangsflache der Reinigungswalze 23 ausgespritzt, die den Düsen 1 dicht gegenüberliegend angeordnet ist, und die Tinte wird auf die Umfangsfläche der sich drehenden Reinigungswalze 23 transportiert und auf dieser verteilt und fällt dann in Tropfen in die darunter angeordnete Abfall- oder Uberschußaufnähme 25, von der durch die Ansaugluftpumpe 28 eine Absaugung erfolgt, um die Tinte vollständig aufzunehmen, die von der Oberfläche der Reinigungswalze 23 heruntergetropft

ist. Die Tinte, die in die Uberschußaufnähme 25 gelangt ist, wird dann durch die Saugluft abgezogen und fließt durch das Rohr 26 in den Abfallaufnahmetank 27.

Nach Beendigung des obigen Reinigungsvorgangs werden durch einen Befehl von der CPU 30 beide Luftpumpen 16 und 28 abgeschaltet, um den Luftstrom zu unterbrechen. Durch den anschließenden Befehl von der CPU 30 wird der Magnet der Verbindungseinrichtung 14 abgeschaltet, so daß der Schaft 15 in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann und damit seine Verbindung mit dem Patronenkörper 6 löst, so daß die unter Druck gesetzte Luft im Inneren des Patronenkörpers 6 durch die Entlüftungsöffnung 7 in die äußere Atmosphäre hinausströmt, und somit kehrt der Innenraum des Patronenkörpers 6 zum normalen Atmosphärendruck zurück. Gleichzeitig damit kehrt auch der Druck der im Tintenbehälterbeutel 5 enthaltenen Tinte zum normalen Atmosphärendruck zurück. Etwas später wird auch der Tintendruck im Inneren des Schreibkopfes, der zur Tinte im Inneren des Tintenbehälterbeuteis 5 führt, allmählich verringert und kehrt schließlich zum normalen Atmosphärendruck zurück. Wenn der Tintendruck im Inneren des Schreibkopfes nahezu den normalen Atmosphärendruck erreicht, bewegt sich der Schreibkopf aus der Reinigungsposition in die Tintenstrahl-Aufzeichnungsposition.

Außerdem werden bei der oben beschriebenen Ausführungsform zwei getrennte Pumpen 16 und 28 zu Druck- bzw. Saugzwecken verwendet, jedoch ist auch die Verwendung einer einzigen Luftpumpe möglich, um sowohl Druck- als auch Saugfunktion auszuüben. Alternativ dazu können beide Pumpen 16 und 28 von einer gemeinsamen Energiequelle, z. B. einem Motor, einer elektromagnetischen Betätigungseinrichtung oder dergleichen, angetrieben werden. Eine derartige Einrichtung dient zur Verringerung der Kosten und/oder zur Einsparung₍ von Raum beim Einbau.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung einer anderen Ausführungsform der Erfindung. Dabei ist ein

Druckbeaufschlagungsmechanismus von der Bauart vorgesehen, der keine Verbindungseinrichtung 14 mit einem beweglichen Schaft 15 verwendet, sondern ein Steuerventil 40 aufweist, das an der Aufzeichnungsvorrichtung befestigt ist. Der Einsatzeingang einer Patronenladekammer zur Unterbringung einer Tintenpatrone ist so aufgebaut, daß er von der Außenluft in der Weise getrennt ist,daß er mit einer dichten Abdeckung 43 mit einem Dichtungsteil 42, zum Beispiel einem O-Ring, abgeschlossen ist. Eine Wand der Patronenladekammer 41 wird von einem Lufteinlaß 44 durchsetzt, der durch einen Strömungsweg zu einer Kompressorluftpumpe 16 führt. Zugleich führt der Lufteinlaß 44 durch ein Steuerventil 40 zu einem Luftauslaß 45, der zur Außenluft offen ist. Das Steuerventil 40 ist beispielsweise ein Magnetventil, das von einem Magneten betätigt wird, oder ein Flüssigkeits-Steuerventil, das die Ein-Aus-Steuerung des Luftdruckes im Inneren der Luftströmungswege vornimmt.

Wenn der Reinigungsbetrieb durchgeführt wird, wird das Steuerventil 40 zuerst geschlossen und dann die Kompressorluftpumpe 16 betätigt, um Druckluft durch den Lufteinlaß 44 und das Entlüftungsloch 7 in den Patronenkörper 6 einzuleiten, um den Luftdruck im Inneren zu erhöhen und den Tintenbehälterbeutel 5 mit Druck zu beaufschlagen, so daß die Tinte unter Druck gesetzt wird, um in der oben beschriebenen Weise die Blasen und Feststoffe, die sich im Inneren des Schreibkopfes befinden, aus den Düsen 1 heraus zu entfernen. Das Auffangen der herausgedrückten Tinte erfolgt in gleicher Weise wie oben beschrieben. Nach Beendigung des Reinigungsbetriebs wird der Betrieb der Kompressorluftpumpe 16 unterbrochen und gleichzeitig das Steuerventil 40 geöffnet, so daß die Druckluft im Inneren des Patronenkörpers 6 durch das Entlüftungsloch 7, den Lufteinlaß 44 und das Steuerventil 40 sowie den Luftauslaß 45 nach außen hinausströmt; somit kehrt der Tintendruck zum normalen Atmosphärendruck zurück. In diesem Zustand ist die Vorrichtung für den Aufzeichnungsbetrieb bereit. Außerdem erfolgt das Ersetzen von Tintenpatronen durch das öffnen und Schließen

der dichten Abdeckung 43.

Fig. 4 zeigt den Aufbau einer Anordnung, bei der als Druckeinrichtung eine manuelle Einrichtung anstelle der elektrisch angetriebenen Luftpumpe verwendet wird, und die Verbindungseinrichtung ist weiter vereinfacht. Eine Wand des Tintenpatronenkörpers 6 ist mit einem sich verjüngenden hohlen Vorsprung 51 versehen, der von der Wand in paralleler Anordnung zur Kappe 8 nach außen vorsteht, und der Vorsprung 51 wird in seinem Inneren von einem Entlüftungsloch 7 durchsetzt. Die Innenseite einer Patronenladekammer 41 auf der Aufzeichnungsvorrichtungskörperseite ist mit einem Verbindungs- oder Anschlußteil 52 mit einer solchen Form versehen, daß es auf den Vorsprung 51 paßt und mit diesem verbunden werden kann. Das andere Ende des Verbindungsteils 52 ist an ein Rohr oder eine Leitung 53 und außerdem an eine manuelle Blaseinrichtung 50 angeschlossen, die aus einer elastischen und flexiblen Wand in Form einer Halbkugel oder japanischen Laterne besteht, wobei ein Teil dieser Wand von einem Entlüftungsloch 54 durchsetzt ist. In dem Zustand, wo das Entlüftungsloch offen ist, ist der Luftströmungsweg von der manuellen Blaseinrichtung 50 durch die Leitung 53, das Verbindungsteil 52 und den hohlen Vorsprung 51 zum Patronenkörper 6 vollständig unter normalem Atmosphärendruck. In diesem Zustand findet der Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetrieb statt. Außerdem besteht die obige Blaseinrichtung aus einem Material, wie zum Beispiel natürlichem Gummi oder Kautschuk, synthetischem Gummi, Kunststoff oder dergleichen.

Wenn der Reinigungsbetrieb erforderlich ist, wird das Entlüftungsloch 54 der manuellen Blaseinrichtung 50 mit der Spitze eines Fingers 55 oder mit einem geeigneten Betätigungsteil verschlossen, um die Luft im Inneren zu komprimieren, und die Verringerung des Innenvolumens zwingt die Luft im Inneren dazu, in den Patronenkörper 6 zu strömen und dort den Luftdruck im Inneren zu erhöhen, so daß die Tinte in der Tintenpatrone mit Druck beaufschlagt wird, so daß in gleicher Weise die Blasen und Feststoffe zusammen mit der

Tinte aus den Düsen 1 ausgetrieben werden und insofern eine Reinigung erfolgt. Wenn man nach Beendigung des Reinigungsbetriebs die Fingerspitze 5 5 vom Entlüftungsloch 54 der manuellen Blaseinrichtung 50 nimmt, wird im Innenraum der Blaseinrichtung 50 sofort der normale Atmosphärendruck wieder hergestellt, und der Luftdruck im Inneren des Patronenkörpers sowie der Tintendruck gehen auf normalen Atmosphärendruck zurück, so daß die Vorrichtung für Aufzeichriungsbetrieb bereit wird. Diese Konstruktion ist einfach und kann in wirksamer Weise bei Aufzeichnungsvorrichtungen verwendet werden, bei denen der Reinigungsbetrieb mit einem relativ kleinen Druck in ausreichendem Maße durchgeführt werden kann.

Fig. 5 zeigt einen schematischen Querschnitt eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. Man erkennt einen Aufbau, bei dem anstelle der Kompressorluftpumpe 16 in Fig. 1 und 2 eine Heizkammer 60 verwendet wird. Die Heizkammer 60 besteht aus einem nahezu geschlossenen stabilen Gehäuse, ^und elektrische Heizelemente 62 sind an den Innenwänden des Gehäuses vorgesehen. Eine Wand besitzt dabei eine öffnung, die mit einem Rohr oder einer Leitung 18 ver-bunden ist.

Wenn der Reinigungsbetrieb erforderlich ist, wird die Verbindungseinrichtung 14 eingeschaltet, um den beweglichen Schaft 15 zu bewegen und dicht mit einem Patronenkörper 6 zu verbinden, so daß ein vollständig geschlossener durchgehender Luftströmungsweg von der Heizkammer 60 durch die Verbindungseinrichtung 14 zum Patronenkörper 6 aufgebaut wird. Gleichzeitig werden die Heizelemente 62 der Heizkammer 60 eingeschaltet, um die Innentemperatur der Heizkammer zu erhöhen, und die thermische Ausdehnung erhöht somit den Luftdruck im Inneren, der verwendet wird, um den Luftdruck im Inneren des Patronenkörpers sowie den Tintendruck zu erhöhen. Dieses System erfordert keine Antriebseinrichtung, wie die Luftpumpe, oder eine elektrische Betätigungseinrichtung, wie zum Beispiel das Steuerventil bei den vorherigen Ausführungsbeispielen, und somit ist der Aufbau

einfach und seine Wartung leicht möglich, wobei aber die jeweiligen Bauteile wärmebeständig sein müssen.

Außerdem können als Druckeinrichtung die oben beschriebene Luftpumpe 16, die manuelle Blaseinrichtung 50, die Heizkammer 60 oder verschiedene andere geeignete Einrichtungen zum Einsatz gelangen. Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Behälter für verflüssigtes Gas als Druckeinrichtung versehen ist, wobei anstelle der Luftpumpe 16 ein Behälter 70 für verflüssigtes Gas sowie ein Steuerventil 71 vorgesehen sind, die an eine Anschluß- oder Verbindungseinrichtung angeschlossen sind, um die Druck- und Entlastungsoperationen durchzuführen. Dieses System ist für den Reinigungsbetrieb geeigjiet, der einen hohen Druck in einer kurzen Zeitspanne erfordert.

Das verflüssigte Gas im Behälter 70 für verflüssigtes Gas ist ein komprimiertes Gas, so daß es in flüssiger Form vorliegt und man kann für ein solches Gas verflüssigte Kohlenwasserstoffe, wie z. B. Butan, Propan, Ethan, Methan oder dergleichen, verwenden, oder aber verflüssigte Gase, wie z. B. flüssiges Kohlendioxid oder polyhalogenierte Kohlenwasserstoffe, die Fluor und Chlor enthalten, sogenanntes Flon-Gas, oder dergleichen. Jedes dieser verflüssigten Gase wird in flüssiger Form in auswechselbaren Patronen gespeichert, aber wenn es in die Atmosphäre abgelassen wird, wird es rasch gasförmig, so daß sich sein Volumen erhöht, und in einer geschlossenen Gaskammer erhöht es den Gasdruck im Inneren.

Wenn der Reinigungsbetrieb außerhalb der Aufzeichnungsperioden erforderlich ist, wird durch den automatischen Betrieb, z. B. durch eine Kleinrechnersteuerung, oder durch manuellen Schalterbetrieb, der Magnet der Verbindungseinrichtung 72 eingeschaltet, um den beweglichen Schaft 73 nach unten zu bewegen, so daß der Schaft 7 3 mit seiner Dichtung 74 in dichten Kontakt mit dem Patronenkörper 6 kommt, so daß ein

geschlossener Gasströmungsweg vom Steuerventil 71 durch ein Rohr oder eine Leitung 75, den beweglichen Schaft 73, die Dichtung 74 und das Entlüftungsloch 7 zum Patronenkörper 6 ausgebildet wird. Wenn das Steuerventil 71 unter dieser Bedingung geöffnet wird, wird das verflüssigte Gas im Behälter 70 zu einer Druckgasströmung, die aus dem Steuerventil 71 austritt und dann durch den ausgebildeten Gasströmungsweg in den Patronenkörper 6 fließt, so daß der Gasdruck in seinem Inneren erhöht und der Tintenbehälterbeutel 5 im Inneren zusammengedrückt wird, so daß die Tinte im Inneren mit Druck beaufschlagt wird. Infolgedessen wird die im Tintenbehälter 5 enthaltene Tinte dazu gezwungen, durch die Kappe 8 und das daran angeschlossene Verbindungsteil 9, weiter durch die Tintenversorgungsleitung 10, den Filter 11 und die Einlaßeinrichtung 4 in den Schreibkopf zu fließen, von wo sie durch die Düsen 1 nach außen ausgespritzt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Blasen und Fremdstoffe, die sich im Aufzeichnungskopf befinden, zusammen mit der Tinte aus den Düsen 1 herausgedrückt, so daß eine Reinigung der Düsen und der anderen Teile erfolgt, und Verschmutzungen oder Verstopfungen beseitigt werden.

Wenn nach Beendigung des obigen Reinigungsvorgangs der Aufzeichnungsbetrieb wieder aufgenommen wird, wird die Energie-Versorgung für die Verbindungseinrichtung 72 abgeschaltet, so daß der Spulenstrom des Magneten abgeschaltet wird und der bewegliche Schaft 73 in seine Ausgangsstellung zurück-.kehrt, so daß die Dichtung 74 an der Spitze des beweglichen Schafts 73 sich von der Außenoberfläche der Wand des Patronenkörpers 6 weg bewegt. Gleichzeitig wird das Steuerventil 71 betätigt, um den Strömungsweg zur Leitung 75 abzusperren, so daß der Druckgas-Versorgungsbetrieb unterbrochen wird. Somit strömt das Druckgas im Inneren des Patronenkörpers 6 durch das Entlüftungsloch 7 nach außen hinaus. Danach kehrt der Gasdruck im Inneren des Patronenkörpers 6 auf normalen Atmosphärendruck zurück, so daß der Tintentröpfchenstrahl wieder unter normalem hydrostatischen Druck steht.

Die Fig. 7 (A) und 7 (B) zeigen schematische Darstellungen von anderen Ausführungsbeispielen der Erfindung, wobei ein Aufbau gezeigt ist, bei dem das eine Ende eines hohlen beweglichen Schaftes der erwähnten Verbindungseinrichtung 72 direkt als Steuerventil dient, anstatt an die Leitung 75 angeschlossen zu sein. Die Fig. 7 (A) zeigt im Querschnitt den Zustand vor der Druckbeaufschlagung, während Fig. 7 (B) im Querschnitt den Zustand zeigt, wo ein Druckgas für den Reinigungsbetrieb zugeführt wird. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, ist der Behälter 70 für verflüssigtes Gas befestigbar und lösbar mit einem Zylinder 76 verbunden, der am Vorrichtungskörper befestigt ist. Der Zylinder 76 besitzt in seinem Inneren eine variable Gaskammer 76A, die durch einen Gaseinlaß 77 zum Innenraum des Behälters 70 für verflüssigtes Gas führt.

Andererseits ist das Spitzenteil des hohlen beweglichen Schafts 78, der den Innenraum der Verbindungseinrichtung von 70 durchdringt und hin- und herbewegbar angeordnet ist, auf der Innenwand der Gaskammer 76A im Inneren des Zylinders 76 verschiebbar und bildet einen Kopf 78A, der als Kolben arbeitet.

Während des normalen Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetriebs oder während der Stillstandszeit ist der Kopf 78A gemäß Fig. 7 (A) nach oben gegen die innere Stirnebene der Innenwand der Gaskammer 76A im Inneren des Zylinders 76 gedrückt, und gleichzeitig ist der Gaseinlaß 77 verschlossen. Zu dieser Zeit befindet sich das andere Ende des beweglichen Schafts 78, das heißt, die Stirnebene mit der Dichtung 74, im Abstand von der Außenwand, welche das Entlüftungsloch 7 des Patronenkörpers 6 umgibt. In diesem Zustand ist das Druckgas im Inneren des Behälters 70 für verflüssigtes Gas im verschlossenen Zustand durch das Schließen des Gaseinlasses 77, so daß keine Gaszuführung erfolgt, und der Innenraum des Patronenkörpers 6 wird im Zustand des normalen Atmosphärendrucks gehalten.

wenn der Reinigungsbetrieb erforderlich ist, wird gemäß einem Steuerbefehl von außen in der in Fig. 7 (B) dargestellten Weise die Verbindungseinrichtung 72 betätigt, um den beweglichen Schaft 78 nach unten zu bewegen und den Schaft in dichten Kontakt mit der Außenwand des Patronenkörpers 6 zu bringen, so daß ein Gasstromweg gebildet wird, der den Hohlraum im Inneren des beweglichen Schafts 78, das Entlüftüngsloch 7 und den Innenraum des Patronenkörpers 6 umfaßt. Gleichzeitig gleitet der Kopf 78A an der Innenseite des Zylinders 76 entlang nach unten und bildet den Raum einer Gaskammer 76A, und der Gaseinlaß 77 beginnt, sich zu öffnen, so daß das komprimierte Gas im Inneren des Behälters 70 für verflüssigtes Gas sich nach außen durch den Gaseinlaß 77 in die Gaskammer 76A und weiter durch den Hohlraum im Inneren des beweglichen Schafts 78 und dann durch das Entlüftungsloch 7 in den Patronenkörper 6 ausdehnt, so daß der Gasdruck im Inneren ansteigt, da sich der Patronenkörper 6 im geschlossenen Zustand befindet. Der angestiegene Gasdruck setzt den Tintenbehälterbeutel 5 unter Druck, um den Druck der Tinte im Inneren des Behälterbeutels zu erhöhen, und danach wird der gleiche Reinigungsbetrieb wie oben beschrieben durchgeführt.

Nach dem Reinigungsbetrieb wird, entsprechend einem weiteren Steuerbefehl von außen, die Erregung der Verbindungseinrichtung 72 unterbrochen, so daß sie in die Ausgangsstellung gemäß Fig. 7 (A) zurückkehrt, so daß die Zufuhr von verflüssigtem Gas unterbrochen wird und der Innenraum des Patronenkörpers 6 auf normalen Atmosphärendruck zurückkehrt; dadurch wird die Anordnung für die Wiederaufnahme des Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetriebs bereit. Da der bewegliche Schaft 78 der Verbindungseinrichtung 72 bei der oben beschriebenen Ausführungsform gemäß Fig. 7 auch als Steuerventil dient, ermöglicht dies eine Vereinfachung des Druckmechanismus sowie einen wirksamen Betrieb, so daß die Konstruktion für die praktische Anwendung ausgezeichnet ist.

Fig. 8 zeigt einen schematischen Querschnitt zur Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Erfindung. Diese Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß sie keine beweglichen Teile aufweist, wie zum Beispiel die oben erwähnten beweglichen Schäfte 73 bzw. 78, statt dessen ist das Tintenpatronengehäuse so ausgebildet, daß es eine mit Druck beaufschlagbare, geschlossene Struktur besitzt, was eine Verbesserung der Betriebsstabilität ermöglicht.

In Fig. 8 ist die Einsatzöffnung einer Patronenladekammer 81, die zur Unterbringung einer anschließbaren und lösbaren Tintenpatrone dient, mit einer dichten Abdeckung 83 mit einem Dichtungselement 82, zum Beispiel einem O-Ring, dicht verschlossen, so daß sich ein Aufbau ergibt, bei dem der Innenraum der Kammer von der äußeren Luft isoliert ist.

Eine Wand der Patronenladekammer 81 wird von einem Gaseinlaß 84 durchsetzt, der zu einem Steuerventil 80 führt, das außer an den Gaseinlaß 84 auch noch an eine Gasleitung 85 und außerdem an eine Gasleitung zu einer Gasauslaßöffnung 86 angeschlossen ist; das Steuerventil 80 steuert die oben erwähnten Strömungswege in den drei Richtungen beim Empfang eines elektrischen Signals von außen und wird von einem Elektromagneten oder dergleichen betätigt.

Das öffnen und Schließen der erwähnten dichten Abdeckung 83 erfolgt nur, wenn die Patrone zur Tintennachfüllung ersetzt wird, und mit Ausnahme der Nachfüllung ist die dichte Abdeckung stets in der angegebenen Position, um die Patrone im Inneren der Patronenladekammer 81 im geschlossenen Zustand zu halten.

Während der üblichen Perioden des Aufzeichnungsbetriebs oder des Stillstands hält das Steuerventil 80 die Gasleitung

85 im normalerweise geschlossenen Zustand, und hält den Weg zwischen der Patronenladekammer 81 und der Gasauslaßöffnung

86 im offenen Zustand. Das heißt, in diesem Zustand ist die Gasversorgung von dem Behälter 70 für verflüssigtes Gas unterbrochen, während der Innenraum des Patronenkörpers 6

in dem Zustand des normalen Atmosphärendrucks gehalten wird.

Wenn als nächstes der Reinigungsbetrieb erforderlich ist, wird ein Steuerbefehl von außen auf das Steuerventil 80 gegeben, so daß dieses so„wirkt, daß es nur die zur Gasauslaßöffnung führende Leitung absperrt, während die anderen beiden Strömungswege geöffnet werden.

Dadurch wird der Strömungsweg vom Behälter 70 für verflüssigtes Gas durch das Steuerventil 80 zum Gaseinlaß 84 geöffnet, so daß das Druckgas, das aus dem Behälter 7C entweicht, in die Patronenladekammer 81 und weiter durch das Entlüftungsloch 7 in den Patronenkörper 6 strömt, so daß es den Gasdruck im Inneren erhöht, und der erhöhte Gasdruck beaufschlagt den Tintenbehälterbeutel, so daß der Druck der im Behälterbeutel enthaltenen Tinte erhöht und damit der Reinigungsbetrieb in der oben beschriebenen Weise durchgeführt wird.

Nach Beendigung des Reinigungsbetriebs veranlaßt ein weiterer Steuerbefehl das Steuerventil 80, in die Ausgangsstellung zurückzukehren, so daß die Druckgaszufuhr unterbrochen wird und der Patronenkörper 6 zum normalen Atmosphärendruck zurückkehrt, so daß die Anordnung für die Wiederaufnahme des Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetriebs bereit wird.

Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung. Diese Ausführungsform ist ähnlich der Anordnung gemäß Fig. 7 (A) und 7 (B), unterscheidet sich jedoch darin, daß ein Rohr oder eine Leitung 79 vorgesehen ist. Die gleichen Bauelemente wie bei der Anordnung gemäß Fig. 7 (A) und 7 (B) sind mit gleichen Bezugszeichen versehen, ihre Funktion und Wirkungsweise bedarf daher an dieser Stelle keiner zusätzlichen Erläuterung.

Bei der Anordnung gemäß Fig. 9 wird das in der Gaskammer 76A vorhandene Gas durch das Entlüftungsloch 7 eingeleitet, das hier als Gaseinführungsloch dient. Der Zustand des

beweglichen Schafts 78 in der oberen Position der Fig. 9 zeigt eine Periode, in der keine Reinigung erfolgt, und während des Reinigungsbetriebs befindet sieh der bewegliche Schaft 78 in der unteren Position, so daß die Gaskammer 76A und die Leitung 79 einen durchgehenden Weg bilden, so daß das verflüssigte Gas in den Patronenkörper 6 strömen kann.

Die obigen Ausführungsbeispiele sind alle von der Bauart, bei der die Tintenpatrone eine einzige Öffnung besitzt, um sowohl das Druckgas einzuleiten, als auch das Gas wieder abzulassen; Fig.10 zeigt demgegenüber ein Ausführungsbeispiel von der Bauart, wo die Patrone mit zwei getrennten Öffnungen versehen ist. Die eine Öffnung dient zur Einleitung eines Gases und die andere zum Ablassen des Gases.

Der Innenraum der Tintenpatronenladekammer 90 ist mit einem Gaszuführungsloch 92 versehen, das sich in einer Position gegenüber einem Gasleitungsloch 91 befindet, welches einen Teil des Patronenkörpers 6 bildet und an eine Gasversorgungsleitung 93 angeschlossen ist, die wiederum mit einer Kompressorluftpumpe 94 verbunden ist. Außerdem ist zwischen dem Gasleitungsloch 91 und dem Gaszuführungsloch 92 ein dicht anschließbares elastisches Material 95, zum Beispiel in Form eines O-Rings oder dergleichen, vorgesehen, das an einem der Löcher angebracht sein kann.

Eine andere Innenwand der Tintenpatronenladekammer 90 ist mit einem Öffnungs-Schließ-Teil versehen, welches das Gasauslaßloch 7 des Patronenkörpers 6 öffnet bzw. schließt. Das Öffnungs-Schließ-Teil besteht aus einem öffnungs- und Schließventil 96, welches das Gasauslaßloch 7 hermetisch abdichtet oder öffnet, einem Kolben 97, der mit dem öffnungs- und Schließventil 96 integriert ist, und einem Magneten 98, der den Kolben 97 antreibt.

Vorstehend ist der Aufbau des Tintenpatronen- und Reinigungssystems beschrieben. Der Tintenzuführungsbetrieb der obigen Konstruktion wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 10 und 11 näher erläutert.

Fig. 11 zeigt eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Systembetriebs, wobei die Tintenzuführung, die Druckgaszuführung und die Tintenstrahlaufzeichnung unter Verwendung einer Mikrocomputersteuerung oder unter Verwendung einer CPU 30 durchgeführt werden.

Während des Aufzeichnungsbetriebs wird die Luftpumpe 94 als Druckgasversorgungseinrichtung außer Betrieb gesetzt. Der Magnet 98 bewegt den Kolben 97 und das öffnungs- und Schließventil 96 nach oben, so daß das Gasauslaßloch 7 des Patronenkörpers 6 sich im offenen Zustand befindet. Somit befindet sich der Innenraum des Patronenkörpers 6 im Zustand des normalen Atmosphärendrucks, und in diesem Zustand fließt die Nachfülltinte im Inneren des Tintenbehälters 5 in den Schreibkopf, der in Abhängigkeit von den elektrischen Signalen vom Impulsgenerator 13 den Tintenstrahl von den Düsen 1 auf Tropfenbefehlsbasis auf das Aufzeichnungspapier P erzeugt, so daß dort Tintenpunktbuchstaben, Zeichen oder grafische Muster ausgebildet werden.

Wenn während des Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetriebs eine Verschmutzungs- oder Verstopfungsstörung der Düsen 1 in der oben beschriebenen Weise abgetastet wird, oder wenn ein intermittierender Strahlbetrieb in regelmäßigen Intervallen erfolgt, um mögliche Verstopfungsschwierigkeiten zu verhindern, oder wenn der Reinigungsbetrieb vor dem Start des Aufzeichnungsbetriebs oder zum Zeitpunkt des Einschaltens der Energieversorgung für die Aufzeichnungsvorrichtung erfolgen soll, oder wenn dies im Bedarfsfall von Zeit zu Zeit durchgeführt werden soll, wird zuerst durch einen Befehl von der CPU 30 der Schreibkopf aus der Aufzeichnungsposition in die vorgegebene Reinigungsposition außerhalb der Aufzeichnungsposition gebracht. Anschließend wird durch einen anderen Befehl von der CPU 30 der Magnet 98 der öffnungs-Schließ-Einrichtung eingeschaltet, so daß der Kolben 97 ausgefahren und sein öffnungs- und Schließventil 96 an der Spitze dazu gebracht wird, daß es sich gegen die äußere

-λ*- 30

Wandfläche um das Gasauslaßloch 7 anlegt und damit das Gasauslaßloch 7 versperrt.

Mit dem nächsten Befehl von der CPU 30 wird die Kompressorluftpumpe 94 eingeschaltet/ um den Druckbetrieb zu beginnen, so daß die Druckluft von der Kompressorluftpumpe 94 dazu gezwungen wird, durch die Gasversorgungsleitung 93, das Gaszuführungsloch 92, das Gasleitungsloch 91 auf der Patronenseite in den Patronenkörper 6 zu strömen. Da der Innenraum des Patronenkörpers 6 vorher durch den Magneten 98 geschlossen worden ist, erhöht das Einfüllen des Druckgases den Druck bis hinauf zu einem vorgegebenen Druckzustand, so daß die Tinte im Inneren des Tintenbehälters 5 mit Druck beaufschlagt wird, und die unter Druck gesetzte Tinte wird aus der Tintenpatrone durch eine hohle Nadel 9A mit Gewalt herausgepreßt und fließt durch die Tintenversorgungsleitung 10 und den Filter 11 in den Schreibkopf. Die mit Druck beaufschlagte Tinte fließt durch den Tintenströmungsweg im Inneren des Schreibkopfes und wird in Form von Strahlen aus den Düsen 1 nach außen herausgespritzt. Zu diesem Zeitpunkt werden die Blasen und Feststoffe, die sich im Tintenströmungsweg befinden, insbesondere im Inneren der Düsen 1, zusammen mit der Tinte aus den Düsen 1 nach außen herausgedrückt.

Sobald der Reinigungsbetrieb durchgeführt und beendet worden ist, wird die Kompressorluftpumpe oder Druckluftpumpe 94 mit einem weiteren Steuerbefehl von der CPU 30 abgeschaltet, um die Druckluftzufuhr zu unterbrechen. Nahezu gleichzeitig wird mit einem anderen Steuerbefehl von der CPU 30 der Magnet 98 der öffnungs-Schließ-Einrichtung abgeschaltet, so daß der Kolben 97 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt und dadurch das öffnungs- und Schließventil 96 von der Wandfläche des Patronenkörpers 6 wegbewegt, so daß sich das Gasauslaßloch 7 öffnet. Infolgedessen strömt die Druckluft im Inneren des Patronenkörpers 6 nach außen durch das Gasauslaßloch 7 zur Außenluft und somit kehrt der Innenraum des Patronenkörpers 6 zum normalen

Atmosphärendruck zurück. Gleichzeitig wird der Tintendruck im Inneren des Tintenbehälterbeutels 5 wieder gleich dem normalen Atmosphärendruck. Kurz darauf kehrt der Tintendruck im Inneren des Schreibkopfs, der mit der Tinte im Tintenbehälterbeutel 5 in Verbindung steht, ebenfalls zum ursprünglichen Flüssigkeitsdruck zurück, so daß in den Düsen 1 das ursprüngliche Gleichgewicht aufrechterhalten wird. In diesem Zustand wird der Schreibkopf aus der Reinigungsposition in die Aufzeichnungsposition gebracht, und der Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetrieb wird wieder aufgenommen.

Bei dem obigen Ausführungsbeispiel werden zum Zeitpunkt des Reinigungsbetriebs die Druckgaszuführungseinrichtung (Luftpumpe usw.) und die öffnungs-Schließ-Einrichtung (Magnet usw.) gleichzeitig angetrieben, um den Innenraum des Patronenkörpers 6 mit Druck zu beaufschlagen. Es kann jedoch auch eine andere Ausführungsform gewählt werden, die so ausgelegt ist, daß die Druckluftpumpe 94 beim Einschalten der Energiezufuhr betätigt wird, und während die Energiezufuhr anhält, wird die Luftpumpe 94 angetrieben, und nur zum Zeitpunkt des Reinigungsbetriebs wird der Magnet der öffnungs-Schließ-Einrichtung eingeschaltet, um das öffnungs- und Schließventil zu veranlassen, das Gasauslaßloch 7 zu verschließen, um dadurch den Druck im Inneren des Patronenkörpers 6 zu erhöhen.

Jedes der obigen Ausführungsbeispiele besitzt eine Druckgasversorgungseinrichtung, die außerhalb der Tintenpatrone und auf der Seite des Aufzeichnungsvorrichtungskörpers angeordnet ist, und sowohl die Druckgasversorgungseinrichtung als auch die Tintenpatrone sind mit einer Verbindungseinrichtung gekoppelt, so daß das Druckgas in den Innenraum des Patronenkörpers eingeleitet wird; nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel angegeben, bei dem die Druckgasversorgungseinrichtung auf der Patronenseite vorgesehen ist. Ein derartiges Beispiel wird unter Bezugnahme auf die Fig. 12 bis 14 näher erläutert.

Fig. 12 (A) zeigt im Querschnitt den Aufbau einer Tintenpatrone gemäß der Erfindung- Die Tintenpatrone 100 weist folgende Baugruppen auf: Einen Tintenbehälterbeutel 101, der aus flexiblem Material besteht und mit Nachfülltinte gefüllt ist; einen Patronenkörper 102, der einen geschlossenen stabilen Aufbau besitzt und den Tintenbehälterbeutel 101 aufnimmt; eine Kappe 103, die aus einem elastischen oder stabilen Material besteht und dicht mit der Mündung des Tintenbehälterbeutels 101 verbunden und außerdem an der öffnung des Patronenkörpers 102 befestigt ist; und ein elastisches Teil 104, das in die Kappe 103 eingesetzt ist und dazu dient, ein Herauslecken der Nachfülltinte sowie ein Hineinströmen eines Gases von außen zu verhindern; in dieses elastische Teil 104 kann eine hohle Nadel eingesetzt sein, wie es nachstehend näher erläutert ist. Außerdem ist die Tintenpatrone 100 im oberen Bereich in ihrem Innenraum mit einem Behälter 105 für verflüssigtes Gas versehen, der nachstehend näher erläutert ist und ein daran angeschlossenes Antriebsteil besitzt.

Ferner ist der Tintenpatronen-Aufnahmebereich, der am Körper der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung befestigt ist, mit einer Aufnahmebasis 9, einer hohlen Nadel 9A, die einen sehr kleinen Tintenströmungsweg in ihrem Inneren besitzt und nahezu in die Mitte der Aufnahmebasis 9 hineingedrückt und in die Tintenpatrone eingesetzt ist, sowie einer Tintenversorgungsleitung 10 versehen, die mit der hohlen Nadel 9A verbunden sowie über den Filter 11 an den Schreibkopf angeschlossen ist.

Mit Ausnahme des Entlüftungslochs 106 ist der Patronenkörper 102 der Tintenpatrone 100 vom geschlossenen Aufbau. Das Entlüftungsloch 106 kann geöffnet und geschlossen werden, und zwar durch die Bewegung eines kleinen Lochs 108, das in einem Teil eines Öffnungs-Schließ-Elements 107 vorgesehen ist, das verschiebbar an einer Wand des Patronenkörpers vorgesehen ist. Mit dem Bezugszeichen 109 ist eine Feder bezeichnet, die das Öffnungs-Schließ-Element 107 in einer

Richtung elastisch vorspannt. Außerdem ist der Patronenkörper 102 in einem Bereich mit einer Blaskammer 110 für verflüssigtes Gas versehen, die zu dem Behälter 105 für verflüssigtes Gas führt und ein Blasloch 111 besitzt. Das eine Ende des öffnungs-Schließ-Elements 107 ist dicht in die Blaskammer 110 für verflüssigtes Gas eingesetzt, und das Blasloch 111 wird in Abhängigkeit von der Verschiebungsbewegung des öffnungs-Schließ-Elements 107 geöffnet oder geschlossen.

Während oben der Aufbau der Tintenpatrone gemäß der Erfindung erläutert worden ist, folgt nunmehr eine Erläuterung der Tintenzuführung unter Bezugnahme auf die Fig. 12 (A) und 12 (B).

Fig. 12 (A) zeigt im Querschnitt die Tintenpatrone im Tintenzuführungszustand während des normalen Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetriebs. In dieser Figur ist das öffnungs-Schließ-Element 107 seitlich verschiebbar und mit einer Feder elastisch vorgespannt. In diesem Zustand gemäß Fig. 12 (A) stimmen das Entlüftungsloch 106 und das kleine Loch 108 des öffnungs-Schließ-Elements 107 miteinander über ein und befinden sich in dem offenen Zustand, so daß die Außenluft frei in den Patronenkörper 102 hinein und aus diesem heraus strömen kann, und sein Innenraum steht unter Atmosphärendruck, so daß die Tinte im Inneren des Tintenbehälterbeutels 101 durch den Atmosphärendruck unter normalem hydrostatischen Druck durch die hohle Nadel 9A, die Tintenversorgungsleitung 10 und den Filter 11 dem Schreibkopf zugeführt wird, so daß eine Tintenstrahlaufzeichnung durchgeführt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Blasloch von der rechten Endseite des öffnungs-Schließ-Elements 1 verschlossen, so daß die Gaszuführung von dem Behälter für verflüssigtes Gas unterbrochen ist.

Fig. 12 (B) zeigt im Querschnitt die Tintenpatrone in dem Zustand der Tintenzufuhr unter Druckbeaufschlagung während des Reinigungsbetriebs, um Blasen und Feststoffe aus dem

Schreibkopf oder aus dem Tintenstromungsweg herauszupressen. Bei dieser Ausführungsform wird das Öffnungs-Schließ-Element 107 von Hand oder automatisch gegen die Federkraft nach links bewegt und dann verriegelt. In diesem Zustand gemäß Fig. 12 (B) stimmen das Entlüftungsloch 106 und das kleine Loch 108 des Öffnungs-Schließ-Elements 107 nicht miteinander überein, so daß der Lufteinlaß geschlossen ist und sich der Innenraum des Patronenkörpers 102 im geschlossenen Zustand befindet. Gleichzeitig kommt das Blasloch 111 durch die Bewegung des Öffnungs-Schließ-Elements 107 nach links in seinen offenen Zustand/ so daß das Gas im Inneren des Behälters 105 für verflüssigtes Gas durch die Blaskammer 110 und durch das Blasloch 111 in den Patronenkörper 102 im geschlossenen Zustand strömt, so daß der Gasdruck im Inneren des Patronenkörpers 102 ansteigt, so daß der Tintenbehälterbeutel 101 mit Druck beaufschlagt wird und infolgedessen die Tinte in seinem Inneren unter Druck gesetzt wird und die Tinte durch den Tintenstromungsweg dem Schreibkopf zugeführt und durch die Düsen herausgedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden Blasen und Feststoffe zwangsläufig zusammen mit der aus den Düsen herauszudrückenden Tinte nach außen befördert.

Nach Beendigung des obigen Reinigungsbetriebs verschiebt sich das Öffnungs-Schließ-Element 107 wieder nach rechts und nimmt den Ausgangszustand gemäß Fig. 12 (A) ein, so daß die Zufuhr von verflüssigtem Gas unterbrochen wird; das Entlüftungsloch 106 geht wieder in den offenen Zustand, das Druckgas im Inneren des Patronenkörpers 102 wird durch das Entlüftungsloch 106 nach außen herausgedrückt, und somit wird der normale Atmosphärendruck im Innenraum des Patronenkörpers 102 wieder hergestellt. Dieser Zustand ermöglicht die Wiederaufnahme der Tintenstrahlaufzeichnung.

Wie oben beschrieben, ist gemäß der Erfindung die in die Tintenpatrone eingebaute Druckeinrichtung für verflüssigtes Gas mit dem Tintenpatronen-Aufnahmebereich der Aufzeichnungsvorrichtung verbunden, und das

Öffnungs-Schließ-Element 107 wird von Hand oder automatisch wiederholt verschoben, so daß die Reinigung sicher und wirksam durchgeführt werden kann. Nach Beendigung des Reinigungsbetriebs wird das öffnungs-Schließ-Element 107 in seine Ausgangsstellung zurückgebracht, so daß die ursprüngliche Tintenzuführung unter normalem hydrostatischen Druck durchgeführt werden kann, so daß der Betrieb sehr einfach ist.

Fig. 13 zeigt einen Querschnitt einer Tintenpatrone 120 eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung. Diese Anordnung zeichnet sich durch die Anbringung einer manuellen Blaseinrichtung 125 aus, die eine nahezu halbkugelförmige Druckkammer 126 besitzt, die aus einem elastischen Material auf der Außenseite des Patronenkörpers 122 besteht und in der Lage ist, Luft zu komprimieren. Die obere Wand des Patronenkörpers 122 wird von einem Entlüftungsloch 129 durchsetzt, welches das Hineinströmen und Herausströmen von Luft ermöglicht und welches so angeordnet ist, daß es mit der öffnung am Boden der Blaseinrichtung 125 zusammenpaßt. Die Oberseite der Blaseinrichtung 125 wird von einer öffnung 128 durchsetzt. Die manuelle Blaseinrichtung 125, die Druckkammer 126, die öffnungen 127 und 128, der Patronenkörper 122 und das Entlüftungsloch 129 sind alle zur Außenluft offen, so daß der Innendruck des Patronenkörpers 122 und der Tintendruck im Inneren des Tintenbehälterbeutels 121 gleich dem normalen Atmosphärendruck sind, und die Tinte wird unter normalem hydrostatischen Druck dem Schreibkopf zugeführt, um einen normalen Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetrieb durchzuführen. Das Bezugszeichen 123 bezeichnet eine Kappe, das Bezugszeichen 124 ein elastisches Teil; diese Bauelemente entsprechen den Elementen 103 und 104 bei der Ausführungsform gemäß Fig. 12.

Wenn der Reinigungsbetrieb durchgeführt wird, um Blasen und Feststoffe herauszudrücken, wird die öffnung 128 der manuellen Blaseinrichtung 125 verschlossen und mit der Fingerspitze oder einem anderen geeigneten Betätigungsteil heruntergedrückt, um die Luft im Inneren der Druckkammer

zu komprimieren, so daß die Luft zwangsläufig in den Patronenkörper 122 strömt, um den Luftdruck in seinem Inneren zu erhöhen und die Tinte im Inneren des Tintenbehälterbeutels 121 mit Druck zu beaufschlagen, und danach werden in gleicher Weise wie oben Blasen und Feststoffe zusammen mit der Tinte aus den Düsen des Schreibkopfs herausgepreßt.

Wenn nach Beendigung des Reinigungsbetriebs die öffnung 128 der Blaseinrichtung 125 vom Finger oder Betätigungsteil freigegeben wird, kehrt die manuelle Blaseinrichtung 125 in ihre ursprüngliche Form zurück, und zu diesem Zeitpunkt strömt die Druckluft im Inneren des Patronenkörpers 122 durch die öffnungen 129, 127 und 128 nach außen heraus, und der Luftdruck im Inneren des Patronenkörpers 122 und der Tintendruck im Inneren des Tintenbehälterbeutels 121 kehren wieder zum normalen Atmosphärendruck zurück, so daß der Tintenstrahl-Aufzeichnungsbetrieb ermöglicht wird. Dieses System ist einfach und besonders nützlich für Tintenpatronen, die keinen großen Druck benötigen.

Fig. 14 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Tintenpatrone. Bei dieser Ausführungsform wird die elastische halbkugelförmige manuelle Blaseinrichtung 125 ersetzt durch eine Balg-Blaseinrichtung 135 mit elastisehen Wänden nach Art eines Akkordeons oder Blasebalgs, wobei die Blaseinrichtung am Patronenkörper 132 angebracht ist. In diesem Falle wird durch die Kontraktion des Volumens der Luft im Inneren der Balg-Blaseinrichtung 135 die Luft zum Hineinströmen gezwungen, und die Wiederherstellung des Luftvolumens führt wieder zum normalen Luftdruck bei Atmosphärendruck.

Das Luftzuführungs- und -auslaßsystem, um die Tinte mit Druck zu beaufschlagen und die mit Schmutz oder Abfällen versetzte Tinte während des Reinigungsbetriebs zum Herausdrücken von Blasen und Fremdkörpern aus dem Tintenströmungsweg in der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung wieder aufzufangen, wobei die oben erwähnten Tintenpatronen für

normalen hydrostatischen Druck verwendet werden, wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 15 bis 17 näher erläutert.

Das Luftzuführungs- und -ablaßsystem ist folgendermaßen aufgebaut: Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung weist Strahldüsen, eine zu den Strahldüsen führende Druckkammer, einen Schreibkopf mit einer gemeinsamen Tintenkammer, deren Kapazität für die Zuführung von Tinte zur Druckkammer relativ groß ist, sowie eine Tintenpatrone für Nachfülltinte zur gemeinsamen Tintenkammer auf. Dabei ist das erwähnte Luftzuführungs- und -auslaßsystem mit einer Luftpumpe, die üblicherweise als Druckluftpumpe verwendet wird, um den Luftdruck im Inneren der Tintenpatrone zu erhöhen und dadurch Blasen und Feststoffe im Inneren des Tintenströmungsweges aus der Tintenpatrone zu den Strahldüsen auszuräumen, sowie mit einer Saugpumpe versehen, um die aus den Düsen herausgedrückte Tinte aufzufangen.

Der Patronenkörper 6, der den Tintenbehälterbeutel 5 aufnimmt, ist mit Ausnahme des Entlüftungslochs 141 von geschlossener Bauart, und normalerweise strömt Luft durch das Entlüftungsloch 141 frei in den Patronenkörper 6 und aus diesem heraus. Wenn die Tintenpatrone ordnungsgemäß geladen ist, indem man sie mit dem Verbindungsteil 9 des Aufzeichnungsvorrichtungskörpers verbindet, ist eine Verbindungseinrichtung 142 an der Außenseite des Entlüftungs-.lochs 141 befestigt, und die Verbindungseinrichtung 142 steht mit einer Verbindungseinrichtung 143 auf der Seite des Aufzeichnungsvorrichtungskörpers in Eingriff; durch die Verbindungseinrichtungen wird ein Luftströmungsweg über die Rohre oder Leitungen 144 und 145 sowie ein Steuerventil 146 gebildet, das zur Luftpumpe 147 führt. Das Steuerventil 146 steuert den erwähnten Luftströmungsweg in den drei Richtungen, und als Ventil kann ein Elektromagnetventil verwendet werden, das mit einem Elektromagneten betätigt wird, der bei Erhalt eines elektrischen Signals in Funktion tritt. Außer den Fällen, wo der

Reinigungsbetrieb durchgeführt wird, öffnet das Steuerventil 146 normalerweise die Leitungen 144 und 148, so daß Luft durch sie hindurchströmen kann, so daß die Luft im Inneren des Patronenkörpers 6 unter Atmosphärendruck steht und mit der Außenluft verbunden ist.

Außerhalb der Aufzeichnungsperiode wird, wenn der Reinigungsbetrieb erforderlich ist, das Steuerventil 146 angetrieben, um die Leitung 148 zu schließen, und gleichzeitig gehen die Leitungen 145 und 146 in einen Luftdurchströmungszustand, so daß ein Luftströmungsweg gebildet wird, durch den die Druckluft von der Luftpumpe 147 dazu gezwungen wird, zur Tintenpatrone zu strömen. In diesem Zustand arbeitet die Luftpumpe 147, und die Druckluft von der Luftpumpe 147 strömt durch die Leitungen 145 und 144 sowie das Steuerventil 146, welche den obigen Strömungsweg bilden, sowie weiter durch die Verbindungseinrichtung 143 und den hohlen Vorsprung 142 in den Patronenkörper 6, so daß der Luftdruck im Inneren des Patronenkörpers 6 ansteigt und den Tintenbehälterbeutel 5 im Inneren mit Druck beaufschlagt, so daß die Tinte im Inneren unter Druck gesetzt wird. Infolgedessen wird die mit Druck beaufschlagte Tinte im Tintenbehälterbeutel dazu gezwungen, durch die Kappe 8 und das angeschlossene Verbindungsteil 9, die Tintenversorgungsleitung 10 und den Filter 11 und dann durch die Einlaßeinrichtung 4 in die Düsen 1 zu fließen, von wo sie in Strahlen herausgedrückt wird. Zu diesem Zeitpunkt werden die Blasen und Feststoffe, die sich im Inneren der Düsen 1 und desSchreibkopfs befinden, zusammen mit der Tinte nach außen herausgedrückt, so daß Verschmutzungen oder Verstopfungen beseitigt werden.

Außerhalb der Düsen 1 befindet sich eine rotierende Reinigungswalze 23, die sich in einer Position befindet, in der sie den Düsen 1 dicht gegenübersteht. Eine Tintenabfallaufnahme 25 ist unterhalb der Reinigungswalze 23 angeordnet und dicht bei oder in Reibungskontakt mit der Umfangsfläche der Reinigungswalze 23 vorgesehen sowie an eine

Leitung 26 angeschlossen, die mit einem geschlossenen Abfallaufnahmetank 27 verbunden ist, der seinerseits an die Luftpumpe 147 angeschlossen ist.

Wenn der oben erwähnte Reinigungsbetrieb durchgeführt wird, werden Blasen und Feststoffe zusammen mit der mit Druck beaufschlagten Tinte durch die Düsen 1 herausgedrückt oder ausgetragen, und das herausgedrückte Material haftet auf der (Jmfangs fläche der Reinigungswalze an und wird durch die Drehbewegung der Walze zur Abfallaufnahme 25 transportiert, wo diese Substanzen durch die Ansaugluftströmung in der Aufnahme oder dem Behälter gesammelt werden, so daß sie zwangsläufig durch die Leitung 26 in den Abfallaufnahmetank 27 fließen und dort gelagert werden.

Wie bereits erwähnt, weist, die erfindungsgemäße Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung für die Strömungen von Tinte und Luft für den Reinigungsbetrieb im wesentlichen folgende drei Systeme auf:

(1) Das Druckluftversorgungssystem von der Luftpumpe 147

durch das Steuerventil 146 zum Patronenkörper 6;

(2) das Versorgungssystem für unter Druck stehende Tinte mit dem Tintenströmungsweg vom Tintenbehälterbeutel 5 zu den Düsen 1 des Schreibkopfs; und

(3) das Absaugsystem für Tintenabfälle, die Blasen und/oder Feststoffe enthalten, von der Reinigungswalze 23 durch die Abfallaufnahme 25 und den Abfallaufnahmetank 27 zur Luftpumpe 147.

Bei diesen Systemen werden das Druckluftversorgungssystem M) und das Tintenabfall-Absaugsystem (3) durch gleichzeitigen Zuführungs- bzw. Absaugbetrieb realisiert, und zwar durch den Antrieb einer gemeinsamen Luftpumpe 147. Das bedeutet, die Luftpumpe 147 hat gemäß der Erfindung eine Energieversorgung, beispielsweise einen Elektromotor, einen

Elektromagneten, ein lineares Betätigungselement oder dergleichen, und die jeweilige Baugruppe ist mit einer Druckpumpe und einer Saugpumpe ausgerüstet. Alternativ dazu kann eine Pumpe vorgesehen sein, die gemeinsam für die Druckzuführung und die Absaugung verwendbar ist.

Fig. 16 zeigt im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftpumpe. In Fig. 16 erkennt man einen linearen Betätigungskörper 151, der im wesentliehen aus zwei elektromagnetischen Spulen (Statoren) , die an dem Körper befestigt sind, sowie an Permanentmagneten befestigten, axial hin- und herbeweglichen Schäften 152 besteht. Das lineare Betätigungselement ist eine Antriebsquelle von der Bauart, daß dann, wenn ein elektrischer Strom über einen Leitungsdraht von außen an die elektromagnetischen Spulen angelegt wird, der an einem Permanentmagneten befestigte Schaft durch das Magnetfeld der elektromagnetischen Spulen eine Hin- und Herbewegung in axialer Richtung ausführt. An den beiden Enden der Schäfte 152 sind zwei Pumpenmembranen 153A bzw. 153B befestigt. Die jeweiligen Membranen bestehen aus einem elastischen gummiartigen Material und besitzen in ihrem Inneren eine kontraktionsfähige und ausdehnungsfähige Kammer, wobei die Membranen 153A und 153B an Ventilkörpern 154A bzw. 154B befestigt sind. Der Ventilkörper 154A besitzt in seinem Innenraum ein Einlaßventil 157A und ein Auslaßventil 158A, und die Außenseite dieser Ventile führt zu einer Ansaugleitung 155A bzw. Auslaßleitung 156A.

In gleicher Weise besitzt der Ventilkörper 154B auf der gegenüberliegenden Seite ein Einlaßventil 157B, ein Auslaßventil 158B, eine Ansaugleitung 155B und eine Auslaßleitung 156B. Die Ansaugleitung 155A ist mit der Leitung 149 verbunden, die zu dem Abfallaufnahmetank 27 führt, und die Auslaßleitung 156B ist mit der Leitung 145 verbunden, die zum Steuerventil 146 führt.

Wenn durch einen Steuerbefehl von der CPU 30 die elektromagnetischen Spulen im linearen Betätigungskörper 151 erregt werden, führt der Schaft 152 eine querverlaufende Hin- und Herbewegung aus, so daß die Membranen 153A und 153B auf beiden Seiten komprimiert und expandiert werden, und durch die Druckdifferenz zwischen den Innenkammern und die Wirkung der erwähnten jeweiligen Ventile, die eine Bewegung in eine Richtung ausführen, werden Ansaug- und Auslaßoperationen durchgeführt. Das bedeutet, wenn sich der Schaft 152 nach rechts bewegt, wird das Innenvolumen der Membran 153A vergrößert, so daß der Druck in ihrem Inneren zu einem Unterdruck wird, so daß das Einlaßventil 157A öffnet, damit die Kammer die Außenluft durch die Ansaugleitung 155A ansaugt. Während dieser Zeit bleibt das Auslaßventil 158A geschlossen.

Andererseits wird durch die nach rechts gerichtete Bewegung des obigen Schafts 152 die Membran 153B, die am Ende des Schafts 152 auf der rechten Seite befestigt ist, nach rechts zusammengedrückt, so daß das Volumen der Kammer abnimmt und der Druck in ihrem Inneren ansteigt und durch die Druckbeaufschlagung das Auslaßventil 158B geöffnet wird, um die Luft durch die Auslaßleitung 156B herauszulassen. Während dieser Zeit bleibt das Einlaßventil 157B geschlossen.

Somit führt die Luftpumpe durch die nach rechts gerichtete Bewegung des Schafts 152 des linearen Betätigungselements auf der linken Seite einen Saugvorgang durch, und die Luftpumpe auf der rechten Seite führt gleichzeitig einen Auslaßvorgang durch, so daß die Arbeitsgänge der Absaugung und Wiedergewinnung von Tintenabfällen sowie der Arbeitsgang der Patronendruckbeaufschlagung gleichzeitig durchgeführt werden.

Wenn ein umgekehrter Strom an die elektromagnetischen Spulen im Betätigungskörper 151 angelegt wird, bewegt sich der Schaft 152 nach links, um die entgegengesetzten Operationen zu den oben beschriebenen Operationen durchzuführen.

Das bedeutet, die Luftpumpe auf der linken Seite mit ihrem geöffneten Auslaßventil 158A führt einen Komprimierungsvorgang durch, um die Luft im Inneren der Kammer nach äußert herauszulassen. Während dieser Zeit bleibt das Einlaßventil 157A geschlossen, so daß der Saugvorgang der Lüftansaugung von der Ansaugleitung 155A nicht durchgeführt wird. Die nach links gerichtete Bewegung des Schafts 152 bewirkt gleichzeitig, daß die Luftpumpe auf der rechten Seite mit ihrem offenen Einlaßventil 157B einen Ansaugvorgang durchführt, um die Außenluft durch die Ansaugleitung 155B anzusaugen. Während dieser Zeit bleibt das Auslaßventil 158B geschlossen, so daß ein Auslaßvorgang des Ablassens von Luft durch die Auslaßleitung 156B nicht durchgeführt wird. Wenn sich der Schaft 152 nach links bewegt, läßt die Pumpe auf der linken Seite Luft nach außen ab, während die Pumpe auf der rechten Seite Außenluft ansaugt, so daß sie nicht direkt das Ansaugen und Ablassen für den Reinigungsbetrieb durchführen, sondern dafür sorgen, daß die Luft im Inneren der Pumpenkammern hinausströmt und die Außenluft hineinströmt, um auf diese Weise den Luftdruck wieder herzustellen, um die anschließenden Vorgänge vorzubereiten.

Somit führt die Vorwärtsbewegung des Schafts 152 sowohl ein Ansaugen als auch Ablassen für den Reinigungsbetrieb durch, und die Rückwärtsbewegung führt zur Wiedergewinnung. Diese Hin- und Herbewegung wird nacheinander oszillierend durchgeführt, so daß das für den Reinigungsbetrieb erforderliche Ansaugen und Ablassen für eine vorgegebene Zeitspanne durchgeführt wird.

Wie oben beschrieben, zeichnet sich die erfindungsgemäße Luftpumpe für den Reinigungsbetrieb durch den Aufbau aus, daß eine Ansaugpumpe und eine Auslaß-Druckpumpe in eine Einheit integriert sind,und zwar unter Verwendung eines linearen Betätigungsglieds als Antriebsquelle für sie, und beide Pumpen werden gleichzeitig betrieben.

Das lineare Betätigungsglied 151, das bei dem obigen

Ausführungsbeispiel verwendet wird, ist ein kleines Betätigungsglied mit geringem Gewicht und hoher Schubkraft, dessen Aufbau einfach und solide ist, eine hohe Zuverlässigkeit ergibt und ausgezeichnet hinsichtlich der Schubeigenschäften und des Ansprechverhaltens ist. Zusätzlich zu dem obigen Betätigungselement kann als Antriebsquelle ein Elektromotor verwendet werden, dessen Rotationsenergie über einen Nocken in eine Linearbewegung oder Hin- und Herbewegung umgewandelt wird, um damit die Luftpumpe anzutreiben. Außerdem können auch ein Elektromagnet und ein Federelement oder ein Elektromagnet oder dergleichen als Antriebsquelle verwendet werden.

Fig. 17 zeigt im Querschnitt ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Luftpumpe. Die Luftpumpe ist so ausgebildet, daß ihr Aufbau weiter vereinfacht wird, indem man das obige lineare Betätigungsglied verwendet, das an eine Luftpumpe angeschlossen ist, die von dem linearen Betätigungsglied angetrieben wird, um die Ansaug- und Auslaßoperationen durchzuführen. Die Zeichnung in Fig. 17 ist ähnlich dem linken Teil der Konstruktion gemäß Fig. 16, so daß die gleichen Bezugszeichen wie oben in Fig. 16 verwendet werden.

Durch die nach links gehende Bewegung des Schafts 152 des linearen Betätigungsglieds 151 wird die Membran 153A komprimiert, um die Luft im Inneren der Pumpkammer mit Druck zu beaufschlagen, die unter Druck stehende Luft öffnet das Auslaßventil 158A und strömt zwangsläufig zur Auslaßleitung 156A und dann durch die Leitung 145 und das Steuerventil 146 in den Patronenkörper 6, um den Tintenbehälterbeutel 5 mit Druck zu beaufschlagen.

Als nächstes wird durch die nach rechts gehende Bewegung des Schafts 152 die Membran 153A expandiert, so daß der Luftdruck im Inneren der Pumpkammer zu einem Unterdruck wird, der das Einlaßventil 157A öffnet, um Luft durch die Leitung 155A anzusaugen. Dieser Saugvorgang führt zur

Wiedergewinnung von Tintenabfällen durch die Leitung 149.

Wenn die obigen Ansaug- und Auslaßvorgänge wiederholt in oszillierender Weise durchgeführt werden, wird der angegebene Reinigungsbetrieb durchgeführt. Als Antriebsquelle können in diesem Falle zusätzlich zu dem obigen linearen Betätigungsglied 151 ein Elektromotor, ein Elektromagnet, ein Hubmagnet oder dergleichen ebenfalls verwendet werden.

Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit einer der oben beschriebenen Konstruktionen ist dabei so getroffen, daß dann, wenn eine Reinigung des Schreibskopfs mit den Düsen außerhalb der Aufzeichnungsperiode erforderlich ist, der Luftdruck im Inneren des Patronenkörpers, der den mit Tinte gefüllten Tintenbehälterbeutel aufnimmt, erhöht wird, um dadurch den Innenraum des Schreibkopfs und der Düsen von den darin enthaltenen Blasen und Feststoffen zusammen mit der Tinte zu befreien; weiterhin wird der ausgetragene oder herausgedrückte Tintenabfall durch Absaugen aufgefangen bzw. wiedergewonnen, wobei der Reinigungsbetrieb insbesondere mit einem integrierten Pumpenantriebssystem durchgeführt wird, das gleichzeitig sowohl die Arbeitsgänge der Luftdruckerhöhung als auch der Absaugung durchführt. Dadurch wird nicht nur der Aufbau des Luftpumpensystems vereinfacht, sondern auch die Realisierung einer kompakten und leichten Aufzeichnungsvorrichtung sowie eine Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Wartungsfähigkeit erreicht, was im Hinblick auf praktische Anwendungsfälle erhebliche positive Wirkungen hat.

Leerseite

Claims

Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. g 54195

No.26-2, Nishishinjuku 1-chome

Shinjuku-ku, Tokyo, Japan 07.09.1983

Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Patentansprüche

( 1 .J Tintenstrahl-Aufzeichnungsverfahren, bei dem eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung verwendet wird, die einen bei Bedarf Tinte liefernden Schreibkopf aufweist, der zu Aufzeichnungszwecken Tintenstrahlen durch seine Düsen ausspritzt, wobei die Aufzeichnungstinte von einer Druckkammer zwangsläufig den Düsen zugeführt wird, und bei dem eine Tintenpatrone verwendet wird, die einen mit Aufzeichnungstinte gefüllten Tintenbehälterbeutel sowie einen Patronenkörper aufweist, in dem der Tintenbehälterbeutel untergebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Aufzeichnungsperiode ein Gas zwangsläufig von einer Gasdruckeinrichtung durch eine öffnung im Tintenpatronenkörper in diesen eingeleitet wird, um dadurch den Druck in seinem Innenraum zu erhöhen, so daß die Tinte im Inneren des Tintenbehälters mit Druck beaufschlagt wird, um in den Schreibkopf zu fließen und dadurch Blasen oder sonstige Verunreinigungen zusammen mit der Tinte im Innenraum aus dem Schreibkopf auszuräumen.
2. Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, mit einem bei Bedarf Tinte liefernden Schreibkopf, der die Schreibtinte durch Düsen zur Herstellung von Aufzeichnungen strahlenförmig ausspritzt,wobei die Aufzeichnungstinte zwangsläufig von einer Druckkammer den Düsen zugeführt wird, und mit einer Tintenpatrone, die aus einem mit der Schreibtinte gefüllten Tintenbehälterbeutel und einem Tintenpatronenkörper besteht, der den Tintenbehälterbeutel aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpatrone (5-10) folgende Elemente aufweist:

einen Tintenbehälterbeutel (5), der aus flexiblem Material besteht und mit Aufzeichnungs- oder Schreibtinte gefüllt ist,
einen geschlossenen, stabilen Tintenpatronenkörper (6) mit einer öffnung (7), durch die Gas in den Patronenkörper (6) hinein und aus diesem ausströmen kann, wobei der Patronenkörper (6) den Tintenbehälterbeutel (5) aufnimmt,
eine Druckgasversorgungseinrichtung (14-18), die an den Tintenpatronenkörper (6) angeschlossen ist und die den Druck im Inneren der Tintenpatrone erhöht, und eine Kappe (8) aus elastischem Material, die so angeschlossen ist, daß sie mit der Tinte des Tintenbehälterbeutels (5) in Kontakt steht und die Tinte aus dem Inneren des Tintenbehälterbeutels (5) dem Schreibkopf (1-4) zuführt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung (14-18) eine Luftpumpe (16) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung (14-18) eine Luftpumpe (16) sowie eine Verbindungseinrichtung (14) aufweist, welche die Luftpumpe (16) mit dem Tintenpatronenkörper (6) verbindet.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung eine Luftpumpe (16) und ein Steuerventil (40) aufweist, welches die Einleitung und das Ablassen von Druckgas in den und aus dem Tintenpatronenkörper (6) steuert.
6. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung eine manuelle Blaseinrichtung (50) und eine Verbindungseinrichtung (51, 52, 53) aufweist, welche die Blaseinrichtung (50) mit dem Tintenpatronenkörper (6) verbindet.
7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung eine Heizkammer (60) und eine Verbindungseinrichtung (14, 15, 18) aufweist, welche die Heizkammer (60) mit dem Tintenpatronenkörper (6) verbindet.
8. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung verflüssigtes Gas enthält.
9. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckgasversorgungseinrichtung (14-18) befestigbar und lösbar an einer Druckgaszuführungs- und -auslaßöffnung (7) des Patronenkörpers (6) angebracht ist.
0. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenpatronenkörper (6) mit einer Gaszuführungsöffnung (91, 92) und einer getrennten Gasauslaßöffnung (7) versehen ist.
11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpatrone in ihrem Inneren mit einer Druckeinrichtung (105-111) versehen ist, welche das Umgebungsgas um den Tintenbehälterbeutel (101) mit Druck beaufschlagt.
12. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung ein verflüssigtes Gas enthält.
13. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckeinrichtung (125-129) eine kontraktionsfähige und ausdehnungsfähige Druckkammer (125) mit einer verschließbaren Leitungsöffnung (128, 129) zur Außenluft besitzt.