DE3335851C2 - Saugvorrichtung für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Saugvorrichtung für ein Tintenstrahl­ aufzeichnungsgerät gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der Duckschrift DE 32 03 795 A1 ist eine gattungs­ gemäße Saugvorrichtung für ein Tintenstrahlaufzeichnungs­ gerät bekannt. Gemäß der Konstruktion dieser Saugvor­ richtung ist die Kolbenstange oder das Schaftelement des Kolbens gleitend in einem oberen Zylinderteil der Saug­ vorrichtung angeordnet und durch eine auf sie aufgebrachte Druckkraft verschiebbar. Bei einer derartigen Konstruktion ist die Einstellung eines gewünschten Unterdrucks mit einer zufriedenstellenden Genauigkeit nicht möglich.

Bei herkömmlich ausgebildeten Tintenstrahldruckvorrich­ tungen wird die Tinte infolge von Temperaturänderungen oder von Schlagbelastungen der Druckvorrichtung im nor­ malen Gebrauch oft nicht abgespritzt. In diesen Fällen wird eine sich an der Düsenspitze befindende Blase oder hochviskose Tinte über eine Saugeinheit, die eine geringe maximale Saugkapazität besitzt, abgezogen und dadurch das Abspritzvermögen wieder hergestellt. In einem außergewöhnlichen Fall, in dem die Druckvorrich­ tung eine Woche lang oder länger einer hohen Tempera­ tur von etwa 60°C ausgesetzt ist, steigt die Viskosi­ tät der Tinte an, und der Tintentank und das Tintenver­ sorgungsrohr u. ä. füllen sich mit Luft. Wenn eine sich in einem solchen Zustand befindende Aufzeichnungsvor­ richtung wieder in Betrieb gesetzt werden soll, muß mit der Saugeinheit, die eine geringe maximale Saugkapazität besitzt, eine Vielzahl von Vorgängen durchgeführt werden. Zum Entfernen der hochviskosen Tinte über einen Saugvor­ gang ist vorgeschlagen worden, die maximale Saugkapazi­ tät der Saugeinheit zu erhöhen. Wenn sich jedoch eine Blase an der Düsenspitze bildet oder wenn die eine hohe Viskosität aufweisende Tinte nur an der Düsenspitze ver­ bleibt, wird eine übermäßige Menge an Tinte abgezogen, was zu wirtschaftlichen Nachteilen führt.

Wenn der anfangs zur Verfügung stehende Zylinderraum einer kolbenförmigen Saugeinheit sehr klein ist, wird die auf die Tinte einwirkende Saugkraft stark erhöht. Durch die in der Tinte gelöste Luft entstehen daher Blasen, die sich um die Düse und das Filter herum bewe­ gen, was zu Defekten in bezug auf das Abspritzvermögen führt.

Selbst wenn man den Anfangsraum des Zylinders erhöht, wird die abgezogene Tinte in diesem Raum durch Luft ersetzt. Dies führt dazu, daß der Anfangsraum relativ klein wird, wodurch die auf die Tinte einwirkende Saug­ kraft erhöht und eine Blase im Tintenstrahldrucker gebil­ det wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Saugvorrichtung für ein Tinten­ strahlaufzeichnungsgerät zu schaffen, bei dem die verschiedenen Absaugstufen genau eingestellt werden können.

Die vorstehend genannte Aufgabe wird durch eine Saugvorrichtung nach Patentanspruch 1 gelöst.

Mit einer derartigen Vorrichtung wird die Winkel­ verschiebung eines Drehelementes genau erfaßt. Die erfindungsgemäß ausgebildete Vorrichtung weist eine vereinfachte Konstruktion auf und ermöglicht die automati­ sche Einstellung des in der Tintenstrahlsdruckvorrichtung erzeugten negativen Druckes. Es wird eine Saugvorrichtung für eine Tintenstrahldruckvorrichtung geschaffen, bei der der darin erzeugte negative Druck bestän­ dig ist und mit der in wirksamer Weise restliche Tinte entfernt werden kann. Mit dieser Vorrichtung werden in besonders schneller Weise Defekte in bezug auf die Tinten­ abgabe behoben, ohne hierbei Tinte zu ver­ geuden.

Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispie­ len in Verbindung mit Zeichnungen im einzelnen erläu­ tert.

Es zeigt

Fig. 1-3 eine Saugvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform, wobei Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung und die Fig. 2 und 3 Schnittansich­ ten einer Saugpumpe der Vorrichtung zeigen; und

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Saugvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Saugvorrichtung nach einer ersten Ausführungs­ form der Erfindung. Ein Tintendruckkopf 1 wird entlang Führungs­ schienen 2 bewegt und umfaßt einen Tank 1A zum Speichern von roter Tinte und einen Tank 1B zum Speichern von schwarzer Tinte. Mit den Tanks 1A und 1B stehen jeweils Tintenspritzdüsen (nicht gezeigt) in Verbindung. Von den Spitzen der Düsen wird jeweils rote und schwarze Tinte abgegeben. Haupttanks 3A und 3B zum Speichern von roter und schwarzer Tinte sind jeweils an die Tanks 1A und 1B angeschlossen. Die rote Tinte wird vom Haupttank 3A zum Tank 1A zugeführt, während die schwarze Tinte vom Haupttank 3B zum Tank 1B zugeleitet wird. Öffnungen (nicht gezeigt) sind in den Tanks 1A und 1B ausgebildet, um überschüssige Luft abzuführen. Luftabsaugrohre 10 und 11 (später beschrieben) sind mit diesen Öffnungen fest verbunden. Die Rohre 10 und 11 können jedoch auch lös­ bar an die Öffnungen angeschlossen sein. Eine Kappe 4 zum Abdichten der Düsen ist an der Vorderseite des Tintendruck­ kopfes 1 angeordnet, so daß sie in einer Richtung senk­ recht zu den Führungsschienen 2 bewegbar ist. Elastische Dichtungskappen 5 und 66 sind auf einer Fläche der Kappe, die in Kontakt mit dem Tintendruckkopf 1 angebracht wird, mon­ tiert.

Eine Saugpumpe 7 bildet eine Saugeinheit zur Beseitigung von Defekten in bezug auf das Abspritzvermögen des Kopfes. Die Saugpumpe 7 ist über Tintensaugrohre 8 und 9, die als Tintenabzugskanäle dienen, an eine Abdeckeinheit oder Kappe 4 angeschlossen. Sie ist ebenfalls über die Rohre 10 und 11 als Luftkanäle an die Tanks 1A und 1B angeschlossen. Durch Verwen­ dung dieser Rohre 8 und 9 und der Rohre 10 und 11 zieht die Saugpumpe 7 Blasen und überschüssige Tinte von den Düsen sowie überschüssige Luft von den Tanks 1A und 1B ab, so daß auf diese Weise Defekte der Düsen und damit des Druckkopfes behoben werden. Eine als erste Erfassungseinrichtung dienende Rotationssteuer­ scheibe 12 ist einstückig mit einem Kolben 13 ausge­ bildet. Die Rotationssteuerscheibe 12 weist an einem Umfangsabschnitt ihrer oberen Fläche einen Knopf 12A auf. Wie in Fig. 2 gezeigt, besitzt der Kolben 13 an seiner äußeren Umfangsfläche einen Gewindeabschnitt 14A. Der Kolben 13 umfaßt ein Schaftelement 14 mit einer Deckscheibe 14B und einem als Abdichtelement dienenden elastischen Trennelement 15, das gegen die Deckscheibe 14B des Schaftelementes 14 stößt.

Der Gewindeabschnitt 14A des Kolbens 13 ist mit einem Gewindeabschnitt verschraubt, der in einem Zylinderteil 16 als Saugeinheit (Pumpeneinheit) ausgebildet ist. Wenn die Rotationssteuerscheibe 12 sich in der durch den Pfeil C in Fig. 1 angedeuteten Richtung dreht, bewegt sich der Kolben 13 nach unten. Die Deckscheibe 14B weist einen größeren Durchmesser auf als der Kolbenschaft und kann in Vertikalrichtung in einem Raum 15A des elastischen Trennelementes bewegt werden.

Das Trennelement 15 besteht aus einem elastischen Material, beispielsweise einem synthetischen Kautschuk und unterteilt den Innenraum des Zylinderteils 16 in einen oberen Raum 16B und einen unteren Raum 16C. Im elastis­ schen Trennelement 15 ist eine mittlere Öffnung 15B aus­ gebildet. Bei dem in Fig. 2 gezeigten Anfangszustand bewirkt die mittlere Öffnung 15B eine Verbindung des oberen Raumes 16B mit dem unteren Raum 16C. Der untere Raum 16C ist normalerweise zur äußeren Atmosphäre hin geöffnet. Das elastische Trennelement 15 ist in die Innenwand des Zylinderteils 16 elastisch eingepaßt und ist bei einer Vertikalbewegung des Kolbens 13 in Vertikal­ richtung bewegbar. Der Durchmesser der Deckscheibe 14B ist größer als der der Öffnung 15B des Trennelementes 15. Wenn der Kolben 13 abwärts bewegt wird, d. h. in der durch den Pfeil E angedeuteten Richtung, verschließt die Deckscheibe 14B die Öffnung 15B. Wenn die Deckscheibe 14B die Öffnung 15b verschließt, wird die im oberen Raum 16B und dem von dem elastischen Trennelement 15 gebildeten Raum vorhandene restliche Tinte in den unteren Raum 16C abgegeben. Wenn die Öffnung 15B durch die Deckscheibe 14B verschlossen ist, werden die Räume 16B und 15A zur Erzeugung eines negativen Drucks durch Expansion geschlossen gehalten.

Wenn der Kolben 13 in der durch den Pfeil C angedeuteten Richtung aus dem Zustand, in dem die Öffnung 15B durch die Deckscheibe 14B verschlossen ist, weiter gedreht wird, bewegt sich das elastische Trennelement 15 im Zylinderteil 16 in der durch den Pfeil E angedeuteten Rich­ tung nach unten, so daß in den Räumen 16B und 15A ein negativer Druck erzeugt wird. Während dieses Vorganges werden die Anschlußöffnungen 16D der Rohre 8, 9, 10 und 11, die im Anfangszustand durch das elastische Trenn­ element verschlossen waren, geöffnet, so daß die Saugpumpe 7 Tinte oder Luft aus den Rohren 8, 9, 10 und 11 zieht. Wenn danach der Knopf 12A der Rotationssteuerscheibe 12 in der durch den Pfeil D in Fig. 1 angedeuteten Richtung gedreht wird, wird das Trennelement 15 in der durch den Pfeil F gezeigten Richtung durch die Vorspannkraft einer Feder 17 nach oben bewegt. Zu Beginn des Rückhubes sind die Öffnungen 16D des Zylinderteils geöffnet, so daß die Räume 16B und 15A unter einem negativen Druck gehal­ ten werden. In diesem Zustand wird das elastische Trenn­ element 15 nach oben bewegt, um die Öffnungen 16D zu schließen. Ein mit der Feder 17 zur Ausübung einer nach oben gerichteten Vorspannung auf das elastische Trennelement 15 versehenes Vorspannelement 18 wird gleich­ zeitig mit dem Schließen der Öffnungen 16D gestoppt. Das Schaftelement 14 hingegen wird kontinuierlich auf­ wärts bewegt, und die Deckscheibe 14B wird vom elasti­ schen Trennelement 15 abgetrennt, so daß die Räume 15A und 16B mit dem unteren Raum 16C über die Öffnung 15B in Verbindung treten. Die zu Beginn des Rückhubes aus den Rohren 8, 9, 10 und 11 abgezogene Tinte wird über die Öffnung 15B in den unteren Raum 16C abgegeben. Ein O-Ring 19 bildet eine Dichtung zwischen dem Schaftelement 14 und dem Zylinderteil 16.

Ein als zweite Erfassungseinrichtung dienender Anschlag 20 ist einstückig mit dem Zylinder 16 ausge­ bildet, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Anschlag 20 tritt mit dem Knopf 12A in Eingriff und stoppt die Drehung der Rotationssteuerscheibe 12 und des Schaftelementes 14. Die Anfangsstellung der Rotationssteuerscheibe 12 wird so eingestellt, daß sich der Knopf 12A mit dem Anschlag 20 in Eingriff befindet, wie in Fig. 1 gezeigt. Zu der zweiten Erfassungseinrichtung gehörende Vorsprünge 21 und 22 zeigen die Anschlagstellungen der Rotations­ steuerscheibe 12 an.

Nachfolgend wird die Betriebsweise der Tintenstrahldruck­ vorrichtung beschrieben.

Es wird vorausgesetzt, daß Defekte der Düsen im Normalbe­ trieb auftreten (d. h. der Tintenstand im Tank ist mit A gekennzeichnet). Die Kappe 4 wird in engen Kontakt mit dem Tintendruckkopf 1 gebracht, um die Rotationssteuerscheibe 12 um etwa 180° in der durch den Pfeil C angedeuteten Richtung zu drehen. Dies zeigt den ersten Saugvorgang an. Der Kolben 13 wird abwärts bewegt. Dabei wird das Schaftelement 14 zuerst abwärts bewegt, so daß die untere Fläche der Deckscheibe 14B die restliche Tinte abgeben und danach die Öffnung 15B des elastischen Trennelementes 15 verschließen kann, um dadurch das elastische Trenn­ element 15 abwärts zu bewegen. Die Räume 16B und 15A, die durch die obere Fläche der Innenwand des Zylinderteils 16 und die obere Fläche des elastischen Trennelementes 15 begrenzt werden, werden vergrößert und so ein negativer Druck erzeugt. Desweiteren öffnet das elastische Trennelement 15 die Tintenabsaugrohre 8 und 9, so daß die Blasen und die Tinte von den Düsen durch die Rohre 8 und 9 abge­ zogen werden. Fig. 3 zeigt einen Zustand, in dem die Rotationssteuerscheibe 12 um 180° gedreht worden ist, so daß das elastische Trennelement 15 die Luftabsaug­ rohre 10 und 11 verschließt. Nach Drehung der Rotations­ steuerscheibe 12 in der durch den Pfeil D angedeuteten Richtung wird der in Fig. 2 dargestellte Zustand erreicht.

Bei dem vorstehend beschriebenen Vorgang wird im Normal­ betrieb der erste Saugvorgang ausgeführt, wenn die Rota­ tionssteuerscheibe 12 um 180° gedreht wird. Luft und Tinte werden nur von den Düsen abgezogen, so daß ein Absaugen einer übermäßig großen Tintenmenge verhindert wird.

Es wird nunmehr vorausgesetzt, daß sich der Tintenstand im Tank auf der mit B bezeichneten Höhe befindet (d. h. einem anormalen Zustand, in dem der Abspritzvorgang blockiert ist). In diesem Fall wird die Rotationssteuer­ scheibe 12 aus der Anfangsstellung um etwa 270° gedreht, was als zweiter Absaugvorgang bezeichnet wird. Das ela­ stische Trennelement 15 wird in eine durch die gestrichelte Linie in Fig. 3 angedeutete Position nach unten bewegt. Die Luftabsaugrohre 10 und 11 werden geöffnet, und über­ schüssige Luft wird auch von den Tanks 1A und 1B durch die Rohre 10 und 11 abgezogen, so daß der normale Tinten­ stand in wirksamer Weise wiederhergestellt werden kann.

Eine Saugvorrichtung nach einer zweiten Aus­ führungsform der Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, bei der der Absaugvorgang automatisch durchgeführt wird. Eine einstückig mit einem Kolben 13 ausgebildete als erste Erfassungseinrichtung dienende Rotations­ steuerscheibe 23 dient hierbei ebenfalls als Zahnrad, da um ihre äußere Umfangsfläche herum Zähne ausgebildet sind. Die Rotationssteuerscheibe 23 kämmt mit einem Antriebsrad 24 und wird über einen Motor angetrieben. Ein Knopf 23A ist an einem Umfangsabschnitt der oberen Fläche der Rota­ tionssteuerscheibe 23 ausgebildet. Der Knopf 23A steht im Anfangszustand mit einem auf einer Saugpumpe 7 be­ festigten Anschlag 25 in Eingriff. Die Rotationssteuer­ scheibe 23 nimmt die in Figur dargestellte Anfangs­ stellung ein. Ein Magnet 26 ist am Umfangsabschnitt der unteren Fläche der Rotationssteuerscheibe 23 befestigt. Reedschalter 27 und 28 sind an den vorgegebenen Seiten­ flächenabschnitten der Saugpumpe 7 angeordnet. Der Schal­ ter 27 wird eingeschaltet, wenn die Rotationssteuerscheibe 23 aus ihrer Anfangsposition um 180° gedreht wird. Der Schalter 28 wird eingeschaltet, wenn sich die Rota­ tionssteuerscheibe 23 um 270° dreht.

Wenn die Tintenvorrichtung keine Tinte abspritzt, stellt bei dieser zweiten Ausführungsform ein Tintenstandsensor (nicht gezeigt), der im Tintendruckkopf angeordnet ist, fest, ob die Blockierung im Normalzustand oder im anormalen Zustand auftritt. Das von diesem Tintenstandsensor kommende Erfassungssignal wird dazu verwendet, um eine Winkelverschiebung der Rotationssteuerscheibe 23 zu steuern. Wenn der Defekt im Normalzustand auftritt, wird der Motor angetrieben und dreht die Rotationssteuerscheibe 23 um 180°, so daß der Reedschalter 27 einge­ schaltet wird. Der Motor wird über eine kurze Zeitdauer gestoppt und danach wieder gestartet, um die Rotations­ steuerscheibe 23 in die entgegengesetzte Richtung zu drehen. Die Steuerscheibe 23 wird dann in die Anfangs­ position zurückgeführt. Wenn der Defekt jedoch im anor­ malen Zustand auftritt, wird der Motor angetrieben, um die Rotationssteuerscheibe 23 um 270° zu drehen. Nach Drehung der Steuerscheibe 23 um 270° und Einschalten des Reedschalters 28 wird der Motor gestoppt und danach in der entgegengesetzten Richtung angetrieben, so daß die Rotationssteuerscheibe 23 in ihre Anfangsstellung zurückgeführt wird.

Durch Nutzung der Antriebskraft des Motors zum Antrieb des Zahnrades 24 wird die Kappe 4 in engen Kontakt mit der Vorderfläche des Tintendruckkopfes gebracht, so daß der Absaugvorgang völlig automatisch durchgeführt werden kann.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Anwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät be­ schränkt, sondern kann ebenfalls bei einer Blasenstrahl- Tintenstrahldruckvorrichtung, einer Druckvorrichtung, bei der Tintentropfen auf einen Bogen gesprüht werden, etc. Anwendung finden.

Claims (4)

1. Saugvorrichtung für ein Tintenstrahlaufzeich­ nungsgerät, das einen Tintendruckkopf (1) mit einer Tinten­ ausstoßöffnung, Tanks (1A, 1B) zur Aufnahme der Tinte und eine Abdeckeinheit (4) zum Verdecken der Tintenaus­ stoßöffnung sowie eine Saugeinheit (7) aufweist, die ein Zylinderteil (16) mit Anschlußöffnungen (16D), die mit dem Inneren der Abdeckeinheit (4) und dem Inneren der Tanks (1A, 1B) zum Anlegen eines Unterdruckes verbunden sind, und ein mittels eines Kolbens (13) verschiebbares Abdichtelement (15) mit einem Ventil zum Entleeren der abgesaugten Tinte besitzt, das die in seiner Bewegungs­ richtung in getrennten Ebenen hintereinander angeordne­ ten Anschlußöffnungen (16D) für die Verbindungen zur Ab­ deckeinheit und für die Verbindungen zum Inneren der Tanks (1A, 1B) nacheinander freigibt und dabei einen auf die Anschlußöffnungen (16D) wirkenden Unterdruck er­ zeugt,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kolben mittels eines mit einem Gewindeab­ schnitt (14A) versehenen, um 360° drehbaren Schaftele­ ments (14) im Zylinderteil (16) schraubenartig bewegbar ist und die Saugeinheit (7) eine erste Erfassungseinrich­ tung (12, 12A, 23, 23A) und eine zweite Erfassungsein­ richtung (20, 21, 22, 25) zur Erfassung der gegenseiti­ gen Winkellage vom Kolben (13) und Zylinderteil (16) und damit zur Festlegung verschiedener Absaugstufen auf­ weist, wobei in der durch die erste Erfassungseinrich­ tung (12, 12A, 23, 23A) erfaßten Absaugstufe nur die er­ ste Ebene der Anschlußöffnungen (16D) für das Absaugen freigegeben ist und in der durch die zweite Erfassungs­ einrichtung erfaßten Absaugstufe der Unterdruck auf alle Anschlußöffnungen (16D) wirkt.

2. Vorrichtung bzw. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Erfassungsein­ richtungen (12, 12A, 23, 23A, 20, 21, 25) eine Indexein­ richtung darstellt.

3. Vorrichtung bzw. Gerät nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Erfassungseinrichtungen (12, 12A, 23, 23A, 20, 21, 25) desweiteren einen Schalter (27, 28) aufweist.

4. Vorrichtung bzw. Gerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der Schalter (27, 28) ein Reedschalter ist.