DE69320439T2 - Wagen für die Abdeckvorrichtung einer Tintenstrahldruckerwartungsstation - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahldruckvorrichtung und insbesondere einen Kappenwagen für die Verwendung in der Druckvorrichtungswartungsstation für einen Druckkopf und eine Tintenvorratspatrone in einer derartigen Vorrichtung.
• Ein Tintenstrahldrucker des sogenannten "Bedarfströpfchen"-Typs weist wenigstens einen Druckkopf auf, aus dem Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmedium gerichtet werden. In dem Druckkopf kann die Tinte in einer Vielzahl von Kanälen enthalten sein, wobei Energieimpulse verwendet werden, um bei Bedarf das Ausstoßen der Tintentröpfchen aus den Öffnungen an den Enden der Kanäle zu veranlassen.
• Bei einem Thermo-Tintenstrahldrucker werden die Energieimpulse gewöhnlich durch Widerstände erzeugt, die jeweils in den Kanälen angeordnet sind und individuell durch Stromimpulse adressiert werden können, um Hitze zu erzeugen und dadurch die Tinte in den Kanälen zu verdampfen. Wenn eine Dampfblase in einem der Kanäle wächst, steht die Tinte aus der Kanalöffnung vor, bis der Stromimpuls aufgehört hat und die Tinte zu kollabieren beginnt. Zu diesem Zeitpunkt zieht sich die Tinte im Kanal zurück und trennt sich von der nach vorne vorstehenden Tinte, die ein Tröpfchen bildet, das sich weg vom Kanal auf das Aufzeichnungsmedium zu bewegt. Der Kanal wird dann durch die Kapillarwirkung neu gefüllt, wodurch wiederum Tinte aus einem Vorratsbehälter gezogen wird. Der Betrieb eines Thermo-Tintenstrahldruckers ist zum Beispiel in US-A-4,849,774 beschrieben.
• Eine besondere Form von Tintenstrahldrucker ist in US-A-4,638,337 beschrieben. Dabei handelt es sich um einen Drucker des Wagentyps, der eine Vielzahl von Druckköpfen mit jeweils eigenen Tintenvorratspatronen aufweist, die auf einem sich hin und her bewegenden Wagen befestigt sind. Die Kanalöffnungen in jedem Druckkopf sind senkrecht zu der Bewegungslinie des Wagens ausgerichtet, wobei ein Informationsband auf das stationäre Aufzeichnungsmedium gedruckt wird, wenn sich der Wagen in einer Richtung bewegt. Das Aufzeichnungsmedium wird dann senkrecht zu der Bewegungslinie des Wagens um eine Distanz weitergerückt, die der Breite des gedruckten Informationsbandes entspricht, wobei der Wagen in der umgekehrten Richtung bewegt wird, um ein folgendes Informationsband zu drucken.
• Es hat sich herausgestellt, daß ein Bedarf dafür besteht, die Tinte ausstoßenden Öffnungen eines Tintenstrahldruckers zu warten, indem zum Beispiel die Öffnungen periodisch gereinigt werden, wenn der Drucker in Benutzung ist, und/oder indem der Druckkopf mit einer Kappe bedeckt wird, wenn der Drucker nicht in Benutzung ist oder für längere Zeit untätig ist. Das Bedecken des Druckkopfs mit einer Kappe dient dazu, das Trocknen der Tinte im Druckkopf zu verhindern. Es besteht auch ein Bedarf, den Druckkopf vor dem Verwendungsbeginn auf den Betrieb vorzubereiten, um sicherzustellen, daß die Druckköpfe vollständig mit Tinte gefüllt sind und keine Verunreinigungen oder Luftblasen enthalten. Nach einem ausgiebigen Drucken oder auf Veranlassung des Benutzers kann eine zusätzliche, aber reduzierte Betriebsvorbereitung erforderlich sein, um Schmutzpartikeln oder Luftblasen zu entfernen, die sichtbare Druckfehler verursachen. Die Wartungs- und/oder Betriebsvorbereitungsstationen für die Druckköpfe von verschiedenen Typen von Tintenstrahldruckern sind zum Beispiel in US-A-4,364,065, 4,855,764, 4,853,717 und 4,746,938 beschrieben, während die Entfernung von Gas aus dem Tintenreservoir eines Druckkopfs während des Druckens in US-A-4,679,059 beschrieben ist.
• Es hat sich herausgestellt, daß die Betriebsvorbereitung, die gewöhnlich das Drücken oder Ziehen von Tinte durch den Druckkopf umfaßt, Tintentropfen auf der Oberfläche des Druckkopfs hinterlassen kann und daß sich letztendlich Tintenreste auf der Druckkopffläche ansammeln können. Diese Reste können die Druckqualität beeinträchtigen. Es hat sich auch herausgestellt, daß sich Papierfasern und andere Fremdmaterialien während des Druckens auf der Druckkopffläche ansammeln können, was ebenso wie die Tintenreste die Druckqualität beeinträchtigen kann. Es wurde in US-A-4,853,717 vorgeschlagen, daß ein Druckkopf am Ende des Druckvorgangs über eine Wischklinge bewegt wird, damit Staub und andere Schmutzpartikeln von der Öffnungsplatte gekratzt werden, bevor der Druckkopf mit einer Kappe bedeckt wird, und daß die Druckkopfdüse durch die Bewegung des Druckwagens mit einer Kappe bedeckt wird, indem dieser einen die Kappe für den Druckkopf tragenden Schlitten betätigt, wodurch die Notwendigkeit eines separaten Aktuators für die Kappe beseitigt wird. Die Kappe sieht eine kontrollierte Umgebung vor, die das Trocknen der in den Düsen exponierten Tinte verhindert. Es wurde ebenfalls in US-A-4-746,938 vorgeschlagen, daß ein Tintenstrahldrucker mit einer Wascheinheit versehen werden sollte, die am Ende des Druckvorgangs Wasser auf die Druckkopffläche richtet, um diesen vor der Bedeckung mit der Kappe zu reinigen.
• EP-A-436,756 beschreibt eine Tintenstrahldruckkopf-Bedeckungseinrichtung, bei der das Kappenteil schwenkbar auf einer fixierten Basis befestigt ist, um das Schwenken in die Kappenposition zu ermöglichen. EP-A-494,674 beschreibt eirTe andere Tintenstrahldruckkopf-Bedeckungseinrichtung, die eine schwenkbar befestigte Kappe umfaßt, die durch den Schub eines Druckkopfwagens in Position bewegt werden kann.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Kappenwagen für eine Wartungsstation für einen Tintenstrahldruckkopf anzugeben, der eine schwenkbar auf dem Kappenwagen befestigte Kappe trägt und betätigt, damit diese die Druckkopfdüsen dicht bedeckt.
• Die vorliegende Erfindung sieht dementsprechend einen Kappenwagen in Übereinstimmung mit den beigefügten Ansprüchen vor.
• In der vorliegenden Erfindung sind eine Wartungsstation für einen Tintenstrahldrucker, der einen Druckkopf mit Düsen in einer Düsenfläche aufweist, und eine Tintenvorratspatrone auf einem bewegbaren Wagen für eine gleichlaufende Bewegung befestigt. Wenn sich der Drucker in einem Nicht-Druck-Modus befindet, wird der bewegbare Wagen zu der Wartungsstation bewegt, die außerhalb auf einer Seite des Druckbereichs angeordnet ist, wo verschiedene Wartungsfunktionen je nach der Lokation des auf dem Wagen befestigten Druckkopfs in der Wartungsstation vorgesehen werden. Die Druckkopfdüsenfläche wird durch wenigstens eine Wischklinge gereinigt, wenn der Druckkopf in die Wartungsstation eintritt und dieselbe verläßt. Neben der Wischklinge befindet sich eine Lokation zum Sammeln der Düsen-Reinigungs-Tintentröpfchen, auf die eine Kappenlokation folgt, bei der eine betätigbare Kappe auf einem Kappenwagen befestigt ist, wobei die Bewegung des bewegbaren Wagens die Verbindung mit dem Kappenwagen und die gleichlaufende Bewegung der beiden verursacht, so daß die Kappe in eine dichte Beziehung mit der Druckkopfdüsenfläche gebracht wird. Wenn die Kappe in eine dichte Beziehung zu der Druckkopfdüsenfläche gebracht wird, umgibt die Kappe die Düsen und sieht eine kontrollierbare Umgebung für dieselben vor. Eine Unterdruckpumpe ist über einen flexiblen Schlauch und einen Tintenseparator mit der Kappe verbunden. Die Betriebsvorbereitung wird vorgenommen, wenn die fortgeführte Bewegung des auf dem Wagen befestigten Druckkopfs zu einer vorbestimmten Ventilschließlokation ein Quetschventil betätigt, so daß dieses den Separator für eine vorbestimmte Zeitdauer von der Kappe isoliert, wobei das Erzeugen eines vorbestimmten Unterdrucks im Separator ermöglicht wird, indem die Unterdruckpumpe mit Energie versorgt wird. Wenn der auf dem Wagen befestigte Druckkopf zu der Kappenlokation zurückkehrt, wird das Quetschventil geöffnet, so daß der Druckkopf dem Unterdruck des Separators ausgesetzt wird und Tinte aus der Druckkopfdüse zum Separator gezogen wird. Die Bewegung des auf dem Wagen befestigten Druckkopfs an der Wischklinge vorbei, nimmt die Kappe von der Düsenfläche, um die Betriebsvorbereitung zu stoppen, wobei das die Entfernung Tinte aus der Kappe zum Separator ermöglicht wird und die Düsen gereinigt werden. Die Unterdruckpumpe wird nicht mehr mit Energie versorgt, und der Druckkopf wird zur Kappenlokation zurückgebracht, um auf den Druckmodus des Druckers zu warten. Die vorbestimmte Zeitdauer, für die der Wagen an der Ventilschließ- oder Quetschlokation ist, und die vorbestimmte Zeitdauer, für die der Wagen an der Kappenposition ist (beide werden durch die Steuersoftware gesteuert), bestimmen die Druckprofile und das Volumen der Abfalltinte. Die Steuerung erlaubt ein Spektrum von Abfalltintenvolumen und Druckprofilen, darunter die folgenden zwei: (a) bei der anfänglichen Installation der Patrone wartet der mit der Kappe bedeckte Druckkopf länger in der Kappenlokation, damit alle Tintenflußwege zwischen den Düsen und der Vorratspatrone auf den Betrieb vorbereitet werden, und (b) bei einer manuell veranlaßten Auffrischungs-Betriebsvorbereitung wartet der mit der Kappe bedeckte Druckkopf eine kürzere Zeit in der Kappenlokation, um lediglich den Druckkopf auf den Betrieb vorzubereiten.
• Die vorliegende Erfindung wird im folgenden beispielhaft mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei gleiche Bezugszeichen identische Teile bezeichnen und wobei
• Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines teilweise gezeigten Tintenstrahldruckers mit einer Wartungsstation ist, in der ein Kappenwagen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung angewendet ist,
• Fig. 2 eine Teilquerschnittansicht der Wartungsstation entlang der Schnittlinie 2-2 in Fig. 1 ist, die eine Endansicht der Kappe, des Kappenwagens und der Kappenbetätigungseinrichtung zeigt,
• Fig. 3 eine Teilquerschnittansicht der Wartungsstation entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1 ist, die das durch den Wagen betätigte Quetschventil zeigt,
• Fig. 4 eine Ansicht der Wartungsstation ist, die den Kappenwagen zeigt.
• Der in Fig. 1 gezeigte Drucker 10 weist einen in Strichlinien gezeigten Druckkopf 12 auf, der auf einer Tintenvorratspatrone 14 angebracht ist. Die Patrone ist entfernbar auf dem Wagen 16 befestigt, der wie durch den Pfeil 20 angegeben auf den Führungsschienen 18 bewegt werden kann, so daß sich der Druckkopf und die Patrone zusammen mit dem Wagen bewegen. Der Druckkopf umfaßt eine Vielzahl von Tintenkanälen (nicht gezeigt), die in den Düsen 22 auf der Düsenfläche 23 enden (jeweils in Strichlinien gezeigt) und Tinte aus der Patrone zu den entsprechenden die Tinte ausstoßenden Düsen 22 befördern. Wenn sich der Drucker im Druckmodus befindet, bewegt sich der Wagen parallel zu dem Druckbereich 24 (in Strichlinien gezeigt) vor und zurück, wobei selektiv Tintentröpfchen (nicht gezeigt) bei Bedarf aus den Druckkopfdüsen auf ein Aufzeichnungsmedium (nicht gezeigt) wie etwa Papier im Druckbereich ausgestoßen werden, um jeweils ein Informationsband auf dem Aufzeichnungsmedium zu drucken. Während jedes Laufs bzw. jeder Bewegung des Wagens 16 in einer Richtung bleibt das Aufzeichnungsmedium stationär, wobei es dann am Ende des Laufs in der Richtung der Pfeils 26 um eine Distanz weitergerückt wird, die der Höhe der gedruckten Bahn entspricht. Für detailliertere Erläuterungen zu dem Druckkopf und dem von ihm vorgenommenen Drucken wird auf US-A-4,571,599 und Re. 32,572 verwiesen, die hier unter Bezugnahme eingeschlossen sind.
• Auf einer Seite des Druckers ist außerhalb der Druckzone eine Wartungsstation 28 angeordnet. Am Ende eines Druckvorgangs oder bei Beendigung des Druckmodus durch den Drucker 10 wird der Wagen 16 zuerst an wenigstens einer fixierten Wischklinge 30 und vorzugsweise an einem Paar von fixierten, aber separaten, parallelen und zueinander beabstandeten Wischklingen entlang geführt, so daß Tinte und Schmutzpartikeln jedesmal von der Druckkopfdüsenfläche gewischt werden, wenn der Wagen und die Patrone (im folgenden als Druckpatrone bezeichnet) in die Wartungsstation eintreten oder dieselbe verlassen. Neben der Wischklinge ist in der sich vom Druckbereich 24 entfernenden Richtung an einer vorbestimmten Stelle auf dem Bewegungspfad des Druckwagens ein fix befestigter Sammelbehälter 32 vorgesehen. Der Wagen positioniert den Druckwagen bei diesem manchmal als Spuckstation oder Spucknapf bezeichneten Sammelbehälter auch bei einem andauernden Drucken, wenn die Druckpatrone für eine vorbestimmte Zeitdauer von der Wartungsstation entfernt war, da nicht alle Düsen genügend Tintentröpfchen ausgestoßen haben, um zu verhindern, daß die Tinte bzw. der Tintenmeniskus bei den weniger verwendeten Düsen trocknet oder zu zähflüssig wird. Dementsprechend wird die Druckpatrone durch zum Beispiel einen Wagenmotor (nicht gezeigt) unter der Kontrolle der Druckersteuerung (nicht gezeigt) an den Druckerklingen entlang geführt, wo die Düsenflächen gereinigt werden, und weiter zu einer vorbestimmten Lokation gegenüber dem Sammelbehälter geführt, wo die Druckersteuerung veranlaßt, daß der Druckkopf eine Anzahl von Tintentröpfchen in denselben ausstößt. In der bevorzugten Ausführungsform stößt der Druckkopf ungefähr 100 Tintentröpfchen in den Sammelbehälter aus. Vorzugsweise ist die Wischklinge (bzw. die Wischklingen) auch innerhalb des Sammelbehälters angeordnet, so daß die Tinte von den Klingen laufen oder tropfen und im Sammelbehälter gesammelt werden kann. Der Sammelbehälter weist eine Oberfläche 33 auf, die im wesentlichen parallel zu der Druckkopfdüsenfläche ist und in einer Richtung ausge richtet ist, so daß die Schwerkraft dafür sorgt, daß sich die Tinte am Boden des Sammelbehälters ansammelt, wo eine Öffnung 34 vorgesehen ist, damit die Tinte durch diese in einen Pfad aus Absorptionsmaterial 27 (nicht in Fig. 1 gezeigt) hinter dem Sammelbehälter sickern kann. Der Pfad aus Absorptionsmaterial absorbiert die Tinte und ist teilweise der Atmosphäre ausgesetzt, so daß der flüssige Teil der darin absorbierten Tinte verdampft und ein ausreichendes Tintenspeichervolumen für wiederholte darauffolgende Betreibsvorbereitungszyklen und das Ausstoßen von Tintentröpfchen aus den Düsen vorgesehen ist.
• Wenn sich der Wagen 16 entlang der Führungsschienen 18 eine vorbestimmte Distanz über den Sammelbehälter 32 hinaus weiterbewegt, kontaktiert eine Wagenaktuatorkante 36 einen Greifer 38 auf einem Arm 39 des Kappenwageris 40. Der Kappenwagen 40 weist eine Kappe 46 auf und ist auf einer Führungsschiene 42 für eine Bewegung in der zu der Bewegung des Wagens 16 und der darauf befestigten Druckpatrone parallelen Richtung befestigt. Der Kappenwagen 40 ist durch eine die Führungsschiene umgebende Feder 44 zu de, Sammelbehälter 32 vorgespannt. Die Kappe 46 weist eine geschlossene Wand 47 auf, die sich von einem Bodenteil 48 der Kappe erstreckt, um eine interne Vertiefung 49 vorzusehen, in der ein Stück Absorptionsmaterial 50 enthalten ist. Die obere Kante 52 der Wand 47 und vorzugsweise die Außenoberflächen der Wand 47, einschließlich der oberen Kante sind mit einem elastischen Kautschukmaterial 53 beschichtet, das als Dichtung dient, wenn die Kappe in Kontakt mit der Druckkopfdüsenfläche gebracht wird. Als kautschukartiges Material kann zum Beispiel Krayton®, ein Produkt der Shell Company verwendet werden, das einen Shore-A-Durometer von 45 aufweist. In der bevorzugten Ausführungsform wird das elastische Material auf die Außenseite der Wand 47 gegossen. Die Kappe ist für eine Bewegung von einer zu der Ebene der Druckkopfdüsenfläche beabstandeten Lokation zu einer Lokation ausgebildet, in der die Kappendichtung die Ebene der Druckkopfdüsenfläche schneidet. Dabei erfolgt die Bewegung in Antwort auf die Bewegung des Kappenwagens, wie mit Bezug auf Fig. 2 und Fig. 4 ausführlicher erläutert wird. Wenn die Wagenaktuatorkante 36 den Greifer 38 kontaktiert, bewegen sich der Druckpatronenwagen und der Kappenwagen zusammen zu einer Lokation, in der die Kappe in einer dichte Beziehung gegen die Druckkopfdüsenfläche gehalten wird. In dieser Lokation umgibt die geschlossene Wand 47 der Kappe die Druckkopfdüsen, wobei die Kappendichtung dicht in die Kappenvertiefung um die Düsen eingreift. Während der Positionierung der Kappe gegen die Druckkopfdüsenfläche wird der Kappenwagen automatisch durch eine Klinke 54 und eine Klinkensperrkante 56 auf dem Wagen 16 mit der Druckpatrone verbunden. Die durch die Klinke hergestellte Verbindung verhindert zusammen mit dem Kontakt der Aktuatorkante mit dem Greifer 38 eine exzessive relative Bewegung zwischen der Kappe und der Druckkopfdüsenfläche 23.
• Fig. 2 ist eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1 und zeigt eine Endansicht des Kappenwagens 40 mit der beweglich darauf befestigten Kappe 46. Der Kappenwagen ist auf einer Kappenwagen-Haltestruktur 79 befestigt, die mit Hilfe einer bekannten Einrichtung, etwa mit Hilfe von Schrauben (nicht gezeigt), entfernbar am Druckerrahmen 55 befestigt ist. Die Haltestruktur 79 weist aufrecht stehende Endhalteglieder 43, 45 an gegenüberliegenden Enden einer Haltestrukturbasis 51 auf, zwischen denen die Führungsschiene 42 gehalten wird. Eine Schiene 80 erstreckt sich an der Haltestukturbasis 51 zwischen den Haltegliedern 43, 45. Eine Reihe von länglichen, linearen Zähnen, die allgemein als Zahnreihe 90 bezeichnet werden, sind einstückig mit der Haltestruktur 53 ausgebildet und erstrecken sich entlang derselben.
• Der Kappenwagen 40 ist auf der Führungsschiene befestigt und weist eine längliche Rille 78 mit parallelen Seitenwänden auf, die die Schiene 80 der Haltestruktur gleitbar umgeben, so daß sich bei der Verbindung des Druckpatronenwagens mit dem Greifer 38 des Kappenwagens beide Wägen zusammen bewegen, ohne daß der Kappenwagen seine Ausrichtung verliert, wenn er sich entlang der Führungsschiene 42 bewegt, weil die Schiene 80 in der Rille 78 eine zusätzliche Führungshilfe vorsieht. Ein Nockenglied 82 mit einem einstückig damit ausgebildeten Antriebsritzel 84 und einer zylindrischen Welle 86 mit koninzidenten Drehungsachsen 87 ist drehbar auf dem Kappenwagen befestigt, wobei ein Ende der Welle 86 in einer zylindrischen Vertiefung 88 ruht, die in Strichlinien gezeigt ist. Die Kappe 46 ist in einer Kappenführung 92 mit einem Paar von parallelen Armen 93 befestigt, die sich, wie in Fig. 2 zu sehen ist, nach rechts erstrecken und über und unter der Kappe 46 angeordnet sind. Wie auch in Fig. 4 gezeigt, weist das Kappenbodenteil 48 Erweiterungen 89 auf, die mit den Kappenführungsarmen ausgerichtet und dafür ausgebildet sind, in die Öffnungen 96 der Kappenführungsarme zu passen, um eine Bewegungsfreiheit nach allen Richtungen für die Kappe vorzusehen. Die hinter der Kappe und in der Kappenführung positionierte Feder 100 drückt die Kappe nach vorne (nach rechts in Fig. 2). Die Kappenführung 92 weist einen Nockenfolger 91 auf, der sich vom Kragarm 94 erstreckt. Eine gekrümmte Vertiefung 98 ist in einer Oberfläche des Nockenglieds ausgebildet und funktioniert als Nocken, wobei der Kappenführungs-Nockenfolger 91 in dieser Vertiefung angeordnet ist. Das einstückige Antriebsritzel greift in die Zahnreihe 90, so daß eine Bewegung des Kapperrwagens 40 relativ zu der Haltestruktur 79 veranlaßt, daß sich das Antriebsritzel 84 dreht und entlang der Zähne 90 wandert. Durch die Drehung des Antriebsritzels wird das Nockenglied gedreht, wobei der gekrümmte Vertiefungsnocken 98 eine Bewegung des darin angeordneten Nockenfolgers 91 veranlaßt, so daß die Kappenführung nach rechts und zu der Druckkopfdüsenfläche geschoben wird. Der Kappenwagen weist einstückig mit ihm ausgebildete, sich nach oben erstreckende parallele Wände 95, 97 auf, die auf beiden Seiten der Kappenführung 92 angeordnet sind. Die Wände 95, 97 weisen parallele Rillen 102, 103 (in Fig. 4 in Strichlinien gezeigt) an zueinander gewandten Oberflächen derselben auf, die senkrecht zu der Bewegungsrichtung der Wägen 16 und 40 ausgerichtet sind. Die Kappenführung weist die komplanaren Arme 106, 107 an gegenüberliegenden Seiten der Kappenführung auf, die in den Rillen 102, 103 in den Kappenwagen-Wänden 95, 97 angeordnet sind. Wenn die Kappenführungsarme unter der Krafteinwirkung des Nockenfolgers 91, der sich in dem kurvenförmigen Vertiefungsnocken 82 bewegt, in den Wandrillen des Kappenwagens gleiten, wird die Kappenführung durch die Kappenführungsarme zu und weg von der Druckkopfdüsenfläche bewegt. Die in der Kappenführung gegen die Kappe 46 drückende Feder 100 bringt die Kappe in einen dichten Kontakt mit der Düsenfläche. Eine höhere Flexibilität und Toleranz gegenüber einer Fehlausrichtung sowie reduzierte Dimensionstoleranzen werden durch die erlaubte Bewegung der Kappenarme 89 in den Öffnungen 96 der Kappenführungsarme 93 ermöglicht.
• Wenn die Druckkopfdüsenfläche mit der Kappe bedeckt ist und wenn die Kappe fest mit der Druckpatrone verbunden ist, kann die Druckersteuerung optional veranlassen, daß der Druckkopf eine vorbestimmte Anzahl von Tintentröpfchen in die Kappenhöhlung 49 und das darin vorgesehene Absorptionsmaterial 50 ausstößt, um die Feuchtigkeit in dem dichten Raum der Kappenhöhlung zu erhöhen.
• Eine typische Membranpumpe 58 ist auf dem Druckerrahmen 55 befestigt und wird durch eine beliebige bekannte Einrichtung betrieben, wobei aber in der bevorzugten Ausführungsform die Unterdruckpumpe durch den Papiereinzugsmotor 60 über die Motorwelle 61 betrieben wird, da dieser Motor während der Druckkopfwartung kein Papier einzuziehen braucht, so daß aufgrund dieser doppelten Verwendung kein eigens vorgesehener separater Motor für die Unterdruckpumpe erforderlich ist. Die Unterdruckpumpe ist über flexible Schläuche 62, 63 mit der Kappe 46 verbunden, wobei zwischen der Kappe und der Unterdruckpumpe ein Tintenseparator 64 angeordnet ist.
• Fig. 3 ist eine Querschnittansicht entlang der Schnittlinie 3-3 in Fig. 1 und zeigt eine Basis 51 mit einem länglichen Schlitz 57 für den Durchgang des flexiblen Schlauchs 63, wobei sich der flexible Schlauch in diesem Schlitz bewegen kann. Ein Quetschventil 66 mit einem U-förmigen Aufbau ist an einem Bein 68 der U-förmigen Struktur drehbar über eine fixierte zylindrische Welle mit dem Kappenwagen 40 verbunden, wobei die U-förmige Struktur in den Flanschen 77 geschwenkt wird, so daß die durch den Pfeil 59 angegebene Bewegung des Kappenwagens zu dem aufrecht stehenden Halteglied 45 das andere Bein 67 der U-förmigen Struktur in Kontakt mit dem fixierten Halteglied 45 bringt, wobei der flexible Schlauch 63 dicht gequetscht wird. Das Quetschventil weist vorzugsweise einen einheitlichen Aufbau auf und ist aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Es ist so ausgebildet, daß Toleranzen in der Positionierung des Druckwagens durch Biegungen des als Federbaum dienenden Quetschventilbeins 67 toleriert werden. Diese Baumbiegung des Beins 67 ist innerhalb der Belastungsgrenzen des Materials vorgesehen und kann in der bevorzugten Ausführungsform eine Fehlpositionierung des Wagens von ± 0,8 mm gegenüber der normalen Quetschposition tolerieren.
• So veranlaßt die Druckpatrone an einer vorbestimmten Lokation entlang der Führungsschiene 18 durch die Verbindung der Wagenaktuatorkante 36 und des Greifers 38 des Kappenwagens, daß die Druckkopfdüsenfläche mit einer Kappe bedeckt wird, wobei aber der Schlauch 63 nicht dicht gequetscht wird. Diese Position wird als Kappenposition bezeichnet, in der die Düsenfläche über das Patronenluftloch (nicht gezeigt) und die Unterdruckpumpventile 70, 71 sowie über den Separator 64 einer feuchten Umgebungsdruckluft ausgesetzt wird.
• Wenn es erforderlich ist, den Druckkopf auf den Betrieb vorzubereiten, wird der Wagen 16 aus der Kappenposition zu dem fixierten Halteglied 45 bewegt, bis das Bein 67 des U-förmigen Quetschventils 66 das Halteglied 45 kontaktiert, was eine Drehung des U-förmigen Quetschventils veranlaßt, so daß das Bein 68 der U-förmigen Struktur gegen den flexiblen Schlauch 63 schwenkt und ihn dicht klemmt. Das Quetschventil 66 wird also durch die Bewegung des Wagens 16 dazu veranlaßt, den flexiblen Schlauch 63 dicht zu schließen. Der Papiereinzugsmotor 60 wird mit Energie versorgt und eine Membranunterdruckpumpe 58 leert die Separatorkammer 69, die teilweise mit einem Absorptionsmaterial, wie einem retikulierten Polyurethanschaum 72 gefüllt ist, auf einen Negativdruck von ungefähr minus 120 Zoll H&sub2;O. Dieser Negativdruck wird für ungefähr 10 Sekunden aufrechterhalten, was von dem jeweiligen Aufbau der Pumpe abhängt. Währenddessen befindet sich die Kappenhöhlung wegen der Schließung des Quetschventils noch beim Umgebungsdruck. Wenn der gewünschte Separator-Negativdruck nach ungefähr 10 Sekunden erreicht ist, wird er Wagen zu der Lokation zurückgebracht, wo die Düsenfläche mit einer Kappe bedeckt ist, wobei aber der flexible Schlauch 63 nicht weiter geschlossen ist. Zu diesem Zeitpunkt ist die Kappe immer noch dicht mit der Druckkopfdüsenfläche verbunden. Das Quetschventil wird nun geöffnet, so daß die dichte Innenhöhlung der Kappe einem Negativdruck von minus 120 Zoll H&sub2;O ausgesetzt und Tinte aus den Düsen gesaugt wird. Die Druckpatrone bleibt für ungefähr eine Sekunde in dieser Position. Diese Zeitdauer wird bestimmt, um eine bestimmte Beziehung zwischen dem Druck in der Kappe, der Flußimpedanz der Tinte durch die Düsen und dem Luftvolumen des Wartungssystems zu erhalten, so daß ein Betriebsvorbereitungsziel von 0,2 cc t 0,05 cc Tinte erreicht wird. Nach ungefähr einer Sekunde bewegt sich der Wagen 16, wobei er die Kappendichtung löst und die Betriebsvorbereitung stoppt. Der Druck in der Kappe fällt und kehrt zum Umgebungsdruck zurück. Die Druckpatrone wird an der Wischeinrichtung (den Wischeinrichtungen) 30 entlang zu einer Halteposition neben der Wischeinrichtung an einer Lokation zwischen der Wischeinrichtung und dem Druckbereich bewegt, wo er für eine vorbestimmte Zeitdauer wartet, während Tinte und Luft aus der Kappe zu dem Separator gesaugt oder geleert wird. Wenn dies bewerkstelligt ist, bringt der Wagen die Druckpatrone zu der Kappenposition zurück, um auf einen Druckmodusbefehl aus der Druckersteuerung zu warten.
• Die vorbestimmte Zeitdauer, für die sich die Druckpatrone an einer Lokation befindet, bei der der flexible Schlauch 63 dicht gequetscht wird, und die vorbestimmte Zeitdauer, für die sich die Druckpatrone in der Kappenposition befindet (beide Zeitdauern werden durch die Druckersteuerung gesteuert), bestimmen die Druckprofile und die Abfallmengen der Tinte. Die Steuerung ermöglicht ein Spektrum von Abfalltintenmengen und Druckprofilen, darunter die folgenden zwei: erstens eine längere Wartezeit in der Kappenposition, um bei der anfänglichen Installation der Druckpatrone alle Tintenflußwege zwischen den Düsen und der Vorratspatrone auf den Betrieb vorzubereiten, und zweitens eine kürzere Wartezeit in der Kappenposition bei der manuell veranlaßten Betriebsvorbereitung, um den Druckkopf auf den Betrieb vorzubereiten.
• Optional ist eine manuell zu betätigende Betriebsvorbereitungstaste auf dem Drucker vorgesehen, die durch einen Bediener betätigt werden kann, wenn der Bediener eine schlechte Druckqualität feststellt, die durch zum Beispiel eine Düse, die keine Tintentröpfchen ausgibt, verursacht wird. Diese manuelle Betriebsvorbereitung durch die Betätigung der manuellen Betriebsvorbereitungstaste läuft im wesentlichen genau so wie die oben beschriebene automatische Betreibsvorbereitungssequenz ab, die generell vorgenommen wird, wenn die Druckpatrone installiert wird oder ein anderes Ereignis festgestellt wird, das in die Druckersteuerung programmiert ist. Der einzige Unterschied ist in der Zeitdauer gegeben, die auf 0,5 Sekunden nach der Öffnung des Quetschventils herabgesetzt wird, um die Menge der aus der Druckpatrone gesaugten Tinte auf 0,1 cc zu begrenzen, wodurch die Abfalltinte reduziert und eine verminderte Druckkapazität pro Druckpatrone verhindert wird. Gelegentlich kann eine manuell veranlaßte Wiederauffrischungs-Betriebsvorbereitung nicht ausreichen, um die Druckqualität zu verbessern. Deshalb veranlaßt die Steuerungseinrichtung mit der entsprechenden Software die bei der anfänglichen Betriebsvorbereitung verwendeten Volumen, wenn mehrere Versuche unternommen wurden, um die Qualität durch die manuell veranlaßte Wiederauffrischungs-Betriebsvorbereitung wiederherzustellen. Nach zum Beispiel zwei aufeinanderfolgenden Versuchen einer manuell veranlaßten Wiederauffrischungs-Betriebsvorbereitung innerhalb von zwei Minuten, veranlaßt die Druckersteuerung beim dritten Versuch die bei der anfänglichen Betriebsvorbereitung verwendeten Volumen.
• Währen die Tinte aus der Kappe geleert wird und die Druckpatrone sich in der Halteposition befindet, betreibt der Papiereinzugsmotor die Unterdruckpumpe, um Luft und Tinte aus der Kappe in den Separator zu pumpen. Im Separator wird die Tinte durch den Schaum absorbiert, der die Tinte speichert und das Eintreten der Tinte in die Pumpe verhindert. (Tinte in der Pumpe kann die Pumpventile beschädigen.) Über dem Schaum im Separator befindet sich eine Kammer mit einem Serpentinenluftweg, der den Eingang 74 mit dem Ausgang 75 verbindet, um die Aufnahme der Tinte durch die Pumpe zu verhindern. Der Boden 76 des Separators ist aus einem Material hergestellt, das strategisch mit Bezug auf seine Wasserdampfdurchlässigkeitssrate ausgesucht wurde. Während einer monatelangen Verwendung wird Fluid durch diese Migrationserscheinung verloren. Wenn sich der Papiereinzugsmotor zu einem anderen Zweck als für die Wartung dreht, muß die Druckpatrone von der Kappe entfernt sein, da ansonsten unerwünschterweise Tinte in die Kappe gezogen werden würde. Wenn der Papiereinzugsmotor sich zu einem anderen Zweck als für die Wartung dreht und die Druckpatrone von der Kappe entfernt ist, wird die Pumpe betrieben und fährt damit fort, Luft durch das Wartungesstationssystem zu pumpen, um die Tinte aus der Kappe zu dem Separator zu leeren. Dies sieht eine extra Sicherheit vor, die verhindert, daß sich Tinte in dem flexiblen Schlauch 63 sammelt, trocknet und den Fluß durch denselben blockiert.

Claims (7)

1. Kappenwagen (40) für die Verwendung in einer Wartungsstation (28) eines Tintenstrahldruckers (10), wobei der Drucker (10) einen bidirektional bewegbaren Wagen (16) mit einem Druckkopf (12) mit Düsen (22) in einer Düsenfläche (23) zum Drucken von Tintentröpfchen, die aus den Düsen (22) auf ein Aufzeichnungsmedium in einem Druckbereich (24) im Drucker (10) ausgestoßen werden, umfaßt, wobei der bewegbare Wagen (16) durch eine Antriebseinrichtung unter der Kontrolle einer Druckersteuerung gesteuert wird, wobei die Wartungsstation (28) an einer Seite des Druckerbereichs (24) angeordnet ist, damit die Druckpatrone (14) zu derselben auf dem bewegbaren Wagen (16) bewegt werden kann, um durch den Kappenwagen (40) mit einer Kappe bedeckt zu werden, wobei der Kappenwagen (40) umfaßt:

eine bewegbare Basis, die zwei parallele Wände (95, 97), die mit einem Abstand zueinander angeordnet sind, und einen Greifer (38) für die Verbindung mit dem bewegbaren Wagen (16), damit diese sich gemeinsam bewegen, wenn der bewegbare Wagen (16) in die Wartungsstation (28) eintritt, umfaßt, wobei die Basis gleitbar auf wenigstens einer Führungsschiene (42) für eine Bewegung entlang derselben befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kappenwagen (40) weiterhin umfaßt:

eine bewegbare Kappeneinrichtung (46) zum Dichten der Düsen (22) in der Druckkopfdüsenfläche (23), während sich die bewegbare Basis zusammen mit dem bewegbaren Wagen (16) bewegt, wobei die Kappeneinrichtung (46) gleitbar in den Basiswänden (95, 97) für eine senkrecht zu der Bewegung der Basis ausgerichtete Bewegung befestigt ist, und

eine Bewegungseinrichtung (82) zum Bewegen der Kappeneinrichtung (46) aus einer zu der Druckkopfdüsenfläche (23) beabstandeten Position zu einer Position, in der die Kappeneinrichtung (46) dicht gegen die Druckkopfdüsenfläche (23) gehalten wird und die Düsen (22) auf derselben umgibt, wobei die Bewegungseinrichtung (82) in Antwort auf die Bewegung der Basis betätigt wird.

2. Kappenwagen nach Anspruch 1, wobei der Kappenwagen (40) weiterhin umfaßt:

eine auf der Basis befestigte Klinke (54), die für eine Drehung in einer zu der Bewegungsrichtung der Basis senkrechten Bewegung ausgebildet ist, um die Basis mit dem bewegbaren Wagen (16) zu verbinden und zu sperren, um eine übermäßige relative Bewegung zwischen des Basis und der Druckkopfdüsenfläche (23) zu verhindern.

3. Kappenwagen nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Kappeneinrichtung eine Kappenführung (92), eine Kappe (46) mit Armen, die in den Öffnungen der Kappenführung (92) angeordnet sind, und eine Feder (100) umfaßt, die zwischen der Kappenführung (92) und der Kappe (46) angeordnet ist, um die Kappe (46) in einer Richtung zu drücken, so daß diese die Druckkopfdüsenfläche (23) kontaktiert, wobei die Kappe (46) eine geschlossene Wand (47) aufweist, um eine Innenhöhlung zu bilden, wobei die Wand (47) Oberflächen aufweist, die eine oberen Kante (52) umfassen, die mit einem elastischen Material beschichtet ist, das dazu dient, die Kappe (46) dicht gegen die Druckkkopfdüsenfläche (23) zu halten.

4. Kappenwagen nach Anspruch 3, wobei die Kappe (46) eine Verbindungseinrichtung für die Aufnahme eines flexiblen Schlauches aufweist, um eine Kommunikation zwischen der Innenhöhlung und einer vorbestimmten Umgebung herzustellen.

5. Kappenwagen nach Anspruch 4, wobei der Kappenwagen weiterhin ein Quetschventil (66) aufweist, das drehbar neben dem flexiblen Schlauch in der Nähe des Kappenverbindungseinrichtung angeordnet ist, um den flexiblen Schlauch (63) selektiv zu quetschen, um die Verbindung zwischen der Innenhöhlung der Kappe und der vorbestimmten Umgebung zu steuern.

6. Kappenwagen nach wenigstens einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Innenhöhlung in der Kappe (46) ein Stück Absorptionsmaterial (50) enthält.

7. Tintenstrahldrucker (10), der einen Kappenwagen (40) nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6 umfaßt: