DE3719704C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf
ein Verfahren zur Beseitigung von Schmutz und Tintenresten von dem Düsenbereich
eines Tintenstrahl-Aufzeich
nungsgerät, sowie auf eine Vorrichtung zu dessen
Durchführung gemäß den Patentansprüchen 1 und 2.
Ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zum Ausstoßen von Tinte,
um Daten aufzuzeichnen, ist allgemein bekannt. Ein derarti
ges Aufzeichnungsgerät umfaßt üblicherweise einen Tinten
strahl-Aufzeichnungs- oder -Schreibkopf, der eine Ausstoß
funktion erfüllt, wozu ein Flüssigkeitsweg mit einer die
Tinte ausstoßenden Düse, eine Energieerzeugungeinrichtung,
um der Tinte eine Ausstoßenergie zu vermitteln und außerhalb
des Schreibkopfes ein Tintenförder- oder -vorratssystem mit
einem Tintenbehälter zur Zufuhr von Tinte zum Schreibkopf
vorgesehen sind.
Wenn bei einem derartigen Aufzeichnungsgerät sich die Umge
bungsbedingungen, unter denen das Gerät verwendet wird, än
dern oder wenn das Gerät längere Zeit nicht benutzt worden
ist, so erhöht sich die Viskosität der Tinte im Flüssig
keitsweg oder werden im Tintenzufuhrsystem Luftblasen er
zeugt, so daß die Tinte nicht oder nur unter Schwierigkei
ten ausgestoßen werden kann. Deshalb wird das Aufzeichnungs
gerät üblicherweise mit einem seine Funktion wiederherstel
lenden System ausgestattet, das ein Fluidabdichtteil, z.B.
eine Abdeckung, um eine Verdampfung von Tinte über die Düse,
wenn das Gerät nicht betrieben wird, sowie damit eine Erhö
hung der Viskosität der Tinte zu verhindern, und eine Umwälz
pumpe, um hochviskose Tinte sowie Luftblasen im Flüssigkeits
weg aus diesem auszutreiben, umfaßt.
Wenn ein solches Wiederherstellungssystem betrieben wird,
um im Flüssigkeitsweg den Ausstoßbetrieb wiederzuerlangen,
dann wird unverbrauchte Tinte von der Tintenstrahldüse aus
gestoßen und tropft längs des Tintenstrahl-Schreibkopfes ab.
Zurückbleibende Tinte verschmutzt jedoch den Schreibkopf und
seine Umgebung. Deshalb wird unter dem Schreibkopf ein Behäl
ter zur Aufnahme der ablaufenden Tinte vorgesehen oder kommt
ein Flüssigkeit absorbierendes Material, wie poröses Keramik
material, im Schreibkopf zur Anwendung, um ein Verschmutzen
des Schreibkopfes und/oder seiner Umgebung durch Tinte zu
verhindern.
Die bei dem Wiederherstellungsvorgang herausgedrückte Tinte
neigt jedoch dazu, in der Nähe der Ausstoßdüse haftenzublei
ben, und wenn sie dort belassen wird, dann kann ein Aufzeich
nungsvorgang nicht ausgeführt werden oder wird die Qualität
der Aufzeichnung stark herabgesetzt. Selbst wenn die Tinte
nicht haftenbleibt, so sammelt sich die ungenutzte Tinte in
der Nachbarschaft der Düse bei einem Einsatz über längere
Zeit an, wobei diese unverbrauchte, angesammelte Tinte dann
den Tintenausstoß behindert. Ferner kann sich an der unver
brauchten Tinte Staub absetzen, wodurch dann der Tintenaus
stoß ebenfalls behindert wird. Ein Austreten von unverbrauch
ter Tinte aus der Düse kann auch durch einen plötzlichen An
stieg in der Umgebungstemperatur hervorgerufen werden. Aus
dem Obigen folgt, daß eine Lösung für die mit unverbrauch
ter Tinte bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät zusam
menhängenden Probleme unbedingt erforderlich ist.
Aus der JP 56-146761 (A) ist eine Reinigungsvorrichtung für
den Düsenbereich eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts
bekannt, bei der Reinigungsflüssigkeit auf den Düsenbereich
aufgespritzt wird, die Tintenreste und Schmutz löst und
anschließend in einen darunterliegenden Auffangbehälter
abtropft, wobei der Düsenbereich daraufhin durch einen auf
diesen gerichteten Luftstrahl wieder getrocknet wird.
Aus der JP 60-184851 (A) ist eine Vorrichtung bekannt, die
über eine Saugeinrichtung verfügt, mittels der Tintennebel,
der beim Ausstoßen eines Tintentröpfchens entsteht, abgesaugt
wird, so daß dieser in keinem Fall auf das
Aufzeichnungsmedium gelangen kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein
wirtschaftliches und wirkungsvolles Reinigungsverfahren für
die Düse bzw. deren Umgebungsbereich eines Tintenstrahl-
Aufzeichnungsgeräts, sowie eine Vorrichtung zu seiner
Durchführung zu schaffen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1
bzw. 2 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
Folgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Umgebungsbereichs eines
Schreibkopfes eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsge
räts in einer ersten erfindungsgemäßen Ausfüh
rungsform;
Fig. 2 eine Schrägansicht des Umgebungsbereichs eines
Abdeckbehälters;
Fig. 3(a) bis 3(c) Betriebsvorgänge des Tintenstrahl-
Aufzeichnungsgeräts;
Fig. 4 Hauptteile eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts;
Fig. 5(a) und 5(b) eine Ausführungsform eines Antriebsme
chanismus bei einem Tintenstrahl-Aufzeichnungsge
rät gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine Schnittdarstellung einer gegenüber Fig. 1
abgewandelten zweiten Ausführungsform.
Die Fig. 1 zeigt wesentliche Teile eines Tintenstrahl-Auf
zeichnungsgeräts im Umgebungsbereich des Tintenstrahl-
Schreibkopfes.
Ein an sich bekannter Schreibkopf 1 stößt in
Übereinstimmung mit einem Schreibsignal Tinte von einer
Düse 3 aus, um Daten aufzuzeichnen. Wie die Fig. 4 zeigt,
ist der Schreibkopf 1 über einen Kopfträger 2, an dem der
Kopf 1 befestigt ist, mit einem Schlitten 20 verbunden, der
in Richtung des Doppelpfeils in einer Aufzeichnungsrichtung
(Hauptabtastrichtung) an einer parallel zu einem Aufzeich
nungsmedium 21 angeordneten Stangenführung 22 bewegbar ist.
Eine gewünschte Anzahl von Düsen 3 ist in Abhängigkeit von
der Art der Aufzeichnung, z. B. einfarbige oder mehrfarbige
Aufzeichnung, vorgesehen. Bei der in Rede stehenden Ausfüh
rungsform sind längs der Strecke L mehrere Düsen vorhanden.
Wenn eine Farbaufzeichnung verlangt wird, dann können drei
oder vier Schreibköpfe vorhanden sein.
Wenn ein Aufzeichnungsbetrieb nicht stattfindet, so liegt
eine Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4, der als ein Fluidabdichtteil dient,
gegen den Kopfträger 2 an, um einen abgeschlossenen Raum ab
zugrenzen, so daß eine Erhöhung der Viskosität der Tinte im
Schreibkopf 1 durch Verdampfung verhindert wird, indem durch
den Abdeckvorgang der Umgebungsbereich der Düse 3 dicht ab
geschlossen wird. Erfindungsgemäß sind eine Gasstrahldüse
8, die an der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 befestigt ist, und ein Flüssig
keitsabsorber 5 zur Entfernung von unverbrauchter, von der
Düse ausgetretener Tinte vorhanden.
Der in der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 befindliche Flüssigkeitsabsorber 5
nimmt die von der
Düse 5 ausgetretene, unverbrauchte Tinte auf und kann gegen
die Düse 3 des Schreibkopfes 1 zur Anlage oder zum Anstoßen
kommen (s. Fig. 3). Um die Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 in Berührung
mit dem Schreibkopf 1 zu bringen oder von diesem wegzubewegen,
ist ein Antriebsmechanismus 7 vorgesehen. Durch eine Aus
trittsöffnung 6 wird die unverbrauchte Tinte aus der Flüssigkeitsaufnahme
einrichtung 4 abgeführt und über einen Schlauch 12 in einen
Tintenablaufbehälter 11 geleitet. Bei der in Rede stehenden
Ausführungsform dient der Flüssigkeitsabsorber als Flüssig
keitsakzeptor, obwohl für letzteren auch ein Behälter ver
wendet werden kann. Vom Standpunkt der Leistungsfähigkeit in
bezug auf eine Flüssigkeitsaufnahme wird der Flüssigkeits
absorber 5 vorzugsweise aus einem porösen Material, wie Poly
vinylalkohol oder Polyamid, gefertigt.
Die Gasstrahldüse
8 ist an der Oberseite der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 derart an
gebracht, das ein Gasstrahl aus dem Behälter ausgeblasen und
die an der Düse 3 ausgetretene, unverbrauchte Tinte
zum Flüssigkeitsabsorber 5 hin geblasen wird. Eine Luftpum
pe 9 dient der Zufuhr von aus der Gasstrahldüse 8 auszubla
sender Luft, wobei eine Röhre 10 die Pumpe 9 mit der Düse 8
verbindet. Obwohl im in Rede stehenden Fall als Gasstrahl
Luft zur Anwendung kommt, so kann statt dieser auch N2-Gas
verwendet werden. Zur Förderung des ausgestoßenen Gases kann
anstelle einer Luftpumpe auch ein Gebläse-, Lüftermotor oder
eine Membranpumpe zum Einsatz kommen.
Bei der in Rede stehenden Ausführungsform hat die Gasstrahl
düse 8 mehrere Gasaustrittsöffnungen, wie Fig. 2 erkennen
läßt, wenngleich auch nur eine Gasaustrittsöffnung vorgese
hen werden kann. Wenn jedoch in der Hauptabtastrichtung des
Schreibkopfes 1 mehrere Düsen 3 vorhanden sind,
so werden vorzugsweise mehrere, der Anzahl der Tintenstrahl
düsen 3 entsprechende Gasaustrittsöffnungen vorgesehen, um
die Strömungsrichtung der unverbrauchten Tinte in zweckdien
licher Weise zu beeinflussen. Vor allem wird die Breite des
von der Gasstrahldüse 8 ausgeblasenen Strahls breiter ge
wählt als die Breite der Reihe der Tintenstrahldüsen 3. Die
Gasaustrittsöffnung kann schlitzförmig ausgebildet werden.
Es wird nun auf die Arbeitsweise des Tintenstrahl-Auf
zeichnungsgeräts eingegangen.
Im Ruhezustand des Geräts berührt die Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 den
Kopfträger 2, wie die Fig. 3(a) zeigt, wobei der (gestri
chelt dargestellte) Flüssigkeitsabsorber 5 sich in der Flüssigkeitsaufnahme
einrichtung 4 befindet, der den Schreibkopf 1 gegen die Außenluft ab
sperrt, so daß eine Erhöhung der Viskosität der Tinte verhin
dert wird. Wenn ein Aufzeichnungsvorgang eingeleitet wird
oder Tinte wegen erhöhter Viskosität, wegen Anhaftens von
Tinte oder wegen Staubablagerung nicht ausgestoßen werden
kann, dann wird der Wiederherstellungsvorgang für den Tinten
fluß ausgeführt. In diesem Fall wird der Abdeckbehälter aus
der Lage von Fig. 3(a) durch die Lage von Fig. 3(b) in die
Lage gemäß der Fig. 3(c) zurückgeführt und der Flüssigkeits
absorber 5 am Kopfträger 2 zum Anstoßen gebracht, wobei
der Flüssigkeitsabsorber 5 aus Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 vorragt.
In der Lage von Fig. 3(c) wird dann die Tinte durch eine
(nicht gezeigte) Umwälzeinrichtung zum Fließen gebracht, um
von der Düse 3 die Tinte von erhöhter Viskosität und im
Schreibkopf enthaltene Luftblasen auszutreiben. Die auf die
se Weise ausgestoßene Tinte tropft längs der Außenfläche des
Schreibkopfes ab.
Die Tinte neigt zu einem Haften am Schreibkopf 1, und wenn
man sie dort beläßt, so bewirkt sie eine Störung im Tinten
ausstoß sowie ein Verschmutzen des Aufzeichnungsgeräts.
Gemäß der Erfindung kann diese unverbrauchte Tinte ohne
Schwierigkeiten durch die Gasstrahldüse 8 und den Flüssigkeits
absorber entfernt werden. Gleichzeitig mit dem Abtropfen der
Tinte wird die Luftpumpe 9 in Betrieb gesetzt, so daß aus
der Gasstrahldüse 8 Luft ausgestoßen wird. Durch den Luft
strom wird die am Schreibkopf 1 abtropfende unverbrauchte Tin
te schnell abgefördert und vom Flüssigkeitsabsorber 5, der
gegen den unteren Teil des Schreibkopfes 1 anliegt, aufgenom
men. Demzufolge wird durch die Erfindung ein Anhaften von
ungenutzter Tinte an der Frontfläche des Schreibkopfes ver
hindert, die ständig saubergehalten wird. Nachdem das Abtrop
fen oder Abblasen beendet ist, wird die Luftpumpe 9 stillge
setzt, womit der Wiederherstellungsvorgang für den Tinten
fluß abgeschlossen ist.
Nach diesem Wiederherstellungsvorgang wird der Flüssigkeits
absorber 5 wieder zurückgezogen, wie die Fig. 3(b) zeigt,
worauf der Schlitten 20 vor dem Aufzeichnungsmedium 21 nach
links und rechts bewegt wird, um Daten aufzuzeichnen.
Die Fig. 4 zeigt wesentliche Teile eines Aufzeichnungsgeräts,
dem eine Gasstrahldüse 8 und ein Flüssigkeitsabsorber 5 zu
geordnet sind. Der Schlitten 20 trägt, wie schon gesagt wurde,
den Kopfträger 2, in dem der Schreibkopf gelagert ist, und
ist auf der Stangenführung 22 parallel zur Schreibwalze 23
vor dem Aufzeichnungsmedium 21 nach rechts und links beweg
bar. Für die Schlittenbewegung sind ein Schlittenantriebs
motor 25 sowie ein Seilzug 26 vorgesehen. Ein Motor 24 dient
dem Antrieb der Schreibwalze 23 und damit dem Vorschub des
Aufzeichnungsmediums 21.
Die Fig. 5(a) und 5(b) zeigen eine Ausführungsform eines
Antriebsmechanismus 7 zur Durchführung der in den Fig.
3(a) bis 3(c) dargestellten Arbeitsweise, wobei die
Fig. 5(a) den Antriebsmechanismus aus einer Ansicht gemäß
Fig. 4 zeigt, während
die Fig. 5(b) eine Seitenansicht (von der Schreibwalze aus
gesehen) ist.
Gemäß den Fig. 5(a) und 5(b) ist die Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 auf
einer an einem Traggestell 13 befestigten Führung 14 ange
bracht und zum Schreibkopf verschiebbar. An der
Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 und am Flüssigkeitsabsorber 5 sind je
weils Zahnstangenantriebe 15 bzw. 17 befestigt, wobei die
Zahnstange 17, an der der Flüssigkeitsabsorber 5 fest ange
bracht ist, parallel zur Führung 14 und zur Seitenfläche der Flüssigkeits
aufnahmeeinrichtung 4 bewegbar ist. Ein von einem Motor 16 ange
triebenes Geradstirnrad 18 dient der Bewegung der Zahnstan
gen 15 und 17.
In den Fig. 5(a) und 5(b) befindet sich die Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung
4 in einer Stellung, die der Fig. 3(b) entspricht, d. h., er
ist vom Schreibkopf 1 getrennt. Um die Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 in die Lage
von Fig. 3(c) zu bringen, wird der Motor 16 so betrieben,
daß der Abdeckbehälter in Fig. 5(b) nach rechts und der Flüs
sigkeitsabsorber 5 nach links zum Anstoßen am Schreibkopf
bewegt werden, worauf der Motor 16 stillgesetzt wird. Für
eine Bewegung der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 zur Anlage am Schreib
kopf 1 wird der Motor 16 in der umgekehrten Richtung betrie
ben und bei Erreichen der Endlage von Fig. 3(a) stillgesetzt.
Bei der Ausführungsform von Fig. 6 ist die Gasaustrittsöff
nung der Gasstrahldüse 8 nicht in der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4, wie das
die Fig. 1 zeigt, sondern außerhalb dieser ange
ordnet, wobei aber dieselbe Wirkung wie bei der ersten
Ausführungsform erreicht wird.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die Gasstrahl
düse 8 und der Flüssigkeitsakzeptor 5 in der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 angeord
net, die als ein Fluidabdichtteil dient, jedoch
können die Gasstrahldüse und der Flüssigkeitsakzeptor
unabhängig vom Fluidabdichtteil angeordnet werden. In diesem
Fall ist eine hohe Abdichteigenschaft im Fluidabdichtteil
nicht erforderlich, wobei die Gasstrahldüse und
der Flüssigkeitsakzeptor an einem Träger angeordnet werden,
der eine Umhüllung aufweist, um ein Verspritzen von ungenutz
ter Tinte zu verhindern. Die Ausbildung, wobei die Gasstrahl
düse sowie der Flüssigkeitsakzeptor mit dem Fluidabdichtteil
zusammen als Einheit angeordnet sind, ist jedoch bei weitem
vorzuziehen, weil die Anzahl der benötigten Bauteile klein
und der Antriebsmechanismus ganz einfach auszugestalten
ist.
Obgleich bei den obigen Ausführungsformen der Gassstrahl 8
gegen die Düse 3 gerichtet wird, wenn der Schreibkopf von der Flüssigkeits
aufnahmeeinrichtung 4 nicht abgeschlossen ist, so kann
der Gasstrahl auch während des Absaugens von Gas und Flüs
sigkeit durch die Austrittsöffnung 6 auf die Düse 3 gerichtet werden kann,
und zwar in dem in Fig. 3(a) gezeigten Zustand, wobei also
der Schreibkopf 1 von der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 abgeschlossen ist. Bei
diesem modifizierten Vorgehen wird die unerwünschte Tinte
störungsfrei und ohne weitere Umstände entfernt, da die durch
den Gasstrahl 8 von der Düse 3 weggeblasene Tinte an einem Versprühen
außerhalb der Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung 4 gehindert ist.
Claims (15)
1. Verfahren zur Beseitigung von Schmutz und Tintenresten von
der Düse (3) bzw. deren Umgebungsbereich eines Tintenstrahl-
Aufzeichnungsgeräts unter Verwendung eines auf den
Düsenbereich gerichteten Gasstrahls, dadurch gekennzeichnet,
daß durch Betätigen der Ausstoßvorrichtung des Schreibkopfes
(1) Tinte aus der Düse (3) bzw. den Düsen ausgetrieben wird,
wodurch die abtropfende Tinte zu einer Flüssigkeits
aufnahmeeinrichtung (4) gefördert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Gasstrahlvorgang der Gasstrahleinrichtung (8, 9, 10)
bei Abdeckung (4) des Schreibkopfes (1) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Gasstrahlvorgang der Gasstrahleinrichtung (8, 9, 10)
ohne Abdeckung des Schreibkopfes (1) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge
kennzeichnet, daß Luft oder N₂ für den Gasstrahl verwendet
wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Abtropfen der ausge
stoßenen Tinte der Gasstrahl aktiviert wird.
6. Reinigungsvorrichtung für ein Tintenstrahl-
Aufzeichnungsgerät zur Durchführung des Verfahrens nach
Anspruch 1 mit einer Gasstrahleinrichtung (8, 9, 10) mit einer
Gasstrahldüse (8), die zur Reinigung des
Tintenstrahlschreibkopfes (1) einen Gasstrahl auf diesen
richtet, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahldüse (8)
derart angeordnet ist, daß der Gasstrahl unverbrauchte Tinte
vom Tintenstrahlschreibkopf (1) zu einer mit diesem in Anlage
bringbaren Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung (4) lenkt.
7. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Flüssigkeitsaufnahmeeinrichtung (4)
einen Flüssigkeitsabsorber (5) enthält.
8. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Flüssigkeitsabsorber (5) aus porösem
Material besteht.
9. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des von der Gas
strahleinrichtung (8) ausgeblasenen Gasstrahls breiter ist
als die Breite einer Reihe von Tintenstrahldüsen (3).
10. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsauf
nahmeeinrichtung (4) eine Austrittsöffnung (6) aufweist.
11. Reinigungsvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge
gekennzeichnet, daß die Austrittsöffnung (6) mit einem Tin
tenablaufbehälter (11) verbunden ist.
12. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
11, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeits
aufnahmeeinrichtung (4) eine zur Tintenstrahldüse (3) un
terschiedliche, vorzugsweise tiefere Lage hat und getrennt
vom Schreibkopf (1) angeordnet und mit dem Schreibkopf (1)
oder einem diesen haltenden Kopfträger (2) bei Ausstoßen
von Gas oder der Gasstrahldüse (8) in Anlage ist.
13. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahldüse (8) der
Gasstrahleinrichtung (8, 9, 10) innerhalb der Flüssigkeits
aufnahmeeinrichtung (4) angeordnet ist.
14. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
12, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasstrahldüse (8) der
Gasstrahleinrichtung außerhalb der Flüssig
keitsaufnahmeeinrichtung (4) angeordnet ist.
15. Reinigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis
14, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung der Gas
strahldüse (8) schlitzförmig ausgebildet ist.
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