DE3528926A1 - Verfahren und vorrichtung zum reinigen und verschliessen der duesen eines schreibkopfes in einer tintenschreibeinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1 sowie Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.

Zum Abdecken oder Verschließen der Düsen im Schreibkopf einer Tintenschreibeinrichtung ist es bekannt (DE-OS 27 25 727), eine Abdeckeinrichtung in einer Position außerhalb des Bereiches des Aufzeichnungsträgers in ei­ ner sogenannten Parkposition anzuordnen, die während ei­ ner Schreibpause vom Schreibkopf angefahren wird. Wei­ ter ist vorgesehen, die Abdeckeinrichtung zu reinigen und weiterzutransportieren, wodurch erreicht wird, daß die Düsen immer wieder durch eine frisch gereinigte Flä­ che der Abdeckeinrichtung abgedeckt werden. Eine Reini­ gung der Düsenaustrittsfläche und der Düsen erfolgt durch Freispülen mit Tinte unter Überdruck. Die bekannte Ab­ deckeinrichtung ist mechanisch verhältnismäßig aufwendig und besteht aus vielen Einzelheiten. Die Vorrichtung, die ein Freispülen unter hohem Druck besorgt führt nicht nur zu einem höheren Tintenverbrauch, sondern führt auch zu Problemen hinsichtlich der Entsorgung der Verlusttinte.

Es ist auch bereits bekannt (DE-OS 32 07 072), eine Ab­ deck- und Reinigungsvorrichtung direkt am Schreibkopf anzuordnen. Das hat zwar den Vorteil, daß die Abdeckung und Reinigung in jeder beliebigen Position des Schreib­ kopfes möglich ist, doch wird dadurch das Gewicht des Schreibkopfes erhöht, was sich störend auf den Bewegungs­ ablauf insbesondere bei der Beschleunigung und beim Ab­ bremsen des Schreibkopfes auswirkt. Darüber hinaus erfor­ dert diese Anordnung einen größeren Abstand der Düsen­ austrittsfläche vom Aufzeichnungsträger, was eine längere Flugbahn der Tintentröpfchen bedingt. Das erfordert eine höhere Präzision des Tintenausstoßes und der Bewegung des Schreibwerkes.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, bei der das Reinigen und das Verschließen der Düsen ei­ nes Schreibkopfes in Tintenschreibeinrichtungen in einer bestimmten Position erfolgt und der Abstand zwischen der Düsenaustrittsfläche und dem Aufzeichnungsträger auf eine möglichst kurze Flugbahn der Tintentröpfchen optimiert werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Patentan­ spruch 1 angegebene Verfahren gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sowie vorteilhafte Vorrichtungen zur Durchfüh­ rung des Verfahrens sind in Unteransprüchen gekennzeich­ net.

Einer der wesentlichen Vorteile der Erfindung besteht darin, daß die Funktionen Verschließen und Reinigen des Schreibkopfes getrennt, jedoch in einem Bewegungsablauf realisiert werden. Durch die zusätzliche Reinigung der Düsenaustrittsfläche wird die Menge der Verlusttinte drastisch reduziert, was nicht nur die Betriebskosten senkt, sondern auch aufwendige Einrichtungen, wie bei­ spielsweise Vakuumpumpen zur Tintenabsaugung, überflüssig macht. Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungs­ gemäßen Verfahrens zeichnen sich durch einfachen Aufbau aus, wobei an die einzelnen Elemente keine hohen Ferti­ gungsanforderungen gestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand einiger in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele erläu­ tert. Dort zeigt

Fig. 1 den Prinzipaufbau einer Vorrichtung gemäß der Erfindung in Form eines ersten Ausführungsbeispieles mit motorischen Antrieb der Verschlußschwinge,

Fig. 2 eine Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 1 bei abgedecktem oder verschlossenem Schreibkopf,

Fig. 3 bis Fig. 6 einzelne Stellungen der Vorrichtung nach Fig. 2 während der Reinigung und des Verschließens,

Fig. 7 bis Fig. 10 einzelne Stellungen gemäß einem zweitem Ausführungsbeispiel der Vorrichtung mit motori­ schem Antrieb der Verschlußschwinge und

Fig. 11 und Fig. 12 jeweils ein weiteres Ausführungsbei­ spiel der Vorrichtung, mit manueller Betätigung der Ver­ schlußschwinge.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind lediglich die zum Verständnis der Erfindung erforderlichen Teile einer Tin­ tenschreibeinrichtung dargestellt. Im wesentlichen sind das ein Schreibkopf 1, der vor einem Aufzeichnungsträger 2 hin und her bewegt wird (Pfeilrichtung 3). Ein derar­ tiger Schreibkopf weist bekanntlich eine oder mehrere Düsen auf, aus denen durch individuelle Ansteuerung ein­ zelne Tintentröpfchen in Richtung auf den Aufzeichnungs­ träger 2 ausgestoßen werden. Durch eine Relativbewegung zwischen dem Schreibkopf 1 und dem Aufzeichnungsträger 2 werden dabei während des Schreibvorganges auf dem Aufzeichnungsträger rasterförmig Zeichen oder grafischen Muster aufgebaut. Wenn ein Schreibvorgang beendet ist, oder wenn eine längere Pause eingelegt wird, bewegt sich der Schreibkopf 1 in die gestrichelt dargestellten Park­ position, an der die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Reinigung und zum Verschließen vorgesehen ist. Diese be­ steht aus einer auf einer Lagerachse 7 gelagerten Ver­ schlußschwinge 8, die im Ausführungsbeispiel über ei­ nen Exzenter 9 und einen Kurbelzapfen 11 durch einen Antriebsmotor 10 bewegt wird. In der Parkposition erfolgt sowohl eine Reinigung als auch eine Abdeckung der Düsen­ austrittsfläche 4 des Schreibkopfes 1. Einzelheiten der dazu werden im folgenden anhand von Fig. 2 beschrieben.

Fig. 2 zeigt die Verschlußschwinge 8 in ihrer unteren Endposition, in der sie durch eine im Inneren der Ver­ schlußschwinge 8 angeordneten Andruckfeder 15, die sich an der Lagerachse 7 abstützt, gegen die Düsenaustritts­ fläche 4 des Schreibkopfes 1 gepreßt wird und diese mit Hilfe eines Dichtelementes 12 verschließt. Durch eine Abdeckung 16, an der ein abdichtendes Abstreifelement 17 befestigt ist, wird die Düsenaustrittsfläche 4 in der oberen Endposition vor Staub geschützt. Die Verschluß­ schwinge 8 wird im Beispiel durch den Antriebsmotor 10 bewegt. Das geschieht über den Exzenter 9, dessen Kur­ belzapfen 11 in der hinteren von zwei Durchführungen der Verschlußschwinge 8 steckt. Über ihre vordere längliche Durchführung ist die Verschlußschwinge 8 an der festen Lagerachse 7 dreh- und verschiebbar gehalten. Die An­ druckfeder 15 sichert einen festen elastischen Sitz. Die Abdeck- und Reinigungsvorrichtung weist weiterhin ein Abstreifelement 13 und ein Abspritzschild 14 auf.

Fig. 3 bis Fig. 6 verdeutlichen den Bewegungsablauf im motorisch angetriebenen ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 3 zeigt die Verschlußschwinge 8 in ih­ rer oberen Endposition (Wartestellung). Die abtriebssei­ tige Länge 5 der Verschlußschwinge 8 weist infolge der Kraft der Andruckfeder 15 ihren Maximalwert auf. Der Kurbelzapfen 11 befindet sich in einer Endposition. In dieser Stellung besteht die Möglichkeit, den Schreibkopf 1 freizuspritzen. Das Abspritzschild 14 nimmt dabei die Verlusttinte auf, die von einem hier nicht dargestellten z. B. saugfähigen Element aufgenommen wird. Um den Schreib­ kopf 1 zu säubern und zu verschließen, wird der Kurbel­ zapfen 11 im Uhrzeigersinn auf einer Kreisbahn bewegt. Die Verschlußschwinge 8 wird dadurch nach unten geführt und vom Kurbelzapfen 11 etwa zurückgezogen.

Fig. 4 zeigt diese Übergangsstellung. Das Dichtelement 12 trifft auf das Abstreifelement 17 und wird während des Vorbeibewegens gesäubert. Gleichzeitig streift das Ab­ streifelement 13 über die Düsenaustrittsfläche 4, die dabei gereinigt wird. Diese Übergangsstellung wird in beiden Schwenkrichtungen der Verschlußschwinge 8 einge­ nommen. Die Aufwärtsbewegung wird durch ein Drehen des Kurbelzapfens 11 entgegen dem Uhrzeigersinn bewirkt.

Fig. 5 zeigt die Verschlußstellung. Der Kurbelzapfen 11 und die Verschlußschwinge 8 haben ihre untere Endposition erreicht. Die Verschlußschwinge 8 wird nicht mehr vom Kurbelzapfen 11 zurückgezogen und die Andruckfeder 15 presst sie mit dem Dichtelement 12 gegen die Düsenaus­ trittsfläche 4. Die Umkehrung des Säuberungs- und Ver­ schlußvorganges wird durch eine Bewegung des Kurbel­ zapfens 11 entgegen dem Uhrzeigersinn in seine ursprüng­ liche Position erreicht. Die beiden Endpunkte sind beispielsweise durch Anschläge für den Kurbelzapfen 11 markiert. In Fig. 6 ist die Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Dichtelementes 12 in Bezug auf die Düsenaustritts­ fläche 4 dargestellt. Der beschriebene Bewegungsablauf zeigt auch die Bedeutung der Größe und der Position der beiden länglichen Durchführungen der Verschlußschwinge 8.

Sie sind so gestaltet, daß durch die Andruckfeder 15 Fertigungstoleranzen der Vorrichtung ausgeglichen werden können. Darüber hinaus sichert diese auch während der Säuberung, daß auf die Abstreifelemente 13, 17 ein aus­ reichender Druck ausgeübt wird.

Fig. 7 bis Fig. 10 zeigen ein zweites Ausführungsbei­ spiel mit motorisch angetriebener Verschlußschwinge 8. Bei diesem Beispiel ist der Kurbelzapfen 11 derart an­ geordnet, daß sich die Bewegungsabläufe in einer sol­ chen Weise ändern, daß zum Verschwenken der Verschluß­ schwinge der Antrieb stets in derselben Drehrichtung bewegt wird. Fig. 7 zeigt die Vorrichtung während des Säuberungsvorgangs, d. h. in der sogenannten Übergangs­ stellung, bei dem die Verschlußschwinge 8 aus ihrer hier nicht gezeigten oberen Endposition (Wartestellung) durch Drehung des Kurbelzapfens 11 entgegen dem Uhrzei­ gersinn in ihre Verschlußstellung gesenkt wird. Dabei ist die abtriebsseitige Länge 5 der Verschlußschwinge 8 am größten, und die beiden Abstreifelemente 13 und 17 rei­ nigen die Düsenaustrittsfläche 4 bzw. das Dichtelement 12. Die Verschlußstellung ist, wie in Fig. 8 gezeigt, erreicht, wenn sich der Kurbelzapfen 11 auf gleicher Höhe wie die Lagerachse 7 befindet. In dieser Stellung wird durch die Andruckfeder 15 das Dichtelement 12 gegen die Düsenaustrittsfläche 4 gepreßt. Wird die Verschlußschwin­ ge 8 durch weiteres Verdrehen des Kurbelzapfens 11 in der gleichen Drehrichtung hochgeschwenkt, so bewirkt dies eine Verkürzung der abtriebsseitigen Länge 5, so daß die Verschlußschwinge 8 zurückgezogen wird. Das ist in Fig. 9 dargestellt. Fig. 10 verdeutlicht die Bewegung des Dicht­ elementes 12 relativ zur Düsenaustrittsfläche 4.

Das in den Fig. 7 bis 10 dargestellte Ausführungsbeispiel hat den Vorteil, daß Staub und Schmutz nur während des Absenkens, d. h. während nur einer Bewegungsrichtung der Verschlußschwinge 8 abgestreift werden. Der Antriebsmotor 10 kann mit geeigneten, hier nicht gezeigten Positions­ meldern ausgestattet sein, die es ermöglichen, die ge­ wünschten Positionen der Verschlußschwinge 8 gezielt anzusteuern.

Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, daß die Verschlußschwinge mittels eines motorischen Antriebs betätigt wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die Verschlußschwinge manuell zu betätigen. Fig. 11 und Fig. 12 zeigen jeweils Ausführungsbeispiele dafür, wobei zugleich auch auf die vorteilhafte Ausgestaltung für das sogenannte Freispritzen eingegangen wird.

Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 11, das die Verschluß­ schwinge 8 in der Verschlußstellung zeigt, ist die Ver­ schlußschwinge 8 mit einem oberen Bedienarm 20 ausge­ führt. Durch Schwenken des Bedienarmes 20 entgegen dem Uhrzeigersinn wird die Verschlußschwinge 8 in eine obere Endposition, d. h. in die Wartestellung gebracht. Dabei werden die Düsenaustrittsfläche 4 des Schreibkopfes 1 mit dem Abstreifelement 13 und das Dichtelement 12 mit dem Abstreifelement 17 gesäubert. Das Verschließen des Schreibkopfes 1 geschieht durch ein Bewegen des Bedien­ armes 20 nach rechts, wobei die Verschlußschwinge 8 wie­ der die gezeigte Lage einnimmt. Dabei sichert die An­ druckfeder 15, die sich an der in der als Langloch aus­ geführten Durchführung in der Verschlußschwinge 8 ge­ haltenen Lagerachse 7 abstützt ein sicheres Verschließen der Düsenaustrittsfläche 4 des Schreibkopfes 1 durch das Dichtelement 12.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 12 sind zur Betäti­ gung der Verschlußschwinge 8 zwei Bedientasten 21, 22 vorgesehen, die über Geradführungen an die Verschluß­ schwinge 8 angelenkt sind. Bei niedergedrückter rechter Taste 22 befindet sich die Verschlußschwinge 8 in der Verschlußstellung, bei niedergedrückter linker Taste 21 in der Wartestellung. Der Bewegungsablauf der Verschluß­ schwinge 8 und damit die Säuberung und das Verschließen der Düsenaustrittsfläche des Schreibkopfes entspricht dem anhand von Fig. 11 beschriebenen Ausführungsbeispiel.

Die vorteilhafte Möglichkeit, mit dem Antrieb für die Verschlußschwinge zugleich auch eine Einrichtung zur Tintenförderung zu betätigen, um damit einen Spül- oder Freispritzvorgang durchzuführen, ist in den Fig. 11 und 12 jeweils im unterem Teil dargestellt worden. In beiden Fällen ist die Fördereinrichtung durch eine Schlauchpumpe 24 realisiert. Der Antrieb erfolgt im Beispiel nach Fig. 11 durch ein Klinkenrad 25, im Bei­ spiel nach Fig. 12 durch ein Stiftenrad 26. Das Klin­ kenrad 25 wird über ein Kopplungssystem 27 betätigt, das an einem Zusatzarm 23 des Bedienarms 20 das angelenkt ist. Die Betätigung des Stiftenrades 26 erfolgt über eine Schubstange 29, die an einem Zusatzhebelarm 30 der Ver­ schlußschwinge 8 angelenkt ist. Bei einem Verschwenken des Bedienarmes 20 nach links bzw. beim Drucken der lin­ ken Bedientaste 21 wird jeweils die Schlauchpumpe 24 betätigt. Dadurch werden jeweils die Tintenzuführschläu­ che 31 über einen Teil ihrer Länge abgequetscht und ei­ ne dem abgequetschten Volumen entsprechende Tintenmenge wird in den Schreibkopf 1 gefördert. Tintenkanäle und Düsen werden somit gespült und freigespritzt. Beim Zu­ rückschwenken des Bedienarmes 20 bzw. beim Drucken der Bedientaste 22 unterbleibt eine Betätigung der Schlauch­ pumpe 24. Die aus den Düsen des Schreibkopfes austretende Verlusttinte wird durch den Abspritzschild 14, der wäh­ rend dieses Vorganges vor die Düsenaustrittsfläche 4 ge­ langt, sicher aufgefangen und abgeleitet.

Das Dichtelement 12 besteht vorzugsweise aus elastischem Material. Es kann mit abgerundeten Kanten bzw. ballig ausgeführt sein, um sich der Düsenaustrittsfläche 4 besser anpassen zu können. Da sich das Dichtelement 12 gleitend über die Düsenaustrittsfläche 4 hinbewegt, wird ein zusätzlicher Reinigungseffekt erzielt. Im B­ edarfsfall kann der Säuberungs-und/oder Freispritzvorgang auch ablaufen, wenn vorher nicht geschrieben wurde.

Die Erfindung wurde anhand von Beispielen erläutert, bei denen der Bewegungsablauf für einen Säuberungs- und Ver­ schlußvorgang vertikal zur Aufstellebene des Schreib­ kopfes erfolgt. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, den Bewegungsablauf auch in horizontaler Richtung durch­ zuführen.

Claims (13)

1. Verfahren zum Reinigen und Verschließen der an einer Düsenaustrittsfläche endenden Düsen eines Schreibkopfes in Tintenschreibeinrichtungen, mit einer außerhalb des Schreibbereiches in einer sogenannten Parkposition an­ geordneten Vorrichtung, unter Verwendung von Abstreif- und Dichtelementen, dadurch gekennzeichnet, daß nach Erreichen der Parkposition in einem Bewegungsablauf zu­ erst die Düsenaustrittsfläche (4) des Schreibkopfes (1) und ein Dichtelement (12) abgestreift werden, an­ schließend das Dichtelement (12) an der Düsenaustritts­ fläche (4) gleitend entlang bewegt wird, bis das Dicht­ element (12) die Düsenaustrittsfläche (4) ganz bedeckt und dann an die Düsenaustrittsfläche (4) angepreßt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine um eine feste Lagerachse (7) dreh- und verschiebbare Verschlußschwinge (8) mit mindestens einer länglichen Durchführung in Querrichtung sowie eine auf die Ver­ schlußschwinge (8) einwirkende Andruckfeder (15) vor­ gesehen ist, daß an der Stirnseite der Verschlußschwinge (8) das Dichtelement (12) angebracht ist, und daß mindestens ein erstes Abstreifelement (13) an der Stirnseite der Ver­ schlußschwinge (8) sowie mindestens ein zweites Abstreif­ element (17) im Schwenkbereich der Verschlußschwinge (8) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb der Verschlußschwinge (8) ein Antriebsmotor (10) vorgesehen ist, der über einen Exzenter (9) und einen Kurbelzapfen (11) die Verschlußschwinge (8) bewegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Verschlußschwinge (8) während des Schreibbetriebes in der oberen Endposition befindet, aus der sie bedarfsweise nach unten bewegt wird, wobei die Länge (5) ihres Last­ armes zwischen den beiden Endpositionen verringert und sowohl die Düsenaustrittsfläche als auch das Dichtele­ ment (12) abgestreift werden und daß in der unteren End­ position der Verschlußschwinge (8) das Dichtelement (12) an die Düsenaustrittsfläche (4) angepreßt ist und diese verschließt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Verschließen der Düsenaustrittsfläche (4) der Kurbel­ zapfen (11) im Uhrzeigersinn und zur Freigabe der Dü­ senaustrittsfläche (4) entgegengesetzt bewegt wird, wobei sich der Bewegungsablauf der Verschlußschwinge (8) um­ kehrt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ver­ schließen und zur Freigabe der Düsenaustrittsfläche (4) der Kurbelzapfen (11) entgegen dem Uhrzeigersinn bewegt wird, daß die Länge (5) des Lastarmes der Verschlußschwinge (8) derart ist, daß während der Bewegung aus der oberen End­ position nach unten die Düsenaustrittsfläche (4) und das Dichtelement (12) abgestreift werden, sowie in der unte­ ren Endposition das Dichtelement (12) an die Düsenaus­ trittsfläche (4) angepreßt wird und diese verschließt, und zur Freigabe der Düsenaustrittsfläche (4) die Ver­ schlußschwinge (8) zurückgezogen und nach oben bewegt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum An­ trieb der Verschlußschwinge (8) diese einen Bedienarm (20) aufweist, über den sie um den in der länglichen Durchführung gehaltenen Lagerzapfen (7) durch manuelle Betätigung verschwenkbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum An­ trieb der Verschlußschwinge (8) zwei Drucktasten (21, 22) vorgesehen sind, die beidseits des in der länglichen Durchführung gehaltenen Lagerzapfens (7) an die Verschluß­ schwinge (8) angelenkt sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußschwinge (8) und eine zur Tintenförderung für einen Spül- oder Freispritzvorgang vorgesehenen Pumpen­ einrichtung (24) durch einen gemeinsamen Antrieb (20, 24, 27, 28; 21, 22, 26, 29, 30) betätigt werden.

10. Vorrichtung nach Anspruch 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß als Staubschutz für das Dichtelement (12) eine Abdeckung (16) vorgesehen ist und das zweite Abstreifelement (17) an der Abdeckung (16) befestigt ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß an der Verschlußschwinge (8) ein Abspritzschild (14) angeordnet ist und daß sich das erste Abstreifelement (13) zwi­ schen dem Dichtelement (12) und dem Abspritzschild (14) befindet.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß im Be­ reich des Abspritzschildes (14) ein saugfähiges, Ver­ lusttinte aufnehmendes Element vorhanden ist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (12) aus elastischem Material besteht und seine Kanten abgerundet sind.