DE60025095T2

DE60025095T2 - Druckvorrichtung

Info

Publication number: DE60025095T2
Application number: DE60025095T
Authority: DE
Inventors: Tetsuya Ohta-ku Ishikawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 2000-09-01
Publication date: 2007-01-11
Anticipated expiration: 2020-09-02
Also published as: DE60025095D1; EP1080908A3; EP1080908B1; JP2001071534A; US6511153B1; EP1080908A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Druckvorrichtung, mit welcher durch Ausstoßen von Tinte auf ein Druckmedium das Drucken erfolgt.
Stand der Technik
Eine herkömmliche Flüssigkeitsstrahldruckvorrichtung (Tintenstrahldruckvorrichtung) ist mit einer Saugregeneriereinheit zum Zwangsausstoßen von Tinte oder Fremdstoffen aus den Düsen des Flüssigkeitsstrahlkopfes und einer Vorausstoßeinheit zum mehrfachen Vorausstoßen von Tinte in eine außerhalb des Druckbereichs angeordnete Aufnahme vor dem Drucken oder während des Druckens ausgerüstet, um eingetrocknete Tinte, Staub oder Tintengemische aus den Düsen des Flüssigkeitsstrahlkopfes zu entfernen.
Wenn aber die Abtastrichtung des Flüssigkeitsstrahlkopfes im wesentlichen mit der Anordnungsrichtung der Düsenreihe in diesem übereinstimmt, müssen die aus Gummi gefertigte Kappe, welche Bestandteil der Saugregeneriereinheit ist und zum Abdecken der mit Düsen versehenen Fläche des Flüssigkeitsstrahlkopfes verwendet wird, und die Vorausstoßaufnahme zum Aufnehmen der beim Vorausstoßen ausgestoßenen Tinte längs und vertikal angeordnet werden. Das erfordert viel Platz, so daß eine Größenminimierung der Druckvorrichtung nicht möglich ist.
Bei dem im Dokument EP 0318329 vorgeschlagenen Verfahren wird beim Vorausstoßen Tinte direkt in die Kappe ausgestoßen. Der dafür verwendete Ganzzeilendruckkopf ist mit einer bewegbaren Aufnahme ausgerüstet, welche nur einen Teil der Ausstoßöffnungen überdeckt. Wenn beim Vorausstoßen von Haupttröpfchen in die Kappe gleichzeitig Tintennebel entsteht, bleibt dieser an Stellen der mit den Düsen versehenen Fläche des Flüssigkeitsstrahlkopfes haften, an welchen die Kappe anliegt. Dieser Tintennebel trocknet ein, so daß die zurückbleibenden Feststoffe ein sicheres Abdichten dieser Fläche durch die Kappe nicht mehr gewährleisten. Besonders bei Verwendung von Pigmenttinte, welche nach dem Haftenbleiben und Eintrocknen nicht mehr löslich ist, bringt das Vorausstoßen nicht den gewünschten Erfolg. Wenn außerdem die Möglichkeit besteht, daß große Mengen Staub oder Fremdstoffe in Form von Papiermehl in der Druckvorrichtung entstehen, bleibt dieser ebenfalls an der Kappe haften und verschlechtert deren Wirkung.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Mit der vorliegenden Erfindung sollen die genannten Probleme gelöst werden. Demzufolge ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer mit einer kleinen und leistungsstarken Vorausstoßeinheit ausgerüsteten Druckvorrichtung.
Diese Aufgabe erfüllt die im Anspruch 1 definierte Druckvorrichtung.
Bei dieser kompakt ausgeführten Druckvorrichtung kann das Vorausstoßen in eine fest angeordnete Aufnahme erfolgen.
Der in dieser Druckvorrichtung verwendete Flüssigkeitsstrahlkopf kann von einer in dieser angeordneten Steuerein heit gesteuert werden, welche die in einer Reihe angeordneten Düsen in mehrere Gruppen unterteilt. Das heißt, daß das Vorausstoßen in die Aufnahme entsprechend den einzelnen Gruppen sequentiell durchgeführt wird. Dadurch kann in Anordnungsrichtung der Düsenreihe die Länge der Düsengruppe kürzer gewählt werden als die der Vorsausstoßnahme.
Bevorzugt wird die Verwendung eines Absorptionselements in der Vorausstoßaufnahme.
Das Vorausstoßen von Tinte jeweils aus den Düsen einer Gruppe im Flüssigkeitsausstoßkopf kann während der Kopfbewegung erfolgen, so daß eine Verkürzung des Vorausstoßens erreicht wird. Das Vorausstoßen aus den Düsen jeder Gruppe kann aber auch sequentiell durchgeführt werden. In diesem Fall muß die Bewegung des Flüssigkeitsstrahlkopfes jedesmal dann gestoppt werden, wenn eine Düsengruppe sich über der Vorausstoßaufnahme befindet.
An die Vorausstoßaufnahme kann eine Unterdruckerzeugungseinheit angeschlossen werden, um die in der Vorausstoßaufnahme gesammelte Tinte durch Unterdruck aus dieser zu entfernen. Die Unterdruckerzeugungseinheit kann eine herkömmliche Saugregeneriereinheit zum Regenerieren des Flüssigkeitsstrahlkopfes sein, zu welcher eine Kappe zum Abdecken der mit den Düsen versehenen Fläche des Flüssigkeitsstrahlkopfes gehört.
Vorzugsweise wird noch ein Ventil angeordnet, welches dazu dient, wechselseitig die Verbindung zwischen der Kappe und der Unterdruckerzeugungseinheit und die Verbindung zwischen der Vorausstoßaufnahme und der Unterdruckerzeugungseinheit herzustellen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Diese und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung anhand der beiliegenden Zeichnungen deutlicher zu erkennen.
1 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hauptabschnitt der Druckvorrichtung in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt in perspektivischer Darstellung den Hauptabschnitt dieser Druckvorrichtung aus einer anderen Richtung gesehen.
3 zeigt die Schnittansicht des Behälterhauptabschnitts im Nichtaufnahmezustand.
4 zeigt die Schnittansicht des in 3 dargestellten Behälterhauptabschnitts im Aufnahmezustand.
5 zeigt in Explosivdarstellung den Hauptbehälter.
6 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Trägereinheit.
7 zeigt in perspektivischer Darstellung die Trägereinheit gemäß 6 aus einer anderen Richtung gesehen.
8 zeigt die Vorderansicht des Trägerrahmens, einer Abstandsplatte und anderer Elemente im zusammengebauten Zustand.
9 zeigt vergrößert die Schnittansicht des Trägerrahmens, der Abstandsplatte und anderer Elemente.
10 zeigt die Draufsicht des Bewegungsbereichs der Kartusche.
11 zeigt die Seitenansicht des Kartuschenbewegungsmechanismus.
12 zeigt vergrößert die Seitenansicht des Schlittens und des Antriebsriemens.
13 zeigt vergrößert die Vorderansicht des Schlittens und Antriebsriemens.
14 zeigt im Flußplan die Schlittenbewegung.
15 zeigt die Vorderansicht des Schlittens mit angeschlossenem Kabel.
16 zeigt den Schlitten in perspektivischer Darstellung und im Zustand vor dem Einsetzen einer Flüssigkeitsstahlkopfeinheit.
17 zeigt die Unteransicht des Schlittens.
18 zeigt die Vorderansicht des Schlittens.
19 zeigt den Schlitten von oben gesehen.
20 zeigt die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit in perspektivischer Darstellung.
21 zeigt die Vorderansicht des mit Nadeln versehenen Kartuschenaufnahmeabschnitts am Schlitten.
22 zeigt die Draufsicht des Kartuschenaufnahmeabschnitts.
23 zeigt die Seitenansicht des Befestigens des Flüssigkeitsstrahlkopfes am Schlitten.
24 zeigt die Seitenansicht des Befestigens des Flüssigkeitsstrahlkopfes am Schlitten.
25 zeigt die Seitenansicht des Befestigens des Flüssigkeitsstrahlkopfes am Schlitten.
26 zeigt die Seitenansicht des Befestigens des Flüssigkeitsstrahlkopfes am Schlitten.
27 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Regeneriereinheit.
28 zeigt schematisch den Antrieb der Regeneriereinheit.
29 zeigt die Beziehung zwischen dem Flüssigkeitskanal und dem Ventil in der Regeneriereinheit.
30 zeigt schematisch einen Zustand der Unterdruckerzeugung in einer Rohrpumpe.
31 zeigt schematisch einen Zustand der Unterdruckerzeugung in der Rohrpumpe.
32 zeigt schematisch die Wirkungsweise eines Ausstoßhilfsventils.
33 zeigt schematisch die Wirkungsweise eines Saugventils.
34 zeigt schematisch die Wirkungsweise eines Ventils mit Verbindung zur Atmosphäre.
35 zeigt die Schnittansicht einer Kappe.
36 zeigt schematisch die Kappe im abgehobenen Zustand.
37 zeigt schematisch die Kappe im angelegten Zustand.
38 zeigt schematisch eine Wischeinheit im Ruhezustand.
39 zeigt schematisch die Wischeinheit im Wischzustand.
40 zeigt schematisch das Absorbieren ausgestoßener Tinte durch eine Reinigungslamelle.
41 zeigt schematisch den Aufbau einer Tintenabsorptionseinheit.
42 zeigt in Diagrammform das zeitliche Betätigen verschiedener Elemente durch einen Nocken.
43 zeigt im Flußplan den Druckvorgang.
44 zeigt im Flußplan den Nebenausstoßvorgang.
45 zeigt im Flußplan den Wischvorgang.
46 zeigt im Flußplan den Absaugvorgang beim Nebenausstoßen.
47 zeigt im Flußplan das Saugregenerierprogramm.
48 zeigt eine Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit in perspektivischer Darstellung.
49 zeigt diese Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit in einer anderen perspektivischen Darstellung.
50 zeigt die Schnittansicht dieser Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit.
51 zeigt im Blockschaltbild die Tintenzufuhr in der Druckvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
52 zeigt im Blockschaltbild den Aufbau des bei dieser Ausführungsform der Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Ventilschaltmechanismus.
53 zeigt die Schnittansicht des bei dieser Ausführungsform der Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Tintennebenbehälters.
54 zeigt diesen Tintennebenbehälter in perspektivischer Darstellung.
55 zeigt vergrößert eine Kopfarretierplatte.
56 zeigt die Draufsicht des Rippenabschnitts der Schlittenanschlußplatte.
Die 57a und 57b zeigen in perspektivischer Darstellung einen Mechanismus zum Schwenken des Flüssigkeitsstrahlkopfes.
Die 58, 59, 60 und 61 zeigen das Befestigen/Entfernen des Kopfes am bzw. vom Schlitten.
62 zeigt die Schnittansicht des Schlittens mit daran befestigtem Kopf.
63 zeigt in perspektivischer Darstellung die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit in Übereinstimmung mit dieser Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
64 zeigt in perspektivischer Darstellung die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit gemäß 62 aus einer anderen Richtung gesehen.
65 zeigt die Längsschnittansicht der in 63 dargestellten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit.
66 zeigt in perspektivischer Darstellung die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit gemäß 63 sowie die Schnittansicht des Tintenbehälterchips und der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer.
67 zeigt vergrößert die Schnittansicht der in 63 dargestellten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit, speziell den Verbindungsabschnitt zum Tintenbehälterchip und die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer.
68 zeigt in perspektivischer Darstellung den Kopfchip der in 63 dargestellten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit.
69 zeigt die Schnittansicht dieses Kopfchips.
Die 70A, 70B und 70C zeigen die Schnittansicht eines Flüssigkeitskanals in diesem Kopfchip und die Bläschenbewegung in diesem.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden anhand der beiliegenden Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben.
(Gesamtaufbau)
Zuerst wird der Aufbau einer Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Diese Druckvorrichtung ist so konstruiert, daß auf zwei unterschiedlichen Druckmedien, d.h. auf Briefhüllen und auf entsprechend trennbares Endlospapier gedruckt werden kann. Diese Druckvorrichtung kann abnehmbar an der Hauptbaugruppe eines Druckgerätes befestigt werden. Zur Druckvorrichtung gehören ein Flüssigkeitsstrahlkopf 401 zum Drucken durch Ausstoßen von Tinte, eine Schlitteneinheit, welche den Flüssigkeitsstrahlkopf 401 zu den Druckpositionen und in eine Warteposition bewegt, eine Tintenzuführeinheit 10 zum Versorgen des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401 mit Tinte und ein Hauptbehälter 501, welcher auf der Tintenzuführeinheit 10 abnehmbar befestigt werden kann. Zur Druckvorrichtung gehören außerdem eine Regeneriereinheit 300 zum Beheben von Ausstoßmängeln und somit zum Regenerieren des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401, ein Rahmen 70 zur Aufnahme der entsprechenden der genannten Einheiten, eine Steuerplatte 80, welche den Druckvorgang elektrisch steuert, und eine Spannungsquelle 90.
Nachfolgend wird der Aufbau jeder der genannten Einheiten detailliert beschrieben.
(Rahmen)
Zuerst wird anhand der 1 und 2 der Rahmen 70 beschrieben.
Die L-förmige Grundplatte 56 dieses Rahmens ist aus einem Metallblech gefertigt und an der Unterseite rechts und links mit einer Rippe (nicht dargestellt) versehen, welche parallel zueinander angeordnet sind und dazu dienen, einen konstanten Abstand beizubehalten. Beide Enden des unteren Abschnitts der Grundplatte sind mit Positioniervorsprüngen 56A und 56B und mehreren Gewindebohrungen versehen. Die linke Seitenplatte 54 und die rechte Seitenplatte 55 sind mit Positionierbohrungen zur Aufnahme der Positioniervorsprünge 56A und 56B und Bohrungen zum Befestigen der Seitenplatten an der Grundplatte versehen. Die Grundplatte 56 und die an dieser mit Schrauben befestigten Seitenplatten 54 und 55 bilden eine Mittelstütze. Ein im wesentlichen L-förmiger vorderer Abschnitt 56C und eine Rückplatte 53 sind miteinander verschraubt und bilden die kastenförmige, oben offene Hülle der Druckvorrichtung.
An der Unterseite der Bodenplatte 56 sind durch Verstemmen drei zylindrische Füße befestigt, einer vorn und zwei hinten. Diese Füße werden in die an der Hauptbaugruppe des Druckers vorhandenen Erhebungen (nicht dargestellt) geschraubt, um die Bodenplatte 56 an der Hauptbaugruppe zu befestigen. An der Unterseite der Bodenplatte 56 ist auch eine kleine Bohrung vorhanden, welche in Verbindung mit dem vorderen Fuß 60A die Bodenplatte 56 an der Hauptbaugruppe des Druckers positioniert.
Der Drucker weist zwei Öffnungen auf, durch welche zwei Arten von Druckmedien transportiert werden. Eine dieser Öffnungen wird auf die nachfolgend beschriebene Weise gebildet.
Eine aus einem Resist gefertigte L-förmige Platte 57 ist so befestigt, daß diese über die linke und die rechte Seitenplatte 54 bzw. 55 und über den im wesentlichen L-förmigen Frontabschnitt 56C ragt. Das Druckmedium in Form eines Kuverts wird zwischen ein in der Druckerhauptbaugruppe angeordnetes Transportband und die Unterseite der Platte 57 geschoben und entlang deren gekrümmten Abschnitt von links nach rechts transportiert (1).
Die andere Öffnung wird von einer Ausnehmung 54A im Mittelabschnitt der linken Seitenplatte 54 und einem rechteckigen Fenster 56A in der rechten Seitenplatte 55 gebildet. Dazwischen sind eine Transportbahn und eine Blatttransporteinheit angeordnet. Der an der vorderen Stirnseite der Transportbahn vorhandene Zapfen wird in die Positionierbohrung 55B an der rechten Seitenplatte 55 geschoben und anschließend wird die Transportbahn an die linke Seitenplatte 54 geschraubt.
(Trägerrahmen und Schlitten)
Der Trägerrahmen 201 ist im Mittelabschnitt der Bodenplatte 56 befestigt und erstreckt sich zwischen der linken und der rechten Seitenplatte 54 bzw. 55 nach oben. Die in regelmäßigen Abständen am Trägerrahmen 201 vorhandenen Aufnahmebohrungen ermöglichen die Montage der beiden Seitenplatten parallel zueinander. Eine in die Oberseite der Rückwand 53 eingebrachte, über dem vorderen Abschnitt 56C der Bodenplatte 56 liegende Nut 53B hält den Trägerrahmen 201 vertikal ausgerichtet. Die Nut 53B ermöglicht das Errichten des Trägerrahmens 201 auf der Bodenplatte 56.
Der Schlitten 200 zur Aufnahme der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 ist in Transportrichtung des Druckmediums gesehen an der rechten Seite des Trägerrahmens 201 angeordnet und kann zwischen den erwähnten Transportöffnungen hin und her bewegt werden.
(Tintenzuführeinheit)
Wie aus 1 hervor geht, ist die Tintenzuführeinheit 10, welche die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit mit Tinte versorgt und mehrere Großraumhauptbehältern 501 aufnehmen kann, in Transportrichtung des Druckmediums gesehen an der linken Seite des Trägerrahmens 201 angeordnet. Die Tintenzuführeinheit 10 hat einen Abschnitt 11 zur Aufnahme der Großraumhauptbehälter 501 und einen Abschnitt 12 zur Aufnahme der Nebenbehälter, welche von den Großraumhauptbehältern mit Tinte versorgt werden und die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit mit Tinte speisen. Der Aufbau wird später detailliert beschrieben.
(Regeneriereinheit)
Wie aus 1 hervor geht, ist die Regeneriereinheit 300 zum Beseitigen einer Ausstoßstörung an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 an der rechten Seite des Kartuschenrahmens zwischen den beiden Transportöffnungen für das Druckmedium angeordnet. Mit dieser Regeneriereinheit werden durch Zwangausstoßen von Tinte aus der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 Ausstoßstörungen beseitigt, wobei die ausgestoßene Tinte durch eine unterhalb der Tintenzuführeinheit 10 vorhandene Bohrung in einen auf der Bodenplatte 56 in der Druckerhauptbaugruppe angeordneten Auffangbehälter gelangt.
(Steuerplatte und Spannungszuführeinheit)
Die Steuerplatte 80, welche den Druckvorgang und das Druckvorrichtungssystem steuert, ist an der Rückseite der hinteren Platte 53 des kastenförmigen Rahmens 70 befestigt. Die Steuerplatte 80 wird von einem nicht dargestellten Deckel abgedeckt, wenn der Verbindungsstecker zum Empfangen eines von der Druckerhauptbaugruppe gesendeten Signals aus dem Rahmen gezogen ist. Durch eine im Deckel vorhandene Öffnung ist das den Schlitten 200 mit der Steuerplatte 80 verbindende Kabel zum Übertragen eines von der Steuerplatte 80 gesendeten Signals an die am Schlitten 200 befestigte Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 geführt.
Die Spannungszuführeinheit 90, welche von einer externen Spannungsquelle gespeist wird, ist an der Innenseite der hinteren Platte 56 des Rahmens 70 der Steuerplatte 80 gegenüber angeordnet und so verkabelt, daß über die in der rechteckigen Öffnung in der linken Seitenplatte 54 angeordnete Steckdose die Steuerplatte 80 und die Anschlußleiterplatte am Schlitten 200 mit Strom gespeist wird.
(Behälteraufnahmeabschnitt)
Nachfolgend wird anhand der 3 bis 5 der Behälteraufnahmeabschnitt 11 beschrieben. Die Sektion 59 dieses Behälteraufnahmeabschnitts ist ein oben offener Rahmen und dient als eigentliche Aufnahme für die Hauptbehälter 501. Der im Querschnitt U-förmige Behälteraufnahmeabschnitts 11 ist an einer Seite mittels Schrauben an der linken Seitenplatte 54 befestigt, während dessen andere Seite die Bodenplatte 56 berührt. Der Behälteraufnahmeabschnitt 11 ist oben mit einem der Form der Hauptbehälter 501 angepaßten Schlitz 27 versehen. Unter dem Schlitz 27 sind Positionierschienen 29 zum Positionieren der Hauptbehälter 501 und Behälterführungen (nicht dargestellt) angeordnet. Eine der beiden schmalen Seiten jedes Hauptbehälters 501 ist mit einer Längsrippe 524 (5) versehen, welche beim Einsetzen des Behälters in die an der Positionierschiene 29 vorhandene Nut greift und die Einsetzrichtung festlegt.
Das im Behälteraufnahmeabschnitt angeordnete Konstruktionselement 51 weist eine Basis 51A auf, welche mit vertikal sich erstreckenden Hohlnadeln 52 bestückt ist. Jede dieser Hohlnadeln 52, von denen je zwei für einen Hauptbehälter 501 vorgesehen sind, ist aus einem Metallrohr gefertigt, welches eine scharfe Spitze hat und an einer Seite mit Bohrungen versehen ist. Die Hohlnadeln 52 sind bis zur Hälfte in einer nicht dargestellten Tintenerfassungsplatte eingebettet.
Der Boden jedes Hauptbehälters 501 ist mit Bohrungen zur Aufnahme der jeweiligen Hohlnadel 52 versehen. Diese Bohrungen sind mit Gummistopfen 513 verschlossen. Beim Einsetzen jedes Hauptbehälters 501 durchdringen die entsprechenden beiden Hohlnadeln 52 die den Behälter abdichtenden Gummistopfen 513 und ermöglichen die Tintenzufuhr zur Druckvorrichtung, wenn der Behälterboden die Basis 51A berührt. Darauf wird später näher eingegangen. Eine der beiden Hohlnadeln 52 und die entsprechende der beiden Bohrungen dienen als Tintenzuführkanal, während die andere Hohlnadel und die andere Bohrung einen Kanal bilden, durch welche Luft in den Hauptbehälter nachströmt, so daß ein reibungsloser Luft-Flüssigkeits-Austausch gewährleistet wird. Ein Ende der genannten Tintenerfassungsplatte ist über einen elektrischen Leiter an die Steuerplatte 80 angeschlossen. Über die Tintenerfassungsplatte wird der Stromwert zwischen den in den Hauptbehälter 501 ragenden beiden Hohlnadeln 52 gemessen und auf der Grundlage dieses Stromwertes ermittelt, ob noch Tinte im Behälter ist.
Etwa in der Mitte des Behälteraufnahmeabschnitts 11 ist für jeden Hauptbehälter eine Sicherheitsklappe 41 angeordnet, welche ein Verletzen der Bedienperson durch die Hohlnadeln 52 verhindert.
Nachfolgend wird anhand von 3 der Zustand beschrieben, wenn kein Hauptbehälter 501 im Behälteraufnahmeabschnitt 11 eingesetzt ist.
Jede Sicherheitsklappe 41 ist an der mit dem Bezugszeichen 41A gekennzeichneten Stelle im Behälteraufnahmeabschnitt 11 nach unten schwenkbar befestigt. Eine Torsionsfeder 61 zieht die Sicherheitsklappe 41 gegen einen an jeder Positionierschiene 29 vorhandenen konvexen Anschlag, welcher die Sicherheitsklappe 41 im wesentlichen in horizontaler Lage hält. Unter dem freien Ende 41B jeder Sicherheitsklappe 41 ist ein Anschlag 44 bzw. 45 vorhanden, welche unter einem Winkel 44C zur Vertikalen symmetrisch zueinander angeordnet und über einen Stützarm an zwei Seiten der Behälteraufnahmesektion 59 schwenkbar an dieser befestigt sind. In der Ausgangsstellung berührt das obere Ende jedes Anschlags das freie Ende der entsprechenden Sicherheitsklappe 41 innerhalb deren Schwenkbereich.
Der Endabschnitt 44A bzw. 45A des jeweiligen Anschlags 44, 45 greift in die Nut der entsprechenden Schiene und fixiert dadurch die Lage der beiden Anschläge, wenn kein Hauptbehälter 501 in die Druckvorrichtung eingesetzt ist. Selbst wenn in diesem Zustand eine nach unten gerichtete Kraft auf die Sicherheitsklappe wirkt, verhindert der Anschlag das Öffnen der Klappe.
Beim Einsetzen eines Hauptbehälters 501 drückt dessen Rippe gegen das in der entsprechenden Positionierschiene liegende Ende 44A bzw. 45A des entsprechenden Anschlags 44, 45. Wie aus 4 hervor geht, wird dabei der Anschlag im wesentlichen auf die Vertikale geschwenkt und außerhalb des Schwenkbereichs des freien Endes der Sicherheitsklappe 41 gebracht, so daß die Klappe nach unten geschwenkt wird und das weitere Einschieben des Hauptbehälters 501 bis zum Aufnahmeboden nicht behindert.
[Nebenbehältereinheit]
(Tintenzuführkanal)
Nachfolgend wird anhand der 51 bis 54 die Konstruktion des Tintenzuführkanals beschrieben, welcher den Flüssigkeitsstrahlkopf 401 aus dem Hauptbehälter 501 mit Tinte versorgt.
Um ein Beschädigen des an der Düsenfläche 401a des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401 gebildeten Meniskus durch den im Kopf erzeugten Unterdruck zu verhindern, ist in dem unterhalb des Düsenflächenniveaus liegenden Abschnitt des vom Hauptbehälter 501 zum Flüssigkeitsstrahlkopf 401 führenden Tintenzuführkanal eine Nebenbehältereinheit 12 angeordnet (51). An die gemeinsame Flüssigkeitskammer des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401 ist eine Einheit 5 (73) zum Erzeugen eines Unterdrucks in dieser angeschlossen. Die Nebenbehältereinheit 12, der Flüssigkeitsstrahlkopf 401 und die Unterdruckerzeugungseinheit 5 sind durch Gummischläuche und Rohre miteinander verbunden.
Wie aus 52 hervor geht, gehören zur Nebenbehältereinheit 12 eine Basis 37 und ein Deckel 38, welcher den Nebenbehälter in mehrere Zellen unterteilt. Mit anderen Worten, die Nebenbehältereinheit 12 ist grob betrachtet aus einer ersten Zelle 71 (nachfolgend „Druckdifferenzerzeugungskammer" genannt) zur Erzeugung einer Druckdifferenz, einer zweiten Zelle 72 (nachfolgend „Füllstanderfassungskammer" genannt), welche mit einer den Füllzustand des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401 erfassenden Elektrode bestückt ist, einer Druckerzeugungseinheit 73 zur Erzeugung eines Saugdrucks und fünf Ventilen zum Öffnen und Schließen des Eingangs der je weiligen Zelle zusammengesetzt. Durch entsprechendes Einstellen der einzelnen Ventile wird der Strömungsquerschnitt des Flüssigkeitskanals und dadurch die Tintenzuführmenge geändert.
Mit anderen Worten, aus dem Hauptbehälter 501 wird durch die erste Hohlnadel 52A, das erste Zuführröhrchen 76, das erste Zuführventil 81 und ein mit jeder Nadel verbundenes Anschlußelement 36 (3) Tinte in die Druckdifferenzerzeugungszelle 71 gesaugt und in dieser vorübergehend gespeichert. Aus der Druckdifferenzerzeugungszelle 71 gelangt die Tinte durch das Druckventil 82 und das vertikal angeordnete Röhrchen 77 zu einem nicht dargestellten Anschlußelement mit mehreren L-förmigen Gummiverbindern L18 und von diesem in horizontaler Richtung und im wesentlichen auf dem gleichen Niveau wie der Schlitten 200 durch ein Röhrchen zum Flüssigkeitsstrahlkopf 401. Auf die Tintenzuführung vom Schlitten 200 zum Flüssigkeitsstrahlkopf 401 wird später näher eingegangen.
Der obere Abschnitt des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401 ist über ein Röhrchen, das genannte Anschlußelement, das Saugröhrchen 78 und ein L-förmiges Verbindungselement mit der Druckerzeugungseinheit 73 verbunden. Dieser Strang dient dazu, die in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer des Flüssigkeitsstrahlkopfes 401 gebildete Luftblase abzusaugen.
Die Druckerzeugungseinheit 73 in Form einer Pumpe erzeugt einen Unterdruck in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer, durch welchen aus dem Hauptbehälter 501 Flüssigkeit in den Flüssigkeitskanal der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gesaugt wird. Auf diesen Vorgang wird später näher eingegangen.
Die Druckerzeugungseinheit 73 ist an die Einlaßseite der Füllstanderfassungskammer 72 angeschlossen. Die Füllstanderfassungskammer 72 ist mit drei weiteren Anschlüssen versehen, einem ersten Anschluß, welcher über ein Ventil 83 an die Druckdifferenzerzeugungskammer 71 angeschlossen ist, und einem zweiten Anschluß, welcher über ein Ventil 84 die Verbindung zur Atmosphäre herstellt, wobei die beiden Ventile 83 und 84 geöffnet werden, wenn zwischen der mit den Düsen versehenen Fläche der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 und dem Flüssigkeitsspiegel im Nebenbehälter 12 eine Druckdifferenz erzeugt werden soll. Der dritte Anschluß ist über ein Luft-Flüssigkeits-Austauschventil 85, ein Röhrchen 79 und die zweite Hohlnadel 52B mit dem Hauptbehälter 501 verbunden. Über die zweite Hohlnadel 52B erfolgt der Luft-Flüssigkeits-Austauschgelangt im Hauptbehälter 501. Die Anzahl der Hauptbehälter 501 und die der Nebenbehälter 12 entspricht der Anzahl an Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401, so daß die Kopfeinheiten unabhängig voneinander mit Flüssigkeit versorgt werden.
(Druckerzeugungsabschnitt)
Nachfolgend wird anhand der 53 und 54 die erwähnte Druckerzeugungseinheit beschrieben.
Das Bezugszeichen 4005 kennzeichnet den an den Nebenbehälterhalter 58 angeschraubten Motor, welcher über ein Ritzel 4005A und ein Umlenkrad 28 als Untersetzung einen Pumpenbetätigungsnocken 26 in Drehung setzt.
An den Nebenbehälterhalter 58 sind symmetrisch zu dieser Untersetzung ein linker und ein rechter Zapfen 47A bzw. 47B genietet. Diese beiden Zapfen dienen als Schwenkzapfen für einen Hebel L22 bzw. R21. Jeder der beiden Hebel 22 und 21 ist über eine Rolle (nicht dargestellt) im Pumpenbetätigungsnocken 26 schwenkbar gelagert, so daß eine Umdrehung dieses Nockens in eine Hin- und Herbewegung des anderen Endes jedes der beiden Hebel umgewandelt wird. Dieses Ende greift über den runden Knopf 16A in der Mitte eines Pumpgummis 16. Der Pumpgummi 16 weist außerdem einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 16B und einen zylindrischen Abschnitt 16C mit Boden auf. Der kegelstumpfförmige Abschnitt 16B bildet zusammen mit einer Fläche der Nebenbehältergrundplatte 37 (nicht dargestellt) eine Druckerzeugungskammer. Ein Kegelventil 17 mit einem auf die Druckerzeugungskammer gerichteten Kegel ist an der Mittelbohrung der erwähnten Fläche befestigt und wird von einem Anschlag 17A abgefangen. Unterhalb des Kegels ist eine mit dem Saugröhrchen 78 an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 verbundene L-förmige Zelle 28 vorhanden.
Die erwähnte Fläche an der Nebenbehältergrundplatte ist mit einer Nut 37B versehen, welche mit der Füllstanderfassungskammer 72 in Verbindung steht. Der mit einem Boden versehene zylindrische Abschnitt 16C und die Spitze der Nut werden vom zylindrischen Einlaß an der Nebenbehältergrundplatte 37 abgedichtet. Der Pumpgummi 16 ist zwischen der Pumpenplatte 33, der Nebenbehältergrundplatte 37 und der L-förmigen Zelle 25 so befestigt, daß dessen kegelstumpfförmiger Abschnitt 16B abgedichtet ist.
Wenn vom Antriebsmotor 4005 der Pumpennocken 26 um 180 Grad gedreht wird, werden die beiden Hebel L und R geschwenkt und drücken über den runden Knopf 16A auf den kegelstumpfförmigen Abschnitt 16B. Durch den dabei in diesem Abschnitt steigenden Druck wird das Kegelventil 17 belastet, so daß die Öffnung unter dessen Kegel nach einer anderen Verbindung als zur Atmosphäre sucht. Da der die Nut 37B schließende zylindrische Abschnitt 16C mit Boden dünnwandig ist und innerhalb diesem ein geringerer Druck als außerhalb herrscht, wird der Gummi nach unten und somit das im kegelstumpfförmigen Abschnitt 16B unter Druck gesetzte Gas in die Füllstanderfassungskammer 72 gedrückt.
Wenn der Pumpennocken um weitere 180 Grad gedreht wird, werden die beiden Hebel L und R zurückgeschwenkt, so daß der kegelstumpfförmige Abschnitt 16B sich wieder ausdehnt und dadurch ein Unterdruck in diesem entsteht. Dabei steht der zylindrische Abschnitt 16C mit der Atmosphäre in Verbindung, während in der abgedichteten Nut 37B ebenfalls ein Unterdruck herrscht. Durch den in der L-förmigen Zelle 25 herrschenden Atmosphärendruck und den im Zylinder herrschenden Unterdruck wird das Kegelventil 17 geschlossen und dadurch aus der gemeinsamen Flüssigkeitskammer Flüssigkeit in die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gesaugt.
Da der Pumpennocken 26 kontinuierlich rotiert, steigt der Unterdruck im Innern der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401.
(Flüssigkeitsströmungskanalwechsel)
Bei dieser Ausführungsform wird durch unterschiedliches Öffnen/Schließen der fünf Ventile der Flüssigkeitsströmungskanal gewechselt, um verschiedene Wirkungen zu erzielen.
Der obere Abschnitt der Nebenbehältergrundplatte 37 ist mit fünf Nuten als Flüssigkeitskanäle und verschließbaren Bohrungen 37C, 37D, 37E, 37F und 37G, welche in die Flüssigkeitskanäle münden, versehen. Zur Erzeugung der Flüssigkeitskanäle werden die fünf Nuten oben von einem Element abgedeckt, während die Öffnungen durch Stößel geschlossen werden können. Das Öffnen/Schließen der zahlreichen Ventile erfolgt über ein einziges gut dichtendes und sehr elastisches Gummielement 15, welches eine vertikal bewegbare Membran hat.
Dieses Mehrventil-Element 15 ist vorzugsweise aus chloriertem Butylgummi gefertigt, welcher nur wenig gasdurchlässig und sehr tintenbeständig ist.
Verdickte Vorsprünge 15A zum vertikalen Bewegen der Stößel greifen in ein Ende des jeweiligen Ventilbetätigungshebels 24. Die Anzahl der Ventilbetätigungshebel 24 entspricht der Anzahl der in der Nebenbehältergrundplatte 37 vorhandenen verschließbaren Bohrungen. Die Ventilbetätigungshebel 24 sind auf einer Achse 23 schwenkbar gelagert, wobei diese Achse 23, eine nicht dargestellte Feder, die Nebenbehältergrundplatte 37, der Nebenbehälterdeckel 38 und die Nebenbehälterdeckplatte 32 zu einer Einheit zusammengeschraubt sind. Die Stößel der Mehrventil-Gummielements 15 sind so geformt, daß diese die jeweilige verschließbare Bohrung auf natürlichem Wege schließen. Die genannte Feder ist entsprechend vorgespannt, um diese Bohrung zu schließen.
Die L-förmigen Ventilbetätigungshebel 24, deren nach unten gerichteter Schenkel einen Gleitberührungspunkt aufweist, sind symmetrisch zueinander im jeweiligen der beiden Nebenbehälter angeordnet. Die Mitte der auf zwei Linien angeordneten Gleitpunkte entspricht der Pumpennockenmitte. Eine in der D-förmigen Bohrung des Pumpennockens befestigte Ventilwelle 46 ist im Nebenbehälterhalter 58 drehbar gelagert und parallel zu den Nebenbehältereinheiten 12 in diesem angeordnet. Die Ventilwelle 46 ist über eine Einwegkupplung koaxial an einer Taktgebertrommel 20 befestigt. Die Taktgebertrommel 20 ist mit einem Vorsprung 20A versehen, welche in Übereinstimmung mit dem erforderlichen Drehwinkel gegen den Gleitpunkte am jeweiligen Ventilbetätigungshebel 24 drückt und diesen schwenkt. Bei dieser Schwenkbewegung wird die verschließbare Bohrung geöffnet. Wenn dieser Vorsprung 20A nicht vorhanden ist, bleibt diese Öffnung geschlossen.
Die Taktgebertrommel 20 wird beim Rückwärtsdrehen des Antriebsmotors 4005 in Drehung gesetzt. Der als Impulsmotor ausgelegte Antriebsmotor 4005 kann bei Erreichen des geforderten Drehwinkels gestoppt werden. Da die an der Taktgebertrommel 20 befestigte Einwegkupplung beim Rückwärtsdrehen des Antriebsmotors 4005 zur Wirkung kommt, wird der Pumpvorgang beim Öffnen/Schließen des Ventils durchgeführt. Wenn der Drehwinkel der Taktgebertrommel 20 und die Ventilstellung bestimmt sind, wird beim Vorwärtsdrehen des Antriebsmotors 4005 von der Pumpe ein Unterdruck ohne Strömungsrichtungsänderung erzeugt.
Aus der Taktgebertrommel 20 ragt auch eine die Bezugsposition (den Bezugswinkel) anzeigende leichte Schutzplatte (nicht dargestellt). Die Bezugsposition wird von einem am Nebenbehälterhalter 58 befestigten Photosensor 5382 erfaßt. Durch Drehen der Taktgebertrommel 20 um bestimmte Winkel aus der Bezugsposition können die Strömungskanäle gewechselt werden.
(Funktion der Strömungskanäle)
Nachfolgend werden die durch Öffnen/Schließen der Ventile erreichbaren Strömungskanalkombinationen und die Kanalfunktionen beschrieben. Die Kanäle erfüllen fünf Funktionen, „Zuführung 1", „Zuführung 2", „Drucken", „Umwälzen" und „Austauschen".
Von der Kuvertzuführungsseite auf die linke Anordnung, d.h. die Kombination aus dem Hauptbehälter 501(L), dem Nebenbehälter 12(L), dem Druckerzeugungsabschnitt 73(L), den Ventilen 81(L) bis 85(L) und der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401(L) gesehen ergibt sich die „Zuführung 1". Auf die rechte Anordnung, d.h. die Kombination aus dem Hauptbehälter 501(R), dem Nebenbehälter 12(R), dem Druckerzeugungsabschnitt 73(R), den Ventilen 81(R) bis 85(R) und der Flüssig keitsstrahlkopfeinheit 401(R) gesehen ergibt sich die „Zuführung 2".
Bei der „Zuführung 1" als erste Kombination sind die Ventile 81(L), 82(L), 85(L) und 85(R) geöffnet, die Ventile 83(L), 84(L), 81(R), 82(R), 83(R) und 84(R) geschlossen. Durch den vom Druckerzeugungsabschnitt 73(L) erzeugten Unterdruck wird aus der gemeinsamen Flüssigkeitskammer der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401(L), aus der Differenzdruckerzeugungskammer 71(L) und aus dem Hauptbehälter 501(L) in der genannten Reihenfolge und in umgekehrter Reihenfolge Tinte gesaugt. In diesem Zustand muß eine Kappe die mit den Düsen versehene Fläche der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401(L) dicht umschließen, um das Abreißen des Meniskus zu verhindern. Wenn aus dem Hauptbehälter 501(L) Tinte in den Druckerzeugungsabschnitt 73(L) strömt, wird durch die Ausstoßkraft des Zylinders die Füllstanderfassungskammer 72(L) gefüllt.
Durch den Deckel des Nebenbehälters ragen zwei Elektroden 49A und 49B in die Füllstanderfassungskammer, durch welche bei vollständig mit Tinte gefüllter Kammer ein Strom fließt. Durch diesen Strom wird der Motor ausgeschaltet, so daß durch das über der Elektrode 49A angeordnete Luft/Flüssigkeits-Austauschventil 85(L) und durch das über der Elektrode 49B angeordnete, mit der Atmosphäre verbundene Ventil 84(L) der Saugvorgang unterbunden wird. Der Einlaßstutzen 83A des in der Druckdifferenzerzeugungskammer 71(L) angeordneten Ventils 83(L) befindet sich unterhalb des freiliegenden Abschnitts jeder der beiden genannten Elektroden.
Das heißt, daß in diesem Fall bei geschlossenem Ventil 81(R) keine Tinte zur Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401(R) strömen kann.
Bei der „Zuführung 2" sind die Ventile 85(L), 81(R), 82(R) und 85(R) geöffnet, die Ventile 81(L), 82(L), 83(L), 84(L), 83(R) und 84(R) geschlossen. In diesem Fall wird wie bei der „Zuführung 1" der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401(R) Tinte zugeführt, der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401(L) jedoch nicht.
Beim „Drucken" sind die Ventile 82(L), 83(L), 84(L), 82(R), 83(R) und 84(R) geöffnet, die Ventile 81(L), 85(L), 81(R) und 85(R) geschlossen. In diesem Fall kann mit beiden Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401 gedruckt werden, wobei aber keine Tinte vom Hauptbehälter zum Nebenbehälter strömt. Die mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Ventile 84(L) und 84()R) sind geöffnet. Durch die geöffneten Ventile 83(L) und 83(R) sind die Druckdifferenzerzeugungskammer und Füllstanderfassungskammer miteinander verbunden. Wenn die Füllstanderfassungskammer vollständig mit Tinte gefüllt ist, wird der Tintenpegel zum Druckdifferenzbezugspegel.
Beim „Umwälzen" sind die Ventile 82(L), 83(L), 82(R) und (83(R) geöffnet, die Ventile 81(L), 84(L), 85(L), 81(R), 84(R) und 85(R) geschlossen. In diesem Fall wird bei jeder der beiden Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten unabhängig voneinander die Tinte im Schaltkreis „gemeinsame Flüssigkeitskammer – Nebenbehälter" umgewälzt und die mit den Düsen versehene Fläche von einer Kappe dicht abgedeckt, um ein Beschädigen der Ausstoßöffnungen zu verhindern.
Beim „Austauschen" sind alle Ventile geschlossen, um das Absacken des Tintenpegels in den entsprechenden Röhrchen aufgrund der vorhandenen Druckdifferenz zu verhindern.
[Schlitten]
Nachfolgend wird der Schlitten 200 detailliert beschrieben.
(Trägerrahmen)
Zur Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung gehört der Schlitten 200, an welchem die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 abnehmbar befestigt ist. Wie aus den 6 und 7 hervor geht, wird der Schlitten 200 von einem Holm 202 und einer Führungsschiene 203 gestützt, welche im rechten Winkel zur Transportrichtung von Kuverts und Endlospapier und parallel zur Anordnungsrichtung der Düsenreihe in der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 parallel zueinander an einem Rahmen 201 befestigt sind. Wenn die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 am Schlitten 200 befestigt ist, sind die Düsen in der Fläche 401a dieser Einheit im wesentlichen parallel zur Druckfläche des Druckmediums (Kuvert und Endlospapier) ausgerichtet.
Wie aus 8 hervor geht, ist die Führungsschiene 203 aus einem dünnen Metallblech L-förmig gebogen, mit zwei Bohrungen versehen, in welche die am Trägerrahmen 201 vorhandenen beiden Positioniervorsprünge 201a greifen, und mit zwei Schrauben am gebogenen oberen Abschnitt des Trägerrahmens 201 befestigt.
Der Trägerrahmen 201 ist vorn und hinten gebogen und mit einem Schlitz 201b zum Befestigen des Führungsholms 202 versehen. Wie aus 8 ebenfalls und aus 9 hervor geht, ist an jedem Ende des Führungsholms 202 eine aus Metallblech gefertigte Platte 204 befestigt, um diesen entsprechend der Papierdicke in Höhenrichtung zu positionieren. Jede dieser beiden Platten 204 ist mit einer Bohrung als Aufnahme für den beiderseits am Trägerrahmen 201 befestigten Schwenkzapfen 201c versehen. Durch eine Schraube 291 wird die Platte 204 oben am Trägerrahmen befestigt. Die Platte 204 ist etwa in der Mitte mit einem Schlitz 204b versehen, durch welchen der durch die Schlitz 201b am Trägerrahmen 201 geführte Holm 202 ragt. Die Platte 204 ist im oberen Abschnitt mit Zähnen 204c versehen, in welche die Zähne eines nicht dargestellten Hebels greifen. Beim Betätigen des Hebels wird über diesen Zahneingriff die Platte 204 geschwenkt und dadurch der Holm 202 nach oben bewegt, um den Schlitten auf die Papierstärke einzustellen.
Das vordere und das hintere Ende des Trägerrahmens 201 sind L-förmigen gebogen, um eine Stabfeder 205 unterzubringen. Von der Stabfeder 205 wird in Pfeilrichtung A ständig eine Kraft auf den Holm 202 ausgeübt und dieser dadurch im Rahmen 201 fixiert.
Wie aus 9 hervor geht, ist der Endabschnitt des Holms 202 mit einer Nut 202a zur Aufnahme der Stabfeder 205 versehen. Durch diese Anordnung wird ein axiales Bewegen des Holms 202 verhindert.
Wie aus den 6 und 7 hervor geht, ist der Schlitten 200 an einem über die Riemenscheibe 206a am Antriebsmotor 206 und die Umlenkriemenscheibe 207 gespannten Riemen 208 befestigt. Die Umlenkriemenscheibe 207 ist über zwei Klemmen am Trägerrahmen 201 befestigt, kann aber parallel zum Holm 202 verschoben werden. Vom drehenden Antriebsmotor 206 wird der am Riemen 208 befestigte Schlitten 200 auf dem Holm 202 und der Führungsschiene 203 hin und her bewegt.
Am Trägerrahmen 201 ist auch die Regeneriereinheit 300 befestigt, wobei der Abstand zwischen dieser und der am Schlitten 200 installierten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 so gering wie möglich gehalten wird.
(Schlittenstoppstellung)
Wie aus 10 hervor geht, sind in der Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung drei Stoppstellen für den Schlitten 200 vorgesehen. Die Ausgangsstellung ist mit dem Bezugszeichen S gekennzeichnet und befindet sich im wesentlichen in der Mitte der Druckvorrichtung, an welcher auch die Kappe der später detailliert beschriebenen Regeneriereinheit vertikal beweglich angeordnet ist, um die Düsen der am Schlitten 200 installierten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit abzudecken. Die Bezugszeichen T und U kennzeichnen die Stellen, an welchen Kuverts bzw. Endlospapier gedruckt wird.
(Schlittensteuerung)
Am Trägerrahmen 201 ist ein Sensor angeordnet, welcher die am Schlitten 200 vorhandene Abschirmplatte 200a (11 und 13) und somit die Ausgangsstellung S des Schlittens 200 erfaßt.
Wie aus 10 hervor geht, ist an der vom Antriebsmotor 206 angetriebenen Riemenscheibe 206 eine Zapfen 206b angeordnet und auf diesem eine mit Schlitzen versehene Kodierscheibe 210 befestigt. Die Anzahl der Schlitze entspricht der Anzahl an Schritten pro Umdrehung des Antriebsmotors 206. Bei dieser Ausführungsform sind es 200. Ein Sensor 211 erfaßt die Schlitze in der vom Motor 206 direkt in Drehung gesetzten Kodierscheibe 210 und sendet entsprechende Signale an die in der Aufzeichnungsvorrichtung angeordnete Leiterplatte. Da eine Umdrehung des Motors 200 Schritten entspricht, beträgt die Teilung der Schlitze 1,8° auf der Kodierscheibe 210. Mit dem Erfassen der Schlitze und dem Senden von Signalen durch den Sensor 211 wird der Bewegungsweg des Schlittens 200 exakt erfaßt.
Nachfolgend wird anhand des in 14 dargestellten Flußplans das Bewegen des Schlittens 200 genauer beschrieben. Die Drehung des Motors 206 wird vom Ausgangsstellungssensor HP sowie vom Sensor 211 in Verbindung mit der Kodierscheibe 210 gesteuert.
Wenn der Schlitten 200 sich in der Ausgangsstellung S befindet, wird in Schritt S1 diese Stellung vom Sensor HP erfaßt, so daß der Ablauf zu Schritt S2 übergeht, um den Motor 206 in Drehung zu setzen und den Schlitten 200 in die Stellung T zum Drucken von Kuverts zu bewegen. Danach geht der Ablauf zu Schritt S3 über. Wenn in Schritt S3 vom Sensor HP erfaßt wird, daß der Schlitten 200 sich nicht in der Ausgangsstellung befindet, geht der Ablauf zu Schritt S4 über, um den Motor 206 rückwärts in Drehung zu setzen und den Schlitten 200 in die Ausgangsstellung S zu bewegen. Danach geht der Ablauf zu Schritt S5 über. Wenn in Schritt S5 der Sensor HP die Vorderkante der am Schlitten 200 angeordneten Abschirmplatte 200a erfaßt, geht der Ablauf zu Schritt S6 über, um den Motor noch einige Schritte rückwärts zu drehen und den Schlitten in die Ausgangsstellung S zu bewegen. Danach wird in Schritt S7 der Motor 206 gestoppt. Damit ist die erste Schlittenbewegung abgeschlossen. Die Anzahl der in Schritt S6 an den Motor 206 gesendeten Umpulse wird vom Abstand zwischen der Vorderkante der Abschirmplatte 200a und der Mitte des Schlittens und der positionellen Beziehung zwischen dem Sensor HP und der Ausgangsstellung S bestimmt.
Wenn in Schritt S1 der Sensor HP den Schlitten 200 nicht erfaßt (auf AUS steht), geht der Ablauf zu Schritt S8 über, um den Motor rückwärts in Drehung zu setzen und den Schlitten zu bewegen. Wenn dann in Schritt S9 der Sensor HP den Schlitten 200 erfaßt, werden die bereits beschriebenen Schritte S6 und S7 durchgeführt.
Wenn in Schritt S8 der Schlitten bewegt wird und in Schritt S9 der Sensor HP den Schlitten 200 nicht erfaßt, geht der Ablauf zu Schritt S10 über, um den Schlitten 200 weiter zu bewegen. Wenn dann in Schritt S11 aus den gesendeten Signalen ermittelt wird, daß der Bewegungsweg X des Schlittens 200 gleich oder länger ist als eine vorgegebene Größe, geht der Ablauf zu Schritt S12 über, um den Motor 206 normal drehen zu lassen. Wenn im folgenden Schritt S13 der Sensor HP den Schlitten 200 erfaßt, werden die bereits beschriebenen Schritte S6 und S7 durchgeführt. Wenn in Schritt S13 der Sensor HP den Schlitten 200 nicht erfaßt, geht der Ablauf zu den Schritten S14 und S15 über, um den Motor 206 zu stoppen und einen Fehler anzuzeigen.
Nachfolgend wird das Bewegen des Schlittens 200 aus der Ausgangsstellung S in die Stellung T (Drucken von Kuverts) und die Stellung U (Drucken von Endlospapier) beschrieben.
Zuerst wird der Motor 206 in Drehung gesetzt, um den Schlitten 200 aus der Ausgangsstellung S zur Druckstellung zu bewegen, und von dem Zeitpunkt, zu welchem die am Schlitten 200 angeordnete Abschirmplatte 200a den Erfassungsbereich des Sensors HP verläßt (Anzeige AUS), wird die Anzahl der vom Sensor 211 aus der Kodierscheibe 210 erfaßten und an den Motor 206 gesendeten Impulse gezählt. Wenn die vorbestimmte Anzahl an Impulsen zum Erreichen der Stellung T oder der Stellung U erreicht ist, wird der Motor 206 gestoppt. Durch diese Steuerung wird der Schlitten 200 immer in die gewünschte Druckstellung gebracht.
Wenn der Schlitten 200 nicht mehr bewegt wird, obwohl der Motor 206 noch nicht die gewünschte Anzahl an Schritten gedreht hat, wird der Bedienperson dieser Fehler angezeigt.
Wenn der Schlitten 200 aus der Druckstellung T oder der Druckstellung U in die Ausgangsstellung S bewegt werden soll, wird der Motor 206 in Drehung gesetzt. Sobald der Sensor HP die am Schlitten 200 angeordnete Abschirmplatte 200a erfaßt, dreht der Motor 206 noch so viele Schritte weiter, bis der Schlitten 200 die Ausgangsstellung S erreicht hat.
(Schlittenaufbau: Lagerabschnitt)
Damit der Schlitten 200 rechtwinklig zur Transportrichtung des Aufzeichnungsmediums und parallel zur Anordnungsrichtung der Düsen in der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 bewegt werden kann, ist dieser an der linken Seite vorn und hinten mit einem Lager 212 versehen, welche auf dem Führungsholm 202 gleiten.
Diese Lager 212 sind aus einem Material gefertigt, welches kein Fett erfordert und ein Anhaften von Staub oder Tintennebel an diesen und am Führungsholm 202 verhindert. Am oberen Abschnitt des Schlittens 200, etwa in der Mitte zwischen den beiden Lagern 212, ist ein Gleitelement 213 mit ausgezeichneten Gleiteigenschaften angeordnet, welches entlang der Führungsschiene 203 gleitet. Dadurch wird der Schlitten an drei Stellen geführt.
(Schlittenaufbau: Abschirmplatte für den HP-Sensor)
Wie aus den 11 und 13 hervor geht, ist die bereits erwähnte Abschirmplatte 200a für den HP-Sensor etwa in der Mitte des Schlittens 200 unterhalb der beiden Lager 212 angeordnet.
(Schlittenaufbau: Riemenbefestigungsabschnitt)
Wie aus den 12 und 13 hervor geht, ist der Abschnitt 200b zum Befestigen des Riemens 208 ebenfalls etwa in der Mitte des Schlittens 200, aber oberhalb der beiden Lager 212 angeordnet. Der Teil des Riemenbefestigungsabschnitts 200b, an welchem der Riemen 208 tatsächlich befestigt wird, ist etwas dünner als der Riemen selbst, um den Riemen am Schlitten festzuklemmen und diesen vom Motor 206 hin und her bewegen zu können.
Außerdem ist am Riemenbefestigungsabschnitt 200b ein aus Metallblech gefertigter U-förmiger Anschlag 214 für den Riemen angeordnet, welcher eine Bohrung aufweist, in die eine am Schlitten 200 vorhandene konvexe Erhebung greift, um den Riemenanschlag 214 auf dem Riemenbefestigungsabschnitt 200b zu halten.
(Schlittenaufbau: Leiterplattenbefestigungsabschnitt)
Wie aus den 15 und 16 hervor geht, ist am Schlitten 200 eine gedruckte Verdrahtungsleiterplatte befestigt, welche zwei Anschlußleisten 216 zum Übertragen von Signalen zwischen der am Schlitten 200 installierten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 und der Druckvorrichtung aufweist.
Die Anschlußleisten 216 sind in einer der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gegenüber im Schlitten 200 vorhandenen Vertiefung vertikal angeordnet. Wie aus 7 hervor geht, wird das mit einer gedruckten Leiterplatte bestückte Substrat durch eine Abdeckung 219 geschützt.
Ein als Stromzuführkabel und Signalübertragungskabel dienendes flexibles Kabel 220 ist an einer Seite durch einen zwischen dem Schlitten 200 und der Abdeckung 219 vorhandenen Spalt an die Substratleiterplatte und an der anderen Seite an die in der Druckvorrichtung angeordnete Leiterplatte angeschlossen. Eine Klemme 221 gewährleistet selbst bei Einwirkung einer äußeren Kraft eine sichere Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Kabeln 220.
Das flexible Kabel 220 ist ausreichend lang, um der Schlittenbewegung folgen zu können und keine übermäßige Kraft in irgendeiner Schlittenstellung aufnehmen zu müssen.
(Schlittenaufbau: Aufnahme für die Regeneriereinheit)
Wie aus den 17, 18 und 19 hervor geht, sind am Boden des Schlittens 200 zwei Vertiefungen 200c und parallel zu diesen auf der rechten und der linken Seite je eine plattenförmige Rippe 200d vorhanden. Die Aufgabe dieser Rippen 200d wird in der später folgenden Beschreibung der Regeneriereinheit 300 erläutert.
Der Schlittenbodenabschnitt, welcher als Aufnahme für die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 dient, ist auf der rechten Seite mit einer rechteckigen Vertiefung 200e versehen. In diese Vertiefung 200e greift der an der Regeneriereinheit 300 angeordnete Verriegelungsarm 239, so daß ein durch Schwingungen verursachtes Bewegen des Schlittens 200 aus der Stellung, in welcher die Kappe 308 die Düsen der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 abdeckt, verhindert wird. Darauf wird später näher eingegangen.
(Schlittenaufbau: Tintenzuführabschnitt)
Wie aus 20 hervor geht, sind an einer Stirnseite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 zwei Gummidichtungen 416 angeordnet. Beim Installieren der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 durchdringt die am Schlitten 200 angeordnete Nadel 222 (21) die Gummidichtung 416, so daß aus dem Tintenzuführröhrchen 226 der Tintenbehälter der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 mit Tinte versorgt wird.
Nachfolgend wird der Mechanismus zum Versorgen der am Schlitten 200 installierten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 mit Tinte beschrieben.
Wie aus den 21 und 22 hervor geht, sind am Schlitten 200 vier nach oben auf die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gerichtete schlanke Hohlnadeln 222 befestigt. Die Nadeln 222 sind oben in Form einer Halbkugel 222a geschlossen und im oberen Abschnitt seitlich mit einer in deren Bohrung mündenden kleinen rechteckigen Öffnung 222b versehen. Die Nadeln 222 werden von einem plastischen Element 223 gestützt und sind an einen Verteiler 224 angeschlossen. Eine Dichtung 225 zwischen dem Stützelement 223 und dem Verteiler 224 verhindert das Austreten von Tinte an dieser Verbindungsstelle. Ein aus Gummi gefertigtes, mit vier Anschlüssen versehenes L-förmiges Element 227 verbindet den Verteiler 224 mit vier Zuleitungsröhrchen 226. Jedes der vier Zuleitungsröhrchen 226 ist über eine Preßpassung in einer im Stützelement 223 vorhandenen Bohrung 223a befestigt, kann deshalb nicht aus dem Verbindungselement 227 gleiten, aber der Bewegung des Stützelements 223 folgen. Die vier Zuleitungsröhrchen 226 ragen durch nicht dargestellte, am Schlitten 220 festgeklemmte Gummihülsen nach außen in einen Verbinder aus Gummi, welcher an eine Tintenzuführeinheit 10 angeschlossen ist. Durch die elastische Befestigung der Zuleitungsröhrchen 226 werden diese beim Bewegen des Schlittens 200 nicht übermäßig belastet.
(Schlittenaufbau: Tintenzuführabschnitt)
Nachfolgend wird anhand der 18 und 21 bis 26 das Einführen und Herausziehen der Nadeln 222 in die bzw. aus der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 beschrieben. In diesen Figuren ist die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 nicht mit dargestellt.
Wie aus den 21 und 22 hervor geht, ist über der aus den Nadeln 222, dem Stützelement 223 und dem Verbindungselement 224 zusammengesetzten Einheit eine Welle 233 angeord net. Wie aus den 18 und 23 bis 26 hervor geht, ist in der Mitte eines um die an der rechten und der linken Seite des Schlittens 200 vorhandene Bohrung 200r schwenkbaren Hebels 234 ein Schlitz 234a als Lagerstelle für die Welle 233 vorhanden. Mit dem Schwenken des Hebels 234 werden die Welle 233, die Nadeln 222, das Stützelement 223 und das Verbindungselement 244 nach vorn bzw. nach hinten bewegt. Wenn der Hebel 234 in Pfeilrichtung E (25) geschwenkt wird, während die Nadeln 222 durch die an einer Stirnseite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 vorhandenen Gummidichtungen 416 ragen, gleitet dieser über den am Schlitten 200 vorhandenen konvexen Abschnitt 200h, bis die Welle 233 den Grund der rechts und links am Schlitten 200 vorhandenen Nut 200i berührt. Bei dieser Schwenkbewegung des Hebels 234 bewegt dessen unterer Abschnitt 234c sich in Pfeilrichtung C (24) und drückt die Nadeln 222 aus den Gummidichtungen 416. Die Schwenkbewegung des Hebels 234 in die entgegengesetzte Richtung wird durch die am Schlitten 200 vorhandene Rippe 200k (18) begrenzt.
Nachfolgend wird der am Hebel 234 befestigte Anschlag 235 beschrieben. Wie aus 23 hervor geht, ist ein Ende des Anschlags 235 mit einer Bohrung 235a zur Aufnahme der Welle 233, dessen anderes Ende mit einem im L-förmigen Schlitz 200j am Schlitten 200 geführten Zapfen 235b und einem Haken 235c versehen. In diesen Haken wird ein Ende einer Zugfeder 236, in den am oberen Abschnitt des Hebels 234 vorhandenen Haken 234b das andere Ende dieser Zugfeder eingehängt. Nachfolgend werden der Mechanismus, welcher ein unbeabsichtigtes Betätigen des die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 im Schlitten haltenden und fixierenden Hebels 237 verhindert, und der Hebel 234 zum Bewegen der Nadeln 222 beim Einsetzen und Entfernen einer Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in den bzw. aus dem Schlitten 200 beschrieben.
Wenn keine Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in den Schlitten 200 eingesetzt ist, befinden die beiden Hebel 234 und 237 sich in den in 23 gezeigten Stellungen. In diesem Zustand hat die Zugfeder 236 den Anschlag 235 so weit nach oben gezogen, daß der an diesem vorhandene Zapfen 235b das obere Ende des L-förmigen Schlitzes 200j am Schlitten 200 berührt. In diesem Zustand können die Nadeln 222 nicht in Richtung Aufnahmeabschnitt für die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 bewegt werden.
Wenn nach dem Einsetzen einer Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in den Schlitten der Hebel 237 in die in 24 angedeutete Pfeilrichtung B bewegt wird, drückt dieser den am Anschlag 235 vorhandenen Zapfen 235b gegen die Kraft der Zugfeder 236 in Pfeilrichtung C im L-förmigen Schlitz 200j am Schlitten 200 nach unten. Dadurch erreicht der Zapfen 235b den gerade verlaufenden Abschnitt des L-förmigen Schlitzes 200j und kann in diesem in Pfeilrichtung D bewegt werden, dargestellt in 25. Dadurch kann der Hebel 234 in Pfeilrichtung E schwenken, so daß die Nadeln 222 in die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 dringen und diese mit Tinte versorgen können.
In diesem Zustand, dargestellt in 26, hat der Hebel 234 die andere Endstellung erreicht, so daß die Welle 233 sich über dem Abschnitt 237a des Hebels 237 befindet und die Bedienperson diesen Abschnitt nicht berühren kann. Dadurch besteht kein Möglichkeit, die Nadeln 222 aus der eingesetzten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 zu ziehen und die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit b401 aus dem Schlitten 200 zu entfernen.
(Schlittenaufbau: Aufnahmeabschnitt für die Kopfeinheit)
Wie aus 16 hervor geht, ist in der Rückwand des Aufnahmeabschnitts eine rechteckige Öffnung zur Aufnahme der beiden Anschlußleisten 216 vorhanden. Die beiden Anschlußleisten sind mit zahlreichen Kontaktstiften versehen, welche unabhängig voneinander vorwärts und rückwärts bewegt werden können. Wenn ein Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 im Schlitten 200 eingesetzt ist, berührt das an dieser vorhandene Kontaktanschlußfeld 421 (wird später näher beschrieben) die Anschleißleiste, so daß ein Kontakt der Anschlußleiste 216 gezogen wird, welcher in Richtung H einen Druck auf das Kontaktanschlußfeld ausübt.
Der Hebel 237 ist auf einen im oberen Abschnitt des Schlittens 200 beidseitig befestigten Bolzen 238 schwenkbar gelagert. Der Abschnitt 237a des Hebels 237 dient zum Schwenken dieses Hebels.
Wie aus 55 hervor geht, sind in der Mitte des Schlittens 200 zwei Kopfarretierplatten 239 für jede der beiden im Schlitten 200 eingesetzten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401 versenkt angeordnet. Die Anzahl an eingesetzten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401 und somit der Kopfarretierplatten 239 kann aber nach Bedarf geändert werden.
Ein am hinteren Ende der Kopfarretierplatte 239 ist rechts und links ein Zapfen 239a angeordnet, welcher in ein am Hebel 237 vorhandenes U-förmiges Lager 237b gesetzt wird, um die Kopfarretierplatte 239 in diesem schwenkbar zu lagern. In der Mitte der Kopfarretierplatte 239 ist ein auf einer Blattfeder 240 ruhendes Lager 239b angeordnet. Durch die Blattfeder 240 wird die Kopfarretierplatte 239 um den Zapfen 239a geschwenkt, wenn der Hebel 237 sich in der hinteren Endstellung befindet, so daß der vordere Abschnitt 239c der Kopfarretierplatte 239 nach unten eine Kraft ausübt. Dadurch wird die eingesetzte Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 von der Kopfarretierplatte 239 nach hinten gedrückt. Wenn keine Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 im Schlitten 200 eingesetzt ist, berührt der Abschnitt 237c des Hebels 237 die an beiden Seiten der Kopfarretierplatte 239 vorhandene Rippe 239d, so daß die Kopfarretierplatte 239 sich nicht vom Hebel 237 lösen kann.
Wie aus 19 hervor geht, sind am Boden des Schlittens 200 vier oben abgeflachte trapezförmige Vorsprünge 2001 vorhanden, d.h. zwei für jede der beiden Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401. Am Boden jeder Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 sind zwei Vorsprünge angeordnet (werden in der später folgenden detaillierten Beschreibung der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit näher erläutert), welche auf den Vorsprüngen 2001 ruhen, wenn die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 im Schlitten 200 eingesetzt ist, um diese in vertikaler Richtung zu positionieren. Am Boden des Schlittens 200 ist für jede Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 eine U-förmige Rippe 200m angeordnet, gegen welche bei eingesetzter Flüssigkeitsstrahlkopfkartusche 401 die Seitenfläche des an deren Boden vorhandener Vorsprung sich legt.
An der vertikalen Wand im Schlitten 200 sind über der Klemmleiste 216 zwei U-förmige Rippen 200n angeordnet, deren Form von oben gesehen aus 56 zu erkennen ist. An der Stelle, an welcher die U-förmigen Rippen 200m am Boden des Schlittens 200 den U-förmigen Rippen 200n an der vertikalen Wand gegenüber liegen, sind zylindrische Abschnitte 200p vorhanden. Wenn eine Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 im Schlitten 200 eingesetzt ist, berührt der an dieser über dem Kontaktanschlußfeld angeordnete kugelförmige Vorsprung (wird später näher beschrieben) die an der vertikalen Wand vorhandene U-förmige Rippe 200n.
Wie aus den 57A und 57B hervor geht, ist am vorderen Ende des Aufnahmeabschnitts am Schlitten 200 ein Mechanismus zum seitlichen Schwenken der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordnet. Dieser Mechanismus wird von einer am Kopf angeordneten Blattfeder 242 und einem Nocken 241 gebildet. Der Nocken 241 wird gedreht, um dessen Fläche 241a mit dem an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordneten trapezförmigen Vorsprung 411 in Berührung zu bringen und die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in die entsprechende Stellung zu schwenken (den mit Düsen versehenen Kopf zu neigen). In 57B kennzeichnet das Bezugszeichen 251 eine kleine Stahlkugel, das Bezugszeichen 250 eine Feder.
Wie aus den 61 und 62 hervor geht, erfolgt bei der beschriebenen Konstruktion das Positionieren der in den Schlitten 200 eingesetzten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in vertikaler Richtung durch die nach unten gerichtete Komponente g1 der von der Kopfarretierplatte 239 erzeugten Kraft, durch welche die an der Unterseite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordneten Vorsprünge gegen die am Boden des Schlittens 200 angeordneten oben abgeflachten trapezförmigen Vorsprünge 2001 gedrückt werden.
Das Positionieren der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 nach vorn/hinten und nach rechts/links erfolgt durch die von der Klemmleiste 216 erzeugte Reaktionskraft H und die Komponente g2 der von der Kopfarretierplatte 239 durch die Blattfeder 240 erzeugte Kraft, welche die Seitenfläche der an der Unterseite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordneten Vorsprünge gegen die am Boden des Schlittens 200 angeordneten U-förmigen Rippen 200m und die über dem Kontaktabschnitt der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 an dieser angeordneten kugelförmigen Abschnitte gegen die an der vertikalen Wand im Schlitten 200 angeordneten U-förmigen Rippen 200n drücken. Wie aus 56 hervor geht, wird bei dieser Ausführungsform die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 nach vorn/hinten und nach rechts/links auch durch die von den genannten U-förmigen Rippen 200m und 200n zentrisch gebildeten zylindrischen Abschnitte 200p im Schlitten positioniert. Der an einer Seite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordnete, nach unten gerichteten trapezförmige Vorsprung 411 wird zwischen die Fläche 241a des Schlitten 200 angeordneten Nockens 241 und die Feder 242 geschoben, um die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in Schwenkrichtung zu positionieren (die am Kopf vorhandenen Düsen zu neigen).
(Schlittenaufbau: Aufnahme des Schwenkmechanismus)
Nachfolgend wird anhand der 57A und 57B der bereits erwähnte, am Schlitten 200 angeordnete Mechanismus zum Schwenken der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 beschrieben.
Dieser Mechanismus ist in zwei an einer Seite des Schlittens 200 angeordneten Lagern drehbar gelagert. Dieser Mechanismus weist eine Welle 244 mit D-förmigem Querschnitt, den bereits erwähnten Nocken 241 mit D-förmiger Bohrung und eine am Umfang in gleichmäßigen Abständen mit Nuten 243a und zentrisch mit einer D-förmigen Bohrung versehene Scheibe 243 auf, welche zusammengefügt eine Einheit bilden. Wenn die Scheibe 243 um einen bestimmten Winkel gedreht wird, rastet die von der Feder 250 belastete kleine Stahlkugel 251 in die entsprechende Nut 243a und arretiert die Scheibe in dieser Stellung.
Beim Drehen der Scheibe 243 wird über die Welle 244 der Nocken 241 mit gedreht und dadurch dessen periphere Fläche 241a in Drehrichtung verschoben. Von der am Schlitten 200 ange ordneten Blattfeder 242 wird der trapezförmige Vorsprung 411, welcher auf der zum Schwenkmechanismus gerichteten Seite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordnet ist, gegen die periphere Fläche 241a des Nockens 241 gedrückt.
Mit dem Drehen der Scheibe 243 und somit des Nockens 241 drückt dessen Fläche 241a gegen den an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordneten trapezförmigen Vorsprung 411, so daß die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 um den von den U-förmigen Abschnitten 200m und 200n am Boden bzw. an der vertikalen Wand des Schlittens 200 gebildeten zylindrischen Abschnitt 200p geschwenkt wird. Auf diese Weise kann die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 willkürlich geneigt werden. Da bei dieser Ausführungsform zwei dieser Schwenkmechanismen angeordnet sind, kann die Neigung jeder der beiden eingesetzten Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten fein eingestellt werden.
(Schlittenaufbau: Einsetzen der Kopfeinheit)
Nachfolgend wird anhand der 58 bis 62 das Einsetzen einer Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 beschrieben.
Wie aus 58 hervor geht, muß zum Einsetzen einer Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in den Schlitten 200 der Hebel 237 um den rechts und links im Schlitten 200 gelagerten Bolzen 238 nach hinten geschwenkt werden. Dann wird die von der Bedienperson am Griff 406 gehaltene Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in Pfeilrichtung J schräg in den Schlitten 200 eingesetzt.
Beim weiteren Einschieben der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in den Schlitten 200 berührt die Außenfläche des an deren rechten Seite angeordneten zylindrischen Vorsprungs 415 die an dieser Seite des Schlittens 200 vorhandene Führungs bahn 200q, so daß die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 über den Vorsprung 415 entlang der Führungsbahn 200q nach unten und der an dieser angeordnete trapezförmige Vorsprung 411 zwischen den Nocken 241 und die Feder 242 (57A) gleitet. Dieser Zustand ist in 59 dargestellt.
Danach wird der Hebel 237 in Pfeilrichtung F um den Bolzen 238 geschwenkt, so daß die Spitze 239c der in 55 dargestellten, im Hebel 237 versenkten Kopfarretierplatte 239 die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in die in 60 gezeigte Stellung drückt.
Die 61 und 62 zeigen den Zustand bei vollständig in den Schlitten 200 eingesetzter Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401.
(Schlittenaufbau: Entfernen der Kopfeinheit)
Das Entfernen der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 aus dem Schlitten erfolgt in umgekehrter Reihenfolge.
Aus dem in den 61 und 62 dargestellten Zustand wird der Hebel 237 in Pfeilrichtung K um den Bolzen 238 geschwenkt und dadurch die von der Spitze 239c der Kopfarretierplatte 239 auf die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 ausgeübte Anpreßkraft aufgehoben.
Durch die von der Klemmleiste 216 ausgeübte Kraft wird die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in Pfeilrichtung H geschoben. In diesem Zustand erfaßt die Bedienperson die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 an deren Griff 406 und zieht diese, mit der Außenfläche des an dieser angeordneten Vorsprungs 415 auf der Führungsbahn 200q gleitend, in Pfeilrichtung L schräg aus dem Schlitten 200.
(Regeneriereinheit)
Nachfolgend wird die bereits erwähnte Regeneriereinheit 300 zum Beseitigen von Ausstoßfehlern, verursacht durch Staub an der mit den Düsen versehenen Fläche 401a des Kopfes oder durch eingedickte Tinte an dieser oder in den Düsen (Tinte wird nicht in die gewünschte Richtung ausgestoßen und die Tintentröpfchen landen nicht an der gewünschten Stelle), detailliert beschrieben.
Zu der bei dieser Ausführungsform verwendeten Regeneriereinheit 300 gehören drei Komponenten.
Die erste Komponente ist eine Vorausstoßvorrichtung zum Vorausstoßen von Tinte aus allen Düsen an einer außerhalb des Druckmediums liegenden Stelle, wenn nicht gedruckt wird, um eingedickte Tinte oder Tintenvermischungen, welche bei Verwendung mehrerer Tintenarten zum Drucken auftreten können, in oder an diesen zu entfernen, und zum Abführen der ausgestoßenen Tinte in einen Gebrauchttintenbehälter.
Die zweite Komponente ist eine Wischvorrichtung zum Entfernen des beim Ausstoßen von Tintentröpfchen und beim Auftreffen der ausgestoßenen Tintentröpfchen auf dem Druckmedium erzeugten und an der mit den Düsen versehenen Fläche des Ausstoßkopfes haften bleibenden Tintennebels bei dem später beschriebenen Saugregeneriervorgang. Diese Komponente weist ein zum Beispiel aus Gummi gefertigtes elastisches Element in Form einer Lamelle 303 auf.
Die dritte Komponente ist eine Saugvorrichtung. Die zu dieser Vorrichtung gehörende Kappe 308 aus einem elastischen Material wie Gummi wird gegen die mit den Düsen versehene Fläche 401a der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gedrückt. In diesem Zustand wird von einer Pumpe ein Unterdruck erzeugt, um Staub, eingedickte Tinte oder Bläschen aus den Dü sen zu saugen. Diese zusammen mit Tinte abgesaugten schädlichen Elemente werden einem Gebrauchttintenbehälter zugeführt und dann entsprechend verarbeitet.
Nachfolgend wird der Aufbau der bei dieser Ausführungsform verwendeten Regegeriereinheit 300 detailliert beschrieben.
27 zeigt die Regeneriereinheit 300 in perspektivischer Darstellung. Diese Einheit wird durch den Führungsholm 202 für den Schlitten 200 mit installierter Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 exakt positioniert.
Die Aufnahme 301 für die im Vorausstoßvorgang ausgestoßene Tinte ist kürzer als die Länge der Düsenreihe in der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401. Aufgrund dieser Konstruktion kann das Vorausstoßen nicht bei allen Düsen gleichzeitig, sondern immer nur aus einer bestimmten Anzahl an Düsen nacheinander durchgeführt werden. Dadurch kann die Größe der Regeneriereinheit 300 minimiert werden. Um bei dieser Ausführungsform die Zeitdauer für das Vorausstoßen aus allen Düsen so kurz wie möglich zu halten, wird das Vorausstoßen während der Abtastbewegung des Schlittens 200 durchgeführt. Wenn die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 mit insgesamt 616 Düsen versehen ist, werden diese z.B. in 10 Gruppen unterteilt, in 9 Gruppen zu je 62 Düsen und 1 Gruppe zu 58 Düsen. Die Düsenteilung beträgt 23,8 mm (600 dpi) und bei jeder Düse werden 200 Vorausstoßvorgänge durchgeführt. Wenn die Ausstoßfrequenz 8 kHz beträgt und das Ausstoßen bei einer vorgegebenen Schlittengeschwindigkeit von 105 mm/s erfolgt, landet die ausgestoßene Tinte in einem Bereich, welcher zweimal so lang ist wie die aus 62 Düsen bestehende Gruppe, d.h. etwa 5,25 mm. Bei dieser Ausführungsform hat die Aufnahme 301 eine Länge von 8 mm und ist demzufolge etwas länger als der genannte Bereich. Bei einer Düsenreihenlänge von etwa 26 mm ist das nur 1/3 oder etwa weniger. In der Aufnahme 301 ist ein aus porösem Kunstharz erzeugtes Absorptionselement 302 zum Absorbieren der beim Vorausstoßen ausgestoßenen Tinte angeordnet. Die von diesem Element absorbierte Tinte wird in einem später näher beschriebenen Saugvorgang aus diesem abgesaugt.
Das beschriebene fließende Vorausstoßen kann aber auch bei einer anderen Schlittengeschwindigkeit als der genannten durchgeführt werden, wobei zur Verkürzung der Vorausstoßperiode das Vorausstoßen zum Beispiel beim Anfahren oder Abbremsen des Schlittens 200 erfolgt.
Das Vorausstoßen muß jedoch nicht unbedingt während der Abtastbewegung des Schlittens 200 durchgeführt werden. So kann der Schlitten 200 zum Beispiel immer dann gestoppt werden, wenn eine Düsengruppe sich über der Aufnahme 301 befindet. In diesem Moment wird das Vorausstoßen bei dieser Düsengruppe vorgenommen, dann der Schlitten wieder bewegt, bis die nächste Düsengruppe sich über der Aufnahme 301 befindet. In diesem Fall sind eine bestimmte Anzahl an Ausstoßvorgängen erforderlich.
Für jede der beiden Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401 ist eine aus elastischem Material gefertigte Lamelle 303 vorgesehen. Dadurch werden bei einem Unterschied in der Höhe der mit Düsen versehenen Fläche 401a beider Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401 keine Probleme verursacht. Außerdem wird bei Verwendung unterschiedlicher Tinten ein Vermischen dieser miteinander verhindert. Jede Lamelle 303 ist an einem Halter 304 befestigt, welcher bezüglich der Lamellenwelle 305 mit daran befestigtem Zahnrad 305 von einer später beschriebenen Blattfeder in Pfeilrichtung A₃₀₁ elastisch nach oben gedrückt wird. Die Lamellenwelle 305 mit daran befe stigter Lamelle 303 ist im Schlitten 200 gelagert und wird von einem später beschriebenen Mechanismus in Pfeilrichtung A₃₀₂ gedreht. Integraler Bestandteil des Lamellenhalters 304 ist ein Nocken 306. Wenn der Schlitten 200 in Pfeilrichtung A₃₀₃ abtastend über die Wischvorrichtung bewegt und dabei die Wischvorrichtung elastisch gegen eine am Schlitten angeordnete Rippe (nicht dargestellt) gedrückt wird, kann die mit den Düsen versehene Fläche der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit von der Lamelle 303 zuverlässig überlappt gewischt werden, selbst wenn die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 und die Wischvorrichtung 300 in der Höhe nicht exakt zueinander positioniert sind.
Bei dieser Ausführungsform gehören zur Reinigungsvorrichtung außerdem ein später näher beschriebenes Lamellenreinigungselement 307, eine aus elastischem Material wie Gummi gefertigte Kappe 308, ein in der Kappe 308 untergebrachtes Absorptionselement 309 aus einem porösen Material, ein Kappenhalter 310 und ein Hebel 311, welcher über eine nicht dargestellte Feder den Kappenhalter 310 in Pfeilrichtung A₃₀₄ bewegt und von einem später beschriebenen Nocken vertikal bewegt wird, um die Kappe anzulegen oder abzuheben. Die Transportrichtung der Kuverts 312 ist durch den Pfeil A₃₀₅, die des Endlospapiers 313 durch den Pfeil A₃₀₆ gekennzeichnet. Der Schlitten 200 ist mit einer nicht dargestellten Öffnung versehen, in welche der mit dem Bezugszeichen 390 gekennzeichnete Verriegelungsarm greift, um den Schlitten zu arretieren und ein Verschieben der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 bei angelegter Kappe 308 bei Auftreten eines Stoßes zu verhindern. Der Verriegelungsarm 390 ist über eine nicht dargestellte Verriegelungsfeder am Hebel 311 befestigt und kann elastisch nach unten gedrückt werden. Dadurch wird ein Beschädigen des Schlittens 200 und der Regeneriereinheit 300 verhindert, wenn der Verriegelungsarm 390 nicht in die ge nannte Öffnung am Schlitten gleitet, sondern gegen eine andere Stelle an diesem stößt.
Bei dieser Ausführungsform sind aus den nachfolgend beschriebenen Gründen der Kuverttransportraum, die Vorausstoßaufnahme, die Wischvorrichtung, die Abdeckvorrichtung und der Transportraum für Endlospapier in der genannten Reihenfolge angeordnet.
Zuerst wird die Kappe 308 detailliert beschrieben. Ein Fehler wie zum Beispiel eine Leckstelle wird verursacht, wenn Fremdstoffe, eingetrocknete Tinte usw. an dem Abschnitt der mit den Düsen versehenen Fläche 401a haften, gegen welche die ringförmige Berührungsfläche der Kappe 308 sich legt, um ein Eindicken der Tinte in den Düsen zu verhindern und ein Zwangsausstoßen beim später beschriebene Absaugen zu ermöglichen. Bei der Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet das Fasermaterial des Druckmediums, der sogenannte „Papierstaub" den Hauptteil der Fremdstoffe. Beim Drucken von Endlospapier entsteht kaum solcher Papierstaub, aber beim Drucken von Kuverts, und zwar in großer Menge. Der erwähnte Tintennebel entsteht auch beim Auftreffen der Tintentröpfchen auf dem Druckmedium und beim Wischen. Um die Menge an Tintennebel und Papierstaub, welche auf die Kappe 308 gelangen können, zu minimieren, ist die Kappe 308 an einer Stelle angeordnet, welche sich am weitesten von der Kuvertdruckposition entfernt befindet und welche der beim Wischen mit der Lamelle 303 entstehenden Tintennebel nicht erreicht. Um ein Verunreinigen der Kappe 308 und des Druckmediums durch den beim Wischen mit der Lamelle 303 entstehenden Tintennebel zu verhindern, sollte die Lamelle 303 der Wischvorrichtung möglichst weit weg von der Druckposition angeordnet werden. Deshalb ist die Vorausstoßaufnahme zwischen dem Kuverttransportraum und der Wischvorrichtung ange ordnet, um einen ausreichenden Abstand zwischen diesem Raum und der Wischvorrichtung zu gewährleisten.
28 zeigt schematisch den Aufbau des Antriebs der Regeneriereinheit 300. Die Regeneriereinheit wird von einem separaten Motor 370 mit einem auf dessen Anker befestigten Zahnrad angetrieben. Dieses Antriebszahnrad greift in ein erstes Doppelzahnrad 371 als Untersetzungszahnrad, welches wiederum in ein auf der Pumpenwelle 373 drehbar gelagertes Umlenkzahnrad 372 greift. Auf der Pumpenwelle 373 sind eine später beschriebene Rollenführung und ein Pumpennocken 374 (in 28 durch geneigte Linien angedeutet) mit einem eingekerbten Abschnitt 374a als Aufnahme für die am Umlenkzahnrad 372 vorhandene Rippe 372a befestigt. Der eingekerbte Abschnitt 374a ist so breit, daß die Rippe 372a sich in diesem um einen Drehwinkel von 55° bewegen kann. In das Umlenkzahnrad 372 greift ein zweites Doppelzahnrad 375, welches wiederum in eine Einwegkupplung 376 greift. Diese Einwegkupplung überträgt nur in Drehrichtung A₃₈₀ ein Drehmoment auf eine später näher beschriebene Nockenwelle.
29 zeigt schematisch das mit Ventilen bestückte Leitungssystem der Regeneriereinheit 300. Bei dieser Ausführungsform ist an jede der beiden Flüssigkeitsstrahlkopfeinheiten 401 ein Leitungssystem angeschlossen. Zur Vereinfachung ist in 29 nur ein Leitungssystem dargestellt.
Bei dieser Ausführungsform sind im Leitungssystem ein Vorausstoßventil 321, ein Ventil 322 mit Verbindung zur Atmosphäre, ein Saugventil 323 und ein Unterdruckerzeugungselement 324 (in diesem Fall eine Rohrpumpe) zur Erzeugung des für die Saugregenerierung der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 erforderlichen Unterdrucks angeordnet.
Zuerst wird die Schaltstellung jedes dieser Ventile beim Absaugen der im Vorausstoßvorgang ausgestoßenen Tinte beschrieben. Das Vorausstoßen erfolgt während der Bewegung der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 von 401A nach 401B. Danach ist nur das Vorausstoßventil 321 geöffnet, während die beiden Ventile 322 und 323 geschlossen sind, wobei die Rohrpumpe 324 wie beschrieben angetrieben wird und im Rohr einen Unterdruck erzeugt. Die beim Vorausstoßen ausgestoßene, in der Aufnahme 301 gesammelte Tinte wird durch das Ausstoßrohr 364 und das Pumpenrohr 325 in Pfeilrichtung A₃₀₇ abgesaugt und einem nicht dargestellten Gebrauchttintenbehälter zugeführt.
Nachfolgend wird die Schaltstellung jedes dieser Ventile bei der Saugregenerierung beschrieben. 29 zeigt den Zustand, bei welchem die Kappe 308 von der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 abgehoben ist. Zur Durchführung der Saugregenerierung wird von dem später näher beschriebenen Nocken 350 der Kappenhebel 311 betätigt, welcher die Kappe 308 elastisch gegen die mit den Düsen versehene Fläche 401 der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 drückt, um die Düsenreihe abzudecken. Danach wird bei geschlossenem Ventil 321, bei geschlossenem Ventil 322 und geöffnetem Ventil 323 die Rohrpumpe 324 in Betrieb gesetzt, von dieser kurzzeitig ein Unterdruck in der Kappe 308 erzeugt und die in dieser gesammelte Tinte abgesaugt. Danach werden die Ventile 322 und 322 geöffnet, während die Kappe 308 gegen die Flüssigkeitsstrahlkopfkartusche 401 gedrückt wird. Bei angelegter Kappe wird von der Rohrpumpe 324 Tinte aus der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gesaugt, wobei durch das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Rohr 339 Luft in die Kappe strömt.
Nachfolgend wird anhand der 30 und 31 die Wirkungsweise der Rohrpumpe 324 beschrieben.
An der Rollenführung 327 sind zwei Rollen 326 angeordnet, welche um 180° phasenverschoben in Drehung gesetzt werden. Die Rollenführung 327 ist mit Nuten 327a als Führung für die beiden Rollenzapfen 326a der jeweiligen Rolle 326 versehen. Von den sich drehenden Rollen 326 wird das Pumpenrohr 325 aus Silikon zusammengedrückt. An der Rohrpumpe 324 ist ein aus Gummi gefertigtes Dämpfungselement 328 angeordnet.
30 zeigt den Zustand, in welchem die Rohrpumpe 324 einen Unterdruck erzeugt. Die Unterdruckerzeugung erfolgt auf die Weise, daß die an das hintere Ende der Nut 327a gezogene Rolle 326 in Drehung gesetzt wird und das Pumpenrohr 325 zusammendrückt. Das außerhalb des Rohrzusammendrückbereichs A₃₀₈ angeordnete Dämpfungselement 328 zieht jede Rolle 326 gegen das genannte Ende der entsprechenden Nut 327a. Da die Rohrpumpe 324 mit zwei um 180° zueinander versetzten Rollen 326 ausgerüstet ist und die Rohrführung 329 sich über einen Bereich von 108° oder mehr erstreckt, gekennzeichnet durch das Bezugszeichen A₃₀₈, und die Rollenführung 327 sich kontinuierlich in Pfeilrichtung A₃₀₉ dreht, wird von der Rohrpumpe 324 ständig ein Unterdruck erzeugt.
31 zeigt den Zustand, in welchem die Rollenführung 327 in Pfeilrichtung A₃₁₀, d.h. entgegengesetzt der in 30 angedeuteten Richtung dreht. In diesem Fall wird die Rolle 326 an das andere Ende der Nut 327a und somit in Richtung Mitte der Rollenführung 327 gezogen und vom Pumpenrohr 325 abgehoben. Dadurch dreht die Rolle 326 im Leerlauf und es wird kein Unterdruck erzeugt. Wenn über einen längeren Zeitraum nicht gedruckt wird, sollte die Stromzufuhr zur Druckvorrichtung unterbrochen oder diese in den Wartezustand geschaltet werden. Um aus dem in 30 dargestellten Zustand sicher in den in 31 dargestellten Zustand zu ge langen, ist bei dieser Ausführungsform ein Drehwinkel von 40° erforderlich.
Nachfolgend wird anhand der 32 bis 43 der Aufbau des Ventilmechanismus beschrieben.
Zuerst wird anhand von 32 das Betätigen des Vorausstoßventils 321 erläutert. Bei dieser Ausführungsform gehören zum Ventilbetätigungsmechanismus folgende Elemente: ein Nocken 330, welcher das Öffnen/Schließen des Vorausstoßventils 321 steuert, ein Ventilhalter 331 für alle Ventile, eine aus einem elastischen Material wie Gummi gefertigte Membran 332, ein diese oder die später näher beschriebene Membran 342 des Saugventils berührender Ventilstößel 333a, ein mit diesem Stößel verbundener erster Arm 334a, ein den Arm 334a und den Nocken 330 berührendes Nockenfolgeelement 335a (ein solches Element folgt auch dem Nocken 341 des später beschriebenen Saugventils), eine erste Feder 336a, welche den ersten Arm 334a gegen den Nocken 332 (bzw. den Nocken 341) zieht, und ein Rohr 337, welches sich vom Vorausstoßventil 321 zum Saugventil 323 erstreckt.
Wie aus 32 hervor geht, ist die Membran 332 im Ventilhalter 331 angeordnet. Bei der durch die durchgehende Linie gekennzeichneten Stellung des Arms 334a ist die Verbindung zwischen dem für das Vorausstoßen verwendeten Rohr 364 und dem Rohr 337 unterbrochen. Beim Drehen des Nockens 330 in Pfeilrichtung A₃₁₁ wird der Arm 334a in die durch die Strich-Doppelpunkt-Strich-Linie gekennzeichnete Stellung bewegt, dabei der Ventilstößel 333a mitgenommen, das Vorausstoßventil 321 geöffnet und die Verbindung zwischen dem Rohr 364 und dem Rohr 337 hergestellt.
In 32 kennzeichnen die Bezugszeichen mit dem Anhängsel „a" die zum Vorausstoßmechanismus gehörenden Elemente, in 33 die Bezugszeichen mit dem Anhängsel „b" die zum Saugmechanismus gehörenden Elemente. Auf eine Beschreibung der Elemente bei beiden Mechanismen, welche sich zwar voneinander unterscheiden, aber die gleiche Funktion haben, wird verzichtet.
Nachfolgend wird anhand von 33 das Betätigen des Saugventils 323 beschrieben. Zum Betätigungsmechanismus des Saugventils 323 gehören ein Nocken 341, eine aus elastischem Material wie Gummi gefertigte Membran 342 und ein von der Kappe 308 zum Ventilhalter 331 führendes Rohr 338. In 33 ist der Zustand bei geschlossenem Saugventil durch die durchgehenden Linien gekennzeichnet, in welchem wie beim Vorausstoßventil die Verbindung zwischen dem Rohr 328 und dem Rohr 337 unterbrochen ist. Wenn der Nocken 341 in Pfeilrichtung A₃₁₂ dreht, wird der erste Arm 334b in die mit der Strich-Doppelpunkt-Strich-Linie gekennzeichnete Stellung geschwenkt, dadurch vom Ventilstößel 334b das Saugventil geöffnet und somit die Verbindung zwischen dem Rohr 338 und dem Rohr 337 hergestellt.
34 zeigt das Betätigen des Ventils 322 mit Verbindung zur Atmosphäre. Zum Betätigungsmechanismus des Ventils 322 gehören ein Nocken 343, eine aus elastischem Material wie Gummi gefertigte Membran 344 und eine Feder, welche den Arm 345 gegen die Membran drückt.
In 34 ist der Zustand bei geschlossenem Ventil 322 durch die durchgehenden Linien gekennzeichnet. Beim Drehen des Nockens 343 in Pfeilrichtung A₃₁₃ wird der Arm 345 von der Membran abgehoben (Strich-Doppelpunkt-Strich-Linie) und dadurch die Verbindung zwischen dem Rohr 339 und der Atmosphäre hergestellt.
Das Ventil 322 unterscheidet sich von den Ventilen 321 und 323 und die an die beiden Kappen 308 angeschlossenen zwei Rohre 339 sind über ein nicht dargestelltes Verbindungselement miteinander verbunden und an die Membran 344 angeschlossen. Dadurch reicht ein Ventilbetätigungsmechanismus für die beiden Kappen 308 aus.
35 zeigt die Schnittansicht der Kappe 308, welche einen Stutzen 347 zum Anschließen des Rohres 339 und einen Stutzen zum Anschließen des Rohres 338 aufweist.
Die 36 und 37 zeigen schematisch das Bewegen der Kappe 308 in vertikaler Richtung. 36 zeigt die Kappe 308 in abgehobenem Zustand, 37 die Kappe 308 in angelegtem Zustand.
In 36 kennzeichnet das Bezugszeichen 350 einen Nocken, das Bezugszeichen 311a ein Nockenfolgeelement als integralen Bestandteil des Kappenbetätigungshebels 311. Beim Drehen des Nockens 350 in die jeweilige Stellung wird die Kappe 308 gegen die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gedrückt bzw. von dieser abgehoben. Zwischen dem Kappenhalter 310 und dem Kappenbetätigungshebel 311 ist eine nicht dargestellte Feder angeordnet. Der Nocken 350 und das Nockenfolgeelement 311a am Kappenbetätigungshebel 311 berühren einander, können aber voneinander getrennt werden, wenn durch die Tinte die Kappe 308 an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 haften bleibt.
Nachfolgend wird anhand der 38 und 39 das Betätigen der Wischvorrichtung beschrieben. Zur Wischvorrichtung gehören ein Lamellenbetätigungszahnrad 350, ein in dieses greifendes intermittierendes Zahnrad 351, ein in das Zahnrad 351 greifendes Schaltzahnrad 352, ein Lamellenreinigungselement 307 und eine Lamellenanpreßfeder 353. Der Schlitten ist mit einer Lamellenrippe versehen.
Wenn der Schlitten 200 die in 39 durch die durchgehenden Linien gekennzeichnete Wischposition erreicht, wird der Nocken 306 aus der in 38 gezeigten Stellung in Pfeilrichtung A₃₁₄ gedreht, um die Lamelle 303 aufzurichten. Dann wird der Schlitten 200 mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Pfeilrichtung A₃₁₅ bewegt. Dabei drückt die bereits erwähnte Rippe am Schlitten 200 gegen den Nocken 306 und dadurch die Wischvorrichtung nach unten in die in 39 durch die Strich-Doppelpunkt-Strich-Linie gekennzeichnete Stellung. Der Lamellenhalter 304 und die Lamelle 303 werden gegen die Kraft der Feder 353 nach unten gedrückt, während die Rippe am Schlitten über den Nocken 306 gleitet. Da die Lamelle 303 sich im Bereich A₃₁₆ bewegt, ist immer stabiles Wischen gewährleistet. Wenn die mit den Düsen versehene Fläche 401a der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 die Lamelle 303 verläßt, ist der Wischvorgang beendet. Danach wird die Wischvorrichtung wieder bis in die in 38 gezeigte Stellung gedreht, wobei das Reinigungselement 307 die an der Lamelle 303 haftende Tinte abstreift. Bei diesem Beispiel ist der Wert A₃₁₇, um welchen die Lamelle 303 das Reinigungselement 307 überlappt, größer als der Bereich A₃₁₆, so daß die an der Lamelle 303 haftende Tinte zuverlässig abgestreift wird.
Das Lamellenreinigungselement 307 ist an einer Stelle angeordnet, an welche die Lamelle 303 keine Tinte schleudert, bei dieser Ausführungsform unterhalb der Lamelle 303. Das Reinigungselement 307 ist ein Behälter, welcher die von der Lamelle 303 abgestreifte Tinte aufnimmt und nach Bedarf ausgewechselt werden kann. Demzufolge kann beim sogenannten Naßwischen, bei welchem an der Lamelle 303 haftende eingetrocknete Tinte wieder in Lösung geht, oder bei Verwendung einer stark viskosen Pigmenttinte die von der Lamelle 303 tropfende Tinte zuverlässig aufgefangen werden und nicht zu anderen Abschnitten in der Druckvorrichtung gelangen.
Im Falle der Verwendung eines Lamellenreinigungselements 307 mit einem großen Fassungsvermögen, welches nur unter Schwierigkeiten ausgetauscht werden kann, ist an dessen Boden ein an das Pumpenrohr 325 angeschlossenes Rohr 397 befestigt, über welches die im Absorptionsmittel 398 gesammelte Tinte nach Bedarf abgesaugt und dem Gebrauchttintenbehälter zugeführt wird. Durch diese Konstruktion bereitet die im Lamellenreinigungselement 307 gesammelte Tinte der Bedienperson zu keiner Zeit Probleme. Der Aufbau des Ventilbetätigungsmechanismus ist identisch dem in 32 dargestellten, so daß auf eine Beschreibung verzichtet wird. Wenn das Reinigungsventil 399 geöffnet wird, während das Saugventil 323 und das Vorausstoßventil 323 geschlossen bleiben, kann bei arbeitender Pumpe die im Lamellenreinigungselement 307 gesammelte Tinte abgesaugt werden.
Nachfolgend wird der in 38 dargestellte Antriebsmechanismus der Wischvorrichtung beschrieben. Bei diesem Mechanismus kommen das Schaltzahnrad 352 und das intermittierende Zahnrad 351 immer nur über die schraffierten Zahnpaare 374 und die nicht schraffiert dargestellten Zahnpaare 355 miteinander in Eingriff.
So lange beim Drehen des Schaltzahnrades 352 Zähne an diesem keine Zähne am intermittierenden Zahnrad 351 berühren, bleibt das intermittierende Zahnrad 351 stehen und somit die Lamelle 303 nach unten gerichtet in der Ausgangsstellung. Wenn dann beim Weiterdrehen des Schaltzahnrades 352 Zähne an diesem in Zähne am intermittierenden Zahnrad 351 greifen, wird die Wischvorrichtung in Pfeilrichtung A₃₁₄ (39) gedreht und kehrt wieder in die in 38 gezeigte Ausgangsstellung zurück.
Bei dieser Ausführungsform sind das Schaltzahnrad 352, der Nocken 330 für das Vorausstoßventil, der Nocken 341 für das Saugventil und der Nocken 350 zum Betätigen des Kappenhebels auf einer gemeinsamen Achse (nachfolgend „Nockenachse" genannt) angeordnet. Bei einer Drehung des Schaltzahnrades 352 um 360° kommt es nur bei jeweils einem Drehwinkel von 45° zu einem Zahneingriff mit dem intermittierenden Zahnrad 351. Das Lamellenantriebszahnrad dreht 8mal schneller als das Schaltzahnrad 352. Mit anderen Worten, die Wischvorrichtung dreht kontinuierlich um 360°, während die Nockenwelle um einen Winkel von 45° dreht, und bleibt dann bei nach unten gerichteter Lamelle 303 in der Ausgangsstellung stehen, bis die Nockenwelle sich um die restlichen 315° weiter gedreht hat. Weil die Wischvorrichtung nur zum Wischen aufgerichtet wird und deren Wischfläche (die mit den Düsen versehene Fläche) in entgegengesetzter Richtung zum Kuverttransportraum und zum Vorausstoßbereich zeigt, kann das Haftenbleiben von Papiermehl, Tintennebel oder anderer Fremdstoffe minimiert werden.
Der Antriebsmechanismus der Regeneriereinheit 300 ist so konstruiert, daß die Zahnradgruppe einen Leerlauf über einen Phasenwinkel von 55° ermöglicht, d.h., daß bei Drehrichtungsumkehr die Rollenführung mit einer Verzögerung von 55° zu drehen beginnt. Während die Rohrpumpe 324 arbeitet und einen Unterdruck erzeugt, wird durch die erwähnte Einwegkupplung die Antriebskraft nicht auf die Nockenwelle übertragen.
Nachfolgend wird anhand von 42, welche in Diagrammform die Wirkung der Nockenwelle zeigt, und anhand der in den 43 bis 47 dargestellten Flußpläne die sequentielle Betätigung der Regeneriereinheit 303 beschrieben.
Zuerst wird auf das Wirken der Regeneriereinheit 300 während des Druckens näher eingegangen. Wenn in Schritt S301 Druckinformationen vorliegen, geht der Ablauf zu Schritt S302 über, um den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen (28), die Nockenwelle anzutreiben und die Kappe 308 abzuheben (Zustand 1).
Danach läuft das in 44 dargestellte Programm zur Durchführung des Vorausstoßens ab. In Schritt S321 wird der Schlitten 200 in die Vorausstoßstellung bewegt und dann in den Wartezustand versetzt. Danach geht der Ablauf zu Schritt S322 über, um die nahe der Lamelle 303 positionierte Düsengruppe dem Vorausstoßvorgang zu unterziehen. Wenn das Vorausstoßen bei allen Düsen abgeschlossen ist, wird der Schlitten 200 gestoppt und das Vorausstoßprogramm beendet. Das Vorausstoßen muß nicht unbedingt während der Schlittenbewegung erfolgen, sondern kann auch bei Zwischenstopps des Schlittens während der Abtastbewegung durchgeführt werden.
Danach geht der Ablauf zu Schritt S304 über, um den Schlitten 200 in die Stellung zum Drucken von Kuverts oder die Stellung zum Drucken von Endlospapier zu bewegen. Im folgenden Schritt S305 wird nach dem Zurückstellen des Zeitnehmers T mit dem Zählen begonnen. Danach geht der Ablauf zu Schritt S306 über, in welchem entsprechend den Druckinformationen Tinte auf das transportierte Druckmedium ausgestoßen wird. Wenn im folgenden Schritt S307 keine Druckinformationen vorliegen, geht der Ablauf zu Schritt S311 über. Wenn in Schritt S307 jedoch Druckinformationen vorliegen, geht der Ablauf zu Schritt S308 über, um den Zeitnehmer T abzulesen. Wenn der Zeitnehmer 60 s oder weniger anzeigt, kehrt der Ablauf zu Schritt S306 zurück, um das Drucken fortzusetzen. Wenn in Schritt S308 der Zeitnehmer mehr als 60 s anzeigt, geht der Ablauf zu Schritt S309 über, um nach dem in 45 dargestellten Programm die mit den Düsen versehene Fläche 401a abzuwischen.
In Schritt S331 dieses Programms wird der Schlitten 200 in die Wischstellung bewegt und dort im Wartezustand gehalten. Dann geht der Ablauf zu Schritt S332 über, um den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen und die Lamelle 303 aus der in 38 gezeigten Stellung (1) in die in 39 gezeigte Stellung (2) zu bringen, d.h. aufzurichten. Danach wird in Schritt S333 der Schlitten 200 abtastend bewegt und dabei der Wischvorgang durchgeführt. Die Schlittenabtastbewegung kann in Abhängigkeit von der verwendeten Tinte geändert werden. Sobald die Lamelle 303 die gesamte Fläche 401a der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 bestrichen hat, geht der Ablauf zu Schritt S334 über, um den Schlitten 200 zu stoppen, den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen und die Wischvorrichtung in die Stellung (3) zu bringen, in welcher die Lamelle 303 nach unten zeigt. Damit ist der Wischvorgang beendet.
Danach geht der Ablauf zu Schritt S310 über, um den Vorausstoßvorgang durchzuführen und eingetrocknete Tinte, Mischtinte und Fremdstoffe aus den Düsen zu drücken. Wenn in Schritt S307 keine Druckinformationen vorliegen, geht der Ablauf zu Schritt S311 über, um den Wischvorgang durchzuführen. Im folgenden Schritt S312 wird nach dem in 46 dargestellten Programm ein Blindsaugvorgang durchgeführt, um die in der Vorausstoßaufnahme gesammelte Tinte in den Ge brauchttintenbehälter zu fördern (in Schritt 312 nicht erwähnt).
In Schritt S341 wird der Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung gesetzt, um den Zustand (3) zu erreichen. Im folgenden Schritt S342 wird der Motor in Uhrzeigerrichtung um einen bestimmten Winkel gedreht, um die Pumpe anzutreiben und über das Pumpenrohr 325 die im Absorptionselement der Vorausstoßaufnahme gesammelte Tinte in einem Blindsaugvorgang abzusaugen. Der genannte Drehwinkel reicht aus, um die in der Vorausstoßaufnahme gesammelte Tinte auf eine Menge zu reduzieren, welche für die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 oder die Regeneriereinheit 300 nicht schädlich ist.
Danach geht der Ablauf zu Schritt S313 über, um den Schlitten 200 in die Ausgangsstellung S, d.h. in die Kappenabdeckstellung zu bewegen. Danach geht der Ablauf zu Schritt S314 über, um den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen und den Zustand (4) zu erreichen, d.h. die Kappe anzulegen. Damit ist der Druckvorgang beendet. Der Drehwinkel beträgt 100° und ist demzufolge größer als der Verzögerungswinkel von 55° beim Pumpen oder größer als der Drehwinkel von 40° zwischen dem Zusammendrücken des Pumpenrohrs 325 durch die Rolle 326 und der Freigabe des Pumpenrohrs durch diese, dargestellt in 31.
Nachfolgend wird die bei längerer Unterbrechung des Druckens manuell oder automatisch durchgeführte Saugregenerierung zum Entfernen eingetrockneter Tinte oder Bläschen aus den Ausstoßöffnungen beschrieben.
Wenn in Schritt S361 der Befehl zur Durchführung der Saugregenerierung vorliegt, geht der Ablauf zu Schritt S362 über, um den Zustand der Druckvorrichtung zu ermitteln. Wenn die Druckvorrichtung sich im Wartezustand befindet und die Kappe angelegt, d.h. der Zustand (4) erreicht ist, geht der Ablauf zu Schritt S364. Wenn dieser Zustand nicht erreicht ist, geht der Ablauf zunächst zu Schritt S363 über, um den Wischvorgang durchzuführen. Erst danach erfolgt der Übergang zu Schritt S364, um die Kappe anzulegen, alle Ventile zu schließen und den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen. Jetzt hat die Druckvorrichtung den Zustand (5) erreicht. Danach geht der Ablauf zu Schritt S365 über, so daß der entgegen Uhrzeigerrichtung drehende Motor die Pumpe antreibt und diese in den zwischen den fünf Ventilen (drei verschiedene Arten) und den Pumpen (insgesamt zwei) sich erstreckenden Rohren einen bestimmten Unterdruck erzeugt. Danach geht der Ablauf zu Schritt S366 über, in welchem der Motor weiter entgegen Uhrzeigerrichtung dreht, die Druckvorrichtung den Zustand (5) erreicht und nur das Saugventil geöffnet wird, um in der Kappe einen Unterdruck zu erzeugen. Jetzt wird der Pumpenmechanismus um 45° in Pfeilrichtung 310 gedreht, bis der Übergang vom Zustand (5) in den Zustand (6) abgeschlossen ist. Da, wie bereits erwähnt, im Blindabsaugbereich der Drehwinkel, über welchen die Rollenführung sich nicht dreht, 55° oder weniger beträgt, wird die Pumpe nicht angetrieben, so daß der Zustand erhalten bleibt, in welchem die Rolle 326 das Pumpenrohr 325 zusammendrückt und verschließt.
Wenn die zum Entfernen eingetrockneter Tinte oder Bläschen erforderliche Tintenmenge durch die Düsen gesaugt wurde, kann der Saugvorgang beendet werden. Bei dieser Ausführungsform wird aber etwas länger gesaugt. Danach geht der Ablauf zu Schritt S367 über, um den Motor wieder in Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen und die Pumpe anzutreiben, damit diese den für das Saugen erforderlichen Unterdruck erzeugt. Sobald eine bestimmte Tintenmenge abgesaugt worden ist, geht der Ablauf zu Schritt S368 über, um den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen, das Ventil 322 zu öffnen und den Zustand (7) zu erreichen, so daß der Innenraum der Kappe mit der Atmosphäre verbunden und das Saugen unterbrochen wird.
Danach geht der Ablauf zu Schritt S369 über, um den Motor in Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen, dadurch die Pumpe anzutreiben und die in der Kappe 308, im Verbindungsrohr 339, in dem zu Kappe führenden Rohr 338 und im Pumpenrohr 325 vorhandene Tinte in den Gebrauchttintenbehälter zu fördern. Danach geht der Ablauf zu Schritt S370 über, um den Motor entgegen Uhrzeigerrichtung in Drehung zu setzen und die Kappe abzuheben, d.h. den Zustand (1) zu erreichen. Im folgenden Schritt S371 wird der Wischvorgang durchgeführt. Danach geht der Ablauf zu den Schritten S372 und S373 über, um den Vorausstoßvorgang und danach den Blindabsaugvorgang durchzuführen. Danach geht der Ablauf zu den Schritten S374 und S375 über, um den Schlitten 200 in die Ausgangsstellung zu bewegen, den Motor weiter entgegen Uhrzeigerrichtung drehen zu lassen und die Kappe anzulegen. Damit ist die Saugregenerierung beendet.
Der in 42 ausgewiesene Sensor für den Kappenbewegungsnocken ist eine Lichtschranke, welche ein an der Nockenwelle befestigtes Flag (nicht dargestellt) erfaßt. Bei dieser Ausführungsform erfaßt der genannte Sensor über das Flag die Kappe unmittelbar vor dem Abheben und dem Anlegen. Der Grund ist darin zu suchen, daß beim Abheben der Kappe die Kappenfeder über das Nockenfolgeelement 311a am Kappenbewegungshebel 311 eine Kraft auf den Nocken 350 ausüben kann, welche diesen entgegen Uhrzeigerrichtung dreht und in Leerlaufrichtung der Einwegkupplung eine Phasenverschiebung bewirkt. Dagegen besteht beim Anlegen der Kappe die Gefahr einer Überbelastung der Nockenwelle, so daß der als Schrittmotor aus gelegte Antriebsmotor für die Regeneriereinheit außer Tritt kommt. Durch die erwähnte Zeitverschiebung der Kappenerfassung kann die Phasenverschiebung korrigiert werden.
[Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit)
Die 20 und 48 bis 50 zeigen schematisch den Aufbau der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401. In den 20, 48 und 49 ist die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 perspektivisch dargestellt, während 50 deren Seitenansicht, teilweise deren Schnittansicht zeigt.
Die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 dieser Ausführungsform ist zusammengesetzt aus einem Element 402 zum Ausstoßen von Flüssigkeitströpfchen (Flüssigkeitsstrahlkopf, nachfolgend „Kopfchip" genannt) aus Ausstoßöffnungen (Düsen), welche in einer Reihe angeordnet sind und aus welchen in Übereinstimmung mit einem Drucksignal Flüssigkeitströpfchen ausgestoßen werden, aus einem Verdrahtungselement 403 in Form eines flexiblen Kabels oder TAB zum Übertragen von Signalen zwischen der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 und der Hauptbaugruppe der Druckvorrichtung und aus einem Behälter 404 als Tintenspeicherkammer für den an diesem befestigten Kopfchip 402.
Der Kopfchip 402 wird am Behälter 404 zum Beispiel über einen an diesen geschweißten Zapfen 404a mittels einer Schraube 451 befestigt, so daß diese Einheit leicht demontierbar ist.
Im Behälter 404 ist eine zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 vorhanden, aus welcher der Kopfchip 402 mit Tinte versorgt wird, wobei aus einem in diesem vorhandenen, später näher beschriebenen Tank 603 mit einer ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 605a wiederum die Düsen des Kopfchips mit Tinte versorgt werden.
Die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 ist mit einem Griff 406 zum Einsetzen und Entfernen dieser in den bzw. vom Schlitten 200 versehen. Positionierabschnitte 408 bis 411 dienen dazu, die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 exakt im Schlitten 200 zu positionieren. Der Positionierabschnitt 408 in Form eines zylindrischen Zapfens ist am Boden der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401, der Positionierabschnitt 409 in Form einer Kugel an deren zum Schlitten gerichteten Stirnseite angeordnet. Der kugelförmiger Positionierabschnitt 409 liegt auf einer durch die Mitte des Positionierzapfens 408 gezogenen Linie. Wenn die Innenseite 408a des Positionierzapfens 408 und der kugelförmige Positionierabschnitt 409 die entsprechende Stelle im Schlitten 200 berühren, ist die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in bezug auf das Druckmedium vertikal positioniert. Der kegelförmige Teil 408 des Positionierzapfens 408 dient zum Einführen des Zapfens in das entsprechende Gegenstück am Schlitten.
Am Boden der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 sind auch kugelförmige Vorsprünge 410 angeordnet, welche sich gegen die entsprechenden Aufnahmen im Schlitten 200 legen und die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in diesem höhenmäßig positionieren.
An einer Seite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit ist ein nach unten geneigter trapezförmiger Vorsprung 411 angeordnet, über welchen die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit zur Verbindungslinie zwischen den beiden Positionierabschnitten 408 und 409 geschwenkt werden kann. An dieser Seite der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 ist auch ein runder Zapfen 415 angeordnet, um welchen die Flüssigkeitsstrahlkopf 401 beim Einsetzen in den Schlitten 200 geschwenkt wird, damit der an dieser angeordnete Positionierzapfen 408 in das entsprechende Gegenstück gleitet.
Wenn die Nadel 222, welche über ein Rohr an den Hauptbehälter 501 angeschlossen ist, die Gummidichtung 416 durchdringt, gelangt durch diese Flüssigkeit in die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401.
Die unter Druck in eine Bohrung an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gepreßte Gummidichtung 416 hat eine geschlossene Öffnung, welche von der Stirnfläche 416a aus von einem nadelförmigen Element durchdrungen werden kann. Durch die in die genannte Bohrung gepreßte Gummidichtung 416 kann die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 dicht gehalten werden. Wenn die Nadel 222 durch die genannte Öffnung gedrückt, aber von dieser abgedichtet wird, besteht nur durch die Bohrung der Nadel 222 Verbindung zur zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer.
Bei dieser Ausführungsform sind zwei Gummidichtungen 416 übereinander angeordnet, wobei durch die untere Tinte aus dem Hauptbehälter 501 in die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 gelangt, wenn über die Hohlnadel 222 und die Bohrung 404b die Verbindung zwischen beiden hergestellt ist. Die obere Gummidichtung 416 dient dazu, den Unterdruck in der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 zu regulieren, wenn eine Pumpe durch die Bohrung 404c und die obere Nadel 222 Tinte und Luft aus der gemeinsamen Flüssigkeitskammer saugt.
Wenn über diese Verbindung der Unterdruck in der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 steigt, kann die Tintenzufuhr zu dieser Kammer gesteuert werden.
Die vom Schlitten 200 auf die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 ausgeübte Kraft wird von der an dieser angeordneten ge neigten Fläche 417 aufgenommen und in zwei Komponenten zerlegt, in eine in Richtung Z wirkende Komponente und eine in Richtung Y wirkende Komponente, welche die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in diese Richtungen nach unten drücken.
Das an der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 angeordnete Kontaktanschlußfeld 421 dient zur Übertragung von Drucksignalen zwischen der Hauptbaugruppe der Druckvorrichtung und dem Kopfchip 402.
[Chipkonstruktion]
Nachfolgend wird die Konstruktion der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 detailliert beschrieben. Die 63 und 64 zeigen die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in perspektivischer Darstellung aus zwei verschiedenen Richtungen gesehen. 65 zeigt die Längsschnittansicht dieser Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401, 66 die Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in perspektivischer Darstellung und eine Schnittansicht des Chipbehälters 603 und der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405, 67 die Schnittansicht des Verbindungsabschnitts zwischen dem Chipbehälter 603 und der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 vergrößert dargestellt.
Der Kopfchip 402 der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 dieser Ausführungsform weist eine mit Elementen zur Erzeugung der Ausstoßenergie versehene Leiterplatte 604, eine den Energie erzeugenden Elementen gegenüber angeordnete, Flüssigkeitskanäle bildende Deckplatte 605 und einen Behälter 603 auf, welche zusammen auf einem Element 602 befestigt sind. Zum Behälter 404 der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 gehören ein Verbindungsabschnitt, über welchen der Kopfchipbehälter 603 mit Flüssigkeit versorgt wird, ein Verbindungs abschnitt, über welchen Luft entweichen kann, und eine zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 zum vorübergehenden Speichern der Druckflüssigkeit. Im Behälter 603 des Kopfchips 402 ist am Übergang zur zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 ein feinporiges Element 606 angeordnet, welches Verunreinigungen in der Flüssigkeit absorbiert. Der Spalt an der Verbindungsfläche zwischen der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 und dem Kopfchipbehälter 603 wird von einem Füllmaterial 607 aus Silikongummi oder einem anderen Werkstoff abgedichtet.
Nachfolgend werden die genannten Elemente detailliert beschrieben.
Die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 dient als Druckflüssigkeitspuffer. Wenn infolge des Ausstoßens die Flüssigkeit in der durch die Deckplatte 605 und die Leiterplatte 604 gebildeten ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 605a verbraucht ist, wird diese Kammer wieder mit Flüssigkeit aus der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 versorgt. Zur zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 gehören auch ein Verbindungsabschnitt, welcher aus einem separaten Behälter mit Druckflüssigkeit versorgt wird, und ein Verbindungsabschnitt, über welchen Luft in der Flüssigkeitskammer nach außen abgeleitet wird.
Der Kopfchipbehälter 603 dient als Flüssigkeitskanal zum Versorgen der ersten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 605a mit Druckflüssigkeit aus der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 (67).
Das erwähnte poröse Element 606 ist zwischen der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 und dem Kopfchipbehälter 603 angeordnet und absorbiert die in der Druckflüssigkeit enthaltenen Verunreinigungen. Bei dieser Ausführungsform ist das poröse Element 606 durch Schweißen am Kopfchipbehälter 603 befestigt. Dadurch wird das Eindringen von Gas aus dem Verbindungsabschnitt des Kopfchipbehälters 603 und aus dem porösen Element 606 in den Flüssigkeitskanal verhindert.
Wie aus 67 hervor geht, sind der Kopfchipbehälter 603 und die Deckplatte 605 so zusammengefügt, daß der Flüssigkeitszuführkanal 603a im Kopfchipbehälter 603 mit dem Flüssigkeitszuführkanal 605b in der Deckplatte 605 verbunden ist. Zum Zusammenfügen des Kopfchipbehälters 603 und der Deckplatte 605 werden deren Verbindungsflächen gegeneinander gedrückt. Die Peripherie der dabei entstandenen Verbindungsfuge wird mit einem Füllmaterial (nicht dargestellt) vollständig abgedichtet.
Ein Abschnitt zwischen dem Kopfchipbehälter 603 und der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 wird mit einem Füllmaterial 607 wasserdicht verschlossen. Da als Füllmaterial 607 ein gasdurchlässiges Silikongummi verwendet wird, kann durch dieses Luft in die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 eindringen. Das in die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 eindringende Gas sammelt sich infolge des Auftriebs in deren oberem Abschnitt, bildet dort eine Gasschicht und gelangt durch den genannten Verbindungsabschnitt wieder an die Atmosphäre.
Bei dieser Ausführungsform liegt in Flüssigkeitsströmungsrichtung gesehen der Verbindungsabschnitt zwischen der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 und dem Kopfchipbehälter 603 vor dem porösen Element 606. Dadurch kann das durch das Füllmaterial 607 eingedrungenen Gas nicht nach unten in Kopfchipbehälter 603 gelangen. Selbst wenn in der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 ein Teil der Druckflüssigkeit durch Austrocknen fest wird, können die entstandenen Feststoffe vom porösen Element 606 absorbiert werden.
Bei dieser Konstruktion wird die Gasmenge, welche unterhalb des porösen Elements 606 in den zu den Düsen des Kopfchips 402 führenden Flüssigkeitskanal 603a eindringen kann, verringert, so daß von dieser die Ausstoßleistung nicht beeinträchtigt wird. Durch die geringere Gasmenge im Flüssigkeitszuführkanal 603a wird die nach längerer Nichtbenutzung des Flüssigkeitsstrahlkopfes durchzuführende Regenerierung erleichtert. Deshalb wird bei der Regenerierung weniger Druckflüssigkeit durch die Düsen gesaugt und dadurch die Druckflüssigkeit effizienter genutzt.
68 zeigt nur den in 63 mit dargestellten Kopfchip 402 der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 in perspektivischer Darstellung (ohne Behälter 404). 69 zeigt die Schnittdarstellung des Kopfchips 402.
Wie aus 68 hervor geht, liegt rechtwinklig zur Flüssigkeitsströmungsrichtung im Verbindungsabschnitt zwischen dem Kopfchipbehälter 603 und der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 gesehen der größte Teil der gesamten Querschnittsfläche über dem porösen Element 606, d.h., die zweite gemeinsame Flüssigkeitskammer 405 nimmt die größere Fläche ein.
Das poröse Element 606 ist bezüglich der Flüssigkeitsströmungsrichtung im Flüssigkeitszuführkanal 603a des Kopfchipbehälters 603 geneigt angeordnet. Dadurch ist in Flüssigkeitsströmungsrichtung gesehen die Querschnittsfläche des porösen Elements 606 größer als die Querschnittsfläche des Verbindungsabschnitts zwischen der zweiten gemeinsamen Flüs sigkeitskammer 405 und dm Kopfchipbehälter 603. Bei dieser Ausführungsform ist die Querschnittsfläche des porösen Elements 606 etwa 20mal größer als die minimale Querschnittsfläche des Flüssigkeitszuführkanals 603a.
Die beim Flüssigkeitsausstoßen gebildeten Bläschen steigen nach oben und sammeln sich an der Oberseite des schräg angeordneten porösen Elements 606. Da die Unterseite des schräg angeordneten porösen Elements 606 ständig von Druckflüssigkeit umgeben ist, wird die Flüssigkeitszufuhr von der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 zum Flüssigkeitsströmungskanal 603a im Kopfchipbehälter 603 vom porösen Element 606 nicht unterbrochen, so daß der Kopfchip 402 immer mit der zum Ausstoßen erforderlichen Druckflüssigkeit versorgt wird.
Nachfolgend wird anhand der 70A bis 70C das Aufsteigen der Bläschen im Flüssigkeitszuführkanal 603a beschrieben.
Wie aus 70A hervor geht, steigen die beim Ausstoßen erzeugten Bläschen 608a im Flüssigkeitszuführkanal 603a nach oben. Wenn die Bläschen 608a das poröse Element 606 noch nicht erreicht haben, ist dessen gesamte Unterseite von Druckflüssigkeit umgeben, so daß aus der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer 405 problemlos ausreichend Druckflüssigkeit durch das poröse Element 606 in den Flüssigkeitszuführkanal 603a strömt.
70B zeigt den Zustand, in welchem aufsteigende Bläschen 608a das poröse Element 606 erreicht haben. Durch die Oberflächenspannung können die Bläschen 608a das poröse Element 606 nicht passieren und bleiben an dessen Unterseite haften. Da die Bläschen 608a nicht die gesamte Fläche des porösen Elements 606 bedecken, bleibt kann noch ausreichend Druckflüssigkeit durch das poröse Element 606 in den Flüssigkeitszuführkanal 603a nachströmen, dargestellt in 70B durch den Pfeil 608b.
70C zeigt den Zustand, in welchem die an der Unterseite des schräg angeordneten porösen Elements 606 gelangten Bläschen 608a entlang dieser nach oben steigen. Das Nachströmen von Druckflüssigkeit durch das poröse Element 606 in den Flüssigkeitszuführkanal 603a, angedeutet durch den Pfeil 606b, ist so lange gewährleistet, bis die Bläschen 608a die gesamte Fläche des porösen Elements 606 bedecken. Da aber bei dieser Ausführungsform die Querschnittsfläche des porösen Elements 606 etwa 20mal größer ist als die Querschnittsfläche des Flüssigkeitszuführkanals, bleibt der Druckflüssigkeitsstrom eine entsprechende Zeit aufrecht erhalten. Die an der Unterseite des porösen Elements 606 haftenden Bläschen 608a können bei ausreichender Durchführung der Saugregenerierung entfernt werden.
Das Verhältnis aus Querschnittsfläche des Flüssigkeitszuführkanals 603a und Fläche des porösen Elements 606 kann durch Änderung des Neigungswinkels des letztgenannten geändert werden.
Wenn das poröse Element 606 unter einem Winkel von 30° zur Horizontalen angeordnet wird, hat dieses eine Fläche, welche etwas größer ist das 1,1-Fache der Querschnittsfläche des Flüssigkeitsströmungskanals. Bei 45° beträgt das Verhältnis etwa 1:1,4, bei 60° etwa 1:1,7. Dieses Verhältnis ist von der Außenabmessung der Flüssigkeitsstrahlkopfeinheit 401 oder den Montagebedingungen abhängig.
Wenn das poröse Element 606 rechtwinklig zur Gasaufsteigrichtung (rechtwinklig zur Flüssigkeitsströmung im Flüssigkeitszuführkanal 603a) angeordnet wird, bleiben die Gasbläschen 608a in der Mitte an dessen Unterseite haften, breiten sich horizontal aus und Verschließen schließlich den Strömungskanal durch dieses. Wenn aber das poröse Element 606 wie beschrieben schräg angeordnet wird, bleiben die Bläschen außerhalb des Strömungskanals an dessen Unterseite haften, breiten sich aber nicht horizontal aus. Dadurch bleibt die durch den Pfeil 608b gekennzeichnete Druckflüssigkeitsströmung durch das poröse Element erhalten. Demzufolge ist das Regenerieren zur Gewährleistung der gewünschten Aufzeichnungsgeschwindigkeit weniger zeitaufwendig und verbessert den Nutzungsgrad der Druckflüssigkeit.
Wenn das poröse Element 606 schräg angeordnet wird, verläuft auch der Verbindungsabschnitt zwischen dem Kopfchipbehälter 603 und der zweiten gemeinsamen Flüssigkeitskammer schräg. In diesem Fall das Füllmaterial 607 ohne größeren Widerstand in die Fuge zwischen beiden fließen, so daß der Flüssigkeitsstrahlkopf produktiver gefertigt werden kann.
[Tintenbehälter]
5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine Tintenkartusche in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Tintenspeicherkammer wird von einem Tintenbehälter 511 und den diesen verschließenden Deckel 512 gebildet. Der durch Spritzgießen gefertigte Tintenbehälter 511 ist mit einem Griff 511a zum Einsetzen der Tintenkartusche in die Hauptbaugruppe der Druckvorrichtung versehen. Eine Seite des Tintenbehälters 511 ist mit einer Vertiefung 523 für ein Typenschild versehen.
Der Deckel 512 wird durch Ultraschallschweißen an Stutzen 521 am Tintenbehälter 511 befestigt. Der Deckel 512 ist mit Anschlußstutzen 522 versehen, in welche mit einer Überwurfkappe 514 eine haubenförmige elastische Dichtung 513 gedrückt wird. Die auf diese Weise gefertigte Tintenkartusche wird in die Druckvorrichtung eingesetzt.
Der beschriebene Kopf, mit welchen die Druckvorrichtung bestückt wird, dient zum Drucken von Kuverts und entsprechend trennbarem Endlospapier. Die vorliegende Erfindung ist aber nicht auf eine Druckvorrichtung der beschriebenen Konstruktion beschränkt, sondern kann auch auf einen normalen Drucker zum Drucken von Einzelblättern übertragen werden.
Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Drucken" (oder „Aufzeichnen") bezieht sich auf das Erzeugen von Buchstaben, Bildern und Mustern auf einem Druckmedium, welche vom menschlichen Auge erfaßt werden können oder nicht erfaßt werden.
Der in dieser Spezifikation verwendete Begriff „Druckmedium" bezieht sich auf Papier, welches zum Drucken in einer normalen Druckvorrichtung verwendet wird, im weitesten Sinne auch auf Gewebe, Kunstharzfilme, Metallplatten, Glas, Keramik, Leder und andere Materialien.
Der Begriff „Tinte" (auch Flüssigkeit) sollte wie der Begriff „Drucken" großzügig interpretiert werden und bezieht sich auf eine Flüssigkeit, welche zum Erzeugen eines Bildes, Musters usw. auf einem Druckmedium verwendet wird und auf diesem erstarrt oder deren Farbstoff auf dem Druckmedium sich in einen unlöslichen Stoff umwandelt.
Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung wird durch die von einem elektrothermischen Umwandlungselement erzeugte Wärmeenergie Filmsieden in der verwendeten Flüssigkeit ausgelöst, so daß Bläschen gebildet werden.
Der in dieser Spezifikation genannte Schlitten 200 ist eine Einheit zum Bewegen des Flüssigkeitsstrahlkopfes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Länge der Düsenreihe im Kopf verkürzt und dadurch die Vorrichtung kompakt ausgeführt werden.
Zur Druckvorrichtung, bei welcher ein mit zahlreichen Düsen versehener Flüssigkeitsausstoßkopf zum Drucken verwendet wird, gehört eine Vorausstoßaufnahme für die aus den Düsen ausgestoßene, aber nicht zum Drucken verwendete Flüssigkeit, deren Länge kürzer ist als die der Düsenreihe im Flüssigkeitsausstoßkopf.

Claims

Druckvorrichtung, welche aufweist: einen Flüssigkeitsstrahlkopf (401) mit zahlreichen in einer Reihe angeordneten Düsen, eine Bewegungseinheit (206), an welcher der Flüssigkeitsstrahlkopf (401) befestigt ist und welche diesen im wesentlichen parallel zur Anordnungsrichtung der Düsenreihe abtastend bewegt, eine Vorausstoßeinheit zum Ausstoßen von Tinte aus dem Flüssigkeitsstrahlkopf (401) zwecks Beseitigens einer Ausstoßstörung, und eine fest angeordnete Aufnahmeeinheit (301) zum Aufnehmen der aus der Vorausstoßeinheit ausgestoßenen Tinte, deren Länge in Anordnungsrichtung der Düsenreihe kürzer ist als die Länge des Flüssigkeitsstrahlkopfes (401).
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitsstrahlkopf (401) von einer in der Druckvorrichtung angeordneten Antriebssteuereinheit (80) angesteuert wird, welche die am Flüssigkeitsstrahlkopf in einer Reihe angeordneten Düsen in mehrere Gruppen unterteilt und das Ausstoßen von Tinte aus der jeweiligen über der Aufnahmeeinheit (301) positionierten Düsengruppe steuert.
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei in Anordnungsrichtung der Düsenreihe die Länge jeder Düsengruppe kürzer ist als die der Aufnahmeeinheit (301).
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Vorausstoßeinheit das Ausstoßen von Tinte aus der jeweiligen Düsengruppe während des kontinuierlichen Bewegens des Flüssigkeitsstrahlkopfes (401) durch die Bewegungseinheit (206) durchführt.
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, wobei die Vorausstoßeinheit das Ausstoßen von Tinte jeweils aus der Düsengruppe durchführt, welche beim Stoppen des von der Bewegungseinheit (206) bewegten Flüssigkeitsstrahlkopfes (401) über der Aufnahmeeinheit (301) positioniert ist.
Druckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, welche außerdem eine an die Aufnahmeeinheit (301) angeschlossene Unterdruckerzeugungseinheit (324) aufweist, die dazu dient, den erforderlichen Unterdruck für das Beseitigen der in die Aufnahmeeinheit (301) ausgestoßenen Tinte zu erzeugen.
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 8, wobei die Unterdruckerzeugungseinheit (324) eine Saugeinheit ist, welche bei einer herkömmlichen Saugregeneriervorrichtung zum Regenerieren des Flüssigkeitsstrahlkopfes (401) durch Absaugen verwendet wird.
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 7, wobei zur Saugregeneriervorrichtung eine Kappe (308) zum Abdecken der Düsen des Flüssigkeitsstrahlkopfes (401) gehört.
Druckvorrichtung gemäß Anspruch 8, welche außerdem ein Ventil aufweist, das in einer Stellung die Verbindung zwischen der Unterdruckerzeugungseinheit (324) und der Kappe (308), in der anderen Stellung die Verbindung zwischen der Unterdruckerzeugungseinheit (324) und der Aufnahmeeinheit (301) herstellt.
Druckvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in der Aufnahmeeinheit (301) ein Absorptionselement (302) angeordnet ist.