DE69814562T2

DE69814562T2 - Druckvorrichtung mit Flüssigkeitsausstoss und zugehöriges Flüssigkeitsversorgungsverfahren

Info

Publication number: DE69814562T2
Application number: DE69814562T
Authority: DE
Inventors: Shihoh Ohta-ku Makoto; Mouri Ohta-ku Akihiro; Yashima Ohta-ku Masataka; Chino Ohta-ku Noriyuki; Takanaka Ohta-ku Yasayuki; Araki Ohta-ku Yoshimasa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-11-14
Filing date: 1998-11-13
Publication date: 2004-03-18
Anticipated expiration: 2018-11-14
Also published as: EP0916502B1; EP0916502A3; US6082851A; DE69814562D1; EP0916502A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft generell eine Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung und ein Flüssigkeitszuführverfahren, das in dieser Anwendung findet. Genauer gesagt bezieht sich die Erfindung auf eine Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung auf dem technischen Gebiet des Tintenstrahldruckens, bei dem eine große Tintenmenge Verwendung findet und eine Zirkulationsbahn der Tinte vorgesehen ist, und auf ein Flüssigkeitszuführverfahren, das bei der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung Anwendung findet.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung, bei der ein Druckvorgang auf einem zu bedruckenden Medium, wie Papier, durch Ausstoßen eines Tintentröpfchens von einem Druckkopf durchgeführt wird, findet als Drucker in Verbindung mit einem PC, als Faxgerät, als Kopiergerät weitverbreitete Anwendung.
Eine Tintenstrahldruckvorrichtung ist insofern von Vorteil, da hiermit Bilder hoher Qualität mit hoher Geschwindigkeit und geringer Geräuschentwicklung gedruckt werden können und ein Farbdruck in einfacher Weise durchgeführt werden kann. In den letzten Jahren wurden Tintenstrahldruckvorrichtungen auch als Vorrichtungen mit großem Druckvolumen, beispielsweise zum Drucken auf Papier großer Größe, wie Plakaten, Bedrucken von textilen Materialien etc., eingesetzt.
Andererseits wurden Untersuchungen zur Anwendung des Tintenstrahldrucks für einen Mehrtonbilddruck für medizinische Zwecke, beispielsweise Röntgenfilme, CT-Abtastbilder etc., durchgeführt. Bei einer solchen Druckvorrichtung von medizinischen Bildern wird es möglich, eine viel größere Vielzahl von Farbtönen als Arten von Tinten vorhanden sind durch Kombination einer Vielzahl von Tintenarten mit unterschiedlichen Dichten und Durchführung eines Drucks über zwei oder drei Male auszudrücken.
Da eine Tintenstrahldruckvorrichtung einen Druck durch Ausstoßen von Tinten durchführt, wird es erforderlich, die durch das Ausstoßen verbrauchte Tinte in konstanter Weise zuzuführen.
Als Tintenzuführsystem für den Druckkopf ist im Falle der bekannten Vorrichtung für entsprechende Anwendungsfälle, bei denen eine große Tintenmenge verbraucht wird, ein Tank mit großem Volumen in einstückiger Weise am Hauptteil in der Vorrichtung montiert, und ein Tintenkanal vom Tank zur Kopfkassette ist mit einem Rohr oder einem Schlauch versehen.
Als flexibles Rohr, das im Tintenkanal verwendet werden kann, hat ein aus Gummi oder Kunstharz gebildetes Rohr eine gewisse Gasdurchlässigkeit. Daher kann Luft der Atmosphäre Schritt um Schritt durch die Rohrwandung dringen und im Rohr Blasen erzeugen. Wenn eine Blase in den Druckkopf strömt, wird das normale Ausstoßen des Tintentröpfchens unmöglich, so daß im schlimmsten Fall kein Druck mehr möglich ist.
Daher wurde ein Tintenzirkulationskanal gemäß 1 vorgeschlagen, bei dem verhindert wird, daß eine Blase in den Druckkopf eindringt, selbst wenn eine solche erzeugt wird.
In 1 ist mit 501 ein Druckkopf, mit 502 eine Luftpufferkammer und mit 503 ein Tintentank bezeichnet. Die Luftpufferkammer 502 und der Tintentank 503 sind über zwei Tintenkanäle 504 und 505 miteinander verbunden, um einen Zirkulationskanal zu bilden. In einer Strömungsbahn des Tintenkanales 505 ist eine Pumpe 506 vorgesehen, um die Tinte innerhalb der Luftpufferkammer 502 zum Tintentank 503 zu überführen. Andererseits handelt es sich bei der Luftpufferkammer 502 um eine in bezug auf die Atmosphäre geschlossene Konstruktion mit Ausnahme der beiden Tintenkanäle. Am Tintentank 503 ist eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Öffnung 507 vorgesehen.
Wenn im vorstehend erwähnten Tintenzirkulationskanal die Pumpe angetrieben wird, werden die Tinte und die Luft in der Luftpufferkammer 502 durch den Tintenkanal 505 in den Tintentank 503 überführt. In Verbindung damit wird die Tinte im Tintentank 503 durch den Tintenkanal 504 zur Luftpufferkammer 502 geführt. Durch die Verwirklichung einer Tintenzirkulation zwischen der Luftpufferkammer 502 und dem Tintentank 503 kann die im Tintenkanal erzeugte Blase in den Tintentank 503 abgeführt werden, so daß auf diese Weise erfolgreich verhindert werden kann, daß die Blase in den Kopf eindringt.
Bei der vorstehend beschriebenen Konstruktion treten jedoch die nachfolgenden technischen Probleme im Hinblick auf die Durchführung eines Drucks mit höherer Farbtonqualität und höherer Bildqualität bei höherer Geschwindigkeit auf.
Wenn die Pumpe 506 im Tintenzirkulationskanal vorgesehen ist, dringt die Tinte durch das Innere der Pumpe, wodurch Schwierigkeiten in bezug auf die sichere Entfernung von Staub innerhalb der Pumpe auftreten (beispielsweise im Falle einer Rohrpumpe können Verschleißpartikel aus dem Innerern des Rohres durch wiederholten Gebrauch oder im Material des Rohres enthaltene Fett- oder Ölkomponenten auftreten). Solche Staubpartikel können zu einem Verstopfen führen, wenn sie sich auf der Düse beim Druckvorgang abscheiden und sich hierin verfestigen. Insbesondere dann, wenn der Durchmesser der Ausstoßöffnungen oder Düsen kleiner gemacht wird, um Bilder hoher Qualität zu verwirklichen, ist eine gewisse Entfernung des Staubes erforderlich.
In der EP-A-0 803 362 wurden ein Flüssigkeitszuführverfahren und eine leichte Zuführvorrichtung zum einfachen und sicheren Durchführen der Zuführung der Flüssigkeit in die Flüssigkeitsströmungsbahn unter Lösung des Staubentfernungsproblemes im Tintenzuführkanal in einer Richtung vorgeschlagen, indem ein Mechanismus zum Zuführen der Tinte unabhängig vom Tintenzuführkanal vorgesehen wurde.
Es ist daher ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung mit einem Zirkulationskanal zur Verhinderung des Eindringens einer Blase in einen Druckkopf und ein Flüssigkeitszuführverfahren für die Vorrichtung zu schaffen, bei denen ein Beimischen von Verunreinigungen in die Tinte im Tintenzirkulationskanal durch Anordnung eines Mechanismus zum Zuführen der Tinte unabhängig vom Tintenzirkulationskanal verhindert werden kann.
Ein anderes Ziel der vorliegenden Erfindung betrifft die Ermöglichung eines Umschaltens zwischen der Tintenzirkulation im Tintenzirkulationskanal und der Zuführung der Tinte in einen Tintentank mit einem einfachen Mechanismus.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu dem vorstehend genannten Ziel oder allein betrifft die Schaffung eines Flüssigkeitszuführverfahrens, mit dem ein Druck mit hoher Geschwindigkeit verwirklicht werden kann, indem ein Druckvorgang während der Zuführung der Tinte ermöglicht wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung geschaffen, mit der ein Druck durch Ausstoßen einer Flüssigkeit in Richtung auf ein Druckmedium durchgeführt wird und die einen Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt aufweist, der einen Flüssigkeitsausstoßdruckkopf, der eine Flüssigkeit ausstößt, und einen ersten Tank, der die dem Kopf zuzuführende Flüssigkeit enthält, einen zweiten Tank, der eine dem ersten Tank zuzuführende Flüssigkeit enthält und eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Öffnung zum Einführen atmosphärischer Luft aufweist, einen dritten Tank, der die Flüssigkeit vom ersten Tank aufnimmt und diese dem zweiten Tank zuführen kann, einen ersten Flüssigkeitszuführkanal zum Verbinden des ersten Tanks und des zweiten Tanks, einen zweiten Flüssigkeitszuführkanal zum Verbinden des zweiten Tanks und des dritten Tanks, einen dritten Flüssigkeitszuführkanal zum Verbinden des dritten Tanks mit dem ersten Tank, wobei der erste Tank und der dritte Tank ausschließlich eines entsprechend angeschlossenen Zuführkanales einen umschlossenen Raum bilden, eine Pumpe, die ein Gas im dritten Tank ansaugen kann und in einem anderen Kanal als dem ersten, zweiten und dritten Zuführkanal vorgesehen ist, und ein erstes Ventil, das im zweiten Zuführkanal zum Öffnen und Schließen des zweiten Flüssigkeitszuführkanales vorgesehen ist, sowie ein zweites Ventil, das im dritten Tank zur Verbindung des Gases im dritten Tank mit der Außenseite vorgesehen ist, aufweist.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Flüssig keitszuführverfahren zum Zuführen einer Flüssigkeit zur vorstehend genannten Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung geschaffen, das einen ersten Flüssigkeitszuführschritt zum Schließen des ersten und zweiten Ventiles und zum Ansaugen eines Gases des dritten Tanks mit der Pumpe zum Einführen einer Flüssigkeit im ersten Tank in den dritten Tank und einen zweiten Flüssigkeitszuführschritt zum Öffnen des ersten und zweiten Ventiles zum Einführen der Flüssigkeit im dritten Tank in den zweiten Tank umfaßt.
Mit der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung und dem Flüssigkeitszuführverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung kann die im dritten Tank gespeicherte Flüssigkeit durch den zweiten Tank, den ersten Tank und den dritten Tank durch einen Zirkulationskanal einschließlich des zweiten Flüssigkeitszuführkanales, des ersten Flüssigkeitszuführkanales und des dritten Zuführkanales umgewälzt werden. Bei der Zirkulation der Flüssigkeit wird das Gas innerhalb des dritten Tanks von der Pumpe abgesaugt. Da die Pumpe mit einem Kanal versehen ist, der sich vom Zirkulationskanal unterscheidet, werden in keiner Weise Verunreinigungen der Tinte im Flüssigkeitszirkulationskanal beigemischt.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die vorstehend beschriebene Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung mit einem vierten Tank, der eine Flüssigkeit dem dritten Tank zuführt, und einem vierten Flüssigkeitszuführkanal versehen, der den dritten Tank und den vierten Tank verbindet, und wird die Pumpe in dem anderen Kanal als dem vierten Flüssigkeitszuführkanal vorgesehen.
Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion wird bei der Durchführung der Umwälzung der Flüssigkeit diese vom vierten Tank in den dritten Tank eingefüllt, wozu eine gemeinsame Pumpe mit einem einfachen Mechanismus verwendet werden kann, indem lediglich das Ventil umgeschaltet wird.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird ein Flüssigkeitszuführverfahren zum Zuführen einer Flüssigkeit zu einer Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung als eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung geschaffen, wobei die Vorrichtung einen vierten Tank und einen dritten Tank zum Blockieren der Bewegung der im ersten Flüssigkeitskanal oder dritten Flüssigkeitskanal vorgesehenen Flüssigkeit umfaßt, welches Verfahren einen ersten Flüssigkeitszuführschritt zum Schließen des ersten und zweiten Ventiles und zum Absaugen eines Gases im dritten Tank zur Einführung der Flüssigkeit im ersten Tank in den dritten Tank, einen zweiten Flüssigkeitszuführschritt zum Öffnen des ersten und zweiten Ventiles und zum Einfüllen der Flüssigkeit im dritten Tank in den zweiten Tank und einen dritten Flüssigkeitszuführschritt zum Schließen des ersten, zweiten und dritten Ventiles, zum Absaugen eines Gases im dritten Tank mit der Pumpe und zum Einführen der Flüssigkeit im vierten Tank in den dritten Tank, wobei der dritte Flüssigkeitszuführschritt während des Druckvorganges auf dem Druckmedium durchgeführt wird, umfaßt.
Da bei dem vorstehend beschriebenen Flüssigkeitszuführverfahren die Flüssigkeitszufuhr vom vierten Tank zum dritten Tank während des Druckvorganges vervollständigt wird, kann der Durchsatz in bezug auf den Druck verbessert werden, um einen Hochgeschwindigkeitsdruck zu verwirklichen.
Die obigen Ziele und andere Ziele, Wirkungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen derselben in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen. Hiervon zeigen:
1 eine Darstellung eines Beispieles einer herkömmlichen Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung;
2 eine perspektivische Ansicht der äußeren Erscheinungsform eines Farbtextildrucksystems als einer Ausführungsform einer Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine Darstellung der Konstruktion eines Tintenzuführabschnittes der ersten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
4A bis 4D Ablaufdiagramme zur Darstellung der Sequenzen in bezug auf die Flüssigkeitszuführung der ersten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
5 eine Darstellung der Konstruktion des Tintenzuführabschnittes der zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
6A bis 6D Ablaufdiagramme zur Darstellung der Sequenzen in bezug auf die Flüssigkeitszuführung der zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erf indung;
7 ein Ablaufdiagramm zur Darstellung einer Se quenz in bezug auf die Flüssigkeitszuführung der zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erf indung;
8 eine Darstellung des Hauptteiles einer Modifikation der zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
9A und 9B Darstellungen der dritten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 9A eine Draufsicht der Tintenstrahldruckvorrichtung und 9B eine Vorderansicht der Tintenstrahldruckvorrichtung in Richtung des Pfeiles A in 9A sind;
10A und 10B Darstellungen der dritten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung der vorliegenden Erfindung, wobei 10A ein Schnitt entlang Linie B-B' in 9B und 10B ein Schnitt des Hauptabschnittes der Tintenstrahldruckvorrichtung der 9A und 9B sind;
11 eine Darstellung, die einen Tintenkanal der dritten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 eine vergrößerte Darstellung der Umgebung eines Untertanks des in 11 gezeigten Tintenkanales;
13A bis 13D Ablaufdiagramme zur Darstellung von Sequenzen in bezug auf die Flüssigkeitszuführung bei der dritten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
14 eine Darstellung der vierten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
15 eine Darstellung eines Hauptabschnittes einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
16 eine Darstellung eines Hauptabschnittes einer Modifikation der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Bevorzugte Ausführungsformen einer Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung werden hiernach erläutert.
(Erste Ausführungsform)
2 ist eine perspektivische Ansicht eines Farbtextildrucksystems, das eine Ausführungsform einer Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung bildet.
Ein Hauptteil 199 einer Tintenstrahldruckvorrichtung ist generell mit einem Tintenzuführabschnitt 100, einem Druckerabschnitt 200 und einem Förderabschnitt 250 für das textile Material versehen.
Ein textiles Material 251 als Druckmedium befindet sich in der Form einer Rolle auf einer Materialzuführrolle 252. Das Material 251 wird von Rollen 252 bis 257, die einen Förderabschnitt 250 bilden, transportiert.
An einem Druckerrahmen 201, der über dem Materialförderabschnitt 250 angeordnet ist, sind zwei Führungsschienen 202 und 203 gelagert und in Parallellage in Richtung des Pfeiles A fixiert. Ein Schlitten 204 ist an zwei Führungsschienen 202 und 203 zur Durchführung einer Bewegung in Richtung des Pfeiles A beweglich gelagert. Auf dem Schlitten ist eine Vielzahl von Druckköpfen (es sind nur die Druckköpfe 205a und 205b gezeigt) so angeordnet, daß die Druckköpfe dem textilen Material 251 gegenüberliegen.
Wenn der Schlitten 204 von einem Antriebsmotor (nicht gezeigt) in Richtung des Pfeiles A bewegt wird, wird ein Tintenausstoßbefehl an die Druckköpfe 205a und 205b abgegeben, wie er beispielsweise zur Durchführung eines Drucks erforderlich ist. Nach Beendigung der Bewegung des Schlittens 204 wird eine Druckzeile entsprechend der ausgestoßenen Tinte in einer vorgegebenen Position auf dem textilen Material 251 erzeugt. Nach der Durchführung des Drucks von einer Zeile auf dem textilen Material 251 wird das Material 251 über eine vorgegebene Strecke in Richtung des Pfeiles B (Hilfsabtastrichtung) der 2 von einem Materialförderband (nicht gezeigt) gefördert. Durch Durchführung eines Ausstoßes von den Druckköpfen 205a und 205b wird als nächstes in der erforderlichen Weise eine zweite Zeile auf dem Material 301 gedruckt, wenn der Schlitten 204 in Richtung des Pfeiles A bewegt wird. Durch Wiederholung einer derartigen Operationssequenz wird ein gewünschter sequentieller Druck auf dem Material 301 ausgeführt.
Eine Tintenrohrgruppe 206 ist beispielsweise so an die Druckköpfe 205a und 205b angeschlossen, daß Tinten in Mengen, die den verbrauchten Mengen entsprechen, den Druckköpfen 205a, 205b etc. vom Tintenzuführabschnitt 100 über die Tintenrohrgruppe 206 bei jedem wiederholten Ausstoß zugeführt werden.
Als nächstes wird die Konstruktion des Tintenzführabschnittes 100 der vorstehend beschriebenen Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung in Verbindung mit 3 beschrieben.
Der Tintenzführabschnitt 100 ist generell mit einem ersten Tintentank 2, der eine dem Druckkopf 205a (oder 205b) zuzuführende Tinte speichert, einem zweiten Tintentank 4, der die Tinte zum ersten Tintentank 2 führt, und einem dritten Tintentank 5, der die Tinte zum zweiten Tintentank 4 führt und die vom ersten Tintentank 2 überfließende Tinte speichert, versehen.
Der erste Tintentank 2 ist am Schlitten 204 montiert, der in bezug auf einen Hauptteil der das vorstehend beschriebene System bildenden Vorrichtung zusammen mit dem vorstehend genannten Druckkopf 205a (oder 205b) bewegbar ist. Der zweite Tintentank 4 und der dritte Tintentank 5 sind am das vorstehend beschriebene System bildenden Hauptteil fixiert.
Der erste Tintentank 2 und der zweite Tintentank 4 sind über einen ersten Tintenkanal 6 miteinander verbunden. Ein Ende des ersten Tintenkanales 6 ist an einen unteren Abschnitt des ersten Tintentanks 2 angeschlossen, und das andere Ende des ersten Tintenkanales 6 steht mit dem un teren Seitenabschnitt des zweiten Tintentanks 4 in Verbindung. Am unteren Seitenabschnitt des zweiten Tintentanks 4 ist ein Flüssigkeitsniveausensor 24, der als Tintenniveaudetektionseinrichtung zum Detektieren des Tintenniveaus (Flüssigkeitspegels) im zweiten Tintentank 4 dient, an einer Stelle angeordnet, die höher liegt als die Verbindungsposition des ersten Tintenkanales 6. Ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehendes Loch 26 ist am oberen Abschnitt des zweiten Tintentanks 4 vorgesehen.
Der untere Abschnitt des zweiten Tintentanks 4 und der untere Abschnitt des dritten Tintentanks 5 sind über einen zweiten Tintenkanal 8 verbunden. In einer Zwischenposition des zweiten Tintentanks 8 ist ein erstes Ventil 9 vorgesehen.
In einem oberen Abschnitt des dritten Tintentanks 5 ist ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehender Kanal 11 vorgesehen. In der Zwischenposition des mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kanales 11 ist ein zweites Ventil 10 zum Umschalten montiert, mit dem die Verbindung mit der Atmosphäre hergestellt und blockiert werden kann. An einen Seitenabschnitt des dritten Tintentanks 5 ist ein Ende eines dritten Tintenkanales 7 zum Sammeln der Tinte, die den ersten Tintentank 2 überflossen hat, angeschlossen. In der Zwischenposition des Tintenkanales 7 ist ein drittes Ventil 22 montiert. Im oberen Abschnitt des dritten Tintentanks 5 ist ein Ende eines Luftkammersaugkanales 12 zum Absaugen von Luft eines Luftkammerabschnittes darin angeschlossen. Das andere Ende des Luftkamersaugkanales 12 steht mit einem Tank 13 für verbrauchte Tinte in Verbindung. In einer Zwischenposition des Luftkammersaugkanales 12 ist eine Rohrpumpe 50 angeordnet.
Gemäß 3 sind sechs Rollen 51 der Rohrpumpe 50 in einem Rollenhalter 52 in Ausrichtung in Umfangsrichtung angeordnet. Der Rollenhalter 52 ist drehbar um eine Drehachse 53 gelagert. Die Rollen 51 sind ebenfalls drehbar um Rollenachsen 54 gelagert, die am Rollenhalter 52 fixiert sind. Ein Niederdrückelement 55 wird von einer Druckfeder 56 gegen die Rolle 51 vorgespannt, um den Luftkammersaugkanal 12, der sich an einem Teil des äußeren Umfangsabschnittes des Rollenhalters 52 befindet, unter Quetschdruck zu setzen und sich entlang dem äußeren Umfangsrand des Halters erstrecken zu lassen. Der Rollenhalter 52 wird von einem nichtgezeigten Motor angetrieben, so daß er sich in Richtung des Pfeiles D1 dreht. Die Rollen 51 führen eine Umlaufbewegung um die Drehachse 53 des Rollenhalters 52 durch. Dadurch wird der Luftkammersaugkanal 12 von einer Vielzahl von Rollen 51 und vom Niederdrückelement 55 so auf Zug beansprucht, daß die Luft im Luftkammerabschnitt des dritten Tintentanks 3 angesaugt wird, wie später beschrieben. Da der Luftkammersaugkanal 12 in den Tank 13 für verbrauchte Tinte mit der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Öffnung 19 selbst dann eingeführt wird, wenn die Tinte im dritten Tintentank 5 durch den Luftkammersaugkanal 12 abgeführt wird, leckt niemals Tinte aus der Vorrichtung.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind sowohl der mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Kanal 11 als auch der Luftkammersaugkanal aus flexiblem Material hergestellt. Beispielsweise findet ein Siliconrohr Verwendung. Das Siliconrohr benötigt keine signifikante Kraft, um von der Rolle o. ä. zusammengequetscht zu werden, und besitzt eine beträchtliche Rückstellkraft, um keine plastische Verformung zu erfahren, selbst wenn es über einen langen Zeitraum zusammengequetscht wird, damit keine Veränderung oder Denaturierung der Tinte auftritt. Das erste Ventil 9 und das zweite Ventil 10 werden durch Quetschen des mit der At mosphäre in Verbindung stehenden Kanales 11 mit Hilfe eines nichtgezeigten Nockenelementes geöffnet und geschlossen. Durch das Öffnen und Schließen des zweiten Ventiles 10 kann eine Verbindung des Luftkammerabschnittes des dritten Tintentanks 5 hergestellt und blockiert werden.
Andererseits sind der obere Abschnitt des dritten Tintentanks 5 und ein oberer Abschnitt eines vierten Tanks als Zuführtank 16 zum indirekten Durchführen einer Hilfstintenzufuhr zum ersten Tintentank 2 über einen vierten Tintenkanal 14 miteinander verbunden. In der Zwischenposition des vierten Tintenkanales 14 ist ein Rückschlagventil 21 als viertes Ventil montiert. An einem Ende des vierten Tintenkanales 14 ist ein erstes Nadelelement 15 montiert, das in eine Tintenzuführöffnung 17 des Zuführtanks 16 einsetzbar ist. Das erste Nadelelement 15 ist ein Rohrformelement, das mit einer Öffnung an seinem Spitzenende versehen ist. Die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Öffnung 20 des Zuführtanks 16 wird vom mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kanal 28 zur Atmosphäre geöffnet. An einem Ende des mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Kanales 28 ist ein zweites Nadelelement 18 in Rohrform mit einer Öffnung am Spitzenende montiert. Das zweite Nadelelement 18 ist in die mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Öffnung 20 eingesetzt.
In einem Innenwandabschnitt des dritten Tintentanks 5 ist ein Flüssigkeitsniveausensor 23 als Tintenpegeldetektionseinrichtung in einer Position montiert, die höher ist als der Flüssigkeitsniveausensor 24 des zweiten Tintentanks. Der Tintenniveausensor 23 kann ein maximales Tintenniveau im dritten Tintentank 5 detektieren, und der Tintenniveausensor 24 kann ein minimales Tintentniveau im zweiten Tintentank 4 erfassen.
Bei der vortehend beschriebenen Konstruktion wird der Druck des ersten Tintentanks 2 benachbart zum Druckkopf vom Tintenniveau H1 des zweiten Tintentanks 4 bestimmt. Die Höhendifferenz H zwischen dem Niveau H0 der Ausstoßöffnung des Druckkopfes und dem Niveau H1 des zweiten Tintentanks 4 sollte im Hinblick auf einen stabilen Ausstoß in einem Bereich von 20 bis 100 mm liegen.
Die Funktionsweise der gezeigten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung wird nachfolgend in Verbindung mit den 4A bis 4D beschrieben.
Nachdem eine Stromquelle eingeschaltet worden ist, werden mit der in 4A gezeigten Sequenz ein Flüssigkeitszuführschritt vom vierten Tank zum dritten Tank und ein Flüssigkeitszuführschritt vom dritten Tank zum zweiten Tank durchgeführt. In der nachfolgenden Beschreibung ist mit "Sensor EIN" ein Zustand gemeint, gemäß dem "Tinte vorhanden" ist.
Nach dem Einschalten der Stromquelle werden zuerst die Ventile 9, 10 und 22 geschlossen (S2, S2 und S4). Dann wird die Rohrpumpe 50 in Betrieb gesetzt (S5), wobei die im Luftkammerabschnitt des Tintentanks 5 befindliche Luft abgesaugt wird, um den Druck im Tank zu verringern. Dann wird infolge der Verringerung des Drucks im Luftkammerabschnitt des Tintentanks 5 die Tinte im Zuführtank 16 durch den Tintenkanal 14 in den Tintentank 5 eingefüllt. Wenn die Tintenniveaudetektionseinrichtung (Sensor) 23 im Tintentank 5 das Tintenniveau (S6) detektiert, wird das Ventil 10 geöffnet (S7), um den Druck im Luftkammerabschnitt wieder auf atmosphärischen Druck zu bringen. Nach dem Öffnen des Ventiles 10 wird die Rohrpumpe 50 gestoppt. In 58 muß die Rohrpumpe 50 nicht gestoppt werden, da das Ventil 10 offengehalten wird. Um jedoch den Stromverbrauch zu verringern, ist es wünschenswert, die Rohrpumpe 50 zu stoppen.
Wenn das Ventil 9 geöffnet wird (S9), wird danach die Tinte vom Tintentank 5 zum Tintentank 4 überführt, um das Tintenniveau auszugleichen. Ausgleich bedeutet hier, daß die Tintenflächen beider Tintentanks 4 und 5 miteinander verbunden werden, so daß sie nicht zwischen den Tanks übertragen werden müssen. Ob die Tinten in den Tintentanks 4 und 5 voll-ständig ausgeglichen worden sind, ist variabel und hängt von der Form der Tintentanks 4 und 5, dem Durchmesser des Rohres des Tintenkanales 8 und dem Durchmesser des Rohres des Ventiles 9 ab. Unter Abschätzung der Ausgleichszeit wird jedoch ein Signal, das die Beendigung des Ausgleiches anzeigt, auf der Basis einer Wartezeit vom Öffnungszeitpunkt des Ventiles 9 an einem nichtgezeigten Zuführsystemsteuerabschnitt zugeführt (S10).
Wie in 4B gezeigt, schließt als nächstes beim Empfang des Signales der Zuführsystemsteuerabschnitt die Ventile 9 und 10 (S11 und S12), um die Rohrpumpe 50 anzutreiben (S13), damit Luft vom Luftkammerabschnitt des Tintentanks 5 im gleichen Vorgang wie beim Einfüllen der Tinte in den Tintentank 5, wie vorstehend beschrieben, abgesaugt und der Druck abgesenkt wird, damit die Tinte im Zuführtank 16 in den Tintentank 5 eingefüllt werden kann. Wenn der Tintenniveausensor 23 die Tinte detektiert (S14), werden die Ventile 10 und 9 nacheinander geöffnet (S15 und S16), um die Rohrpumpe 50 zu stoppen (S17). Dann wird ein Stand-by-Zustand über eine vorgegebene Zeitdauer aufrechterhalten (S18), um die Tinte auszugleichen.
Falls erforderlich, kann danach durch Wiederholung des vorstehend beschriebenen Vorganges über eine Vielzahl von Malen, wie in 4B gezeigt, eine Tintenoberfläche des Tintentanks 5 in der Nachbarschaft des Tintenniveausensors 23 aufgebaut werden. Bei der dargestellten Ausführungsform wird der vorstehend beschriebene Vorgang zweimal wiederholt.
In Verbindung mit 4C wird nunmehr ein Tintenzuführvorgang vom zweiten Tintentank zum dritten Tintentank durch den ersten Tintentank erläutert.
Zuerst werden nach Ausgleich der Tinte in den Tintentanks 4 und 5 die Ventile 9 und 10 geschlossen (S21 und S22), und das Ventil 22 wird geöffnet (S23). Dann wird die Rohrpumpe 50 angetrieben (S24) und die Luft im Luftkammerabschnitt des Tintentanks 5 abgesaugt, um den Druck im Tintentank 5 und den Druck im Tintentank 2 zu verringern. Da zu diesem Zeitpunkt die Ausstoßöffnungen des Druckkopfes 1 durch eine nichtgezeigte Verkappungseinrichtung geschlossen sind, wird niemals Luft durch diese geführt. Folglich wird die Tinte vom Tintentank 4 über den Tintenkanal 6 in den Tintentank 2 eingeführt. Wenn sich die Tinte im Tintentank 2 angesammelt hat und die Verbindungsöffnung erreicht, wird sie vom Tintentank 2 über den Tintenkanal 7 in den Tintentank 5 eingeführt. Somit bewegt sich die Tinte im Tintentank 4 über den Tintentank 2 in den Tintentank 5. Auf diese Weise können sämtliche Tanks gefüllt werden.
Zu diesem Zeitpunkt ist das vierte Ventil 21 durch ein elastisches Element 27 in Schließrichtung vorgespannt, so daß die Tinte im Zuführtank 16 niemals über den vierten Tintenkanal 14 durch das Öffnen des vierten Ventiles 21 in den dritten Tank 4 fließt.
Wenn jedoch die Rohrpumpe 50 kontinuierlich angetrieben wird, wird die Tinte im Tintentank 4 kontinuierlich verringert und umgekehrt die Tinte im Tintentank 4 kontinuierlich erhöht, um ein Überströmen zu bewirken. Daher wird der vorstehend beschriebene Vorgang beendet, wenn der Tintenniveausensor 24 das Fehlen von Tinte detektiert (S25) oder wenn der Niveausensor 23 das Vorhandensein von Tinte detektiert (S26). Dann wird das Ventil 10 geöffnet (S27), um den Druck im Tintentank auf atmosphärischen Druck zurückzuführen. Ferner wird der Antrieb der Rohrpumpe 50 gestoppt (S28), um das Ventil 9 zu öffnen (S29). Dann wird ein Stand-by-Zustand über eine vorgegebene Zeitdauer aufrechterhalten (S30), um einen Ausgleich der Tinte durchzuführen und einen zum Drucken geeigneten Zustand aufzubauen (S31). Es ist wünschenswert, ein Lösen der nichtgezeigten verkappungseinrichtung nach der Rückführung des Drucks innerhalb des Tintentanks 2 zu bewirken.
Der Tintenzirkulationsvorgang der Schritte S21 bis S30 wird durchgeführt, um Blasen innerhalb des Tintenzuführsystems beim Einschalten der Vorrichtung zu entfernen, oder wenn der eingeschaltete Zustand der Stromzufuhr über eine lange Zeitdauer aufrechterhalten wird, ohne ein Drucken durchzuführen.
Wie in 4D gezeigt, wird dann in Abhängigkeit von einem Druckbefehlssignal von einem nichtgezeigten Computer der Druckvorgang durchgeführt (S32). Wenn das Drucken eines Bildes beendet ist (S33) und wenn der Tintenniveausensor 24 nicht das Fehlen von Tinte detektiert, wird der Druckzustand aufrechterhalten. Wenn der Tintenniveausensor 24 andererseits das Fehlen von Tinte detektiert (S34), wird der Tintenzuführvorgang für die Tintentanks 4 und 5 initiiert.
In diesem Vorgang werden die Ventile 9, 10 und 22 geschlossen (S35, S36 und S37), und die Rohrpumpe 50 wird angetrieben (S38). Dann wird die Luft im Luftkammerabschnitt des Tintentanks 5 abgesaugt, um den Druck hierin zu verringern. Folglich wird die Tinte im Zuführtank 16 abgesaugt und in den Tintentank 5 eingeführt. Auf diese Weise wird der Tintentank 5 gefüllt. Wenn der Tintenniveausensor 23 das Vorhandensein von Tinte detektiert (S39), werden die Ventile 10 und 9 nacheinander geöffnet (S40 und S41), und die Rohrpumpe 50 wird gestoppt (S45), um eine Sequenz des Tintenzuführvorganges zu beenden.
Wenn der Druckvorgang zum Drucken eines Bildes wiederbegonnen wird, kann ein stabiler Druck unter Verhinderung eines Eindringens einer Blase in die Tintenausstoßdüsen durch Initiieren des Tintenzirkulationsvorganges vom vorhergehenden Schritt S11 durchgeführt werden, um die Blasen im Tintenzuführsystem zu entfernen, da die Tinte bereits in die entsprechenden Tintentanks eingefüllt ist.
Wenn andererseits der Tintenniveausensor 23 selbst nach einer vorgegebenen Zeitdauer trotz der Sequenz des vorhergehenden Vorganges keine Tinte detektieren kann, sollte zur Kenntnis genommen werden, daß die Tinte im Zuführtank 16 verbraucht ist. Dann wird ein Befehl zum Einfüllen der Tinte in den Zuführtank 16 oder zum Austausch des Zuführtanks 16 durch einen mit Tinte gefüllten Tank angezeigt.
Während bei der dargestellten Ausführungsform eine Sequenz durchgeführt wird, um den Druck nach dem Tintenumwälzvorgang über die Schritte S21 bis S30 zu initiieren, ist es möglich, wenn die Flüssigkeitszuführmenge der Rohrpumpe in Schritt S24 gering ist, eine Sequenz durchzuführen, um einen Druck während der Umwälzung der Tinte auszuführen, da die Veränderung des negativen Drucks im Tintentank 2 nicht signifikant ist. Wenn beispielsweise die Rohrdurchmesser und die Längen des Tintenkanales 6 und des Tintenkanales 7 so eingestellt worden sind, daß die Flüssigkeitszuführmenge von der Rohrpumpe 2 ml/min beträgt, und wenn der negative Druck im Tintentank 2 in einem Ausmaß von 10 bis 20 mmH₂O größer ist (was einer Absenkung der Flüssigkeitsoberfläche des Tintentanks 2 in einem Ausmaß von 10 bis 20 mm vom tatsächlichen Niveau entspricht), können eine Umwälzung der Tinte und ein Druck gleichzeitig mit geringer Beeinflussung des Tintenausstoßes durchgeführt werden.
(Zweite Ausführungsform)
5 ist eine Darstellung eines Tintenzuführabschnittes 100 der zweiten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die dargestellte Ausführungsform ist für die vorstehend beschriebene und in 1b gezeigte Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung geeignet. Die Konstruktion, die mit der der vorstehend beschriebenen ersten Ausführungsform übereinstimmt, ist mit den gleichen Bezugszeichen versehen, um eine überflüssige Beschreibung dieser Konstruktion zu vermeiden und die Offenbarung einfach zu halten und damit das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern.
Bei der dargestellten Ausführungsform des zweiten Tintentanks 4 sind der Tintenniveausensor 24 und der Tintenniveausensor 25 wie bei der ersten Detektionseinrichtung vorgesehen. Im dritten Tintentank 5 ist der Tintenniveausensor 23 als zweite Detektionseinrichtung vorgesehen. Der Tintenniveausensor 24 detektiert das minimale Tintenniveau des Tintentanks 4, der Tintenniveausensor 25 detektiert das maximale Tintenniveau des zweiten Tintentanks 4, und der Tintenniveausensor 23 detektiert das maximale Tintenniveau des dritten Tintentanks 5. Der Tintenniveausensor 25 befindet sich an einer Stelle, die niedriger liegt als die des Tintenniveausensors 23.
In der Zeichnung ist mit 30 ein Verkappungselement bezeich net, das ein Verstopfen infolge eines Austrocknens der Tinte durch dichtes Anordnen auf der Düsenfläche der Druckköpfe 205a (205b) verhindert, wenn der Schlitten 204 in einer Position gestoppt wird, die normalerweise als Ausgangsposition bezeichnet wird und außerhalb des Druckbereiches des Schlittens 204 liegt.
Die aus einem Verkappungselement 30 und einer zugehörigen Einrichtung bestehende Verkappungseinrichtung wird hiernach im Detail erläutert.
Die Verkappungseinrichtung wird von einem nichtgezeigten Kappenlagerelement gelagert und besitzt einen Mechanismus, um das Verkappungselement 30 an Stellen zum Kontaktieren und Freigeben des Druckkopfes 205a (205b) anzuordnen. Ferner ist am Kappenelement 30 ein Ende des Rohres 31 montiert, um eine Verbindung mit der Atmosphäre herzustellen. Das andere Ende des Rohres 31 ist an den oberen Abschnitt des Tanks 13 für verbrauchte Tinte angeschlossen.
Der Grund dafür, warum ein mit der Atmosphäre in Verbindung stehender Zustand für das Verkappungselement 30 unter Verwendung der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Öffnung 19 hergestellt wird, besteht darin, daß die Luft innerhalb der Kappe nicht in die Düsen des Druckkopfes 205a (205b) gedrückt wird, wenn das Verkappungselement 30 mit dem Druckkopf 205a (205b) kontaktiert wird. Wie in 8 gezeigt, kann statt dessen ein Ventil 42 vorgesehen sein, um den Druck innerhalb eines von der Düsenoberfläche des Kopfes 205a (205b) und dem Verkappungselement 30 gebildeten Spalt einzustellen.
Im Rohr 31 ist eine Saugpumpe 32 vorgesehen, die sowohl Ventilfunktikon als auch Tintenabsaugfunktion besitzt. Mit 33 ist eine ein Rohr unter Druck setzende Rolle bezeichnet, die drehbar an einem Arm 36 gelagert ist, welcher um eine Schwenkachse 35 schwenkbar ist, um eine Schwenkbewegung in Richtung des Pfeiles G durchzuführen. Das Schließen des Rohres 31 wird durch Stoppen der Rolle 33 in einer Position verwirklicht, in der sie das Rohr 31 zusammenquetscht. Ein Druckelement 37 ist in konstanter Weise mit Hilfe einer Druckfeder 38 gegen die Rolle vorgespannt, um das Rohr 31 zusammenzuquetschen, während die Rolle in einer Position zum Schließen des Rohres 31 gehalten wird.
Als nächstes wird eine Sequenz zur Flüssigkeitszufuhr bei der dargestellten Ausführungsform in Verbindung mit den 6A bis 6D und 7 beschrieben.
Wie in 6A gezeigt, detektiert als erstes beim Einschalten der Stromquelle (S101) der Tintenniveausensor 24, der im zweiten Tintentank 4 vorgesehen ist, ob sich Tinte im Tintentank 4 befindet oder nicht (S102). Wenn keine Tinte vom Tintenniveausensor 24 detektiert wird, wird ein Initialisierungsvorgang zum Einfüllen der Tinte, der hiernach beschrieben wird, eingeleitet.
Nach dem Schlieflen der Ventile 22, 9 und 10 in dieser Reihenfolge (S103, S104 und S105) wird die Rohrpumpe 50 angetrieben (S106), um die Luft im Luftkammerabschnitt des dritten Tintentanks 5 abzusaugen und den Druck darin zu verringern. Dann wird die Tinte im Zuführtank 16 durch das Rohr 14 in den dritten Tintentank 5 eingeführt. Wenn der Tintenniveausensor 23 im dritten Tintentank 5 das Tintenniveau (Flüssigkeitsniveau) detektiert (S107), wird das Ventil 10 geöffnet (S108), um den Druck im dritten Tintentank 5 wieder auf atmosphärischen Druck zurückzuführen. Nach dem Öffnen des Ventiles 10 wird der Antrieb der Rohrpumpe 50 gestoppt (S109).
Wenn das Ventil 9 geöffnet wird (S110), wird danach die Tinte vom dritten Tintentank 5 zum zweiten Tintentank 4 überführt, um die Tinte auszugleichen.
Ein Zustand, bei dem die Tinte im zweiten Tintentank 4 und die Tinte im dritten Tintentank 5 vollständig ausgeglichen sind, ist in Abhängigkeit von den Formen des zweiten Tintentanks 4 und des dritten Tintentanks 5, dem Durchmesser des Rohres 8 und dem Durchmesser des Ventiles 9 variabel. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die zum Ausgleich erforderliche Zeitdauer geschätzt, so daß ein Signal, das die Beendigung des Ausgleiches anzeigt, dem Zuführsystemsteuerabschnitt auf der Basis einer Warteperiode vom Zeitpunkt des Öffnens des Ventiles 9 an übertragen wird (S111).
Wenn der Tintenniveausensor 25 des zweiten Tintentanks 4 die Tinte detektiert (S112), rückt das Verfahren zum Umwälzvorgang vor, um die Tinte im ersten Tintentank 2 zu füllen und die Blase im Rohr zu entfernen. Selbst wenn die Tinte sogar beim Ausgleichsvorgang nicht vom Tintenniveausensor 25 detektiert werden kann, kehrt das Verfahren zu Schritt S103 zurück, um den Ausgleichsvorgang zu wiederholen, wonach wiederum die Tinte in den dritten Tintentank 5 eingefüllt wird (S103 bis S111), bis die Tinte vom Tintenniveausensor 25 detektiert wird (S112).
Als nächstes wird das Einfüllen der Tinte in den ersten Tintentank 2 in Verbindung mit 6B erläutert.
Nach Detektion der Tinte vom Tintenniveausensor 25 (S112) wird zuerst das Ventil 22 geöffnet (S113), und die Ventile 9 und 10 werden geschlossen (S114 und S115). Um ein Austreten der Blase von den Düsen des Druckkopfes 205a (205b) zu verhindern, führt das Verkappungselement 30 des Druck kopfes 205a (205b) einen Kontaktvorgang durch, um den Druckkopf 205a (205b) zu kontaktieren (S116). Dann wird durch Antrieb der Saugpumpe 32 das Rohr 31 von der Druckrolle 33 zusammengedrückt, um das Rohr in einen geschlossenen Zustand zu bringen (S117). Wenn die Rohrpumpe 50 angetrieben wird (S118), wird die Luft im Luftkammerabschnitt des dritten Tintentanks 5 abgesaugt. Zur gleichen Zeit wird die Tinte im ersten Tintentank 2 über das Rohr 7 und die Tinte im zweiten Tintentank 4 über das Rohr 6 abgesaugt.
Wie vorstehend erläutert, wird durch Absaugen der Tinte im dritten Tintentank 5 mit der Rohrpumpe 50 die Tinte im zweiten Tintentank 4 auf den ersten Tintentank 2 und den dritten Tintentank 5 übertragen, um die Tinte in sämtliche Tanks zu füllen.
Der vorstehend beschriebene Vorgang wird gestoppt, wenn der Tintenniveausensor 24 des zweiten Tintentanks 4"keine Tinte vorhanden" detektiert (S119) oder wenn der Tintenniveausensor 23 des dritten Tintentanks 5 "Tinte vorhanden" detektiert (S120). Nach dem Schließen des Ventiles 22 (S121) wird das Ventil 10 geöffnet (S122), um den Druck im dritten Tintentank 5 auf atmosphärischen Druck zurückzuführen. Ferner werden der Antrieb der Rohrpumpe 50 gestoppt (S123), die Saugpumpe 32 angetrieben und das Rohr zur Atmosphäre geöffnet (S124). Dann wird die Kappe 30 vom Druckkopf 205a (205b) freigegeben (S125). Das Ventil 9 wird geöffnet (S126). Nach dem Abwarten einer vorgegebenen Zeitdauer (S127) wird ein Ausgleich der Tinte durchgeführt. Wenn der Ausgleich der Tinte beendet ist, wird ein Zustand, in dem ein Druck möglich ist (Stand-by-Zustand für den Druck) durch Schließen des Ventiles 9 hergestellt (S128). Dann wird ein Druck-Stand-by-Signal dem nichtgezeigten Tintenzuführsystemsteuerabschnitt zugeführt (S129).
Nach Herstellung des Druck-Stand-by-Zustandes (S129) wird es möglich, eine Beendigung oder eine Fortsetzung des Drucks zu wählen (S130). Wenn der Druck beendet und die Vorrichtung gestoppt werden soll, wird ein Tintenzuführsystembeendigungsvorgang für einen raschen Übergang zum Druckvorgang beim Starten der Druckvorrichtung zum nächsten Zeitpunkt durchgeführt. Wenn der Druck fortgesetzt werden soll, wird die verbleibende Tintenmenge in den entsprechenden Tintentanks detektiert, um das Tintenzuführsystem so zu steuern, daß der Druckkopf 205a (205b) in konstanter Weise in einen Zustand gebracht wird, in dem in Abhängigkeit vom Vorhandensein und Fehlen der Tinte im Ergänzungstank 16 und vom Vorhandensein und Fehlen der Tinte im zweiten und dritten Tintentank 4 und 5 ein Druck in einem stabilen Zustand möglich ist.
Der Antriebsvorgang für das Tintenzuführsystem für den Fall, bei dem ein Druck kontinuierlich durchgeführt wird, wird hiernach im einzelnen beschrieben.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Druckvorrichtung wird der Druck eines Bildes auf einem Druckmedium durchgeführt (S131), indem ein Antrieb des Druckkopfes 205a (205b) durch ein Bildsignal eines Druckbefehles von einem Computer als nichtgezeigte Ausstoßsteuereinrichtung durchgeführt wird. Nach Beendigung des Bilddruckes (S132) wird ein Timer zum Detektieren des Vorhandenseins und des Fehlens von Tinte im Zuführtank 16 rückgesetzt (S133) und dann wiedergestartet (S134). Dann wird vom Tintenniveausensor 23 entschieden (S135), ob die Tinte im dritten Tintentank 5 vorhanden ist oder fehlt. Wenn das Vorhandensein der Tinte detektiert wird, rückt das Verfahren zu Schritt S136 vor. In Schritt S136 wird festgestellt, ob das Vorhandensein oder Fehlen der Tinte im zweiten Tintentank 4 vom Tinten niveausensor 24 festgestellt wurde. Wenn das Fehlen der Tinte detektiert wurde, wird ein Ausgleich durchgeführt und zum Schritt S126 zur Zuführung der Tinte in den zweiten Tintentank 4 zurückgekehrt.
Wenn der Tintenniveausensor 24 des zweiten Tintentanks 4 das Vorhandensein der Tinte detektiert (S136), wird der Druck-Stand-by-Zustand hergestellt (S129).
Wenn die Tinte infolge der Feststellung, ob Tinte im dritten Tintentank 5 vorhanden ist oder nicht, durch den Tintenniveausensor 35 in Schritt S135 nicht in den dritten Tintentank 5 eingefüllt wird und wenn eine zum Zuführen und Einfüllen der Tinte ausreichende Zeitdauer abgelaufen ist, kehrt das Verfahren zu Schritt S135 zurück. Wenn der Tintenniveausensor 23 selbst nach Ablauf der ausreichenden Zeitdauer zum Zuführen und Einfüllen der Tinte keine Tinte detektiert, wird eine Auszeit festgelegt (S137). In diesem Fall gibt die in Schritt S137 festgestellte Auszeit den Verbrauch der Tinte im Tintenzuführtank 16 wieder. Daher wird "Tinte verbraucht" auf einem nichtgezeigten Displaypaneel der Druckvorrichtung oder an einem an die Druckvorrichtung angeschlossenen Computer angezeigt (S138).
Ferner stellt in diesem Zustand der Tintenniveausensor 24 des zweiten Tintentanks 4 fest, ob die Tinte vorhanden ist oder nicht (S139). Wenn das Fehlen von Tinte detektiert wird, rückt das Verfahren zu Schritt S149 vor, um sämtliche Antriebe zu stoppen (S150 bis S153). Dann wird die Stromquelle für die Druckvorrichtung ausgeschaltet. Der Tintenniveausensor 24 des zweiten Tintentanks 4 detektiert das Vorhandensein von Tinte (S139). Dann kehrt die Druckvorrichtung in den Druck-Stand-by-Zustand zurück (S129).
Unter der Annahme, das ein Volumen vom Endabschnitt des Rohres 6 des zweiten Tintentanks 4 bis zur Sensorniveaufläche zum sicheren Aufrechterhalten einer minimalen Tintenmenge, die zum Bedrucken von einem Druckmedium verbraucht wird, selbst wenn der Tintenniveausensor 24 das Fehlen der Tinte während des Drucks detektiert, als erforderliche Menge eingestellt wird, kann ein Verbrauch der Tinte des zweiten Tintentanks 4 auf erfolgreiche Weise verhindert und somit ein Eindringen der Blase in das Rohr sicher vermieden werden. Bei dem Tintenzuführverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist es erforderlich, daß der Tintenniveausensor 23 des dritten Tintentanks 5 kontinuierlich das Vorhandensein der Tinte von der Beendigung des Drucks bis zum Übergang auf den Druck-Stand-by-Zustand detektiert.
Um diese Bedingung zu erfüllen, wird zum Zeitpunkt der Abgabe des Druck-Stand-by-Signales vom nichtgezeigten Tintenzuführsystemsteuerabschnitt (S129) detektiert, ob die Tinte im dritten Tintentank 5 vorhanden ist oder nicht, so daß der Vorgang zum Befüllen des dritten Tintentanks 5 initiiert wird, wenn dieser nicht befüllt ist.
Der Füllvorgang der Tinte in den dritten Tintentank 5 wird in Verbindung mit 7 erläutert. Wenn, wie vorstehend ausgeführt, das Druck-Stand-by-Signal abgegeben wird (S129), wird das Vorhandensein oder das Fehlen der Tinte vom Tintenniveausensor 23 detektiert (S154). Wenn die Tinte vorhanden ist, rückt das Verfahren direkt auf ENDE vor. Wenn das Fehlen der Tinte detektiert wird, wird das Ventil 10 geschlossen (S155), und die Rohrpumpe 50 wird angetrieben (S156), um die Tinte dem dritten Tintentank 5 zuzuführen und in diesen einzufüllen, bis das Tinteniveau (Tintenpegel) vom Tintenniveausensor 23 detektiert wird (S157). Wenn die Tinte einmal in den dritten Tintentank 5 eingefüllt worden ist, wird das Ventil 10 geöffnet (S158). Da nach wird der Antrieb der Rohrpumpe 50 gestoppt (S159). Durch diese Vorgänge kann der dritte Tintentank 5 im gefüllten Zustand gehalten werden, so lange sich die Tinte in der Ergänzungspumpe 16 befindet. Bei dem dargestellten Tintenzuführsystem kann ein Druck kontinuierlich ohne Stoppen durchgeführt werden, ohne eine Stand-by-Periode zum Einfüllen der Tinte in den entsprechenden Tintentank nehmen zu müssen.
Wenn bei der Entscheidung über die Beendigung des Drucks (S130) nach dem Druck-Stand-by-Zustand (S129) eine Druckbeendigung ausgewählt wird, wird ein Tintenzuführbeendigungsvorgang durchgeführt. Bei der vorliegenden Erfindung werden ein nichtgezeigter Zuführsteuerabschnitt, der den Tintenzuführvorgang steuert, und ein nichtgezeigter Computer, der den Ausstoßvorgang des Druckkopfes steuert, von einer nichtgezeigten Antriebssteuereinrichtung gleichzeitig angetrieben. Diese Antriebssteuereinrichtung kann mit dem nichtgezeigten Computer ausgebildet sein.
Wenn, wie in den 6C bis 6D gezeigt, eine Beendigung des Drucks gewählt wird (S130), wird das Vorhandensein oder Fehlen der Tinte vom Tintenniveausensor 23 des dritten Tintentanks 5 detektiert (S140). Wenn die Tinte im dritten Tintentank 5 fehlt, wird ein Zuführ- und Füllvorgang der Tinte für den dritten Tintentank 5 durchgeführt.
Zuerst wird das Ventil 10 der mit der Atmosphäre in Verbindung stehenden Öffnung geschlossen (S141) und die Rohrpumpe 50 angetrieben (S142). Der Timer zum Detektieren des Vorhandenseins oder Fehlens der Tinte des Zuführtanks 16 wird rückgesetzt (S143) und dann wiedergestartet (S144). Es wird vom Tintenniveausensor 23 festgestellt, ob die Tinte im dritten Tintentank 5 vorhanden ist oder nicht (S145). Nach dem Detektieren des Vorhandenseins der Tinte rückt das Verfahren zum nächsten Schritt S148 vor.
In Schritt S145 wird vom Tintenniveausensor 23 festgestellt, ob die Tinte im dritten Tintentank 5 vorhanden ist oder nicht. Wenn die Tinte nicht in den dritten Tintentank 5 eingefüllt ist und wenn der momentane Zeitpunkt in einer Zeitdauer liegt, die zum Zuführen und Einfüllen der Tinte ausreicht, kehrt das Verfahren zu Schritt S145 zurück. Wenn die Tinte selbst dann vom Tintenniveausensor nicht detektiert wird, wenn die ausreichende Zeitdauer zum Zuführen und Einfüllen der Tinte abgelaufen ist, wird eine Auszeit festgestellt (S146). Diese Auszeit gibt wieder, daß die Tinte im Zuführtank 16 verbraucht ist. Daher wird "Tinte verbraucht" auf einem nichtgezeigten Displaypaneel der Druckvorrichtung oder an einem an die Druckvorrichtung angeschlossenen Computer angezeigt (S147). Dann rückt das Verfahren zu Schritt S148 vor.
Danach wird der Antrieb der Rohrpumpe 50 gestoppt (S148). Dann werden die Ventile 10 und 9 geöffnet (S149 und S150), um die Tinte zum zweiten Tintentank 4 zu übertragen und einen Ausgleich durchzuführen. Nach dem Stand-by-Zustand über eine vorgegebene Zeitdauer (S151) wird das Ventil 22 geöffnet (S152), und die Stromquelle der Vorrichtung wird ausgeschaltet (S153), um den Betrieb der Vorrichtung zu beenden.
Durch den vorstehend beschriebenen Beendigungsvorgang wird die Tinte in jeden Tank gefüllt. Wenn daher die Druckvorrichtung wiedergestartet wird, um den nächsten Bilddruck durchzuführen, ist die Tinte in jeden Tintentank eingefüllt. Nach Einschalten der Stromquelle zum Entfernen der Blase innerhalb des Tintenzuführsystems initiiert daher der Tintenniveausensor 24 das Verfahren von Schritt S113 an, um die Tinte im zweiten Tintentank 4 zu detektieren, so daß auf diese Weise ein Eindringen der Blase in die Tintendüsen verhindert und eine stabile Bildausgabe erreicht werden kann.
(Dritte Ausführungsform)
Die 9A und 9B zeigen eine Tintenstrahldruckvorrichtung als ein Ausführungsbeispiel der dritten Ausführungsform der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 9A eine Draufsicht und 9B eine Vorderansicht der Tintenstrahldruckvorrichtung in Richtung des Pfeiles A in 9A sind.
Wie man den 9A und 9B entnehmen kann, besitzt bei der gezeigten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung ein Gehäuse 324 gegenüberliegende Seitenplatten 322 und 323. An der einen Seitenplatte 322 sind die einen Enden einer Primärabtastschiene 307 und einer Schlittenstrebe 334 montiert, die parallel zueinander angeordnet sind. An der Seitenplatte 323 sind die anderen Enden der Primärabtastschiene 307 und der Schlittenstrebe 334 montiert. Durch die Primärabtastschiene 307 und die Schlittenstrebe 334 wird ein Schlitten 316 zur Durchführung einer Hin- und Herbewegung in Richtung des in 9A gezeigten Pfeiles X gelagert. Auf dem Schlitten 316 sind sechs Ausstoßkopfabschnitte 301 für sechs Farben, nämlich Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz, Cyanhell und Magentahell, montiert.
Jeder Ausstoßkopfabschnitt 301 besitzt einen Düsenabschnitt zum Ausstoßen der Tinte als Flüssigkeit auf das Druckmedium, wie Papier oder Film. In jedem Düsenabschnitt ist ein elektrothermischer Wandler zur Erzeugung von thermischer Energie zum Ausstoßen der Tinte vorgesehen. Im Ausstoßkopfabschnitt 301 wird die Tinte über das Kapillarphänomen im Düsenabschnitt zugeführt. Die Tinte bildet einen Meniskus an einer Spitzenendfläche (hiernach als "Düsenfläche" bezeichnet), in die die Düsenabschnitte des Tintenausstoßkopfes 301 münden, und wird somit in einem die Düsenabschnitte füllenden Zustand gehalten. In diesem Zustand wird durch Zuführung von elektrischer Energie zum elektrothermischen Wandler eine Blasenbildung durch Erhitzen der Tinte auf dem elektrothermischen Wandler verursacht. Durch die Blasenbildungsenergie wird ein Tintentröpfchen durch die Düse ausgestoßen.
Andererseits ist am Ausstoßkopf abschnitt 301 ein Antriebssubstrat zum Antreiben des Ausstoßkopfabschnittes 301 vorgesehen. Das Antriebssubstrat des Ausstoßkopfabschnittes 301 ist über ein flexibles Kabel 328 an ein am Gehäuse 324 montiertes Hauptpaneel 327 angeschlossen. Durch Führen eines elektrischen Signales zum Antriebssubstrat des Ausstoßkopfabschnittes 301 vom Hauptpaneel 327 durch das flexible Kabel 328 kann das Tintenausstoßtiming des Ausstoßkopfabschnittes 301 gesteuert werden.
An einem Ende des Gehäuses 324 ist ein Primärabtastmotor 308 montiert. Am anderen Ende des Gehäuses 324 ist eine Riemenscheibe 341 montiert. Über den Primärabtastmotor 308 und die Riemenscheibe 341 ist ein Riemen 318 gespannt, so daß dieser vom Hauptabtastmotor 308 bewegt wird. Mit einem Abschnitt des Riemens 318 ist der Schlitten 316 verbunden. Daher wird durch Antreiben des Riemens 318 der Schlitten 316 in Richtung des Pfeiles X hin- und herbewegt, wie in 9A gezeigt.
Auf dem Schlitten 316 sind sechs Luftpuffer 349 als die ersten Tanks entsprechend den sechs Ausstoßkopf abschnitten 301 montiert. Jeder Ausstoßkopfabschnitt 301 ist über ein Kopfzuführrohr 320 mit dem Luftpuffer 349 entsprechend einem jeden Ausstoßkopf abschnitt verbunden. Am Endabschnitt der Riemenscheibe 341 des Gehäuses 324 sind ein Haltetank 333 als zweiter Tank zum zeitweisen Speichern der dem Ausstoßkopfabschnitt 301 zuzuführenden Tinte und ein Untertank 303 als dritter Tank zum zeitweisen Speichern der dem Haltetank 333 zuzuführenden Tinte montiert. Auf der Unterseite des Untertanks 303 und des Haltetanks 333 ist ein Haupttank 302 als vierter Tank zum Speichern der dem Untertank 303 zuzuführenden Tinte montiert.
Der Haltetank 333, der Untertank 303 und der Haupttank 302 sind jeweils in sechs Kammern entsprechend den jeweiligen farbigen Tinten unterteilt. Die entsprechenden Kammern des Haltetanks 333 sind an entsprechenden Luftpuffer 349 über Haltetankrohre 326 als erste Flüssigkeitszuführkanäle angeschlossen. Die Luftpuffer 349 sind an Stellen in der Nachbarschaft des Ausstoßkopfabschnittes 301 angeschlossen. Entsprechende Kammern des Untertanks 303 des Kopfes sind an entsprechende Luftpuffer 349 über Untertankrohre 321 als dritte Flüssigkeitszuführkanäle angeschlossen. Andererseits sind entsprechende Kammern des Untertanks 303 an entsprechende Kammern des Haupttanks 302 über Haupttankrohre 332 als vierte Flüssigkeitszuführkanäle angeschlossen.
In der Nachbarschaft des Untertanks 303 und des Haupttanks 302 ist ein Wiederherstellsystem 325, das eine Kappe etc. aufweist und später in Verbindung mit 11 erläutert wird, vorgesehen. Die detaillierte Konstruktion des Tintenkanales zwischen dem Haupttank 302 und dem Ausstoßkopfabschnitt 301 und des Flüssigkeitszuführkanales wird nachfolgend erläutert.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung wird die Tinte vom Haupttank 302 durch das Haupttankrohr 332 dem Untertank 303 zugeführt. Danach wird die Tinte vom Untertank 303 zum Haltetank 333 durch den Zuführkanal, der später in Verbindung mit 11 erläutert wird, und das Untertankhaltetankrohr als zweiter Flüssigkeitszuführkanal geführt. Vom Untertank 303 wird die Tinte durch das Untertankrohr 321 zum Luftpuffer 349 geführt, und vom Haltetank 333 wird sie durch das Haltetankrohr 326 zum Luftpuffer 349 geführt. Vom Luftpuffer 349 wird die Tinte durch das Tintenzuführrohr 320 zum Ausstoßkopfabschnitt 301 geführt.
Auf dem Schlitten 316 ist ein Endabschnitt einer flexiblen oder gelenkigen Raupe 331 mit Hilfe von Befestigungsschrauben fixiert. Das andere Ende der Raupe 331 ist an einer Position in der Nachbarschaft des Untertanks 303 und des Haltetanks 333 befestigt. Die Untertankrohre 321 und die Haltetankrohre 326 erstrecken sich durch das Innere der Raupe 331.
Am Gehäuse 324 sind eine Papierzuführrolle 330, eine Hilfsabtastrolle 319 und eine Papierausstoßrolle 320 in einer Richtung parallel zur Bewegungsrichtung des Schlittens 316 montiert. Entsprechende eine Enden der Papierzuführrolle 330, der Hilfsabtastrolle 319 und der Papierausstoßrolle 329 sind drehbar an der Seitenplatte 322 gelagert. Die anderen Enden der Papierzuführrolle 330, der Hilfsabtastrolle 319 und der Papierausstoßrolle 329 sind drehbar an der Seitenplatte 323 gelagert. Mit der Hilfsabtastrolle 319 wird das Druckpapier 315 als Druckmedium zugeführt. Durch Ausstoßen der Tinte vom Ausstoßkopfabschnitt 301 auf das Druckpapier 315 wird ein Druck auf dem Druckpapier 315 ausgeführt. Als nächstes wird eine Förderbahn des Druckmediums in der dargestellten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung in Verbindung mit den 10A und 10B erläutert.
10A ist ein Schnitt entlang Linie B-B' in 9B. Wenn ein Druck für ein leicht flexibles Druckmedium durchgeführt wird, wie dünnes Papier, Film u. ä., wird das Druckpapier 315 als Druckmedium in eine in 10A gezeigte Öffnung 371 zum manuellen Zuführen eingesetzt. Das auf diese Weise eingesetzte Druckpapier 315 wird von zwei gegenüberliegenden manuellen Vorschubrollen 334 ergriffen und in einer Richtung zur Hilfsabtastrolle 319 geführt. Eine manuelle Antriebsrolle 336a ist gegen die Hilfsabtastrolle 319 vorgespannt. Das die Hilfsabtastrolle 319 erreichende Druckpapier 315 wird zwischen der Hilfsabtastrolle 319 und der manuell angetriebenen Rolle 336a ergriffen und in Richtung einer angetriebenen Rolle 337 geführt, die in der Nachbarschaft des Ausstoßkopfabschnittes 301 angeordnet ist. Die angetriebene Rolle 337 ist gegen die Hilfsabtastrolle 319 vorgespannt. Das die angetriebene Rolle 337 erreichende Druckpapier wird nach dem Ergreifen zwischen der Hilfsabtastrolle 319 und der angetriebenen Rolle 337 so geführt, daß es die Unterseite der Düsenoberfläche des Ausstoßkopfabschnittes 301 passiert. Danach wird das Druckpapier 315 von zwei gegenüberliegenden Papierausstoßrollen 329 ergriffen und durch eine Papierausstoßöffnung 372 aus der Tintenstrahldruckvorrichtung herausgeführt.
Wenn ein geradliniges Druckmedium vorhanden ist, das nicht gebogen oder nur schwierig gebogen werden kann, wie eine Holzplatte, dickes Papier, ein dicker Film o. ä., wird das Druckmedium 335 von einer Einsetzöffnung 373 aus eingesetzt. Das auf diese Weise eingesetzte Druckmedium 335 wird zwischen zwei gegenüberliegenden Papiervorschubrollen 330 festgeklemmt und in einer Richtung zur Hilfsabtastrolle 319 geführt. Wenn das Druckmedium 335 die Hilfsabtastrolle 319 erreicht, wird es zwischen der angetriebenen Rolle 337 und der Hilfsabtastrolle 319 festgeklemmt und transportiert. Auf diese Weise passiert das Druckmedium 335 die Unterseite der Düsenfläche des Ausstoßkopfabschnittes 301. Danach wird das Druckmedium 335 zwischen zwei gegenüberliegenden Papierausstoßrollen 329 festgeklemmt, von diesen gefördert und mit der Papierausstoßöffnung 372 aus der Tintenstrahldruckvorrichtung ausgestoßen.
Das Druckpapier 315 oder ein Druckmedium 335 ist unterhalb des Ausstoßkopfabschnittes 302 angeordnet. Durch Ausstoßen der Tinte vom Ausstoßabschnitt 301 wird ein Druck auf dem Druckpapier 315 und dem Druckmedium 335 durchgeführt.
10B ist ein Schnitt durch den Hauptabschnitt der Tintenstrahldruckvorrichtung der 9A und 9B. Wie in 10B gezeigt, sind der Untertank 303 und der Haltetank 333 an einer niedrigeren Stelle als die Düsenfläche des Ausstoßkopfabschnittes 301 angeordnet. Ähnlich wie bei der herkömmlichen Tintenstrahldruckvorrichtung sind der Untertank 303 und der Haltetank 333 so angeordnet, daß ein Meniskus auf der Düsenfläche des Ausstoßkopfabschnittes 301 gebildet wird. Daher befinden sich der Untertank 303 und der Haltetank 333 im wesentlichen auf der gleichen Höhe wie der Förderkanal 374. Wie in den 9A und 9B gezeigt, sind der Untertank 303 und der Haltetank 333 am Endabschnitt des Gehäuses 324 montiert. Der Untertank 303 und der Haltetank 333 sind so angeordnet, daß sie den Förderkanal 374 und das Druckmedium 335 nicht störend beeinflussen, wie in 10A gezeigt.
Als nächstes wird die Konstruktion des Tintenkanales und des Flüssigkeitszuführkanales zwischen dem Haupttank 302 und dem Ausstoßkopf abschnitt 301 bei der dargestellten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung in Verbindung mit 11 beschrieben.
11 zeigt einen Tintenkanal der dargestellten Ausfüh rungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung. Bei der dargestellten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung findet eine Vielzahl von Farben von Tinten Verwendung. Daher ist der Tintenkanal für jede Farbe vorgesehen. Die Konstruktion eines jeden Tintenkanales ist gleich. Somit ist in 11 die Konstruktion des Kanales nur für eine Farbe dargestellt.
Wie in 11 gezeigt, sind der Haupttank 302 und der Untertank 303 über das Haupttankrohr 332 miteinander verbunden. In der Zwischenposition des Haupttankrohres 332 ist ein Rückschlagventil 340 als Einwegventil montiert. Durch Montage des Rückschlagventiles 340 wird es möglich, die Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 fließen zu lassen. In umgekehrter Weise wird ein Durchfluß der Tinte vom Untertank 303 zum Haupttank 302 blockiert. An dem Ende des Haupttankrohres 332 auf der mit dem Haupttank 302 verbundenen Seite ist eine Verbindung 354 mit einer Hohlnadel 356, die wie eine Injektionsnadel ausgebildet ist, montiert. Die Verbindung 354 ist in einem Gummistopfen 355 angeordnet, der im Haupttank 302 vorgesehen ist. Die Nadel 356 durchbohrt den Gummistopfen 355 und verbindet das Haupttankrohr 332 und den Haupttank 302. Das andere Ende des Haupttankrohres 332 ist in den Untertank 303 eingesetzt. Im Untertank 303 sind eine stabförmige Elektrode A 343, eine Elektrode B 344 und eine Elektrode C 345 vom oberen Ende des Untertanks 303 aus in diesen eingesetzt, um die verbleibende Menge der Tinte im Untertank 303 zu detektieren. Mit der Elektrode A 343, der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345 ist eine Flüssigkeitsoberflächendetektionseinrichtung gebildet, die die Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Untertank 303 detektiert. Mit der Flüssigkeitsoberflächendetektionseinrichtung kann die Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Untertank 303 auf einer vorgegebenen Höhe detektiert werden, um die restliche Tinten menge im Untertank 303 zu detektieren.
12 ist eine vergrößerte Ansicht des in 11 gezeigten Tintenkanales im Umfangsabschnitt des Untertanks 303. Wie in 11 gezeigt, ist das Spitzenende der Elektrode A 343 so eingesetzt, daß es sich in einer mit (Q) bezeichneten Höhenposition befindet. Die Spitzenenden der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345 erreichen eine Höhe (H), die tiefer angeordnet ist als (Q). Die Elektrode A 343, die Elektrode B 344 und die Elektrode C 345 sind an das Hauptpaneel 327 elektrisch angeschlossen, wie in den 9A und 9B gezeigt. Durch die Elektrode A 343, die Elektrode B 344 und die Elektrode C 345 fließen niedrige Ströme, um die elektrische Leitung zwischen den Elektroden über die Tinte als elektrisch leitendes Material zu detektieren und damit die Tintenmenge im Untertank 303 zu detektieren. Insbesondere dann, wenn die Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Untertank 303 niedriger ist als die Höhe (H), geraten die Elektrode B 344 und die Elektrode C 345 in einen nichtleitenden Zustand. Wenn der nichtleitende Zustand zwischen der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345 detektiert wird, wird die Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 geführt, wie später erläutert. Wenn die Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Untertank 303 höher liegt als die Höhe (Q), befinden sich die Elektrode A 343 und die Elektrode B 344 in einem leitenden Zustand, um die Zufuhr der Tinte zum Untertank 303 zu stoppen.
An einem oberen Abschnitt des Untertanks 303, der höher liegt als die Höhe (Q), ist eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Öffnung 363, die von einer nichtgezeigten Antriebsquelle geöffnet und geschlossen wird, vorgesehen.
Der Haltetank 333 ist benachbart zum Untertank 303 vorge sehen. Die Unterseite des Haltetanks 333 befindet sich auf der gleichen Höhe wie die Unterseite des Untertanks 303. An die Unterseite des Untertanks 303 ist ein Ende des Untertankhaltetankrohres 364 als Zuführkanal angeschlossen. An die Unterseite des Haltetanks 333 ist auch das andere Ende des Untertankhaltetankrohres 364 angeschlossen. Somit sind über das Untertankhaltetankrohr 364 der Bodenabschnitt des Untertanks 303 und der Bodenabschnitt des Haltetanks 333 miteinander verbunden. In der Zwischenposition des Untertankhaltetankrohres 364 ist ein Untertankhaltetankventil 339 vorgesehen. Dieses Untertankhaltetankventil 339 kann den Tintenkanal zwischen dem Untertank 303 und dem Haltetank 333 durch Zusammenquetschen des Untertankhaltetankrohres 364 blockieren.
Der Untertank 303 und der Luftpuffer 349 sind über das Untertankrohr 321 miteinander verbunden. Ein Ende des Untertankrohres 321 ist vom oberen Ende des Untertanks 303 aus in diesen eingesetzt. Das eine Ende des Untertankrohres 321 ist an einer Stelle angeordnet, die niedriger liegt als die Höhe der unteren Enden der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345. Das andere Ende des Untertankrohres 321 ist vom oberen Ende des Luftpuffers 349 aus in diesen eingesetzt. Der Haltetank 333 und der untere Abschnitt des Luftpuffers 349 sind über das Haltetankrohr 326 miteinander verbunden. Das Ende des Haltetankrohres 326 auf der Seite des Haltetanks 333 ist vom oberen Abschnitt des Haltetanks 333 in diesen eingesetzt. Die Endfläche des Haltetankrohres 326 reicht bis zur Nachbarschaft der Unterseite des Haltetanks 333.
Der untere Abschnitt des Luftpuffers 349 und jeder Ausstoßkopfabschnitt 301 sind über die Kopfzuführrohre 320 miteinander verbunden. In der Zwischenposition eines jeden Kopfzuführrohres 320 ist ein Pufferventil 346 vorgesehen.
Eine Kappe 347 zum Verkappen des Ausstoßpufferabschnittes 301 ist über ein Saugrohr 365 mit einem Tank 352 für verbrauchte Tinte verbunden. Im Saugrohr 365 ist eine Saugpumpe 348 vorgesehen. Als Saugpumpe 348 findet eine Rohrpumpe Verwendung. Wenn der Ausstoßkopf abschnitt 301 mit der Kappe 347 verkappt ist, wird die Saugpumpe 348 angetrieben, um Tinte vom Ausstoßkopfabschnitt 301 in die Kappe 347 zu saugen. Die abgesaugte Tinte wird über ein Saugrohr 365 im Tank 352 für verbrauchte Tinte gespeichert.
Ferner sind der Tank 352 für verbrauchte Tinte und der Untertank 303 über ein Pumpenrohr 342 verbunden. Ein Ende des Pumpenrohres 342 ist vom oberen Abschnitt des Untertanks 303 in diesen eingesetzt. Dieses eine Ende des Pumpenrohres 342 ist an einer Stelle angeordnet, die höher liegt als das untere Ende der Elektrode A 343. Mit dem Pumpenrohr 342 ist eine Speisepumpe 366 als Druckerzeugungseinrichtung vorgesehen, um den Druck im Untertank 303 zu verringern und zu erhöhen. Als Speisepumpe 366 kann die in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung angetriebene Rohrpumpe verwendet werden.
Die Saugpumpe 348 und die Speisepumpe 366 besitzen jeweils Rotoren. Die entsprechenden Rotoren der Pumpen werden von einem nichtgezeigten Pumpenmotor zum Antreiben der Pumpe angetrieben, so daß sie rotieren. Der Rotor der Saugpumpe 348 wird in der durch den Pfeil S angedeuteten Richtung gedreht, um die Saugpumpe 348 anzutreiben. Die Luft und die Tinte innerhalb dem Saugrohr 365 werden in der durch den Pfeil I dargestellten Richtung bewegt. Der Rotor der Speisepumpe 366 wird in der durch den Pfeil T angedeuteten Richtung gedreht, um die Speisepumpe 366 in Vorwärtsrichtung anzutreiben. Die Luft und die Tinte im Pumpenrohr 342 werden in der durch den Pfeil K gezeigten Richtung bewegt.
Im Gegensatz zu dem vorstehenden wird der Rotor der Speisepumpe 366 so angetrieben, daß er sich in Richtung des Pfeiles U bewegt, um die Speisepumpe 366 in Umkehrrichtung anzutreiben und die Luft und die Tinte im Pumpenrohr 342 in Richtung des Pfeiles R zu bewegen.
Die Tinte im Haltetank 333 fließt durch das Haltetankrohr 326, den Luftpuffer 349 und das Untertankrohr 321 in den Untertank 303. Hierbei ist der Strömungswiderstand geringer als der Strömungswiderstand, wenn die Tinte im Haupttank 302 durch das Haupttankrohr 332 und das Rückschlagventil 340 fließt.
Der Flüssigkeitszuführvorgang bei der dargestellten Ausführungsform der in der vorstehend beschriebenen Weise konstruierten Tintenstrahldruckvorrichtung wird nachfolgend in Verbindung mit den 13A bis 13D erläutert. Zuerst wird der Vorgang zum Zuführen von Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm der 13A beschrieben.
Als erstes werden das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Ventil 363, der Untertank 338 und das Untertankhaltetankventil 339 geschlossen (S201, S202 und S203), um den Untertank 303 abzudichten. Der Rotor der Speisepumpe 366 wird angetrieben, um sich in Richtung des Pfeiles U für einen Vorwärtsantrieb zu drehen (S204). Hierdurch wird die Luft im Pumpenrohr 343 in Richtung des Pfeiles R bewegt, so daß die Luft im Untertank 303 durch das Pumpenrohr 342 abgeführt wird. Auf diese Weise wird der Druck im Untertank 303 bis zu einem negativen Druck verringert. Dadurch, daß der Untertank 303 in einen Zustand negativen Drucks gebracht wird, wird die Tinte im Haupttank 302 durch das Haupttankrohr 332 in den Untertank 303 geführt.
Bei dem vorstehend beschriebenen Tintenzuführvorgang vom Haupttank 2 zum Untertank 303 fließt ein elektrischer Strom zwischen der Elektrode A 343 und der Elektrode B 344, so daß detektiert wird, daß die Tinte in den Untertank 303 eingefüllt wird (S205). Dann wird ein Signal dem Hauptpaneel 327 zugeführt.
Wenn das Signal von der Elektrode A 343 und der Elektrode B 344 dem Hauptpaneel 327 zugeführt wird, wird ein Stoppbefehl vom Hauptpaneel 327 an die Speisepumpe 366 abgegeben, um diese zu stoppen (S206).
Als nächstes werden das zur Atmosphäre öffnende Ventil 363, der Untertank 338 und das Untertankhaltetankventil 339 geöffnet (S207, S208 und S209). Dann dringt die Tinte im Untertank 303 in den Haltetank 333 durch ihr Eigengewicht durch das Untertankhaltetankrohr 364 ein. Die Tinte im Untertank 303 fließt so lange in den Haltetank 333, bis die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche des Untertanks 303 die Höhe der Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Haltetank 333 erreicht.
Wenn die Tinte und Luft (Blase) im Untertankhaltetank 364 vorhanden sind, wird es schwierig oder unmöglich, daß die Tinte durch das Untertankhaltetankrohr 364 fließt. In diesem Fall wird ein Vorgang zur erzwungenen Zufuhr der im Untertank 303 befindlichen Tinte durch das Untertankhaltetankrohr 364 in den Haltetank 333 durchgeführt. Dieser Vorgang zum erzwungenen Führen der Tinte vom Untertank 303 zum Haltetank 333 wird in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm der 13B erläutert.
Nach dem Schließen des zur Atmosphäre öffnenden Ventiles 363 und des Untertanks 338 (S210 und S2111) wird zuerst der Rotor der Speisepumpe 366 in Richtung des Pfeiles T ge dreht, um die Speisepumpe 366 in umgekehrter Richtung (S212 und S213) anzutreiben und auf diese Weise die Luft im Pumpenrohr 342 in Richtung des Pfeiles K zu führen. Hierdurch wird die Luft im Pumpenrohr 342 in den Untertank 303 eingeführt, um das Innere des Untertanks auf einen positiven Druck zu bringen. Wenn das Innere des Untertanks einen positiven Druck erhält, wird die Tinte im Untertank 303 in das Untertankhaltetankrohr 364 gedrückt. Dann wird die im Untertankhaltetankrohr 364 vorhandene Luft (Blase) zusammen mit der Tinte in den Haltetank 333 gedrückt. Danach wird die Speisepumpe 366 gestoppt (S214), und das zur Atmosphäre öffnende Ventil 363 und das Untertankventil 338 werden geöffnet (S215 und S216). Auf diese Weise wird das Untertankhaltetankrohr 364 mit der Tinte gefüllt, und die Tinte im Untertank 303 fließt durch das Untertankhaltetankrohr 364 in den Haltetank 333, bis die Höhe der Tinte im Untertank 303 die Höhe der Tinte im Haltetank 333 erreicht. Da der Haltetank 333 über das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Loch 351 zur Atmosphäre hin geöffnet ist, wenn die Luft (Blase) vom Untertankhaltetankrohr 364 in den Haltetank 333 gedrückt wird, wird die Luft im Haltetank 333 durch das mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Loch 351 in die Atmosphäre abgeführt. Auf diese Weise kann der Druck im Haltetank 333 auf atmosphärischem Druck gehalten werden.
Nachdem die Höhe der Tinte im Untertank 303 die Höhe der Tinte im Haltetank 333 erreicht hat, da die Tinte vom Untertank 303 in den Haltetank 333 geflossen ist, kann das Flüssigkeitsniveau der Tinte im Untertank 303 niedriger liegen als die unteren Enden der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345. Da in diesem Fall keine Tinte zwischen der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345 vorhanden ist, wird ein Stoppen des Stromflusses zwischen der Elektrode B 344 und der Elektrode C 345 detektiert, wie im Ablaufdiagramm der l0C dargestellt (S217). Wenn das Stoppen des Stromflusses zwischen der Elektrode B 345 und der Elektrode C 345 detektiert wird, wird ein Befehlssignal zum Beginn des Tintenzuführvorganges wieder vom Hauptpaneel 327 übertragen, wie in 9 gezeigt. Somit wird der Tintenzuführvorgang vom Haupttank 302 zum Untertank 303 in entsprechender Weise wie beim Ablaufdiagramm der 10A durchgeführt.
Durch Wiederholung des Tintenzuführvorganges vom Haupttank 302 und Untertank 303 in der vorstehend beschriebenen Weise wird die Höhe der Flüssigkeitsoberflächen der Tinte im Untertank 303 und im Haltetank 333 im Bereich der Linien (Q) und (H) in 12 gehalten.
Als nächstes wird der Tintenzuführvorgang vom Haltetank 333 zum Luftpuffer 349 in Verbindung mit dem Ablaufdiagramm der 13D erläutert.
Zuerst werden das zur Atmosphäre öffnende Ventil 363, das Untertankhaltetankventil 339 und das Pufferventil 346 geschlossen (S218, S219 und S220). Dann wird der Rotor der Speisepumpe 366 angetrieben, so daß er sich in Richtung des Pfeiles U dreht, um die Speisepumpe 366 in Vorwärtsrichtung anzutreiben (S221). Die Speisepumpe 366 wird über eine vorgegebene Zeitdauer (S222) angetrieben, um die Luft innerhalb des Pumpenrohres 342 in Richtung des Pfeiles R zu führen und die Luft des Untertanks 303 durch das Pumpenrohr 342 abzuführen. Somit wird der Druck im Untertank 303 auf einen negativen Druck abgesenkt. Folglich stehen der Luftpuffer 349 und das Haltetankrohr 326 unter einem negativen Druck.
Wie vorstehend erläutert, wird dadurch, daß das Innere des Untertanks 303, des Untertankrohres 321, des Luftpuffers 349 und des Haltetankrohres 326 auf einen negativen Druck gebracht wird, die Tinte im Haltetank 333 durch das Haltetankrohr 326 in den Luftpuffer 349 geführt. Bis die Tinte im Luftpuffer 349 das Untertankrohr 321 kontaktiert, wird die Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Luftpuffer 349 angehoben. Dann wird die Tinte im Luftpuffer 349 durch das Untertankrohr 321 in den Untertank 303 geführt.
Da das Innere des Haupttankrohres 332 ebenfalls auf einen negativen Druck gebracht wird, wird die Tinte auch vom Haupttank 302 zum Untertank 303 geführt. Nach einer vorgegebenen Zeitdauer zum Initiieren des Antriebes der Speisepumpe 366 wird die Speisepumpe 366 gestoppt (S223).
Danach werden das zur Atmosphäre öffnende Ventil 366 und das Untertankhaltetankventil 339 geöffnet (S224 und S225). Wie vorstehend wiedergegeben, ist der Tintenkanal so konstruiert, daß der Widerstand des Strömungskanales, damit die Tinte durch das Haltetankrohr 326, den Luftpuffer 349 und das Untertankrohr 321 fließen kann, geringer wird als der Widerstand des Strömungskanales, wenn die Tinte durch das Haupttankrohr 332 und das Absperrventil 340 fließt. Auf diese Weise kann die Tinte sicher vom Haltetank 333 zum Luftpuffer 349 geführt werden.
Als nächstes wird der Tintenzuführvorgang vom Luftpuffer 349 zum Ausstoßkopf 301 in Verbindung mit 13D erläutert.
Zuerst wird der Ausstoßkopf abschnitt 301 mit der Kappe 347 verkappt (S226). Dann wird die Saugpumpe 348 angetrieben (S227), um die LUft im Saugrohr 365 in Richtung des Pfeiles 2 zu bewegen. Hierdurch wird das Innere der Kappe 347 und des Ausstoßkopfabschnittes 301 auf einen negativen Druck gebracht. Dann wird das Pufferventil 346 geöffnet (S228).
Da das Innere der Kappe 347 und des Ausstoßkopfabschnittes 301 auf negativem Druck gehalten wird, wird die Tinte im Luftpuffer 349 durch das Kopfzuführrohr 320 dem Ausstoßkopfabschnitt 301 zugeführt. Auf diese Weise wird die Tinte in die Düsen des Ausstoßkopfabschnittes 301 eingefüllt. Danach wird die Saugpumpe 348 gestoppt (S229). Nachdem abgewartet worden ist, daß der negative Druck in der Kappe 347 und der negative Druck des Luftpuffers 349 auf den vorgegebenen Wert angehoben worden sind (zum positiven Druck hin verändert worden sind), wird die Kappe 347 vom Ausstoßkopfabschnitt 301 entfernt (S230). Zu diesem Zeitpunkt wird in bezug auf die Tinte innerhalb der Düsenfläche des Ausstoßkopfabschnittes 301 der Meniskus gebildet. Selbst wenn daher eine Höhendifferenz J zwischen der Düsenfläche 359 des Ausstoßkopfabschnittes 301 und den Flüssigkeitsoberflächen der Tinte im Untertank 303 und Haltetank 333 vorhanden ist, kann die Tinte in den Düsen des Ausstoßkopfabschnittes 301 gehalten werden. Die in die Kappe 347 gesaugte Tinte wird über das Saugrohr 365 im Tank 352 für verbrauchte Tinte gesammelt.
Wie vorstehend erläutert, kann die Tinte durch Zuführung derselben zu den Düsen im Ausstoßkopfabschnitt 301 vom Ausstoßkopf abschnitt 301 ausgestoßen werden.
Als nächstes wird der Tintenzuführvorgang zum Zuführen der Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 ausgeführt, während der Druck durch Ausstoßen der Tinte vom Ausstoßkopfabschnitt 301 auf das Druckmedium durchgeführt wird.
Bei der dargestellten Ausführungsform der Flüssigkeitszuführvorrichtung ist es möglich, die Tinte im Haltetank 333 durch das Haltetankrohr 326 zum Luftpuffer 349 zu führen, während Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 geführt wird. Da zu diesem Zeitpunkt das Pufferventil 346 geöffnet ist, kann Tinte vom Luftpuffer 349 durch das Kopfzuführrohr 320 zum Ausstoßkopf abschnitt 301 geführt werden. Daher kann ähnlich wie bei der vorhergehenden zweiten Ausführungsform vom Ausstoßkopfabschnitt 301 ein Druck auf dem Druckmedium selbst dann durchgeführt werden, während die Tinte vom Haupttank 302 dem Untertank 303 zugeführt wird.
Wenn keine Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 geführt wird, kann der Haupttank 302 selbst dann ausgetauscht werden, wenn ein Druck vom Ausstoßkopfabschnitt 301 auf dem Druckmedium durchgeführt wird. Wenn daher die Tinte im Haupttank 302 verbraucht ist, während ein Druck durch Ausstoßen der Tinte vom Ausstoßkopfabschnitt 301 durchgeführt wird, wird der Haupttank 302 ausgetauscht, während keine Tinte vom Haupttank 302 zum Untertank 303 geführt wird, um den mit Tinte gefüllten Haupttank 302 am Hauptteil der Tintenstrahldruckvorrichtung anzuordnen, ohne den vom Druckkopfabschnitt 301 durchgeführten Druck zu unterbrechen.
Um bei der dargestellten Ausführungsform eine stabile Zuführung der Tinte zum Untertank 303 durchzuführen, wird der Druck im Inneren des Untertanks 303 erniedrigt. Beim Zuführen der Tinte zum Untertank 303 ist das Innere des Untertanks geschlossen. Selbst wenn daher keine Tinte vom Untertank 303 zum Haltetank 333 geführt wird, wird die zeitweise im Haltetank 333 gehaltene Tinte dem Ausstoßkopfabschnitt 301 zugeführt. Selbst wenn daher der Untertank 303 geschlossen und somit die Flüssigkeit zum Untertank 303 geführt wird, wird der vom Ausstoßkopfabschnitt 301 durchgeführte Druck nicht unterbrochen, um kontinuierlich einen großen Druck in einer kurzen Zeitdauer zu ermöglichen. Da bei der dargestellten Ausführungsform zusätzlich ein Mechanismus zum Durchführen des Öffnens und Schließens des Ventiles und ein Mechanismus zum Detektieren einer restlichen Tintenmenge im Gehäuse angeordnet sind, ist es in bezug auf die Tintenzuführung zusätzlich zur Tintenzirkulation nicht erforderlich, diesen Vorgang in einer speziellen Position, beispielsweise einer Ausgangsposition o. ä., durchzuführen. Daher kann der vorstehend beschriebene Effekt auf wirkungsvollere Weise erreicht werden.
Durch Einstellung des Strömungsbahnwiderstandes, wenn die Flüssigkeit im Haltetank durch einen ersten Flüssigkeitszuführkanal, den Luftpuffer und den dritten Flüssigkeitszuführkanal in den Untertank fließt, auf einen Wert, der kleiner ist als der Strömungswiderstand des vierten Zuführkanales, wird der Druck im Untertank verringert, um die Tinte vom Haltetank zum Luftpuffer zu führen. Dann wird die vom Haupttank zum Untertank geführte Flüssigkeitsmenge begrenzt. Daher kann die Flüssigkeit auf sichere Weise dem mit dem Ausstoßkopf abschnitt verbundenen Luftpuffer zugeführt werden.
Durch Montage des Untertanks 303 und des Haltetanks 303 am Gehäuse 324 sind der Untertank 303 und der Haltetank 333 an einem Abschnitt angeordnet, der keine Bahn zum Fördern des geradlinigen Druckproduktes 335, das nur schwierig gebogen werden kann, in Horizontalrichtung aufweist. Wie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 6521/1998 beschrieben, kann daher selbst für das geradlinige Druckprodukt 335, das mit der Tintenstrahldruckvorrichtung schwierig zu bedrucken ist, ein Druck durchgeführt werden, ohne daß das Druckprodukt 335 gebogen wird.
Durch Einarbeitung einer Einrichtung zur Erzeugung eines positiven Drucks zum Unterdrucksetzen des Untertanks, um die Flüssigkeit des Untertanks durch den Zuführkanal in den Haltetank zu führen, verbleibt ein Gas im Zuführkanal, so daß Schwierigkeiten in bezug auf das Durchströmen des Zuführkanales entstehen. Durch das Unterdrucksetzen des Untertanks mit Hilfe der Einrichtung zur Erzeugung des positiven Drucks wird das Gas im Zuführkanal zusammen mit der Flüssigkeit im Untertank in den Haltetank gedrückt. Selbst wenn sich daher das Gas im Zuführkanal ansammelt, kann die Flüssigkeit auf glatte Weise durch den Zuführkanal fließen.
(Vierte Ausführungsform)
14 zeigt einen Tintenkanal der vierten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei der dargestellten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung ist im Vergleich zur dritten Ausführungsform eine Pumpe zur Erzeugung eines positiven Drucks als Einrichtung zur Erzeugung eines positiven Drucks zum Unterdrucksetzen des Untertanks vorgesehen. In 14 sind entsprechende Teile wie bei der dritten Ausführungsform mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die nachfolgende Beschreibung dient hauptsächlich zur Erläuterung von unterschiedlichen Punkten der dritten Ausführungsform.
Wie in 14 gezeigt, ist bei der dargestellten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung ein Ende des positiven Rohres 362 vom oberen Abschnitt des Untertanks 303 in diesen eingesetzt. Am Zwischenabschnitt des positiven Rohres 362 ist die Pumpe 361 als Einrichtung zur Erzeugung des positiven Drucks vorgesehen, um das Innere des Untertanks 303 auf einen positiven Druck zu bringen. Durch Antreiben der Pumpe 361 wird Luft im Positivdruckrohr 362 in Richtung des Pfeiles L bewegt, um die Luft durch das Positivrohr 362 in den Untertank 303 einzuführen.
An der Stelle zwischen der Positivpumpe 361 und dem Untertank 303 im Positivrohr 362 ist ein Schaltventil 358 vorgesehen. Dieses Schaltventil 358 ist über die Rohre mit entsprechenden Kammern des Untertanks 303 verbunden. Durch Montage des Schaltventiles 358 können entsprechende Kammern des Untertanks 303 mit einer Pumpe 361 auf einen positiven Druck gebracht werden.
Durch Anordnung der einen positiven Druck erzeugenden Pumpe 361 findet die Speisepumpe 366 nur als Einrichtung zur Erzeugung von negativem Druck Verwendung, um das Innere des Untertanks 303 auf einen negativen Druck zu bringen. Daher wird ohne Umschalten der Drehrichtung des Rotors der Speisepumpe 366 zwischen einer Vorwärtsrichtung und einer Rückwärtsrichtung die Tinte im Untertank 303 in den Haltetank 333 geführt. Die Pumpe 361 zur Erzeugung positiven Drucks wird nur benötigt, um die Luft zu fördern. Das Material für die Bauteile der Pumpe 361 kann ausgewählt werden, ohne die Eigenschaften beim Kontakt mit der Tinte berücksichtigen zu müssen. Auf diese Weise kann eine billige Pumpe als Pumpe 361 eingesetzt werden.
An einen Abschnitt des Pumpenrohres 342 zwischen der Speisepumpe 366 und dem Tank 352 für verbrauchte Tinte ist ein Ende des Rohres 342a über eine Verbindung 357 angeschlossen. Ein Abschnitt des Pumpenrohres 342 auf der gegenüberliegenden Seite des Untertanks 303 ist vom Tank 352 für die verbrauchte Tinte getrennt, wie erforderlich, um Luft im Untertank 303 am anderen Ende des Rohres 342a abzugeben. Hierdurch kann die Zahl der an den Tank 352 für verbrauchte Tinte anzuschließenden Rohre verringert werden, so daß die Montageeigenschaften der Tintenstrahldruckvorrichtung verbessert werden. In Verbindung damit wird es möglich, den Innenraum der Tintenstrahldruckvorrichtung wirksam auszunutzen und die Tintenstrahldruckvorrichtung kompakt auszubilden.
Vorstehend wurde der Hauptteil der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Es folgen nunmehr ergänzende Erläuterungen zu Modifikationen der entsprechenden Ausführungsformen.
15 zeigt den Hauptteil einer Modifikation der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei der vorhergehenden Ausführungsform ist ein erstes Ventil mit einem generellen Schaltventil versehen. Es ist jedoch auch möglich, ein Rückschlagventil zu verwenden, das ein Fließen der Tinte vom dritten Tintentank 5 in den zweiten Tintentank 4 zuläßt.
Die dargestellte Modifikation ist so konstruiert, daß das Rückschlagventil 91 anstelle des ersten Ventiles 9 der ersten Ausführungsform vorgesehen ist. Dieses Rückschlagventil 91 ist an einem Verbindungsabschnitt des zweiten Tintenkanales 8 mit dem zweiten Tintentank 4 vorgesehen und mit einem sich kegelförmig verjüngenden Abschnitt 92 und einer Kugel 93 versehen. Die Kugel 93 ist vorzugsweise so leicht wie möglich, wobei ihr spezifisches Gewicht jedoch größer ist als das der Tinte. Beispielsweise findet eine Kunststoffkugel aus Polyacetal, Polypropylen etc. Verwendung. Der sich verjüngende Abschnitt ist vorzugsweise geringfügig flexibel, wie harter Gummi, so daß das Rückschlagventil immer dicht geschlossen ist.
Wenn ein Befehl zur Durchführung eines Ausgleiches vom Steuerabschnitt des Steuersystems abgegeben wird, wird das zweite Ventil 10 geöffnet. Dann wird die Luftkammer des Tintentanks 5 mit der Atmosphäre in Verbindung gebracht. Durch den einer Wassersäulendifferenz zwischen der Tinte im Tintentank 4 und dem Tintentank 5 entsprechenden Druck wird die Kugel 93 nach oben gedrückt, um das Rückschlagventil 91 zu öffnen. Dann fließt die Tinte vom Tintentank 5 durch den Strömungskanal 8 zum Tintentank 4. Wenn die Tintenniveaus der Tintentanks 4 und 5 im wesentlichen einander entsprechen, tritt die Kugel 91 wieder mit dem sich verjüngenden Abschnitt 92 in Kontakt und stoppt den Tintenzufluß.
Durch Anordnung des Rückschlagventiles 91 anstelle des ersten Ventiles 9 können der vorstehend beschriebene Mechanismus und die vorstehend beschriebene Sequenz vereinfacht werden.
16 zeigt den Hauptteil einer Modifikation der vorstehend wiedergegebenen dritten Ausführungsform. Unterschiedlich gegenüber dieser Ausführungsform ist bei der dargestellten Modifikation ein Strömungswiderstandselement 353, das einen Strömungswiderstand für die im Haupttankrohr 332 fließende Tinte bildet. Dieses Strömungswiderstandselement ist in der Zwischenposition des Haupttankrohres 332 vorgesehen. Beispielsweise kann bei der dritten Ausführungsform der Tintenstrahldruckvorrichtung der Strömungswiderstand beim Strömen der Tinte im Luftpuffer 349 und Untertankrohr 321 größer sein als der Strömungswiderstand beim Strömen der Tinte im Haupttankrohr 332 und Rückschlagventil 340. In diesem Fall ist das Strömungswiderstandselement 353 so im Haupttankrohr 332 montiert, daß der Strömungswiderstand beim Strömen der Tinte innerhalb des Haltetankrohres 326, des Luftpuffers 349 und des Untertankrohres 321 kleiner wird als der Strömungswiderstand beim Strömen der Tinte durch das Haupttankrohr 332 und das Rückschlagventil 340.
Hierdurch ist beim Zuführen der Tinte vom Haltetank 333 zum Luftpuffer 349 die vom Haltetank 333 zum Untertank 303 durch das Haltetankrohr 326, den Luftpuffer 349 und das Untertankrohr 321 geführte Tintenmenge mit Sicherheit größer als die vom Haupttank 302 durch das Haupttankrohr 332 zum Untertank 303 zu führende Tintenmenge. Auf diese Weise wird Tinte mit Sicherheit vom Haltetank 333 zum Luftpuffer 349 geführt.
Diese Modifikationen können auch bei anderen Ausführungsformen Anwendung finden.
Das Flüssigkeitszuführverfahren und die Flüssigkeitszuführvorrichtung der entsprechenden Ausführungsformen und Modifikationen sind nicht auf die angegebene Tintenstrahldruckvorrichtung beschränkt, sondern können auch bei Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtungen Anwendung finden, die sich von der angegebenen Tintenstrahldruckvorrichtung unterscheiden. Die vorliegende Erfindung ist nicht nur bei einer Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung anwendbar, sondern auch für die Flüssigkeitszufuhr zu einem anderen Flüssigkeitsverbrauchselement als dem Ausstoßkopf abschnitt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Tintenzufuhr durchgeführt, indem die Tinte vom vierten Tank zum dritten Tank gesaugt wird. Eine Konstruktion zum Erreichen des ersten Zieles der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf diese Konstruktion zum Zuführen der Tinte beschränkt. Beispielsweise ist es möglich, die Tinte durch den Benutzer von der Flasche direkt manuell in den zweiten Tintentank einzugießen. Vom Zuführtank kann die Tinte mit Hilfe von separaten Pumpen im zweiten oder dritten Tintentank zugeführt werden.

Claims

Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung, die einen Druck durch Ausstoßen einer Flüssigkeit auf ein Druckmedium durchführt, mit einem Flüssigkeitsausstoßkopfabschnitt (301) mit einem Flüssigkeitsausstoßdurckkopf (205a, 205b), der eine Flüssigkeit ausstößt, und einem ersten Tank (2; 349), der die dem Kopf (205a, 205b) zuzuführende Flüssigkeit hält; einem zweiten Tank (4; 333), der eine dem ersten Tank (2; 349) zuzuführende Flüssigkeit hält und eine mit der Atmosphäre in Verbindung stehende Öffnung (26; 351) zum Einführen von atmosphärischer Luft besitzt; und einer Pumpe (50; 366); gekennzeichnet durch einen dritten Tank (5; 303), der die Flüssigkeit vom ersten Tank (2; 349) aufnimmt und diese einem zweiten Tank (4; 333) zuführen kann; einen ersten Flüssigkeitszuführkanal (6; 326) zum Verbinden des ersten Tanks (2; 349) und des zweiten Tanks (4; 333); einen zweiten Flüssigkeitszuführkanal (8; 364) zum Verbinden des zweiten Tanks (4; 333) und des dritten Tanks (5; 303); einen dritten Flüssigkeitszuführkanal (7; 321) zum Verbinden des dritten Tanks (5; 303) und des ersten Tanks (2; 349); wobei der erste Tank (2; 349) und der dritte Tank (5; 303) ausschließlich der entsprechend angeschlossenen Zuführkanäle einen geschlossenen Raum bilden, die Pumpe (50; 366) ein Gas im dritten Tank (5; 303) absaugt und in einem anderen Kanal als dem ersten, zweiten und dritten Zuführkanal vorgesehen ist, ein erstes Ventil (9; 339) im zweiten Zuführkanal (8; 364) zum Öffnen und Schlieflen des zweiten Flüssigkeitszuführkanales (8; 364) vorgesehen ist und ein zweites Ventil (10; 363) im dritten Tank (5; 303) zum Leiten des Gases im dritten Tank (5; 303) zur Außenseite vorgesehen ist.
Flüssigkeitsausstofl-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren einen Schlitten (204; 316) zur Montage des Flüssigkeitsausstoflkopfabschnittes (301) und zur Hin- und Herbewegung desselben und ein Gehäuse (201; 324) zum Lagern des Schlittens (204; 316) derart umfaßt, daß der Schlitten (204; 316) von einem Motor (308) hin- und herbewegt werden kann, wobei der zweite Tank (4; 333) und der dritte Tank (5; 303) fest im Gehäuse (201; 324) vorgesehen sind.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe eine Rohrpumpe (50; 366; 361) ist, die durch einen Antrieb in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung den Druck im dritten Tank (5; 303) erniedrigen und erhöhen kann.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren eine Detektionseinrichtung (24, 25, 23; 343, 344, 345) zum Detektieren einer Flüssigkeitsoberfläche im dritten Tank (5; 303) umfaßt.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung eine erste Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung (24; 25), die an einem oberen Abschnitt als der Endabschnitt auf der Seite des zweiten Tanks (4; 333) des zweiten Flüssigkeitszuführkanales (6; 326) vorgesehen ist, und eine zweite Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung (23; 343, 344, 345) aufweist, die an einem unteren Abschnitt als der Endabschnitt auf der Seite des dritten Tanks (5; 303) des Kanales, in dem das zweite Ventil (10; 363) und die Rohrpumpe (50; 366) vorgesehen sind, und an einem oberen Abschnitt als die erste Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung (24; 25) vorgesehen ist.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung (24; 25) im zweiten Tank (4; 333) und die zweite Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung (23; 343, 344) im dritten Tank (5; 303) vorgesehen sind.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Positionen der Unter seite des zweiten Tanks (4; 333) und der Unterseite des dritten Tanks (5; 303) einander entsprechen, daß Endabschnitte des zweiten Flüssigkeitszuführkanales (8; 364) in den Unterseiten des zweiten und dritten Tanks vorgesehen sind und daß die erste und zweite Flüssigkeitsniveaudetektionseinrichtung (343, 344; 345) im dritten Tank (5; 303) vorgesehen sind.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren einen vierten Tank (16; 302), der eine Flüssigkeit zum dritten Tank (5; 303) führt, und einen vierten Flüssigkeitszuführkanal (14; 332), der den dritten Tank (5; 303) und den vierten Tank (16; 302) miteinander verbindet, aufweist und daß die Pumpe (50; 366) in einem anderen Kanal als dem vierten Flüssigkeitszuführkanal (14; 332) vorgesehen ist.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand beim Fließen der Flüssigkeit im zweiten Tank (4; 333) in den dritten Tank (5; 303) durch den ersten Tank (2; 349) und den dritten Flüssigkeitszuführkanal (7; 321) geringer ist als der Strömungswiderstand beim Flielßen der Flüssigkeit im vierten Tank (16; 302) in den dritten Tintentank (5; 303) über den vierten Flüssigkeitszuführkanal (14; 332).
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Strömungswiderstandselement (27; 353) im vierten Flüssigkeitszuführkanal (14; 332) vorgesehen ist.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß irgendeiner des ersten Flüssigkeitszuführkanales (6) und des dritten Flüssig keitszuführkanales (7) mit einem dritten Ventil (22) zum Blockieren der Bewegung der Flüssigkeit versehen ist.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ventil ein Rückschlagventil (91) ist, das eine Bewegung der Flüssigkeit vom dritten Tank (5; 303) zum zweiten Tank (4; 333) ermöglicht.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Verkappungselement (30; 347), das eine Düsenfläche des Flüssigkeitsausstoßkopfes (205a, 205b) kontaktieren und freigeben kann, und ein Druckeinstellventil (42; 349) zum Einstellen des Drucks in einem von der Düsenfläche des Kopfes (205a, 205b) und dem Verkappungselement (30; 347) gebildeten Raum aufweist.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, die des weiteren ein viertes Ventil (346) zum Blockieren eines Verbindungsabschnittes zwischen dem Flüssigkeitsausstoßkopf des Kopfabschnittes (301) und dem ersten Tank (349) aufweist.
Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckkopf mit einem elektrothermischen Wandler versehen ist, der zum Ausstoßen der Flüssigkeit verwendete thermische Energie erzeugt.
Flüssigkeitszuführverfahren zum Zuführen einer Flüssigkeit in der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen ersten Flüssigkeitszuführschritt, der das Schließen des ersten und zweiten Ventiles (9, 10; 339, 363) und das Absaugen eines Gases aus dem dritten Tank (5; 303) mit der Pumpe (50; 366) zum Einführen einer Flüssigkeit im ersten Tank (2; 349) in den dritten Tank (5; 303) umfaßt; und einen zweiten Flüssigkeitszuführschritt, der das Öffnen des ersten und zweiten Ventiles (9, 10; 339; 363) zum Einführen der Flüssigkeit im dritten Tank (5; 303) in den zweiten Tank (4; 333) umfaßt.
Flüssigkeitszuführverfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Flüssigkeitszuführschritt auf der Basis des Ergebnisses der Detektion einer Flüssigkeitsdetektionseinrichtung (24, 23; 343, 344, 345) zum Detektieren des Flüssigkeitsniveaus des dritten Tanks (5; 303) gestoppt und der zweite Flüssigkeitszuführschritt durchgeführt wird.
Fltissigkeitszuführverfahren zum Zuführen einer Flüssigkeit in der Flüssigkeitsausstoß-Druckvorrichtung nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch einen ersten Flüssigkeitszuführschritt, der das Schließen des ersten und zweiten Ventiles (9, 10; 339, 363) und das Absaugen eines Gases im dritten Tank (5; 303) zum Einführen der Flüssigkeit im ersten Tank (2; 349) in den dritten Tank (5; 303) umfaßt; einen zweiten Flüssigkeitszuführschritt, der das Öffnen des ersten und zweiten Ventiles und das Einführen der Flüssigkeit im dritten Tank in den zweiten Tank umfaßt; und einen dritten Flüssigkeitszuführschritt, der das Schließen des ersten, zweiten und dritten Ventiles, das Absaugen eines Gases im dritten Tank mit der Pumpe und das Einführen der Flüssigkeit im vierten Tank in den dritten Tank umfaßt.
Flüssigkeitszuführverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Flüssigkeitszuführschritt während des Druckvorganges auf dem Druckmedium durchgeführt wird.
Flüssigkeitszuführverfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (361) den Druck im dritten Tank (303) erniedrigen und erhöhen kann und daß das Verfahren einen vierten Flüssigkeitszuführschritt aufweist, der das Schließen des zweiten und dritten Ventiles, das Öffnen des ersten Ventiles (339) und das Einführen einer Flüssigkeit im dritten Tank (303) in den zweiten Tank (333) durch den zweiten Flüssigkeitszuführkanal (364) durch Unterdrucksetzen des dritten Tanks mit der Pumpe (361) umfaßt.