DE3503080A1

DE3503080A1 - Abdeckeinrichtung fuer einen fluessigkeitsstrahl-schreibkopf

Info

Publication number: DE3503080A1
Application number: DE19853503080
Authority: DE
Inventors: Koji Mitaka Tokio/Tokyo Terasawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-01-31
Filing date: 1985-01-30
Publication date: 1985-08-08
Also published as: US4739340A; JPS60159058A; JPH089231B2

Description

Abdeckeinrichtung für einen Flüssigkeitsstrahl-Schreibkopf

Die Erfindung bezieht sich auf eine Abdeck- oder Verschließeinrichtung und insbesondere auf eine Abdeckeinrichtung, die dazu geeignet ist, einen Vorgang für eine Wiederherstellung der Ausstoßfunktion durch Erzeugen einer Unterdruckabsaugung mit Bezug zu dem die Düsenöffnungen enthaltenden Teil eines Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichr.ungsceräts oder -schreibkopfes, das bzw. der eine Flüssigkeit als fliegende Tröpfchen ausstößt, auszuführer..

Ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät ist ein solches Gerät, bei dem ein in Übereinstimmung mit einem Aufzeichnungs- oder Schreibsignal erzeugter Druck einer Flüssigkeit, z.B. Tinte, die einen Flüssigkeitsstromungspfad füllt, vermittelt und die Flüssigkeit von am vorderen offenen Ende des Flüssigkeitsstromungspfades ausgebildeten

Düsenöffnungen als fliegende Tröpfchen ausgestoßen wird, um auf diese Weise eine Punktaufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium zu bewirken. Ein derartiges Gerät wird auch als Tintenstrahldrucker bezeichnet.

Wenn bei einem Fiüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät dieser Art auf den mit einer Düsenöffnung oder mehreren solcher ausgestatteten Schreibkopf ein Stoß oder ein plötzlicher Temperaturwechsel einwirkt, dann tritt in den Flüssigkeitsströmungspfad Luft ein oder werden in der Flüssigkeit: Lösungsgase erzeugt, womit der normale Meniskus zerstört' wird, so daß ein Ausstoß von Flüssigkeitströpfchen in Übereinstimmung mit dem Aufzeichnungssignal nicht herbeigeführt wird oder, wenn ein Ausstoßen doch erfolgt, die Flüssigkeitströpfchen noch weiter als Spritzer oder "Satelliten" zerstreut werden, was ein nicht zufriedenstellendes Schreiben oder Drucken zur Folge hat.

Um das Gerät von diesem unbefriedigenden Ausstoßen ur.d unzulänglichen Drucken wieder in den Normalzustand zurückzubringen, wird eine Ausstoß-Wiederherstellungs- oder Regeneriereinrichtung vorgesehen, um Tinte von der Düsenfläche abzusaugen und den normalen Meniskus wiederzugewinnen.

Diese Wiederherstellungseinrichtung für den normaler. Ausstoßvorgang kann als Abdeck- oder Verschließeinrichtung bezeichnet werden, die beispielsweise ar. der Ausgangsstellung des Schreibkopfes vorgesehen ist. Die Wiederherstellungseinrichtung ist mit einer elastischen Kappe oder Haube versehen, welche in innige Berührung mit der die Düsenöffnungen aufweisenden Fläche des Schreibkopfes gebracht wird, wenn dieser in seine Ausgangsstellung zurückgekehrt i-st. Dabei wird die Kappe gegen die Düsenfläche gedrückt, um einen mäßigen Unterdruck zu erzeugen und Flüssigkeit vom Düsenöffnungsteil abzusaugen, so daß der Meniskus an einer normalen Stelle gebildet wird..

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Zur Erläuterung des Standes der Technik, von dem die Erfindung ausgeht, wird auf die Fig. 1-3 der beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Diese zeigen in

Fig. 1 eine beispielhafte Abdeckeinrichtung nach dem Stand der Technik vor dem Abdeckvorgang;

Fig. 2 die Einrichtung von Fig. 1 in dem Zeitpunkt, da sich die Kappe nach dem Abdeckvorgang vom Schreibkopf gerade wieder löst;

Fig. 3 den Zustand, in dem Flüssigkeitslachen gebildet werden.

Die Fig. 1 zeigt schematisch den gesamten Schreibkopf 1 des Aufzeichnungsgeräts, der an einem (nicht dargestellten) Schlitten oder Wagen angebracht ist, in seinem rückwärtigen Teil einen Hilfs- oder Nebenbehätler für eine Flüssigkeit und im frontseitigen Teil eine Vielzahl von Düsenöffnungen 2 aufweist, jedoch kann hier auch nur eine einzige Düsenöffnung vorgesehen sein.

Von einem (nicht gezeigten) Hauptbehälter wird ständig Flüssigkeit, z.B. Tinte, in den Hilfsbehälter des Schreibkopfes 1 gespeist, so daß die Tinte dauernd in einen zwischen den Düsenöffnungen 2 und dem Hilfsbehälter ausgebildeten Flüssigkeitsströmungspfad eingeführt werden kann.

Am ortsfesten Teil des Geräts ist eine Abdeckeinrichtung vorgesehen, die eine Kappe 3 hat, in der ein elastisches Bauteil 4 aufgenommen ist, in dessen Frontabschnitt eine über eine Röhre 5 an eine Unterdruckpumpe 6 angeschlossene Vertiefung oder Nische 7 ausgebildet ist.

Um bei diese:: Konstruktion den Vorgang zur Wiederherstellung der Ausstoßfunktion auszuführen, wird die Kappe 3 in Gegenüberläge zu den Düsenöffnungen vorwärts, d.h. zu diesen hm,

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bewegt, das elastische Bauteil 4 wird einem Druck ausgesetzt, so daß es alle Düsenöffnungen 2 umschließe, und die Unterdruckpumpe 6 wird in Gang gesetzt, um ix. Inneren der Nische 7 mittels der Röhre 5 einen Unterdruck zu erzeugen und ein Absaugen der Flüssigkeit von den Düsenöffnungen 2 zu bewirken.

Durch diesen Vorgang nimmt der zu weit zurückgegangene oder -gezogene Meniskus seine normale Lage wieder ein, wie oben gesagt wurde, so daß ein normales, richtiges Aufzeichnen bewerkstelligt werden kann. .

Die Anwendnung der oben beschriebenen Abdeckeinrichtung zur Wiederherstellung (Regenerierung) der Ausstoßfunktion unter Anwendung eines Unterdrucks ruft jedoch die folgenden Nachteile hervor.

Die Kappe 3 wird mit der Düsenfläche in innige Berührung gebracht, um die Düsenöffnungen 2 zu umschließen, so daß ein Abdecken und eine Unterdruckabsaugung bewirkt werden, wonach sich bei geöffneter Kappe die angesaugte Tinte 8 in der Nische 7, wie Fig. 2 zeigt, befindet, und deshalb zu den Düsenöffnungen 2 und zum elastischen Bauteil 4 durch Oberflächenspannung gezogen wird. Das hat die Bildung einer Tintenlache 9a an der Düsenfläche zur Folge, und eir.e Tintenlache 9b, die vom elastischen Bauteil 4 herausquillt, wird auf der Seite der Kappe 3 gebildet.

Das hat zum Ergebnis, daß die Tintenlache 9a an der Düsenfläche die Düsenöffnungen 2 abdeckt, wie Fig. 3 zeigt, und somit ein ungenügendes Ausstoßen bewirkt, und daß die vom elastischen Bauteil 4 herausquellende Tintenlache 9b den Umgebungsbereich der Kappe verunreinigt, wobei durch eine Anzahl von Wiederherstellungsvorgängen die Verunreinigungen zum Wagen hin, der die Verschiebebewegung des Hilfsbehäl-

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ter bewirkt, ausgebreitet werden.

Die oben erwähnte Erscheinung macht es schwierig, die Flüssigkeit zurückzuhalten, weil der Öffnungsbereich der Nische 7 im elastischen Bauteil 4 bei einem Schreibkopf, der viele Düsenöffnungen aufweist, sehr groß ist, weshalb die aus den Flüssigkeitslachen resultierenden Nachteile und Unannehmlichkeiten recht häufig auftreten.

Die Erfindung wurde im Hinblick auf die Beseitigung der oben herausgestellten, dem Stand-der Technik anhaftenden Mängel und Nachteile konzipiert, und es ist ihre Aufgabe, eine Abdeckeinrichtung zu schaffen, die derart ausgebildet ist, daß bei. offener Kappe an der Seite der Düsen sowie an der Seite der Kappe eine Flüssigkeitslache nicht hervorgerufen wird.

Hierbei ist es ein Ziel der Erfindung, eine Abdeckeinrichtung von einer solchen Konstruktion zu schaffen, wobei ein Fiüssigkeitsabsorptionselement in der Nähe der Düsenöffnungen vorgesehen ist sowie gegen die Düsenfläche unterhalb der Düsenöffnungen gedrückt werden kann und, wenn die Kappe offen ist, eine Leer- oder Stillstandsabsaucung herbeiführt.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt in der Schaffung einer Abdeckeinrichtung, bei der der Urgebur.gsbereich der für den Flüssigkeitsausstoß bestimmten Düser.öffnunger. abgedichtet und durch einen Unterdruck ein Tmter.absaugsow ie Wiederherstel lungsvorgang für die Ausstoßf unktior. bewirkt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß em Fiüssigkeitsabsorptionselement auf der Seite der Kappe vorgesehen wird, das unterhalb der Düsenöffnungen in Anlage mit der Düsenfläche gebracht sowie durch diese Fläche zusammengepreßt v/erden kann.

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Der Erfindungsgegenstand wird anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Fig. 4 eine erste Ausführungsform einer Abdeckeir.richtung gemäß der Erfindung im Abdeckzustand;

Fig. 5 die Abdeckeinrichtung von Fig. 4 im beendeten Abdeckzustand;

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform einer Abdeckeinrichtung gemäß der Erfindung im Abdeckzustand;

Fig. 7 ein Zeitdiagramm über den Abdeck- sowie Saugvorgang;

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung eines Antriebsmechanismus für die Durchführung des Abdeckvorgangs.

Zu den Fig. 1-3 gleiche Teile in den Fig. 4-6 und S sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet und werden nicht nochmals im einzelnen beschrieben.

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 4 und 5 ist ein Tmtenabsorptionselement 10 unterhalb einer Vertiefung oder Nische 7 in einem elastischen Bauteil 4, welche den Düsenöffnungen 2 entspricht, vorgesehen und mit einer Röhre 5 in Verbindung.

Das Tintenabsorptionselement 10 ist so angeordnet., daß es, wenn ein Abdecken oder Abschließen nicht bewerkstelligt, wird, vom elastischen Bauteil 4 vorsteht, v.'ie Fig. 5 zeige.

Durch diese Anordnung ist bei der in Reäe stehenden Ausführungsform das Tintenabsorptionselern^r.t. 10 in seinen komprimierten Zustand, wenn die Kappe oder Haube 3 zur Düsenfläche, d.h. zu der die Düsenöffnur.gen 2 enthaltenden ebenen Fläche, hin bewegt wird, womit die Düsenfläche mit dem elastischen Bauteil 4 in Anlage kommt und die Düsenöffnungen 2 der Nische 7 gegenüberliegen.

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In diesem Zustand wird durch die an eine Unterdruckqueile angeschlossene Röhre 5 Tinte von den Dirsenöffnungen 2 abgesaugt, und anschließend wird der atmosphärische Zustand wiederhergestellt. Die angesaugte Tinte sammelt sich in der Nische 7 des elastischen Bauteils und wird mit der vom Tintenabsorptionselement 10 zurückgehaltenen Tinte druckentlastet oder ausgeglichen.
Wenn dann die Kappe zurückgezogen wird, so dehnt sich das

komprimierte Tintenabsorptionselement 10 aus, wobei die Druckanlagefläche 4a dieses Elements IO wieder in ihren ursprünglichen vorstehenden Zustand zurückkehrt. Zu dieser Zeit ist die Tinte 9 in das Tintenabsorptionselement 10 eingezogen, da dieses Element eine poröse Struktur mit einem hohen Flüssigkeitsspeichervermögen hat.

Das Tintenabsorptionselement 10 ist so ausgestaltet, daß es mit der Frontfläche 2a unterhalb der Düsenöffr.ungen 2 zur Anlage kommt, und deshalb wird, selbst wenn die Kappe 3 zurückgezogen worden ist, die Tinte, die dazu neigt, eine Tintenlache unterhalb der Düsenöffnungen 2 zu bilden, in das Tintenabsorptionselement 10 eingesaugt. Damit wird niemals die Tintenlache erzeugt, die bisher allgemein entstanden ist, wie die Erfahrung gelehrt hat.

Das Volumen des Tintenabsorptior.selements 10 kann durch die Menge der während jedes Vorgangs für die Wiedererlangung der Ausstoßfunktion angesaugten Tinte und die Fähigkeit: der Flüssigkeitsspeicherung während des öffnens der Kappe, weil die Menge an zurückgehaltener Tinte vom Volumen oder dem Material abhängt, bestimmt werden.

Bei der in Fig. 6 gezeigten zweiten Ausführungsform gemäß der Erfindung- ist ein Tintenabsorptionselement 10 von beträchtlichem Volumen in dem elastischen Bauteil 4 angeordnet. In demjenigen Teil des Tintenabsorpt-i or.se lements

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10, der den Düsenöffnungen 2 und einer Entlüftung-tohrung 15 entspricht, ist eine Aussparung 10a gebildet. Wenn das Volumen des Tintenabsorptionselements 10 derart vergrößert wird, so wird, weil es ein ausreichendes Fiüssigkeitsspeichervermögen aufweist, keine Flüssigkeitsleckage auftreten, selbst wenn eine große Tintenmenge in das Abscrptionselement gesaugt worden ist.

Die Fig. 7 zeigt den Zeitablauf des Abdeck- sowie Einsäugvorgangs wie auch einen Zustand, in dem eine Leer- oder Stil lstandsabsaugung bei geöffneter Klappe bewirkt. werden ist, um das Flüssigkeitsspeichervermögen des Tintenabsorptionselements bei jedem Wiederherstel lungsvorgar.g :u gewährleisten.

Wenn eine solche Stil lstandsabsaugung ausgeführt wird, dann kann das Tintenabsorptionselement IG immer ein zuverlässiges Flüssigkeitsspeichervermögen bewahren und zuverlässig die Aufnahme von Tinte vollziehen.

Ein Mechanismus zur Ausführung des Abdeck- oder Verschiießvorgangs ist in Fig. 8 gezeigt, und dieser Mechanismus weist ein allgemein U-förmiges Führungselement 11 auf, in das die Kappe 3 verschiebbar eingesetzt isi, der ständig durch eir.e Feder 16 eine in vor- oder auswärtiger Richtung wirkende Kraft vermittelt wird.

Der Mechanismus von Fig. 8 umfaßt eine Kurvenscheibe IZ, die in ihrem Innern mit einer Steuerkurve 12a von vorbestimmter Gestalt versehen ist. Ein von der untorcη Fläche

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der Kappe 3 vorstehender Zapfen 3a ist mit der Steuerkurve 12a in Anlage, so daß der Abdeckvorgang· durch eir.e Drehung der Kurvenscheibe 12 bewirkt wird. Ein von einem (nicht, gezeigten) Motor gedrehtes Antriebsritzel 12 ist ~it einem am Außenumfang der Kurvenscheibe 12 ausgebildeter. Zahr.kran:: in Eingriff und kämmt auch mit einem weiteren Zahnrad 14, von dessen Unterseite ein Steuerdaumen 14a vorragt, ücer den eine Unterdruckpumpe 6 getrieben wird.

Durch Anwendung einer solchen Konstruktion kann die Abdeckoder Verschiießemrichtung sehr einfach aufgebaut werden.

Es ist noch darauf hinzuweisen, daß, wie die Fig. 4-5 zeigen, das Tintenabsorptionselement 10 nicht mit. den Düsenöffnungen 2 in unmittelbare Berührung komr.t, und das hat seinen Grund darin, daß, falls Fremdkörper r.iz. e;r.on im wesentlichen den Düsenöffnungen 2 gleicher. Durchr.-.-ü.-er an der Frontseite des Ti.ntenabsorptionsele~er.vs IC vcrr.ar.-den sind, diese Fremdkörper bei einer unmittelbaren Ar.-lage des Absorptionselements 10 an den Düser.öffnar.gen 2 in diese hineingedrückt werden können.

Bei der :n Rede stehenden Ausführungsform ist die Kappe 3 so ausgestaltet, daß sie zwei Arten vcr. Köpfen ar.gspa.r-_ werden kann; selbstverständlich bereitet es kcirx Schwierigkeiten, die Kappe m einer Mehrfacrh-Bauart aunzub: .den, so daß sie sich für ne'r.r als zwei Arter, vcr. Kopier, eignet.

Aus der obigen Erläuterung wird deutlich, daß g~r.ä3 der Erfindung eine Konstruktion geschaffen und angewendet wird, wobei das während des Abdeckvorganqs komprimiertere T.:.-tenabsorptionselement auf der den Düsenöffnur.ger. zugewandte: Seite der Kappe angeordnet ist und mit einer Ur.terdruckquelle m Verbindung steht. Deshalb kann die m die Kappe während des Wiederherstel lungs- oder Regenerler

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eingesaugte Tinte zuverlässig zurückgehalten werden und jegliche Tintenlache, die sich an der Seite der Düsenöffnungen entwickeln möchte, kann mit Sicherheit abgesaugt werden. Damit wird die Verunreinigung der Vorrichtung durch die Tintenlache, der man bisher gegenüberstand, nit den daraus folgenden Nachteilen restlos verhindert. -

Auch kann dadurch, daß das Tintenabsorptionselement nicht in unmittelbarer Berührung mit den Düsenöffnungen isr., ein Eindringen von Fremdkörpern in diese öffnungen unterbunden v/erden.

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Claims

Patentansprüche

1. Abdeckeinrichtung für einen Flüssigkeitsstrahl-Schreibkopf, bei dem der Umgebungsbereich von für das Ausstoßen von Flüssigkeit bestimmten Düsenöffnungen abgedichtet ist und ein Absaugen von Flüssigkeit durch einer. Unterdruck erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß ar. einer dem Schreibkopf (1) zugewandten Fläche einer Kappe (3) unterhalb der "Düsenöf fnur.gen (2) ein Flüssigkeitsabsorptionselement (10) angebracht ist, das mit einer die Düsenöffnungen aufweisenden Fläche (2a) in Anlage zu bringen und durch diese Fläche zusammenpreßbar ist.

2. Abdeckeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsabsorptionselement (10) nach Beendigung eines Regeneriervorgangs durch eine Unterdruckquelle (6) einer Stillstandsabsaugung ausgesetzt wird.

3. Abdeckeinrichtung bei einem Flüssigkeitsstrahl-Schreibkopf, der an seiner Frontfläche mit zum Ausstoßen von Flüssigkeit bestimmten Düsenöffnungen versehen ist, mit einem Abdeckkappenbauteil, das den Umgebungsbereich der Düsenöffnungen abschließt und.die Flüssigkeit vom Schreibkopf durch einen Unterdruck absaugt, dadurch gekennzeichnet, daß das Abdeckkappenbauteil (3) an seiner dem Schreibkopf (1) zugewandten Frontfläche eine Nische (7) aufweist, in der ein mit der die Düsenöffnungen (2) aufweisenden Frontfläche (2a) unterhalb der Düsenöffnungen in seinem komprimierten Zustand während des Abdeckvorgangs in Anlage zu bringendes Flüssigkeitsabsorptionselement (10) angeordnet ist.

4. Abdeckeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schreibkopf (1) mit einem Flüssigkeit aufnehmenden Behälter ausgestattet ist.

5. Abdeckeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkeitsabsorptionselement (IG) unterhalb einer Aussparung (10a) vorgesehen ist.

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