DE3719704C2

DE3719704C2 -

Info

Publication number: DE3719704C2
Application number: DE3719704A
Authority: DE
Inventors: Tohru Tokio/Tokyo Jp Kobayashi
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1986-06-13
Filing date: 1987-06-12
Publication date: 1992-06-25
Also published as: DE3719704A1; US4959662A; JPS62292438A

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

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.