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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kopfwartungsmechanismus
für einen
Tintenstrahldrucker für
Serielldruck, bei dem ein Schlitten, auf dem ein Druckkopf angebracht
ist, in Richtung der Breite des Druckens hin- und herbewegt wird. Genauer
gesagt bezieht sich die Erfindung auf einen Kopfwartungsmechanismus,
in dem eine einzige Drehantriebsquelle zum Antrieb einer Kopfkappe,
eines Rakels und einer Tintensaugpumpe benutzt wird.
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Bei
einem Tintenstrahldrucker für
Serielldruck ist ein Kopfwartungsmechanismus an einem Ort außerhalb
eines Bereichs angeordnet, in welchem ein Druckkopf druckt, und
der Kopfwartungsmechanismus führt
das Abwischen von Schmutz auf einer Düsenoberfläche des Druckkopfes, ein Abdecken
zum Zweck des Verhinderns einer Verstopfung einer Düsenöffnung sowie
einen Vorgang des Absaugens von Tinte erhöhter Viskosität von der
Düsenöffnung aus.
Um die Erfordernisse zu erfüllen,
daß ein Kopfwartungsmechanismus
für einen
Tintenstrahldrucker klein, kompakt und billig sein soll, bestehen Kopfwartungsmechanismen ähnlicher
Technik aus einer Konfiguration, in der eine einzige Drehantriebsquelle,
beispielsweise Schrittmotoren oder dergleichen vorgesehen sind,
um die Bewegung eines Rakels zum Abwischen einer Düsenoberfläche, eine Abdecktätigkeit
einer Kopfkappe zum Bedecken der Düsenoberfläche sowie einen Vorgang des
Absaugens von Tinte von einer Düsenöffnung,
wie sie bedeckt wurde, zu veranlassen.
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Die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. 2000-141673 A offenbart einen derartig gestalteten Kopfwartungsmechanismus.
Bei einem in der genannten Veröffentlichung
offenbarten Kopfwartungsmechanismus veranlaßt die Umdrehung eines einzigen
Motors in einer Richtung, daß eine
Kopfkappe und ein Rakel über
eine Zahnstange des Gleittyps und einen Steuerkurvenmechanismus
angetrieben werden, und die Rückwärtsumdrehung
des Motors veranlaßt
eine Membransaugpumpe über
ein zylindrisches Steuerkurvenelement angetrieben zu werden. Ein
Kopfmechanismus der genannten Art, bei dem die Umdrehung eines einzigen
Motors in einer Richtung den Antrieb einer Kopfkappe und eines Rakels
und der Antrieb des Motors in Umkehrrichtung den Antrieb einer Saugpumpe
verursacht, wirft folgende Probleme auf.
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Erstens,
ein zylindrisches Steuerkurvenelement wird im allgemeinen benutzt,
um Drehbewegungen eines Motors in Hin- und Herbewegungen umzuwandeln.
Da ein zylindrisches Steuerkurvenelement kontinuierlich in einer
Richtung im Drehsinn angetrieben wird, muß ein Stellungsdetektor vorgesehen
werden, um eine Bezugs- oder Ausgangsstellung des zylindrischen
Steuerkurvenelements festzustellen, damit jeweilige Bewegungen des
zylindrischen Steuerkurvenelements gesteuert werden können.
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Außerdem muß ein Kraftantriebsmechanismus
zum Antrieb einer Kopfkappe und eines Rakels sowie ein Kraftantriebsmechanismus
zum Antrieb einer Tintensaugpumpe getrennt vorgesehen werden, was
nachteilig ist, wenn ein Kopfwartungsmechanismus klein und kompakt
gemacht werden soll.
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Außerdem kann
eine Pumpe, beispielsweise eine Schlauchpumpe, die vorwärts und
rückwärts drehen
muß, nicht
als Tintensaugpumpe benutzt werden. Für den Fall, daß eine Schlauchpumpe
benutzt wird, ist es im einzelnen so, daß ein Rollkörper sich dreht und dabei einen
Tintenschlauch platt drückt, um
einen Tintensaugvorgang durchzuführen,
wenn ein Pumpenzahnrad, welches ein Antriebskrafteingabeelement
der Pumpe ist, vorwärts
dreht, und der Rollkörper
in einen Freigabezustand versetzt wird, bei dem der Tintenschlauch
nicht plattgedrückt
wird, wenn das Pumpenzahnrad rückwärts dreht.
Da der Freigabezustand nach dem Tintensaugvorgang nötig ist,
kann eine Schlauchpumpe bei einem Drehantrieb in einer Richtung
nicht benutzt werden.
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Ferner
gibt es bei einem Kopfwartungsmechanismus für einen Tintenstrahldrucker
als Tintensaugkonfiguration aus einer Kopfkappe mittels eines Tintensaugvorganges
den Fall, bei dem Tinte von einer Düsenöffnung gesaugt wird, und den
Fall, bei dem in der Kopfkappe angesammelte Tinte in einem Zustand
gesaugt (Leerlaufsaugen) wird, bei dem die zum Abdecken veranlaßte Kopfkappe
in einen zur Atmosphäre
offenen Zustand gebracht wird. Um diese beiden Möglichkeiten des Absaugens von
Tinte zu verwirklichen, muß ein
Mechanismus zum Öffnen und
Schließen
eines an einer Kopfkappe angebrachten Lüftungsventils vorgesehen sein,
nachdem ein Zustand hergestellt wurde, bei dem die Kopfkappe die
Düsenoberfläche abdeckt.
Wenn ein solcher Mechanismus kompakt gemacht werden kann, ist er
vorteilhaft bei der Herstellung eines kleinen, kompakten oder dünnen Kopfwartungsmechanismus.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen Kopfwartungsmechanismus für einen
Tintenstrahldrucker vorzuschlagen, der Bewegungen einer Kopfkappe, eines
Rakels und einer Tintensaugpumpe ohne Benutzung irgendeines Positionsdetektors
steuern kann.
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Es
ist ferner eine Aufgabe der Erfindung, einen Kopfwartungsmechanismus
für einen
Tintenstrahldrucker vorzuschlagen, der eine Tintensaugpumpe vorwärts und
rückwärts antreiben
kann.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Kopfwartungsmechanismus
für einen
Tintenstrahldrucker vorzuschlagen, bei dem ein Kraftübertragungsmechanismus
zum Antreiben einer Kopfkappe, eines Rakels und einer Tintensaugpumpe kompakt
gestaltet werden kann. Es ist noch eine weitere Aufgabe der Erfindung,
einen Kopfwartungsmechanismus für
einen Tintenstrahldrucker vorzuschlagen, bei dem ein Mechanismus
zum Umschalten eines inneren einer eine Düsenoberfläche abdeckenden Kopfkappe zwischen
dem Öffnen
und Nichtöffnen
zur Atmosphäre
kompakt ist. Um die genannten Ziele zu erreichen, wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Wartungsmechanismus für einen Druckkopf geschaffen,
der eine Düsenoberfläche besitzt,
in der eine Vielzahl von Düsen
ausgebildet ist. Dieser Wartungsmechanismus weist folgendes auf:
eine Kopfkappe, die zwischen einer Abdeckposition zum Bedecken der
Düsen und
einer von der Düsenoberfläche getrennten,
zurückgezogenen
Position hin- und herbewegbar ist; eine Pumpe, die mit der Kopfkappe
verbunden ist; eine Antriebsquelle; ein von der Antriebsquelle zum
Antrieb der Pumpe gedrehtes Pumpenrad; ein zylindrisches Steuerkurvenelement, der
zwischen einer ersten Position und einer zweiten Position hin- und
herdrehbar ist, um die Kopfkappe hin- und herzubewegen; und eine
Reibungskupplung, die das zylindrische Steuerkurvenelement zusammen
mit dem Pumpenrad dreht, aber nur das Pumpenrad dreht, wenn das
zylindrische Steuerkurvenelement jeweils die erste Position und
die zweite Position erreicht. In einer Außenumfangsfläche des zylindrischen
Steuerkurvenelements ist vorzugsweise eine Steuerkurvennut in einem
vorherbestimmten Umfangswinkelbereich ausgebildet. Der Wartungsmechanismus
weist ferner einen Kappenantriebsstift auf, der längs der
Steuerkurvennut gleitend bewegbar ist, um die Kopfkappe hin- und
herzubewegen.
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Hierbei
weist der Wartungsmechanismus vorzugsweise ferner ein Element auf,
welches den Kappenantriebsstift in Richtung auf eine Bodenfläche der
Steuerkurvennut drängt.
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Mit
dem zylindrischen Steuerkurvenelement ist vorzugsweise ein erstes
Eingriffselement und ein zweites Eingriffselement vorgesehen, und
ein drittes Eingriffselement ist an einer vorherbestimmten Stelle angeordnet.
Eine Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements in einer ersten
Richtung wird angehalten, wenn das erste Eingriffselement mit dem dritten
Eingriffselement in Eingriff tritt, und eine Umdrehung des zylindrischen
Steuerkurvenelements in einer zweiten Richtung wird angehalten,
wenn das zweite Eingriffselement mit dem dritten Eingriffselement
in Eingriff tritt.
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Es
wird alternativ bevorzugt, daß eine
Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements in einer ersten
Richtung angehalten wird, wenn der Kappenantriebsstift ein erstes
totes Ende der Steuerkurvennut erreicht, und eine Umdrehung des
zylindrischen Steuerkurvenelements in einer zweiten Richtung angehalten
wird, wenn der Kappenantriebsstift ein zweites totes Ende der Steuerkurvennut
erreicht.
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Hierbei
sind vorzugsweise das Pumpenrad und das zylindrische Steuerkurvenelement
koaxial angeordnet, so daß sie
auf kompakte Weise angeordnet werden können. Vorzugsweise hat hierbei auch
die Reibungskupplung ein Element, welches eine kreisförmige Stirnfläche des
Pumpenrades und eine kreisförmige
Stirnfläche
des zylindrischen Steuerkurvenelements zusammendrückt.
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Ferner
ist die Pumpe vorzugsweise eine Schlauchpumpe, die einen Saugvorgang
nur dann durchführt,
wenn das zylindrische Steuerkurvenelement entweder in die erste
oder in die zweite Richtung gedreht wird.
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Dabei
ist es vorzuziehen, die Pumpe koaxial mit dem zylindrischen Steuerkurvenelement
anzuordnen. Die Kopfkappe umfaßt
vorzugsweise folgendes: einen Kappenkörper mit einer Öffnung,
die der Düsenfläche zugewandt
ist; einen Kappenhalter, der den Kappenkörper hält; ein in dem Kappenhalter
angeordnetes Vorspannelement, welches den Kappenkörper in
solche Richtung drängt,
daß der
Kappenkörper
aus dem Kappenhalter vorsteht; und ein Lüftungsventil, geschlossen,
wenn der Kappenkörper der
Kopfkappe, der sich in der Abdeckposition befindet, um ein vorherbestimmtes
Ausmaß entgegen
der Vorspannkraft des Vorspannelements zum Kappenhalter geschoben
wird, so daß ein
Innenraum der Kopfkappe von der Umgebung getrennt wird.
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Hier
umfaßt
die Steuerkurvennut vorzugsweise einen ersten Bereich, der den Kappenantriebsstift
so bewegt, daß der
Kappenhalter in eine erste Abdeckposition gebracht wird, wo der
Kappenkörper die
Düsen bedeckt
und das Lüftungsventil
geschlossen ist; und einen zweiten Bereich, der den Kappenantriebsstift
so bewegt, daß der
Kappenhalter in eine zweite Abdeckposition gebracht wird, wo der
Kappenkörper
die Düsen
bedeckt und das Lüftungsventil geöffnet ist.
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Vorzugsweise
umfaßt
hier die Steuerkurvennut einen Führungsbereich,
der den Kappenantriebsstift, der sich im ersten Bereich befindet,
zum zweiten Bereich führt.
Der Kappenantriebsstift, der sich in der Nähe eines Endes des ersten Bereichs
befindet, wird über
den Führungsbereich
zum zweiten Bereich geführt,
wenn der Kappenantriebsstift von dem einen Ende des ersten Bereichs
wegbewegt wird.
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Hierbei
ist ferner bevorzugt, daß der
erste Bereich einen in der Tiefe abnehmenden Bereich hat, wo die
Tiefe allmählich
zu dem einen Ende hin abnimmt, und daß der Führungsbereich einen Teil im ersten
Bereich in der Nähe
des in der Tiefe abnehmenden Bereichs und den zweiten Bereich verbindet.
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Die
Steuerkurvennut ist vorzugsweise eine durchgehende Nut, und der
bevorzugte Umfangswinkelbereich beträgt 360° oder weniger.
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Der
Wartungsmechanismus weist ferner vorzugsweise ein intermittierendes
Zahnrad auf, welches koaxial mit dem zylindrischen Steuerkurvenelement
angeordnet ist, um sich integral mit dem zylindrischen Steuerkurvenelement
zu drehen. Eine Antriebskraft der Antriebsquelle wird nur in einem
vorherbestimmten Umfangswinkelbereich des zylindrischen Steuerkurvenelements
zwischen der ersten Position und der zweiten Position übertragen.
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Der
Wartungsmechanismus weist ferner ein Rakel auf, welches zwischen
einer Abstreifposition zum Abwischen der Düsenfläche und einer Bereitschaftsstellung
hin- und herbewegbar ist, sowie einen Rakelantriebsstift, der längs der
Steuerkurvennut gleitend bewegbar ist, um das Rakel hin- und herzubewegen.
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Die
Steuerkurvennut hat einen ersten toten Endbereich, in dem sich der
Rakelantriebsstift befindet, wenn eine Umdrehung des zylindrischen
Steuerkurvenelements in einer ersten Richtung angehalten wird; einen
sich vom ersten toten Endbereich fortsetzenden Rakelantriebsbereich,
der den Rakelantriebsstift zum Hin- und Herbewegen des Rakels bewegt;
einen zweiten toten Endbereich, in dem sich der Kappenantriebsstift
befindet, wenn eine Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements
in einer zweiten Richtung angehalten wird; und einen sich vom zweiten
toten Endbereich fortsetzenden Kappenantriebsbereich, der den Kappenantriebsstift
bewegt, um die Kopfkappe hin- und
herzubewegen. Dabei weist der Wartungsmechanismus vorzugsweise ferner
ein intermittierendes Zahnrad auf, welches koaxial mit dem zylindrischen
Steuerkurvenelement angeordnet ist, um sich integral mit dem zylindrischen Steuerkurvenelement
zu drehen. Eine Antriebskraft der Antriebs quelle wird nur in einem
vorherbestimmten Umfangswinkelbereich des zylindrischen Steuerkurvenelements
zwischen dem ersten toten Endbereich und dem zweiten toten Endbereich
der Steuerkurvennut an das intermittierende Zahnrad übertragen.
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Die
Pumpe ist hierbei vorzugsweise eine Schlauchpumpe, die nur dann
einen Saugvorgang ausführt,
wenn das zylindrische Steuerkurvenelement in der zweiten Richtung
gedreht wird.
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Bei
den obigen Ausführungsformen
wird das Drehmoment einer einzigen Antriebsquelle über die Reibungskupplung
vom Pumpenrad an das zylindrische Steuerkurvenelement übertragen,
und eine begrenzte Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements
verursacht, daß sich
mindestens die Kopfkappe oder das Rakel bewegt. Folglich ist es
möglich,
das zylindrische Steuerkurvenelement des Typs mit begrenzter Umdrehung
in eine Anfangs- oder Bezugsposition zu setzen, ohne daß ein Positionsdetektor
genutzt wird, um den Drehwinkel des zylindrischen Steuerkurvenelements
festzustellen. Es kann also ein billiger Kopfwartungsmechanismus
verwirklicht werden, der leicht steuerbar ist.
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Da
keine Notwendigkeit besteht, die Kraftübertragungsmechanismen für die Saugpumpe,
die Kopfkappe und das Rakel getrennt anzuordnen, ist es auch möglich, einen
kleinen und kompakten Kopfwartungsmechanismus zu verwirklichen.
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Da
Umdrehungen in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
der Antriebsquelle an die Saugpumpe übertragen werden können, kann
ein Zustand der Pumpe, beispielsweise einer Schlauchpumpe durch Umschalten
gesteuert werden, beispielsweise durch das Schalten der Umdrehungsrichtung
der Antriebsquelle.
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Da
die Steuerkurvennut so gestaltet ist, daß sie einen Zustand erbringt,
bei dem die Kopfkappe die Düsenfläche abdichtet,
und einen Zustand, bei dem die Kopfkappe zwar die Düsenfläche abdichtet, aber
der Innenraum der Kopfkappe mit der Umgebung in Verbindung steht,
braucht nicht gesondert ein Antriebsmechanismus zum Ansteuern eines
Ventilmechanismus zum Öffnen
der Kopfkappe zur Atmosphäre
hin vorgesehen zu werden, und es kann ein kleiner und kompakter
Kopfwartungsmechanismus verwirklicht werden.
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Da
das zylindrische Steuerkurvenelement, das Pumpenrad und die Saugpumpe
koaxial angeordnet sind, kann vorherbestimmter Platz in Richtung senkrecht
zu den gemeinsamen Achsen eingespart werden, so daß ein kompakter
Kopfwartungsmechanismus in kleinen Abmessungen verwirklicht werden kann.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
obigen Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden einleuchtender
durch die detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen. Es zeigt:
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1 eine
Draufsicht auf einen Kopfwartungsmechanismus eines Tintenstrahldruckers
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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2 eine
auseinandergezogene, perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Kopfwartungsmechanismus;
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3 eine
perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten
Kopfwartungsmechanismus nach Entfernen eines Gehäuses;
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4 eine
Seitenansicht einer Kopfkappe in einer in 3 durch
Pfeil IV angedeuteten Richtung;
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5 eine
Seitenansicht der Kopfkappe in einer durch Pfeil V in 3 angedeuteten
Richtung;
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6 eine
Querschnittsteilansicht der Kopfkappe längs der Linie VI-VI in 1 und 3;
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7 eine
Querschnittsteilansicht der Kopfkappe längs der Linie VII-VII in 3,
die einen Zustand zeigt, bei dem die Kopfkappe sich in zurückgezogener
Stellung befindet;
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8 eine
Querschnittsteilansicht der Kopfkappe längs der Linie VII-VII in 3,
die einen Abdeckungszustand zeigt, bei dem sich die Kopfkappe in
einer Tintensaugposition befindet;
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9 eine
Querschnittsteilansicht der Kopfkappe längs der Linie VII-VII in 3,
die einen Abdeckungszustand zeigt, bei dem die Kopfkappe sich in
einer "untätigen" Saugstellung befindet;
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10 eine
Ansicht, in der eine Bewegung einer Schlauchpumpe in dem in 1 gezeigten Kopfwartungsmechanismus
in einem pumpenden Zustand von unten gezeigt ist;
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11 eine
Ansicht, in der eine Bewegung einer Schlauchpumpe in dem in 1 gezeigten Kopfwartungsmechanismus
in einem Pumpfreigabezustand von unten gezeigt ist;
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12A bis 12C Diagramme
zur Erläuterung
einer Steuerkurvennut eines zylindrischen Steuerkurvenelements in
dem in 1 gezeigten Kopfwartungsmechanismus;
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13 eine
Ansicht, in der eine Bewegung eines Kappenantriebsstiftes gezeigt
ist, der sich längs
einer Kappenantriebszone der Steuerkurvennut bewegt;
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14 ein
Steuerungsdiagramm, welches den Betrieb andeutet, wenn die Kopfkappe
in einer Anfangsposition zu der Tintensaugposition bewegt wird;
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15 ein
Steuerungsdiagramm, welches den Betrieb andeutet, wenn die Kopfkappe
in der Anfangsposition zu der "untätigen" Saugstellung bewegt
wird; und
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16A bis 16D Ansichten
der Lagebeziehung zwischen dem zylindrischen Steuerkurvenelement,
dem Kappenantriebsstift und einem Rakelantriebsstift zu jeweiligen
Zeitpunkten.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
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Ein
bevorzugtes Ausführungsbeispiel
eines Kopfwartungsmechanismus eines Tintenstrahldruckers gemäß der Erfindung
wird nachfolgend unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Da der Tintenstrahldrucker, in den der Kopfwartungsmechanismus gemäß der Erfindung
eingebaut ist, einen allgemein bekannten Aufbau hat, wird eine ins
einzelne gehende Erläuterung
und Darstellung desselben weggelassen.
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Wie 1 und 2 zeigen,
weist ein Kopfwartungsmechanismus 1 folgendes auf: eine
Kopfkappe 2 zum Abdecken einer Düsenfläche eines Druckkopfes; ein
Rakel 3 zum Abwischen der Düsenfläche; und eine Schlauchpumpe 4 als
Tintensaugpumpe zum Absaugen von Tinte von der Kopfkappe 2.
Der Kopfwartungsmechanismus 1 weist ferner auch einen Schrittmotor 5 als
eine gemeinsame Antriebsquelle zum Antrieb der Kopfkappe 2,
des Rakels 3 und der Schlauchpumpe 4 auf. Ferner
gehört zum
Kopfwartungsmechanismus 1 ein Kraftübertragungsmechanismus 6 zum Übertragen
des Drehmoments des Schrittmotors 5 an die Kopfkappe 2,
das Rakel 3 und die Schlauchpumpe 4. Diese jeweiligen Teile
sind in einem Gehäuse 7 untergebracht.
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Wie 2 zeigt,
weist der Kraftübertragungsmechanismus 6 ein
zylindrisches Steuerkurvenelement 11 auf, an dessen äußerer Umfangsfläche eine
Steuerkurvennut 12 ausgebildet ist, die in Umfangsrichtung
eine vorherbestimmte Tiefe hat. In der Steuerkurvennut 12 sitzt
ein Kappenantriebsstift 13 zum Bewegen der Kopfkappe, der
beim Drehen des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 längs der
Steuerkurvennut gleiten kann. An einer Stelle um etwa 90° versetzt
ist in die Steuerkurvennut 12 ein Rakelantriebsstift 14 zum
Bewegen des Rakels eingesetzt, der bei der Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 längs der
Steuerkurvennut 12 gleiten kann. Außerdem ist ein Pumpenrad 16,
bei dem es sich um ein Antriebskrafteingabeelement der Schlauchpumpe 4 handelt,
koaxial gegenüber
und unmittelbar unterhalb einer kreisförmigen Bodenfläche 11a des
zylindrischen Steuerkurvenelements 11 vorgesehen.
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Unmittelbar
unterhalb des Pumpenrades 16 befindet sich die Schlauchpumpe 4,
die eine zentrale Welle 17 hat, welche sich in der Mitte
durch das Pumpenrad 16 und das zylindrische Steuerkurvenelement 11 erstreckt
und nach oben vorsteht. Das untere Ende 17a der zentralen
Welle 17 ist auf dem Gehäuse 7 drehbar abgestützt, während das
obere Ende 17b in ein Wellenloch 8a drehbar eingesetzt
ist, das in einer oberen Wand 8 ausgebildet ist, die mit
einem Paar Schrauben an einer Oberseite des Gehäuses montiert ist.
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Das
zylindrische Steuerkurvenelement 11 wird mit dem Pumpenrad 16 durch
eine Reibungskupplung 18 in Reibungseingriff gehalten.
In diesem Ausführungsbeispiel
weist die Reibungskupplung 18 die kreisförmige Bodenfläche 11a eine
obere Stirnfläche 16a des
Pumpenrades 16 sowie eine in einem zentralen Loch 11b des
zylindrischen Steuerkurvenelements 11 angebrachte Schraubenfeder 20 auf. Die
Schraubenfeder 20 ist komprimiert so zwischen dem zylindrischen
Steuerkurvenelement 11 und der oberen Wand 8 angebracht,
daß sie
mit vorherbestimmter Vorspannung ständig auf das zylindrische Steuerkurvenelement 11 Schub
ausübt.
Dementsprechend wird die kreisförmige
Bodenfläche 11a des
zylindrischen Steuerkurvenelements 11 mit der oberen Stirnfläche 16a des
Pumpenrades 16 mit vorherbestimmter Vorspannung zusammengeschoben, so
daß sie
durch die dadurch hervorgerufenen Reibungskräfte gemeinsam drehbar sind.
Wenn eine die Reibungskräfte übersteigende
Belastung wirkt, kommt es zu einem Gleiten zwischen den beiden Elementen.
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Das
Pumpenrad 16 ist mit dem Schrittmotor 5 über ein
Vorgelege 19 verbunden. Zu dem Vorgelege 19 gehört ein zusammengesetztes
Reduktionszahnrad 22, welches mit einem auf einer Motorwelle sitzenden
Motorzahnrad 21 kämmt,
sowie ein Reduktionszahnrad (Antriebszahnrad) 23, welches
mit einem Zahnrad 22a von kleinem Durchmesser des zusammengesetzten
Reduktionszahnrades 22 kämmt, wobei das Reduktionszahnrad 23 mit
dem Pumpenrad 16 kämmt.
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Hier
ist in einer äußeren Umfangsfläche am unteren
Ende des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 ein intermittierendes
Zahnrad 25 ausgebildet, welches über einen Winkelbereich von
im wesentlichen 200° mit
einer Verzahnung 24 versehen ist. Die Verzahnung 24 kann
auch mit dem Reduktionszahnrad 23 kämmen.
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Das
zylindrische Steuerkurvenelement des Ausführungsbeispiels ist vom Typ
mit begrenzter Umdrehung, und es sind Drehbegrenzungen vorgesehen,
die ein totes Ende im Uhrzeigersinn und ein totes Ende entgegen
dem Uhrzeigersinn festlegen. Die Drehbegrenzungen bei diesem Ausführungsbeispiel
weisen Anschlagswände 11d, 11e zur
Festlegung der beiden Enden einer bogenförmigen Nut 11c, die über einen
vorherbestimmten Winkelbereich längs
einer inneren Umfangskante einer ringförmigen Oberseite des zylindrischen
Steuerkurvenelements 11 ausgebildet ist, sowie einen Vorsprung 8b auf,
der von der Rückseite
der oberen Wand 8 in die bogenförmige Nut 11c ragt.
Wenn sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 im Uhrzeigersinn
dreht, schlägt
die Anschlagswand 11d (kontaktiert) auf den Vorsprung 8b,
um die Drehbewegung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 zu
unterbinden. Wenn das zylindrische Steuerkurvenelement 11 sich entgegen
dem Uhrzeigersinn dreht, schlägt
die andere Anschlagswand 11e (kontaktiert) auf den Vorsprung 8b,
um die Drehbewegung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 zu
unterbinden.
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Mit
einem gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
aufgebauten Kraftübertragungsmechanismus 6 wird
die Umdrehung des Schrittmotors 5 auf das Pumpenrad 16 über das
Vorgelege 19 übertragen, und
die Drehbewegung des Pumpenrades 16 wird auf das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 über die
Reibungskupplung 18 übertragen.
Außerdem wird
die Drehbewegung des Schrittmotors 5 unmittelbar auf das
zylindrische Steuerkurvenelement 11 übertragen, wenn das intermittierende
Zahnrad 25 des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 mit
dem Reduktionszahnrad 23 kämmt.
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Wenn
sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 dreht, wird
der Kappenantriebsstift 13 und der Rakelantriebsstift 14,
die an vorherbestimmten Stellen in die Steuerkurvennut 12 eingesetzt
sind, in einer Richtung (nach oben und unten in den 2 bis 6)
längs einer
Drehachse des zylindrischen Steuerkurvenelements bewegt, um einen
Abdeckzustand der Kopfkappe und einen Abstreifzustand des Rakels 3 herzustellen.
Außerdem
saugt die Schlauchpumpe 4 Tinte von der Kopfkappe 2,
die in den Abdeckzustand versetzt wurde.
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Als
nächstes
soll unter Hinweis auf die 6 bis 9 der
Aufbau der Kopfkappe 2 des Ausführungsbeispiels beschrieben
werden. Die Kopfkappe 2 besitzt einen kastenförmigen Kappenkörper 31,
der einer Düsenfläche 101 eines
Druckkopfes 100 zugewandt und oben offen ist, sowie einen
Kappenhalter 32, der den Kappenkörper 31, ihn von der
oberen Öffnung
empfangend, hält.
Von einer Seite des Kappenhalters 32 steht ein horizontaler
Arm 32a vor, und in ein an der Spitze des Arms 32a gebildetes
Stiftloch 32b ist der Kappenantriebsstift 13 eingeführt. Der Kappenantriebsstift 13 wird
von einer in das Stiftloch 32b eingesetzten Schraubenfeder 32c ständig in
einer Richtung zum Vorspringen aus dem Stiftloch 32b vorgespannt.
Folglich wird die Spitze des Kappenantriebsstiftes 13 ständig gegen
eine Bodenfläche
der Steuerkurvennut 12 des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 geschoben.
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Im
Kappenkörper 31 ist
ein Tinte absorbierender Körper 33 aufgenommen,
und die von dem Tinte absorbierenden Körper 33 gewonnene
Tinte wird aus einer in einem Bodenplattenbereich des Kappenkörpers 31 gebildeten
Tintenabgabeöffnung 34 abgegeben.
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Zwischen
dem Bodenplattenbereich des Kappenkörpers 31 und dem Kappenhalter 32 ist
außerdem
ein Lüftungsventil 35 zum Öffnen eines
Innenraums des Kappenkörper
zur Umgebung vorgesehen. Genauer gesagt erstreckt sich vom Bodenplattenbereich
des Kappenkörpers 31 ein
Lüftungsloch 36 nach
unten, und im Kappenhalter 32 ist dem unteren Ende des
Lüftungslochs 36 gegenüber ein Ventilsitz 37 ausgebildet.
Der Kappenkörper 31 ist
in einem solchen Zustand eingebaut, daß er um ein vorherbestimmtes
Ausmaß gegenüber dem
Kappenhalter 32 senkrecht bewegbar ist. Normalerweise ist
der Kappenkörper 31 von
einer Schraubenfeder 38 nach oben vorgespannt, und infolgedessen
befindet sich das Lüftungsloch 36 in
einem Abstand vom Ventilsitz 37, so daß ein zur Umgebung offener
Zustand herrscht. Wenn der Kappenkörper 31 um ein vorherbestimmtes
Ausmaß von
oben herabgedrückt
wird, kommt ein unteres Ende des Lüftungslochs 36 zur Anlage
am Ventilsitz 37 und wird dadurch geschlossen, so daß das Lüftungsventil 35 in
geschlossenen Zustand versetzt ist.
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7 zeigt
die Kopfkappe 2 in einem Zustand in zurückgezogener Position 2A.
Im Gegensatz dazu zeigen die 8 und 9 einen
Zustand, bei dem die Kopfkappe 2 die Düsenfläche 101 abdeckt. In
der Konstellation der 8 befindet sich die Kopfkappe 2 in
einer Tintensaugposition 2B, bei der die Abdeckung bewirkt
wird, wenn das Lüftungsventil 35 in
geschlossenen Zustand gesetzt wird. Bei dieser Position hebt sich
der Kappenhalter 32 um eine Entfernung L1 aus der in 7 gezeigten,
zurückgezogenen
Position 2A, während
der Kappenkörper 31 auf
die Düsenfläche 101 des
unmittelbar oberhalb befindlichen Druckkopfes 100 trifft,
um relativ nach unten geschoben zu werden, so daß das Lüftungsloch 36 auf
dem Ventilsitz 37 zu sitzen kommt. Wenn in diesem Zustand
die Saugpumpe 4 eine Tintensaugtätigkeit ausführt, wird
Tinte von der Düsenöffnung am
Druckkopf 100 abgesaugt, um nach außen abgegeben zu werden.
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Im
Gegensatz dazu zeigt 9 eine "untätige" Saugstellung 2C,
bei der der Kappenhalter 32 aus der zurückgezogenen Position 2A um
eine kleinere Entfernung L2 als die Entfernung L1 angehoben wird
und der Kappenkörper 31 die
Düsenfläche 101 abdeckt,
während
das Lüftungsventil 35 in
geöffnetem
Zustand bleibt, weil der Hub L2 klein ist. Wenn in diesem Zustand
die Schlauchpumpe 4 eine Tintensaugtätigkeit durchführt, wird
keine Tinte von der Düsenöffnung am
Druckkopf 100 gesaugt; es wird Tinte gesaugt und nach außen abgegeben,
die von dem Tinte absorbierenden Körper 33 wiedergewonnen wurde.
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Wie 2 und 3 zeigen,
weist das Rakel 3 eine rechteckige Rakelklinge 3a und
einen Klingenhalter 3b auf, der die Klinge hält, und
der Klingenhalter 3b ist am Gehäuse 7 so angebracht,
daß er zwischen
einer zurückgezogenen
Stellung und einer Abstreifstellung, bei der die Düsenfläche 101 des Druckkopfes 100 abgewischt
werden kann, hin- und herbewegbar ist. Von einer Seite des Klingenhalters 3b erstreckt
sich ein horizontaler Arm 3c, und an der Spitze des horizontalen
Arms 3c ist der Rakelantriebsstift 14 angebracht.
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Als
nächstes
soll der Aufbau der Schlauchpumpe 4 im wesentlichen unter
Hinweis auf die 2, 10 und 11 beschrieben
werden. Die Schlauchpumpe 4 weist einen Drehkörper 42 auf,
der in eine im Gehäuse 7 ausgebildete
kreisförmige
Ausnehmung 41 drehbar eingesetzt ist. Der Drehkörper 42 weist
die zentrale Welle 17, eine am unteren Ende der Welle 17 ausgebildete,
untere Stirnplatte 43 und eine etwa in der Mitte der Längserstreckung
der Welle 17 gebildete Rollkörperantriebsscheibe 44 auf. Zwischen
der unteren Stirnplatte 43 und der Rollkörperantriebsscheibe 44 sind
zwei Rollkörper 45, 46 drehbar
angebracht. Zwischen den Rollkörpern 45, 46 und
einer inneren Umfangsfläche 41a der
kreisförmigen
Ausnehmung 41 im Gehäuse 7 ist
ein Tintenschlauch 47 verlegt. Ein Ende des Tintenschlauchs 47 steht
mit der Tintenabgabeöffnung 34 der
Kopfkappe 2 in Verbindung, während das andere Ende an einen
(nicht gezeigten) Tintenrückgewinnungsabschnitt
angeschlossen ist.
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Eine
obere Stirnfläche
der Rollkörperantriebsscheibe 44 liegt
einer unteren Stirnfläche
des Pumpenrades 16 gegenüber. Auf beiden Oberflächen befinden
sich, an einer Stelle in Umfangsrichtung, nicht gezeigte Eingriffsvorsprünge, und
wenn die Rollkörperantriebsscheibe 44 sich
um etwa 360° dreht,
kommen beide Vorsprünge
miteinander in Eingriff und veranlassen, daß sich das Pumpenrad 16 und
die Schlauchpumpe 4 gemeinsam drehen. Wie aus 10 und 11 hervorgeht,
sind auf der Rollkörperantriebsscheibe 44 bogenförmige Nuten 44a, 44b ausgebildet,
um zentrale Wellen 45a, 46a der Rollkörper 45, 46 zu
führen.
Wenn sich die Schlauchpumpe 4 in einer durch einen Pfeil
in 10 angedeuteten Richtung dreht, bewegt sich das
Rollenpaar 45, 46 längs der bogenförmigen Nuten 44a, 44b radial
nach außen
und drückt
beim Umlauf den Tintenschlauch 47 platt. Dadurch entsteht
eine Saugwirkung (Pumpwirkung). Wenn die Schlauchpumpe 4 sich
in umgekehrter Richtung dreht, wie in 11 gezeigt,
wird ein Freigabezustand erzeugt, bei dem der Tintenschlauch 47 nicht
plattgedrückt
wird, denn das Rollenpaar 45, 46 zieht sich längs der
bogenförmigen Nuten 44a, 44b radial
nach innen zurück.
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Es
folgt eine detaillierte Erläuterung
der im zylindrischen Steuerkurvenelement 11 dieses Ausführungsbeispiels
gebildeten Steuerkurvennut 12. 12A zeigt
eine Abwicklung der Steuerkurvennut 12 des zylindrischen
Steuerkurvenelements 11 in der Ebene, 12B ist eine Ansicht, welche die Tiefen der Nut
in jeweiligen Bereichen zeigt, und 12C ist
eine Ansicht von Stellungen des intermittierenden Zahnrades 25 und
des Reduktionszahnrades 23.
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Im
Ausführungsbeispiel
hat die Steuerkurvennut 12 ein erstes totes Ende 51,
an das sich der Rakelantriebsstift 14 anlegt, oder in dessen
Nähe der Rakelantriebsstift
sich befindet, wenn das zylindrische Steuerkurvenelement 11 sich
entgegen dem Uhrzeigersinn dreht, eine dem ersten toten Ende 51 benachbarte
Rakelantriebszone 52, in der sich der Rakelantriebsstift 14 bewegt,
eine Kappenantriebszone 53, in der sich der Kappenantriebsstift 13 bewegt,
und ein zweites totes Ende 54 an einem Ende der Kappenantriebszone 53.
Wenn sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 im Uhrzeigersinn dreht,
liegt der Kappenantriebsstift 13 am zweiten toten Ende 54 an
oder befindet sich in dessen Nähe. Bei
dem Ausführungsbeispiel
ist die Steuerkurvennut 12 über einen Winkelbereich von
etwa 350° ausgebildet,
und eine Verbindungszone 55 stellt die Verbindung zwischen
der Rakelantriebszone 52 und der Kappenantriebszone 53 her.
Natürlich
können
Rakelantriebszone 52 und Kappenantriebszone 53 auch nichtdurchgehende
Steuerkurvennuten umfassen.
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Wie
schon gesagt, sind die toten Enden für die Umdrehung im Uhrzeigersinn
und entgegen dem Uhrzeigersinn des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 von
den Anschlagswänden 11d, 11e des zylindrischen
Steuerkurvenelements 11 und dem Vorsprung 8b bestimmt,
der an der oberen Wand 8 ausgebildet ist. Im Ausführungsbeispiel
dreht sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 im Uhrzeigersinn,
und die Anschlagswand 11d trifft auf den Vorsprung 8b,
wodurch die Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements im
Uhrzeigersinn angehalten wird. Bei dieser Konstellation liegt der
Kappenantriebsstift 13 am zweiten toten Ende 54 an
oder gelangt in eine Stellung unmittelbar vor Anlage an diesem zweiten
toten Ende 54. Wenn sich umgekehrt das zylindrische Steuerkurvenelement
entgegen dem Uhrzeigersinn dreht und die Anschlagswand 11e auf
den Vorsprung 8b trifft, wird die Umdrehung des zylindrischen
Steuerkurvenelements im Uhrzeigersinn angehalten. Bei dieser Konstellation
legt sich der Rakelantriebsstift 14 an das erste tote Ende 51 oder
gelangt in eine Lage unmittelbar vor Anlage an dem ersten toten
Ende 51.
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Die
Rakelantriebszone 52 weist einen trapezförmigen Bereich
auf, der sich über
einen Winkelbereich von etwa 90° erstreckt,
und der am ersten toten Ende 51 befindliche Rakelantriebsstift 14 gleitet in
bezug auf und längs
der Rakelantriebszone 52, wobei er sich nach oben und unten
bewegt, wenn das zylindrische Steuerkurvenelement 11 sich
im Uhrzeigersinn dreht. Wenn sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 um
etwa 45° dreht,
gelangt das Rakel 3 aus der zurückgezogenen Stellung in die
Abstreifposition, die das Abwischen der Düsenfläche 101 ermöglicht,
und wenn sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 um
weitere etwa 45° dreht,
kehrt es wieder in die zurückgezogene
Stellung zurück.
In einem Zustand, bei dem sich der Rakelantriebsstift 14 in
der Verbindungszone 55 der Steuerkurvennut 12 befindet,
wie 12A zeigt, hebt sich das Rakel 3 in die
Abstreifposition und kehrt dann in die zurückgezogene Position zurück, wenn
das zylindrische Steuerkurvenelement sich entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.
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Die
Kappenantriebszone 53 hat einen Neigungsbereich 61,
der an die sich horizontal erstreckende Verbindungszone 55 angrenzt
und unter einem vorherbestimmten Winkel nach oben geneigt ist, einen
an das obere Ende des Neigungsbereichs 61 angrenzenden
und sich horizontal erstreckenden oberen horizontalen Bereich 62 sowie
einen unteren horizontalen Bereich 63, der unterhalb des
oberen horizontalen Bereichs 62 und parallel zu diesem
gebildet ist. Die Kappenantriebszone besitzt ferner einen Führungsbereich 64 zum
Führen
des Kappenantriebsstiftes 13, der sich dem zweiten toten
Ende 54 des oberen Bereichs 62 benachbart findet,
zum unteren horizontalen Bereich 63, wenn sich das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 entgegen dem Uhrzeigersinn dreht.
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In
einem Zustand, bei dem sich der Kappenantriebstift 13 in
der Verbindungszone 55 gemäß 12A befindet,
nimmt die Kopfkappe 2 ihre zurückgezogene Stellung 2A ein
(siehe 7). Wenn sich bei dieser Konstellation das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 im Uhrzeigersinn dreht, steigt der Kappenantriebstift 13 längs des
geneigten Bereichs 61 und erreicht den oberen horizontalen
Bereich 62. Dieser Zustand entspricht einer Tintensaugposition 2B,
bei der die Kopfkappe 2 die Düsenfläche 101 in einem Zustand
abdeckt, bei dem das Lüftungsventil 35 geschlossen
ist, wie in 8 gezeigt. Im Gegensatz dazu
entspricht ein Zustand, in dem sich der Kappenantriebsstift 13 im
unteren horizontalen Bereich 63 befindet, der "untätigen" Saugstellung 2C, bei
der die Kopfkappe 2 die Düsenfläche 101 in einem Zustand
abdeckt, bei dem das Lüftungsventil 35 geöffnet ist,
wie 9 zeigt.
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Aus 12B ist zu entnehmen, daß die Tiefe H1 der Nut in der
Verbindungszone 55, dem Neigungsbereich 61 und
dem oberen horizontalen Bereich 62 am größten ist,
während
die Nuttiefe des oberen horizontalen Bereichs 62 von einem
Bereich an einer Seite des zweiten toten Endes 54 aus allmählich abnimmt
und über
einen Bereich bis zum zweiten toten Ende 54 konstant bleibt.
Außerdem
ist eine Nutseite eines unteren Bereichs des oberen horizontalen
Bereichs 62 stufenartig ausgeschnitten, um einen unteren
horizontalen Bereich 63 zu bilden, der eine geringe Nuttiefe
H2 hat. Der untere horizontale Bereich 63 erstreckt sich
zwischen dem zweiten toten Ende 54 und dem Neigungsbereich 61.
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Der
Führungsbereich 64 ist
durch Ausschneiden einer Bodenfläche
des unteren horizontalen Bereichs 63 gebildet, wobei ein
unterer Bereich 63a verbleibt, und weist einen Bereich 64a einer
Nuttiefe H3 zwischen den Nuttiefen der Bereiche 62, 63 sowie
einen Bereich 64b auf, dessen Nuttiefe vom Bereich 64a zum
Neigungsbereich 61 hin allmählich abnimmt. Ein Ende des
Bereichs 64a liegt in der Nähe des Bereichs, an dem die
Nuttiefe des oberen horizontalen Bereichs 62 abzunehmen
beginnt, oder des Bereichs, an dem die Nuttiefe des oberen horizontalen
Bereichs 62 abnimmt. Ein Ende des Bereichs 64b setzt
den unteren horizontalen Bereich 63 fort.
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13 zeigt
eine Bewegung des Kappenantriebsstiftes 13, der sich längs der
mit diesen Bereichen 61 bis 64 versehenen Kappenantriebszone 53 bewegt.
Wenn sich, unter Hinweis auf die Figur, das zylindrische Steuerkurvenelement 11 im
Uhrzeigersinn A dreht, bewegt sich der Kappenantriebsstift 13 längs des
Neigungsbereichs 61 aus einer Position 13(1) in
der Verbindungszone 55, wie durch einen Pfeil "a" gezeigt, und wird in den oberen horizontalen Bereich 62 geführt, wo
er das zweite tote Ende 54 erreicht.
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Bei
einer Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 entgegen
dem Uhrzeigersinn B in einem Zustand, bei dem sich der Kappenantriebsstift 13 in
der Position 13(2) befindet, bewegt sich der Kappenantriebsstift 13 in
entgegengesetzter Richtung längs
des oberen horizontalen Bereichs 62, wie durch einen Pfeil
in "b" gezeigt, und wenn
er den Führungsbereich
erreicht, fällt
der Kappenantriebsstift vom oberen horizontalen Bereich 62 auf
den Führungsbereich 64 und
sinkt längs
des Bereichs ab, bis er den unteren horizontalen Bereich 63 erreicht.
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Wenn
sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 erneut im
Uhrzeigersinn A dreht, in einem Zustand, bei dem der Kappenantriebsstift 13 sich
in der Position 13(3) befindet, bewegt sich der Kappenantriebsstift 13 im
unteren horizontalen Bereich 63 längs des engen Nutbodens 63a,
bis er eine Position 13(4) am zweiten toten Ende 54 erreicht.
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Hier
ist die Verzahnung 24 des auf dem zylindrischen Steuerkurvenelement 11 gebildeten
intermittierenden Zahnrades 25 über einen Winkelbereich von
einer Winkelposition in der Nähe
des zweiten toten Endes 54 in der Steuerkurvennut 12 bis
zu einer Winkelposition in der Nähe
des Neigungsbereichs 61 ausgebildet (siehe 12C). Der Fall, bei dem sich das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 im Uhrzeigersinn dreht, wird mit anderen
Worten beschrieben. Bei einer Drehwinkelposition unmittelbar ehe
der sich gegenüber
und längs
der Steuerkurvennut 12 bewegende Kappenantriebsstift 13 an
das zweite tote Ende 54 der Steuerkurvennut 12 anstößt, läuft ein Ende 24a der
Verzahnung 24 des intermittierenden Zahnrades 25 am
Reduktionszahnrad 23 vorbei und gelangt außer Eingriff
mit dem Reduktionszahnrad 23. Für den Fall, daß sich das
zylindrische Steuerkurvenelement 11 entgegen dem Uhrzeigersinn
dreht, verhält
es sich wie folgt. Bei einer Drehwinkelstellung unmittelbar ehe
der sich in bezug auf und längs
der Steuerkurvennut 12 bewegende Rakelantriebsstift 14 gegen
das erste tote Ende 51 der Steuerkurvennut 12 stößt, läuft das
andere Ende 24b der Verzahnung 24 des intermittierenden
Zahnrades 25 am Reduktionszahnrad 23 vorbei und
gelangt außer
Eingriff mit dem Reduktionszahnrad 23.
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Als
nächstes
soll der Betrieb des Kopfwartungsmechanismus 1 gemäß dem Ausführungsbeispiel
unter Hinweis hauptsächlich
auf die 14 bis 16 beschrieben
werden. Zunächst
wird eine Erläuterung
des Betriebs gegeben, wenn die Kopfkappe 2 aus der zurückgezogenen
Stellung 2A in die Tintensaugposition 2B bewegt
wird. Der Kappenantriebsstift 13 und der Rakelantriebsstift 14 befinden
sich in Ausgangsstellungen, die in 12 gezeigt
sind, und 16A zeigt die Lagebeziehung
der entsprechenden Teile in den Ausgangsstellungen. Ein Ende 24b der
Verzahnung 24 des intermittierenden Zahnrades 25 nimmt
eine Stellung ein, die gegenüber
dem Reduktionszahnrad 23 entgegen dem Uhrzeigersinn geringfügig versetzt
ist.
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Wenn
der Schrittmotor 5 in diesem Zustand (Zeitpunkt t0) in
Rückwärtsrichtung
dreht, dreht sich das Reduktionszahnrad 23 entgegen dem
Uhrzeigersinn. Das mit dem Reduktionszahnrad 23 kämmende Pumpenrad 16 dreht
sich im Uhrzeigersinn A, und das mit dem Pumpenrad 16 über die
Reibungskupplung 18 verbundene zylindrische Steuerkurvenelement 11 dreht
sich gleichfalls im Uhrzeigersinn A. Bei einer Umdrehung des zylindrischen
Steuerkurvenelements 11 im Uhrzeigersinn A wird die Verzahnung 24 des
intermittierenden Zahnrads 25 in der Zwischenzeit (Zeitpunkt
t1) in Eingriffs zustand mit dem Reduktionszahnrad 23 verlagert,
und danach wird das Drehmoment des Schrittmotors 5 zum
zylindrischen Steuerkurvenelement 11 nicht über die
Reibungskupplung 18 übertragen.
Folglich kann das zylindrische Steuerkurvenelement 11 mit
Sicherheit selbst dann gedreht werden, wenn die auf das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 wirkende Belastung zunimmt.
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Aufgrund
der Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 im
Uhrzeigersinn gleitet der gegenüber
der Steuerkurvennut 12 gleitende Rakelantriebsstift 14 längs der
Rakelantriebszone 52 der Steuerkurvennut 12 und
hebt das Rakel 3 aus der zurückgezogenen Stellung in die
Abstreifposition (vom Zeitpunkt t2 bis zum Zeitpunkt t4). Zu diesem Zeitpunkt
t3 wird der Druckkopf 100 durch die Position des Rakels 3 bewegt,
was es der Rakelklinge 3a ermöglicht, die Düsenfläche 101 abzuwischen.
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Bei
weiterer Drehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 sinkt
das Rakel 3 und kehrt in die zurückgezogene Stellung zurück (Zeitpunkt
t5), der Kappenantriebsstift 13 hingegen beginnt längs des
Neigungsbereichs 61 der Steuerkurvennut 12 aufzusteigen.
Dadurch beginnt die Kopfkappe 2 aus der zurückgezogenen
Stellung 2A mit dem Aufstieg. Vor einem Zeitpunkt t6, der
unmittelbar vor dem Zeitpunkt t7 liegt, wenn der Kappenantriebsstift 13 den oberen
horizontalen Bereich 62 der Steuerkurvennut 12 erreicht,
wird der Kappenkörper 31 der
Kopfkappe 2 in einen Zustand gebracht, bei dem er die Düsenfläche 101 des
Druckkopfes 100 bedeckt, der unmittelbar oberhalb gestanden
hat, und danach bewegt sich nur der Kappenhalter 32 nach
oben, und der Kappenkörper 31 wird
im Verhältnis
dazu nach unten herabgedrückt.
Infolgedessen verlagert sich in einem Zeitpunkt t6 das Lüftungsventil 35 der
Kopfkappe 2 in einen geschlossenen Zustand, und danach
erreicht die Kopfkappe 2 die Tintensaugposition 2B.
Dieser Zustand ist in den 8 und 16B dargestellt.
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Wenn
sich danach das zylindrische Steuerkurvenelement 11 weiter
im Uhrzeigersinn dreht, läuft ein
Ende 24a der Verzahnung 24 des intermittierenden
Zahnrades 25 des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 am
Reduktionszahnrad 23 vorbei, so daß der Eingriff zwischen dem
intermittierenden Zahnrad 25 und dem Reduktionszahnrad 23 aufgehoben
wird (Zeitpunkt t8). Anschließend
dreht sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 zusammen
mit dem Pumpenrad 16 mittels der Reibungskupplung 18,
und in einem Zeitpunkt t9 befindet sich der Kappenantriebsstift 13 am
zweiten toten Ende 54 der Steuerkurvennut 12.
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In
diesem Zustand trifft die Anschlagswand 11d des zylindrischen
Steuerkurvenelements 11 auf den Vorsprung 8b der
oberen Wand 8, was die Drehbewegung des Steuerkurvenelements 11 verhindert. Folglich
wird dann in der Reibungskupplung 18 Schlupf erzeugt, so
daß das
zylindrische Steuerkurvenelement 11 keine Umdrehung ausführt, sondern in
einem Haltezustand gehalten wird und sich nur das Pumpenrad 16 weiterhin
dreht. 16C zeigt diesen Zustand. Wenn
das Pumpenrad 16 ab der Ausgangsstellung im wesentlichen
eine ganze Umdrehung macht, greift das Pumpenrad 16 in
die Rollkörperantriebsscheibe 44 der
Schlauchpumpe 4 ein (Zeitpunkt t10), und dann wird die
Schlauchpumpe 4 im Uhrzeigersinn antriebsmäßig gedreht.
Folglich läuft
das Rollenpaar 45, 46 um und drückt dabei
den Tintenschlauch 47 platt, wie in 10 gezeigt,
und in der Kopfkappe 2, die sich in einem abgedeckten Zustand befindet,
bei der das Lüftungsventil 35 geschlossen ist,
wird ein Tintensaugvorgang durchgeführt. Folglich wird Tinte aus
der Düsenöffnung des
Druckkopfes 100 abgesaugt, um nach außen abgegeben zu werden.
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Wenn
der Schrittmotor 5 nach Beendigung der Tintenabsaugtätigkeit
in Vorwärtsrichtung
gedreht wird, wird der umgekehrte Vorgang zu dem vorstehend beschriebenen
bewirkt, und die jeweiligen Teile werden in einen anfänglichen
Zustand zurückversetzt.
Genauer gesagt, dreht sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 entgegen
dem Uhrzeigersinn in eine Position, bei der sich der Rakelantriebsstift 14 am
ersten toten Ende 51 der Steuerkurvennut 12 befindet
(Zustand im Zeitpunkt t0). In einem Zustand, bei dem sich der Rakelantriebsstift 14 am
ersten toten Ende 51 der Steuerkurvennut 12 befindet, trifft
die Anschlagswand 11e des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 auf
den Vorsprung 8b der oberen Wand 8 und verhindert
die Drehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11.
Folglich wird dann in der Reibungskupplung 18 Schlupf erzeugt,
so daß das
zylindrische Steuerkurvenelement 11 in dieser Position
gehalten bleibt. In der Zwischenzeit setzt das Pumpenrad 16 seine
Drehbewegung entgegen dem Uhrzeigersinn fort und dreht die Schlauchpumpe 4 entgegen
dem Uhrzeigersinn, und die beiden Rollkörper 45, 46 ziehen
sich radial nach innen zurück
und rufen einem Pumpenfreigabezustand hervor, bei dem das Plattdrücken des
Tintenschlauchs 47 aufgehoben wird. Dieser Zustand ist
in 16D gezeigt, wobei die relativen Stellungen der
jeweiligen Teile die gleichen sind wie die in dem in 16A gezeigten Ausgangszustand.
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Als
nächstes
wird unter Hinweis auf 15 der Betrieb beschrieben,
wenn die Kopfkappe 2 in die "untätige" Saugstellung 2C bewegt
wird. In diesem Fall ist der Betrieb bis zum Zeitpunkt t9 auch in 15 der
gleiche wie schon beschrieben. Im Zeitpunkt t9 erreicht die Kopfkappe 2 die
Tintensaugposition 2B, und der Kappenantriebsstift 13 befindet sich
am zweiten toten Ende 54 der Steuerkurvennut 12.
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Anschließend wird
im Zeitpunkt t11 die Umdrehung des Schrittmotors 5 für eine vorherbestimmte
Zeitspanne (vom Zeitpunkt t11 bis zu einem Zeitpunkt t13) in eine
Vorwärtsrichtung
umgekehrt (Uhrzeigersinn). Infolgedessen dreht sich das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 entgegen dem Uhrzeigersinn, so daß sich der
Kappenantriebsstift 13 innerhalb der Steuerkurvennut 12 längs eines
durch einen Pfeil b in 13 angedeuteten Wegs bewegt
und im Zeitpunkt t13 den unteren horizontalen Bereich 63 erreicht.
Da sich der Kappenhalter 32 der Kopfkappe 2 herabbewegt,
wird der Kappenkörper 31 gegen
die Düsenfläche 101 relativ
nach oben geschoben, wobei er in einem Abdeckungszustand gehalten
wird, und das Lüftungsventil 35,
das sich in geschlossenem Zustand befunden hat, kehrt im Zeitpunkt
t12 unmittelbar vor dem Zeitpunkt t13 in offenen Zustand zurück.
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Wenn
der Schrittmotor 5 im Zeitpunkt t13 in umgekehrter Richtung
entgegen dem Uhrzeigersinn angetrieben wird, dreht sich das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 im Uhrzeigersinn, was den Kappenantriebsstift 13 veranlaßt, längs des
unteren horizontalen Bereichs 63 der Steuerkurvennut 12 zu
gleiten, um zum zweiten toten Ende 54 zu gelangen (in einem
Zeitpunkt t14). Nach diesem Zeitpunkt dreht sich nur noch das Pumpenrad 16,
während
das zylindrische Steuerkurvenelement 11 anhält. Nach
einem Zeitpunkt t15 tritt das Pumpenrad 16 mit der Rollkörperantriebsscheibe 44 der
Schlauchpumpe 4 in Eingriff, um die Schlauchpumpe 4 anzutreiben,
was den Tintensaugvorgang in Gang setzt. Da das Lüftungsventil 35 der
Kopfkappe 2 in diesem Zustand geöffnet ist, wird Tinte nicht
von der Düsenöffnung abgesaugt, sondern
es wird im Tinte absorbierenden Körper 33 enthaltene
Tinte abgesaugt und nach außen
abgegeben (das heißt,
es erfolgt "untätiges" Saugen).
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Nach
dem "untätigen" Saugen wird durch Vorwärtsdrehen
des Schrittmotors 5 das zylindrische Steuerkurvenelement
entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, so daß der Kappenantriebsstift 13,
der sich am zweiten toten Ende 54 befindet, längs des
unteren horizontalen Bereichs 63 über den Neigungsbereich 61 in
die anfängliche
Stellung bewegt wird.
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Wie
schon gesagt, wird bei dem Kopfwartungsmechanismus 1 des
Tintenstrahldruckers beim Ausführungsbeispiel
die Umdrehung des Schrittmotors 5 über das Vorgelege 19,
das Pumpenrad 16 und die Reibungskupplung 18 auf
das zylindrische Steuerkurvenelement 11 übertragen.
Auch bei einem Betriebszustand, bei dem keine Notwendigkeit besteht, daß das zylindrische
Steuerkurvenelement 11 die Kopfkappe 2 und das
Rakel 3 bewegt, werden die Anschlagswände 11d, 11e des
zylindrischen Steuerkurvenelements 11 veranlaßt, auf
den Vorsprung 8b der oberen Wand 8 zu treffen,
um die Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 zu
verhindern, damit in der Reibungskupplung 18 Schlupf erzeugt
wird, was die Umdrehung allein des Pumpenrades 16 zum Antrieb
der Schlauchpumpe ermöglicht.
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Dementsprechend
dreht sich das zylindrische Steuerkurvenelement 11 im oder
entgegen dem Uhrzeigersinn nur in einem von den Anschlagswänden 11d, 11e vorgeschriebenen
Drehwinkelbereich und kann damit ständig in die Ausgangs- oder
Bezugsstellung zurückbewegt
werden. Anders als wenn zum Antrieb einer Kopfkappe, eines Rakels
oder einer Tintensaugpumpe ein zylindrisches Steuerkurvenelement
benutzt wird, der durch eine einzige Richtung eines Motors ständig in
der gleichen Richtung gedreht wird, braucht kein Detektor vorgesehen zu
werden, um die Position eines zylindrischen Steuerkurvenelements
festzustellen, und die jeweiligen Teile können auf der Basis der Anzahl
von Schritten im Schrittmotor 5 betriebsmäßig gesteuert
werden. Infolgedessen ist es möglich,
eine preisgünstige
Antriebssteuerung mit guter Steuerbarkeit zu verwirklichen.
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Es
ist auch möglich,
die Schlauchpumpe 4 zu benutzen, um eine gesaugte Tintenmenge
auf der Grundlage der Anzahl der Schritte im Schrittmotor 5 zu
steuern.
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Da
das Pumpenrad 16 im Uhrzeigersinn und entgegen dem Uhrzeigersinn
gedreht wird, kann die Schlauchpumpe 4 zwischen einem Pumpzustand, bei
dem die Rollkörper 45, 46 umlaufen
und dabei den Tintenschlauch 47 Plattdrücken, und einem Pumpfreigabezustand
umgeschaltet werden, bei dem die Rollkörper 45, 46 sich
vom Tintenschlauch 47 zurückziehen. Anders als mit einem
Kopfwartungsmechanismus, bei dem eine Tintensaugpumpe nur in einem
Drehsinn angetrieben wird, kann der Zustand einer Pumpe durch Vorwärts- und
Rückwärtsumdrehung
eines Motors umschaltbar gesteuert werden.
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Da
zwischen dem Pumpenrad 16 und der Schlauchpumpe 4 ein
Spiel von etwa 360° vorhanden
ist, wird die Schlauchpumpe 4 nicht betrieben, wenn aus
dem Pumpfreigabezustand nur die Abdecktätigkeit und die Abwischtätigkeit
durchgeführt werden.
Damit kann eine unnötige
Tätigkeit
der Schlauchpumpe 4, das heißt das Plattdrücken des Tintenschlauchs 47 vermieden
werden, was es möglich
macht, die Dauerhaftigkeit des Tintenschlauchs 47 aufrechtzuerhalten.
Da im Abdeckzu stand der Tintenschlauch 47 nicht plattgedrückt wird,
entsteht außerdem
der Effekt, daß es
keine Verformung des Tintenschlauchs 47 gibt.
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Ferner
ist in der Steuerkurvennut 12 des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 der
obere horizontale Bereich 62 und der untere horizontale
Bereich 63 ausgebildet, so daß bei einer Drehung des zylindrischen
Steuerkurvenelements 11 entgegen dem Uhrzeigersinn der
am oberen horizontalen Bereich 62 lokalisierte Kappenantriebsstift 13 durch
den Führungsbereich 64 zum
unteren horizontalen Bereich 63 geführt wird. Damit läßt sich
ein Zustand verwirklichen, bei dem das Abdecken der Kopfkappe 2 in einem
geschlossenen Zustand vorgenommen wird, damit Tinte aus der Düsenöffnung abgesaugt
wird, und ein Zustand, bei dem das Abdecken der Kopfkappe 2 in
einem zur Umgebung geöffneten
Zustand vorgenommen wird, damit Tinte aus dem Tinte absorbierenden
Körper 33,
aber nicht von der Düsenöffnung abgesaugt
werden kann, ohne daß dafür gesondert
ein Antriebsmechanismus zum Antrieb des Lüftungsventils 35 vorgesehen
werden muß.
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Da
außerdem
bei dem Ausführungsbeispiel das
Pumpenrad 16 und die Schlauchpumpe 4 koaxial unter
dem zylindrischen Steuerkurvenelement 11 angeordnet sind,
kann der Einbauraum für
dieselben, insbesondere Einbaufläche
in seitlicher Richtung erheblich reduziert werden, so daß ein sehr
kompakter Kopfwartungsmechanismus verwirklicht werden kann.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
ist die Rotationshalt-Position des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 durch
den Eingriff zwischen den Anschlagswänden 11d, 11e des
zylindrischen Steuerkurvenelements 11 und dem Vorsprung 8b der
oberen Wand 8 vorgeschrieben. Damit kann die Umdrehung
des zylindrischen Steuerkurvenelements durch den Eingriff des Kappenantriebsstiftes 13 mit
dem zweiten toten Ende 54 und den Eingriff des Rakelantriebsstiftes 14 mit
dem ersten toten Ende 51 begrenzt werden. Hierbei werden
Kupplungskräfte
auf die jeweiligen Stifte 13, 14 ausgeübt, um Bewegungen
der Kopfkappe 2 und des Rakels 3 zu verursachen,
so daß Positionierfehler
gegenüber
dem Druckkopf 100 und dergleichen auftreten können, und
Befestigungsbereiche (Halterungsbereiche) der jeweiligen Stifte 13, 14 haben
ebenfalls die Tendenz, ein Problem hinsichtlich der Dauerhaftigkeit
zu schaffen. In dem Ausführungsbeispiel
nimmt der Vorsprung 8b, der an der am Gehäuse 7 befestigten
oberen Wand 8 ausgebildet ist, die Kräfte zum Anhalten der Umdrehung
des zylindrischen Steuerkurvenelements auf, so daß Positionierfehler
der Kopfkappe 2 und des Rakels 3 vermieden werden
können
und die Halterungsbereiche der jeweiligen Stifte 13, 14 kein
Problem hinsichtlich Dauerhaftigkeit verursachen.
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Zwar
wird beim vorstehenden Ausführungsbeispiel
eine Schlauchpumpe als Tintensaugpumpe verwendet, aber es können auch
andere Pumpen benutzt werden.
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Auch
wenn ein Schrittmotor die Kopfkappe, das Rakel und die Schlauchpumpe
im vorstehenden Ausführungsbeispiel
antreibt, kann die Erfindung zum Beispiel ebenso auf einen Kopfwartungsmechanismus
angewandt werden, der so ausgelegt ist, daß nur die Kopfkappe und die
Tintensaugpumpe angetrieben werden.
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Auch
wenn die Steuerkurvennut eine einzige Nut ist, die sich im wesentlichen
kontinuierlich über einen
Winkelbereich von höchstens
360° erstreckt, kann
sie auch als eine Steuerkurvennut gestaltet werden, die einen Bereich
für den
Antrieb eines Rakels und einen Bereich für den Antrieb einer Kopfkappe
aufweist, wobei diese Bereiche diskontinuierlich oder getrennt sind.
Auch der Winkelbereich der Steuerkurvennut kann 360° oder mehr
betragen. Beim vorstehenden Ausführungsbeispiel
kann das intermittierende Zahnrad benutzt werden, um das zylindrische
Steuerkurvenelement selbst dann glatt und sicher zu drehen, wenn
eine starke Last auf das zylindrische Steuerkurvenelement wirkt.
Aber es ist auch möglich,
das intermittierende Zahnrad wegzulassen, wenn die auf das zylindrische
Steuerkurvenelement aufgebrachte Belastung klein ist.
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Wenn
eine Kraft, mit der die Umdrehung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 verhindert werden
soll, klein ist, können
darüber
hinaus beim vorstehenden Ausführungsbeispiel
die Anschlagswände 11d, 11e und
der Vorsprung 8b an der oberen Wand 8 zur Eingrenzung
des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 und dann zum
Beschränken
der Drehbewegung des zylindrischen Steuerkurvenelements 11 durch
den Eingriff der jeweiligen Stifte 13, 14 mit
den entsprechenden toten Enden 54, 51 weggelassen
werden.