DE3417116C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkeitsstrahl-Auf­ zeichnungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patent­ anspruchs 1.

Eine derartige Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, wie sie in der DE-OS 32 03 795 gezeigt ist, weist einen er­ sten Flüssigkeitstank großer Kapazität auf, der mit einem zweiten Flüssigkeitstank geringer Kapazität über eine Spei­ seleitung in ständiger Verbindung steht. Eine Aufzeich­ nungskopf-Einheit umfaßt den zweiten Flüssigkeitstank ge­ ringer Kapazität und einen mit diesem in Verbindung stehenden Kopf. Mittels des Kopfes kann Tinte auf ein Aufzeich­ nungsmedium, beispielsweise ein Papierblatt, aufgespritzt werden.

Wenn eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung über eine längere Zeit nicht in Betrieb ist, kann es zu einer Verdampfung von flüchtigen Bestandteilen der Flüssigkeit im Bereich der Düse des Kopfes kommen, wodurch bei Wieder-In­ betriebnahme der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eine vorbestimmte und gewünschte Flüssigkeitsabgabe nicht gewährleistet ist. Darüber hinaus kann es zu einer Verunreinigung der Düse infolge teilweise angetrockneter Flüssigkeitsreste kommen. Um die Düse zu säubern bzw. für eine zuverlässige Flüssigkeitsabgabe zu sorgen, ist gemäß der DE-OS 32 03 795 eine Pumpe angeordnet, die über eine Saugleitung mit der Düse des Kopfes und über eine Unter­ druckleitung mit dem zweiten Flüssigkeitstank verbunden ist. Mittels der Pumpe kann ein Unterdruck erzeugt werden, der die Flüssigkeit aus dem zweiten Flüssigkeitstank in die Düse saugt, so daß bei Beginn des Aufzeichnungsvorgangs eine gewünschte Flüssigkeitsabgabe gewährleistet ist. Gleichzeitig wird infolge des in dem zweiten Flüssig­ keitstank herrschenden Unterdrucks Flüssigkeit aus dem er­ sten Flüssigkeitstank über die Speiseleitung in den zweiten Flüssigkeitstank gesaugt und dieser damit nachgefüllt.

Da gemäß der DE-OS 32 03 795 der zweite Flüssigkeitstank, der zusammen mit dem Kopf entlang einer Führungsbahn ver­ schiebbar ist, über die Speiseleitung mit dem gerätefesten ersten Flüssigkeitstank und über die Unterdruckleitung mit der Pumpe ständig in Verbindung steht, müssen diese Leitungen relativ lang sein, um die Bewegung des zweiten Flüssig­ keitstankes zu ermöglichen. Da die Leitungen bei Bewegung des zweiten Flüssigkeitstankes mitbewegt werden, kann es zu Druckschwankungen im zweiten Flüssigkeitstank kommen, was zu einer unerwünschten Flüssigkeitsabgabe führen kann. Dar­ über hinaus wird bei der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungs­ vorrichtung immer dann, wenn eine Düse des Kopfes zur Ge­ währleistung einer ordnungsgemäßen Flüssigkeitsabgabe mit einem Unterdruck beaufschlagt wird, dieser Unterdruck auch gleichzeitig im zweiten Flüssigkeitstank erzeugt, wodurch dieser aus dem ersten Flüssigkeitstank gespeist wird. Da zu einer derartigen Speisung zur Überwindung der Strömungswi­ derstände eine relativ große Druckdifferenz notwendig ist, liegt auch in dem Fall, daß lediglich die Düse gespült werden soll, ein hoher Unterdruck an der Düse des Kopfes an, so daß eine relativ große Flüssigkeitsmenge aus dem Kopf abgesaugt wird, wodurch der Tintenverbrauch hoch ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsge­ mäße Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung derart weiterzubilden, daß in einfacher Weise eine zuverlässige Flüssigkeitsabgabe des Kopfes bei einem nur geringen Flüs­ sigkeitsverbrauch gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 gelöst.

Erfindungsgemäß kann die Verbindung der von der Druckerzeu­ gungsvorrichtung ausgehenden Unterdruckleitung und der von dem ersten Flüssigkeitstank ausgehenden Speiseleitung mit dem zweiten Flüssigkeitstank sowie in Verbindung der von der Druckerzeugungsvorrichtung ausgehenden Saugleitung mit dem Kopf wahlweise unterbrochen oder hergestellt werden, indem eine Kopplungseinrichtung gegen die Aufzeichnungskopf-Ein­ heit gedrückt bzw. von dieser entfernt wird. Auf diese Weise kann die Aufzeichnungskopf-Einheit während eines Auf­ zeichnungsvorgangs als separates, von Versorgungsleitungen losgelöstes Bauteil betrieben werden, wodurch das Auftreten von Druckschwankungen, beispielsweise infolge der bei Bewe­ gung von langen Leitungen auftretenden Zentrifugal- und Trägheitskräften, zuverlässig vermieden werden.

Wenn ein Nachfüllen des zweiten Flüssigkeitstankes und gleichzeitig ein Spülen der Düse des Kopfes notwendig sein sollte, können die Versorgungsleitungen mittels der Kopp­ lungseinrichtung an die Aufzeichnungskopf-Einheit ange­ schlossen werden und mittels der Druckerzeugungsvorrichtung kann ein Unterdruck erzeugt werden, der eine ausreichende Spülung der Düse und die Speisung des zweiten Flüssig­ keitstankes gewährleistet. Falls allerdings lediglich ein Spülen der Düse gewünscht wird, kann mittels der Drucker­ zeugungsvorrichtung ein weiterer Unterdruck geringeren Druckniveaus erzeugt werden, der lediglich ein Spülen der Düse bewirkt, wobei eine nur geringe Flüssigkeitsmenge aus der Düse abgesaugt wird. Dies kann beispielsweise erreicht werden, indem ein Kolben einer Druckerzeugungsvorrichtung in Form einer Pumpe zur Erzeugung eines hohen Unterdrucks aus einer hohen Stellung in eine untere Anschlagstellung und zur Erzeugung eines geringeren Unterdrucks aus einer niedrigeren Stellung in die untere Anschlagstellung bewegt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Flüssigkeitsstrahl-Auf­ zeichnungsvorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungs­ beispiels in Verbindung mit der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des grundsätzlichen Aufbaus einer Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichungs­ vorrichtung;

Fig. 2 einen Schnitt, in dem Einzelheiten einer Kopplungseinrichtung und einer Aufzeichnungskopf-Einheit dargestellt sind;

Fig. 3 einen Schnitt, der Einzelheiten einer Pumpe zeigt;

Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Steuersystems;

die Fig. 5A und 5B Ablaufdiagramme, die die Funktionsweisen der in den Fig. 1-4 dargestellten Vor­ richtungen verdeutlichen; und

Fig. 6 und ein Diagramm, das eine Anordnung der Fig. 5A und 5B zeigt.

In der nachfolgenden Beschreibung wird mit "Aufzeichnung" das Drucken von Buchstaben und/oder die Aufzeichnung eines Projektionsbildes bezeichnet, wobei eine Aufzeich­ nungsflüssigkeit in vereinfachter Weise als Tinte bezeichnet wird.

Eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung weist gemäß Fig. 1 eine Walze 1, die zusammen mit einem Papier­ vorschubmechanismus (nicht gezeigt) gedreht wird, eine Aufzeichnungskopf-Einheit 2 und einen Schlitten 3 auf, der durch einen Schlittenmotor 4 entlang einer Spindel 5 und einer Führung 6 in Richtung des Pfeiles angetrieben wird.

Eine Kopplungseinrichtung 7 und eine Druckerzeugungsvorrichtung in Form einer Pumpe 8 werden in Verbindung mit den Fig. 2 und 3 im einzelnen beschrieben. Desweiteren sind ein Impulsmotor 9 zum Antrieb der Pumpe 8, ein Schnecken­ rad 10 und eine elektromagnetische Kupplung 11 vorgesehen. Das Schneckenrad 10 ist über die elektromagnetische Kupp­ lung 11 mit dem Impulsmotor 9 verbunden und treibt einen Nocken 15 an. Ein Motor 12 dient zum Antrieb der Kopplungseinrichtung 7 über ein Schneckenrad 13 und ein Zahnsegment 14, das an der Kopplungseinrichtung 7 befestigt ist. Das Schneckenrad 13 ist mit dem Motor 12 verbunden und treibt die Kopplungseinrichtung 7 an, wenn es mit dem Zahnsegment 14 in Eingriff tritt. Darüber hinaus sind ein erster Flüssig­ keitstank großer Kapazität eine Unterdruckleitung 17, die die Pumpe 8 mit der Kopplungseinrichtung 7, verbindet, eine Speiseleitung 18, die den ersten Flüssigkeitstank 16 mit der Kopplungseinrichtung 7 verbindet, eine Saugleitung 19 zum Absaugen der Tinte von einer Düse 32 a (in Fig. 2) eines Kopfes 32 (in Fig. 2), ein Absaugrohr 20 zur Verbindung der Pumpe 8 mit einem Absaugtank 21, ein Schalter SW 1 zur Erfassung der Ausgangsstellung des Schlittens 3 und ein Aufzeich­ nungspapier PA vorgesehen.

In Fig. 2 sind Einzelheiten der Kopplungseinrichtung 7 und der Aufzeichnungskopf-Einheit 2 im Detail ge­ zeigt. Ein zweiter Flüssigkeitstank geringer Kapazität 31 dient zur Speicherung der für eine vorbestimmte Aufzeichnung, beispielsweise eine vorge­ gebene Anzahl von Papierbögen, benötigten Tinte. Die Größe der vorbestimmten Aufzeichnung wird im Falle von Papierbögen durch die Größe und Anzahl der Papierbögen oder im Falle einer Papierrolle durch die Breite und Länge derselben festgelegt. In dem Kopf 32 sind die Düse 32 a, ein Tintenzuführkanal 33 und ein Unterdruckkanal 34 zum Steuern des Drucks im zweiten Flüssigkeitstank 31 und zum Abziehen der Tinte bezeichnet. Der Unterdruckkanal 34 besitzt eine Niveaueinrichtung 34 a und dient dazu, den zweiten Flüssigkeitstank 31 auf ein konstantes Niveau der Tintenmenge nachzufüllen. Im zweiten Flüssigkeitstank 31 ist Tinte 35 gespeichert.

Ein Gehäuse 36 der Kopplungseinrichtung 7 ist am Hauptteil der Aufzeichnungsvorrichtung (nicht gezeigt) fest angebracht. Die Kopplungseinrichtung 7 weist eine o. ä. bestehende Kappe 37 und ein bewegliches Element 38 auf, an dem die Kappe 37 fest montiert ist. Dieses bewegliche Element 38 tritt mit Hilfe einer Führung (nicht gezeigt) mit dem Gehäuse 36 in Eingriff. Das Zahnsegment 14 ist fest an diesem Element 38 angebracht, das von dem Motor 12 in die durch die Pfeile angedeuteten Richtungen bewegt wird. Durch eine Feder 39 wird das bewegliche Element 38 in Richtung der Aufzeichnungskopf-Einheit 2 gedrückt. In dem beweglichen Element 38 sind die Unterdruck­ leitung 17, die Speiseleitung 18 und die Saugleitung 19 gelagert.

Fig. 3 zeigt im Schnitt die Einzelheiten der Pumpe 8, wobei ein Kolben 41 mit einem Zylinder 42 in Eingriff treten kann. Dieser Kolben 41 dient zusammen mit O-Ringen 41 a, 41 b, 41 c und 41 d dazu, den Zylinder 41 abdichtend zu verschließen, und wird durch eine Feder 43 nach oben gedrückt. Ein erstes und zweites Verbindungsloch 44 bzw. 45 besitzen einen größeren Strömungsmittelwiderstand als ein Ventilkanal 41 e und sind im unteren Abschnitt des Kolbens 41 angeordnet. Ein aus elastischem Material bestehendes Ventilelement 46 ist abschnittsweise am Kolben 41 befestigt. Eine Abgabeöffnung 47 für Ausschlußflüssig­ keit ist am Boden des Zylinders 42 vorgesehen.

Fig. 4 zeigt ein Blockdiagramm des Steuersystems, wobei eine Aufzeichnungssteuerschaltung 100, einen üblichen Digitalsteuerteil und einen CNT-Zähler 100 a, einen n₁-Zähler 100 b, einen n₂-Zähler 100 c, ein W-Register 100 d und einen Timer 100 e aufweist. Die Funk­ tionsweise des CNT-Zählers 100 a bis zu dem Timer 100 e wird später beschrieben. Eine Aufzeichnungsantriebsschaltung 101 überträgt beim Ende der Aufzeichnung ein Endsignal auf die Aufzeichnungssteuerschaltung 100 und empfängt von dieser ein Aufzeichnungsstartsignal. Eine Signal­ ausgabgeschaltung 102 überträgt ein hochpegeliges Signal auf die Aufzeichnungssteuerschaltung 100, wenn der die Anfangsposition erfassende Schalter SW 1 des Schlittens 3 arbeitet. Eine Signalausgabeschaltung 103 überträgt ein hochpegeliges Signal auf den n₂-Zähler 100 c u. ä. in der Aufzeichnungssteuerschaltung 100, wenn ein Wiederherstellungsschalter SW 2 arbeitet.

Mit 104, 109, 111 und 112 sind Antriebe für den Schlitten­ motor 4, den Impulsmotor 9, die elektromag­ netische Kupplung 11 und den Motor 12 bezeichnet. Diese Antriebe werden durch die Steuer­ schaltung 100 gesteuert. Desweiteren sind eine Resttintenwarn­ anzeige 113 für den ersten Flüssigkeitstank 16, ein Antrieb 114 für die Resttintenwarnanzeige, ein Potentiometer 115 zur Erfassung der Lage des Kolbens 41 und ein Niveaudetektor 116 vorgesehen, die die Position des Kolbens 41, d. h. ob dieser sich am unteren Totpunkt, an einem Zwischenpunkt oder am oberen Totpunkt befindet, in Abhängigkeit von der Ausgangsgröße des Potentiometers 115 feststellt. Der Niveaudetektor 116 macht ein Signal S₁ hochpegelig, wenn sich der Kolben 41 am unteren Totpunkt befindet, ein Signal S₂ hoch­ pegelig, wenn sich der Kolben 41 an einem Zwischenpunkt be­ findet und ein Signal S₃ hochpegelig, wenn sich der Kolben 41 am oberen Totpunkt befindet. Diese Signale S₁, S₂ und S₃ werden in die Aufzeichnungssteuerschaltung 100 eingegeben. Ein De­ tektor 117 dient zur Erfassung der Position der Kopplungseinrichtung 7 und eine Signalausgabeschaltung 118 gibt ein hochpegeliges Signal, wenn ein Aufzeichnungsstartschalter SW 3 heruntergedrückt wird, das zum Timer 100 e u. ä. übertragen wird. Bei der vorstehend beschriebenen Aus­ führung kann anstelle der Resttintenwarnanzeige 113 auch eine Anzeigevorrichtung vorgesehen sein, die die Resttinte selbst anzeigt.

Nachfolgend wird die Funtkionsweise des in den Fig. 1-4 dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben. Die Funktionsweisen der in den Fig. 1-4 gezeigten Vorrichtungen werden dann auch in Verbindung mit den Ablaufdiagrammen der Fig. 5 erläutert.

(1) Aufzeichnungsflüssigkeitszuführ- und Flüssigkeits­ kuppenwiederherstellvorgang

Wenn der Aufzeichnungsvorgang auf einer vorgegebenen An­ zahl von Papierbögen beendet worden ist, gibt der CNT- Zähler 100 a ein Signal ab, das das Ende des Aufzeichnungs­ vorganges anzeigt. Zur gleichen Zeit wird der CNT-Zähler 100 a zurückgestellt (Schritt 212 in Fig. 5B - hiernach werden die Figurennummern weggelassen und nur die einzelnen Schrittnummern a gegeben). In Abhängigkeit von diesem Signal zählt der n₁-Zähler 100 b um "1" weiter, und der Antrieb 104 treibt den Schlittenmotor 4 an, wodurch der Schlitten 3 in seine Ausgangsstellung zu­ rückgeführt wird (Schritte 221 und 222). Die Rückführung des Schlittens 3 wird durch den Anfangspositonser­ fassungsschalter SW 1 bestätigt, und der An­ trieb 112 treibt den Motor 12 für die Kopplungseinrichtung 7 in Abhängigkeit von einem hochpegeligen Ausgangs­ signal der Signalausgabeschaltung 102 an. Das bewegliche Element 38 der Kopplungseinrichtung 7 wird somit durch den Eingriff zwischen dem Schneckenrad 13 und dem Rad 14 an die Aufzeichnungskopf-Einheit 2 bewegt. In Zusammenwirkung mit der Bewegung des beweglichen Elementes 38 tritt die Unterdruckleitung 17 mit dem Unterdruckkanal 34, die Speiseleitung 18 mit dem Tintenzuführkanal 33 und die Saugleitung 19 mit der Düse 32 a des Kopfes 32 in Eingriff. Wenn in diesem Zustand durch die Tätigkeit des Detektors 117 festgestellt wird, daß sich die Kopplungsein­ richtung 7 in der Kopplungs- bzw. Abdeckposition befindet, wird der Antrieb 112 abgeschaltet. Selbst bei abgeschaltetem Antrieb 112 wird die Kappe 37 durch die Feder 39 gegen die Aufzeichnungskopf-Einheit 2 gedrückt, so daß die vorstehend erwähnten Eingriffsstellungen nicht freige­ geben werden (Schritte 223-226).

Als nächstes werden der Antrieb 109 für den Impulsmotor 9 und der Antrieb 111 in Tätigkeit versetzt, wodurch der Impulsmotor 9 und die elektromagnetische Kupplung 11 angetrieben werden und das Schneckenrad 10 und somit der Nocken 15 gedreht werden können (Schritt 227). Durch die Drehung des Nockens 15 beginnt der Kolben 41 der Pumpe 8 mit seiner Abwärtsbewegung, so daß die obere Kammer in der Pumpe 8 einen negativen Druck erhält. Dieser negative Druck wird zu einem Maximum, wenn der Kolben 41 den unteren Totpunkt erreicht.

Bei diesem Vorgang wird der Druck im zweiten Flüssigkeitstank 31 durch den Unterdruckkanal 34 zu einem negativen Druck. Demzufolge wird die Tinte vom ersten Flüssigkeitstank 16 zum zweiten Flüssigkeitstank 31 über den Tintenzufuhrkanal 33 und die Speiseleitung 18 geführt. Zur gleichen Zeit wird die Tinte von der Düse 32 a des Kopfes 32 durch die Saugleitung 19 absorbiert, so daß die Flüssigkeitskuppe (Meniskus) wiederhergestellt werden kann.

Der Druck in der oberen Kammer der Pumpe 8 wird durch diese absorbierte Luft und Tinte wiederhergestellt, und der Druck im zweiten Flüssigkeitstank 31 wird ebenfalls wiederherge­ stellt, da die Tinte zugeführt wird. Die Niveaueinrichtung 34 a in Form eines Stutzens ist derart voreingestellt worden, daß beim Erreichen eines bestimmten Tintenniveaus ein vorgege­ bener Druck wiederhergestellt ist. Selbst wenn zu­ sätzliche Tinte im zweiten Flüssigkeitstank 31 verbleibt und die Niveaueinrichtung 34 a übersteigt, wird sie über den Unterdruckkanal 34 und die Unterdruckleitung 17 als überschüssige Tinte in die Pumpe 8 abge­ saugt. Somit wird im zweiten Flüssigkeitstank 31 in sicherer Weise Luft in einer konstanten Menge gehalten. Durch Einstellung der Niveaueinrichtung 34 a in einer Position unter der der Düse 32 a wird der Druckvorgang nicht unter Hochdruck durchgeführt. Es ist ferner möglich, die Druckänderung in Abhängigkeit von der Bewegung der Aufzeichnungskopf-Einheit 2 in Folge des Dämpfungseffektes der Luft zu unterdrücken. Darüber hinaus kann eine gute Aufzeichnung erreicht werden, da der Flüssigkeitsmeniskus an der Düse 32 a wieder­ hergestellt worden ist.

Die von der Aufzeichnungs-Einheit 2 abgegebene Luft und Tinte werden durch die Unterdruckleitung 17 und das zweite Verbindungsloch 45 in die obere Kammer der Pumpe 8 eingeführt. Das Ven­ tilelement 46 wird durch einen Druckanstieg in der unteren Kammer der Pumpe 8 geschlossen, während sich der Kolben 41 abwärts bewegt, so daß die in der unteren Kammer ver­ bleibende Tinte u. ä., die beim letzten Vorgang abgesaugt worden ist, über die Abgabeöffnung 47 und das Absaugrohr 20 in den Absaugtank 21 eingeführt wird. Wenn der Kolben 41 den unteren Totpunkt erreicht, erhält das Signal S₁ ein hohes Niveau. In Abhängigkeit von diesem hoch­ pegeligen Signal werden der Antrieb 109 und der Antrieb 111 eingeschaltet, wonach der Impulsmotor 9 gestoppt wird. Aufgrund der von einem Schneckenrad (nicht gezeigt) ausgeübten Haltekraft behält der Kolben 41 seine Position bei (Schritte 228 und 229).

Die vorstehend beschriebenen Vorgänge werden während dieses Halteintervalls beendet, und der Druck in der oberen Kammer wird wiederhergestellt. Nach der Bestätigung, daß eine vorgegebene Zeitdauer, die für diese Vorgänge erforderlich ist, abgelaufen ist, wird der Impuls­ motor 9 in Rückwärtsdrehungen versetzt, wodurch der Kolben 41 angehoben wird (Schritte 230 und 231). Da zu diesem Zeitpunkt das Ventilelement 46 geöffnet wird, werden die in der oberen Kammer befindliche Luft und abgezogene Tinte in die untere Kammer eingeführt. Es findet jedoch keine umgekehrte Strömung zur Aufzeichnungskopf-Einheit 2 statt, da der Strömungsmittelwiderstand der Verbindungslöcher 44 und 45 größer ist als der des Ventilkanals 41 e. Wenn der Kolben 41 den oberen Totpunkt erreicht, wird er durch die Feder 43 gehalten. Als nächstes wird wieder der Antrieb 112 in Tätigkeit versetzt, und der Motor 12 wird im umge­ kehrten Sinne betrieben, so daß das bewegliche Element 38 in seine Ausgangsstellung zurückgeführt wird. Somit wird die Abdeckung der Aufzeichnungskopf-Einheit 2 aufgehoben, und die Aufzeichnungsvorrichtung beginnt mit der Aufzeich­ nungstätigkeit. Auf diese Weise wird eine Reihe von Vorgängen beendet (Schritt 232, C . . ., D, . . ., Schritte 204-208).

Mit anderen Worten, selbst wenn die Pumpe 8 wieder in Betrieb genommen wird, nachdem der Flüssigkeitsmeniskus wiederhergestellt worden ist, wird die Kopplungseinrichtung 7 im Abdeckzustand für die Aufzeichnungskopf-Einheit 2 gehalten. Daher wird ein Verstopfen des Kopfes 32 und ein Ansteigen der Tintenviskosität verhindert, so daß immer eine gute Auf­ zeichnung durchgeführt werden kann.

Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsstrahl-Auf­ zeichnungsvorrichtung sind ein erster Flüssigkeitstank 16 mit großer Kapazität und ein zweiter Flüssigkeitstank 31 mit kleiner Kapazität in der Aufzeichnungskopf-Einheit 2 vorgesehen. Die Tinte wird vom ersten Tintentank 16 über eine Pumpe 8, die als Druckerzeugungsvorrichtung dient, in den zweiten Flüssigkeitstank 31 eingeführt. Die Tinte wird von der Düse 32 a des Kopfes 32 abgegeben, und der Flüssigkeitsmeniskus wird wiederhergestellt. Daher kann die Tinte durch eine einfach aufgebaute Einrichtung in genauer Weise zugeführt und gleichzeitig die Wiederherstellung des Flüssigkeits­ meniskus durchgeführt werden, so daß ein beständiger Aufzeichnungsvorgang ausgeführt werden kann. Da ferner die Tintenzufuhr und die Wiederherstellung des Flüssig­ keitsmeniskus durch eine einzige Druckerzeugungseinrichtung gleichzeitig durchgeführt werden, kann die Vorrichtung miniaturisiert und können deren Herstellungskosten ge­ senkt werden.

Darüber hinaus ist die vorstehend beschriebene Kopplungseinrichtung 7 mit einem Tintenversorgungssystem (Speiseleitung 18) und einem Tintenabsaugesystem (Saugleitung 19) zur Wiederher­ stellung der Flüssigkeitskuppe versehen. Diese Systeme treten bei der Bewegung der Kopplungseinrichtung 7 mit dem Tintenzuführkanal 33 und dem Kopf 32 in der Aufzeichnungskopf-Einheit 2 in Eingriff sowie ebenfalls außer Eingriff. Daher kann der Strömungskanal für die Tintenzu­ führung und die Wiederherstellung der Flüssigkeitskuppe durch einen einfachen Mechanismus mit Hilfe der vorstehend beschriebenen beiden Ausführungsformen verwirklicht werden. Es ist ferner möglich, die vorstehend beschriebenen verschiedenen Vorgänge in sicherer Weise durchzuführen, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird. Da ferner der Schlittenmotor 4 während des Aufzeichnungsvorganges keiner zusätzlichen Belastung ausgesetzt ist, wie bei­ spielsweise durch die Speiseleitung u. ä., wird die Trägheits­ kraft reduziert, die Genauigkeit des Schlittenvorschubes verbessert, der Motor verkleinert etc. Somit kann die gesamte Ausrüstung miniaturisiert werden, und die Her­ stellungskosten können herabgesetzt werden. Ferner kann die Handhabbarkeit der Vorrichtung weiter verbessert werden, da der Freiheitsgrad in bezug auf die Anordnung des ersten Flüssigkeitstanks 16 erhöht wird.

Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird durch eine Pumpe 8, die als einzige Druckerzeugungseinrichtung wirkt, die Aufzeichnungsflüssigkeit zugeführt und die Flüssigkeitskuppe wiederhergestellt. Diese Aus­ führungsform ist im Hinblick auf eine Miniaturisierung der Vorrichtung und die Herabsetzung der Herstellungskosten wünschenswert. Es kann jedoch auch eine Vielzahl von Druckerzeugungseinrichtungen Verwendung finden.

Da ferner die vorstehend beschriebene Aufzeichnungsvor­ richtung so aufgebaut ist, daß die Tinte automatisch dem zweiten Flüssigkeitstank 31 zugeführt wird, nachdem eine Aufzeichnung auf einer vorgegebenen Anzahl von Papierbögen durch­ geführt worden ist, kann die Tinte selbst dann genau zugeführt werden, wenn der Gesamt-Flüssigkeitstank in einen ersten Flüssigkeitstank 16 großer Kapazität und einen zweiten Flüssigkeitstank 31 geringer Kapazität unterteilt ist. Dadurch kann eine Miniaturisierung der Ausrüstung, eine Verbesserung der Handhabbarkeit etc. erreicht werden, wie vor­ stehend erläutert.

(2) Funktionsweise zur alleinigen Wiederherstellung der Flüssigkeitskuppe

In Abhängigkeit von der Betätigung des Wiederherstell­ schalters SW 2 überträgt die Signalausgabeschaltung 103 ein hochpegeliges Signal an den n₂-Zähler 100 c, so daß der Zähler um "1" weiterzählt. Daraufhin wird der Antrieb 109 in Tätigkeit versetzt und der Impulsmotor 9 angetrieben, wodurch die Bodenfläche des Kolbens 41 von der mit A in Fig. 3 bezeichneten Position in die Position B bewegt werden kann. Diese Bewegung des Kolbens 41 wird durch das hochpegelige Signal S₂ bestätigt. Danach wird der Antrieb 104 in Tätigkeit versetzt und der Schlittenmotor 4 ange­ trieben, wodurch der Schlitten 3 zurückgeführt werden kann. Nachdem durch den Betrieb des Schalters SW 1 die Rückführung des Schlittens 3 bestätigt worden ist, wird der Antrieb 112 in Tätigkeit versetzt, so daß der Motor 12 vorwärts rotiert, wodurch die Kopplungseinrichtung 7 mit der Aufzeichnungskopf- Einheit 2 in Eingriff tritt (Schritte 241-246). Nachdem bestätigt worden ist, daß sich die Kopplungseinrichtung 7 in der Kopplungs- bzw- Abdeckstellung (Schritt 247) befindet, werden die Vorgänge nach Schritt 226 in Fig. 5 ausgeführt. Da jedoch in diesem Fall die Bodenfläche des Kolbens 41 bereits im Unterschied zu dem vorstehenden Fall der Tinten­ zuführung die in Fig. 3 dargestellte Position B erreicht hat, wird die Tintenzufuhr zum zweiten Flüssigkeitstank 31 verhindert und der Vorgang zur Wiederherstellung der Flüssigkeits­ kuppe durchgeführt, da der negative Druck in der oberen Kammer der Pumpe 8 gering ist.

Selbst wenn in diesem Fall nach Wiederherstellung der Flüssigkeitskuppe die Pumpe 8 ihre Ausgangsstellung wieder erreicht, wird die Kopplungseinrichtung 7 im Abdeckzustand gehalten.

Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsstrahl-Auf­ zeichnungsvorrichtung werden durch Einstellung der Position des Kolbens 41 in der Pumpe 8, die als Druckerzeu­ gungseinrichtung dient, zwei Druckstufen erzeugt und die Menge der vom ersten Flüssigkeitstank 16 zum zweiten Flüssigkeitstank 31 zuzuführenden Tinte wird gesteuert. Daher können durch Übergang des in Abhängigkeit von dem Tintenzuführvorgang zu er­ zeugenden Druckes auf den in Abhängigkeit von dem alleinigen Vorgang zur Wiedergewinnung der Flüssigkeitskuppe zu erzeugenden Druck beträchtliche Teile des Mechanismus für beide Vorgänge gemeinsam verwendet werden, so daß sich beide Vorgänge in sicherer Weise durchführen lassen. Es ist daher möglich, einen komplizierten Aufbau des Mechanismus für die Tintenzufuhr und die Wiederherstellung der Flüssigkeitskuppe sowie eine Verschlechterung der Handhabbarkeit zu verhindern.

(3) Automatischer Abdeckvorgang

Nach Beendigung einer Aufzeichnung auf einem Papierbogen beginnt der Timer 100 e in Abhängigkeit von dem Endsignal der Aufzeichnungsantriebsschaltung 101 seine Tätigkeit (Schritte 210-212, C, D, Schritt 201). Obwohl bei diesem Beispiel der Tätigkeitsbeginn des Timers 100 e immer auf das Ende des Aufzeichnungsvorganges eines Aufzeichnungs­ papierbogens eingestellt wurde, kann der Timer 100 e auch dann in Betrieb genommen werden, wenn die Aufzeichnung des aufzuzeichnenden Mediums auf einer beliebigen Anzahl von Papierbögen beendet worden ist.

Der Timer 100 e kann zu einem beliebigen Zeitpunkt zu­ rückgestellt werden, beispielsweise wenn das Aufzeichnungs­ startsignal von der Signalausgabeschaltung 118 eingegeben wird, wenn der tatsächliche Aufzeichnungsvorgang begonnen wird, wenn der Betrieb des Timers 100 e beendet ist oder nach dessen Beendigung.

Der Timer 100 e wird in Abhängigkeit von einem Signal rück­ gestellt, das infolge der Betätigung des Aufzeichnungs­ startschalters SW 3 von der Signalausgabeschaltung 118 abgegeben wird. Wenn daher mit der Aufzeichnung der auf­ zuzeichnenden Informationen innerhalb der vom Timer 100 e eingestellten Zeit begonnen wird, wird der übliche Auf­ zeichnungsvorgang ohne Durchführung des Abdeckvorganges ausgeführt. Wenn andererseits der Aufzeichnungsvorgang nicht innerhalb der eingestellten Zeit begonnen wird, wird nur der Vorgang zur Wiederherstellung der Flüssig­ keitskuppe durchgeführt (Schritte 201-205 B). Obwohl die Pumpe 8 nach der Wiederherstellung der Flüssigkeits­ kuppe (Schritt 231) wieder in ihre Ausgangslage zurück­ geführt wird, wird zu diesem Zeitpunkt die Kopplungsein­ richtung 7 nicht zurückgezogen. Sie wird nur in Abhängig­ keit von der Betätigung des Aufzeichnungsstartschalters SW 3 zurückgezogen (Schritte 204-208).

Da somit die Abdeckung der Düse 32 a des Kopfes 32 erst dann zum ersten Mal freigegeben wird, wenn der Aufzeich­ nungsvorgang begonnen wird, wird ein Austrocknen der Düse verhindert. Dies entspricht der vorstehend be­ schriebenen anderen Betriebsweise.

Bei der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die Kopplungseinrichtung 7 in dem Fall, in dem der Aufzeich­ nungsvorgang während des Betriebes des Timers 100 e nicht wiederbegonnen wird, nach dem Betrieb des Timers 100 e in Betrieb genommen, so daß die Abdeckung des Kopfes nach Ablauf einer vorgegebenen Zeitdauer in sicherer Weise durchgeführt werden kann. Selbst wenn man daher die Vorrichtung in ihrem Zustand über eine lange Zeit­ dauer beläßt, ist es möglich, ein Verdampfen der Tinte aus der Düse des Kopfes zu verhindern, so daß immer eine gute Aufzeichnung durchgeführt werden kann.

(4) Erfassung der restlichen Tinte

Bei der vorstehend beschriebenen Aufzeichnungsvorrichtung sind die Tintenzuführmenge W₁ bei einmaliger Tintenzufuhr und die Tintenzuführmenge W₂ beim Wiederherstellvorgang der Flüssigkeitskuppe immer konstant. Ferner ist auch das anfängliche Fassungsvermögen W des ersten Flüssigkeitstanks 16 konstant. Daher wird die folgende Bedingung erfüllt:

W′ = W - (n₁w₁ + n₂w₂) (1)

wobei n₁ die Anzahl der Tintenzuführvorgänge, n₂ die Anzahl der alleinigen Flüssigkeitskuppenwiederherstellvor­ gänge und W′ die Menge der restlichen Tinte bedeuten.

Auf diese Weise kann durch Substitution der Zählwerte des n₁-Zählers 100 b und des n₂-Zählers 100 c in Gleichung (1) hieraus die Menge der restlichen Tinte errechnet werden.

Der Speicherinhalt des W-Registers 100 d wird aktualisiert, so daß die Beziehung

W = W₁ - (n₁w₁ + n₂w₂)

existiert, wann immer der n₁-Zähler 100 b oder der n₂- Zähler 100 c bis zu dem vorhergehenden Zählwert W₁ hinauf­ zählen. Dieser Wert wird mit einem Bezugswert V ver­ glichen, und wenn W<V ist, wird der Antrieb 114 in Tätigkeit versetzt, so daß die Resttintenwarnanzeige 113 eine Warnung angeben kann. Bei Abgabe dieser Warnung wird die Tinte im ersten Flüssigkeitstank 16 ergänzt, und das W-Re­ gister 100 d wird rückgestellt (Schritte 251-255).

Durch eine derartige Ausführungsform ist es möglich, in einfacher Weise die Notwendigkeit einer Tintenergänzung im ersten Flüssigkeitstank 16 zu überprüfen, so daß eine unvollständige Aufzeichnung in Folge des Fehlens von Tinte verhindert werden kann. Zur Erfassung des Tintenrestes ist keine spezielle Vorrichtung erforderlich. Selbst bei einer Vorrichtung, bei der vielen Tintenarten und eine große Tintenmenge Verwendung finden, beispielsweise einer Mehr­ farbenaufzeichnungsvorrichtung, kann somit die restliche Tinte in einfacher Weise erfaßt werden, wodurch die Vorrichtung miniaturisiert und deren Handhabbarkeit ver­ bessert werden kann.

Bei der in den Fig. 1-4 gezeigten Vorrichtung er­ zeugt die als Druckerzeugungsvorrichtung dienende Pumpe 8 zwei Druckstufen, wobei in Abhängigkeit von dem er­ zeugten Druck die vom ersten Flüssigkeitstank 16 zum zweiten Flüssigkeitstank 31 zuzuführende Tintenmenge gesteuert wird. Es können jedoch auch drei oder mehr Druckstufen erzeugt werden, und es kann eine Vielzahl von Druckerzeugungsvorrichtungen vor­ gesehen sein.

Das vorstehend beschriebene Beispiel bezieht sich auf eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, bei der ein Tröpfchen der Aufzeichnungsflüssigkeit durch die Kontraktionsbewegung eines piezoelektrischen Wand­ lers oder durch die Aufbringung eines thermischen Impulses von der Düse des Kopfes abgegeben wird. Bei einer Aufzeichnungsvorrichtung, bei der eine Aufzeichnungsflüssigkeit mit hoher Viskosität, d. h. eine ölige Aufzeichnungsflüssigkeit, Verwendung findet, ist es jedoch auch möglich, eine Rotationspumpe, Propellerpumpe, Strahlpumpe o. ä. als Pumpe einzusetzen.

Claims (9)

1. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem stationären ersten Flüssigkeitstank großer Kapazität, einer in Zeilenrichtung bewegbaren Aufzeichnungskopf-Ein­ heit, die einen Kopf zur Abgabe der Flüssigkeit und einen zweiten Flüssigkeitstank geringer Kapazität umfaßt, aus dem der Kopf mit Flüssigkeit gespeist werden kann, und
einer Druckerzeugungsvorrichtung, die einen Unterdruck er­ zeugt, der über eine Unterdruckleitung auf den zweiten Flüssigkeitstank und über eine Saugleitung auf den Kopf übertragbar ist,
wobei bei Erzeugung eines Unterdrucks mittels der Drucker­ zeugungsvorrichtung die Düsen des Kopfes gereinigt werden und der zweite Flüssigkeitstank aus dem ersten Flüssigkeitstank über eine Speiseleitung gespeist werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckleitung (17), die Speiseleitung (18) und die Saugleitung (19) mittels einer Kopplungseinrichtung (7) mit der Aufzeichnungskopf-Einheit (2) wahlweise in oder außer Verbindung bringbar sind und daß mittels der Druckerzeugungsvorrichtung (8) wahlweise zumindest ein erster Unterdruck zum Reinigen der Düsen oder ein relativ zum ersten Unterdruck höherer zweiter Unter­ druck zum Reinigen der Düsen und zum Nachsaugen von Flüs­ sigkeit aus dem ersten Flüssigkeitstank (16) in den zweiten Flüssigkeitstank (31) erzeugbar ist.

2. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flüssig­ keitstank (31) die für die Aufzeichnung auf zumindest einem Aufzeichnungspapierblatt erforderliche Flüssigkeit speichert.

3. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Flüssigkeitstank (31) und der Kopf (32) einstückig miteinander ausgebildet sind.

4. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kopf (32) ein elektrisch-mechanisches Wandlerelement umfaßt.

5. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Niveau- Einrichtung (34 a), die gewährleistet, daß der zweite Flüs­ sigkeitstank (31) infolge des zweiten Unterdrucks auf ein vorbestimmtes Niveau nachgefüllt wird.

6. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach An­ spruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Niveau-Einrichtung einen in den zweiten Flüssigkeitstank (31) hineinragenden Stutzen (34 a) aufweist, der mit der Unterdruckleitung (17) koppelbar ist und mittels dessen beim Nachfüllen des zweiten Flüssigkeitstanks (31) überschüssige Flüssig­ keit absaugbar ist.

7. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Detektor­ vorrichtung, die die in dem ersten Flüssigkeitstank (16) vorhandene restliche Flüssigkeitsmenge mittels Integration der Anzahl der Betätigungen der Druckerzeugungsvorrichtung (8) ermittelt.

8. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung (7) ein Gehäuse (36) und ein im Ge­ häuse (36) verschiebbar angeordnetes Element (38) aufweist, das derart gegen das vordere Ende der Aufzeichnungskopf- Einheit (2) koppelbar ist, daß es dieses abdeckt.

9. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach An­ spruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbar an­ geordnete Element (38) über eine elastische Kappe (37) in Anlage mit der Aufzeichnungskopf-Einheit (2) gerät.