DE3604373A1

DE3604373A1 - Vorrichtung zur verhinderung von duesenverstopfungen bei tintenstrahldruckern

Info

Publication number: DE3604373A1
Application number: DE19863604373
Authority: DE
Inventors: Fusao Nara Iwagami; Minoru Tsuge Nara Sakama
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1986-02-12
Publication date: 1986-08-14
Also published as: JPH0380431B2; JPS61185451A; DE3604373C2; US4734718A

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER Sharp

VORRICHTUNG ZUR VERHINDERUNG VON DUSENVERSTOPFUNGEN IN TINTENSTRAHLDRUCKERN

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verhinderung von Düsenverstopfungen in Tintenstrahldruckern und befaßt sich insbesondere mit einer Vorrichtung, die das Eindringen von Luft in die Düse des Tintenstrahldruckers verhindert, damit das Austrocknen und Aushärten der Tinte in der Düse vermieden wird, wenn der Drucker während des Transports oder der Lagerung abgeschaltet ist oder wenn der Drucker zwar eingeschaltet ist, jedoch keinen Druckvorgang ausführt.

W In einem Tintenstrahldrucker ist die Düse, durch die der Tintenstrahl abgegeben wird, normalerweise der Atmosphäre ausgesetzt, wenn kein Druckvorgang durchgeführt wird. Es besteht daher die Gefahr, daß die in der Düse enthaltene Tinte austrocknet und aushärtet, so daß die Düse verstopft wird. Auch während des Transports des Druckers oder wenn der Drucker für längere Zeit abgeschaltet ist, kann die Tinte in der Düse austrocknen oder Luft in die Düse eindringen, so daß die Düse verstopft wird.

Zur Vermeidung derartiger Schwierigkeiten ist ein Tintenstrahldrucker herkömmlicherweise mit einer Schutzkappe (einer ersten Schutzkappe) versehen, die die Düse abdichtet und ein Austrocknen der Tinte verhindert, wenn der Drucker abgeschaltet wird oder im eingeschalteten Zustand für längere Zeit keinen Druckvorgang ausführt. Zusätzlich zu dieser ersten Schutzkappe ist eine zweite Schutzkappe vorgesehen, durch die Düsenverstopfungen während des Transports oder einer längeren Lagerung.des Druckers verhindert werden sollen. Diese zweite Schutzkappe ist mit einer Schutz- oder Reinigungslösung gefüllt, die das Eindringen von Luft in die Düse verhindert

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- 5 und die Düse gegen ein Austrocknen der Tinte schützt.

Die herkömmlichen Tintenstrahldrucker weisen daher insofern eine komplizierte Konstruktion auf, als zur Verhinderung von Düsenverstopfungen zwei verschiedene Schutzkappenmechanismen erforderlich sind. Die Bedienung dieser beiden Schutzkappenmechanismen ist darüber hinaus aufwendig und kompliziert, so daß leicht Wartungsfehler auftreten können.

f\ Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache und bedienungsfreundliche Vorrichtung zu schaffen, die Düsenverstopfungen sowohl während vorübergehender Unterbrechungen des Druckvorgangs bei eingeschaltetem Drucker als auch bei längerem Abschalten des Druckers während des Transports oder der Lagerung zuverlässig verhindert.

Erfindungsgemäße Lösungen dieser Aufgabe ergeben sich aus den Patentansprüchen 1 und 3. Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Unteranspruch 2 angegeben.

Gemäß einem wesentlichen Merkmal der Erfindung ist zur Verhinderung von Düsenverstopfungen nur eine einzige Schutzkappe vorgesehen, die in Abhängigkeit von der jeweiligen Betriebsphase des Druckers wahlweise mit Schutzflüssigkeit gefüllt werden kann. Gemäß einem anderen wesentlichen Merkmal der Erfindung ist eine Pumpe vorgesehen, mit der der Raum in der Umgebung der Düse des Druckkopfes evakuiert werden kann. Auf diese Weise wird das Eindringen von Luft in die Düse und damit das Austrocknen der Tinte verhindert, wenn keUn Druckvorgang ausgeführt wird und die Tintenzufuhr zu der Düse unterbrochen ist. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, die Düse mit Hilfe des durch die Pumpe erzeugten Unterdruckes zu spülen, indem die Tintenzufuhr freigegeben wird.

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Hierdurch können Luftblasen und Verunreinigungen in der Düse auf einfache Weise beseitigt werden. Darüber hinaus kann der durch die Pumpe erzeugte Unterdruck zum Ansaugen der Schutzflüssigkeit in die Schutzkappe genutzt werden und anschließend kann die Schutzflüssigkeit mit Hilfe der Pumpe wieder aus der Schutzkappe abgepumpt werden.

β Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Grundriß des Druckkopf-

bereiches eines Tintenstrahl- <, c druckers;

Fig. 2 den Aufbau einer Vorrichtung zur

Verhinderung von Düsenverstopfungen an dem Drucker, gemäß Fig. 1;

Fig. 3 ein Bockdiagramm des Steuermecha

nismus für die Vorrichtung zur Verhinderung von Düsenverstopfungen; und

Fig. 4(a) bis Flußdiagramme zur Veranschau-

4(d) lichung der Betriebsarten der

erfindungsgemäßen Vorrichtung.

on Bei dem in Figur 1 gezeigten Tintenstrahldrucker handelt es sich um eine Druckerversion/ bei der ein Tintenstrahl nur auf Abruf erzeugt wird.

Eine Walze 104 ist drehbar in Haltern 101a,101b gelagert. Die Walze 104 ist mit einem nicht gezeigten Drehantrieb zur Steuerung der Drehbewegung der Walze beim Papiereinzug

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und -vorschub verbunden.

Zwischen den Haltern 101a,101b sind parallel zu der Walze 104 zwei Führungsstangen 4 montiert/ auf denen ein Schlitten 3 gleitend verschiebbar ist. Der Schlitten 3 ist mit einem Draht oder Kabel 103 versehen, das über Umlenkrollen 102a,102b läuft und auf eine Trommel 106 aufgewickelt ist, die mit der Ausgangswelle eines Motors 105 verbunden ist. Mit Hilfe des Motors 105 wird der Schlitten 3 hin- und hergehend in der Druckzone (Arbeitsbereich des Schlittens) bewegt. Während des Druckvorgangs bewegt sich der Schlitten 3 aus einer Ruhestellung 3A nach rechts, und wenn kein Druckvorgang ausgeführt wird (in der Bereitschaftsstellung), kehrt der Schlitten in die Ruhestellung 3A zurück.

Ein Druckkopf 1 mit einer Tintenstrahldüse (Sprühdüse) ist in einer der Walze 104 zugewandten Position am vorderen Ende des Schlittens 3 montiert. Der Düsenbereich des Druckkopfes 1 weist mehrere Sprühöffnungen auf. Im rückwärtigen Teil des Schlittens 3 ist ein Tintenbehälter

2 zur Versorgung des Druckkopfes 1 mit Tinte montiert.

Von einem Steuerbereich oder einer Steuereinheit (Figur 3) werden Druckbefehle über ein Kabel 32 an den Schlitten

3 übermittelt. Der Schlitten 3 befindet sich in der Ruhestellung 3A, wenn sich der Drucker im druckbereiten Zustand oder im ausgeschalteten Zustand befindet oder wenn der Drucker für den Transport verpackt ist.

Eine Schutzvorrichtung 100 zur Verhinderung vcmDüsenverstopfungen weist eine Schutzkappe 5 auf. Die Schutzvorrichtung ist in einer der Ruhestellung 3A des Schlittens 3 gegenüberliegenden Position angeordnet, so daß die 5 Düse des Druckkopfes durch die Schutzkappe abgedeckt werden kann.

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Ein Tank 28 zur Aufnahme einer der Schutzvorrichtung zugeführten Schutzlösung und zur Aufnahme von verbrauchter Lösung, die von dem Druckkopf 1 und der Schutzvorrichtung zurückgeführt wird/ ist unterhalb der Ruhestellung 3A des Schlittens angeordnet.

Der Aufbau des Druckkopfes 1 und der Schutzvorrichtung zur Vermeidung von Düsenverstopfungen soll nachfolgend unter Bezugnahme auf Figur 2 im einzelnen beschrieben werden.

Der Schlitten 3 enthält ein Sperrventil 2a in einem Tintenkanal 2c, der von dem Tintenbehälter 2 zu dem Druckkopf 1 führt,eine Tintenpatrone 30 zum Nachfüllen von Tinte in den Tintenbehälter 2 und eine Elektrode 2d zur Abtastung der Tinte in dem Tintenbehälter 2. Das Sperrventil 2a wird normalerweise durch eine Feder 2b in eine Stellung vorgespannt, in der es den Tintenkanal 2c geöffnet hält. Wenn eine äußere Kraft in Richtung der Wirkachse des Sperrventils 2a entgegen der Kraft der Feder 2b auf das Sperrventil aufgeübt wird, so schließt das Sperrventil 2a den Tintenkanal 2c.

Die oben beschriebene Anordnung aus Tintenpatrone 3, Tintenbehälter 2, Tintenkanal 2c und Sperrventil 2a ist für jeden Düsenblock des Druckkopfes 1 gesondert installiert, so daß die Gesamtzahl der Anordnungen der Anzahl der Düsenblöcke des Druckkopfes entspricht. Beispielsweise umfaßt der Druckkopf 1 eines Farb-Tintenstrahldruckers je einen Düsenblock für die Farben gelb, magenta, zyan und schwarz, und die oben beschriebene Anordnung ist gesondert für jeden einzelnen Düsenblock vorgesehen.

In dem Druckkopf 1 wird die Tinte aus dem Tintenkanal 2c durch eine Düsen-Kapillare 1a in eine Tintenkammer 1b

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geleitet. Die Tinte wird sodann mit Hilfe eines angrenzenden piezoelektrischen Elements 1 durch eine Düsenöffnung 1d ausgesprüht.

Nachfolgend soll der Aufbau der Schutzvorrichtung 100 erläutert werden. Die Schutzkappe 5 zur Abdeckung der Düse des Druckers schließt eine Kammer 5b ein, die am vorderen Ende eine öffnung aufweist. Am Umfang der öffnung ist ein stoßdämpfendes Dichtelement 5a beispielsweise aus Gummi vorgesehen.

Die Kammer 5b und die öffnung der Schutzkappe 5 sind in mehrere Abschnitte entsprechend den einzelnen Düsenblöcken unterteilt. Die Einlaß- und Auslaßöffnungen der Kammer 5b sind jeweils mit einem Rückschlagventil 5c bzw. 5d versehen, durch die verhindert wird, daß Tinte einer bestimmten Farbe innerhalb der Schutzkappe 5 in einen falschen Kammerabschnitt zurückfließt und sich mit andersfarbiger Tinte vermischt. Das Rückschlagventil 5c ist in einer Einlaßöffnung zur Einleitung der Schutzlösung in die Kammer 5b angeordnet, während das Rückschlagventil 5d in der Auslaßöffnung angeordnet ist, die zu einer Saugleitung 23 zur Erzeugung eines Unterdruckes in der Kammer 5b führt. Das Rückschlagventil 5d dient zur Aufrechterhaltung des atmosphärischen Drucks in der Saugleitung 23 und in einer Pumpenkammer 9g.

Die Schutzkappe 5 ist schwenkbar an einem Haltearm 19 gelagert, der seinerseits mit seinem unteren Ende gelenkig an dem Gestell des Druckers montiert ist. Die Schutzkappe 5 wird normalerweise durch zwei Federn 18a, 18b in eine von dem Druckkopf 1 abgerückte Stellung vorgespannt.

Eine entgegengesetzt zu den Federn 18a,18b auf die Schutz-

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kappe 5 in Richtung auf den Druckkopf 1 einwirkende Kraft führt zu einer Verlagerung der Position der Schutzkappe 1 mit dem Haltearm 19 als Bewegungsachse, so daß die Schutzkappe die Düse des Druckkopfes 1 abdeckt. 5

Zu der Vorrichtung 100 gehört ferner ein Gleichstrommotor als Antriebsquelle. Der Motor 8 ist durch Umpolen der elektrischen Anschlüsse abwechselnd in Normalrichtung (im Uhrzeigersinn) oder in Rückwärtsrichtung (im Gegen-Uhrzeigersinn) antreibbar.

Mit dem Gleichstrommotor 8 ist eine Vakuumpumpe 31 verbunden, die einen Zylinder 9a, einen Kolben 9b, Rückschlagventile 9c,9d, eine Pleuelstange 9e, ein Zahnrad 9f und die Pumpenkammer 9g umfaßt. Ein unmittelbar mit dem Gleichstrommotor 8 verbundenes Zahnrad 10 dient zur Übertragung der Drehbewegung des Motors 8 auf das Zahnrad 9f der Vakuumpumpe 31.

An die Ein- und Auslässe der Vakuumpumpe 31 ist jeweils eine flexible Leitung 23 bzw. 24 aus Kunststoff angeschlossen. Das andere Ende der mit dem Einlaß (Saugöffnung) der Vakuumpumpe 31 verbundenen Leitung 23 ist mit der Auslaßöffnung der Kammer 5b der Schutzkappe 5 verbunden, während das andere Ende der an den Auslaß der Vakuumpumpe 31 angeschlossenen Leitung 24 mit einer für verbrauchte Schutzflüssigkeit vorgesehenen Kammer des Tanks 28 verbunden ist.

Mit dem Motor 8 ist ferner ein Antriebsmechanismus für die Schutzkappe 5 verbunden.

Eine unmittelbar mit dem Motor 8 verbundene Riemenscheibe 11 überträgt die Drehbewegung des Motors 8 über einen Riemen 12 und eine durch den Riemen angetriebene Einweg-

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kupplung 14 auf eine Nockenwelle 13. Die Einwegkupplung 14 überträgt entweder die Vorwärtsdrehung oder die Rückwärtsdrehung des Motors 8 auf die Nockenwelle 13. (Im beschriebenen Ausführungsbeispiel dreht sich die Nockenwelle 13 ausschließlich im Uhrzeigersinn in Figur 2).

Exzentrische Nocken 15,16/17 stehen unmittelbar mit der Nockenwelle 13 in Eingriff. Der Nocken 15 dient dazu, die Schutzkappe 5 dicht gegen den Druckkopf 1 anzudrücken. Der Nocken 16 betätigt das Sperrventil 2a über einen Ventilhebel 20, und der Nocken 17 dient zur Betätigung eines Mikroschalters 21 .

Der Ventilhebel 20 ist mit seinem Mittelbereich schwenkbar an einem Drehzapfen 20a des Drucker-Gestells gelagert. Ein Ende des Ventilhebels 20 steht mit dem Rand des exzentrischen Nockens 16 in Berührung, während das andere Ende in Betätigungsrichtung an dem Sperrventil 2a anliegt. Durch die Drehung des Nockens 16 wird somit der Ventilhebel 20 derart im Gegenuhrzeigersinn um den durch den Drehzapfen 20a gebildeten Drehpunkt geschwenkt, daß sein anderes Ende den Schieber des Sperrventils 2a entgegen der Kraft der Feder 2b niederdrückt, so daß das Sperrventil 2a den Tintenkanal 2c verschließt. 25

Der Mikroschalter 21 tastet den Drehwinkel der Nockenwelle 13 ab.

Der Tank 28 umfaßt eine Kammer 26 für Schutzlösung (Wasser oder Lösungsmittel) und die Kammer 27 für verbrauchte Schutzlösung.

An die Schutzlösungs-Kammer 26 ist eine flexible Leitung 22a angeschlossen, deren anderes Ende mit einem Magnetventil 7 verbunden ist. Das Magnetventil 7 ist über eine

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Leitung 22b mit der Kanuner 5b der Schutzkappe 5 verbunden. Wenn das Magnetventil öffnet, wird daher Schutzlösung aus der Kammer 26 über die Leitungen 22a und 22b in die Kammer 5b der Schutzkappe 5 eingeleitet.
5

Die Kammer 27 für verbrauchte Schutzlösung ist über eine flexible Leitung 25 mit einem Auffangtrichter 29 verbunden / so daß die von dem Druckkopf 1 und der Schutzkappe abgegebene Schutzlösung über den Auffangtrichter 29 und die Leitung 25 in die Kammer 26 des Tanks 28 gelangt. Die von der Vakuumpumpe 31 abgegebene verbrauchte Schutzlösung gelangt über die Leitung 24 ebenfalls in die Kammer 27 des Tanks 28.

Die Schutzlösungs-Kammer 26 des Tanks enthält Elektroden 26a,26b, die als Sensoren zur Abtastung der Schutzlösung in der Kammer 26 dienen. Die Elektrode 26b ist als Metallrohr ausgebildet, das zur Verbindung mit der Leitung 22a dient.

Die Leitung 23, die die Schutzkappe 5 mit der Vakuumpumpe 31 verbindet, weist eine Zweigleitung 23a auf, die über ein Magnetventil 6 mit der Atmosphäre verbunden ist.

Figur 3 ist ein Blockdiagramm zur Erläuterung des Steuermechanismus des Tintenstrahldruckers irit der oben beschriebenen Schutzvorrichtung 100.

In Figur 3 ist mit 51 eine Zentraleinheit, mit 52 ein Nur-Lese-Speicher ROM zur Speicherung eines Steuerprogramms und mit 53 ein Interface zur Aufnahme der Druckdaten bezeichnet. Die Zentraleinheit 51 steuert die Druckdaten entsprechend dem in dem ROM-Speicher 52 gespeicherten Stfiuerprograrir:..
35

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Die Steuerschaltung umfaßt ferner einen Treiber 50 für den Druckkopf 1, einen Treiber 55 für den Antriebsmotor 105 für den Schlitten, einen Treiber 56 für den Papiervorschub-Motor 106, der die Walze 104 antreibt, und einen Treiber 57 für die Schutzvorrichtung 100 zur Verhinderung von Düsenverstopfungen und dergleichen.

Der Treiber 57 steuert den Motor 8, die Magnetventile 6, 7, den Mikroschalter 21, die Sensor-Elektroden 26a,26b in der Schutzlösung-Kammer 26 des Tanks 28 und die Elektrode 2d zur Abtastung der Tinte in dem Tintenbehälter 2.

Abtastschaltung 58 zur überwachung der Tinte und der Schutzlösung nimmt Signale von den Elektroden 26a,26b und 2d auf. Das Ausgangssignal der Abtastschaltung 58 gelangt an die Zentraleinheit 51. Ein Netzteil oder eine Spannungsquelle 59 des Druckers weist einen Hauptschalter 59a zum Ein- und Ausschalten des Druckers auf.

über einen Schalter 60 wird ein Befehl zur Reinigung der Düse eingegeben. Der Befehl wird von dem Schalter 60 an die Zentraleinheit 51 übermittelt.

Nachfolgend soll die Arbeitsweise des Druckers mit der erfindungsgemäßen Schutzvorrichtung anhand der Flußdiagramme gemäß Figur 4 erläutert werden.

1) Arbeitsweise der Schutzvorrichtung bei abgeschaltetem Drucker oder während des Transports des Druckers (Figur 30

Der Drucker wird durch Betätigung des Hauptschalters 59a ausgeschaltet. Wenn der Ausschaltvorgang während eines Druckvorgangs erfolgt, so wird auf einen durch die Zentraleinheit 51 ausgegebenen Befehl der Motor 105 in

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Betrieb gesetzt und der Schlitten 3 in die Ruhestellung 3A zurückgestellt. Wenn sich der Drucker während des Ausschaltvorgangs im Bereitschaftszustand befindet/ so verbleibt der Schlitten 3 in der Ruhestellung 3A. 5

In diesem Fall werden die verschiedenen Teile des Druckers weiterhin durch die Spannungsquelle 59 mit Betriebsspannung versorgt, bis der oben beschriebene Abschaltvorgang abgeschlossen ist.

Wenn das Abschaltsignal in die Zentraleinheit 51 eingegeben wird, so löst die Zentraleinheit 51 entsprechend dem Steuerprogramm in dem ROM-Speicher 52 die nachfolgend beschriebenen Arbeitsschritte aus. Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Vorrichtung in dem in Figur 2 gezeigten Zustand.

Zunächst wird die Spule des Magnetventils 6 erregt, so daß das Magnetventil 6 öffnet (SV1 EIN). Hierdurch werden die Leitung 23 und die Pumpenkammer 9g belüftet. Wenn auf einen entsprechenden Befehl der Motor 8 im Uhrzeigersinn angetrieben wird, so wird die Nockenwelle 13 durch die Einwegkupplung 14 ebenfalls im Uhrzeigersinn angetrieben. Durch die Drehung des Nockens 16 wird der Ventilhebel 20 betätigt und das in dem Tintenbehälter 2 angeordnete Sperrventil 2a geschlossen, so daß der Tintenkanal 2c von dem Tintenbehälter 2 getrennt wird. Die Drehung des Nockens 15 führt zu einer Bewegung der Schutzkappe 5 in Richtung auf den Druckkopf 1, so daß die Düse des Druckkopfes abgedichtet wird.

Zu diesem Zeitpunkt wird durch die Drehung des Nockens der Mikroschalter 21, der den Drehwinkel der Nockenwelle abtastet, aus der AUS-Stellung in die EIN-Steilung geschaltet. Hierdurch werden der Motor 8 und das Magnetventil

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6 abgeschaltet, und das Sperrventil 2a und die Schutzkappe 5 verbleiben in ihrer jeweiligen Stellung. Die Schutzkappe 5 steht in dichter Berührung mit dem Druckkopf 1/ so daß in der Kammer 5b der Schutzkappe der atmosphärische Druck aufrechterhalten wird.

Damit infolge des pneumatischen Druckes keine Luft in die Düse eindringt, wird das Sperrventil 2a geschlossen, bevor sich die Schutzkappe 5 an den Druckkopf 1 anlegt.

Anschließend wird auf einen entsprechenden Befehl der Motor 8 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben. Aufgrund der Wirkung der Einwegkupplung dreht sich in diesem Fall die Nockenwelle 13 nicht mit. Das Zahnrad 10 wird in Drehung versetzt und treibt die Vakuumpumpe 31 an, während die Nocken 15,16 und 17 in ihrer jeweiligen Stellung bleiben. Der Motor 8 bleibt während eines vorgegebenen Zeitintervalls eingeschaltet, bis die Vakuumpumpe 31 die Kammer 5b der Schutzkappe 5 und die Leitungen 22b und 23 weitgehend evakuiert hat,d.h., bis der Druck in dieser Kammer bzw. diesen Leitungen auf einen vorgegebenen niedrigen Wert abgenommen hat. Anschließend wird die Spule des Magnetventils 6 kurzfristig erregt, so daß die Leitung 23 und die Pumpenkammer 9g belüftet werden. Hierdurch wird weitgehend verhindert, daß während der nachfolgend beschriebenen Einleitung der Schutzlösung größere Mengen an Schutzlösung in die Leitung 23 und in die Pumpenkammer 9g oder in sonstige Bereiche der Vorrichtung gelangen, in denen die Schutzlösung nicht benötigt wird, so daß Schutzlösung eingespart wird.

Anschließend wird für ein vorgegebenes Zeitintervall die Spule des Magnetventils 7 erregt, so daß das Magnetventil 7 öffnet. Aufgrund des annähernden Vakuums in der

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Leitung 22b und der Kammer 5b wird die Schutzlösung aus der Kammer 26 des Tanks 28 über die Leitungen 22a,22b in die Kammer 5b der Schutzkappe gesaugt, so daß die Düsenöffnung mit Schutzlösung ausgefüllt wird. Hierdurch wird das Eindringen von Luft in die Düse und ein Austrocknen und Aushärten der Tinte verhindert und die Düse gegen Verschmutzung geschützt.

2) Arbeitsweise der Schutzvorrichtung bei eingeschaltetem Drucker (Figur 4(b)).

Der Hauptschalter 59a wird eingeschaltet. Die verschiedenen Teile des Druckers werden durch die Spannungsquelle 59 mit Betriebsspannung versorgt und ein Einschaltsignal wird an die Zentraleinheit 50 geliefert. Entsprechend dem Steuerprogramm in dem RÖM-Speicher 52 werden durch die Zentraleinheit 51 die nachfolgend beschriebenen Vorgänge gesteuert.

Zunächst wird das Magnetventil 6 geöffnet, so daß Luft unter Atmosphärendruck in die Leitung 23 und die Pumpenkammer 9g gelangt. In diesem Zustand wird der Motor 8 im Uhrzeigersinn in Betrieb gesetzt. Die Nockenwelle 13 dreht sich im Uhrzeigersinn, so daß durch die Wirkung der Nocken 15 und 16 das geschlossene Sperrventil 2a geöffnet wird und die Schutzkappe 5 von dem Druckkopf 1 abgerückt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird der Mikroschalter 21 aus der EIN-Stellung in die AUS-Stellung geschaltet, so daß der Motor 8 abgeschaltet wird und das Magnetventil 6 geschlossen wird. Die aus der Kammer 5b der Schutzkappe 5 ausfließende Schutzlösung wird durch den Auffangrichter 29 aufgefangen und über die Leitung 25 in die Kammer 27 des Tanks 28 zurückgeleitet. Der Druckkopf 1 befindet sich nunmehr im Bereitschaftszustand, so daß der Druckvorgang beginnen kann.

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3) Vorübergehendes Schließen der Schutzkappe bei eingeschaltetem Drucker (Figur 4(c)).

Wenn die Zufuhr von Druckdaten bei eingeschaltetem Drucker langer als ein vorgegebenes Zeitintervall unterbrochen ist, so wird der Druckkopf 1 durch die Schutzkappe 5 abgedeckt, damit ein Austrocknen der Tinte in der Düse verhindert wird.

Wenn die Zentraleinheit 51 feststellt, daß die Druckdaten langer als ein vorgegebenes Zeitintervall ausgeblieben sind, so werden durch die Steuerung des Druckers die folgenden Schritte eingeleitet.

Zunächst wird das Magnetventil 6 geöffnet, so daß die Leitung 23 und die Pumpenkammer 9g belüftet werden. In diesem Zustand wird der Motor 8 zur Drehung im Uhrzeigersinn eingeschaltet, und die Nockenwelle 23 dreht sich aufgrund der Wirkung der Einwegkupplung 14 ebenfalls im Uhrzeigersinn. Durch die Drehung des Nockens 16 wird der Ventilhebel 20 betätigt und das Sperrventil 2a geschlossen, so daß der Tintenkanal 2c von dem Tintenbehälter 2 getrennt wird. Durch die Drehung des Nockens 15 wird die Schutzkappe 5 in Richtung auf den Druckkopf 1 bewegt, so daß der Druckkopf 1 abgedichtet wird, wie zuvor beschrieben wurde. Sodann wird durch die Wirkung des Nockens 17 der Mikroschalter 21 aus der AUS-Stellung in die EIN-Steilung umgeschaltet. Hierdurch wird der Motor 8 abgeschaltet und die Spule des Magnetventils entregt, während das Sperrventil 2a und die Verschlußkappe 5 in ihrer jeweiligen Position verbleiben. Das Sperrventil 2a wird geschlossen, bevor sich die Schutzkappe 5 an den Druckkopf 1 anlegt, damit der pneumatische Druck nicht zu einem Eindringen von Luft in die Düse führt.

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Zu dieser Zeit ist in den in der Umgebung der Rückschlagventile 5c und 5d der Schutzkappe 5 gebildeten Ausnehmungen noch Schutzlösung enthalten, die bei dem vorausgegangenen Abschaltvorgang angesaugt wurde. Die Kammer 5b der Schutzkappe 5 ist daher mit Dampf der Schutzlösung gefüllt. Durch diesen Dampf wird die Düsenöffnung des Druckkopfes 1 wirksam gegen Verstopfung geschützt. Die Vorgänge beim vorübergehenden Schließen der Schutzkappe entsprechen somit im wesentlichen der ersten Phase des oben beschriebenen Abschaltvorgangs.

Wenn in diesem Zustand des Druckers weitere Druckdaten eintreffen, so werden durch die Druckersteuerung die folgenden Schritte eingeleitet, um den Druckkopf 1 wieder für die Fortsetzung des Druckvorgangs vorzubereiten.

Das Magnetventil 6 wird geöffnet, so daß die Leitung 23, die Pumpemkammer 9g und die Kammer 5b der Schutzkappe belüftet werden. Wenn der Motor 8 im.Uhrzeigersinn angetrieben wird, drehen sich die Nocken 15,16,17 jeweils um einen vorgegebenen Winkel, so daß das Sperrventil 2a geöffnet, die Schutzkappe 5 von dem Druckkopf 1 abgerückt und der Motor 8 und die Spule des Magnetventils 6 abgeschaltet werden. Somit ist der Druckkopf 1 bereit zur Fortsetzung des Druckvorgangs.

Wenn der Drucker mit Hilfe des Hauptschalters 5 9a abgeschaltet wird, während der Druckkopf vorübergehend durch die Schutzkappe abgedeckt ist, so wird die zweite Hälfte des oben beschriebenen Abschaltvorgangs durchgeführt. Das heißt, die Vakuumpumpe 31 wird eingeschaltet, so daß die Kammer 5b der Schutzkappe und die Leitungen 22b,23 evakuiert werden. Anschließend wird das Magnetventil 7 geöffnet, so daß die Kammer 5b mit Schutzlösung

35 gefüllt wird.

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- 19 4) Reinigung der Düse (Figur 4(d)).

Wenn aus irgendeinem Grund dennoch Luft in die Düse eindringt, so daß die Gefahr einer Düsenverstopfung besteht, so werden Luftblasen auf folgende Weise aus der Düse entfernt.

Wenn der Reinigungsschalter (Figur 3) betätigt wird, so führt die Druckersteuerung die folgenden Arbeitsschritte durch.

Zunächst wird der gesamte Abschaltvorgang durchgeführt, wie er oben unter (1) beschrieben wurde.

Die Schutzkappe 5 steht in dichter Berührung mit dem Druckkopf 1, und die Kammer 5b der Schutzkappe sowie die Kapillare 1a der Düse sind mit Schutzlösung gefüllt.

Da das Sperrventil 2a geschlossen ist, gelangt keine Tinte aus dem Tintenbehälter 2 zu dem Druckkopf 1. In diesem Zustand wird der Motor 8 für ein vorgegebenes Zeitintervall zur Drehung im Gegenuhrzeigersinn eingeschaltet. Die Drehung des Motors 8 im Gegenuhrzeigersinn wird nicht an die Nockenwelle 13 übertragen, sondern betätigt lediglich die Vakuumpumpe 31, so daß die Kammer 5b der Schutzkappe nahezu vollständig evakuiert wird. Auf diese Weise werden Luftblasen aus der Düse entfernt. Die Schutzlösung in der Kammer 5b der Schutzkappe 5 wird dabei durch die Leitung 23, die Vakuumpumpe 31 und die Leitung 24 in die Kammer 27 des Tanks 28 gepumpt. Nach dem Abschalten des Motors 8 wird das Magnetventil 6 geöffnet, so daß die Leitung 23 und die Pumpenkammer 9g belüftet werden.

Zu diesem Zeitpunkt herrscht in der Kammer 5b der Schutz-

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kappe ein Unterdruck. Wenn der Motor 8 im Uhrzeigersinn angetrieben wird, so daß das Sperrventil 2a geöffnet und anschließend die Schutzkappe 5 von dem Druckkopf 1 abgerückt wird, so werden daher angetrocknete Tinte und Luftblasen in dem Düsenbereich einschließlich des Tintenkanals 2c und der Kapillare 1a aus der Düse herausgespült und über den Auffangtrichter 29 in die Kammer 27 des Tanks abgeleitet. Wenn die Nockenwelle 13 um einen bestimmten Winkel gedreht wurde, erzeugt der Mikroschalter 21 ein Signal zum Abschalten des Motors 8 und zum Entregen der Spule des Magnetventils 6. Auf diese Weise wird der Druckkopf 1 wieder in den betriebsbereiten Zustand überführt.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Beseitigung oder Verhinderung von Düsenverstopfungen weist nur eine einzige Schutzkappe zur Abdeckung der Düse des Druckers auf. In jedem Zustand des Druckers (vorübergehende Betriebspausen bei eingeschaltetem Drucker, Abschaltung des Druckers während Transport oder Lagerung, Reinigung der Düsen) werden die jeweils geeigneten Maßnahmen zur Verhinderung bzw. Beseitigung einer Düsenverstopfung automatisch durchgeführt. Wenn der Drucker zwar eingeschaltet aber nicht in Betrieb ist, wird die Düse lediglieh durch die Schutzkappe abgedeckt. Wenn der Drucker abgeschaltet ist, beispielsweise während des Transports oder während einer längeren Betriebsunterbrechung, so wird die Düse durch die Schutzkappe abgedeckt, und das Innere der Schutzkappe wird mit Schutzlösung oder Reinigungslösung gefüllt, damit ein Austrocknen der Tinte verhindert wird. Zur Reinigung der Düse wird im Anschluß an die beim Abschalten des Druckers getroffenen Maßnahmen die Kammer der Schutzkappe mit Hilfe einer Vakuumpumpe evakuiert, so daß Luftblasen oder Verunreinigungen der Düse durch Spülen der Düse beseitigt werden.

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Diese Vorgänge werden mit Hilfe der einzigen Schutzkappe erreicht, ohne daß mühsame Handarbeit zum Einfüllen der Schutzlösung oder zum Reinigen der verstopften Düsen erforderlich ist. Hierdurch wird die Gefahr von Fehlern bei der Bedienung oder Wartung beseitigt, und die Betriebszuverlässigkeit der Düse des Tintenstrahldruckers wird erhöht. Darüber hinaus wird durch die Verwendung nur einer einzigen Schutzkappe eine Vereinfachung der Konstruktion erreicht.

Nach dem Abdecken des Druckkopfes 1 mit Hilfe der Schutzkappe 5 wird in der Schutzkappe mit Hilfe der Vakuumpumpe ein Unterdruck erzeugt, damit die Schutzlösung in die Schutzkappe eingesaugt werden kann. Der zu diesem Zweck erzeugte Unterdruck sollte aus folgendem Grund im Bereich von etwa 40 bis 50 Torr (mmHG) liegen. Wenn der Unterdruck in der Schutzkappe kleiner wäre als der oben angegebene Bereich, so würden sich in der Düse selbst sehr kleine Gasblasen - soweit vorhanden - wegen des sehr niedrigen Druckes ausdehnen. Wenn anschließend die Schutzkappe von dem Druckkopf abgerückt würde, so würden diese ausgedehnten Blasen rasch kollabieren, da das Volumen der Gasblasen umgekehrt proportional zum Druck ist. Dies könnte dazu führen, daß Luft in die Düse eintritt.

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Claims

TER MEER-MULLER-STEINMEISTER PATENTANWÄLTE — EUROPEAN PATENT ATTORNEYS Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister Dipl.-Ing, F. E. Müller Artur-Ladebeck-Strasse 51 Mauerkircherstrasse 45 _ D-8000 MÜNCHEN 80 ^4800 BIELEFELD 1 2837/GER/OA/H Mü/Wi/sc i2. Februar 1986 SHARP KABUSHIKI KAISHA 22-22, Nagaike-cho, fc* Abeno-ku, Osaka ;V Japan VORRICHTUNG ZUR VERHINDERUNG VON DÜSENVERSTOPFUNGEN BEI TINTENSTRAHLDRUCKERN PRIORITÄT: 13. Februar 1985, Japan, Nr. 60-27397 (P) PATENTANSPRÜCHE

1. Vorrichtung zur Verhinderung von Düsenverstopfungen bei Tintenstrahldruckern, gekennzeichnet durch

- eine Schutzkappe (5), die außerhalb des Arbeitsbereiches des. auf einem Schlitten beweglichen Druckkopfes (1) des Druckers,

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in einer dem Druckkopf gegenüberliegenden Position montiert und zum Abdecken des Druckkopfes in Richtung auf den Druckkopf bewegbar ist, wenn sich der Druckkopf in einer Ruhestellung außerhalb des Arbeitsbereiches befindet,

- einen Antriebsmechanismus (12,13,16) mit einer Antriebsquelle (8) zum Bewegen der Schutzkappe (5) auf den Druckkopf (1) zu und von dem Druckkopf weg,

- eine mit dem Inneren (5b) der Schutzkappe (5) verbindbare Pumpe (31) zur Erzeugung eines Unterdruckes in der Schutzkappe, wenn diese an dem Druckkopf anliegt,

- eine Einrichtung (26,22a,7,5c) zur Einleitung einer Schutzflüssigkeit in die Schutzkappe (5),

- eine Steuereinrichtung (51) zur Steuerung des Antriebsmechanismus (8,12,13,16), der Pumpe (31) und der Einrichtung (7) zur Einleitung der Schutzflüssigkeit in die Schutzkappe entsprechend der jeweiligen Betriebsphase des Druckers, und

- eine Eingabeeinrichtung (60) zur Eingabe eines Befehls zum Reinigen der Düse des Druckkopfes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (51) in einer ersten Betriebsphase des Druckers, in welcher der Drucker zwar eingeschaltet ist, jedoch keinen Druckvorgang ausführt, lediglich den Antriebsmechanismus zum Abdecken des Druckkopfes (1) durch die Schutzkappe (5) betätigt, in einer zweiten Betriebsphase des Druckers, in welcher der Drucker abgeschaltet wird, den Antriebsmechanismus

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zum Abdecken des Druckkopfes durch die Schutzkappe betätigt und ferner die Einleitung der Schutzlösung in die Schutzkappe auslöst und in einer dritten Betriebsphase des Druckers, in welcher ein Befehl zur Reinigung der Düse eingegeben wird, den Antriebsmechanismus zum Abdecken des Druckkopfes durch die Schutzkappe betätigt, die Einleitung der Schutzflüssigkeit in die Schutzkappe auslöst und anschließend durch Betätigen der Pumpe (31) einen Unterdruck in der Schutzkappe erzeugt.

3. Vorrichtung zur Verhinderung oder Beseitigung von Düsenverstopfungen in Tintenstrahldruckern, dadurch gekennzeichnet, daß zum Reinigen der Düse und/ oder zur Verhinderung des Eindringens von Luft in die Düse eine durch einen Elektromotor (8) angetriebene Vakuumpumpe (31) vorgesehen ist.