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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahldrucker
und insbesondere auf einem Tintenstrahldrucker, der in der Lage
ist den Druckkopf bei fehlerhaftem Tintenausstoß wieder herzustellen und auf
ein Druckverfahren mit dem Tintenstrahldrucker.
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Ein
herkömmlicher
Tintenstrahldrucker steuert einen Druckkopf in Abhängigkeit
eines Signals von einem Computer und druckt Text oder Grafik auf ein
Aufzeichnungsmedium. Herkömmliche
Tintenstrahldrucker werden im Allgemein in zwei Bauarten eingeteilt.
Eine Bauart eines Tintenstrahldruckers umfasst einen Druckkopfabschnitt
und einen entfernbaren oder ersetzbaren Tintentank mit Tinte, wobei der
Tintentank selbständig
ersetzt werden kann, wenn er leer ist. Die andere Bauart eines Tintenstrahldruckers
umfasst einen Druckkopf und einen Tintentank, die integral miteinander
aufgebaut sind, wobei der Druckkopf zusammen mit dem Tintentank bei
leerem Tank ersetzt wird.
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Der
Drucker mit dem austauschbaren Tintentank hat den Nachteil, dass
zum Zeitpunkt des Austausches des Tanks ein Tintenvorschubsabschnitt nach
außen
freigelegt wird. Dies führt
dazu, dass Blasen und Staub in den Tintenvorschubsabschnitt eintreten
und eine Tintenpassage verstopfen, wodurch ein Tintenausstoß fehlerhaft
wird. Aus diesen Grunde wird herkömmlich ein Filter in der Tintenpassage
angeordnet, um die Tinte mit Behebungsmitteln zu komprimieren oder
zu saugen und wobei die Blasen über Enden
von Düsen
entladen werden. Die Behebungsmittel müssen jedoch den Saugvorgang
einige Male wiederholen, um die Blasen vollständig aus der Tintenpassage
zu entfernen, woraus verschwenderischer Tintenverbrauch resultiert.
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Hierzu
ist Stand der Technik offenbart z.B. in der Japanischen Offenlegungsschrift
Nr. 3-73354, 3-132357, 7-117240, 3-272661, 9-240019 und 10-34949.
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Die
US 5386222 offenbart die
Anwendung von negativem Saugdruck stufenweise von gering zu hoch.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist daher einen Tintenstrahldrucker bereitzustellen,
der in der Lage ist, fehlerhaften Tintenausstoß ohne Verschwendung von Tinte
zu beheben und hierdurch die Druckqualität zu verbessern und ein für den Tintenstrahldrucker
geeignetes Druckverfahren bereitzustellen.
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Erfindungsgemäß wird ein
Tintenstrahldrucker mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereitgestellt.
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Die
vorstehend genannte Aufgabe und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile
der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung
und deren begleitenden Zeichnungen leichter verständlich.
Hierzu zeigt:
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1 eine grafische Darstellung einer Saugsequenz
von Behebungsmitteln eines herkömmlichen
Tintenstrahldruckers;
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2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers;
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3 das Layout eines Druckkopfes der beispielhaften
Ausführung
der vorliegenden Erfindung zusammen mit Anordnungen um den Kopf;
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4 eine Darstellung des Druckkopfes in Richtung
A-A von 3; und
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5 eine grafische Darstellung einer spezifischen
Saugsequenz der Behebungsmittel der beispielhaften Ausführung der
vorliegenden Erfindung.
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Beschreibung der beispielhaften
Ausführung
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Zum
besseren Verständnis
der vorliegenden Erfindung wird kurz auf einen herkömmlichen
Tintenstrahldrucker verwiesen, und zwar auf einen Tintenstrahldrucker
mit der Bauart eines Kopfabschnitts und eines ersetzbaren Tintentanks.
Bei einem Tintenstrahldrucker dieser Bauart wird ein leerer Tintentank ersetzt,
wobei der Kopfabschnitt jedoch durchgängig verwendet wird. Bei einem
Tintenstrahldrucker dieser Bauart wird im Allgemeinen ein Filter
in einer Tintenpassage angeordnet, um fehlerhaften Tintenausstoß zu beheben,
wie vorstehend beschrieben ist. Der Filter kann mit Behebungsmitteln
kombiniert werden, um mittels Kompression oder Saugen Blasen aus den
Ende der Düsen
auszustoßen,
was ebenso vorstehend beschrieben ist.
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1 zeigt eine herkömmliche Saugsequenz, insbesondere
der vorstehend beschriebenen Mittel. In 1 ist
an der Ordinate ein negativer Druck oder Saugdruck P aufgetragen
und an der Abszisse ist die Zeit aufgetragen. 1 zeigt,
dass die Behebungsmittel den Saugdruck P stark auf den Druck P1
erhöhen
und dann langsam erniedrigen. Dies führt zu dem Nachteil, dass aufgrund
der starken Erhöhung
des Saugdruckes die Tinte mit einer hohen Flußrate um den Filter fließt. Dies
führt dazu, dass
Luft auf dem Filter mit der Tinte vermischt wird und in Form von
Blasen in der Tintenpassage gerade unterhalb des Filters auftritt,
weshalb aufgrund der hohen Flußrate
in der Passage gerade unterhalb des Filters das Blasenproblem nicht
gelöst
wird. Aus diesem Grund ist es notwendig das Saugen einige Male zu
wiederholen, um die Blasen aus der Tintenpassage zu entfernen, wodurch
Tinte verschwendet wird.
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2 zeigt einen Tintenstrahldrucker gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung und insbesondere einen Tintenzuführabschnitt
des Druckers. Die beispielhafte Ausführung ist insbesondere dadurch
gekennzeichnet, dass Behebungsmittel unter Variation eines Saugdruckes
eine Vielzahl von Saugvorgänge
durchführt.
Ein dreifarbiger Drucktank 6 ist mit einem Tintenzuführabschnitt 7 verbunden, der
wiederum mit einer Tintenpassage 5 über einen siebartigen Filter 8 verbunden
ist. Ein nicht gezeigter Druckkopf ist am Ende der Tintenpassage 5 und
entfernt vom Tintentank 6 angeordnet und umfasst eine Cyan
(C) Düse 2,
eine magenta (M) Düse 3 und
eine gelb (Y) Düse 4.
Aus dem Dreifarbtintentank 6 wird über den Tintenzuführabschnitt 7 und
die Tintenpassage 5 jeder der C, M und Y Düsen 2 bis 4 Tinte
zugeführt.
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3 und 4 zeigen
den Druckkopf 1 auf einem Träger 9. Der Träger 9 ist
auf einem Führungsstab 10 nach
hinten und vorne in rechts und links Richtung beweglich, was von
den Pfeilen in 3 angedeutet ist. Nicht
gezeigte Vorschubrollen bewegen ein Aufzeichnungsmedium 11 in
vorbestimmten Zeitintervallen in Pfeilrichtung in 3. 4 zeigt einen Behebungsabschnitt 12 der
beispielhaften Ausführung.
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Nicht
gezeigte piezoelektrische Elemente steuern den Druckkopf 1.
Der Druckkopf 1 ist über den
Tintenvorschubabschnitt 7 mit dem Dreifarbtintentank 6 verbunden.
Der Tintentank 6 ist ebenfalls auf dem Träger 9 angeordnet.
Der Tintenvorschubabschnitt 7 und die Tintenpassage 5 stehen über den Filter 8 in
Fluid-Kommunikation.
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Der
Behebungsabschnitt 12 ist derart ausgebildet, dass er Tinte
mit beispielsweise einem Kolben saugt.
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Beim
Betrieb verursacht ein nicht gezeigter Motor den Träger 9 sich
entlang des Führungsstabs 10 nach
hinten und vorne in rechts und links Richtung zu bewegen, wie in 3 dargestellt ist. Zur gleichen Zeit treibt
ein nicht gezeigter Vorschubmotor die Vorschubrollen an, um das
Aufzeichnungsmedium 11 in Pfeilrichtung in 3 zu
bewegen. Ein nicht gezeigter Personalcomputer sendet ein Signal
eines ausgewählten
Bildes an den Drucker. Die C, M und Y Düsen 2 bis 4 des
Druckkopfes 1 stoßen
jeweils Tinte einer speziellen Farbe in Richtung des Auszeichnungsmediums 11 und
in Abhängigkeit
mit dem Signal aus, wodurch auf dem Medium 11 ein Bild
entsteht.
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Wenn
der Kopf aufgrund von Blasen, die über die Oberflächen der
Düsen 2 bis 4 eingetreten sind,
fehlerhaft Tinte ausstößt, oder
wenn das Aufzeichnungsmedium 11 von der Tinte verschmiert wird,
an einer Position, die von einer vorbestimmten Druckposition abweicht,
um einen Punkt auszubilden, oder wenn Tinte aus den Oberflächen der
Düsen 2, 3 und 4 tropft,
dann führt
die beispielhafte Ausführung
der vorliegenden Erfindung ein Kopfbehebungsverfahren durch. Bei
der beispielhaften Ausführung der
vorliegenden Erfindung stehen für
das Kopfbehebungsverfahren einige verschiedene Betriebsarten zur
Verfügung,
beispielsweise eine Betriebsart, die ausgewählt wird, wenn der Drucker
zum ersten Mal nach der Versendung verwendet wird, eine Tankwechselbetriebsart,
die ausgewählt
wird, wenn der Tintentank 8 ausgewechselt wird, eine Säuberungsbetriebsart,
die ausgewählt
wird, wenn die Düsen 2 bis 4 verstopft
sind, und eine Behebungsbetriebsart, die beim Einschalten ausgebildet
wird.
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Zur
Beschreibung einer spezifischen Saugsequenz wird auf 5 und 2 verwiesen, wobei
beispielhaft die Saugsequenz des Behebungsabschnitts 12 der
Tankaustauschbetriebsart beschrieben wird. In 5 ist
an der Ordinate ein negativer Druck P aufgetragen und an der Abszisse
die Zeit T aufgetragen. Ein Druck P1 ist der minimale Druck, der
zum Fließen
der Tinte durch den Filter 8 notwendig ist, und der die
Tinte davor schützt
zu langsam zu fließen,
so dass der Tintenvorschub aus dem Tintentank 6 unterbunden
wäre. Ein
Druck P2 gestattet Luft in der Tinte Blasen in der Tintenpassage 5 aufgrund
von Kavitation zu bilden. Bei der beispielhaften Ausführung der
vorliegenden Erfindung betragen die Drucke P1 und P2 jeweils –180 mmHG und –300 mmHG,
wobei sie jedoch in Übereinstimmung
mit der Länge
des Durchmessers der Tintenpassage 5 variabel sind.
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Zunächst wird
der Druck P innerhalb der Tintenpassage 5 leicht über den
Druck P1 (negativer Druck) angehoben. Dies führt dazu, dass die Tinte, die
in einem nicht gezeigten Schwamm in dem Tintentank 6 ist,
durch den Schwamm mit einer hinreichenden Flußrate in den Tintenvorschubabschnitt 7 fließt. Die
Tinte erreicht den Tintenvorschubabschnitt 7 über den
siebartigen Filter 5 mit einer dünnen Luftschicht auf dem Filter 8.
Die Flußrate
der Tinte ist jedoch gering genug, um die Bildung von Blasen an
einer Position gerade unterhalb des Filters 8 zu verhindern.
Demzufolge werden nur Blasen erzeugt, die in die Luftschicht askribieren
können.
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Hieran
anschließend
wird der Druck P innerhalb der Tintenpassage 5 weiter erhöht bis zu
einem Wert eines Druckes P2 (negativer Wert), wobei die Flußrate der
Tinte in der Tintenpassage erhöht
wird. Dies führt
dazu, dass die Blasen der Luftschicht, die auftreten gerade nachdem
die Tinte unter dem Druck P1 durch den Filter 8 geflossen
ist aus den Düsen 2 bis 4 austreten.
Die Tinte 5 füllt
daher den vollständigen
Fahrt von dem Tintentank 6 zu den Enden der Düsen 2 bis 4.
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Wie
vorstehend gesagt variiert bei der beispielhaften Ausführung der
vorliegenden Erfindung der Druck P innerhalb der Tintenpassage 5 stufenweise,
das heisst zunächst
wird der Druck P auf den Druck P1 erhöht und dann weiter auf den
Druck P2 erhöht
innerhalb einer vorbestimmten Zeit. Hierdurch wird fehlerhafter
Tintenausstoß aufgrund
von Blasen an dem Filter 8 erfolgreich verhindert und stabiles Drucken
möglich.
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Beim
Betrieb des Behebungsabschnitts 12 in der Säuberungsbetriebsart
oder der Behebungsbetriebsart wurde die Tintenpassage 5 bereits
mit Tinte gefüllt.
Daher kann der Saugdruck des Behebungsabschnitts 12 bei
der Säuberungsbetriebsart
und Behebungsbetriebsart geringer sein als bei der Tankaustauschbetriebsart,
was hier jedoch in den Zeichnungen nicht detailliert dargestellt
ist.
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Die
beispielhafte Ausführung
der vorliegenden Erfindung saugt zunächst die Tinte mit einem negativen
Druck, der hinreichend ist, zu dass die Tinte mit geringem Druck
in den Tintentank 6 fließt. Dies schützt den
Tintenfluß in
dem Schwamm des Tintentanks davor unterbrochen zu werden und vermeidet die
Bildung von Blasen, die sonst in dem Tintentank 6 auftreten.
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Obwohl
Blasen, die durch den Filter 8 geflossen sind, in der Tintenpassage 5 gerade
unterhalb des Filters 8 existieren, wird die Bildung von
Schaumblasen reduziert. Nach dem Saugen mit dem geringen negativen
Druck wird die Tinte mit einem höheren
negativen Druck gesaugt und hierdurch die Flußrate der Tinten der Tintenpassage 5 erhöht. Dies
führt dazu,
dass die Blasen in der Tintenpassage 5 erfolgreich über die
Düsen 2 bis 4 zusammen
mit der Tinte entladen werden.
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Da
die beschriebene Saugsequenz den Blasenbetrag gerade unterhalb des
Filters 8 minimiert, kann die Anzahl von Saugzyklen zur
Entladung von Blasen reduziert werden.
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Da
außerdem
alle Blasen auf der Tintenpassage 5 über die Düsen 2 bis 4 ausgeführt werden,
ist es möglich
fehlerhaften Tintenausstoß zu
vermeiden und auf diese Weise die Druckqualität zu erhöhen. Außerdem verbessert die beispielhafte
Ausführung der
vorliegenden Erfindung die Charakteristiken und Leistung eines Tintenstrahldruckers
von kleiner Bauart, geringem Gewicht, stromsparend, hoch integriert,
einfacher Ausführung
und Anordnung, Sicherheit, Zuverlässigkeit, einfacher Handhabung,
Produktivität,
einfacher Wartung und Recycling.
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Während der
Druckkopf 1 der beispielhaften Ausführung der vorliegenden Erfindung
von piezoelektrischen Elementen angetrieben wird, kann er alternativ
von einem elektrothermischen Transducer angetrieben werden. Auch
das Saugsystem mit den Kolben, das auf den Behebungsabschnitt 12 einwirkt, kann
beispielsweise auch ein Rollenpumpensaugsystem sein. Außerdem kann
das Tintenstrahldruckverfahren der vorliegenden Erfindung als Programm in
einem Speichermedium gespeichert sein.
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Zusammenfassend
und in Übereinstimmung mit
der vorliegenden Erfindung, die in den Ansprüchen offenbart ist, umfasst
ein Tintenstrahldrucker Behebungsmittel, die bei der Behebung fehlerhaften Tintenausstoßes den
Saugdruck der Tinte vielfach wiederholt unter Variation des Saugdruckes.
Hierdurch werden erfolgreich der Betrag von Blasen und die Anzahl
des Saugzyklen reduziert, wodurch die Verschwendung von Tinte vermieden
wird.
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Zahlreiche
Modifikationen sind für
den Fachmann aufgrund der vorliegenden Offenbarung selbstverständlich,
ohne den Rahmen der Ansprüche
zu verlassen.