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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
und ein Regenerierverfahren für
diese, besonders aber eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
zum Farbaufzeichnen und ein Regenerierverfahren für diese.
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Stand der Technik
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Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen
sind im allgemeinen mit einem Mechanismus zur Aufrechterhaltung
der erforderlichen Tintenausstoßbedingungen
ausgerüstet,
welcher eine Viskositätserhöhung der
Tinte durch Verdampfen des in dieser enthaltenen Wassers an den
bzw. um die Ausstoßöffnungen
verhindert oder viskose Tinte oder erzeugte Gasbläschen entfernt.
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Eine
mit einem solchen Mechanismus ausgerüstete Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
ist mit einer Abdeckeinheit bestückt,
welche während
aufzeichnungsfreier Perioden ohne Ausstoßen von Tintentröpfchen die
mit den Ausstoßöffnungen
versehene Fläche
des Aufzeichnungskopfes dicht umschließt (abdeckt) und das Verdampfen
des in der Tinte enthaltenen Wassers aus den Ausstoßöffnungen
verhindert.
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Um
ein stabiles Ausstoßen
von Tinte zu gewährleisten,
wird während
des Druckens periodisch ein sogenannter „Vorausstoßvorgang" durchgeführt und dabei aus allen oder
speziellen Ausstoßöffnungen
Tinte ausgestoßen,
um in den nicht so häufig
benutzten Ausstoßöffnungen
die Tinte zu erneuern, oder es erfolgt die Durchführung eine
Saug- oder Komprimiervorgangs
zu Beginn des Aufzeichnens oder in bestimmten Zeitabständen, um
an oder in den Ausstoßöffnungen
vorhandene eingedickte Tinte oder Gasbläschen abzusaugen.
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36 zeigt in perspektivischer Darstellung den Aufbau
der Hauptbaugruppe einer herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
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In 36 kennzeichnet das Bezugszeichen 921 eine
Tintenstrahlaufzeichnungskartusche (nachfolgend nur Kartusche genannt),
welche einen an einem Schlitten 922 befestigten Aufzeichnungskopf
mit einem Düsenabschnitt
zum Ausstoßen
von Tinte und eine Tintenzuführeinheit
mit Tintenspeicherbehälter
und Zuführkanälen aufweist.
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Diese
Kartusche 921 ist abnehmbar am Schlitten 922 befestigt
und entweder als Kartusche zum Aufzeichnen mit schwarzer Tinte (Bk)
oder als Kartusche zum Farbaufzeichnen ausgeführt. Der Schlitten 922 und die
Kartusche 921 sind an eine nicht dargestellte Kontaktleiste
angeschlossen. Das Bezugszeichen 923 kennzeichnet eine
elektrische Leiterplatte zum Steuern des Tintenausstoßens aus
der Kartusche 921 und das Bezugszeichen 924 ein
flexibles Kabel zur Herstellung der elektrischen Verbindung zwischen
der Leiterplatte 923 und dem Schlitten 922. Das
Bezugszeichen 925 kennzeichnet einen Blattvorschubmotor
zum Transportieren des Aufzeichnungsblattes P in Pfeilrichtung f
und das Bezugszeichen 926 paarig angeordnete und vom Blattvorschubmotor 925 angetriebene
Blatttransportwalzen. Das Bezugszeichen 927 kennzeichnet
eine Walze, welche in Verbindung mit den Transportwalzen 926 das
Aufzeichnungsblatt P glättet
und die Aufzeichnungsebene für
die Kartusche 921 erzeugt.
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Das
Bezugszeichen 928 kennzeichnet einen mit dem Schlitten 922 verbundenen
Antriebsriemen, das Bezugszeichen 929 einen den Riemen
in Pfeilrichtung S hin und her bewegenden Motor und das Bezugszeichen 930 paarig
angeordnete Führungsschienen
für den
Schlitten 922. Wie bereits erwähnt, bewegt der Motor 929 den
Schlitten 922 in Pfeilrichtung S auf den Führungsschienen 930 hin
und her, um das Aufzeichnen auf der Aufzeichnungsebene vorzunehmen.
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Wie 36 zeigt, ist an dem vom Motor 929 in
Pfeilrichtung S entlang dem Aufzeichnungsblatt P hin und her bewegten
Schlitten 922 die Kartusche 921 befestigt. Das
Aufzeichnungsblatt P wird durch die vom Blattvorschubmotor 925 angetriebene
Walze 927 in Pfeilrichtung f transportiert. Dabei kann
mit dem von einer Steuerungseinheit gesteuerten und Tintentröpfchen auf
das Aufzeichnungsblatt P ausstoßenden
Aufzeichnungskopf 921 zweidimensionales Abtasten durchgeführt werden.
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Das
Bezugszeichen 931 kennzeichnet eine der Aufzeichnungskartusche 921 gegenüber angeordnete Regeneriervorrichtung
zur Durchführung
eines Regeneriervorgangs an dieser in deren Ausgangsstellung. Die Regeneriervorrichtung 931 weist
mehrere Elemente auf, einen Vorausstoßauffangbehälter 1311, welcher
die im genannten Vorausstoßvorgang
ausgestoßenen
Tintentröpfchen
auffängt
und einem nicht dargestellten Tintensammelbehälter zuführt, eine Wischlamelle 1312 zum
Abwischen der Tintenausstoßfläche des
Aufzeichnungskopfes zwecks Entfernens der an dieser haftenden Tintentröpfchen oder
Fremdstoffe wie Papiermehl und eine Abdeckvorrichtung 1313 mit
einer Kappe zum Umschließen
der Tintenausstoßfläche des
Aufzeichnungskopfes, wenn der Aufzeichnungsvorgang unterbrochen
oder die Saugregenerierung durchgeführt wird.
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Die
Wischlamelle 1312 und die Abdeckvorrichtung 1313 können auf
die Kartusche 921 zu oder von dieser weg bewegt werden
und die Ausstoßfläche in bestimmten
Zeitabständen
abwischen bzw. abdecken. Die Abdeckvorrichtung ist über einen
Saugkanal mit einer nicht dargestellten Saugpumpe verbunden, welche in
den genannten Zeitabständen
einen Unterdruck innerhalb der Kappe erzeugt.
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Ein
Beispiel der Regeneriersaugfolge bei einer solchen Regeneriervorrichtung
zeigt der in 37 dargestellte Flußplan. Nach
dem Senden des Signals zur Durchführung des Regeneriersaugvorgangs
wird der Schlitten 922 in die Ausgangsstellung (HP) bewegt
(Schritt S701) und die Abdeckvorrichtung in die Stellung gebracht,
in welcher diese die Ausstoßöffnungsfläche vollständig abdeckt
(Schritt (S702). Anschließend
wird die Saugpumpe aktiviert, um innerhalb der Kappe einen Unterdruck
zu erzeugen und bis zum Abschalten der Saugpumpe nach einer bestimmten
Zeit Tinte aus den Ausstoßöffnungen
zu ziehen (Schritt S703).
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Danach
wird die Kappe der Abdeckvorrichtung von der mit den Ausstoßöffnungen
versehenen Fläche des
Aufzeichnungskopfes abgehoben und die Verbindung zwischen dem Kappeninnenraum
und der Atmosphäre
wieder hergestellt (Schritt S704). Jetzt wird die Saugpumpe erneut
aktiviert, um die in dieser, im Saugkanal und in der Kappe vorhandene
Tinte zu entfernen (Schritt S705). Danach wird die Wischlamelle
gegen die mit den Ausstoßöffnungen
versehene Fläche
des Aufzeichnungskopfes gedrückt
(Schritt S706) und der Schlitten 922 so bewegt, daß die Wischlamelle über die
mit den Ausstoßöffnungen
versehene Fläche
gleitet und dabei die an dieser haftende Tinte entfernt (Schritt
S707). Der Schlitten 922 wird in die gleiche Richtung weiter
bewegt, bis die Ausstoßöffnungen
die Vorausstoßstellung
erreichen, um in dieser einen Vorausstoßvorgang zum Entfernen nicht
benötigter
Tinte oder kleiner Bläschen
aus den Düsen
durchzuführen
(Schritt S708). Bei dieser Saugregenerierung, welche eine solche
Reihe oder Wiederholung von Vorgängen
aufweist, kann das Auffüllen
der Ausstoßöffnungen
mit Tinte, das Entfernen von Bläschen
oder nicht benötigter
Tinte aus den Tintenkanälen
oder das Entfernen von Fremdstoffen von der mit den Ausstoßöffnungen
versehenen Fläche des
Aufzeichnungskopfes effektiv durchgeführt werden.
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In
den letzten Jahren wurden die Ausstoßöffnungen und die mit diesen
in Verbindung stehenden Flüssigkeitskanäle jedoch
immer kleiner ausgeführt
und in hoher Dichte angeordnet, so daß die Regeneriersaugverfahren
gemäß dem Stand
der Technik in einigen Fällen
nicht mehr die gewünschte
Effektivität
bringen.
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Die 38A und 38B zeigen
schematisch den Tintenfüllstand
im Flüssigkeitszuführkanal
als ein Beispiel der genannten Fälle,
dabei zeigt 38A den Aufbau der Kartusche 921 und 38B deren Schnittansicht V-V, aus welcher der
Tintenfüllstand
in den Ausstoßöffnungen
und im Tintenzuführkanal
ersichtlich ist.
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In 38A kennzeichnet das Bezugszeichen 811 Düsen, deren
vorderes Ende die Ausstoßöffnung bildet
und welche mit je einem Steuerungselement als integraler Bestandteil
zum Ausstoßen
der entsprechenden Tinte versehen sind. Das Bezugszeichen 812 kennzeichnet
eine gemeinsame Flüssigkeitskammer
für alle Düsen und
das Bezugzeichen 813 einen mit der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 812 und
einem Tintenabsorptionselement 814 verbundenen Tintenkanal.
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In 38B ist die Tinte als schraffierte Fläche dargestellt,
wobei die Tinte im Tintenzuführkanal
in die vier Sektionen 813a, 813b, 813c, 813d unterteilt
ist.
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Bei
einem solchen Füllstand
ist ein Fortsetzen des Druckvorgangs nicht möglich, so daß eine Saugregenerierung
erforderlich wird. 39 zeigt schematisch den Zustand
einer Kopfkartusche bei Beginn des Saugvorgangs. Das Bezugszeichen 1313 kennzeichnet
die genannte Abdeckvorrichtung zur Erzeugung eines Unterdrucks P0 in der Kappe. Da die Düsen und die gemeinsame Flüssigkeitskammer 812 mit
Tinte gefüllt
sind, ist infolge des aus dem Widerstand zwischen der Tinte und
der Innenwand der gemeinsamen Flüssigkeitskammer
sowie der Düsen
resultierenden Druckverlustes der Unterdruck P1 im
ersten Hohlraum zwischen benachbarten Tintensektionen kleiner als
der Druck P0.
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Der
an im zweiten Hohlraum zwischen benachbarten Tintensektionen erreichte
Druck P2 ist infolge des aus dem Widerstand
zwischen der Tintensektion 813a und der Kanalwand resultierenden
Druckverlusts wiederum kleiner als der Unterdruck P1.
Demzufolge ist der Unterdruck P4 im Hohlraum
zwischen dem Tintenabsorptionselement 814 als Tintenzuführeinheit
und dem Flüssigkeitskanal
wesentlich geringer als der in der Kappe erzeugte Unterdruck P0. Um das Saugen zu ermöglichen, muß der Unterdruck P4 größer sein
als die vom Absorptionselement ausgeübte Tintenhaltekraft, da bei
einem geringeren Unterdruck nicht genügend Tinte nachströmt, selbst
wenn die herkömmliche
Saugregenerierung mehrmals durchgeführt wird.
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Um
ein solches unbefriedigendes Nachströmen von Tinte zu verhindern,
wurden folgende Maßnahmen
in Erwägung
gezogen:
- (a) Ausreichender Unterdruck und ausreichende
Saugmenge
- (b) Ausreichender Kanalquerschnitt zur Verringerung des Druckverlustes
- (c) Ausreichende Kürzung
der Kanallänge
zur Verringerung der Anzahl an Tintensektionen.
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Im
Fall (a) ist ein größerer Tintenverlust
zu verzeichnen oder eine leistungsfähigere Pumpe erforderlich,
während im
Fall (b) infolge des größeren Kanalvolumens
eine größere Saugmenge
vorhanden ist, so daß die
Herstellung einer kleinen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung nicht
möglich
wird und die Betriebskosten nicht gesenkt werden können. Im
Fall (c) beeinträchtigen
die aus dem Tintenstrom innerhalb des Absorptionselements 814 und
des Zuführkanals
resultierenden Schwingungen den Zustand innerhalb der Düsen, so
daß Ausstoßfehler
entstehen können,
welche schnelles Aufzeichnen und die Herstellung qualitativ hochwertiger Bilder
unmöglich
machen.
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In
jüngster
Zeit sind jedoch wesentliche Fortschritte dahingehend erzielt worden,
daß
- (A) feinere Düsen zur Erhöhung der Aufzeichnungsauflösung gefertigt
werden können
und
- (B) die Oberflächenspannung
der Tinte verringert werden kann, um die Tintentrocknungsgeschwindigkeit zu
erhöhen,
wobei im Fall A ein höherer
Druckverlust entsteht oder im Fall B eine höhere Bläschenerzeugungsfrequenz zu
verzeichnen ist, so daß das
Problem des aus dem Splitten der Tinte im Zuführkanal resultierenden ungenügenden Nachströmens von
Tinte größere Bedeutung
erlangt.
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Wie
bereits beschrieben, war es bei herkömmlichen Saugregenerierverfahren
schwierig, eine kleine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung herzustellen,
die Betriebskosten zu senken, sowie hohe Geschwindigkeiten, bessere
Qualität,
hohes Auflösungsvermögen und
hohe Fixiergeschwindigkeit zu erzielen und das aus dem Splitten
der Tinte im Tintenkanal resultierende ungenügende Nachströmen von
Tinte zu verhindern.
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Herkömmliche
Regeneriersaugvorrichtungen zur Stabilisierung des Tintenausstoßens bei
Verwendung der beschriebenen Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
machen die Durchführung
eines einfachen Saugvorgangs mit einer einziger. Unterdruckspitze
durch enges Anlegen einer aus elastischem Material wie Gummi gefertigten
Kappe an die mit den Ausstoßöffnungen
versehene Fläche
des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes und die Erzeugung eines geeigneten
Unterdrucks in der Kappe mit einer Saugpumpe nicht möglich.
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Wenn
aber aufgrund von Bläschen
im Tintenzuführkanal,
in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer und
in den mit Heizvorrichtungen versehenen Tintenkanälen oder
aufgrund eines zerstörten
Meniskus in der Tintenausstoßöffnung die
Tinte nicht entsprechend ausgestoßen wird, kann die im Aufzeichnungskopf
verbliebene Tinte wieder in den Tintenbehälter gezogen werden, so daß infolge
des vom Tintenabsorptionselement erzeugten Unterdrucks (Kapillarwirkung)
einige Bläschen
an der Innenwand des Behälters
haften bleiben.
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Wenn
bei einer solchen Regeneriersaugvorrichtung, bei welcher während des
Betreibens die Spitze des Unterdrucks nur einmal, und zwar im Nichtausstoßzustand
auftritt, der Unterdruck so niedrig gewählt wird, daß bei Entnahme
von Tinte aus dem mit dem Absorptionselement bestückten Tintenbehälter keine
Bläschen mitgezogen
werden, können
die bereits im Aufzeichnungskopf vorhandenen Bläschen nicht beseitigt werden; wird
der Unterdruck aber so groß gewählt, daß die im
Aufzeichnungskopf bereits vorhandenen Bläschen beseitigt werden können, entsteht
ein Ungleichgewicht zwischen der Kapillarwirkung des Absorptionselements und
dem erzeugten Unterdruck, wodurch Bläschen zusammen mit Tinte aus
dem Tintenbehälter
gesaugt werden und diese Ausstoßfehler
bewirken.
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Besonders
bei einer Tintenstrahleinheit in Form eines Aufzeichnungskopfes
mit integriertem austauschbaren Tintenbehälter gelangen unmittelbar nach
dem Austauschen des Tintenbehälters
wegen des schwachen Kontaktes zwischen dem Tintenabsorptionselement
und dem Filter im Tintenbehälter
Bläschen aus
dem Behälter
in den Flüssigkeitszuführkanal,
in die gemeinsame Flüssigkeitskammer
und in die mit den Heizelementen bestückten Flüssigkeitskanäle, wenn
der Saugdruck zu groß ist.
Auch bei Verringerung der Tintenmenge im Tintenbehälter steigt
der Unterdruck (die Kapillarwirkung) in diesem, wodurch zwischen
dem Unterdruck und dem erzeugten Saugdruck ein Ungleichgewicht eintritt
und somit Bläschen
zusammen mit Tinte aus dem Tintenbehälter in den Aufzeichnungskopf
gelangen. Wenn im Aufzeichnungskopf zahlreiche Bläschen vorhanden
sind und ein neuer Tintenbehälter
mit einer großen
Tintenmenge an diesem befestigt wird, ist es mit einer Regeneriersaugvorrichtung,
bei welcher während
des Betreibens nur eine Unterdruckspitze entsteht, schwierig, diese
Bläschen
aus dem Aufzeichnungskopf zu entfernen, ohne aus dem Tintenbehälter Bläschen zu
ziehen, so daß diese
Bläschen
Ausstoßfehler
erzeugen.
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Auch
bei einer Tintenstrahleinheit mit einem Farbaufzeichnungskopf, bei
welchem zahlreiche Ausstoßöffnungen
zum Ausstoßen
unterschiedlicher Farbtinten auf einer Ebene oder einer Linie angeordnet
sind und welcher mit mehreren Tintenbehältern für die unterschiedlichen Tinten
bestückt
ist, werden bei Verwendung einer einzigen, aus elastischem Material
wie Gummi gefertigten Kappe alle Ausstoßöffnungen für die unterschiedlichen Farbtinten
gleichzeitig der Regeneriersaugbehandlung unterzogen. Wenn dabei
nur eine Unterdruckspitze entsteht und zum effektiven Entfernen
der vorhandenen Bläschen
ein entsprechend hoher Unterdruck gewählt wird, ist bei einem Tintenbehälter mit
einem größeren Tintenverbrauch
eine erhöhte
Kapillarwirkung des Absorptionselements zu verzeichnen, so daß die in
die Kappe gesaugten Tinten sich miteinander vermischen und bei einem
einfachen Saugvorgang durch die Ausstoßöffnungen in die Flüssigkeitskanäle, in die
gemeinsame Flüssigkeitskammer
und schließlich
in den Tintenzuführkanal
gelangen und dadurch in manchen Fällen ein intensives Farbgemisch
erzeugen. Um bei Durchführung
eines Vorausstoßvorgangs
die Entstehung eines solchen Farbgemisches zu verhindern, müssen große Tintenmengen
ausgestoßen
werden, so daß dafür ein hoher
Zeitaufwand erforderlich ist.
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Seit
einigen Jahren werden zum Tintenstrahlaufzeichnen immer kleinere
und wartungsfreie Tintenstrahleinheiten in Form eines Aufzeichnungskopfes
mit integriertem Tintenbehälter
verwendet. Eine Tintenstrahleinheit dieser Art ist auf dem in der
Aufzeichnungsvorrichtung angeordneten Abtastschlitten abnehmbar befestigt,
so daß bei
vollständigem
Verbrauch der Tinte im Tintenbehälter
diese Tintenstrahleinheit auf einfache Weise ausgetauscht werden
kann.
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In
den letzten Jahren ist aber auch der Bedarf an Farbbildern gestiegen,
so daß zur
Erfüllung
dieser Forderung die zum Farbdrucken verwendeten Tintenstrahleinheiten
in Abtastrichtung des Schlittens gesehen parallel zueinander angeordnet
werden, das heißt
zum Beispiel, daß eine
Tintenstrahleinheit mit einem Tintenbehälter für die Farbtinten Gelb, Magenta
und Zyan und einem Kopf zum Ausstoßen dieser Farbtinten und eine separate
Tintenstrahleinheit zum Aufzeichnen mit schwarzer Farbtinte verwendet
und diese parallel zueinander am Schlitten befestigt werden.
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Aufzeichnungsköpfe in Form
einer Kartusche mit integriertem Tintenbehälter für die Farbtinten Gelb, Magenta,
Zyan und Schwarz sind zwar vorgeschlagen worden, aber praktisch
nicht zum Einsatz gekommen, während
eine Konstruktion, bei welcher eine Kopfkartusche für die Farbtinten
Gelb (Y), Magenta (M) und Zyan (C) und eine Kopfkartusche für die Farbtinte
Schwarz (Bk) separat am Schlitten irgendeiner Art austauschbar befestigt
sind, sich in der Praxis bewährt
habt. Bei einer Aufzeichnungsvorrichtung dieser Konstruktion wird nach
dem Austauschen der Kopfkartusche keine Saugregenerierung durchgeführt.
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Die
beschriebene Kopfkartusche zum Farbaufzeichnen ist mit einem Tintenbehälter für die Farbtinten Y,
M und C als integraler Bestandteil des Kopfes bestückt und
muß bei
vollständigem
Verbrauch der Tinte ausgetauscht werden.
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Doch
auch bei Verwendung einer Kopfkartusche zum Aufzeichnen mit den
Farbtinten Y, M und C oder einer Kopfkartusche zum Aufzeichnen mit
der Farbtinte Schwarz, welche an der Hauptbaugruppe der Aufzeichnungsvorrichtung austauschbar
befestigt werden kann, sollte die Saugregenerierung durchgeführt werden,
um eine ausgezeichnete Bildqualität und Bildstabilität zu gewährleisten.
Wenn die Saugregenerierung bei einer Kopfkartusche zum Aufzeichnen
mit den Farbtinten Y, M und C, mit den Farbtinten Y, M, C und Bk
oder nur mit der Farbtinte Bk unter den gleichen Bedingungen durchgeführt wird,
ergibt sich wegen der für
jeden Fall notwendigen maximalen Saugbedingungen ein sehr hoher
Tintenverbrauch.
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Es
hat sich auch herausgestellt, daß bei Verwendung einer Aufzeichnungseinheit
zum Farbaufzeichnen durch das Farbtintenmischens in den Düsen eine
Verschlechterung der Bildqualität
eintritt.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
und ein Regenerierverfahren zum Regenerieren einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung
mit einer Vielzahl Ausstoßauslässen zum Ausstoßen einer
Vielzahl an Tinten, die in einem Tintentank gespeichert sind und
den Ausstoßeinheiten
zugeführt
werden, vorzusehen, wobei bei dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und -verfahren
die Qualität
aufgrund einer Farbvermischung zwischen Farbdüsen vermieden wird.
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In
Bezug auf die Vorrichtung wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung
gemäß Anspruch
1 gelöst
und in Bezug auf das Verfahren wird die Aufgabe mit einem Verfahren
gemäß Anspruch
3 gelöst.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt
in perspektivischer Darstellung ein Beispiel des Gesamtaufbaus einer
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung die mit der vorliegenden Erfindung
verwendbar ist.
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Die 2A bis 2D zeigen
den Aufbau eines BK-Kopfes.
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3 zeigt
in perspektivischer Darstellung einen Schlittenabschnitt.
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4 zeigt
in perspektivischer Darstellung das Befestigen des BK-Kopfes oder
des Farbaufzeichnungskopfes an dem in 3 dargestellten
Schlittenabschnitt.
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Die 5A bis 5E zeigen
den Aufbau eines Farbaufzeichnungskopfes.
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Die 6A bis 6D zeigen
den Aufbau eines zum Farbaufzeichnungskopf gehörenden Behälters für schwarze Farbtinte.
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Die 7A bis 7D zeigen
den Aufbau des Farbtintenbehälters
für den
Farbaufzeichnungskopf.
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8 zeigt
in perspektivischer Darstellung ein Beispiel des wichtigsten Abschnitts
einer weiteren Ausführungsform
der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die mit der Erfindung
verwendbar ist.
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9 zeigt
in perspektivischer Darstellung den wichtigsten Abschnitt eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes.
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10 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung einen Teil des Tintenausstoßabschnitts
des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes.
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11 zeigt
im Blockschaltbild den Aufbau der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
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12 zeigt
eine typische Tintenstrahleinheit und eine Saugkappe.
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13 zeigt
das Befestigen eines Tintenbehälters
am Farbaufzeichnungskopf.
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Die 14A und 14B zeigen
das Entfernen des Tintenbehälters
vom Farbaufzeichnungskopf.
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Die 15A und 15B zeigen
das Entfernen eines Farbaufzeichnungskopfes vom Schlitten.
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16 zeigt
ein typisches Muster für
das Vorausstoßen
gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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17 zeigt
im Diagramm die Beziehung zwischen dem Unterdruck und der Menge
der aus dem Tintenbehälter
in den Aufzeichnungskopf gelangten Bläschen unmittelbar nach dem
Austauschen des Tintenbehälters.
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18 zeigt
im Diagramm die Beziehung zwischen dem Unterdruck und den Schlupfeigenschaften der
aus dem Aufzeichnungskopf austretenden Bläschen.
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19 zeigt
im Flußplan
das Saugregenerierverfahren.
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20 zeigt
im Diagramm die Beziehung zwischen dem Unterdruck und dem Zeitverlauf
bei mehreren Absaugvorgängen.
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21 zeigt
im Diagramm den Vorgang des Saugen von Bläschen aus dem Tintenbehälter in
den Aufzeichnungskopf in Abhängigkeit
vom Unterdruck und der Tintenmenge im Tintenbehälter.
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22 zeigt
eine typische Tintenstrahleinheit und eine Saugkappe.
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23 zeigt im Flußplan das Saugregenerierverfahren.
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24 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem
Unterdruck und dem Zeitverlauf bei mehreren nach dem Saugregenerierverfahren
durchgeführten
Absaugvorgängen.
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25 zeigt im Flußplan das Saugregenerierverfahren.
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26 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem
Unterdruck und dem Zeitverlauf bei mehreren nach dem Saugregenerierverfahren
durchgeführten
Absaugvorgängen.
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Die 27A bis 27C zeigen
Details einer Kolbensaugpumpe.
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Die 28A und 28B zeigen
die Wirkungsweise der Kolbensaugpumpe.
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29 zeigt die Tintenstrahleinheit im abgedeckten
Zustand.
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Die 30A bis 30D zeigen
den mit einer Kolbensaugpumpe durchgeführten Saugvorgang.
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31 zeigt im Flußplan den Ablauf der Saugregenerierung.
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Die 32A und 32B zeigen
den Tintenfüllstand.
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33 zeigt im Flußplan den Ablauf der Saugregenerierung.
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34 zeigt das Tintensplitten in einer Mehrfarbenkartusche.
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35 zeigt im Flußplan den Ablauf der Saugregenerierung.
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36 zeigt in perspektivischer Darstellung den Aufbau
des wichtigsten Teils einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung.
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37 zeigt im Flußplan den Ablauf der herkömmlichen
Saugregenerierung.
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Die 38A und 38B zeigen
den typischen Aufbau einer Kopfkartusche.
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39 zeigt den typischen Zustand der Kopfkartusche
bei Beginn des Saugens.
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40 zeigt im Flußplan den Ablauf der Saugregenerierung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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41 zeigt im Flußplan einen weiteren Ablauf
der Saugregenerierung gemäß der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung.
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42 zeigt ein Vorausstoßmuster gemäß der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend
wird die in 1 schematisch und perspektivisch
dargestellte Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, die mit der vorliegenden
Erfindung verwendbar ist, detailliert beschrieben. Diese Aufzeichnungsvorrichtung
setzt sich zusammen aus eine Blattzuführeinheit 2, einer
Blattvorschubeinheit 30, 34, 36, 37, einer
Blattaustrageinheit 41, einer Schlitteneinheit 5, 50 und
einer Reinigungseinheit 6, 60, 61.
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Der
Schlitten 50 ist mit einem elektrischen Kontakt versehen, über welchen
die elektrische Verbindung zur eingesetzten Kopfkartusche hergestellt
wird. Ein Ende des elektrischen Kontakts ist an ein flexibles Kabel 56,
das andere an eine in der Hauptbaugruppe angeordnete, nicht dargestellte
Klemmleiste angeschlossen. Das Drucken erfolgt durch Ausstoßen von
Tinte während
der Abtasthin- und
-herbewegung des Schlittens 50 entlang eines Führungsholms 81 im
rechten Winkel zur Transportrichtung (Abtastnebenrichtung) des Aufzeichnungsblattes.
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Die
Reinigungsvorrichtung 6 ist ausgerüstet mit einer Pumpe 60 zum
Reinigen der in die Hauptbaugruppe eingesetzten, in den 2A bis 2D dargestellten
Kopfkartusche 7 und einer Kappe 61, welche das
Austrocknen von Tinte in den Düsen
des Aufzeichnungskopfes 7 und Anhaften von Schmutzteilchen
an der Ausstoßfläche des
Aufzeichnungskopfes verhindert. Die Reinigungsvorrichtung 6 ist
außerdem
mit einer aus elastischem Material gefertigten Lamelle versehen,
welche den an der Ausstoßfläche haftenden
Schmutz und die nach Durchführung
des Saugvorgangs ebenfalls an dieser haftenden Tintentröpfchen entfernt.
Als Lamellenmaterial wird Uräthangummi
oder HNBR-Gummi verwendet, da dieser weder eine Reaktion mit der
Tinte eingeht noch hydrolytisch wirkt, um die Gefahr des Beschädigens der
Ausstoßfläche des
Aufzeichnungskopfes zu minimieren.
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Die 2A bis 2D zeigen
die Außenansichten
einer ersten Kopfkartusche 7 für die Farbtinte Schwarz (nachfolgend
BR-Kopf genannt), welche am Aufzeichnungsgerät (1) befestigt
wird, wobei 2A dessen Hinterseite, 2B dessen
Vorderseite (oder Frontfläche),
in Pfeilrichtung 4B gesehen zeigt, und die 2C und 2D deren
Seitenansichten in Pfeilrichtung 4C bzw. 4D zeigen.
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Der
BK-Kopf ist ein auf einfache Weise austauschbarer Tintenstrahlaufzeichnungskopf,
welcher mit einem Tintenbehälter
als integraler Bestandteil desselben und mit Heizelementen oder ähnlichen
Elementen zur Erzeugung der für
das Filmkochen in der Tinte erforderlichen Wärme ausgerüstet ist, um durch die Druckänderung
beim Wachsen der aus dem Filmkochen resultierenden Bläschen aus
den Düsen 70 Tinte
auf das Aufzeichnungsmedium auszustoßen und dabei ein Bild auf
diesem zu erzeugen.
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Genauer
ausgedrückt,
der Kopf 7 ist mit Ausstoßöffnungen 70 versehen,
wobei die Tintenausstoßmenge
etwa 90 ng/Punkt (1ng = 1 × 10–9 g)
und die Druckansteuerfrequenz 6 kHz beträgt. Die
Zusammensetzung der verwendeten Tinte, welche eine gute Druckqualität ergab,
ist in Tabelle 1 zusammengestellt, jedoch stellt diese Tinte keine
Beschränkung
dar.
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Tabelle
1 Zusammensetzung
der Farbtinte BK
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3 zeigt
perspektivisch in Explosivdarstellung den detaillierten Aufbau des
Schlittens 5 und 4 in perspektivischer
Darstellung das Einsetzen des Kopfes BK oder einer Farbkopfkartusche 101 in
den Schlitten 5; die Farbkopfkartusche 101 wird
nachfolgend beschrieben.
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Beim
Einsetzen der BK-Kopfkartusche oder der Farb-Kopfkartusche 101 in den Schlitten 5 wird
die elektrische Verbindung zwischen beiden hergestellt.
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Die 5A bis 5E zeigen
schematisch die Farbkopfkartusche 101 (nachfolgend Farbkopf
genannt). Der Farbkopf 101 ist mit Tintenbehälteraufnahmen 110 und 110 versehen.
Wie die 5A, 5B und 5C zeigen,
weist der Farbkopf 101 eine Frontplatte 113 auf,
welche zusammen mit zwei paarig angeordneten Seitenplatten und einer
diese Seitenplatten verbindenden Rückplatte den Tintenspeicherraum 103 bildet,
den eine Mittelplatte 104 in zwei Räume unterteilt, in den Speicherraum
für die
Farbtinten und den Speicherraum für schwarze Tinte.
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Am
Boden des Farbkopfes 101 sind Tintenaufnahmeröhrchen 107 (Y,
M, C, BK; C und BK nicht dargestellt) angeordnet, welche etwas in
den am Aufnahmeabschnitt 110 bzw. 111 befestigten
Tintenbehälter
ragen und dem mit Düsen 120BK, 120C, 120M und 120Y versehenen
Kopfabschnitt Tinte zuführen.
Wie die 5A bis 5E zeigen,
sind an den Öffnungen
der in den Speicherraum ragenden Tintenaufnahmeröhrchen Filter 109Y, 109C, 109M und 109BK angeordnet
(nur die ersten beiden sind dargestellt). Wie 5D zeigt,
sind am Boden des Kopfes Tintenzuführröhrchen 106Y, 106M, 106C, 106BK angeordnet,
welche mit den Tintenaufnahmeröhrchen 107 in
Verbindung stehen.
-
An
der Fläche,
von welcher aus die Tinteneinleitröhrchen 107 in den
Speicherraum ragen, sind elastische Platten 108 (108a, 108b)
vorhanden, welche von Rippen im Tintenbehälter gegen die Peripherie der Röhrchen gedrückt werden,
um das Eindringen von schwarzer Tinte in den Farbkopf zu verhindern.
-
Wie 5C zeigt,
ist die Frontplatte 113 im Bereich des Aufnahmeabschnitts 111 mit
einer Kerbe 112 zur Aufnahme der am Tintenspeicherbehälter für schwarze
Tinte vorhandenen Rippe versehen, um unbeabsichtigtes Einsetzen eines
Behälters
für die
Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan an dieser Stelle zu verhindern.
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Mit
anderen Worten, am Aufnahmeabschnitt 111 ist der Behälter für die Farbtinten
Gelb, Magenta und Zyan und am Aufnahmeabschnitt 110 der
Behälter
für schwarze
Farbtinte befestigt.
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Die 6A bis 6D zeigen
schematisch die Seitenansicht, die Vorderansicht, die Unteransicht bzw.
die Draufsicht, teilweise als Schnitt dargestellt, des Tintenbehälters 201BK für schwarze
Tinte. Bei dem in diesen Figuren dargestellten Tintenbehälter 201 kennzeichnet
das Bezugszeichen 202 ein Tintenspeichergehäuse, das
Bezugszeichen 203 einen mit einer Verbindungsöffnung 205 zur
Atmosphäre
versehenen Deckel und das Bezugszeichen 204 ein mit Greifrippen 204a zur
Montage und Demontage versehenes Oberteil. Das Bezugszeichen 208 kennzeichnet
eine Öffnung
zum Einführen
des Tintenaufnahmeröhrchens 107BK für schwarze
Tinte in den Farbkopf 101 und das Bezugszeichen 215 eine
um die Peripherie der Öffnung 208 sich erstreckende
Rippe. Die Bezugszeichen 214a und 214b kennzeichnen
einen konischen Abschnitt als Übergang
zur Rippe 215.
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Das
Bezugszeichen 212 kennzeichnet einen an einer Seitenfläche des
Tintenbehälters 201 im
Bereich der Greifrippen 204a angeordneten Vorsprung, welcher
in die an der Frontplatte 113 des Aufnahmeabschnitts 111 vorhandenen
Nut 112 greift, somit den Tintenbehälter beim Einsetzen führt und
das Einsetzen eines falschen Tintenbehälters an dieser Stelle verhindert.
Das Bezugszeichen 206 kennzeichnet ein aus porösem Material wie
Uräthan
gefertigtes Tintenabsorptionselement und das Bezugszeichen 207 ein
Tintenaufnahmeelement in Form eines Faserbündels zum Beispiel. Das Bezugszeichen 209 kennzeichnet
ein das Tintenaufnahmeelement 207 im Tintenbehälter stützendes
Element.
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Die 7A bis 7D zeigen
schematisch den Aufbau eines Farbtintenbehälters. Bei diesem Beispiel
ist der Tintenbehälter 321 in
drei getrennte Räume
zum Speichern der Farbtinten Gelb (Y), Magenta (M) und Zyan (C)
unterteilt. Der Aufbau ist ähnlich
dem des in den 6A bis 6D dargestellten
Tintenbehälters für schwarze
Tinte.
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Bei
dem in den 7A bis 7D dargestellten
Farbtintenbehälter 321 kennzeichnen
die Bezugszeichen 336 und 337 Trennwände, welche
im Tintenspeicher 322 im wesentlichen in T-Form angeordnet
sind. Die Speicherkapazitäten
der durch die Trennwände
erzeugten drei Farbtintenräume
sind annähernd
gleich.
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Nachfolgend
wird der Aufbau dieses Tintenbehälters
detailliert beschrieben. Der Tintenbehälter 321 weist einen
Tintenspeicher 322, einen mit Verbindungsöffnungen 325Y, 325M, 325C (nur 325Y ist
dargestellt) zur Atmosphäre
versehenen Deckel 323 und ein am Deckel 323 befestigtes
Oberteil 324 auf, wobei das Oberteil eine Pufferkammer
darstellt, welche Austreten von Tinte durch die Verbindungsöffnungen 325 an
die Atmosphäre
verhindert, außer
den Verbindungsöffnungen 325 mit
einer weiteren Öffnung
als Verbindungsöffnung
zur Atmosphäre
und mit Rippen 324a zur Erleichterung der Montage und der
Demontage des Farbkopfes 101 versehen ist.
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Der
Boden des Tintenbehälters
ist mit Durchgangsbohrungen 328Y, 328M und 328C versehen,
durch welche die am Farbkopf 201 angeordneten Tintenzuführröhrchen 107Y, 107M und 107C eingeführt werden, und
außerdem
sind an diesem nach unten gerichtete Rippen 335Y, 335M und 335C angeordnet,
welche die Tintenzuführöffnungen 328 umgeben
und in welchen ein konischer Abschnitt 334aY, 334aM bzw. 334aC den Übergang
zur entsprechenden Durchgangsbohrung 328 herstellt.
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Da
der Tintenbehälter 321 schräg in den
Farbkopf 101 eingeführt
und dann nach hinten geschwenkt wird, ist dieser an den konischen
Abschnitten 334aY, 334aM und 334aC zusätzlich leicht
angeschrägt,
um ein Anstoßen
der Tintenzuführröhrchen 107 zu
verhindern und glattes Einführen
in die Durchgangsbohrungen 328 zu gewährleisten.
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Im
Tintenbehälter 321 sind
Tintenabsorptionselemente 326Y, 326M und 326C und
zwischen diesen und den Durchgangsbohrungen 328Y, 328M und 328C Tintenzuführelemente 327Y, 327M bzw. 327C angeordnet.
Die Innenfläche
der Stützelemente 329Y, 329M und 329C zum
Stützen
der Tintenzuführelemente 327Y, 327M bzw. 327C ist
mit einem Schlitz versehen, um eine Verbindung zwischen dem Innenraum
des Tintenbehälters
und der Atmosphäre
herzustellen.
-
Die
bei Verwendung von herkömmlichem
glatten Druckpapier eingesetzte schwarze Tinte brachte ausgezeichnete
Qualität
der gedruckten Zeichen hinsichtlich Dichte und auch Deutlichkeit.
Auch die verwendeten Farbtinten zeigten keine Unschärfen an
den Farbgrenzen. Ein Beispiel der Farbtintenzusammensetzungen zeigt
Tabelle 2.
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Tabelle
2 Zusammensetzung
der Farbtinten
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Der
Farbkopf 101 ist mit Düsen
für schwarze
Tinte und Düsen
für die
Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan versehen, welche auf einer geraden
Linie angeordnet sind. Für
die schwarze Tinte sind es 64 Düsen, wobei
die Ausstoßmenge
etwa 90 ng/Punkt beträgt.
Für die
drei Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan sind es jeweils 24 Düsen, wobei
die Ausstoßmenge
40 ng/Punkt beträgt.
Der Abstand zwischen den Düsengruppen beträgt etwa
8 Düsen.
Das Ansteuern zur Durchführung
des Aufzeichnens erfolgt wie bei der BK-Kopfkartusche mit einer Frequenz von
6 kHz.
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8 zeigt
in perspektivischer Darstellung ein weiteres Konstruktionsbeispiel
des wichtigsten Abschnitts des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes. In 8 kennzeichnet
das Bezugszeichen 611 eine an einem Schlitten 613 befestigte
Tintenstrahleinheit, welche mit einer Reihe von Ausstoßöffnungen
versehen ist. Das Aufzeichnungsmedium in Form eines Blattes Papier
oder einer dünnen
Plastfolie wird von Transportwalzen (nicht dargestellt) und Austragwalzen 617,
welche von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden, in Richtung
des angedeuteten Pfeils transportiert. Der Schlitten 613 wird
von einem Motor 615 über
einen Antriebsriemen 614 auf einem Führungsholm 612 hin
und her bewegt.
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In
jeder Tintenausstoßöffnung (oder
in einem Flüssigkeitskanal)
der Tintenstrahleinheit (in Verbindung mit den 9 und 10 später detailliert
beschrieben) ist ein Wärme
erzeugendes Element (elektrothermischer Energiewandler) zum Erzeugen
der für
das Ausstoßen
von Tinte erforderlichen Wärmeenergie
angeordnet. Die Wärme
erzeugenden Elemente werden in Übereinstimmung
mit der von einem Kodiergerät
(nicht dargestellt) gelesenen Taktfolge und auf der Grundlage eines
Aufzeichnungssignals angesteuert, um Tintentröpfchen auf das Aufzeichnungsmaterial
P auszustoßen
und auf diesem ein Bild zu erzeugen.
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In
der Ausgangsstellung (HP) des Schlittens außerhalb des Aufzeichnungsbereiches
ist eine mit einer Kappe 616 bestückte Regeneriereinheit angeordnet.
Während
des Aufzeichnens wird der Schlitten 613 in die Ausgangstellung
(HP) bewegt, um die Tintenausstoßfläche der Tintenstrahleinheit
mit der Kappe 616 abzudecken und ein Eindicken von Tinte
durch Verdampfen des Tintenlösungsmittels
oder ein Verstopfen der Düsen durch
Fremdstoffe wie Staub oder Papiermehl zu verhindern.
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Die
Kappe 616 dient auch dazu, während eines Vorausstoßvorgangs,
bei welchem Ausstoßmängel oder
Verstopfung von weniger häufig
verwendeten Ausstoßöffnungen
durch eingedickte Tinte beseitigt werden, in einer von der Ausstoßfläche abgehobenen
Stellung die ausgestoßene
Tinte aufzufangen, oder bei der Regenerierung nicht mehr exakt wirkender
Tintenausstoßöffnungen
mit einer Saugpumpe (nicht dargestellt) in der Abdeckstellung durch
diese Tinte aus den Tintenausstoßöffnungen zu saugen. Neben der
Kappe kann auch eine Lamelle zum Reinigen der Tintenausstoßfläche angeordnet
werden.
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9 zeigt
schematisch in perspektivischer Darstellung vom Aufzeichnungsblatt
aus gesehen eine Reihe von Ausstoßöffnungen des als Tintenausstoßvorrichtung
verwendeten Aufzeichnungskopfes und 10 schematisch
in perspektivischer Darstellung einen Teil des Tintenausstoßabschnitts
dieses Aufzeichnungskopfes. In diesen Figuren kennzeichnet das Bezugszeichen 622 die Tintenausstoßfläche, das
Bezugszeichen 623 die in der Tintenausstoßfläche vorhandenen
Ausstoßöffnungen,
das Bezugszeichen 631 die mit den Ausstoßöffnungen
in Verbindung stehenden Flüssigkeitskanäle und das
Bezugszeichen 632 das in jedem Flüssigkeitskanal angeordnete
Wärme erzeugende
Element zur Erzeugung der für
das Ausstoßen
von Tinte erforderlichen Energie. Das Bezugszeichen y kennzeichnet
die Abtastrichtung des Schlittens 613. Das in 10 außerdem verwendete
Bezugszeichen 633 kennzeichnet einen Sensor, in diesem
Fall einen Thermistor zum Erfassen der Kopftemperatur, welcher an
einem Ende der Reihe von Ausstoßöffnungen
angeordnet ist. Die Temperaturerfassungsvorrichtung ist aber nicht
auf einen solchen Sensor beschränkt,
denn es können auch
andere Sensoren, zu welchen ein Diodensensor zählt, verwendet werden, und
es besteht auch die Möglichkeit,
die Kopftemperatur aus der Leistung des erzeugten Druckpunktes zu
berechnen.
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11 zeigt
im Blockschaltbild den Aufbau eines weiteren Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes. Dieses Gerät ist hauptsächlich unterteilt
in die an die BUS-Leitung 405 angeschlossene Software einschließlich einer Bildeingabeeinheit 403,
einer entsprechend angeordneten Bildsignalverarbeitungseinheit 404 und
einer Zentralverarbeitungseinheit 400, und die Hardware
einschließlich
einer Betätigungseinheit 406,
einer Regeneriersteuerschaltung 407, einer Kopftemperatursteuerschaltung 414 und
einer Kopfsteuerschaltung 415. Die Zentralverarbeitungseinheit 400 ist
wie üblich
mit einem ROM 401 und einem RAM 402 zur Eingabe
geeigneter Aufzeichnungsinformationen in den Aufzeichnungskopf 413 ausgestattet.
Im RAM 402 ist auch ein Programm zum Ansteuern der Regeneriersteuerschaltung 407 für die Durchführung der
gewünschten
Vorausstoßvorgänge des
Aufzeichnungskopfes und der Heizvorrichtung zur Beibehaltung der
Kopftemperatur gespeichert. Ein zum Regeneriersystem gehörender Motor 408 treibt
die in einem bestimmten Abstand zum Aufzeichnungskopf angeordnete
Reinigungslamelle 409, die Kappe 410 und die Saugpumpe 411 an.
Die Kopfsteuerschaltung 415 steuert die thermoelektrischen
Wandler zur Erzeugung der Energie, welche zum Ausstoßen von
Tinte aus dem Aufzeichnungskopf für das Vorausstoßen und
das Aufzeichnen erforderlich ist.
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Auf
dem mit den thermoelektrischen Wandlern bestückten Substrat des Kopfes 413 ist
eine Heizvorrichtung angeordnet, welche die Kopftemperatur innerhalb
eines bestimmten Bereiches hält.
Auf dem Substrat ist auch ein Thermistor 412 zum Messen
der Tintentemperatur im Aufzeichnungskopf angeordnet. Der Thermistor 412 muß aber nicht
unbedingt auf dem Substrat, sondern kann auch außerhalb diesem nahe dem oder um
den Aufzeichnungskopf angeordnet werden.
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12 zeigt
schematisch eine Tintenstrahleinheit in Form eines Aufzeichnungskopfes
mit integriertem Tintenbehälter
und eine Saugkappe.
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Der
Tintenbehälter 656 ist
mit einer Verbindungsöffnung 657 zu
Atmosphäre
versehen und in diesen kann entlang einer am Aufzeichnungskopf vorhandenen
Behälterführung 659 ein
Tintenabsorptionselement 658 eingesetzt werden. Die Tintenzufuhr
aus dem Tintenbehälter 656 zu
den Tintenausstoßöffnungen 651 des Aufzeichnungskopf
erfolgt durch einen Filter 655, einen Tintenzuführkanal 654,
eine gemeinsame Flüssigkeitskammer 653 und
durch die mit einem Heizelement bestückten Flüssigkeitskanäle 652.
Die mit dem Bezugszeichen 6510 gekennzeichnete Saugkappe
wird in Pfeilrichtung A bewegt, um die mit den Ausstoßöffnungen 651 versehene
Ausstoßfläche abzudecken
und Absaugen von Tinte mit einer nicht dargestellten Saugpumpe zu
gewährleisten,
während
beim Bewegen der Saugkappe in Pfeilrichtung B die Freigabe der Ausstoßfläche erfolgt.
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13 zeigt
das Einsetzen des Tintenbehälters
in die Tintenstrahleinheit 101 durch Schwenken um die an
deren Vorderwand vorhandene Kante 114, wobei ein Teil des
Gehäuses
als Führung
dient. In den 14A und 14B ist
das Austauschen eines Tintenbehälters
an der Gerätehauptbaugruppe
schematisch dargestellt. Das Bezugszeichen 321b kennzeichnet
den Behälter
für schwarze
Tinte und das Bezugszeichen 321c den Farbtintenbehälter. In
den 15A und 15B ist
das Austauschen einer Kopfkartusche schematisch dargestellt, wobei
die Kopfkartusche 7 für
schwarze Tinte und die Kopfkartusche 101 für die Farbtinten separat
ausgetauscht werden können.
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Zum
Austauschen der Farbkartusche 101 wird der mit dem Bezugszeichen 101a gekennzeichnete
Hebel betätigt.
-
Wie
bereits beschrieben, kann das Austauschen der Kopfkartusche 7 für schwarze
Tinte BK und der Kopfkartusche 101 für die Farbtinten separat erfolgen,
wobei entsprechende Kennzeichen an der Gerätehauptbaugruppe Verwechselungen
verhindern.
-
Wenn
im Aufzeichnungsgerät
eine Kopfkartusche 7BK oder eine Farbkartusche 101 eingesetzt
ist, stellen der Kontaktpunkt am Schlitten und die Verdrahtungsleiterplatte
am Kopf die elektrische Verbindung zwischen beiden her, wobei in
der Gerätehauptbaugruppe
die Kopfkennzeichnung erfaßt
wird.
-
Auf
der Grundlage dieser Erfassung wird die optimale Regenerierung oder
Regenerierfolge vorgegeben.
-
Wenn
eine Kopfkartusche BK sich im Gerät befindet, wird der Regeneriervorgang
I vorgegeben. Dieser Vorgang wird bei automatischer Regenerierung
nach Austauschen des Kopfes, bei manuell ausgelöstem Absaugen, bei zeitlich
vorgegebenem Absaugen zum Entfernen von Bläschen aus dem Kopf und bei
automatischer Regenerierung nach dem Zuschalten der Spannung durchgeführt.
-
Der
Regeneriervorgang I ist in folgende Schritte unterteilt:
- (a) Saugvorgang A
- (b) Blindsaugen
- (c) Wischen
- (d) Vorausstoßen
A1
- (e) zweifaches Blindsaugen
- (f) zweifaches Wischen
- (g) Vorausstoßen
B1
-
Zur
Durchführung
des Saugvorgangs A1 wird eine Unterdruck erzeugende Pumpe verwendet,
wobei die Tintensaugmenge mit 100 % bis 200 % der Gesamtkapazität des Zuführsystems
der Kopfkartusche 7BK vorgegeben wird. Bei einem Saugvorgang
können
etwa 0,15 cm3 Tinte abgesaugt werden. Beim
Blindsaugen wird die nach dem ersten Saugvorgang in der Kappe verbliebene
Tinte aus dieser entfernt, während
beim anschließenden
Wischen die an der Ausstoßfläche haftenden
Tintentröpfchen
oder Staubteilchen entfernt werden.
-
Beim
Vorausstoßen
A1 werden durch Ausstoßen
von Tintentröpfchen
die beim Wischen in die Düsen gelangten
Staubteilchen entfernt. So werden bei einer geringeren Ausstoßfrequenz
als der maximalen Drucksteuerungsfrequenz etwa 50 Schüsse aus
allen Düsen
ausgestoßen,
um stabiles Ausstoßen
zu gewährleisten. Da
in diesem Fall aber nur schwarze Tinte verwendet wird, kann die
Anzahl an Vorausstoßschüssen kleiner gewählt werden.
-
Das
anschließende
zweifache Blindsaugen wird durchgeführt, um ein Verbleiben von
Resttinte in der verwendeten Saugpumpe zu verhindern.
-
Da
die BK Kopfkartusche 7 sehr wasserfeste schwarze Tinte
verwendet, muß ein
Aushärten
von Tinte innerhalb der Pumpe verhindert werden. Nach dem doppelten
Blindsaugen werden ein Wischvorgang zum Reinigen der Ausstoßfläche und
das Vorausstoßen
B1 durchgeführt.
Dabei werden 100 Schüsse
aus allen Düsen
ausgestoßen.
Die Ansteuerfrequenz entspricht der des Vorausstoßens. Das
Vorausstoßen
vor dem Wischen erfolgt unter den gleichen Bedingungen wie beim
Reinigen der Ausstoßfläche während oder
vor dem Drucken, jedoch werden etwas mehr Schüsse ausgestoßen, um
das Ansammeln eingedickte Tinte zu verhindern.
-
Wenn
eine leere Farbkartusche 101 entfernt, eine neue eingesetzt
und diese als zutreffend erkannt wird, werden die Regenerierungen
II und III vorgegeben.
-
Die
Regenerierung II wird beim automatischen Saugen nach dem Austauschen
des Kopfes, bei manuell ausgelöstem Saugen
und bei zeitlich vorgegebenem Saugen zum Entfernen von Bläschenbänken nach Ablauf
einer bestimmten Zeit durchgeführt.
Die Regenerierung III wird nach dem Austauschen des Tintenbehälters durchgeführt.
-
Bei
der Farbkartusche 101 kann der Tintenbehälter vom
eigentlichen Ausstoßkopf
getrennt werden. Wie bereits beschrieben, ist der Tintenbehälter aus
einem Behälter 201 für schwarze
Tinte und einem Behälter 321 für die drei
Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan zusammengesetzt.
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Die
Regenerierung II ist in folgende Schritte unterteilt:
- (a) Vorausstoßen
C2
- (b) Saugen B1
- (c) Blindsaugen
- (d) Wischen
- (e) Vorausstoßen
A2
- (f) zweifaches Blindsaugen
- (g) zweifaches Wischen
- (h) Vorausstoßen
B2
-
Nachfolgend
werden die einzelnen Schritte detailliert beschrieben.
-
Zuerst
wird das Vorausstoßen
C2 durchgeführt.
Das Vorausstoßen
C2 mit einer größeren Tintenmenge
als das Volumen in den Düsen
und der Flüssigkeitskammer
dient dazu, in den Düsen
und in der Flüssigkeitskammer
vorhandene kleine Bläschen
zusammenzufügen
oder durch die Düsen
nach außen
zu drücken, um
die Saugwirkung beim nachfolgenden Saugvorgang zu erhöhen.
-
Danach
wird der Saugvorgang B1 durchgeführt.
Bei diesem Vorgang wird Tinte aller vier Farben Schwarz, Gelb, Magenta
und Zyan aus den Düsen
in eine einzige Kappe gesaugt, wobei 100 % bis 200 % des Gesamtvolumens zwischen
der Unterkante der Düsen
bis zum Filter im Behälter
als Saugmenge aller vier Farbtinten vorgegeben werden. Beim Saugvorgang
B1 wird das Absaugen in drei Schritten durchgeführt, wobei die Absaugmenge
pro Saugschritt etwa 0,3 cm3 beträgt. Der
Grund für
die Durchführung
des Saugens in drei Schritten besteht darin, den Spitzenwert des
Unterdrucks zu regeln, um das Entstehen von Bläschen beim Saugen zu unterdrücken. Darauf
wird später
näher eingegangen.
-
Im
nachfolgenden Blindsaugvorgang wird die nach dem Saugvorgang in
der Kappe verbliebene Tinte aus dieser entfernt. Danach wird das
Vorausstoßen
A2 durchgeführt,
um ein Eindringen des beim Saugen erzeugten Farbgemischs in die
Düsen zu
verhindern. Dieses Vorausstoßen
A2 ist bezüglich
Effektivität
ein spezieller Vorgang, bei welchem die maximale Effizienz des Farbmischens
während
der letzten Ausstoßvorgänge durch
wiederholtes gleichzeitiges Ausstoßen aus allen Düsen und
anschließendes
Ausstoßen
aus den Düsen am
Ende erreicht wird.
-
Das
Vorausstoßen
A2 wird durchgeführt,
um speziell die an den Enden der Flüssigkeitskammer angeordneten
Düsen von
der an diesen haftenden gemischten Farbtinte zu befreien. Die im
Mittelbereich angeordneten Düsen
können
mit einer relativ geringen Anzahl an Ausstoßvorgängen regeneriert werden, um
einen glatten Tintenfluß zu
gewährleisten.
-
Das
Vorausstoßen
A2 wird nachfolgend detailliert beschrieben.
-
Zuerst
wird das Vorausstoßen
nur mit schwarzer Farbtinte durchgeführt.
6 kHz | 300
Schüsse,
alle Düsen
(64) Ausstoßsteuerung
A
300 Schüsse,
alle Düsen
(64) Ausstoßsteuerung
B
300 Schüsse,
alle Düsen
(64) Ausstoßsteuerung
C |
-
Danach
wird das Vorausstoßen
mit den Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan durchgeführt.
6 kHz | 1000
Schüsse,
alle Düsen
(24) Ausstoßsteuerung
C
2000 Schüsse,
6 Düsen
an beiden Enden Ausstoßsteuerung
C
500 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C
1000 Schüsse,
6 Düsen
an beiden Enden Ausstoßsteuerung
C
2000 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C |
-
Einen
typischen, später
detailliert beschriebenen Ausstoßzustand zeigt 16.
-
Anschließend werden
zweifaches Blindsaugen und Wischen durchgeführt, gefolgt vom Vorausstoßen B2 zum
Entfernen des beim Wischen über
die Düsen
erzeugten leichten Farbgemisches, welches wie folgt abläuft: BK
2 kHz | 100
Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
A
100 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
B
100 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C |
Alle drei Farbtinten Y, M und C gemeinsam
2 kHz | 400
Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C. |
-
Nachfolgend
wird die Ausstoßsteuerung
detailliert beschrieben. Es ist allgemein bekannt, daß während des
Druckens die Ausstoßmenge
der Tintentröpfchen
durch Anheben oder Senken der Kopftemperatur gesteuert wird. Da
der Spannungsimpuls des an die entsprechenden Heizelemente in den
Düsen zu
sendenden elektrischen Signals zu einem bestimmten Zeitpunkt verändert wird,
erfolgt die Ausstoßsteuerung
A mit einem Spannungsimpuls, welcher die geringste Ausstoßenergie
beim Drucken erzeugt, die Ausstoßsteuerung B mit einem Spannungsimpuls,
welcher die größte Ausstoßenergie
beim Drucken erzeugt, und die Ausstoßsteuerung C mit einem Spannungsimpuls,
welcher eine mittlere Ausstoßenergie
erzeugt.
-
Nachfolgend
wird die nach dem Austauschen des Tintenbehälters durchgeführte Regenerierung
III beschrieben.
- (a) Vorausstoßen C2
- (b) Saugen B2
- (c) Saugen B1
- (d) Blindsaugen
- (e) Wischen
- (f) Vorausstoßen
A2
- (g) zweifaches Blindsaugen
- (h) zweifaches Wischen
- (i) Vorausstoßen
B2
-
Die
Regenerierung III ist eine Saugregenerierung, welche nach dem Austauschen
eines Tintenbehälters
durchgeführt
wird. Wenn das Austauschen des Tintenbehälters nicht direkt erfaßt werden
kann, erfolgt dieses entsprechend Vorgabe. Da die Farbkartusche 101 so
konstruiert ist, daß der
Tintenbehälter
vom Kopf getrennt und separat ausgetauscht werden kann, besteht
beim Einsetze eines neuen Tintenbehälters die Möglichkeit des Eindringens von
Bläschen
in den an der Verbindungsstelle angeordneten Filter. Da solche Bläschen an
der Filterfläche
das Nachströmen
von Tinte beeinflussen, müssen
diese durch eine Saugregenerierung entfernt werden.
-
Dazu
wird zuerst das Saugen B2 in einem Schritt oder in drei Schritten
durchgeführt,
wobei für
alle vier Farbtinten Schwarz, Gelb, Magenta und Zyan das doppelte
oder mehrfache Gesamtvolumen zwischen dem oberen Ende der Düsen und
dem mit dem Tintenbehälter
verbundenen Filter abgesaugt wird, um vorhandene Bläschen in
die Flüssigkeitskammer
oder die Flüssigkeitskanäle im Kopf
zu saugen. Die Saugmenge beträgt etwa
0,35 cm3.
-
Danach
wird das Saugen B1 durchgeführt,
um die in die Flüssigkeitskammer
oder die Flüssigkeitskanäle gesaugten
Bläschen
durch die Düsen
zu saugen, bei einer Saugmenge, welche annähernd der Saugmenge beim Saugen
B2 entspricht. Das Saugen erfolgt in drei Stufen, um eine Erzeugung
von Bläschen
zu verhindern. Die Saugmenge beträgt etwa 0,3 cm3.
Mit anderen Worten, bei Durchführung
der beiden Saugoperationen nach dem Austauschen des Tintenbehälters werden
etwa 0,65 cm3 Tinte durch die Düsen gesaugt.
-
Anschließend wird
Blindsaugen durchgeführt,
um die beim vorhergehenden Saugvorgang in der Kappe verbliebene
Tinte zu entfernen. Dabei erfolgt ein Vorausstoßen, um das Eindringen gemischter
Farbtinte in andere Düsen
zu verhindern. Dieser Vorausstoßgang
ist hinsichtlich Effektivität
ein spezieller Vorgang, wobei die maximale Effektivität bei einer
geringen Ausstoßanzahl
dadurch erreicht wird, dass erst aus allen Düsen gleichzeitig, dann nur
aus den an den Enden angeordneten Düsen Tinte ausgestoßen wird.
-
Nachfolgend
wird das spezifische Vorausstoßen
A2 beschrieben. Wie bei der Regenerierung II, wird zuerst nur schwarze
Tinte ausgestoßen.
6 kHz | 300
Schüsse,
alle Düsen
(64) Ausstoßsteuerung
A
300 Schüsse,
alle Düsen
(64) Ausstoßsteuerung
B
300 Schüsse,
alle Düsen
(64) Ausstoßsteuerung
C. |
-
Danach
erfolgt das Vorausstoßen
aller drei Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan.
6 kHz | 1000
Schüsse,
alle Düsen
(24) Ausstoßsteuerung C-J1
2000
Schüsse,
6 Düsen
an beiden Enden Ausstoßsteuerung
C-J2
500 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C-J3
1000 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C-J4
2000 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C-J5 |
-
Die
spezifischen Ausstoßzustände J1 bis
J5 zeigt 16. In 16 ist
repräsentativ
nur das Vorausstoßen
aus den Düsen
für gelbe
Farbtinte (Y) dargestellt.
-
Anschließend wird
zweifaches Blindsaugen und Wischen und Vorausstoßen B2 durchgeführt, welches wie
folgt abläuft:
Schwarze Tinte
2 kHz | 100
Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
A
100 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
B
100 Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C |
Alle drei Farbtinten Gelb, Magenta und Zyan gleichzeitig
2 kHz | 100
Schüsse,
alle Düsen
Ausstoßsteuerung
C. |
-
Die
Ausstoßsteuerung
kann auf gleiche Weise wie bei der Regenerierung II erfolgen, so
daß hier
nicht mehr darauf eingegangen wird.
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Nachfolgend
werden die bereits erwähnten
Saugvorgänge
B1, B2 und A detailliert beschrieben.
-
Die 27A bis 27C zeigen
Schnittansichten einer Regeneriersaugpumpe beim Aufzeichnungsgerät, das mit
der Erfindung verwendet werden kann. 27A zeigt
die Schnittansicht der gesamten Saugpumpe. In dieser Figur kennzeichnet
das Bezugszeichen 761 einen Zylinder, das Bezugszeichen 765 eine
Kolbenstange und das Bezugszeichen 763 eine zum Absaugen
von Tinte aus dem Kopf verwendete Kappe.
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27B zeigt die in 27A dargestellte
Kolbenstange 765, welche mit einem Flansch 766 versehen ist
und eine am vorderen Ende vorhandene Kerbe 762 aufweist.
Die Kerbe 762 dient dazu, die nach dem Saugvorgang im Zylinder 761 verbliebene
Tinte durch die Mittenbohrung eines Gummielements 767 in
den anderen Zylinderraum zu leiten.
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27C zeigt das in 27B dargestellte
und die Innenwand des Zylinders berührende Gummielement 767,
welches an der hinteren Stirnseite mit einer Rippe versehen ist,
gegen welche beim Vorwärtsbewegen
der Kolbenstange der Flansch 766 gedrückt wird und dadurch im Raum
hinter dem Flansch ein Unterdruck erzeugt werden kann.
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Die
Berührung
zwischen dem Gummielement 767 und der Innenwand des Zylinders 761 kann
durch Verwendung von Fett verbessert werden.
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Nachfolgend
wird in Verbindung mit 28A die
Bewegung der Kolbenstange 765 und damit der Saugvorgang
beschrieben.
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Wenn
die Kolbenstange 765 im Zylinder 761 in Pfeilrichtung
P1 gedrückt
wird und die Kerbe 762 die mit dem Bezugszeichen L1 gekennzeichnete
Stelle passiert, entsteht im Zylinder 761 ein Unterdruck,
welcher durch die in der Kappe 763 vorhandene Saugöffnung auf
den nicht dargestellten Kopf wirkt.
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Nun
wird in Verbindung mit 28B das
Entfernen der aus dem nicht dargestellten Kopf durch die Kappe 763 gesaugten
Tinte beschrieben. Wenn die Kolbenstange 765 in Pfeilrichtung
P2 zurückgezogen
wird, strömt
die im Zylinder 761 gesammelte Tinte durch die im Gummielement 767 vorhandene
Mittelbohrung und die in der Kolbenstange 765 vorhandene
Kerbe 762 in den Zylinderraum hinter dem Gummielement 767.
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Durch
Wiederholung der in den 28A und 28B dargestellten Vorgänge bei freigegebenem Kopf
wird die Tinte durch den Abflußkanal 768 aus
dem Zylinder 761 gedrückt.
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29 zeigt den Abdeckzustand des Farbtintenkopfes 781 und
schematisch die Düsenanordnung
für jede
der verwendeten Farbtinten.
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In
Verbindung mit den 30A bis 30D wird
nun ein spezifischer Saugvorgang beschrieben.
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Zuerst
erfolgt das für
den Saugvorgang A bei der Regenerierung I der Kopfkartusche 7BK.
Bei diesem Saugvorgang A wird der Flansch 766 der Kolbenstange 765 von
der Stellung O in die Stellung A bewegt und dann die Bewegung gestoppt.
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Jetzt
wird die Kappe vom BK-Kopf abgehoben und während der Bewegung des Flansches
in die Stellungen B, C keine Tinte aus dem Kopf, sondern im Blindsaugvorgang
nur die in der Kappe verbliebene Tinte abgesaugt. Die Saugmenge
beträgt
etwa 0,15 cm3.
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Nachfolgend
wird in Verbindung mit 30A der
bei den Saugregenerierungen II und III der Farbkartusche 101 durchgeführte Saugvorgang
B beschrieben. Wie bereits erwähnt,
wird der Saugvorgang B1 in drei Stufen durchgeführt.
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In
der ersten Stufe wird der Flansch 766 der Kolbenstange 765 aus
der Stellung O in die Stellung A bewegt und dann die Bewegung zwei
Sekunden unterbrochen, wobei etwa 0,15 cm3 abgesaugt
werden.
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In
der zweiten Stufe wird der Flansch 766 der Kolbenstange 765 von
der Stellung A in die Stellung B bewegt und dann die Bewegung zwei
Sekunden unterbrochen, wobei etwa 0,12 cm3 abgesaugt
werden.
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In
der dritten Stufe wird der Flansch 766 der Kolbenstange 765 von
der Stellung B in die Stellung C bewegt, um die Kappe abzuheben,
wobei die Saugmenge etwa 0,03 cm3 beträgt.
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Damit
ist der Saugvorgang abgeschlossen.
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26 zeigt im Diagramm die Wellenform des dreistufig
durchgeführten
Saugvorgangs am Kopf, wobei auf der Abszisse die Zeit und auf der
Ordinate der Saugdruck aufgetragen ist und der Saugdruck im Bereich 0,4
bis 0,6 atm liegt.
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Da
die Farbtinte aufgrund der Zusammensetzung stark ins Papier eindringt
und demzufolge auf glattem Papier schnell fixiert wird, besteht
die Möglichkeit
des Auftretens feiner Bläschen
beim Saugen, welche aber durch Absaugen der Tinte in Stufen leicht
durch den Tintenkanal aus dem Kopf entfernt werden können.
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Nachfolgend
wird der bei der Regenerierung III durchgeführte Saugvorgang B2 beschrieben.
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Der
Saugvorgang B2 erfolgt bei der durchgängigen Bewegung des Flansches 766 der
Kolbenstange 765 in die Stellung C ohne Anhalten in den
Stellungen A und B.
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24 zeigt im Diagramm die Wellenform der bei der
Regenerierung III durchgeführten
Saugvorgänge
B2 und B1. Da bei einem Saugdruck über 0,8 atm im Tintenbehälter oder
an der Verbindungsfläche
zwischen dem Tintenbehälter
und dem Filter feine Bläschen
entstehen können,
werden als Mittelwert für
den Saugdruck der Pumpe 0,5 atm vorgegeben, wobei aber die Möglichkeit
des Betreibens der Pumpe im Bereich 0,4 bis 0,6 atm besteht.
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Im
Falle des Austauschens eines Tintenbehälters sollte ein etwas größerer Saugdruck
gewählt
werde, um an der Verbindungsfläche
zwischen dem Tintenbehälter
und dem Filter vorhandene Bläschen
zu beseitigen. Da das bei feinen Bläschen weniger vorteilhaft ist,
wird die zweite Saugstufe (bei dreistufigem Saugen) gewählt, um
in den Düsen
verbliebene Restbläschen
zu beseitigen.
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Wenn
bei dreistufigem Saugen der Saugvorgang B1 zweimal durchgeführt wird,
können
Restbläschen bis
auf ein Minimum effektiv entfernt werden.
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17 zeigt
im Diagramm die Beziehung zwischen dem Saugdruck und der Anzahl
der unmittelbar nach dem Austauschen eines Tintenbehälters in
diesen eingedrungenen Bläschen.
Daraus ist ersichtlich, daß bei
einem Saugdruck von 0,3 atm oder mehr Bläschen aus dem Tintenbehälter in
den Aufzeichnungskopf gesaugt werden.
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18 zeigt
im Diagramm die Beziehung zwischen dem Saugdruck und den Schlupfeigenschaften der
im Kopf verbliebenen schwimmenden oder ruhenden Bläschen. Daraus
ist ersichtlich, daß zum
Beseitigen der im Kopf verbliebenen Bläschen ein höherer Saugdruck gewählt werden
sollte.
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19 zeigt
im Flußplan
die nach dem Austauschen eines Tintenbehälters durchgeführte Saugregenerierung,
welche in einen Saugvorgang A und einen Saugvorgang B unterteilt
ist.
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Zuerst
wird die mit den Ausstoßöffnungen 651 versehene
Fläche
der Tintenstrahleinheit mit der in 12 dargestellten
Kappe 6510 bedeckt (Schritt S81), dann werden der Saugvorgang
A (Schritt S82) und der Saugvorgang B (Schritt S83) durchgeführt und
als letzter Schritt (S84) erfolgt das Abheben der Kappe.
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20 zeigt
im Diagramm die Beziehung zwischen dem beim Saugvorgang A und dem
Saugvorgang B aufgebrachten Saugdruck und der Zeit. Der Saugvorgang
A, welcher wird mit einem Saugdruck von weniger als 0,3 atm innerhalb
der in 12 dargestellten Saugkappe 6510 durchgeführt wird,
dient dazu, das Eindringen von Bläschen in den Tintenbehälter zu
verhindern. Der sich anschließende
Saugvorgang B wird mit einem Saugdruck von 0,3 atm und höher durchgeführt, um
die im Kopf verbliebenen Bläschen
zu entfernen.
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Die
bei Durchführung
der Saugvorgänge
A und B abzusaugende Menge wird auf einen Wert eingestellt, welcher
gleich oder größer ist
als die Gesamtsumme aus dem Volumen des Tintenzuführkanals 654, dem
Volumen der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 653 und
dem Volumen der Flüssigkeitskanäle 652,
durch welche die Zufuhr von Tinte aus dem Tintenbehälter 656 über den
Filter 655 zu den Tintenausstoßöffnungen 651 erfolgt.
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Obwohl
mit den beiden Saugvorgängen
A und B, welche bei unterschiedlichen Saugdrücken ablaufen, ein bläschenfreier
Zustand im Aufzeichnungskopf erreicht wird, sollten diese fast unmittelbar
hintereinander durchgeführt
werden.
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21 zeigt
die prozentuale Menge eingesaugter Bläschen als Funktion der Beziehung
zwischen dem Saugdruck und der Resttinte im Tintenbehälter. Die
schraffierte Fläche
kennzeichnet den Bereich eingedrungener Bläschen, und wie aus diesem Diagramm
hervor geht, steigt der Saugdruck mit sinkender Tintenmenge im Behälter. Deshalb
sollt bei sinkender Tintenmenge im Tintenbehälter der maximale Saugdruck
verringert werden, um das Eindringen von Bläschen zu verhindern und Restbläschen sicher
zu beseitigen und dadurch die Tintenzufuhr zu stabilisieren.
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Da
bei diesem Beispiel die Saugregenerierung gemäß 19 durchgeführt wird,
kann dem Aufzeichnungskopf Tinte bläschenfrei zugeführt und
immer stabil gedruckt werden, selbst dann, wenn durch Bläschenbänke im Flüssigkeitszuführkanal,
in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer
und in den mit einem Heizelement versehenen Flüssigkeitskanälen, durch
Abreißen
des Meniskus in den Tintenausstoßöffnungen oder durch Eindicken
von Tinte in Ausstoßöffnungen
oder im Kopf keine Tinte ausgestoßen werden kann, genügt die Durchführung der
in 19 im Flußplan
dargestellten Saugregenerierung, um immer stabil drucken zu können.
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Bei
diesem Beispiel wird der Saugdruck gesteuert, doch da die Schlupfeigenschaften
von der Strömungsmenge
in den Flüssigkeitskanälen, in
der gemeinsamen Flüssigkeitskammer
und im Tintenzuführkanal beeinflußt werden
können,
ist die Steu-erung der Strömungsmenge
zu empfehlen. Wenn mit einem Saugdruck von z.B. 0,5 atm gesaugt
wird, beträgt
die Strömungsmenge
im Tintenzuführkanal
etwa 0,05 cm3/s.
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22 zeigt
schematisch eine Tintenstrahleinheit, welche einen mit zahlreichen
auf der gleichen Ebene oder einer geraden Linie angeordneten Ausstoßöffnungen
versehenen Farbaufzeichnungskopf, mehrere separat austauschbare
Tintenbehälter
zum Speichern der dem Farbaufzeichnungskopf zuzuführenden
Farbtinten und eine Saugkappe aufweist.
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In
dem mit einer Verbindungsöffnung 717 versehenen
Tintenbehälter 716 ist
ein Tintenabsorptionselement 718 untergebracht. Bei jedem
der vier Farbaufzeichnungsköpfe
für die
vier Farbtinten A bis D erfolgt die Tintenzufuhr vom Behälter 716 zu
den Tintenausstoßöffnungen 711 des
Aufzeichnungskopfes durch den Schmutzfilter 715, den Flüssigkeitszuführkanal 714,
die gemeinsame Flüssigkeitskammer 713 und
die Flüssigkeitskanäle 712.
Die Saugkappe 719 wird zum Abdecken der mit den Ausstoßöffnungen 711 versehenen
und mit einer nicht dargestellten Pumpe abzusaugenden Fläche in Pfeilrichtung A
und zur Freigabe dieser Fläche nach
erfolgtem Saugen in Pfeilrichtung B bewegt.
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23 zeigt im Flussplan die von der in 11 angedeuteten
Zentralverarbeitungseinheit 400 gesteuerte Saugregenerierung.
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Bei
dieser Saugregenerierung wird zuerst die Saugkappe 719 gegen
die mit den Ausstoßöffnungen 711 versehene
Fläche
gedrückt
(Schritt S121), dann werden die Saugvorgänge C (Schritt S122), D (Schritt S132),
E (Schritt S24), und F (Schritt S125) durchgeführt, bevor die Saugkappe 719 von
der genannten Fläche abgehoben
wird (Schritt S126).
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24 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem
Saugdruck und der Zeit bei den Saugvorgängen C bis F.
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Beim
Saugvorgang C beträgt
der maximale Saugdruck in der Saugkappe 0,6 atm oder mehr. Wenn unmittelbar
nach dem Einsetzen eines neuen Tintenbehälters mit einer größeren Tintenmenge
als beim ausgetauschten der Saugdruck 0,3 atm oder mehr beträgt, werden
aus dem Tintenbehälter
Bläschen
in den Aufzeichnungskopf gezogen, wie 17 zeigt;
wenn der hohe Saugdruck beibehalten wird, können die in den Aufzeichnungskopf
gezogenen Bläschen
aus diesem entfernt werden, wie 18 zeigt,
wobei die im Absorptionselement gespeicherte Tinte in den Filter
nachströmt.
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Beim
Saugvorgang D beträgt
der Saugdruck 0,5 atm oder mehr und liegt damit unter dem beim Saugvorgang
C verwendeten, während
der beim Saugvorgang E verwendete Saugdruck wiederum unter dem beim Saugvorgang
D liegt. Wenn, wie bei den Saugvorgängen C bis E praktiziert, der
Saugdruck allmählich
verringert wird, können
die im Aufzeichnungskopf vorhandenen Bläschen entfernt werden, so daß eine stabile
Tintenzufuhr aus dem Tintenbehälter
zum Ausstoßkopf
gewährleistet
wird.
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Beim
Saugvorgang F beträgt
der minimale Saugdruck 0,2 atm, um gemischte Farbtinte sicher aus
der Kappe zu entfernen, da bei einem noch geringeren Saugdruck im
Falle unterschiedlicher Resttintenmengen in den einzelnen Behältern die
Farbtinte, von welcher eine größere Restmenge
als bei einer anderen vorhanden ist und welche vom Absorptionselement
unter einem geringeren Unterdruck gehalten wird, zu einer Farbtinte, von
welcher eine geringere Restemenge vorhanden ist und welche vom Absorptionselement
unter einem höheren
Unterdruck gehalten wird, durch die Ausstoßöffnungen, die Flüssigkeitskanäle, die
gemeinsame Flüssigkeitskammer
bis zum Tintenzuführkanal
für diese
strömt
und dort Farbmischen verursacht.
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Aus 21 ist
ersichtlich, daß bei Übergang
zu einem Saugvorgang mit geringerem maximalen Saugdruck in Übereinstimmung
mit der Farbtinte, von welcher die geringste Restmenge im entsprechenden
Tintenbehälter
vorhanden ist, Restbläschen
sicher beseitigt werden können
und dadurch eine stabilere Tintenzufuhr gewährleistet wird.
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Die
Saugmenge wird auf einen Wert eingestellt, welcher gleich oder größer ist
als das Gesamtvolumen der Tintenkanäle im Aufzeichnungskopf, vom
Filter über
den Zuführkanal,
die gemeinsame Flüssigkeitskammer
und die Tintenkanäle
bis zu den Ausstoßöffnungen
aller vier Farbaufzeichnungsköpfe
A bis D, wobei die gesamte Saugmenge bei den drei Saugvorgängen D,
E und F der Saugmenge beim Saugvorgang C entspricht. Wenn die in
die vier Saugvorgänge
unterteilte Saugregenerierung bei einer Saugmenge durchgeführt wird,
welche dem doppelten oder mehrfachen Volumen im Aufzeichnungskopf
für die
vier Farbtinten A bis D entspricht, kann dem Aufzeichnungskopf Tinte
ohne Restbläschen
zugeführt
werden. Wie 23 zeigt, sollten die vier
Saugvorgänge
unmittelbar aufeinander folgend durchgeführt werden, doch es besteht
auch die Möglichkeit,
nach Durchführung
des Saugvorgangs C (Schritt S122) die in 22 dargestellte
Kappe 719 von der mit den Ausstoßöffnungen 711 versehenen
Fläche
abzuheben und nach Wiederherstellung des Meniskus in jeder Ausstoßöffnung wieder
anzulegen, bevor die Saugvorgänge
D (Schritt S123), E (Schritt S124) und F (Schritt S125) hintereinander
durchgeführt
werden.
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Als
Farbtinten A bis D können
Zyan, Magenta, Gelb, Schwarz verwendet werden, doch es besteht auch
die Möglichkeit,
nur eine Farbtinte mit unterschiedlichen Dichten zu verwenden.
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Die
in 23 dargestellte Saugregenerierung nach Austauschen
eines leeren Tintenbehälters
gegen einen gefüllten
Tintenbehälter
oder zur Beseitigung eines unbefriedigenden Tintenzustandes oder
eingedickter Tinte im Aufzeichnungskopf bläschenfreies Zuführen von
Tinte und verhindert ein Farbmischen im Kopf während des Absaugens, so daß jederzeit
stabiles Ausstoßen
gewährleistet
wird.
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Bei
dieser Ausführungsform
kann der Unterdruck auf einfache und effektive Weise in Abhängigkeit
von der Tintenrestmenge gesteuert werden, ohne daß zur Bestimmung
der Tintenrestmenge eine Vorrichtung zum Zählen der ausgestoßenen Tintentröpfchen aller
verwendeten Farbtinten oder der Anzahl an Saugvorgängen erforderlich
ist.
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25 zeigt im Flussplan ein Saugregenerierverfahren
für die
in 22 dargestellte Tintenstrahleinheit, welches jedoch
nicht bei Austauschen eines Tintenbehälters angewendet wird.
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Bei
dieser Saugregenerierung wird zuerst die in 22 dargestellte
Saugkappe 719 gegen die mit den Ausstoßöffnungen 711 versehene
Fläche
der Tintenstrahleinheit gedrückt
(Schritt S141), dann werden drei Saugvorgänge, der Saugvorgang G (Schritt
S142), der Saugvorgang H (Schritt S143) und der Saugvorgang I (Schritt
S144) hintereinander durchgeführt
und anschließend
wird die Saugkappe 719 wieder von der Ausstoßfläche abgehoben
(Schritt S145).
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26 zeigt im Diagramm die Beziehung zwischen dem
Saugdruck und der Zeit bei den Saugvorgängen G, H und I.
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Da
bei dieser Tintenstrahleinheit der Tintenbehälter integraler Bestandteil
des Aufzeichnungskopfes ist, entsteht bereits dadurch eine bessere
Verbindung zwischen dem im Tintenbehälter angeordneten Tintenabsorptionselement
und dem Filter. Beim Saugvorgang G wird der Saugdruck auf einen
Wert zwischen 0,3 atm und 1,0 atm eingestellt, während beim Saugvorgang H der
Saugdruck unter dem beim Saugvorgang G eingestellten liegt. Wenn
von einem Saugvorgang zum anderen der Saugdruck verringert wird,
können
Bläschenbänke, welche
bei längerer
Druckzeit ohne Wartung oder bei einer aus dem Drucken resultierenden
Temperaturerhöhung
entstehen, leicht entfernt werden, so daß eine stabile Tintenzufuhr
aus dem Tintenbehälter
zum Aufzeichnungskopf gewährleistet
wird.
-
Beim
Saugvorgang I beträgt
der minimale Saugdruck 0,2 atm, um gemischte Farbtinte sicher aus
der Kappe zu entfernen, da bei einem noch geringeren Saugdruck im
Falle unterschiedlicher Resttintenmengen in den einzelnen Behältern die
Farbtinte, von welcher eine größere Restmenge
als bei einer anderen vorhanden ist und welche vom Absorptionselement
unter einem geringeren Unterdruck gehalten wird, zu einer Farbtinte, von
welcher eine geringere Restemenge vorhanden ist und welche vom Absorptionselement
unter einem höheren
Unterdruck gehalten wird, durch die Ausstoßöffnungen, die Flüssigkeitskanäle, die
gemeinsame Flüssigkeitskammer
bis zum Tintenzuführkanal
für diese
strömt
und dort Farbmischen verursacht.
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Die
Saugmenge wird auf einen Wert eingestellt, welcher etwas größer ist
als das Gesamtvolumen der Tintenkanäle im Auszeichnungskopf, vom
Filter über
den Zuführkanal,
die gemeinsame Flüssigkeitskammer, die
Flüssigkeitskanäle bis zu
den Ausstoßöffnungen
aller vier Farbaufzeichnungsköpfe
A bis D, wenn die drei Saugvorgänge
bei unterschiedlichen Saugdrücken
hintereinander durchgeführt
werden, wobei zum Beseitigen von Bläschen aus den Köpfen keine
großen
Saugmengen erforderlich sind, um eine stabile Zufuhr von Tinte ohne
Bläschen
zu gewährleisten.
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Aus 21 ist
ersichtlich, daß bei Übergang
zu einem Saugvorgang mit geringerem maximalen Saugdruck in Übereinstimmung
mit der Farbtinte, von welcher die geringste Restmenge im entsprechenden
Tintenbehälter
vorhanden ist, Restbläschen
sicher beseitigt werden können
und dadurch eine stabilere Tintenzufuhr gewährleistet wird.
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27A zeigt die Schnittansicht einer Kolbensaugpumpe, 27B deren Kolbenstange 765 und Figur 27C deren
Gummielement 767.
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Die
Saugkappe 763 zum Saugen von Tinte aus dem Aufzeichnungskopf
ist an den mit einer Tintenaustrittsöffnung 768 versehenen
Zylinder 761 der Saugpumpe verbunden. Im Zylinder 761 ist
außerdem
eine Dichtung 764 angeordnet. Die Kolbenstange 765 ist
mit einem Flansch 766 und einer Kerbe 762 versehen. Diese
Kerbe 762 dient dazu, die im Zylinder 761 beim
Saugen gesammelte und anschließend
durch die Mittelbohrung des Gummielements gedrückte Tinte in den linken Zylinderraum
zu leiten. Das Gummielement 767 berührt die Innenwand des Zylinders 761 und
gegen die an diesem angeordnete Rippe wird der Flansch 766 gedrückt, um
einen Unterdruck im Zylinder zu erzeugen. Die Berührung zwischen
dem Gummielement 767 und der Innenwand des Zylinders 761 kann
durch Fett verbessert werden. Die Kolbenstange ist an die nicht
dargestellte Antriebsquelle der Tintenstrahleinheit angeschlossen
und kann auf einer geraden Linie hin und her bewegt werden.
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Die 28A und 28B zeigen
die Wirkungsweise der Saugpumpe.
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Wie
aus 28A zu erkennen ist, wird die
Kolbenstange in Pfeilrichtung P1 und dabei der Kolbenstangenflansch
gegen die an der Rückseite
des Gummielements angeordnete Rippe gedrückt. Dadurch entsteht ein Unterdruck
im Zylinder. Wenn die Kolbenstangenspitze die Stellung L1 erreicht,
wird der erzeugte Unterdruck durch den Saugkanal 771 auf
die Innenseite der Saugkappe übertragen
und dadurch aus den Ausstoßöffnungen
der Tintenstrahleinheit Tinte gesaugt.
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28B zeigt, auf welche Weise die aus dem nicht
dargestellten Kopf gesaugte Tinte aus dem Zylinder gelangt. Die
aus dem Kopf gesaugte Tinte 772 gelangt durch die Kappe
in den Zylinder und wird dort gesammelt. Beim Zurückziehen
der Kolbenstange 765 in Pfeilrichtung P2 strömt die im
Zylinder gesammelte Tinte 772 durch die Mittelbohrung des
Gummielements 767 und die Kerbe 762 der Kolbenstange 765 in
den linken Zylinderraum.
-
29 zeigt eine abgedeckte Tintenstrahleinheit 781,
welche mit einem Tintenbehälter
für die
vier Farbtinten Gelb, Magenta, Zyan und Schwarz bestückt und
mit zahlreichen auf der gleichen Ebene oder einer geraden Linie
angeordneten Ausstoßöffnungen
zum Ausstoßen
der genannten vier Farbtinten versehen ist.
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Die 30A bis 30D zeigen
einen weiteren Saugvorgang bei Verwendung der genannten Kolbensaugpumpe.
Dabei zeigt
-
30A die Kolbenstange in der Ausgangsstellung O, 30B die in Pfeilrichtung bis zur Stellung A gedrückte und
dort zur Durchführung
des in 26 genannten Saugvorgangs G
einige Sekunden angehaltene Kolbenstange, 30C die
aus der Stellung A in die Stellung B gedrückte und dort zur Durchführung des
in 26 genannten Saugvorgangs H einige Sekunden angehaltene
Kolbenstange und 30D die aus der Stellung B
in die Stellung C gedrückte
Kolbenstange zur Durchführung
des in 26 genannten Saugvorgangs I.
-
Die
in 26 in Diagrammform dargestellte Saugregenerierung
wird durchgeführt,
um die bei längeren
Druckzeiten ohne Wartung oder durch Temperaturerhöhung beim
Drucken an der Verbindungsstelle zwischen dem Tintenbehälter und
dem Aufzeichnungskopf entstandenen Bläschenbänke durch den Zuführkanal, die
gemeinsame Flüssigkeitskammer,
die mit einem Heizelement bestückten
Flüssigkeitskanäle und die
Ausstoßöffnungen
ohne erforderliche große
Saugmengen effektiv abzusaugen, dabei Farbtintenmischen zu verhindern,
Druckmängel
im voraus auszuschalten und ständig
stabiles Aufzeichnen zu gewährleisten,
wobei die genannten Saugvorgänge
nach dem Einschalten des mit der Tintenstrahleinheit bestückten Gerätes, nach dem
Austauschen des Kopfes an der in die Gerätehauptbaugruppe auswechselbar
eingesetzten Tintenstrahleinheit oder nach erfolgtem Ausstoßen einer
bestimmten Anzahl an Tintentröpfchen
aus den Ausstoßöffnungen
durchgeführt
werden.
-
Beim
Einsetzen einer Kopfkartusche in die Gerätehauptbaugruppe des Aufzeichnungsgerätes wird
die Saugregenerierung der Kopftype angepaßt, um optimale Bedingungen
zu erhalten und unnötigen
Tintenverbrauch zu vermeiden. Das Wischen während des Druckens wird nachfolgend
beschrieben.
-
Zur
Stabilisierung der Bilderzeugung beim Drucken macht es sich erforderlich,
die an der Tintenausstoßfläche des
Kopfes haftenden Tintentröpfchen
oder den von außen
eingedrungenen, ebenfalls am Kopf haftenden Schmutz abzuwischen.
Das betrifft hauptsächlich
den in Kopfmitte an der Ausstoßfläche haftenden
und die Peripherie der Ausstoßöffnungen
benetzenden Tintennebel, weil dieser die Auftreffgenauigkeit der
Tintentröpfchen
beeinflußt
und somit Druckmängel
verursacht.
-
Die
Ausstoßfläche der
Kopfkartusche 7-BK ist gegen Benetzung durch die verwendete Tinte,
welche auf glattem Papier gute Druckqualität erzeugt, relativ unempfindlich,
aber bei der Farbkartusche 101 sind die verwendeten Farbtinten
so behandelt, daß diese
wegen des erforderlichen guten Eindringens ins Papier eine geringe
Oberflächenspannung
aufweisen und dadurch zum Benetzen der Peripherie der Ausstoßöffnungen neigen.
-
Demzufolge
muß für das Wischen
während
des Druckens das Tintenmaterial in Betracht gezogen werden. Da die
Düsen im
Kopf unterschiedlich oft benutz werden, kann auch der Benetzungsgrad
der Peripherie der Düsen
schwanken. Der Benetzungsgrad variiert auch in Abhängigkeit
von der Anzahl der während
des Druckens gesendeten Ausstoßimpulse
oder der Kopftemperatur.
-
Ein
spezifisches Beispiel wird nachfolgend beschrieben.
-
Als
bei diesem Beispiel die Gerätehauptbaugruppe
die eingesetzte Kartusche als Kopfkartusche 7-BK erkannte, erfolgte
das Wischen entweder auf der Grundlage der Anzahl an Ausstoßvorgängen oder
des Zeitregimes während
des Druckens. Das Zählen
der Anzahl an Ausstoßvorgängen während des
Druckens erfolgt in Abhängigkeit
vom Druckmodus, von der Kopftemperatur und vom Unterschied zwischen
Kopftemperatur und Umgebungstemperatur, wobei die Werte mit einem Äquivalenzkoeffizienten
multipliziert werden.
-
Beim
Drucken werden die durchgeführten
Ausstoßvorgänge gezählt und
wenn die Gesamtanzahl eine bestimmte Größe überschreitet, wird der Wischvorgang
durchgeführt.
Wie nachfolgend beschrieben, wird der ermittelten Anzahl an Ausstoßvorgängen die
entsprechende der unter a) bis c) genannten Größen zuaddiert.
-
1) Vorgabewerte bei einer
BK-Kopfkartusche
-
Für die Anzahl
aller Ausstoßvorgänge wird
ein Wert entsprechend 9 Ziffern bei einem Bezugswert von 3.317.760
(128 Düsen × 36 Spalten × 80 Ziffern × 9 Reihen
= 3317760) vorgegeben.
-
2) Vorgabewerte bei einer
Farbkartusche
-
Drucken
mit schwarzer Tinte:
Für
die Gesamtanzahl aller Ausstoßvorgänge wird
ein Wert entsprechend 9 Ziffern bei einem Bezugswert 1.658.880 (36
Düsen × 36 Spalten × 80 Ziffern × 9 Reihen
= 1658880) vorgegeben.
-
Drucken
mit Farbtinten:
Für
die Gesamtanzahl aller Ausstoßvorgänge wird
der Zählwert
für drei
Farbtinten zuaddiert, um einen Anhaltswert zu erhalten.
-
Für die Gesamtanzahl
aller Ausstoßvorgänge wird
ein Wert entsprechend 7 Ziffern bei einem Bezugswert 483.840 (24
Düsen × 36 Spalten × 80 Ziffern × 7 Reihen
= 483840) vorgegeben.
- a) <Äquivalenzkoeffizienten> bei folgenden Druckmodi:
Ein
Durchlauf: 1
Zwei Durchläufe:
0,5
Vier Durchläufe:
0,25
-
Die
Anzahl der ermittelten Ausstoßvorgänge wird
mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und der
berechnete Wert wird der ermittelten Anzahl hinzugefügt; wenn
die Anzahl an Ausstoßvorgängen (einschließlich Vorausstoßen) beim
Drucken die vorgegebene Größe erreicht,
wird der Wischvorgang durchgeführt.
- b) <Äquivalenzkoeffizienten> bei der entsprechenden
Kopftemperatur:
bis 10 °C:
0,5
von 10 bis 20 °C:
0,8
von 20 bis 30 °C:
1
von 30 bis 40 °C:
1,3
von 40 bis 50 °C:
1,5
50 °C
oder höher:
2.
-
Die
Anzahl der ermittelten Ausstoßvorgängen wird
mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und der
berechnete Wert wird der ermittelten Anzahl hinzugefügt; wenn
die Anzahl an Ausstoßvorgängen (einschließlich Vorausstoßen) beim
Drucken die vorgegebene Größe erreicht,
wird der Wischvorgang durchgeführt.
- c) Die Bewertung erfolgt auf der Grundlage
der Temperaturdifferenz ΔT
(Grad) zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur.
<Äquivalenzkoeffizienten>
Temperaturdifferenz
bis
10 °C: 1
von
10 bis 20 °C:
1,2
von 20 bis 30 °C:
1,3
von 30 bis 40 °C:
1,5
von 40 bis 50 °C:
1,8
50 °C
oder höher:
2
-
Die
Anzahl der ermittelten Ausstoßvorgänge wird
mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und der
berechnete Wert wird der ermittelten Anzahl zuaddiert.
-
Der
Bewertungskoeffizient stellt keine fixierte Größe dar, sondern wird bei anderen
Ausstoßleistungen oder
anderen Tinten verändert.
-
Nachfolgend
wird das Zeitregime beim Drucken beschrieben. Das Zeitregime betrifft
das Wischen nach Ablauf einer bestimmten Zeit, um ein Haftenbleiben
von Tintentröpfchen
an der Kopfausstoßfläche zu verhindern,
weil solche Tröpfchen
schwer zu entfernen sind. Für
die BK-Kopfkartusche
und die Farb-Kopfkartusche waren die gleichen Zeiten vorgegeben
worden. Wegen der unterschiedlichen Tintenmaterialien ist aber eine
Veränderung
der Äquivalenzkoeffizienten
in Abhängigkeit
vom Kopftyp oder von der Tintenart zu empfehlen.
-
Als
Bezugszeit waren 60 Sekunden vorgegeben worden. Diese Zeit kann
sich aber auf der Grundlage der nachfolgend genannten Äquivalenzkoeffizienten ändern.
-
1) BK-Kopfkartusche
-
- a) Äquivalenzkoeffizienten
in Abhängigkeit
von der Kopftemperatur:
bis 10 °C: 0,5
von 10 bis 20 °C: 0,8
von
20 bis 30 °C:
1
30 °C
oder höher:
2
-
Der
Zeitgeberzählwert
wird mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und
der berechnete Wert wird dem Zählwert
zuaddiert; wenn die Druckzeit den vorgegebenen Wert erreicht, wird
der Wischvorgang durchgeführt.
- c) Die Bewertung erfolgt auf der Grundlage
der Temperaturdifferenz ΔT
(Grad) zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur.
<Äquivalenzkoeffizienten>
Temperaturdifferenz
bis
10 °C: 1
von
10 bis 20 °C:
1,2
von 20 bis 30 °C:
1,4
von 30 bis 40 °C:
1,6
40 °C
oder höher:
2
-
Der
Zeitgeberzählwert
wird mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und
der berechnete Wert wird dem Zählwert
zuaddiert.
-
2) Farb-Kopfkartusche
für Farbtinten
einschließlich
Schwarz
-
- a) <Äquivalenzkoeffizienten> in Abhängigkeit
von der Kopftemperatur
Kopftemperatur
bis 10 °C: 0,6
von
10 bis 20 °C:
0,8
von 20 bis 30 °C:
1
30 °C
oder höher:
1,2
-
Der
Zeitgeberzählwert
wird mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und
der berechnete Wert wird dem Zählwert
zuaddiert; wenn die Druckzeit den vorgegebenen Wert erreicht, wird
der Wischvorgang durchgeführt.
- b) Die Bewertung erfolgt auf der Grundlage
der Temperaturdifferenz ΔT
(Grad) zwischen der Kopftemperatur und der Umgebungstemperatur.
<Äquivalenzkoeffizienten>
Temperaturdifferenz
bis
10 °C: 0,8
von
10 bis 20 °C:
1
von 20 bis 30 °C:
1,2
von 30 bis 40 °C:
1,4
40 °C
oder höher:
1,6
-
Der
Zeitgeberzählwert
wir mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten multipliziert und
der berechnete Wert wird dem Zählwert
zuaddiert.
-
Wenn,
wie beschrieben, bezüglich
des Wischvorgangs zwischen einer BK-Kopfkartusche und einer Farb-Kopfkartusche unterschieden
wird, kann während
des Druckens instabiles oder nicht durchführbares Ausstoßen verhindert
werden, um das Drucksystem als ganzes zuverlässig zu machen und qualitativ
gute Bilder zu erzeugen.
-
Nachfolgend
wird ein automatischer Saugvorgang beschrieben, bei welchem während des
Druckens Restbläschen
beseitigt werden, um Ausstoßmängel zu
verhindern. Bei einem Tintenstrahlkopf, besonders bei einem Kopf,
in welchem durch Senden eines elektrischen Signals an das in den
Düsen angeordnete
Heizelement von diesem Wärme
zum Auslösen
des Filmkochens erzeugt und als Reaktion ein Tintentröpfchen ausgestoßen wird,
werden infolge einer Temperaturerhöhung in den Düsen oder
der Flüssigkeitskammer
während des
Druckens aus der in der Tinte gelösten Luft Bläschen gebildet.
-
Wenn
bei fortschreitendem Drucken diese Bläschen allmählich wachsen und dadurch die
Flüssigkeitskammer
ausfüllen
oder bis einer bestimmten Größe wachsen,
die Flüssigkeitskammer
aber nicht vollständig ausfüllen, kann
bei Erhöhung
der Druckleistung eine unzureichende Tintenzufuhr eintreten, welche
in Tintenmangel beim Ausstoßen
resultiert.
-
Demzufolge
können
bei diesem Beispiel, bei welchem automatisches Saugen vorgegeben
wird, in Abhängigkeit
vom Kopftyp oder von der Tintenart während des Druckens Bläschenbänke optimal
beseitigt werden, um zuverlässiges
Drucken zu gewährleisten
und unnötige
Saugvorgänge
zu eliminieren.
-
Von
den Erfindern durchgeführte
Untersuchungen über
das Ansammeln von Bläschen
bei wiederholtem Drucken mit einer BK-Kartusche und einer Farb-Kopfkartusche
haben gezeigt, daß dieser
Vorgang stark abhängig
ist von der Konfiguration der Flüssigkeitskammer
im Kopf, von der Kopftemperatur und vom Tintenmaterial. Diese Untersuchungen
haben auch gezeigt, daß es
wichtig ist, die Kopftemperatur zu erfassen und den entsprechenden Äquivalenzkoeffizienten
in die Vorgabewerte einzubeziehen.
-
Durch
Veränderung
des ursprünglich
vorgegeben Wertes kann speziell das bei einem anderen Tintenmaterial
auftretende Problem gelöst
werden.
-
1) BK-Kopfkartusche
-
Wenn
die Gesamtanzahl gesendeter Druckimpulse eine bestimmte Größe erreicht,
wird der Druckvorgang unterbrochen und automatisches Saugen zum
Entfernen von Bläschen
durchgeführt.
Im Falle der Verwendung von Einzelblättern als Druckmedium wird
beim Erfassen der vorgegebenen Größe während des Druckens einer Seite
der Druckvorgang nach dem Auswerfen der gedruckten Seite unterbrochen
und der Wischvorgang durchgeführt,
bevor das Einziehen eines neuen Blattes erfolgt.
-
Während des
Druckens wird die Kopftemperatur aufgezeichnet und die Anzahl der
ausgestoßenen Tintentröpfchen,
d.h. die Anzahl gesendeter Impulse gezählt, diese dann mit dem entsprechenden
der nachfolgend genannten Äquivalenzkoeffizienten
multipliziert und der berechnete Wert dem Zählwert zuaddiert.
-
Als
Bezugsgröße wurden
200.000.000 Impulse vorgegeben (Anzahl an Impulsen bei 400 Blättern Druckpapier
und 5 Wirkbild).
- a) Kopftemperaturabhängige Äquivalenzkoeffizienten
Kopftemperatur
bis 10 °C:
0,8
von 10 bis 20 °C:
1
von 20 bis 30 °C:
1,2
von 30 bis 40 °C:
1,5
von 40 bis 50 °C:
1,8
von 50 bis 60 °C:
2
60 °C
oder höher:
2,5.
-
Die
gezählten
Impulse werden mit dem entsprechenden dieser Äquivalenzkoeffizienten multipliziert und
die berechnete Größe wird
den gezählten
Impulsen zuaddiert; wenn die Anzahl der gesendeten Impulse die vorgegebene
Größe erreicht,
wird der Saugvorgang automatisch ausgelöst.
-
2) Farb-Kopfkartusche
-
(i) BK-Düsen
-
Als
Bezugsgröße wurden
100.000.000 Impulse vorgegeben (Anzahl gesendeter Impulse bei 200
Blättern
Druckpapier und 5 % Wirkbild).
-
Kopftemperaturabhängige Äquivalenzkoeffizienten
Kopftemperatur
bis
10 °C: 0,5
von
10 bis 20 °C:
1
von 20 bis 30 °C:
1,2
von 30 bis 40 °C:
1,5
von 40 bis 50 °C:
1,8
von 50 bis 60 °C:
2
60 °C
oder höher:
2,5.
-
Die
Anzahl gezählter
Impulse wird mit dem entsprechenden dieser Äquivalenzkoeffizienten multipliziert
und die berechnete Größe wird
der Anzahl gezählter
Impulse zuaddiert; wenn die Gesamtanzahl an Impulsen die vorgegebene
Größe erreicht,
wird der Saugvorgang automatisch ausgelöst.
-
(ii) Farbdüsen
-
Als
Bezugsgröße wurden
66.000.000 Impulse vorgegeben (Anzahl gesendeter Impulse bei 20
Blättern Druckpapier
und 5 % Wirkbild).
-
Kopftemperaturabhängige Äquivalenzkoeffizienten
Kopftemperatur
bis
10 °C: 0,4
von
10 bis 20 °C:
0,6
von 20 bis 30 °C:
0,8
von 30 bis 40 °C:
1,0
von 40 bis 50 °C:
1,4
von 50 bis 60 °C:
1,8
60 °C
oder höher:
2,2.
-
Die
Anzahl gesendeter Impulse wird mit dem entsprechenden dieser Koeffizienten
multipliziert und die berechnete Größe wird dem Zählwert Impulse
zuaddiert; wenn die Gesamtanzahl an Impulsen die vorgegebene Größe erreicht,
wird der Saugvorgang automatisch ausgelöst.
-
Beim
automatischen Saugen zum Beseitigen von Bläschen während des Druckens wird bei
einer BK-Kopfkartusche die Regenerierung I und bei einer Farb-Kopfkartusche
die Regenerierung II durchgeführt.
-
Dabei
wird nur die maximal notwendige Anzahl an Saugvorgängen bei
geringstem Tintenverbrauch durchgeführt, um Ausstoßmängel zu
verhindern und somit zuverlässiges
und stabiles Drucken qualitativ guter Bilder zu gewährleisten.
-
Nachfolgend
wird das vor dem automatischen Saugen durchgeführte Vorausstoßen C2 detailliert
beschrieben.
-
Beschrieben
wird der Ablauf bei einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches
eine Vorrichtung zum Ausstoßen
von Tintentröpfchen
zwecks Erzeugung eines Bildes und eine mit einer Kappe und einer
Saugpumpe ausgerüstete
Saugvorrichtung zum Saugen von Tinte aus der Ausstoßvorrichtung
aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Saugen Tintentröpfchen außerhalb
des Bildbereiches ausgestoßen
werden und danach die Saugvorrichtung kontinuierlich betrieben wird.
-
Genauer
ausgedrückt,
dieses Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass beim Vorausstoßen eine
Tintenmenge ausgestoßen
wird, welche mindestens dem Volumen der im Kopf vorhandenen Düsen bis
maximal dem Volumen der gemeinsamen Flüssigkeitskammer und der Düsen entspricht.
Der außerhalb
des Bildbereiches liegende Vorausstoßbereich ist der Wirkungsbereich
der Kappe in Verbindung mit der Saugvorrichtung.
-
Das
Merkmal dieser Saugvariante ist eine Saugregenerierung, welche bei
einem mit Düsen
als Ausstoßöffnungen
und einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer
für die
Düsen versehenen
Tintenstrahlkopf durchgeführt
wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Saugen Tinte ausgestoßen und
dabei der Tintenmeniskus in den Düsen zerstört wird oder durch Erzeugung
einer Luftblase mit einer entsprechenden Kapazität in der Flüssigkeitskammer die Zerstörung des
Meniskus erfolgen kann.
-
31 zeigt im Flussplan den Ablauf der Saugregenerierung.
Mit dem Auslösen
der Saugregenerierung wird der in 36 dargestellte
Schlitten 922 in die Vorausstoßstellung bewegt (Schritt S101),
in welcher das Vorausstoßen
in die Tintenaufnahme erfolgt (Schritt S102). Danach wird der Schlitten
in die Ausgangsstellung (HP) bewegt (Schritt S103) und die Kappe
gegen die mit den Ausstoßöffnungen
versehene Fläche
des Aufzeichnungskopfes gedrückt
(Schritt S104). In dieser Stellung wird die Saugpumpe zugeschaltet,
um in der Kappe einen Unterdruck zu erzeugen und Tinte aus den Ausstoßöffnungen
zu saugen, und nach Ablauf einer bestimmten Saugzeit wieder abgeschaltet
(Schritt S105). Danach wird die Kappe von der Ausstoßfläche des Kopfes
abgehoben, um die Verbindung zwischen dem Kappeninnenraum und der
Atmosphäre
wieder herzustellen (Schritt S106).
-
Danach
wird die Saugpumpe erneut zugeschaltet, um die im Saugkanal, in
der Kappe und in der Pumpe selbst vorhandene Tinte zu entfernen
(Schritt S107). Nun wird die Wischlamelle gegen die Ausstoßfläche gedrückt (Schritt
S108). In dieser Wischlamellenstellung wird der Schlitten in die
gleiche Richtung weiter bewegt, wobei die Lamelle über die
Ausstoßfläche gleitet
und die an dieser haftende Tinte entfernt (Schritt S109). Die Schlittenbewegung
endet an der Vorausstoßstellung,
in welcher erneut ein Vorausstoßvorgang
durchgeführt
wird (Schritt S110), um nicht benötigte Tinte und feine Bläschen aus
den Düsen
zu entfernen.
-
Wenn
das Vorausstoßen
vor dem Saugen bei gespaltener Tintensäule wie bei dem in 39 dargestellten herkömmlichen Beispiel durchgeführt wird,
können
folgende Situationen entstehen:
- (a) Der Tintenmeniskus
an den Ausstoßöffnungen
kann abreißen,
so daß infolge
des im Tintenbehälter herrschenden
Unterdrucks die in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 812 und
im Flüssigkeitszuführkanal
vorhandene Tinte in den Tintenbehälter zurück strömt (32A)
- (b) Die Tinte in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer verringert
sich um die den ausgestoßenen
Tintentröpfchen
entsprechende Menge, so daß in
der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 812 große Hohlräume entstehen
(32B).
-
Wenn
im Fall a) der Saugvorgang durchgeführt wird, wirkt der dabei erzeugte
Unterdruck direkt auf die im Flüssigkeitskanal
vorhandene Tinte, so daß durch
die stärkere
Kraft als beim herkömmlichen
Beispiel, hervorgerufen dadurch, daß in den Düsen 811/in der gemeinsamen
Flüssigkeitskammer 812 kein
Druckverlust zu verzeichnen ist, Tinte aus den Düsen gezogen wird und ein Spalten
der Tintensäule
effektiv verhindert werden kann.
-
Im
Fall b) kann zu Beginn des Saugens die nahe der Düsen vorhandene
Tinte entfernt werden, während
später
wie im Fall a) der Unterdruck direkt auf die in den Flüssigkeitskanälen vorhandene
Tinte wirkt, so daß durch
die stärkere
Kraft als beim herkömmlichen
Beispiel das Spalten der Tintensäule
verhindert werden kann. Das heißt,
das Saugverfahren gemäß dieser
Erfindung, bei welchem vor dem Saugvorgang ein Vorausstoßvorgang
durchgeführt
wird, weist gegenüber
dem herkömmlichen
Saugverfahren den Vorteil auf, daß ein Spalten der Tintensäule nicht
eintritt.
-
Die
Anzahl an Vorausstoßvorgängen, welche
Ausstoßmängel verhindert,
sollte so gewählt
werden, daß das
Gesamtvolumen der auszustoßenden
Tintentröpfchen
größer ist
als das Volumen aller Düsen
und etwa der Summe aus dem Volumen der Düsen und dem der gemeinsamen
Flüssigkeitskammer
entspricht. Wenn das Gesamtvolumen der vor dem Saugen auszustoßenden Tintentröpfchen geringer
ist als das Volumen aller Düsen,
besteht die Wahrscheinlichkeit, daß der Tintenmeniskus nicht
abreißt
und deshalb keine effektive Regenerierung durchgeführt wird.
Wenn das Gesamtvolumen der vor dem Saugen auszustoßenden Tintentröpfchen aber
wesentlich größer ist
als die Summe aus dem Volumen aller Düsen und dem Volumen der gemeinsamen
Flüssigkeitskammer,
erfolgt das Ansteuern zum Ausstoßen ohne Vorhandensein von
Tinte in den Düsen,
so daß infolge
der daraus resultierenden Temperaturerhöhung eine größere Wahrscheinlichkeit
des Beschädigens
der Aufzeichnungselemente besteht.
-
33 zeigt im Flussplan den Ablauf der Saugregenerierung
in einer weiteren Form. Mit dem Auslösen der Saugregenerierung wird
der Schlitten in die Ausgangsstellung bewegt (Schritt S301) und
das Vorausstoßen
durchgeführt
(Schritt S302). Dann wird die Kappe gegen die Ausstoßfläche des
Tintenstrahlkopfes gedrückt
(Schritt S303). Nun wird die Saugpumpe zugeschaltet, um in der Kappe
einen Unterdruck zu erzeugen und dabei aus den Ausstoßöffnungen
Tinte zu saugen, und nach Ablauf einer bestimmten Saugzeit wieder
abgeschaltet (Schritt S304). Danach wird die Kappe von der Ausstoßfläche abgehoben
(Schritt S305), um den Kappeninnenraum wieder mit der Atmosphäre zu verbinden.
Schließlich
wird die Saugpumpe erneut zugeschaltet (Schritt S306), um die im
Saugkanal, in der Kappe und in der Pumpe selbst vorhandene Tinte
zu entfernen.
-
Dann
wird die Wischlamelle gegen die Ausstoßfläche gedrückt (Schritt S307) und der
Schlitten weiter bewegt, wobei die Lamelle die an der Ausstoßfläche haftende
Tinte abwischt (Schritt S308). Der Schlitten wird in die gleiche
Richtung bis zur Vorausstoßstellung
weiter bewegt und in dieser Stellung erfolgt das Vorausstoßen (Schritt
S309), um nicht benötigte
Tinte und feine Bläschen
aus den Düsen
zu entfernen.
-
Wenn
vor dem Saugen das Vorausstoßen
in die Kappe durchgeführt
wird, sinkt das Aufnahmevolumen der Kappe bis zu Beginn des Saugens
um das Volumen der ausgestoßenen
Tintentröpfchen,
so dass das Ausgangsvolumen verringert und von der Pumpe ein höherer Unterdruck
(in der Kappe) erzeugt werden kann. Dieser höhere Unterdruck verstärkt die
erzielten Effekte, so dass ein Spalten der Flüssigkeitssäule noch besser verhindert
wird.
-
Eine
gespaltene Flüssigkeitssäule bei
einer solchen Mehrfarben-Integralkar-tusche ist schematisch in 34 dargestellt (in diesem Fall eine Zweifarben-Integralkartusche).
-
In 34 kennzeichnen die Bezugszeichen 811A, 811B Düsen als
Endabschnitt der Tintenausstoßöffnungen,
welche mit einem Ansteuerelement zum Ausstoßen von Tinte bestückt sind.
Die Bezugszeichen 812A, 812B kennzeichnen gemeinsame
Flüssigkeitskammern
für die
entsprechenden Düsen,
die Bezugszeichen 813A, 813B Tintenzuführkanäle als Verbindungskanäle zwischen
dem Absorptionselement 814A bzw. 814B und der
gemeinsamen Flüssigkeitskammer 812A bzw. 812B.
-
Die
Aufzeichnungselemente 811A, 812A, 813A, 814A (Aufzeichnungsvorrichtung
A genannt) zum Ausstoßen
der Farbtinte A und die Aufzeichnungselemente 811B, 812B, 813B, 814B (Aufzeichnungsvorrichtung
B genannt) zum Ausstoßen
der Farbtinte B sind durch eine an der Kartusche vorhandene Trennwand
voneinander getrennt, wobei die Ausstoßöffnungen 811A, 812B in
ein und die selbe Ausstoßfläche münden.
-
In 34 ist die Tinte als gestrichelte Fläche dargestellt,
wobei die Tintensäule
der Aufzeichnungsvorrichtung A nicht gespalten, die der Aufzeichnungsvorrichtung
B jedoch gespalten ist. Das Bezugszeichen 913 kennzeichnet
eine Kappe zum Abdecken der mit den Ausstoßöffnungen 811A, 811B versehenen
gemeinsamen Ausstoßfläche und
zur Unterstützung
der Saugregenerierung beider Aufzeichnungsvorrichtungen A, B.
-
Die
Aufzeichnungsvorrichtung B kann im dargestellten Zustand nicht weiter
betrieben, sondern muß regeneriert
werden, wogegen bei der Aufzeichnungsvorrichtung A im dargestellten
Zustand, d.h. bei nicht gespaltener Tintensäule, nach dem erwähnten Integralsaugverfahren leichter
Tinte abgesaugt werden kann und der in der Kappe erzeugte Unterdruck
von der Tinte A abgebaut wird, so daß zum Absaugen der Aufzeichnungsvorrichtung
B noch weniger Unterdruck verfügbar
und somit die Wiederherstellung einer vollständigen Tintensäule nicht
mehr möglich
ist.
-
Besonders
bei einer Integralkartusche, welche zum Vollfarbenaufzeichnen mit
den vier Farbtinten Zyan (C), Magenta (M), Gelb (Y) und Schwarz
(BK) verwendet wird, ist
- (a) die Oberflächenspannung
der Farbtinten C, M, Y gering und deren Trocknungsgeschwindigkeit
groß, um
Farbverwischungen zu verhindern,
- (b) die Oberflächenspannung
der Tinte BK und der zur Erzeugung größerer Tintentröpfchen erforderliche Querschnitt
der Ausstoßöffnungen
größer als
bei den Farbtinten C, M, Y,
so daß bei den Aufzeichnungsvorrichtungen
für die
Farbtinten C, M, Y eher als bei der Aufzeichnungsvorrichtung BK
die Wahrscheinlichkeit des Spaltens der Tintensäule besteht, der Druckverlust
in den Ausstoßöffnungen
der Aufzeichnungsvorrichtung BK geringer ist als in denen der Aufzeichnungsvorrichtungen
C, M, Y, die schwarze Tinte leichter abgesaugt werden kann und die
Wiederherstellung der vollständigen
Tintensäule
bei den Farbtinten C, M und Y kaum möglich ist.
-
35 zeigt im Flussplan den Ablauf der Saugregenerierung
bei einer Vierfarben-Integralkartusche.
-
Mit
dem Auslösen
der Saugregenerierung wird der Schlitten zur Vorausstoßstellung
bewegt (Schritt S501) und bei den Aufzeichnungsvorrichtungen Y,
M, C das Vorausstoßen
von Tinte in den entsprechenden Raum der Kappe durchgeführt (Schritt
S502). Danach wird der Schlitten zur Ausgangsstellung (HP) bewegt (Schritt
S503) und die Kappe gegen die Ausstoßfläche gedrückt (Schritt S504).
-
Nun
wird die Saugpumpe zugeschaltet, um einen Unterdruck in der Kappe
zu erzeugen und Tinte aus den Ausstoßöffnungen zu saugen, und nach
einer bestimmten Saugzeit wieder abgeschaltet (Schritt S505). Dann
wird die Kappe von der Ausstoßfläche abgehoben
(Schritt S506) und dadurch deren Innenraum mit der Atmosphäre verbunden.
Danach wird die Saugpumpe erneut zugeschaltet, um die im Saugkanal,
in der Kappe und in der Pumpe selbst vorhandene Tinte zu entfernen
(Schritt S507).
-
Dann
wird die Lamelle gegen die Ausstoßfläche gedrückt (S508) und der Schlitten
weiter bewegt, um die an der Ausstoßfläche haftende Tinte durch Wischen
zu beseitigen (Schritt S509). Der Schlitten wird nun weiter bis
zur Vorausstoßstellung
bewegt, um bei den Aufzeichnungsvorrichtungen Y, M, C, BK das Vorausstoßen durchzuführen und
nicht benötigte
Tinte und feine Bläschen
aus den Düsen
zu entfernen (Schritt S510).
-
Wenn
vor dem Saugen nur das Vorausstoßen der Farbtinten Y, M, C
durchgeführt,
kann ein Spalten der Tintensäule
effektiv verhindert werden oder kaum auftreten, und da ein Vorausstoßen schwarzer
Tinte mit dem größeren Tintentröpfchenvolumen
nicht erfolgt, sinkt der Tintenverbrauch.
-
Wie
es vorstehend beschrieben ist, wird das Saugen unmittelbar nach
dem Vorausstoßen
durchgeführt,
doch es besteht auch die Mögliche,
das Saugen erst nach einer bestimmten Wartezeit nach dem Vorausstoßen durchzuführen, so
daß in
dieser Zeit wieder Tinte in den Tintenbehälter zurückströmen kann und im Vergleich zum
Saugen unmittelbar nach dem Vorausstoßen ohne Wartezeit eine geringere
Wahrscheinlich des Spaltens der Tintensäule besteht, wodurch die Saugwirkung
verstärkt
wird.
-
Das
Merkmal der in 16 dargestellten Regenerierung
bei einem Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen mit mehreren Tintenarten
ist das Vorausstoßen
von Tinte (vorzugsweise von relativ dünner Tinte), welches sich aus
einem Vorausstoßvorgang
durch alle Ausstoßöffnungen,
einem Vorausstoßvorgang
nur durch einige Ausstoßöffnungen
am Ende der Ausstoßöffnungsreihe
und aus einem Vorausstoßvorgang
erneut durch alle Ausstoßöffnungen
zusammensetzt und nach dem Saugen durchgeführt wird.
-
Genauer
ausgedrückt,
bei einem Aufzeichnungskopf zum Aufzeichnen mit mindesten gelber,
magentafarbiger und zyanfarbiger Tinte werden nach dem Saugen einige
Vorausstoßvorgange
hintereinander durchgeführt,
und zwar ein Vorausstoßvorgang
durch alle Düsen
für jede
der drei Farbtinten, ein Vorausstoßvorgang nur durch einige Ausstoßöffnungen
am Ende der Düsenreihe
für jede
der drei Farbtinten, ein Ausstoßvorgang durch
alle Düsen
für jede
der drei Farbtinten, ein Vorausstoßvorgang nur durch einige Ausstoßöffnungen
am Ende der Düsenreihe
für jede
der drei Farbtinten und ein Ausstoßvorgang durch alle Düsen für jede der
drei Farbtinten.
-
Der
technische Hintergrund der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend
kurz beschrieben. Wenn bei einem Integralaufzeichnungskopf zum Aufzeichnen
mit mehreren Farbtinten eine Saugregenerierung durchgeführt wird,
kann aufgrund eines unregelmäßigen Strömens von
Tinte in der Kappe das Problem des Eindringens der aus einigen Düsen abgesaugten
Tinte in Düsen
für andere
Farbtinten auftreten. Es ist üblich,
nach dem Saugen zum Entfernen der an der Ausstoßfläche des Kopfes haftenden Tinte
diese Fläche
mit einem elastischen Wischelement zu wischen, doch beim Wischen
kann ebenfalls gemischte Tinte in den Kopf gelangen. Eine gemischte
Farbtinte (nachfolgen Farbgemisch genannt) bewirkt bei Wiederaufnahme
des Druckens nach der Regenerierung ein Verfärben des aufgezeichneten Bildes.
-
Um
das Entsehen eines solchen Farbgemisches zu verhindern, sollte das
Vorausstoßen
weitgehend reduziert werden, und die von den Erfindern durchgeführten Untersuchungen
haben ergeben, daß wiederholtes
Durchführen
von Saugvorgängen
durch alle Düsen
im Wechsel mit Saugvorgängen
durch nur einige Düsen am
Ende der Düsenreihe
bei einem Integralaufzeichnungskopf zum Aufzeichnen mit mehreren
Farbtinten das Entstehen von Farbgemischen nach dem Saugen verhindert
und der Tintenverbrauch gesenkt werden kann.
-
Dadurch
kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bereitgestellt werden, mit
welchem bei Wiederaufnahme des Aufzeichnens mit allen Farbtinten
nach Durchführung
der Saugregenerierung bei geringerem Tintenverbrauch das Aufzeichnen
eines nicht farbechten Bildes verhindert wird.
-
22 zeigt
die Schnittansicht eines typischen Tintenstrahlaufzeichnungskopfes,
welcher in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung verwendet wird.
-
Die
24 Düsen
zum Ausstoßen
gelber Farbtinte (nachfolgend Düsenreihe
Gelb genannt), die 24 Düsen zum
Ausstoßen
magentafarbiger Tinte (nachfolgend Düsenreihe Magenta genannt),
die 24 Düsen
zum Ausstoßen
zyanfarbiger Tinte (nachfolgend Düsenreihe Zyan genannt) und
die 64 Düsen
zum Ausstoßen
schwarzer Tinte (nachfolgend Düsenreihe
Schwarz genannt) sind mit einem Abstand von 8 Düsen zwischen jeder Düsenreihe
linear angeordnet.
-
Der
Aufzeichnungskopf ermöglicht
kontinuierliches Ausstoßen
von Farbtintentröpfchen
mit einem Gewicht von etwa 40 ng oder von schwarzen Tintentröpfchen mit
einem Gewicht von etwa 80 ng bei einer maximalen Frequenz von 6,25
kHz.
-
Die
Saugregenerierfolge bei einer Aufzeichnungsvorrichtung gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt 40.
Nach Abdecken der Ausstoßfläche (Schritt
S801), Durchführung
des Saugens (Schritt S802) und Durchführung des Wischens (Schritt
S803) erfolgt Vorausstoßen
von 1000 Schüssen durch
alle Farbdüsen
(Gelb, Magenta, Zyan) bei einer Frequenz von 6,25 kHz (Schritt S804),
dann von 2000 Schüssen
durch sechs Düsen
an beiden Enden jeder Farbdüsenreihe
bei 6,25 kHz (Schritt S805), von 500 Schüssen durch alle Farbdüsen bei
6,25 kHz (Schritt S806), dann von 1000 Schüssen aus sechs Düsen an beiden
Enden jeder Farbdüsenreihe
bei 6,25 kHz (Schritt S807) und schließlich von 2000 Schüssen aus
allen Farbdüsen
bei 6,25 kHz (Schritt S808) als letzter Vorausstoßvorgang
bezüglich
der Farbtinten nach dem Saugen.
-
Für das bessere
Verständnis
ist ein Vorausstoßmuster
bei den vorstehend beschriebenen Farbtinten in 42 gezeigt.
-
Bezüglich schwarzer
Tinte werden nach dem Saugen lediglich 900 Schüsse bei 6,25 kHz ausgestoßen (Schritt
S809). Bei dieser Ausführungsform
erfolgt das Vorausstoßen
von schwarzer Tinte erst nach Beendigung des Vorausstoßens der
Farbtinten, doch es wird angenommen, daß das Vorausstoßen von
schwarzer Tinte und von Farbtinten parallel verlaufen kann.
-
Am
Ende jeder Farbdüsenreihe
ist ein intensiveres Farbmischen als in deren Mittelbereich zu verzeichnen.
Das ist vermutlich auf zwei Ursachen zurückzuführen, auf das Eindringen einer
größeren Tintenmenge
in die benachbarten Düsen
der anderen Farbdüsenreihe
und die geringere Beweglichkeit der Tinte an der Wand der gemeinsamen
Flüssigkeitskammer
als in deren Mittelbereich, welche das Entfernen einer anderen gemischten
Farbtinte beeinträchtigt.
-
Wenn
durch die am Ende jeder Farbdüsenreihe
angeordneten Düsen
eine größere Tintenmenge
als durch deren zentrale Düsen
ausgestoßen
wird, kann das Problem des Farbmischens gelöst und gleichzeitig der Tintenverbrauch
gesenkt werden. Das muß nicht
unbedingt realisiert werden, doch in Abhängigkeit davon, ob alle Düsen oder
nur die Düsen
am Ende jeder Düsenreihe öfter zum
Einsatz kommen, können
unterschiedliche Strömungsverhältnisse
in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer
sich ergeben, und deshalb wird angenommen, daß durch die beschriebene Wiederholung
von Ausstoßvorgängen die
Erzeugung von Farbgemischen effektiver verhindert werden kann.
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Wenn
dem Vorausstoßen
von Farbtinte aus den am Ende jeder Düsenreihe angeordneten Düsen größere Bedeutung
beigemessen wird, kann das Ansteuern so konzipiert werden, daß die Vorausstoßmenge bei diesen
Düsen größer ist
als bei den anderen Düsen.
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Die
Vorausstoßbedingungen
müssen
nicht bei allen Farbtinten gleich sein, sondern können von
Farbtinte zu Farbtinte variiert werden. So kann zum Beispiel für die gelbe
Farbtinte, welche beim Farbmischen deutlichere Wirkung zeigt, eine
größere Ausstoßmenge als
für die
anderen. Farbtinten vorgesehen werden.
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Ein
mit einer Aufzeichnungsvorrichtung dieser Ausführungsform durchgeführter Test
ließ bei
Wiederaufnahme des Druckens auf einem Aufzeichnungsblatt nach 1000
durchgeführten
Saugregeneriervorgängen in
keinem Fall Verfärbungen
(Farbgemische) erkennen.
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Auch
als das Vorausstoßen
durch alle Düsen
als Saugregenerierfolge bei 2 kHz durchgeführt wurde und die anderen Ausstoßvorgänge die
gleichen waren wie bei der vorhergehenden Ausführungsform, konnten bei Wiederaufnahme
des Druckens auf einem Aufzeichnungsblatt nach 100 durchgeführten Saugregeneriervorgängen in
keinem Fall Verfärbungen
(Farbgemische) festgestellt werden.
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Eine
Variante dieser Ausführungsform
der Saugregenerierfolge zeigt 41,
bei welcher nach dem Abdecken der Ausstoßfläche (S901), dem Saugen (S902),
dem Wischen (S901) und nach Durchführung der Schritte (S904 bis
S908) für
alle Farbtinten wie bei den anderen Ausführungsformen das Vorausstoßen schwarzer
Tinte in den Schritten (S909 bis S911) erfolgt.
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Dabei
werden als Vorausstoßvorgänge in Schritt
(S909) aus allen Düsen
200 Schüsse
bei 6,25 kHz, in Schritt (S910) aus sechs Düsen an beiden Enden der Düsenreihe
300 Schüsse
bei 6,25 kHz und in Schritt (S911) aus allen Düsen 200 Schüsse bei 6,25 kHz ausgestoßen.
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Ein
mit dieser Ausführungsform
der Saugregenerierung durchgeführter
Test ließ bei
Wiederaufnahme des Druckens auf einem Aufzeichnungsblatt nach 100
durchgeführten
Saugregeneriervorgängen
in keinem Fall Verfärbungen
(Farbgemische) erkennen.