DE69627906T2

DE69627906T2 - Gerät und Verfahren für die Flüssigkeitsstrahlaufzeichnung

Info

Publication number: DE69627906T2
Application number: DE69627906T
Authority: DE
Inventors: Kouichi Omata; Tsutomu Harada; Tatsuya Fukushima
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1996-01-10
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2016-01-11
Also published as: US5956062A; EP0721845B1; EP0721845A2; DE69627906D1; EP0721845A3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät (nachfolgend kann außerdem ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemeint sein). Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das seinen Wiederherstellvorgang durch Zirkulieren von Tinte zwischen dem Aufzeichnungskopf und einem Tintenbehälter durchführt.
Zugehöriger Stand der Technik
Wie dies bei Tintenstrahlaufzeichnungsgeräten üblich ist, ist eine Anordnung dergestalt erforderlich, dass eine Aufzeichnungsflüssigkeit (nachfolgend kann außerdem Tinte gemeint sein) in einem Pfad strömen kann, dessen Querschnittsflächeninhalt äußerst klein ist, und dass das Gerät mit Einrichtungen vorgesehen sein sollte, die eine Verstopfung des Pfads durch Staub in der Tinte, ein Edukt der Tinte oder Blasen in der Tinte verhindert. Für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist eine Staubbeseitigungsvorrichtung, die mit einem Filter zum Beseitigen von kleinen Staubbteilchen und Luftblasen versehen ist, an dem Tintenzuführungssystem angebracht, das Tinte von einem Tintenbehälter zu Auslassöffnungen durch eine gemeinsame Flüssigkeitskammer befördert, so dass keine Verstopfung der Tintentropfen ausstoßenden Auslassöffnungen durch Staub oder andere Edukte hervorgerufen wird.
4 und 5 zeigen Querschnittsansichten, die den Gesamtaufbau eines derartigen herkömmlichen Zuführ- und Wiederherstellsystems bzw. einer Staubbeseitigungsvorrichtung schematisch darstellen.
Die in den 4 und 5 gezeigte Staubbeseitigungsvorrichtung wird für jenen Aufbau verwendet, der einen Wiederherstellprozess durch Zirkulieren von Tinte durchführt.
Wenn Tinte von dem Tintenbehälter zu dem Aufzeichnungskopf durch den Tintenvorschubpfad oder -rückkehrpfad in Zeitraum des Aufzeichnungsvorgangs befördert wird, dann ist es üblich, dass die Tinte nicht durch die Aufbringung von irgendeinem Druck befördert wird, der mittels einer Pumpe erzeugt wird, sondern durch die Aufbringung einer Kapillarkraft oder dergleichen, die durch den Aufzeichnungskopf zusammen mit der Tintenzufuhr erzeugt wird. Hierbei sollen Luftblasen durch den Filter der Staubbeseitigungsvorrichtung hindurch treten. Wenn die Luftblasen in den Aufzeichnungskopf eintreten und in den Tintenpfad an der Seite der Auslassöffnungen verbleiben, dann wird sein Ausstoßvorgang instabil, so dass eine derartige Anordnung erforderlich ist, und im schlimmsten Fall funktioniert der Tintenausstoß nicht.
Gemäß der 5 wird die Tinte 2, die von dem Tintenbehälter in der durch einen Pfeil angegebenen Richtung durch den Tintenvorschubpfad oder -rückkehrpfad im Zeitraum des Aufzeichnungsvorgangs strömt, durch eine Einströmröhre 21 zu der Staubbeseitigungsvorrichtung 20 mit einem Filter 1 befördert. Die Tinte 2, die in dem Strömungspfad 3 der Staubbeseitigungsvorrichtung 20 strömt, wird mittels des Filters 1 gefiltert, der ein Hindurchtreten von Staubpartikeln oder dergleichen nicht zulässt, deren Durchmesser größer als 10 μm beträgt. Unter Verwendung dieses Filters 1 werden die Staubpartikel 4 und die Luftblasen 5 in der Tinte 2 an der Seite a gehalten, und zwar an der stromaufwärtigen Seite des Filters 1. Dann strömen die Staubpartikel und die Luftblasen nicht zu der durch einen PfeilB angegebenen Seite, nämlich die stromabwärtige Seite, die einer Ausströmröhre 22 entspricht.
Andererseits wird in Zeitraum des Wiederherstellvorgangs die Tinte von dem Tintenbehälter durch den Tintenvorschubpfad zu dem Tintenkopf unter Druck mittels einer Pumpe befördert, und die Tinte wird von dem Aufzeichnungskopf unter Druck zu dem Tintenbehälter durch den Tintenrückkehrpfad weiter zirkuliert. Durch diese Zirkulation werden die in dem Tintenvorschubpfad, den Rückkehrpfaden und dem Aufzeichnungskopf verbleibende Luftblasen zu dem Tintenbehälter zurückgeführt und dann aus dem Tintenbehälter in die Außenluft beseitigt.
Hierbei sollen die Luftblasen alle Filter der Staubbeseitigungsvorrichtung passieren, die in der Strecke von dem Tintenvorschubpfad oder Tintenrückkehrpfad angebracht sind.
Damit die Luftblasen durch den Filter treten, muss eine spezifische Druckdifferenz vor und hinter dem Filter vorgesehen sein, um so den Meniskus zu zerstören, der durch Tinte und einen Gaskörper an der Fläche des Filters ausgebildet ist.
Gemäß dem Stand der Technik, der in 4 gezeigt ist, soll die ganze Tinte durch den Filter 1 der Staubbeseitigungsvorrichtung 6 hindurch treten, wenn die Tinte unter Druck mittels einer Pumpe im Zeitraum eines Wiederherstellvorgangs befördert wird, und dann wird eine große Druckdifferenz vor und hinter dem Filter aufgrund des Druckverlustes an dem Filter 1 erzeugt; somit wird das Hindurchtreten der Luftblasen durch den Filter ermöglicht.
Die Tinte und die Luftblasen, die den Filter 1 passiert haben, treten in die gemeinsame Flüssigkeitskammer 14 von einem Ende des Aufzeichnungskopfes 13 ein. Somit strömt ein Teil der Tinte von den Auslassöffnungen 15 zu der Außenseite aus und stößt die Luftblasen in den Düsen in diesem Zeitpunkt aus, während der restliche Teil der Tinte durch die gemeinsame Flüssigkeitskammer 14 hindurch tritt und in die Staubbeseitigungsvorrichtung 7 eintritt, die an dem Tintenrückkehrpfad angebracht ist, nachdem er von dem anderen Ende des Aufzeichnungskopfes 13 ausgeströmt ist. Im Falle der an dem Tintenvorschubpfad angebrachten Staubbeseitigungsvorrichtung 6 sollen die Luftblasen durch den Filter treten, wenn eine Druckdifferenz vor und hinter dem Filter 1 aufgrund des Druckverlustes an dem Filter 1 der Staubbeseitigungsvorrichtung 7 erzeugt wird; somit werden sie zu dem Tintenbehälter zirkuliert.
Da jedoch der Druckverlust auch in der Staubbeseitigungsvorrichtung 7 in dem Tintenrückkehrpfad erzeugt wird, wenn die Tinte unter Druck mittels einer Pumpe befördert wird, wird die von den Auslassöffnungen strömende Tintenmenge merklich größer als die normale Tintenmenge, die zum Beseitigen der Luftblasen in den Düsen gerade erforderlich wäre. Infolgedessen wird die Tintenverbrauchsmenge in unerwünschterweise auch hinsichtlich der laufenden Kosten zu groß.
Außerdem wird die Durchsatzrate der Tinte, die durch die an dem Tintenrückkehrpfad angebrachten Staubbeseitigungsvorrichtung 7 hindurch tritt, kleiner als jener der Tinte, die durch die an dem Vorschubpfad angebrachte Staubbeseitigungsvorrichtung 6 hindurch tritt, und zwar bis zu jenem Maß, dass die Tinte unvermeidlich aus den Auslassöffnungen strömt.
Um daher eine spezifische Druckdifferenz (Durchsatzrate) vor und hinter dem Filter in dem Tintenrückkehrpfad zu gewährleisten, ist es auch notwendig, die Kapazität einer derartigen Pumpe derart zu vergrößern, dass die Tintendurchsatzrate in der Staubbeseitigungsvorrichtung 7 in dem Tintenrückkehrpfad auch dann noch ausreicht, nachdem die Tinte aus den Auslassöffnungen ausgeströmt ist. Diese Anordnung bringt ungünstigerweise höhere Kosten des Gerätes mit sich.
Nun werden Probleme beschrieben, die dann auftreten, wenn ein Wiederherstellvorgang unter Verwendung einer Pumpe durchgeführt wird, deren Durchsatzrate klein ist.
Anders gesagt können die Luftblasen nicht durch den Filter der Staubbeseitigungsvorrichtung in den Tintenrückkehrpfad hindurch treten, wohingegen die Luftblasen weiterhin durch den Filter der Staubbeseitigungsvorrichtung in dem Tintenvorschubpfad unter Verwendung einer derartigen Pumpe hindurch treten können. Infolgedessen treten derartigen an der Seite der gemeinsamen Flüssigkeitskammer des Filters verbleibende Blasen in den Aufzeichnungskopf im Zeitraum des Aufzeichnungsvorgangs ein, und dann kann ein fehlerhafter Tintenausstoß auftreten.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben die Druckdifferenzen vor und hinter den Filtern der Staubbeseitigungsvorrichtungen gemessen, und die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 gezeigt. Numerische Werte der Tabelle 1 geben die Drücke an der Eingangsseite der Staubbeseitigungsvorrichtung 6 (A); an ihrer Auslassseite (B); an der Eingangsseite der Staubbeseitigungsvorrichtung 7 (C); bzw. an ihrer Ausgangsseite (D) an, sofern die Durchsatzrate der Pumpe auf ungefähr 1,5 ml/s festgelegt ist und der Flächeninhalt des Filters ungefähr 30 mm² beträgt.
Tabelle 1
Angesichts der in dieser Tabelle gezeigten Ergebnisse ist es ersichtlich, dass die Druckdifferenz zwischen C und D kleiner ist, wenn der Druck aufgrund des Tintenausflusses von Düsen der herkömmlichen Geräte abfällt, und dadurch ist es unmöglich, dass die Luftblasen durch den Filter hindurch treten.
Im Falle eines länglichen Kopfes mit einer großen Anzahl an Düsen ist die ausströmende Tintenlänge bis zu jenem Maß vergrößert, in dem die Anzahl der Düsen vergrößert ist. Diesbezüglich ist der vorstehend beschriebene Nachteil besonders auffällig.
Kurzfassung der Erfindung
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät vorzusehen, das den Wiederherstellvorgang mittels einer Pumpe mit einer kleinen Kapazität zuverlässig durchführen kann, während die Flüssigkeitsverbrauchsmenge im Zeitraum des Wiederherstellvorgangs des Geräts bedeutend reduziert wird.
Es gehört zur Aufgabe der Erfindung, ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät vorzusehen, das so aufgebaut ist, dass eine Aufzeichnungsflüssigkeit zirkulieren kann, indem der Aufzeichnungskopf, der die Aufzeichnungsflüssigkeit ausstößt, mit einer Einrichtung zum Aufbewahren der Aufzeichnungsflüssigkeit durch zwei Aufzeichnungsflüssigkeitspfade leitend verbunden ist, wobei einer an der Aufzeichnungsflüssigkeitseinströmseite und der andere an der Aufzeichnungsflüssigkeitsausströmseite des Aufzeichnungskopfes angeordnet ist, wobei dieses Gerät mit einer Einrichtung zum Erzeugen von Druck versehen ist, um die aus der Aufzeichnungsflüssigkeitsausströmseite des Aufzeichnungskopfes strömende Aufzeichnungsflüssigkeit anzusaugen, während ein Druck auf die in der Aufzeichnungsflüssigkeitseinströmseite des Aufzeichnungskopfes strömenden Aufzeichnungsflüssigkeit aufgebracht wird.
Damit die Luftblasen durch den Filter treten, sollte eine spezifische Druckdifferenz vor und hinter dem Filter gemäß der vorstehenden Beschreibung erzeugt werden. Daher wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Tinte unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Gerätes unter Druck durch eine Einrichtung zum Erzeugen von Druck in dem Tintenvorschubpfad befördert, und Tinte wird an der Tintenrückkehrpfadseite unter Verwendung derselben Einrichtung zum Erzeugen von Druck oder durch eine getrennte Einrichtung zum Erzeugen von Druck angesaugt.
Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wiederherstellverfahren für ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät vorzusehen, das so aufgebaut ist, dass es ein Zirkulieren einer Aufzeichnungsflüssigkeit ermöglicht, indem der Aufzeichnungskopf, der die Aufzeichnungsflüssigkeit ausstößt, mit einer Einrichtung zum Aufbewahren der Aufzeichnungsflüssigkeit durch zwei Aufzeichnungsflüssigkeitspfade leitend verbunden ist, wobei einer an der Aufzeichnungsflüssigkeiteinströmseite und der andere an der Aufzeichnungsflüssigkeitsausströmseite des Aufzeichnungskopfes angeordnet ist, wobei dieses Verfahren einen Schritt zum Durchführen des Zirkulierens der Aufzeichnungsflüssigkeit durch ein Ansaugen der Aufzeichnungsflüssigkeit aufweist, die von der Aufzeichnungsflüssigkeitsausströmseite des Aufzeichnungskopfes ausströmt, während ein Druck auf die Aufzeichnungsflüssigkeit aufgebracht wird, die in die Aufzeichnungsflüssigkeiteinströmseite des Aufzeichnungskopfes strömt.
Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät vorzusehen, das so aufgebaut ist, dass es ein Zirkulieren der Aufzeichnungsflüssigkeit ermöglicht, indem der Aufzeichnungskopf zum Auslassen der Aufzeichnungsflüssigkeit mit einer Einrichtung zum Aufbewahren der Aufzeichnungsflüssigkeit leitend verbunden ist, und zwar durch einen Vorschubpfad für die Aufzeichnungsflüssigkeit, damit diese in den Kopf strömt, und mit einem Rückkehrpfad für die Aufzeichnungsflüssigkeit, damit diese aus dem Kopf strömt, wobei dieses Gerät eine Einrichtung zum Erzeugen von Druck aufweist, um die Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Rückkehrpfad von dem Kopf anzusaugen, während ein Druck auf die Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Vorschubpfad zu dem Kopf hin aufgebracht wird.
Es gehört auch zur Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Wiederherstellverfahren für ein Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät vorzusehen, das so aufgebaut ist, dass es ein Zirkulieren der Aufzeichnungsflüssigkeit ermöglicht, indem der Aufzeichnungskopf zum Auslassen der Aufzeichnungsflüssigkeit mit einer Einrichtung zum Aufbewahren der Aufzeichnungsflüssigkeit leitend verbunden ist, und zwar durch einen Vorschubpfad für die Aufzeichnungsflüssigkeit, damit sie in den Kopf strömt, und durch einen Rückkehrpfad für die Aufzeichnungsflüssigkeit, damit sie aus dem Kopf strömt, wobei dieses Verfahren einen Schritt zum Zirkulieren von Aufzeichnungsflüssigkeit durch Ansaugen der Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Rückkehrpfad von dem Kopf aufweist, während ein Druck auf die Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Vorschubpfad zu dem Kopf hin aufgebracht wird.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Tintenverbrauchsmenge bedeutend zu reduzieren und Luftblasen an den Filtern zuverlässig zu beseitigen, wenn der Wiederherstellvorgang des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes unter Verwendung einer Pumpe mit einer kleinen Kapazität durchgeführt wird, wodurch die laufenden Kosten reduziert werden. Es ist außerdem möglich, die Herstellungskosten des Geräts auf ein niedrigeres Niveau zu reduzieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels des Zuführ- und Wiederherstellsystems eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
2 zeigt eine schematische Ansicht eines anderen Beispiels des Zuführ- und Wiederherstellsystems eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels des Zuführ- und Wiederherstellsystems eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt eine schematische Ansicht eines Zuführ- und Wiederherstellsystems eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß dem Stand der Technik.
5 zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Staubbeseitigungsvorrichtung eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.
6 zeigt eine Flusskarte einer Prozedur eines Wiederherstellvorgangs gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, auf das die Erfindung anwendbar ist.
8 zeigt einen perspektivischen Ausschnitt eines Beispiels des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, welcher für das in 7 dargestellte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendet wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
7 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes schematisch zeigt, auf das die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
In der 7 bezeichnen Bezugszeichen 13Bk, 13Y, 13M und 13C die Aufzeichnungsköpfe in der "Blasen/Strahl-Bauart" für die verschiedenen Farben Schwarz, Gelb, Magenta und Zyan. Jeder von diesen ist mit elektrothermischen Wandlerelemente als eine. Einrichtung zum Erzeugen einer Auslassenergie versehen. Wenn jedes dieser Elemente erregt wird, dann werden Tintentropfen aus den Auslassöffnungen mit den Luftblasen ausgelassen, die in der Tinte als das Mittel zum Aufbringen des Drucks erzeugt werden, wenn jedes der Elemente erregt wird. Jeder der Köpfe ist an einem Block 42 befestigt. Diesbezüglich ist jeder Aufzeichnungskopf mit einer Aufreihung von 4736 Auslassöffnungen bei einer Dichte von 400 dpi vorgesehen.
Außerdem ist für den Block 42 ein Lesekopf 41 angebracht, um die Anzahl der auslassenden und nicht-auslassenden Auslassöffnungen zu erfassen.
Ein Bezugszeichen 43 bezeichnet eine Abdeckungseinheit. Wenn der Aufzeichnungsvorgang ruht, zum Beispiel im Standby-Betrieb, dann wird der Block 42 zu einer Position angehoben, die durch eine Strichpunktlinie in 7 angegeben ist, und dann wird die Einheit 43 gegenüber den Aufzeichnungsköpfen 13C bis 13Bk für einen Abdeckvorgang angeordnet. Außerdem dient die Abdeckungseinheit 43 als eine Ablage, um die Verbrauchstinte aufzunehmen, die mittels einer Wiederherstellpumpe und eines Tintenzuführsystems (nicht gezeigt) befördert und aus den Auslassöffnungen im Zeitraum des Zirkulations-Wiederherstellvorgangs ausgestoßen wurde. Somit wird die Verbrauchstinte zu einem Verbrauchstintenbehälter (nicht gezeigt) geführt.
Ein Bezugszeichen 44 bezeichnet einen geladenen Adsorptionsendlosriemen zum Befördern eines Aufzeichnungsblatts, das gegenüber den Aufzeichnungsköpfen 13Bk, 13Y, 13M und 13C in vorgegebenen Intervallen angeordnet ist, und das Bezugszeichen 45 bezeichnet eine Rückplatte, die über den geladenen Adsorptionsriemen 44 gegenüber den Aufzeichnungsköpfen angeordnet ist.
Ein Bezugszeichen 46 bezeichnet eine Förderzuführungskassette, die abnehmbar an dem Gerätehauptkörper angebracht ist, um Aufzeichnungsblätter 47 wie zum Beispiel gewöhnliches Papier oder dergleichen aufzunehmen; das Bezugszeichen 48 bezeichnet eine Aufnahmewalze zum Fördern von einem Blatt an dem oberen Abschnitt der gestapelten Aufzeichnungsblätter 47; das Bezugszeichen 49 bezeichnet eine Förderwalze zum Fördern des durch die Aufnahmewalze 48 aufgenommenen Aufzeichnungsblatts 47 zu dem Förderpfad 50; und das Bezugszeichen 51 bezeichnet eine Förderwalze, die an der Ausgangsseite des Förderpfads 50 angeordnet ist.
Die Bezugszeichen 53 und 54 bezeichnen eine Heizvorrichtung und einen Lüfter, um die an dem Aufzeichnungsblatt 47 infolge des Aufzeichnungsvorgangs haftenden Tintentropfen zu trocknen und zu fixieren; das Bezugszeichen 55 bezeichnet eine Abgabewalze, um das Aufzeichnungsblatt 47 von dem Gerät nach der Beendigung seines Fixierprozesses abzugeben; und das Bezugszeichen 56 bezeichnet eine Ablage, um die abgegebenen Blätter 47 nacheinander zu stapeln.
Nun wird der Betrieb des Gerätes beschrieben, dessen Aufbau gemäß der vorstehenden Beschreibung angeordnet ist.
Zunächst wird der Aufzeichnungsvorgang beschrieben. Wenn ein Aufzeichnungsvorgang beginnt, dann wird ein Aufzeichnungsblatt 47 mit einer bestimmten Größe durch die Aufnahmewalze 48 von der Zuführungs- und Förderkassette 46 aufgenommen. Das so aufgenommene Aufzeichnungsblatt 47 wird für die Zufuhr durch die Förderwalze 49 und 51 an dem geladenen Adsorptionsriemen 44 angeordnet, der sich im geladenen Zustand dreht und gleichzeitig mittels der Rückplatte 45 zu einer flachen Konfiguration ausgebildet ist. Dann werden zusammen mit dem Eintreffen des vorderen Endes des Aufzeichnungsblatts 47 an einer Position unterhalb der Köpfe 13C, 13M, 13Y bzw. 13Bk die elektrothermischen Wandlerelemente von jedem Kopf entsprechend Bilddaten angetrieben. Durch diesen Antriebsvorgang werden die verschiedenen Tintentropfen von der jeweiligen Auslassöffnung zu der Oberfläche des Aufzeichnungsblatts 47 entsprechend den Bilddaten befördert: die gewünschten Abbildungen werden ausgebildet, wenn Tintentropfen dementsprechend an der Oberfläche auftreffen.
Falls das Aufzeichnungsblatt 47 nicht ausreichend hygroskopisch ist, dann trocknen die an seiner Oberfläche haftenden Tropfen nicht. Druckflecken können durch Reiben entstehen. Daher wird der Fixierprozess mittels eines erzwungenen Trocknens unter Verwendung der Heizvorrichtung 53 und des Lüfters 54 durchgeführt. Nach dem Fixiervorgang wird das Aufzeichnungsblatt 47 unter Verwendung der Abgabewalze 55 zu der Ablage 56 abgegeben.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, werden durch das entsprechende Aufbringen der verschiedenen Bildsignale zu den jeweiligen Aufzeichnungsköpfen, die für Tinte mit verschiedenen Farben, nämlich Zyan, Magenta, Gelb bzw. Schwarz vorbereitet sind, Farbbilder ausgebildet.
Die 8 zeigt eine Ansicht eines Beispiels des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, der vorstehend beschrieben ist. Dieser Kopf hat elektrothermische Wandlerelemente 103, Elektroden 104, Wände der Flüssigkeitspfade 105 sowie eine Deckentafel 106, die an einer Grundtafel 102 mittels einer Filmtechnik für Halbleiterherstellungsprozesse wie zum Beispiel Ätzen, Ablagern, Sputtern ausgebildet sind. Aufzeichnungstinte 112 wird von der Tintenrückhaltekammer (nicht gezeigt) zu der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 108 des Aufzeichnungskopfes 101 durch eine Tintenzuführungsröhre 107 zugeführt. In der 8 bezeichnet ein Bezugszeichen 109 einen Stecker für den Gebrauch der Tintenzuführungsröhre. Die Tinte 112, die in das Innere der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 108 zugeführt wurde, wird zu dem Flüssigkeitspfad 110 durch die Aufbringung der Kapillarkraft befördert. Sie wird durch die Ausbildung eines Meniskus an der Tintenauslassöffnung 111 stabil gehalten, der an dem vorderen Ende des Flüssigkeitspfads ausgebildet ist. Wenn hier ein elektrothermisches Wandlerelement 103 erregt wird, dann wird Tinte an der Oberfläche des elektrothermischen Wandlerelements erwärmt, so dass sich ein Schaum bildet. Durch die Energie, die durch einen derartigen Schaum erzeugt wird, wird ein Tropfen aus der Tintenauslassöffnung 111 ausgelassen. Mit einem derartigen Aufbau gemäß der vorstehenden Beschreibung ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf ausgebildet, in dem viele Auslassöffnungen mit den Auslasselementen bei einer hohen Auslassöffnungsdichte von mehr als 400 dpi angeordnet sind.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen die vorliegende Erfindung entsprechend ihren Ausführungsbeispielen näher beschrieben.
(Erstes Ausführungsbeispiel)
Die 1 zeigt eine schematische Ansicht eines Beispiels des Zuführ- und Wiederherstellsystems eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung. In der 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 13 einen Aufzeichnungskopf zum Auslassen von Tinte; das Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Staubbeseitigungsvorrichtung an jener Seite, an der die Tinte in den Aufzeichnungskopf während des Zeitraums eines Wiederherstellvorgangs strömt; das Bezugszeichen 7 bezeichnet eine Staubbeseitigungsvorrichtung an jener Seite, an der die Tinte ausströmt; die Bezugszeichen 9 und 11 bezeichnen Pumpen (Röhrenpumpen); und die Bezugszeichen 10 und 12 bezeichnen Steuervorrichtungen.
Der Aufzeichnungskopf ist mit 1.344 Auslassöffnungen versehen. Das Volumen pro Tintentropfen beträgt ungefähr 50 pl (Pikoliter). In Zeitraum des Aufzeichnungsvorgangs werden Tintentropfen mittels einer Aufzeichnungskopftreiberschaltung (nicht gezeigt) ausgelassen.
Ein Mechanismus ist dazu angeordnet, dass er jede der Röhren der Röhrenpumpen 9 und 11 durch die Aufbringung eines von den Steuervorrichtungen 10 und 12 übermittelten Signals im Zeitraum des Aufzeichnungsvorgangs öffnet. Somit kann die Tinte durch die Pumpen frei hindurch treten.
Nach Durchlaufen der Tintenpfade 30 und 31 tritt die Tinte in die Staubbeseitigungsvorrichtungen 6 und 7 mittels der Pumpe 9 und 11 ein, deren Röhren offen sind, und sie wird durch Filter 1 in den Staubbeseitigungsvorrichtungen gefiltert. Durch die Filter 1 verbleiben Staubpartikel und Luftblasen in der Tinte jeweils an deren stromaufwärtigen Seiten, und diese treten nicht in den Aufzeichnungskopf ein, wodurch es möglich ist, dass die Auslassvorgänge in einem stabilen Zustand aufrecht erhalten werden.
Für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät wird der Wiederherstellvorgang zeitlich angepasst unmittelbar vor einem Aufzeichnungsvorgang ausgeführt, nachdem eine Stromquelle des Gerätes eingeschaltet wurde, oder um Luftblasen zu beseitigen, die in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer des Aufzeichnungskopfes, in den Düsen, in den Staubbeseitigungsvorrichtungen oder in irgendeinem anderen Tintenpfad verbleiben. Die Prozedur eines derartigen Wiederherstellvorgangs ist folgendermaßen:
Die 6 zeigt eine Flusskarte der Prozedur des Wiederherstellbetriebs gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel. Zunächst übermitteln die Steuervorrichtungen 10 und 12 Steuersignale, um die Pumpen 9 bzw. 11 anzutreiben. Wie dies bei S1 und S2 in der 6 angegeben ist, wird die Pumpe 11 vorzugsweise dann betätigt, nachdem die Pumpe 9 betätigt wurde, da es auf diese Art und Weise möglich ist, dass das Ansaugen von irgendeinem Gaskörper von den Auslassöffnungen verhindert wird. Die Pumpe 9 drückt und befördert die Tinte in der Richtung von A nach B gemäß der 1, während die Pumpe 11 die Tinte in der Richtung von C zu D gemäß der 1 drückt und befördert. Die Tintenmengen, die unter Druck mittels der Pumpen 9 und 11 befördert werden, sind nahezu einander gleich.
Nach dem Passieren der Pumpe 9 von dem Tintenbehälter 8 durch den Flüssigkeitspfad 30 tritt die Tinte in die Staubbeseitigungsvorrichtung 6 an der Seite des Vorschubpfads ein.
Wie bei dem herkömmlichen Gerät ermöglicht die Staubbeseitigungsvorrichtung 6 an der Seite des Vorschubpfads, dass die gesamte Tinte durch den Filter 1 der Vorrichtung 6 durch die Aufbringung einer mit Druck beaufschlagten Tinte hindurch tritt, die mittels einer Pumpe befördert wird. Durch den Druckverlust durch den Filter 1 tritt somit eine große Druckdifferenz vor und hinter dem Filter 1 auf. Infolgedessen treten Luftblasen und Tinte in die gemeinsame Flüssigkeitskammer 14 des Aufzeichnungskopfes durch den Filter ein.
Gleichzeitig saugt die Pumpe 11 an der Seite des Rückkehrpfads Tinte mit nahezu derselben Menge wie die in die gemeinsame Flüssigkeitskammer 14 strömende Tinte an. Daher wird das Innere der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 14 während des Wiederherstellvorgangs im Wesentlichen auf den Atmosphärendruck gehalten. Somit besteht keine Möglichkeit, dass die Tinte aus den Auslassöffnungen 15 strömt.
Die in die gemeinsame Flüssigkeitskammer 14 eingetretene Tinte und die Luftblasen treten durch diese Kammer hindurch, ohne dass sie aus den Auslassöffnungen strömen, und sie erreichen die Staubbeseitigungsvorrichtung 7 an der Seite des Rückkehrpfads. Durch die Betätigung der Pumpe 11 wird die Durchsatzrate der Tinte für die Staubbeseitigungsvorrichtung 7 an der Seite des Rückkehrpfads auf das gleiche Niveau wie jene an der Seite des Vorschubpfads gehalten. Daher können die Luftblasen durch den Filter genau wie an der Seite des Vorschubpfads hindurch treten.
Hierbei werden die Druckdifferenzen vor und hinter den Filtern der Staubbeseitigungsvorrichtungen gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gemessen. Die Tabelle 2 zeigt die so erhaltenen Messergebnisse. In der Tabelle 2 gezeigte numerische Werte geben Drücke an der Eingangsseite der Staubbeseitigungsvorrichtung 6 (A), an ihrer Ausgangsseite (B), an der Eingangsseite der Staubbeseitigungsvorrichtung 7 (C) und an ihrer Ausgangsseite (D) an, sofern die Durchsatzrate der Pumpen auf ungefähr 1,5 ml pro Sekunde festgelegt ist, während der Filterflächeninhalt ungefähr 30 mm² beträgt.
Tabelle 2
Aus der Tabelle 2 ist es ersichtlich, dass zwischen C und D eine ausreichende Differenz erreichbar ist. Daher können Luftblasen auch durch den Filter in dem Tintenrückkehrpfad hindurch treten.
Danach werden die Tinte und die Luftblasen zu dem Tintenbehälter 8 durch den Flüssigkeitspfad 31 und durch die Pumpe 11 zirkuliert. Die Luftblasen werden dann zur Außenluft ausgelassen.
Parallel zu der vorstehend beschriebenen Tintenzirkulation ist es vorzuziehen, einen Vorauslassvorgang hinsichtlich des Abdeckungsvorgangs auszuführen, zum Beispiel durch Antreiben der Tintenauslasselemente des Aufzeichnungskopfes in einer spezifischen Zeitperiode, wie dies bei S4 und S5 in der 6 angegeben ist. Eine verbesserte Wiederherstellwirkung ist durch die Tintenzirkulation und den Vorauslassvorgang erreichbar, die zu diesem Zweck zusammenwirken.
Um die in den Düsen des Aufzeichnungskopfes verbleibenden Luftblasen zu beseitigen, wird die Pumpe 11 zuerst an der Seite des Rückkehrpfads (Ausströmseite) an dem Ende des Wiederherstellvorgangs angehalten, wie dies bei S5 und S6 in der 6 angegeben ist, und ungefähr nach 0,5 Sekunden wird die Pumpe 9 an der Vorschubseite (Einströmseite) angehalten.
Während der Zeitperiode von 0,5 Sekunden, in der die Pumpe 11 angehalten wird, die Pumpe 9 aber noch in Betrieb ist, wird das Innere der gemeinsamen Flüssigkeitskammer 14 mit Druck beaufschlagt. Daher strömt die Tinte aus den Auslassöffnungen aus, um die Luftblasen auszustoßen, die in den Düsen verblieben sind.
Diesbezüglich kann die Antriebszeitgebung der Pumpen gemäß der vorstehenden Beschreibung passend eingestellt werden, so dass die Luftblasen in den Düsen entsprechend den Spezifikationen des Aufzeichnungskopfes und der zu verwendenden Pumpe beseitigt werden können.
Wie dies gemäß der vorliegenden Erfindung vorstehend beschrieben ist, soll die als Verbrauchstinte auszulassende Tintenmenge im Extremfall auf jene begrenzt werden, die zum Beseitigen der Luftblasen in den Düsen verwendet wird. Es wird keine Tinte beim Beseitigen von Luftblasen in den Flüssigkeitspfaden und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer verschwendet.
Außerdem besteht im Gegensatz zu dem herkömmlichen Gerät kein Bedarf an einer Anordnung von irgendeiner Pumpe, deren Kapazität groß genug ist, damit eine ausreichende Tintenmenge in die Seite des Rückkehrpfads strömt, und zwar angesichts des geschätzten Tintenabflusses aus den Auslassöffnungen. Infolgedessen ist es möglich, einfach aufgebaute Pumpen mit einer kleinen Kapazität für das wirksame Beseitigen der Luftblasen zu übernehmen.
(Zweites Ausführungsbeispiel)
Die 2 zeigt ein anderes Beispiel des Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß 2 wird eine Pumpe nur für den Tintenrückkehrpfad verwendet. Ein Ventil 32 ist in dem Tintenbehälter 8 vorgesehen, das sich entsprechend Signalen von der Steuervorrichtung 10 öffnet und schließt.
Im Zeitraum eines Aufzeichnungsvorgangs wird das Ventil 32 mittels der Steuervorrichtung 10 geöffnet, und dann wird wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel Tinte zugeführt.
Im Zeitraum eines Wiederherstellvorgangs wird das Ventil 32 durch die Übermittlung eines Signals von der Steuervorrichtung 10 geschlossen, wodurch der Tintenbehälter luftdicht geschlossen wird. Wenn die Pumpe 9 angetrieben wird, um Tinte unter Druck zu fördern, während der Tintenbehälter luftdicht geschlossen ist, wird die Tinte von dem Flüssigkeitspfad 30 zu der Seite der Staubbeseitigungsvorrichtung 6 befördert, während im Gegensatz dazu die Tinte an der Seite der Staubbeseitigungsvorrichtung 7 in den Tintenbehälter von dem Flüssigkeitspfad 30 gesaugt wird. Anders gesagt ist es wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, Luftblasen aus dem Flüssigkeitspfad zu beseitigen, indem die Tinte zirkuliert, wobei im Wesentlichen kein Tintenausfluss aus dem Auslassöffnungen zugelassen wird.
Außerdem wird durch das Öffnen des Ventils 32 vor der Beendigung des Wiederherstellvorgangs der Saugvorgang an der Seite des Tintenrückkehrpfads angehalten. Wenn die Pumpe 9 in einer kurzen Zeitperiode in einem derartigen Zustand angetrieben wird, dann ist es somit möglich, Luftblasen in den Düsen zu der Außenseite auszustoßen.
Gemäß dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel wird ein Vorteil dahingehend erzielt, dass die gleiche Wirkung wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel unter Verwendung von nur einer einzigen Pumpe weiterhin möglich ist.
Bei dem vorstehend beschriebenen ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist die Bauart der Pumpe nicht notwendigerweise beschränkt. Es kann möglich sein, eine Röhrenpumpe, eine Zahnradpumpe, eine Kolbenpumpe oder dergleichen zu übernehmen.
(Drittes Ausführungsbeispiel)
Die 3 zeigt eine schematische Ansicht eines weiteren Beispiels des Gerätes gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Gerät wird eine Röhrenpumpe mit zwei Röhrensystemen an einer Welle des Motors als eine Einrichtung zum Erzeugen von Druck übernommen.
Die Bezugszeichen 16 und 17 bezeichnen schematische Walzenmechanismen, die Röhren der Röhrenpumpe einquetschen. Diese beiden Mechanismen sind koaxial an dem Motor 18 angeschlossen.
Der Walzenmechanismus 16, der Tinte zu dem Vorschubpfad drückt und befördert, ist mit einer Ein-Wege-Kupplung zwischen dem Mechanismus und der Motorwelle versehen, wodurch er sich in der Richtung zum Fördern von Tinte zu dem Kopf dreht (gemäß der 3 im Gegenuhrzeigersinn). Andererseits ist der Walzenmechanismus 17, der Tinte aus dem Rückkehrpfad direkt ansaugt, mit der Motorwelle gekoppelt, und diese dreht beide in den Richtungen zum Ansaugen von Tinte, und sie drückt und befördert die Tinte in Abhängigkeit der Drehrichtungen des Motors.
Im Zeitraum des Aufzeichnungsvorgangs sind die Röhren der Röhrenpumpen offen (nicht gezeigt). Daher wird die Tinte wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel zugeführt.
Im Zeitraum des Wiederherstellvorgangs dreht sich der Motor 18 zunächst im Gegenuhrzeigersinn gemäß der 3, und dann drehen beide Walzenmechanismen 16 und 17 im Gegenuhrzeigersinn. Daher drückt und befördert der Walzenmechanismus 16 die Tinte, während der Walzenmechanismus 17 die Tinte ansaugt. Auf diesem Wege ist es wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel möglich, Luftblasen aus dem Flüssigkeitspfad und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer zu beseitigen, ohne dass die Tinte aus den Auslassöffnungen ausströmt. Danach wird der Motor angehalten, und dann dreht er sich in einer kurzen Zeitperiode im Uhrzeigersinn. Hierbei wird eine Drehung des Walzenmechanismuses 16 nicht zugelassen, da die Ein-Wege-Kupplung wirkt. Nur der Walzenmechanismus 17 dreht sich im Uhrzeigersinn, um die Tinte zu dem Kopf zu drücken und zu befördern. Somit erhöht sich der Druck in der gemeinsamen Flüssigkeitskammer, um Luftblasen in den Düsen zu der Außenseite auszustoßen.
Bei dem gegenwärtigen Ausführungsbeispiel gibt es einen Vorteil dahingehend, dass nur ein einziger Motor beide Pumpen antreiben kann.
Diesbezüglich ist die vorliegenden Erfindung in wirksamer Weise auf irgendeine Bauart eines Aufzeichnungskopfes anwendbar, sei es eine "Blasen/Strahl-Bauart" oder ein Aufzeichnungskopf unter Verwendung von piezoelektrischen Elementen oder dergleichen, sofern die Erfindung nur für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät angewendet wird, das seinen Wiederherstellvorgang durch Zirkulieren von Tinte bewirkt.
Insbesondere bei einem Gerät, das mit einem länglichen Kopf mit einer großen Anzahl an Düsen versehen ist, zeigt die vorliegende Erfindung eine bedeutsame Wirkung beim Beseitigen von Luftblasen. und beim Reduzieren der Tintenverbrauchsmenge.
Wie dies vorstehend beschrieben ist, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, die Tintenverbrauchsmenge bedeutend zu reduzieren, wenn ein Wiederherstellvorgang eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts durchgeführt wird, und es ist möglich, die Luftblasen in den Filtereinheiten unter Verwendung von Pumpen mit einer kleinen Kapazität zuverlässig zu beseitigen. Daher können nicht nur die laufenden Kosten reduziert werden, sondern auch die Herstellungskosten des Herstellungskosten des Geräts selbst können auf ein niedrigeres Niveau reduziert werden.

Claims

Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät, das so aufgebaut ist, dass ein Zirkulieren einer Aufzeichnungsflüssigkeit möglich ist, indem ein Aufzeichnungskopf (13) zum Auslassen der Aufzeichnungsflüssigkeit (2) mit einer Einrichtung zum Aufbewahren der Aufzeichnungsflüssigkeit leitend verbunden ist, und zwar durch einen Vorschubpfad (30), damit die Aufzeichnungsflüssigkeit in den Aufzeichnungskopf (13) strömt, und durch einen Rückkehrpfad (31), damit die Aufzeichnungsflüssigkeit aus dem Kopf strömt, mit: einer Einrichtung (11) zum Erzeugen von Druck, um die Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Rückkehrpfad (31) von dem Aufzeichnungskopf (13) weg anzusaugen, wobei ein Druck auf die Aufzeichnungsflüssigkeit (2) in dem Vorschubpfad (30) zu dem Kopf (13) hin aufgebracht wird.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, das des Weiteren folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Steuern des Drucks, der auf die Aufzeichnungsflüssigkeit durch die Einrichtung zum Erzeugen von Druck aufgebracht wird, und/oder zum Steuern der Zeitgebung zum individuellen Aufbringen des Drucks auf die Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Vorschubpfad und in dem Rückkehrpfad.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, das des Weiteren folgendes aufweist: eine Einrichtung zum Steuern des Drucks, der auf die Aufzeichnungsflüssigkeit durch die Einrichtung zum Erzeugen von Druck aufgebracht wird, und/oder zum Steuern der Zeitgebung zum gemeinsamen Aufbringen des Drucks auf die Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Vorschubpfad und in dem Rückkehrpfad.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Erzeugen von Druck eine einzige Pumpe ist, und der Pfad zum Zirkulieren der Aufzeichnungsflüssigkeit ist ein geschlossenes System.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei die Einrichtung zum Erzeugen von Druck eine Vielzahl Pumpen ist, die sowohl in dem Vorschubpfad als auch in dem Rückkehrpfad angebracht sind.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 5, wobei die in dem Vorschubpfad angebrachte Pumpe früher als die in dem Rückkehrpfad angebrachte Pumpe angehalten wird.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei die in dem Vorschubpfad angebrachte Pumpe früher als die in dem Rückkehrpfad angebrachte Pumpe betätigt wird.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei eine Einrichtung zum Beseitigen von Fremdkörpern sowohl in dem Vorschubpfad als auch in dem Rückkehrpfad angebracht ist.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 8, wobei die Einrichtung zum Beseitigen von Fremdkörpern Filter aufweist.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 1, wobei der Kopf mit Energieerzeugungseinrichtungen zum Erzeugen von Energie versehen ist, die zum Auslassen der Aufzeichnungsflüssigkeit genutzt wird.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 10, wobei die Energieerzeugungseinrichtung elektrothermische Wandlerelemente aufweist, um thermische Energie als die Energie zu erzeugen.
Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgerät gemäß Anspruch 10 oder Anspruch 11, wobei parallel zu der Zirkulation der Aufzeichnungsflüssigkeit die Energieerzeugungseinrichtung angetrieben wird.
Verfahren zum Wiederherstellen eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgeräts, das so aufgebaut ist, dass ein Zirkulieren einer Aufzeichnungsflüssigkeit ermöglicht wird, indem ein Aufzeichnungskopf (13) zum Auslassen einer Aufzeichnungsflüssigkeit (2) mit einer Einrichtung zum Aufbewahren der Aufzeichnungsflüssigkeit (2) leitend verbunden ist, und zwar durch einen Vorschubpfad (30), damit die Aufzeichnungsflüssigkeit in den Aufzeichnungskopf (13) strömt, und durch einen Rückkehrpfad (31), damit die Aufzeichnungsflüssigkeit aus den Kopf (13) strömt, mit den folgenden Schritten: Zirkulieren der Aufzeichnungsflüssigkeit (2) durch Ansaugen der Aufzeichnungsflüssigkeit in dem Rückkehrpfad (31) von dem Kopf weg, wobei ein Druck auf die Aufzeichnungsflüssigkeit (2) in dem Vorschubpfad (30) zu dem Kopf (13) hin aufgebracht wird.
Verfahren zum Wiederherstellen eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß Anspruch 13, das des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: Anhalten des Saugvorgangs, bevor die Aufbringung des Drucks angehalten wird.
Verfahren zum Wiederherstellen eines Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß Anspruch 13 oder Anspruch 14, das des Weiteren den folgenden Schritt aufweist: Aktivieren der Aufbringung des Drucks vor dem Saugvorgang.