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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Kopfreinigungsvorrichtung und
ein Kopfreinigungsverfahren für Aufzeichnungsmittel,
die eine Pigmenttintenausstoßöffnung für den Ausstoß von Pigmenttinte
und eine Farbstofftintenausstoßöffnung für den Ausstoß von Farbstofftinte
aufweisen, sowie ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zur Ausführung einer
solchen Kopfreinigung.
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BEMER KUNGEN ZUM
STAND DER TECHNIK
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Die
Aufzeichnungsgeräte
haben die Funktion eines Druckers, eines Kopiergerätes oder
eines Faksimile, oder arbeiten als Ausgabeneinheit für eine zusammengesetzte
elektronische Baueinheit, einschließlich einem Computer oder einem
Wortprozessor, oder für
einen Arbeitsplatz, zur Aufzeichnung von Bildern (einschließlich Zeichen
oder Symbolen) auf einem Aufzeichnungsmaterial (Aufzeichnungsmedium)
wie etwa, Papier, Stoff, Plastikstreifen oder OHP-Folie.
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Unter
den Aufzeichnungsgeräten
verschiedener Typen ist das Tintenstrahlsystem (Tintenstrahlaufzeichnungssystem)
dazu verwendet, eine Aufzeichnung durch das Ausstoßen von
Tinte von einem Aufzeichnungsmittel (Aufzeichnungskopf) auf das
Aufzeichnungsmaterial zu erzeugen und weist dabei verschiedene Vorteile
auf, solche wie etwa einfache Kompaktbauweise des Aufzeichnungsmittels,
Hochgeschwindigkeitsaufzeichnung bei hoher Bildauflösung, Aufzeichnung
auf glattem Papier ohne einen besonderen Zusatzprozeß, niedrige
Betriebskosten, niedriger Geräuschpegel
durch das berührungsfreie
Verfahren und die leichte Aufzeichnung von Farbbildern mittels Vielfachtinten
(z.B. Farbtinten).
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Die
Energie, die für
den Ausstoß der
Tinte aus der Ausstoßöffnung eines
Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zu verwenden ist, kann z.B. durch
ein solches elektromechanisches Umwandlungselement, wie ein piezoelektrisches
Element, durch das Abstrahlen einer elektromagnetischen Welle wie
etwa Laserlicht zur Wärmeerzeugung
und dadurch ausgelöster
Ausstoßung
eines Tintentröpfchens,
oder durch ein elektrothermisches Umwandlungselement einschließlich eines
Wärmeerzeugungswiderstandes
zur Erwärmung
der Flüssigkeit,
erzeugt werden. Unter diesen Verfahren ist das Aufzeichnungsmittel
(Aufzeichnungskopf) des Tintenstrahltyps das thermische Energie
für den
Ausstoß von
Tinte in Tröpfchenform
verwendet, zur Aufzeichnung mit einer hohen Auflösung geeignet, da die Ausstoßöffnungen
in hoher Dichte angeordnet werden können. Unter diesen Aufzeichnungsmitteln
ist ein Aufzeichnungskopf vorteilhaft, der ein elektrothermisches
Umwandlungselement oder dergleichen als Energieerzeugungselement
verwendet, da er leicht kompakt gestaltbar ist, voll die Vorteile
der integrierten Schaltkreistechnik und der Mikrotechnologie nutzen
kann, die beachtliche Fortschritte im Halbleitergebiet und in der
Zuverlässigkeit
aufweisen und ebenso zu niedrigen Herstellungskosten in einer hohen
Dichte ausgeführt
werden kann.
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Es
gibt auch verschiedene Forderungen an die Qualität des Aufzeichnungsmechanismus
und es wurden in letzter Zeit Entwicklungen durchgeführt um solche
Anforderungen zu erfüllen,
so sind dabei Aufzeichnungsgeräte
entwickelt worden, die nicht nur gewöhnliche Aufzeichnungsmittel
wie Papier (ein schließlich
dünnes
Papier und veredeltes Papier) und dünne Kunststoffbahnen (z.B.
OHP-Folie) verwenden, sondern auch Stoff, Leder, Vliesstoff und
Metall.
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Die
Aufzeichnungsgeräte
kann man unterteilen in einen seriellen Typ, bei dem die Aufzeichnung
während
eines Hauptscanprozesses ausgeführt
ist, in einer Richtung, welche die Transportrichtung des Aufzeichnungsbogens
(Aufzeichnungsmaterial) kreuzt, und einen Zeilentyp bei dem die
Aufzeichnung durch einen Aufzeichnungskopf, der in einer festen
Position gestützt
angeordnet ist und eine solche Länge
aufweist, die einen vorher bestimmten Breitenbereich (einschließlich der
gesamten Breite) in Querrichtung zum Aufzeichnungsbogen abdeckt.
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Die
vorliegende Erfindung ist in jedem beliebigen Typ eines Aufzeichnungsgerätes anwendbar,
einschließlich
des vorgenannten Aufzeichnungstyps. In dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät des vorgenannten seriellen
Typs ist ein Bild auf dem Aufzeichnungsbogen durch Aufzeichnen des
Bildes (einschließlich
Zeichen und Symbole) mittels eines Aufzeichnungskopfes erzeugt,
der auf einem Schlitten fest angeordnet ist, sich dabei entlang
des Aufzeichnungsbogens bewegt und danach den Bogen um einen vorherbestimmten
Betrag weiter befördert
(Unterabtastung).
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In
dem vorgenannten Tintenstrahlaufzeichnungsgerät können sich durch den Aufzeichnungsvorgang unerwünschte Substanzen,
wie Tintentröpfchen,
Staub oder Papierstaub auf der Kopfvorderseite des Aufzeichnungskopfes
ablagern und es ist dort ein Reinigungsvorgang der Kopfvorderseite
mit einem Reinigungselement ausgeführt (z.B. Abwischen durch Abreiben),
um solche unerwünschten
Substanzen zu entfernen. Ein solches Reinigungselement besteht gewöhnlich aus
einem elastischen Element wie etwa einem Gummiblatt, bestehend aus
gummiähnlichem
Elastikmaterial.
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Dabei
kann auch ein Zusetzen der Ausstoßöffnung auftreten, durch Trocknen
der Tinte in der unmittelbaren Umgebung der Ausstoßöffnung des
Aufzeichnungskopfes, was einen Anstieg der Viskosität, eine
Verfestigung oder eine Ablagerung von Tinte zur Folge hat. Das Zusetzen
der Ausstoßöffnung kann
auch von einem Bläschen
herrühren,
das innerhalb der Ausstoßöffnung (Strömungskanal)
erzeugt ist, oder durch Staub. Um ein solches Zusetzen zu bereinigen
(zu verhindern oder auszuschalten) ist ein Saugreinigungsverfahren angewendet,
das an dem Tintenausstoßöffnungsabschnitt
ein geschlossenes System mit einem Verschlußelement bildet und eine bestimmte
Saugwirkung an der Ausstoßöffnungsvorderseite
(Kopfvorderseite) mittels einer Pumpe erzeugt, wobei zwangsläufig Tinte
aus der Ausstoßöffnung ausgestoßen ist.
Um auch die an der Kopfvorderseite durch die Saugreinigung anhaftende
Tinte zu entfernen, ist ein Reinigungsvorgang (Wischvorgang) der
Kopfvorderseite mit einem Reinigungselement ausgeführt.
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Es
folgt die Beschreibung der Kopfreinigungsvorrichtung des Kopfreinigungsverfahrens
des konventionellen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes unter Bezugnahme auf die 13 und 14.
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13 ist
eine schematische Stapelansicht der Kopfreinigungsvorrichtung für das konventionelle
Tintenstrahlreinigungsgerät,
von vorn gesehen;
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14 ist
eine schematische Seitenansicht der in 13 gezeigten
Kopfreinigungsvorrichtung, von der Seite gesehen.
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In
den 13 und 14 sind
des weiteren gezeigt:
- – ein Schwarzkopf (Pigmenttintenkopf) 1A für den Ausstoß schwarzer
Pigmenttinte;
- – ein
Farbkopf (Farbstofftintenkopf) 1B für den Ausstoß von Farbstofftinten
verschiedener Farben (z.B. Zyan, Magenta und Gelb);
- – ein
Abtasthauptschlitten 2 für die Positionierung und die
Aufnahme des Schwarzkopfes 1A und des Farbkopfes 1B;
und eine Abtasthauptführungsbahn 3 zur
Führung
und Aufnahme des Abtasthauptschlittens 2 in einem Zustand
der eine Hin- und Herbewegung in einer Richtung A, welches die Aufzeichnungsrichtung ist,
ermöglicht.
Weiterhin sind auch gezeigt:
- – eine
Gummiverschlußkappe
(für den
Pigmenttintenkopf) 4A zur Bildung eines geschlossenen Systems (Verschluß) an einem
Ausstoßöffnungsabschnitt 1Aa des
Schwarzkopfes 1Aa; und
- – eine
Gummiverschlußkappe
(für den
Farbstofftintenkopf) 4B zur Bildung eines geschlossenen
Systems (Verschluß)
an einem Ausstoßöffnungsabschnitt 1Ba des
Farbtintenkopfes 1B.
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Diese
Gummiverschlußkappen 1A, 1B sind
so durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle aufgenommen und positioniert,
daß sie
zu einer Verschlußrichtung
B und in einer Öffnungsrichtung
C beweglich sind, wodurch Verschlußelemente für den Pigmenttintenkopf und
den Farbstofftintenkopf verfügbar
sind.
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Gemäß den 13 und 14 sind
Verschlußkappenaufsaugelemente 9A, 9B für das Aufsaugen und
Zurückhalten
von Tinte jeweils innerhalb der Gummiverschlußkappen 4A, 4B angeordnet.
Zur Verhinderung der Verfestigung und Ablagerung der Tinten an den
Ausstoßöffnungsabschnitten 1Aa, 1Ba infolge
des Anstiegs der Viskosität
der Tinten, sind während
des Aufzeichnungsvorgangs (Druckvorgangs) auch vorgelagerte Tintenausstöße von den
Ausstoßöffnungen
zu den Aufsaugelementen der Verschlußkappen 9A, 9B in einem
vorbestimmten Zeitintervall ausgeführt.
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Dabei
sind auch eine Saugpumpe (Saugelement) 5A für den Schwarzkopf
(Pigmenttintenkopf) und eine Saugpumpe (Saugelement) 5B für den Farbkopf
(Farbstofftintenkopf) angeordnet, für die Erzeugung einer vorbestimmten
Saugwirkung (Unterdruck) an den Ausstoßöffnungsabschnitten 1Aa, 1Ba im
geschlossenen Zustand, wobei ein Saugreinigungsvorgang (Reinigungsprozeß) abläuft, in
Form des zwangsläufigen
Ansaugens von Tinte von den Ausstoßöffnungsabschnitten 1Aa, 1Ba durch
erste Rohrleitungen 6A, 6B und des Ausstoßens der
angesaugten Tinte in ein dazu verwendetes Tintenverarbeitungselement 8 durch
zweite Rohrleitungen 7A, 7B.
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Des
weiteren sind auch ein Reinigungselement 10A für den Schwarzkopf
(Pigmenttintenkopf) und eine Reinigungselement 10B für den Farbkopf
(Farbstofftintenkopf) angeordnet, die aus Gummimaterial wie Methankautschuk,
Butylkautschuk oder Silikonkautschuk oder aus porösem Material,
wie etwa ein Schwamm, bestehen.
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Die
Reinigungselemente 10A, 10B sind durch eine nicht
gezeigte Antriebsquelle in den Richtungen D und E beweglich angeordnet
und kommen bei einer Bewegung in die Richtung D in gleitenden Kontakt
(dargestellt durch die unterbrochenen Linien) mit der Kopfvorderseite,
einschließlich
der Ausstoßöffnungsabschnitte 1Aa, 1Ba um
einen Reinigungsvorgang (Wischvorgang) auszuführen.
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Nach
dem Reinigungsvorgang bewegen sich die Reinigungselemente 10A, 10B weiter
in eine Richtung D bis zum Kontakt mit den Reinigern 11A, 11B (dargestellt
durch die unterbrochenen Linien (4)), wobei die von der
Kopfvorderseite abgeriebenen und auf den Reinigungselementen 10A, 10B abgelagerten
Tintentröpfchen,
Staub, Papierstaub usw., dabei durch Übertra gung auf die jeweils
entsprechenden Reiniger 11A, 11B beseitigt sind.
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Bei
diesem Vorgang sind die Verschlußkappen 4A, 4B der
Verschlußelemente
durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle in eine Richtung C bewegt
(zurückgezogen),
zu einer Position (nicht gezeigt), wo sie nicht mit den Reinigungselementen 10A, 10B des
Reinigungssystems kollidieren.
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Im
Fall, daß der
Ausstoß von
Tintentröpfchen
instabil oder unmöglich
wird, ist es erforderlich, den normalen Tintenausstoßzustand
durch Beseitigung solcher Fehler wiederherzustellen und als Arbeitsmittel
dafür das
vorgenannte Reinigungssystem (Ausstoßfehlerbehebungssystem) zu
verwenden.
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Als
ein solches Reinigungselement ist ein Saugreinigungselement zum
Verschluß der Öffnung des Aufzeichnungskopfes
(z.B. einer Aufzeichnungskopfpatrone) und zur Erzeugung eines Unterdruckes
an der Ausstoßöffnung durch
eine Saugpumpe verwendet, wodurch zwangsläufig Tinte von dem Aufzeichnungskopf ausgestoßen ist.
Ein solches Reinigungselement dieses Unterdrucksaugtyps weist jedoch
einen technischen Nachteil auf, nämlich den Verbrauch einer großen Tintenmenge
für einen
solchen Reinigungsvorgang.
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Um
eine solchen technischen Nachteil zu beseitigen, wurde z.B. vorgeschlagen,
wie in dem japanischen Dokument Nr. 2-102058 offengelegt, ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem
so zu gestalten, daß,
nach dem die Aufzeichnung mit der Tintenstrahlaufzeichnungspatrone
abgeschlossen ist, noch eine bestimmte Anzahl von Tintentröpfchen von
der Aufzeichnungspatrone ausgestoßen ist und danach die Aufzeichnungskopfpatrone
verschlossen ist (Verschluß der
Ausstoßöffnung),
durch das Andrücken
einer Verschlußkappe
darauf.
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Auch
das japanische Dokument Nr. 4-339665 sieht vor, ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät so zu
gestalten, daß,
nach der Beendigung der Tintenstrahlaufzeichnung der Verschlußvorgang
ausgeführt
ist, nachdem vorher eine vorbestimmte Anzahl von Tintentröpfchen in
die jeweilige Verschlußkappe
hinein ausgestoßen
ist, ausgehend vom Ergebnis der Feststellung der Periode, in welcher
sich die Aufzeichnungskopfpatrone in einem Zustand mit geöffneter
Verschlußkappe
befindet, oder ausgehend vom Stand der Aufzeichnung.
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Bei
der, wie vorgenannt beschriebenen konventionellen Kopfreinigungsvorrichtung
und dem Kopfreinigungsverfahren und einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, in dem
eine solche Vorrichtung bzw. ein solches Verfahren angewendet bzw.
ausgeführt
ist, zeigt, obwohl die Standzeit der verschiedenen Komponenten der Vorrichtung
im Falle von Farbstoff-basierter Tinte (Farbstofftinte) nicht beeinträchtigt ist,
die Pigmentbasierte Tinte (Pigmenttinte) einen schnelleren Viskositätsanstieg
oder Verfestigung im Vergleich mit Farbstofftinte und ist durch
eine solche Viskositätszunahme
oder Verfestigung in dem Verschlußkappenaufsaugelement 9A der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
abgelagert, wobei die Beseitigung der Tinte durch das vorgenannte
Saugverfahren schwierig sein kann und die Saugfähigkeit für die Reinigung dadurch auch
verschlechtert sein kann.
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Des
weiteren ist die Tinte durch Viskositätsanstieg und Verfestigung
am Kontaktabschnitt der Verschlußkappe 4A mit dem
Pigmenttintenkopf 1A abgelagert, wobei durch die abgelagerte
und verfestigte Tinte eine Schwelle an einem solchen Kontaktabschnitt
der Verschlußkappe 4A mit
der Kopfvorderseite erzeugt ist, die im Ergebnis dadurch zu einer
fehlerhaften Abdichtung beim Verschlußvorgang führen kann.
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Ein
solches Phänomen
ist vermutlich folgendem zuzuschreiben: Da die Pigment- basierte
Tinte durch dispergieren von Pigment wie etwa Ruß-Schwarz in einem wässrigen
Medium erstellt ist, koagulieren die Pigmentpartikel, wenn die wässrige Lösung verdampft
ist und sind nur schwer erneut zu lösen. Eine solche Schwierigkeit
bei der Wiederauflösung
ist wünschenswert
für die
Bildzeichen, aber nicht wünschenswert
für den
Schutz des Aufzeichnungskopfes (Aufzeichnungskopfpatrone). Mehr
im Besonderen, wenn die Pigment-basierte Tinte ausgestoßen ist
und nach dem Aufzeichnungsvorgang für eine lange Zeit in der Verschlußkappe verbleibt,
verfestigt sich die Pigmenttinte selbst in der Verschlußkappe und
der Reinigungsvorgang kann beim Wiederbeginn des Aufzeichnungsvorganges
nicht mit einem stabilen Saugvorgang erfolgen, wobei es schwierig
sein kann, die Tintenausstoßleistung
des Aufzeichnungskopfes beizubehalten oder wiederherzustellen.
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Das
Dokument
EP 1002640A beschreibt
eine Reinigungsvorrichtung, die einen Spülbereich aufweist, zu dem ein
vorgelagerter Schwarz-Ausstoß zuerst
ausgeführt
ist, wobei diese hochstabile schwarze Tinte danach mittels vorgelagerter
Ausstöße über diesen
Bereich, durch den vorgelagerten Ausstoß der anderen Köpfe weggewaschen
ist.
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Dazu
sind eine Kopfreinigungsvorrichtung, ein Kopfreinigungsverfahren
und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verfügbar, das in der Lage ist,
die abgelagerte und verfestigte Pigmenttinte, die in dem Vorschlußelement
für die
Pigmenttintenausstoßöffnung oder
in dem Aufnahmeelement für
den vorgelagerten Ausstoß abgelagert
und verfestigt ist, durch Auflösen
der Pigmenttinte mittels der Farbstofftinte, leicht und zuverlässig zu
entfernen.
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Bevor
der Verschluß des
Aufzeichnungselements (Aufzeichnungskopfpatrone oder dergleichen)
nach dem Aufzeichnungsvorgang erfolgt, ist die Farbstofftinte in
die Verschlußkappe
ausgestoßen,
um das Innere der Verschlußkappe
in einem feuchten Zustand zu erhalten, eben auch in einem Fall,
in dem das Aufzeichnungselement für eine längere Periode in einem verschlossenen
Zustand belassen ist, wobei der Vikositätsanstieg oder die Verfestigung
der Tinte in der Verschlußkappe
vermieden werden kann, trotz der Fortsetzung der Feuchtigkeitsverdampfung.
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Dadurch
ist es möglich,
beim Wiederbeginn des Aufzeichnungsvorganges den Tintenausstoß und die Bildaufzeichnung
stabil zu realisieren und, falls das Aufzeichnungselement in einem
unzureichenden Zustand ist und einen Reinigungsvorgang erfordert,
den Saugreinigungsvorgang durch Absaugen der Tinte von der Ausstoßöffnung durch
die Verschlußkappe
zuverlässig
auszuführen,
und dabei einen stabilen und zuverlässigen Reinigungsvorgang leicht
zu erreichen.
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Es
können
auch eine Kopfreinigungsvorrichtung, ein Kopfreinigungsverfahren
und ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verfügbar gemacht werden, das in
der Lage ist, die vorgenannten Wirkungen durch einen Aufbau zu erreichen,
bei dem der Pigmenttintenkopf für
den Ausstoß der
Pigmenttinte näher
an der Aufzeichnungsfläche
angeordnet ist, als der Farbstofftintenkopf für den Ausstoß der Farbstofftinte,
wobei das Verschlußelement
für den
Pigmenttintenkopf näher
an der Aufzeichnungsfläche
angeordnet ist als das Verschlußelement
für den
Farbstofftintenkopf.
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Nach
dieser Erfindung ist es mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1, mit
einem Gerät
nach Anspruch 8 und mit einem Verfahren nach Anspruch 19 möglich, das
Pigment, das z.B. in dem Kontaktabschnitt der Verschlußkappe mit
der Kopfvorderseite abgelagert und verfestigt ist, in einem vorbestimmten
Reinigungsvorgang, durch Ausführung
eines vorgelagerten Ausstoßes
von Farbstofftinte von der Farbstofftintenausstoßöffnung zu dem Kontaktabschnitt
der Pigmenttintenverschlußkappe
mit der Ausstoßöffnungsvorderseite,
in der die Pigmenttintenausstoßöffnung angeordnet
ist, von einem weiten Bereich zu lösen und zu beseitigen.
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Es
ist auch möglich
das Pigment, in einem vorbestimmten Reinigungsvorgang, von einem
weiten Bereich zu lösen
und zu beseitigen, das z.B. in dem Verschlußelement oder der Saugpumpe
für den
Pigmenttintenkopf abgelagert und verfestigt ist, durch Absaugen
der Tinte von der Farbstofftintenausstoßöffnung durch das Verschlußelement
und durch das Saugelement für
die Pigmenttintenausstoßöffnung.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine schematische Perspektivansicht, die den Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes zeigt,
das die vorliegende Erfindung aufweist.
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2 ist
eine Teilperspektivansicht, die schematisch den Aufbau eines Tintenausstoßabschnitts
eines in 1 dargestellten Aufzeichnungskopfes
zeigt.
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3 ist
eine schematische Stapelansicht, die an einer Ausführungsform
der Kopfreinigungsvorrichtung für
das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
einen nicht verschlossenen Zustand zeigt, bei dem ein Farbstofftintenkopf
(Farbstofftintenausstoßöffnung)
gegenüber
einer Verschlußkappe
(Verschlußelement)
für einen
Pigmenttintenkopf (Pigmenttintenausstoßöffnung) positioniert ist.
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4 ist
eine schematische Stapelansicht der in 3 dargestellten
Kopfreinigungsvorrichtung, in welcher die Kontaktabschnitte (Kopfvorderseitenkontaktabschnitte) 4Aa, 4Ab der
Verschlußkappe
für den
Pigmenttintenkopf mit der Kopfvorderseite (Ausstoßöffnungsvorderseite)
zusätzlich
dargestellt sind.
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5 ist
eine schematische Stapelansicht, die am Beispiel der in 3 dargestellten
Kopfreinigungsvorrichtung einen verschlossenen Zustand zeigt, bei
dem der Farbstofftintenkopf der Verschlußkappe für den Pigmenttintenkopf gegenüber positioniert
ist.
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6 ist
eine schematische Stapelansicht, die am Beispiel der in 3 dargestellten
Kopfreinigungsvorrichtung einen nicht verschlossenen Zustand zeigt,
bei dem der Pigmenttintenkopf 1A der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
gegenüber
positioniert und der Farbstofftintenkopf 1B der Verschlußkappe 4B für den Farbstofftintenkopf
gegenüber
positioniert ist.
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7 ist
eine schematische Stapelansicht, die am Beispiel der in 3 dargestellten
Kopfreinigungsvorrichtung einen verschlossenen Zustand zeigt, bei
dem der Pigmenttintenkopf 1A der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
gegenüber
positioniert und der Farbstofftintenkopf 1B gegenüber der
Verschlußkappe 4B für den Farbstofftintenkopf
positioniert ist.
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8 ist
eine schematische Stapelansicht, die am Beispiel der in 3 dargestellten
Kopfreinigungsvorrichtung einen nicht verschlossenen Zustand zeigt,
bei dem zumindest einer von beiden, der Pigmenttintenkopf 1A oder
der Farbstofftintenkopf 1B zumindest einer von beiden,
der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
oder der Verschlußkappe 4B für den Farbstofftintenkopf
gegenüber
positioniert ist.
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9 ist
eine schematische Perspektivansicht der in 3 dargestellten
Kopfreinigungsvorrichtung, offensichtlich von oben gesehen.
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10 ist
eine schematische Perspektivansicht des Reinigungselements der in 3 dargestellten Kopfreinigungsvorrichtung
zusammen mit dem Kopf (Ausstoßöffnung),
von unten gesehen.
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11 ist
eine schematische Perspektivansicht einer weiteren Ausführungsform
der Kopfreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung, offensichtlich
von oben gesehen.
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12 ist
eine schematische Perspektivansicht eines Reinigungselements der
Kopfreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung und ein integrierter
Kopf, von unten gesehen.
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13 ist
eine schematische Stapelansicht einer Kopfreinigungsvorrichtung
für ein
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,
zur Darstellung eines konventionellen Reinigungsvorgangs.
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14 ist
eine schematische Seitenansicht einer Kopfreinigungsvorrichtung
für ein
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,
zur Darstellung eines konventionellen Reinigungsvorgangs.
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15 ist
eine schematische Perspektivansicht, die den Aufbau einer fünften Ausführungsform
des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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16 ist
eine schematische Perspektivansicht, in der ein Beispiel für den Aufbau
einer Aufzeichnungskopfpatrone ge zeigt ist, die das Aufzeichnungsmittel
in 15 verkörpert.
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17A und 17B sind
schematische Perspektivansichten, in der andere Beispiele für den Aufbau der
Aufzeichnungskopfpatrone gezeigt sind, die das Aufzeichnungsmittel
in 15 verkörpern.
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18 ist
ein Fließschema,
das die Abfolge des Arbeitsablaufes der fünften Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes der
vorliegenden Erfindung aufzeigt.
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19 ist
eine schematische seitliche Querschnittsansicht, die ein Stadium
des Tintenausstoßes
von dem in 15 dargestellten Aufzeichnungsmittel
in die Verschlußkappe
aufzeigt.
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20 ist
ein Fließschema,
das die Abfolge des Arbeitsablaufes einer siebenten Ausführungsform des
Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
der vorliegenden Erfindung aufzeigt.
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21 ist
eine schematische Perspektivansicht, die einen Vorschlag für den Aufbau
eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes aufzeigt, der mit den Ansprüchen der
vorliegenden Erfindung nicht übereinstimmt.
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22 ist
ein Fließschema,
das die Abfolge des Arbeitsablaufes dieses Vorschlags des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes aufzeigt.
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23 ist
eine schematische Perspektivansicht einer siebenten Ausführungsform
des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
der vorliegenden Erfindung, von vorn gesehen.
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24 ist
eine schematische Perspektivansicht des in 23 dargestellten
Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes,
von hinten gesehen.
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25 ist
eine schematische seitliche Querschnittsansicht des in 23 dargestellten
Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Unter
Bezugnahme auf die beigefügten
Zeichnungen erfolgt nachfolgend die detaillierte Beschreibung der
vorliegenden Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen.
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1 ist
eine schematische Perspektivansicht, die den Aufbau eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes unter
Anwendung der vorliegenden Erfindung zeigt, an dem ein Aufzeichnungshauptschlitten 2 angeordnet ist,
der einen Pigmenttintenkopf (z.B. Schwarzkopf) 1A für das Ausstoßen von
Pigmenttinte (z.B. Schwarzpigmenttinte) und einen Farbstofftintenkopf
(z.B. Farbkopf) 1B für
das Ausstoßen
von Farbtinte (z.B. Farbstofftinten der Farben Zyan, Magenta und
Gelb usw.) aufweist. Der Aufzeichnungshauptschlitten 2 ist
dabei durch eine Aufzeichnungshauptführungsbahn 3 aufgenommen,
um dadurch zur Hin- und Herbewegung entlang dieser fähig zu sein,
wobei das Hin- und Herbewegen in der Hauptaufzeichnungsrichtung
(Richtung der Aufzeichnungshauptführungsbahn 3) durch
eine nicht gezeigte Antriebsquelle erfolgt.
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Im
Weiteren ist Aufzeichnungsmaterial 30, wie etwa ein Aufzeichnungsbogen,
in das Hauptgehäuse des
Gerätes
durch eine Zuführrolle 31 eingeführt, danach
durch eine Andrückrolle
(nicht gezeigt) und eine Papierandrückplatte 33 an eine
Bogenzuführrolle
(Transportrolle) 32 angedrückt und durch die gesteuerte
Rotation der Bogenzuführrolle 32 zu
einer Positi on zugeführt
(transportiert), die einen vorbestimmten Abstand von der Vorderseite
(im dargestellten Beispiel die untere Kopfvorderseite) des Aufzeichnungsmittels
(Aufzeichnungskopf) 1 aufweist, das durch den vorgenannten
Pigmenttintenkopf 1A und den Farbstofftintenkopf 1B verkörpert ist,
wobei die Aufnahme der Aufzeichnung (Druck) eines Bildes (einschließlich Zeichen
usw.) durch den Antrieb des Aufzeichnungskopfes 1 auf der
Grundlage der Aufzeichnungsinformation erfolgt. Dabei ist eine Ausgangsposition
HP des Aufzeichnungshauptschlittens 2 innerhalb des betreffenden
Bewegungsbereiches, jedoch außerhalb
des Aufzeichnungsbereiches festgelegt (in der Zeichnung der rechte
Endabschnitt).
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In
unmittelbarer Nähe
der Ausgangsposition ist eine Kopfreinigungsvorrichtung 35 einschließlich Verschlußelement
angeordnet die weiterhin aufweist: Verschlußkappen 4A, 4B aus
elastischem Material, die in der Lage sind, die Kopfvorderseite
(Vorderseite, welche die Ausstoßöffnungen
aufweist), des Pigmenttintenkopfes 1A und des Farbstofftintenkopfes 1B zu
kontaktieren und dabei die Ausstoßöffnungen zu verschließen; eine
Saugvorrichtung 1 einschließlich Saugpumpe die in der
Lage ist, eine Saugwirkung an den Ausstoßöffnungen dadurch zu erzeugen,
daß die
Verschlußkappen 4A, 4B in
einem geschlossenen Zustand gehalten sind; eine Reinigungsvorrichtung
einschließlich
Reinigungselemente, die in gleitendem Kontakt mit den Kopfvorderseiten
des Pigmenttintenkopfes 1A und des Farbstofftintenkopfes 1B sind,
um solche Ablagerungen wie Tinte und Staub abzukratzen (wegzuwischen).
Die Reinigungsvorrichtung 35 dient dabei zur Ausführung eines Reinigungsvorganges
zur Wiederherstellung der Tintenausstoßfähigkeit des Aufzeichnungskopfes
durch die Erzeugung eines Unterdrucks in der Verschlußkappe mittels
der Saugpumpe, während
der Ausstoßöffnungsabschnitt
des Aufzeichnungskopfes verschlossen ist, um dadurch den Viskositätsanstieg
der Tin te, die Verfestigung der Tinte, Blasenbildung und Stäube durch
das gemeinsame Absaugen mit der Tinte von der Ausstoßöffnung mittels
des Unterdrucks auszuschließen.
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Der
Pigmenttintenkopf 1A und der Farbstofftintenkopf 1B,
die das Aufzeichnungsmittel (Aufzeichnungskopf) 1 verkörpern, sind
Tintenstrahlaufzeichnungsköpfe
die für
den Ausstoß von
Tinte thermische Energie verwenden, weshalb sie elektrothermische
Umwandlungselemente zur Erzeugung der thermischen Energie aufweisen.
Das vorgenannte Aufzeichnungsmittel 1 (Pigmenttintenkopf 1A und
Farbstofftintenkopf 1B) soll durch die über das elektrothermische Umwandlungselement
bereitgestellte thermische Energie in der Tinte ein Filmsieden erzeugen,
und unter Nutzung der Druckänderung
infolge der Ausdehnung und Kontraktion einer Blase, die durch so
ein Filmsieden erzeugt ist, die Tinte von der Ausstoßöffnung auszustoßen und
dabei die Aufzeichnung (das Drucken) auszuführen.
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2 ist
eine partielle Perspektivansicht, die schematisch den Aufbau eines
Tintenausstoßabschnittes
des Aufzeichnungskopfes 1 zeigt, der folgendes aufweist:
Eine Ausstoßöffnungsvorderseite 81,
die gegenüber
dem Aufzeichnungsmaterial 30 mit einem vorbestimmten Abstand
(z.B. etwa 0,3 bis 2,0 mm) positioniert ist; eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen 82 (entsprechend
den Ausstoßöffnungen 1Aa, 1Ba,
was später
zu erklären
ist) mit einem vorbestimmten Abstand; ein elektrothermisches Umwandlungselement
(Wärmeerzeugungselement) 85 für die Erzeugung
der Tintenausstoßenergie,
das an einer Wandoberfläche
jedes der Flüssigkeitskanäle 84 angeordnet
ist, welche die Ausstoßöffnungen 82 mit
einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer 83 verbinden.
Der Aufzeichnungskopf 1 ist dabei an dem Aufzeichnungshauptschlitten
so angebracht, daß die
Ausstoßöffnungen 82 in
einer Richtung angeordnet sind, welche die Hauptaufzeichnungsrichtung
kreuzt (Hin- und Her bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes 1).
Der Aufzeichnungskopf (Pigmenttintenkopf 1A und Farbstofftintenkopf 1B)
ist dabei so aufgebaut, daß er
die entsprechenden elektrothermischen Umwandlungselemente in Übereinstimmung
mit den Bildsignalen oder Ausstoßsignalen antreiben (anregen)
kann, in jedem Flüssigkeitskanal 84 ein
Filmsieden in der Tinte zu erzeugen und dabei Tinte von jeder Ausstoßöffnung 82 durch
den Druck infolge eines solchen Filmsiedens auszustoßen.
-
Die
in 1 dargestellten Kopfreinigungsvorrichtung 35 weist
dabei einen Aufbau auf, der die Anwendung der vorliegenden Erfindung
beinhaltet.
-
3 ist
eine schematische Stapelansicht der Kopfreinigungsvorrichtung 35 in
einem nicht verschlossenen Zustand, bei welcher der Farbstofftintenkopf 1B (Farbstofftintenausstoßöffnung 1Ba)
gegenüber
der Verschlußkappe
(Verschlußelement) 4A für den Pigmenttintenkopf
(Pigmenttintenausstoßöffnung)
positioniert ist.
-
4 ist
eine schematische Stapelansicht, die in Ergänzung zu dem in 3 dargestellten
Aufbau zusätzlich
Kontaktabschnitte 4Aa, 4Ab (mit der Kopfvorderseite,
Ausstoßöffnungsvorderseite)
der Verschlußkappe 4A des
Pigmenttintenkopfes mit der Kopfvorderseite (Ausstoßöffnungsvorderseite)
aufzeigt.
-
5 ist
eine schematische Stapelansicht der Kopfreinigungsvorrichtung 35 in
einem geschlossenen Zustand, bei welcher der Farbstofftintenkopf 1B,
gegenüber
der Verschlußkappe
für den
Pigmenttintenkopf positioniert ist.
-
6 ist
eine schematische Stapelansicht der Kopfreinigungsvorrichtung 35 in
einem nicht verschlossenen Zustand, bei dem der Pigmenttintenkopf 1A (Pigmenttintenausstoßöffnung 1Aa)
gegenüber
der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
(Pigmenttintenausstoßöffnung)
positioniert ist, wobei der Farbstofftintenkopf 1B gegenüber der
Verschlußkappe
(Verschlußelement) 4B für den Farbstofftintenkopf
positioniert ist.
-
7 ist
eine schematische Stapelansicht der Kopfreinigungsvorrichtung 35 in
einem geschlossenen Zustand, bei dem der Pigmenttintenkopf 1A gegenüber der
Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
positioniert ist, wobei der Farbstofftintenkopf 1B ist
gegenüber
der Verschlußkappe 4B für den Farbstofftintenkopf positioniert.
-
8 ist
eine schematische Seitenansicht der Kopfreinigungsvorrichtung 35 in
einem nicht verschlossenen Zustand, bei dem zumindest einer, der
Pigmenttintenkopf 1A oder der Farbstofftintenkopf 1B gegenüber zumindest
einer, der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
oder der Verschlußkappe 4B für den Farbstofftintenkopf
positioniert ist.
-
9 ist
eine schematische Perspektivansicht der Kopfreinigungsvorrichtung 35 von
oben gesehen.
-
10 ist
eine schematische Perspektivansicht, welche die Kopfreinigungsvorrichtung 35 in
Verbindung mit dem Aufzeichnungskopf von unten gesehen zeigt.
-
11 ist
eine schematische Perspektivansicht, die eine weitere Ausführungsform
der Kopfreinigungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung darstellt,
schräg
von oben gesehen.
-
12 ist
eine schematische Perspektivansicht des Reinigungselements der Kopfreinigungsvorrichtung
der vorliegenden Erfindung, in Verbindung mit einem integrierten
Aufzeichnungskopf, von unten gesehen.
-
Es
folgt als erstes die Beschreibung eines gewöhnlichen Kopfreinigungsvorgangs
unter Bezugnahme auf die 6 bis 10, in
denen gezeigt sind:
- – ein Pigmenttintenkopf (Schwarzkopf) 1A für den Ausstoß von Pigmenttinte
(z.B. schwarze Tinte),
- – ein
Farbstofftintenkopf (Farbkopf) 1B für den Ausstoß von Farbstofftinte
(z.B. Farbtinte),
- – ein
Aufzeichnungshauptschlitten 2 für die Aufnahme des Pigmenttintenkopfes 1A und
des Farbstofftintenkopfes 1B,
- – ein
Paar Aufzeichnungshauptführungsbahnen 3 für die Führung des
Aufzeichnungshauptschlittens 2, um diesen in einer Hin-
und Herbewegung in der Aufzeichnungsrichtung A zu befähigen,
- – eine
gummielastische Verschlußkappe 4A (Verschlußelemet,
auch als Aufnahmemittel des vorgelagerten Ausstoßes verwendbar) für den Kontakt
mit dem Ausstoßöffnungsabschnitt 1Aa des
Pigmenttintenkopfes 1A, wodurch ein geschlossener Zustand
erzeugt ist, und
- – eine
gummielastische Verschlußkappe 4B (Verschlußelement,
auch als Aufnahmemittel des vorgelagerten Ausstoßes verwendbar) für den Kontakt
mit dem Ausstoßöffnungsabschnitt 1Ba des
Pigmentkopfes 1B, wodurch ein geschlossener Zustand erzeugt
ist. Diese Verschlußkappen 4A, 4B sind
durch ein nicht gezeigtes Halterungselement aufgenommen und positioniert,
um so in einer Verschlußrichtung
B und in einer Öffnungsrichtung
C durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle beweglich zu sein.
-
Die
Tintenaufsaugelemente 9A, 9B, die in den vorgenannten
Verschlußkappen 4A, 4B angeordnet sind,
bestehen aus porösem
oder schwammförmigen
Material, das in der Lage ist, Tinte aufzusaugen und aufzunehmen.
Wie in 6 gezeigt, führen
die Ausstoßöffnungen 1Aa, 1Ba der
Köpfe 1A, 1B den
vorgelagerten Ausstoß von
Tinte zu den Tintenaufsaugelementen 9A, 9B in
einem nicht verschlossenen Zustand aus, bei dem die Verschlußkappen 4A, 4B von
den Köpfen 1A, 1B beabstandet
sind. Der vorgezogene Ausstoß ist
ein Verfahren zur Verhinderung des Viskositätsanstiegs oder der Verfestigung
von Tinte in den Ausstoßöffnungsabschnitten 1Aa, 1Ba im
Verlauf des Aufzeichnungsvorganges und ist gewöhnlich in einem vorbestimmten Zeitintervall
ausgeführt.
Der vorgelagerte Ausstoß kann
dabei zu einem nicht dargestellten Aufnahmemittel für den vorgelagerten
Ausstoß ausgeführt werden,
welches aus einem Behälter
oder einem Tintenaufsaugelement bestehen kann.
-
Weiterhin
sind dabei eine Saugpumpe (Saugmittel) 5A für den Pigmenttintenkopf
(Pigmenttintenausstoßöffnung)
und eine Saugpumpe (Saugelement) 5B für den Farbstofftintenkopf (Farbstofftintenausstoßöffnung)
angeordnet. In einem geschlossenen Zustand, bei dem die Verschlußkappen 4A, 4B mit
den Köpfen 1A, 1B in
Kontakt stehen, wie in 7 gezeigt, ist ein Saugreinigungsverfahren
durch Erzeugung eines vorbestimmten Saugunterdruckes (Saugkraft)
an der Ausstoßöffnung 1Aa, 1Ba des
Kopfes 1A, 1B ausgeführt, das ein zwangsläufiges Absaugen
der Tinte von den Ausstoßöffnungsabschnitten 1Aa, 1Ba durch
die ersten Rohrleitungen 6A, 6B zur Folge hat,
wobei die abgesaugte Tinte durch die zweiten Rohrleitungen 7A, 7B zu
dem verwendeten Tintenverarbeitungselement 8 ausgestoßen ist.
Die vorgenannten Saugpumpen (Saugmittel) 5A, 5B werden
zur Ausführung
eines solchen Saugreinigungsverfahrens verwendet, welches ausgeführt ist,
wann immer es als notwendig erachtet ist, z.B. unmittelbar vor dem
Start des Aufzeichnungsvorgangs, oder im Verlauf des Aufzeich nungsvorgangs,
oder wenn ein Untersuchungsergebnis anzeigt, daß das Kopfreinigungsverfahren
notwendig geworden ist.
-
Des
weiteren sind dazu auch angeordnet: Ein Reinigungselement (Reinigungsmittel) 10A für den Pigmenttintenkopf
(Schwarzkopf); ein Reinigungselement (Reinigungsmittel) 10B für den Farbstofftintenkopf (Farbkopf);
wobei diese Reinigungselemente aus einem hochelastischen, einem
porösen
oder einem schwammförmigen
Material wie etwa Urethankautschuk, Butylkautschuk oder Silikonkautschuk
bestehen. Die Reinigungselemente 10A, 10B sind
in den Richtungen D und E (8 bis 10)
durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle beweglich gestaltet, wobei
sie durch eine Bewegung in die Richtung D in gleitenden Kontakt kommen
(dargestellt durch die unterbrochenen Linien (1), (2), (3) und (4)
bei diesem Vorgang in 8) mit der Kopfvorderseite einschließlich der
Ausstoßöffnungsabschnitte 1Aa, 1Ba,
um den Reinigungsvorgang (Wischvorgang) anzuführen. Nach dem Reinigungsvorgang
bewegen sich die Reinigungselemente 10A, 10B weiter in
eine Richtung D bis zum Kontakt mit den Reinigern 11A, 11B (dargestellt
durch die unterbrochene Linie (4)), wobei die von der Kopfvorderseite
abgeriebenen und auf den Reinigungselementen 10A, 10B abgelagerten Tintentröpfchen,
Staub, Papierstaub usw., dabei durch Übertragung auf die jeweils
entsprechenden Reiniger 11A, 11B beseitigt sind.
-
Bei
diesem Vorgang sind die Verschlußkappen 4A, 4B der
Verschlußelemente
durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle in eine Richtung C bewegt
(zurückgezogen),
zu einer Position (nicht gezeigt), wo sie nicht mit den Reinigungselementen 10A, 10B kollidieren.
-
Bei
dem unter Bezugnahme auf die 6 bis 10 wie
vorgenannt dargelegten gewöhnlichen
Reinigungsverfahren, ist der Pigmenttintenkopf 1A dem Prozeß der Tintenansaugung,
der Reinigung und dem vorgelagerten Ausstoß über die Verschlußkappe (Verschlußmittel) 4A für den Pigmenttintenkopf,
dem Tintenaufsaugelement 9A und dem Reinigungselement (Reinigungsmittel) 10A zugeordnet,
wobei auch der Farbstofftintenkopf 1B dem Prozeß der Tintenansaugung,
der Reinigung und dem vorgelagerten Ausstoß über die Verschlußkappe (Verschlußmittel) 4B für den Pigmenttintenkopf,
dem Tintenansaugelement 9B und dem Reinigungselement (Reinigungsmittel) 10B zugeordnet
ist.
-
Es
folgt, unter Bezugnahme auf die 3 bis 12,
die Beschreibung verschiedener Ausführungsformen des Reinigungsvorgangs,
der für
die vorliegende Erfindung kennzeichnend ist und zur Beseitigung
von an dem Verschlußmittel
für den
Pigmenttintenkopf abgelagerter und verfestigter Pigmenttinte genutzt
wird. Diese Ausführungsformen
können
jedoch auch in geeigneten Kombinationen angewendet werden und die Auswirkungen
solcher Ausführungsformen
können
durch die Umsetzung in solchen Kombinationen positiv beeinflußt werden,
wobei solche Kombinationen in die vorliegende Erfindung einbezogen
sind.
-
(Erste Ausführungsform)
-
Zuerst
erfolgt unter Bezugnahme auf 3 die Beschreibung
einer ersten Gestaltungsform des Reinigungsvorgangs zur Beseitigung
der in dem Tintenaufsaugelement 9A und in dem Kopfkontaktabschnitt
(Kontaktvorderseite) der Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
abgelagerten und verfestigten Pigmenttinte. Dabei ist z.B. wie in 6 gezeigt,
der Aufzeichnungshauptschlitten 2, bei einem nicht verschlossenen
Zustand, von der Stelle wie in 6 gezeigt,
in die Richtung A bewegt und ist dabei in einer Position angehalten, in
welcher der Farbstofftintenkopf 1B dem Verschlußmittel 4A für den Pigmenttintenkopf
gegenüber
steht, wie in 3 gezeigt.
-
In
einem solchen Stadium erfolgt der Ausstoß von Farbstofftinte von der
Ausstoßöffnung (Ausstoßöffnungsabschnitt) 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B zu dem Tintenaufsaugelement 9A für den Pigmenttintenkopf,
um die Farbstofftinte auf die in dem Tintenaufsaugelement 9A abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte aufzubringen, dabei die abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte durch die Farbstofftinte zu lösen und
die gelöste
Pigmenttinte z.B. durch Saugreinigung zu beseitigen. Bei diesem
Vorgang ist in einer Phase, in der Farbstofftinte auf die abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte aufgebracht ist, eine bestimmte Wartezeit
erforderlich, um eine ausreichende Lösung der Pigmenttinte zu erreichen
und dadurch die Beseitigungsfähigkeit
der in dem Tintenaufsaugelement 9A abgelagerten und verfestigten
Pigmenttinte zu verbessern.
-
Bei
der vorgenannten Gestaltungsform weist dabei eine Kopfreinigungsvorrichtung
folgendes auf: Einen Pigmenttintenkopf 1A für den Ausstoß von Pigmenttinte;
einen Farbstofftintenkopf 1B für den Ausstoß von Farbtinte;
Verschlußmittel 4A, 4B für den Verschluß der Ausstoßöffnungen 1Aa, 1Ba der
vorgenannten Köpfe; Saugmittel
(Saugpumpen) 5A, 5B, um an den Verschlußmitteln
einen vorbestimmten Saugunterdruck für das Absaugen von Tinte von
den Ausstoßöffnungen
zu erzeugen, die dabei den vorgenannten Köpfen jeweils entsprechend zugeordnet
sind; und ist dabei so gestaltet, daß sie einen gewöhnlichen
Reinigungsvorgang wie folgt ausführen
kann: Vorgelagerter Ausstoß von
dem Pigmenttintenkopf 1A zu dem Verschlußmittel 4A für den Pigmenttintenkopf
oder zu einem nicht gezeigten Aufnahmemittel des vorgelagerten Ausstoßes, vorgelagerter Ausstoß vom Farbstofftintenkopf 1B zu
dem Verschlußmittel 4B für den Farbstofftintenkopf
oder zu einem nicht gezeigten Aufnahmemittel des vorgelagerten Ausstoßes, Ausführung eines
vorbestimmten Reinigungsprozesses durch den vorgelagerten Ausstoß von Farbstofftinte
von dem Farbstofftintenkopf 1B zu dem Verschlußmittel 4A für den Farbstofftintenkopf
oder zu dem nicht gezeigten Aufnahmemittel des vorgelagerten Ausstoßes, wobei
die in dem Verschlußmittel 4A für den Pigmenttintenkopf
oder in dem Aufnahmemittel des vorgelagerten Ausstoßes abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte durch die Farbstofftinte gelöst ist und
die dadurch gelöste Pigmenttinte
dabei durch Absaugen beseitigt ist.
-
Auf
diese Weise kann der Reinigungsvorgang für die Beseitigung der abgelagerten
und verfestigten Pigmenttinte einfach und sicher ausgeführt werden.
-
Die
vorgenannte Ausführungsform
ist so aufgebaut, daß sie
den vorgelagerten Ausstoß der
Farbstofftinte zu dem Tintenaufsaugelement 9A für den Pigmenttintenkopf
(für die
Pigmenttintenausstoßöffnung)
ausführt,
wobei der vorgelagerte Ausstoß der
Farbstofftinte entsprechend der Erfindung jedoch zu dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt
(Ausstoßöffnungsvorderseitenkontaktabschnitt,
d.h. einen Abschnitt, der die Kopfvorderseite/Ausstoßöffnungsvorderseite
kontaktiert) des Verschlußmittels
(Verschlußkappe) 4A des
Pigmenttintenkopfes ausgeführt
ist.
-
Es
folgt die Beschreibung einer ersten Ausführungsform für die Ausführung des
vorgelagerten Ausstoßes
zu dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt unter Bezugnahme auf die 4 bis 8.
-
6 zeigt
dabei ein Beispiel, in dem der Aufzeichnungshauptschlitten 2 bei
einem nicht geschlossenen Zustand von der Stelle wie in 6 gezeigt,
in die Richtung A bewegt ist und in einer Position angehalten ist,
in der die Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B gegenüber dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt
(Ausstoßöffnungsvorderseitenkontaktabschnitt,
d.h. ein Abschnitt, der die Kopfvorderseite/Ausstoßöffnungsvorderseite
kontaktiert) der Verschlußkappe
(Verschlußmittel) 4A für den Pigmenttintenkopf
positioniert ist. In diesem Stadium ist der vorgelagerte Ausstoß der Farbstofftinte
von der Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B zu dem Verschlußmittel
(Verschlußkappe) 4A für den Pigmenttintenkopf
ausgeführt,
um Farbstofftinte auf die in dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Aa abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte aufzubringen und dadurch die abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte mit der Farbstofftinte zu lösen, wobei durch
die Beseitigung der gelösten
Pigmenttinte der Reinigungsvorgang abgeschlossen ist.
-
Anschließend ist
der Aufzeichnungshauptschlitten 2 in eine Richtung F bewegt
und in einer Position angehalten, in der die Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ab der
Verschlußkappe 4A für den Pigmenttintenkopf
gegenüber
positioniert ist.
-
In
einem solchen Stadium ist der vorgelagerte Ausstoß von Farbstofftinte
von der Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B zu dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ab der
Verschlußkappe 4A des
Pigmenttintenkopfes ausgeführt,
um Farbstofftinte auf die in dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ab abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte aufzubringen und dadurch die abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte mit der Farbstofftinte zu lösen, wobei
durch die Beseitigung der gelösten
Pigmenttinte der Reinigungsvorgang abgeschlossen ist. Dabei ist
bei diesem Vorgang in einem Stadium, in dem Farbstofftinte auf die
abgelagerte und verfestigte Pigmenttinte aufgebracht ist, eine bestimmte
Warte zeit erforderlich, um eine ausreichende Lösung der Pigmenttinte zu erreichen
und dadurch die Beseitigungsfähigkeit
der in den Kopfvorderseitenkontaktabschnitten 4Aa, 4Ab der
Verschlußkappe 4A des
Pigmenttintenkopfes abgelagerten und verfestigten Pigmenttinte zu
verbessern. Danach ist die Verschlußkappe 4A des Pigmenttintenkopfes
durch eine nicht gezeigte Antriebsquelle in eine Richtung D (8)
bewegt und in einer Position angehalten, in welcher der Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ad der
Verschlußkappe 4A in
dem Bereich der Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B positioniert ist. In einem solchen
Stadium ist der vorgelagerte Ausstoß von Farbstofftinte von Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B zu dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ad der
Verschlußkappe 4A des
Pigmenttintenkopfes ausgeführt,
um die Farbstofftinte auf die in dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ad abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte aufzubringen und dadurch die abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte mit der Farbstofftinte zu lösen, wobei
der Reinigungsprozeß durch
die Beseitigung der gelösten
Pigmenttinte abgeschlossen ist. Danach ist die Verschlußkappe 4A in
eine Richtung E bewegt und in einer Position angehalten, in welcher
der Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ac (8)
der Verschlußkappe (Verschlußmittel) 4A in
dem Bereich der Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B positioniert ist. In einem solchen
Stadium ist der vorgelagerte Ausstoß der Farbstofftinte von der
Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B zu dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ac der
Verschlußkappe 4A des
Pigmenttintenkopfes ausgeführt,
um die Farbstofftinte auf die in dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt 4Ac abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte aufzubringen und dadurch die abgelagerte
und verfestigte Tinte mit der Farbstofftinte zu lösen, wobei
durch die Beseitigung der gelösten
Pigmenttinte der Reinigungsvorgang abgeschlossen ist. Dabei ist
auch in diesem Fall in einem Stadium, in dem nem Stadium, in dem
Farbstofftinte auf die abgelagerte und verfestigte Pigmenttinte
aufgebracht ist, eine bestimmte Wartezeit erforderlich, um eine
ausreichende Lösung
der Pigmenttinte zu erreichen und dadurch die Beseitigungsfähigkeit
der in dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitten 4Ac, 4Ad der
Verschlußkappe 4A des
Pigmenttintenkopfes abgelagerten und verfestigten Pigmenttinte zu
verbessern.
-
(Zweite Ausführungsform)
-
Es
folgt die Beschreibung einer zweiten Ausführungsform mit Bezug auf 3 und 5 für die Ausführung des
Absaugvorgangs von dem Farbstofftintenkopf 1B mit Hilfe
der Verschlußkappe
(Verschlußmittel) 4A des
Pigmenttintenkopfes und dem darin angeordneten Tintenaufsaugelement 9A. 6 zeigt
dabei ein Beispiel, in dem der Aufzeichnungshauptschlitten 2 bei
einem nicht geschlossenen Zustand von der Stelle wie in 6 gezeigt,
in eine Richtung A bewegt ist und in einer Position angehalten ist,
in der die Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbstofftintenkopfes 1B gegenüber der Verschlußkappe (Verschlußmittel) 4A des
Pigmenttintenkopfes positioniert ist. Wie in 5 gezeigt,
ist in einem solchen Stadium die Verschlußkappe 4A des Pigmenttintenkopfes
durch die nicht gezeigte Antriebsquelle in die Richtung B bewegt,
um die Kopfvorderseite (Ausstoßöffnungsvorderseite)
des Farbstofftintenkopfes zu verschließen. In einem solchen geschlossenen
Stadium ist die Saugpumpe (Saugmittel) 5A für den Pigmenttintenkopf
zur Ausführung
des Saugvorgangs in Betrieb gesetzt. Ein solcher Saugvorgang bewirkt
den zwangsläufigen
Ausstoß von
Farbstofftinte von der Ausstoßöffnung 1Ba des
Farbtintenkopfes 1B und bringt die ausgestoßene Farbstofftinte
dabei auf die in den Verschlußkappenaufsaugelementen 9A des
Pigmenttintenkopfes und in dem Kopfvorderseitenkontaktabschnitt
(Abschnitt der die Kopfvorderseite kontaktiert) der Verschlußkappe 4A abgelagerte
und verfestigte Pigmenttinte auf, um dadurch die abgelagerte und
verfestigte Pigmenttinte mit der Farbstofftinte zu lösen, wobei
durch die Beseitigung der gelösten
Pigmenttinte der Reinigungsvorgang zeitgleich mit dem Saugvorgang
abgeschlossen.
-
In
den vorgenannten ersten und zweiten Ausführungsformen ist der Pigmenttintenkopf
(Pigmenttintenausstoßöffnung)
für den
Ausstoß der
Pigmenttinte näher
zu der Aufzeichnungsfläche
positioniert als der Farbstofftintenkopf (Farbstofftintenausstoßöffnung)
für den
Ausstoß der
Farbstofftinte und das Verschlußmittel (Verschlußkappe)
des Pigmenttintenkopfes ist näher
zu der Aufzeichnungsfläche
positioniert als das Verschlußmittel
(Verschlußkappe)
des Farbstofftintenkopfes, wobei der Reinigungsprozeß gemäß der vorliegenden
Erfindung durch eine Reinigungsvorrichtung verwirklicht werden kann,
die der für
einen gewöhnlichen
Reinigungsprozeß gleicht,
ohne dabei den Arbeitsbereich des Aufzeichnungshauptschlittens zu überschreiten.
-
(Dritte Ausführungsform)
-
In
den vorgenannten ersten und zweiten Ausführungsformen sind die Verschlußkappe (Verschlußmittel) 4A für den Pigmenttintenkopf
und die 4B für
den Farbstofftintenkopf als getrennte Elemente ausgeführt, sie
können
aber auch in der Form einer integrierten Verschlußkappe hergestellt
sein. Mehr im Besonderen können ähnliche
Ergebnisse mit einer integrierten Verschlußkappe erreicht werden, die
eine Verschlußkappenkammer
für die
Ausstoßöffnung des
Pigmenttintenkopfes 1A und eine Verschlußkappenkammer
für die
Ausstoßöffnung des
Farbstofftintenkopfes 1B in Form eines unabhängigen geschlossenen
Systems aufweist.
-
Unter
Bezugnahme auf 11 erfolgt nachfolgend die Beschreibung
einer dritten Ausführungsform, die
einen solchen Aufbau aufweist.
-
Die
gemäß 11 dargestellte
integrierte Verschlußkappe 4 weist
dabei eine Verschlußkappenkammer 4a für die Ausstoßöffnung des
Pigmenttintenkopfes 1A und eine Verschlußkappenkammer 4b für die Ausstoßöffnung des
Farbstofftintenkopfes 1B auf, wobei beide durch eine Trennwand 4c getrennt
sind und dabei aber an die Ausformung eines unabhängigen geschlossenen
Systems für
die jeweiligen Ausstoßöffnungen
angepaßt
sind. Andere Gestaltungsformen der vorliegenden dritten Ausführungsform
stimmen im Wesentlichen mit denen anderer Ausführungsformen überein,
womit die vorliegende Ausführungsform
mit anderen Ausführungsformen
in frei wählbaren
Kombinationen beliebig ausgeführt
werden kann.
-
(Vierte Ausführungsform)
-
In
den vorgenannten ersten und zweiten Ausführungsformen sind, der Pigmenttintenkopf 1A (Pigmenttintenausstoßöffnung 1Aa)
und der Farbstofftintenkopf 1B (Farbstofftintenausstoßöffnung 1Ba)
als getrennte Elemente ausgeformt (oder in getrennten Elementen),
aber es kann auch ein integrierter Kopf 1 verwendet werden,
der die Pigmenttintenausstoßöffnung 1a und
die Farbstofftintenausstoßöffnung 1b aufweist, wie
in 12 gezeigt, wobei auch die Wirkeffekte, die denen
in vorgenannten Ausführungsformen
gleichen, durch eine solche Gestaltungsform erreicht werden können.
-
Eine
vierte Ausführungsform,
die eine solche Gestaltungsform aufweist, ist in 12 dargestellt.
Andere Gestaltungsformen der vorliegenden vierten Ausführungsform
stimmen im Wesentlichen mit denen anderer Ausführungsformen überein,
womit deshalb die vorliegende Ausführungsform mit anderen Aus führungsformen
in frei wählbaren
Kombinationen beliebig ausgeführt
werden kann.
-
Bei
den vorgenannten Ausführungsformen
ist der vorgelagerte Ausstoß der
Farbstofftinte zu der Verschlußkappe
(Verschlußmittel)
ausgeführt,
er kann aber auch mit gleichartigen Wirkungen zu einem getrennt angeordneten
Aufnahmemittel für
den vorgelagerten Ausstoß erfolgen
(z.B. ein Tintenaufnahmebehälter
oder ein Tintenaufsaugelement).
-
Die
vorgenannten Ausführungsformen
weisen auch einen Fall eines seriellen Aufzeichnungsgerätes auf,
in welchem die Aufzeichnung ausgeführt ist, während der Aufzeichnungskopf
(Pigmenttintenkopf 1A und Farbstofftintenkopf 1B),
der das Aufzeichnungsmittel verkörpert,
in der Aufzeichnungshauptrichtung bewegt ist, die vorliegende Erfindung
ist aber mit gleichen Wirkeffekten gleichermaßen in einem Zeilentypaufzeichnungssystem
(Zeilentypaufzeichnungsgerät)
anwendbar, in welchem die Aufzeichnung durch Teilabtastung nur mit
einem Zeilentypaufzeichnungskopf in einer Länge ausgeführt ist, welche die gesamte
Breite des Aufzeichnungsmechanismus oder einen Teil davon einschließt.
-
Des
weiteren ist die vorliegende Erfindung beliebig funktionsfähig, unabhängig von
der Anzahl der Aufzeichnungsköpfe
und mit gleichen Wirkeffekten nicht nur in einem Aufzeichnungsgerät anwendbar,
das Einzelaufzeichnungsmittel aufweist, sondern auch bei Aufzeichnungsgeräten wie
folgt: Einem Aufzeichnungsgerät das
Mehrfachaufzeichnungsmittel aufweist; einem Gradierungsaufzeichnungsgerät das Mehrfachaufzeichnungsmittel
aufweist für
die Aufzeichnung einer gleichen Farbe in unterschiedlicher Dichte;
und einem Aufzeichnungsgerät
das eine Kombination aus den vorgenannten aufweist.
-
Des
weiteren ist die vorliegende Erfindung mit gleichen Wirkeffekten
auch in beliebigen Gestaltungsformen des Aufzeichnungskopfes und
des Tintenbehälters
anwendbar, wie: Einer Gestaltungsform die eine austauschbare Kopfpatrone
aufweist, in welcher der Aufzeichnungskopf und der Tintenbehälter integriert
sind; und eine Gestaltungsform die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Aufzeichnungskopf
und der Tintenbehälter getrennt
ausgeführt
und über
ein Tintenzuführrohr
miteinander verbunden sind.
-
Dabei
ist die vorliegende Erfindung innerhalb der Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte z. B.
in einem Gerät
anwendbar, das ein elektrothermisches Umwandlungselement wie etwa
ein piezoelektrisches Element aufweist, aber sie führt auch
zu sehr guten Wirkeffekten in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eines
Typs, in dem thermische Energie für den Tintenausstoß verwendet
ist, da solch ein Typ eine hohe Dichte und hohe Auflösung der
Aufzeichnung ermöglicht.
-
(Fünfte Ausführungsform)
-
In 15 ist
eine schematische Perspektivansicht dargestellt, die den Aufbau
einer fünften
Ausführungsform
des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
dieser Erfindung zeigt, wobei eine Aufzeichnungskopfpatrone 101,
die das Aufzeichnungsmittel verkörpert,
austauschbar auf einem Schlitten 102 angeordnet ist, welcher seinerseits
so gelagert ist, daß er
eine Hin- und Herbewegung quer über
einen Aufzeichnungsbogen 108 ausführen kann, der das Aufzeichnungsmedium
verkörpert,
wobei anstelle der dargestellten Aufzeichnungskopfpatrone 101 auch
Aufzeichnungsmittel verwendet werden können, die direkt an dem Schlitten 102 befestigt sind.
Der Schlitten 102 ist dabei so gelagert, daß er eine
Hin- und Herbewegung entlang einer Führungsleitbahn im Hauptgehäuse des
Gerätes ausführen kann,
wobei ein Treibriemen 103 mit dem Schlitten 102 verbunden
ist.
-
Bei
dem Aufzeichnungsvorgang erfolgt die Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsbogen 108,
durch das Inbetriebsetzen der Aufzeichnungskopfpatrone 101 entsprechend
den Aufzeichnungsinformationen in Folge der Bewegung des Schlittens 102 über den
Treibriemen und einen nicht gezeigten Motor entlang der Führungsleitbahn 104.
Nach der Aufzeichnung einer Zeile während der Bewegung (Hauptaufzeichnung)
des Schlittens 102, ist der Aufzeichnungsbogen 108 durch
ein Fördermittel
um einen vorbestimmten Abstand (Unteraufzeichnung) weiterbewegt,
wobei dann die Aufzeichnung der nächsten Zeile erfolgt. Die Aufzeichnung
erfolgt so über
den gesamten Aufzeichnungsbogen 108, durch die Wiederholung
der Aufzeichnung einer Zeile und der Weiterbewegung des Bogens um
einen vorbestimmten Abstand.
-
Bei
der vorliegenden Ausführungsform
weist die Aufzeichnungskopfpatrone 101 mehrfach Gruppen von
Ausstoßöffnungen
für die
Tinten der entsprechenden Farben auf z.B. solche für schwarze
Tinte, solche für Zyantinte,
solche für
Magentatinte und solche für
gelbe Tinte. Beim Empfang von Aufzeichnungssignalen durch elektrische
Verbindungen mit einem nicht gezeigten Aufzeichnungssignalerzeugungselement,
sind Tintentröpfchen
in den jeweiligen Farben von den Ausstoßöffnungsgruppen in der Aufzeichnungskopfpatrone 101 ausgestoßen, um
ein Bild auf dem Aufzeichnungsbogen 108 zu erzeugen. Dabei
sind in der vorliegenden Ausführungsform
die Tintenbehälter
(z.B. 113 bis 116, wie in 16 gezeigt)
abnehmbar (austauschbar) an der Aufzeichnungskopfpatrone 101,
die das Aufzeichnungsmittel verkörpert,
angebracht, und ein Tintenbehälter eines
Typs (z.B. Farbe) kann angrenzend an jede der Ausstoßöffnungsgruppen
angeordnet sein. Das Tintenzuführmittel
ist dabei nicht auf das vorgenannte tel ist dabei nicht auf das
vorgenannte System des direkten Angrenzens des Tintenbehälters an
die Aufzeichnungskopfpatrone beschränkt, sondern kann auch aus
einem System bestehen, bei dem die Zuführung der Tinte von einem Tank
aus über
eine flexible Leitung oder dergleichen erfolgt, der in einem Aufzeichnungsgerät angeordnet
ist.
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Die
vorgenannte Aufzeichnungskopfpatrone 101, die das Aufzeichnungsmittel
verkörpert,
ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der ein elektrothermisches
Umwandlungselement zur Erzeugung thermischer Energie aufweist, die
zum Tintenausstoß verwendet
ist. Ein solcher Tintenstrahlaufzeichnungskopf ist dadurch gekennzeichnet,
daß die
Aufzeichnung über
das Erzeugen von Filmsieden in der Tinte mittels thermischer Energie
erfolgt, die durch ein elektrothermisches Umwandlungselement bereitgestellt
ist, wobei der Tintenausstoß von
der Ausstoßöffnung durch
Nutzung einer Druckänderung
erfolgt, die durch die Ausdehnung bzw. Kontraktion einer Blase infolge
des Filmsiedens erzeugt ist. Der Tintenausstoßabschnitt des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopf) 101 weist
dabei einen Aufbau auf, wie er unter Bezugnahme auf 2 vorgenannt
erklärt ist.
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Bei
der Ausführung
der Aufzeichnung sind die Aufzeichnungssignale, wie vorgenannten
erklärt,
von einem nicht gezeigten Aufzeichnungssignalerzeugungsmittel empfangen,
wodurch die Aufzeichnungskopfpatrone 101 auf dem Aufzeichnungsbogen 108 ein
Bild erzeugt. Bei einem solchen Vorgang, eben während des Verlaufs der Aufzeichnung,
erfolgt der vorgelagerte Ausstoß einer
vorbestimmten Menge in die Verschlußkappen 106, 107 in
einem vorbestimmten Intervall, um ein Austrocknen der Ausstoßöffnungen
zu verhindern, die nicht für
den Tintenausstoß genutzt
sind. Die Änderung
des vorbestimmten Intervalls für
den vorgelagerten Ausstoß erfolgt
dabei vorzugsweise in Abhängigkeit
von der umgebenden Temperatur, sowie der Temperatur und dem Zustand
der Aufzeichnungskopfpatrone, wobei Ausstöße von 15 bis 20 Tintentröpfchen in
einem Intervall von 5–10
Sekunden gewöhnlich
von allen Ausstoßöffnungen
ausgeführt
sind.
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Bei
dem gewöhnlichen
Aufzeichnungsvorgang ist der vorgelagerte Ausstoß von der Gruppe der Schwarzausstoßöffnungen
zu der Verschlußkappe 106 für die schwarze
Farbe ausgeführt,
während
der Ausstoß von
der Gruppe der Farbausstoßöffnungen
für die
Farben Zyan, Magenta und Gelb zu der Farbverschlußkappe 107 ausgeführt ist.
Die in der Verschlußkappe
zurückgehaltene
Tinte ist nach dem Erreichen einer vorbestimmten Menge durch einen
Entleer-Saugvorgang der Pumpe ausgestoßen. Der Entleer-Saugvorgang
ist ein Saugvorgang der in einem Stadium erfolgt, in dem die Verschlußkappe nicht
mit der Aufzeichnungskopfpatrone in Kontakt steht, so daß die Tinte
nicht von den Ausstoßöffnungen
ausgestoßen
ist.
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Beim
Verschließen
des Aufzeichnungskopfes nach dem Aufzeichnungsvorgang, ist an den Schwarz-Ausstoßöffnungen
der Aufzeichnungspatrone jeweils in dem Fall ein Fehler erzeugt,
wenn der vorgelagerte Ausstoß der
vorbestimmten Menge Tinte in die Verschlußkappe vor einem Verschließen ausgeführt ist
und die Aufzeichnungskopfpatrone dadurch für einen längeren Zeitabschnitt in einem
Verschlußzustand
belassen ist. Ein solches Phänomen
beruht auf Eigenschaften der als schwarze Tinte verwendeten Pigment-basierten
Tinte, die unterschiedlich ist zu der konventionellen Farbstoff-basierten
Tinte. Die Pigment-basierte schwarze Tinte weist sehr gute Eigenschaften
in der Bildschärfe
(Bildqualität),
der Aufzeichnungsdichte, der Lichtbeständigkeit und des Feuchtigkeitswiderstandes
auf, ist aber, wenn sie einmal getrocknet ist, nur schwer wieder
zu lösen.
Aus diesem Grunde kann die schwarze Tinte, die für einen längeren Zeitraum in der Verschlußkappe verbleibt,
einen Viskositätsanstieg
oder Verfestigung zur Folge haben und dadurch eine korrekte Absaugoperation
der Pumpe behindern. Eine solche Beeinträchtigung kann jedoch wesentlich
abgeschwächt werden,
wenn die Ausführung
des Tintenausstoßes
zu der Verschlußkappe
vor der verlängerten
Standperiode mit der Farbstoff-basierten Tinte (d.h. Farb-Tinte)
anstatt der Pigment-basierten Tinte erfolgt.
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Die
vorliegende Erfindung ist gekennzeichnet durch eine Abtrennung des
vorgelagerten Ausstoßes
im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs, bevor der Verschlußvorgang
nach dem Aufzeichnungsvorgang erfolgt ist, unter Nutzung der in
der Verschlußkappe
zurückgehaltenen
Tinte, die verschieden ist zu der in dem entsprechenden Aufzeichnungsmittel
verwendeten Tinte (z.B. der Aufzeichnungskopfpatrone 101).
Mehr im Besonderen ist als erstes die in der Verschlußkappe vorhandene
Pigment-basierte schwarze Tinte durch einen Entleer-Saugvorgang der Pumpe
nach außen
ausgestoßen,
dann erfolgt der Ausstoß eines
vorbestimmten Betrages der Farbstoffbasierten Farb-Tinte von der
Farbausstoßöffnung in
die Schwarz-Verschlußkappe,
um das Verdampfen von Wasser an der Schwarzausstoßöffnung zu
verhindern, womit der Verschlußvorgang
an der Schwarzausstoßöffnung ausgeführt ist.
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Andererseits
ist von der Farbausstoßöffnung ein
vorbestimmter Betrag der Farbstofftinte in die entsprechende Verschlußkappe ausgestoßen, womit
der Verschlußvorgang
der Farbausstoßöffnung ausgeführt ist.
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Die
Pigment-basierte schwarze Tinte und die Farbstoffbasierte Farbtinte
sind dabei so ausgewählt, daß sie nicht
gegenseitig miteinander reagieren, so daß auch kein Viskosi tätsanstieg
oder keine Verfestigung eintritt, wenn beide Farben gemischt werden.
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16 ist
dabei eine schematische Perspektivansicht eines Beispiels für den Aufbau
der Aufzeichnungskopfpatrone 101, die das Aufzeichnungsmittel
in 15 verkörpert. 16 zeigt
dabei, daß die
Aufzeichnungskopfpatrone 101 eine Ausstoßöffnungsgruppe 111 für die schwarze
Tinte und Ausstoßöffnungsgruppen 112 für die Farbtinten
in integrierter Form, auf einer gemeinsamen (selben) Ausstoßöffnungsvorderseite
aufweist. Für
die vorgenannten Farbtinten sind Ausstoßöffnungsgruppen für drei Tinten
in den Farben Zyan, Magenta und Gelb angeordnet. Die vorliegende
Ausführungsform
zeigt ein Beispiel für
die Aufzeichnung mit Tinten, die aus vier Farben bestehen, wobei
die zu verwendenden Tintenarten nicht auf ein solches Beispiel begrenzt
sind, sondern auch Ausstoßöffnungsgruppen
für Tinten
wie z.B. Fotozyan, Fotomagenta und Fotogelb einschließen, oder
auch solche Tinten, die z.B. Dunkelzyan, Dunkelmagenta und Dunkelgelb
einschließen.
Für jede
Ausstoßöffnungsgruppe
ist ein separater Tintenbehälter
(Schwarzbehälter 113,
Zyanbehälter 114,
Magentabehälter 115 oder
Gelbbehälter 116)
angeordnet, der abnehmbar an der Aufzeichnungskopfpatrone 101 so
angeordnet ist, daß er
mit der entsprechenden Ausstoßöffnungsgruppe
verbunden ist. Dabei ist jeder der Tintenbehälter durch den Anwender zu
ersetzen, wenn die Tinte darin verbraucht ist. Der Schwarztintenbehälter 113 enthält Pigment-basierte
schwarze Tinte, die z.B., wie vorgenannt, Ruß verwendet. Bei einer monochromatischer
Aufzeichnung besteht die Forderung nach Aufzeichnungsdichte, Wasserfestigkeit
und Lichtbeständigkeit
auf dem glatten Papier, wobei in den Tintenstrahlaufzeichnungsmitteln
in letzter Zeit prinzipiell die Pigment-basierte Tinte verwendet
ist.
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Andererseits
ist für
die Farbtinten prinzipiell Farbstoffbasierte Tinte verwendet, da
die Farbentwicklung ein wichtiger Faktor ist. Bei der Aufzeichnung
einer Fotografie kann die fotografische Qualität durch die Verwendung von
Hochglanzpapier oder Hochglanzfilm erreicht werden. Ein solches
Hochglanzmedium (Aufzeichnungsmedium) verkörpert die sehr guten Eigenschaften
wie etwa Wasserfestigkeit und Lichtbeständigkeit in sich selbst, wobei
sich diese guten Eigenschaften in der Reaktion mit der dazu passenden
Tinte zeigen.
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In
der in 16 dargestellten Aufzeichnungskopfpatrone 101,
beinhalten der Schwarzbehälter 113 und
die Farbbehälter 114 bis 116 poröse Aufsaugelemente,
die z.B. aus Polyurethanschaum hergestellt sind oder ein Aufsaugelement
das aus gepreßten
oder thermisch verfestigten Polyesterfasern oder Polypropylenfasern
ausgeformt ist, dabei können
diese auch aus einem Aluminiumbeutel hergestellt sein, der Tinte
direkt aufnimmt, wobei der Aufbau der Tintenbehälter nicht ausdrücklich auf
die Ausführung
der vorliegenden Erfindung beschränkt ist. Nach dem Verbrauch
der Tinte eines Tintenbehälters
ist der Behälter
zu ersetzen, um den vollen Zustand wieder herzustellen. Die verbleibende
Menge an Tinte kann dabei durch ein bekanntes optisches Erkennungssystem
festgestellt werden, oder über
ein Punktzählverfahren
durch Zählung
der ausgestoßenen
Punkte, wobei der Anwender zum richtigen Zeitpunkt über die
Wiederauffüllung
der Tinte informiert ist.
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Die 17A und 17B sind
schematische Perspektivansichten, die ein anderes Beispiel des Aufbaus
der Aufzeichnungskopfpatrone 101, die das Aufzeichnungsmittel
in 15 verkörpert,
darstellen. Die in den 17A und 17B gezeigte Aufzeichnungskopfpatrone 101 weist
dabei einen Schwarzauf zeichnungskopf 101A und einen Farbaufzeichnungskopf 101B auf,
die getrennt angeordnet sind. Der Schwarzaufzeichnungskopf 101A weist
dabei eine Schwarzausstoßöffnungsgruppe 111 auf,
während
der Farbausstoßöffnungskopf 101B eine
Farbausstoßöffnungsgruppe 112 aufweist.
Dabei ist der Schwarzaufzeichnungskopf 101A mit dem Tintenbehälter als
geschlossenes Bauteil ausgeführt,
wobei an dem Farbaufzeichnungskopf 101B die Tintenbehälter der
jeweiligen Farben getrennt und dabei individuell austauschbar angeordnet
sind.
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18 ist
ein Fließschema,
das die Abfolge des Arbeitsablaufs einer fünften Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes aufzeigt,
das die vorliegende Erfindung verkörpert. Dabei weist das Aufzeichnungsmittel,
bezugnehmend auf 18, bei eingeschalteter Energiezuführung nach
Ausführung
eines Anfangsarbeitsschrittes gewöhnlich einem verschlossenen
Zustand auf.
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Nachfolgend
erfolgt die Beschreibung des Arbeitsablaufs anhand jedes einzelnen
Arbeitsschrittes (S).
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Ein
Schritt S1 ist ein Bereitschaftsstadium in einem geschlossenen Zustand,
wobei ein Schritt S2 die Bereitschaft zur Aufnahme eines Aufzeichnungssignals
bestätigt.
Wenn ein Aufzeichnungssignal eingegangen ist, öffnet ein Schritt S3 die Verschlußkappe und
ein Schritt S4 veranlaßt
vor der Aufzeichnung einen vorgelagerten Ausstoß von Ausstoßtinte in
einer vorbestimmten Menge in die jeweilige Verschlußkappe,
zur Reinigung des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopf) vor der
Aufzeichnung. Wenn der Bereitschaftszustand relativ lange dauert,
ist es wünschenswert
durch die Verschlußkappe
einen Absaugvorgang von dem Aufzeichnungskopf auszuführen, wobei
dadurch vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs, die alte Tinte
von den Ausstoßöffnungen
ausgestoßen
ist.
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Nach
der Ausführung
der vorgenannten Kopfreinigung vor der Aufzeichnung, startet bei
einem Schritt S5 die Aufzeichnung mit der Erzeugung eines Bildes.
Zur Verhinderung des Trocknens der für die Aufzeichnung nicht verwendeten
Ausstoßöffnungen,
löst ein
Schritt S6 zu einer vorbestimmten Zeit T1 den periodischen Ausstoß von in
der Viskosität
erhöhter
Tinte vom Aufzeichnungskopf in die Verschlußkappe aus. Mehr im Besonderen
ist der vorgelagerte Ausstoß wünschenswerter
Weise im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs in einem Intervall von
5 bis 15 Sekunden ausgeführt,
wobei ein solches Intervall in geeigneter Weise abhängig von
der Feststellung der umgebenden Temperatur oder der Temperatur des
Aufzeichnungskopfes auszuwählen
ist. In einem Schritt S7 sind jeweils 10 bis 20 Tröpfchen pro
vorgelagertem Ausstoß ausgestoßen. Der
Inhalt eines solchen vorgelagerten Ausstoßes ist in Abhängigkeit
von der Eigenschaft der Tinte variabel, wobei es wünschenswert
ist, die Anzahl der ausgestoßenen
Tröpfchen
in Abhängigkeit
vom Inhalt jedes der ausgestoßenen
Tröpfchen
zu ändern.
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In
einem Schritt S8 erfolgt die Feststellung, ob der Aufzeichnungsvorgang
abgeschlossen ist, wobei im Ja-Fall in einem Schritt S9 der Ausgabevorgang
des Aufzeichnungsbogens erfolgt. Im Nein-Fall kehrt die Arbeitsschrittabfolge
zurück
zu Schritt 6, um die vorgenannten Arbeitsschritte zu wiederholen.
Nach dem Ausgabevorgang des Aufzeichnungsbogens in Schritt S9, ist
in einem Schritt S10 der Aufzeichnungskopf veranlaßt, für eine bestimmte
Periode nach der Aufzeichnung in einer Position angrenzend an die
Verschlußkappe zu
verharren, um auf das nächste
Aufzeichnungssignal zu warten.
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In
einem Schritt S11 erfolgt die Feststellung, ob die abgelaufene Zeit,
seit der Aufzeichnungskopf im Schritt S10 in den Bereitschaftszustand
gesetzt ist, eine vorbestimmte Zeit T2 überschritten hat, wobei, wenn das
nächste
Aufzeichnungssignal eben nach dem Ablauf der vorbestimmten Zeit
T2 nicht eingegangen ist, die Arbeitsschrittabfolge zu dem folgenden
Verschlußvorgang
nach Abschluß der
Aufzeichnung fortschreitet. Die vorbestimmte Zeit T2 in Schritt
S11 ist z.B. so ausgewählt,
daß sie
etwa 1 bis 2 Minuten beträgt.
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Bei
dem Verschlußvorgang
nach Abschluß der
Aufzeichnung ist als erstes in einem Schritt S12 ein Entleer-Saugvorgang
durch die Saugpumpe, zur Erzeugung eines Unterdrucks in jeder der
Verschlußkappen ausgeführt und
dabei die im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs in die Verschlußkappe ausgestoßene Tinte ausgestoßen. Ein
solcher Entleer-Saugvorgang ist eine Schrittstufe vor dem Verschluß. In einem
Schritt S13 ist danach ein Tintenausstoßvorgang (vorgelagerter Ausstoß) ausgeführt, um
im Hinblick auf eine Situation, in welcher der Aufzeichnungskopf
für eine
beträchtlich
lange Zeitperiode im verschlossenen Zustand belassen ist, das Innere
der Verschlußkappe
in einem feuchten Zustand zu erhalten. Eine Bedingung für die Ausführung eines
solchen Tintenausstoßvorgangs
ist, daß die
in die Verschlußkappe
ausgestoßene
Tinte keine Anzeichen eines Viskositätsanstiegs oder einer Verfestigung
zeigt. Mehr im Besonderen ist zuerst eine vorbestimmte Menge Farbstoff-basierte
Farbtinte zu dem Tintenaufsaugelement ausgestoßen, das in der Schwarzverschlußkappe angeordnet
ist. Danach ist eine vorbestimmte Menge Farbstoff-basierte Farbtinte
zu dem Tintenaufsaugelement ausgestoßen, das in der Farbverschlußkappe angeordnet
ist.
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Das
vorgenannte Tintenaufsaugelement besteht vorzugsweise aus porösem Material
wie etwa hydrophil behandeltem Polyurethanschaum oder Polyäthylenschaum,
wobei die Anwendung nicht auf diese Materialien beschränkt ist,
sondern verschiedene Materialien und Gefüge als Aufsaugelemente einge setzt
werden können,
solange eine bestimmte Tintenrückhaltefähigkeit
erreichbar ist. In einem Schritt S14 ist danach die Verschlußkappe an
das Aufzeichnungsmittel gedrückt
um den Verschlußzustand
zu erreichen, wodurch die Abfolge der Arbeitsschritte beendet ist.
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Die
in 18 dargestellte Abfolge der Arbeitsschritte erlaubt
das Beibehalten der Ausstoßöffnungen in
der unmittelbaren Nähe
des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopf) eben auch im Fall eines
verlängerten
Stillstands, wodurch ein Anstieg der Viskosität oder der Verfestigung der
Tinte in der Verschlußkappe
verhindert ist, wenn der Aufzeichnungsvorgang nach so einem Stillstand
wieder zu starten ist. Auch im Fall des fehlerhaften Tintenausstoßes, der
z.B. aus einer Verschmutzung der Ausstoßöffnung der Aufzeichnungskopfpatrone
(Aufzeichnungsmittel) im Verlauf des verlängerten Stillstands resultiert,
kann die Tintenausstoßfähigkeit
des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopfpatrone) einfach durch
die Ausführung
eines Saugreinigungsvorgangs, d.h. des Absaugens der Tinte von der
Ausstoßöffnung durch
die Saugpumpe, wieder hergestellt werden.
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Im
Folgenden erfolgt an Hand von Beispielen die Beschreibung von Tinten,
die in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zu verwenden sind. Die schwarze
Tinte kann aus Pigmentbasierter Tinte bestehen, die als Pigment
Ruß verwendet,
dessen Löslichkeit
durch eine hydrophile Behandlung erreicht ist. Es kann auch Kohlenstoff
verwendet werden, der durch eine Mikroverkapselung oder durch eine
Harzdispersion stabilisiert ist. Auch der in der Farbtinte zu verwendende
Farbstoff kann aus einem wasserlöslichen
Farbstoff bestehen, wobei dies ein eßbarer Farbstoff, ein saurer
Farbstoff, ein Direktfarbstoff oder ein basischer Farbstoff sein
kann. Ebenso kann das Lösungsmittel
der Tinte aus einer Feuchtig keit aufnehmenden Substanz bestehen,
so wie etwa Glycerin, Harnstoff oder Diäthylenglykol jeweils gelöst in gereinigtem
Wasser, welches Äthanol
oder Isopropylalkohol enthält.
In einem solchen Fall beträgt
der Glycerinanteil vorzugsweise 2 bis 15% Wasseranteile, bevorzugter
Weise 5 bis 10% Wasseranteile.
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19 ist
eine schematische seitliche Querschnittsansicht, die ein Stadium
des Tintenausstoßes
von dem Aufzeichnungsmittel (Aufzeichnungskopf) zu der Verschlußkappe,
wie in 15 gezeigt, aufzeigt. Nach der
Aufzeichnung bewegt sich die Aufzeichnungskopfpatrone 1,
die das Aufzeichnungsmittel verkörpert,
zu einer Position, die dem Verschlußelement, das außerhalb
des Aufzeichnungsbereiches angeordnet ist, gegenüber liegt. In diesem Stadium
ist vor dem Verschlußvorgang
der Tintenausstoß von
der Aufzeichnungskopfpatrone 101 zu dem Tintenaufsaugelement 143,
das in der Verschlußkappe 106 (oder 107)
angeordnet ist, ausgeführt.
Dabei sind auch die ausgestoßene
Tinte (Tintenköpfchen) 141 und
ein Saugrohr 144 für
die Verbindung der Verschlußkappe 106 (107)
mit der nicht gezeigten Saugpumpe aufgezeigt.
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Tabelle
1 zeigt die Testergebnisse, die bei Beibehaltung des feuchten Zustandes
im Inneren der Verschlußkappe
mittels Pigment-basierter Tinte und Farbstoff-basierter Tinte (Farbtinte)
unter Umweltbedingungen mit einer Hochtemperatur und niedrigem Feuchtigkeitsgehalt
erreicht wurden. Die Umgebungstemperatur wurde dabei auf 30°C und die
relative Luftfeuchtigkeit auf 10% festgelegt, wobei der verschlossene
Zustand 40 Tage beibehalten wurde. Bei der Saugreinigungsabfolge
des Aufzeichnungskopfes selbst, ist der automatische Absaugvorgang
einmal zum Wiederbeginn der Aufzeichnung nach 5 Tagen Stillstand
ausgeführt.
Beim Test unter so einer Bedingung, zeigte der Kopf, der mit einer
Pigment-basierten Tinte in feuchtem Zustand gehalten wurde, Ausstoßfehler,
obschon nur an einem kleinen Teil der Ausstoßöffnungen und nach einem Stillstand
von 10 Tagen. Der normale Zustand wurde durch einen manuellen Saugvorgang
wiederhergestellt. Ein solcher Nachteil tritt bei den aktuellen
kommerziellen Produkten nicht auf, seit der Aufzeichnungsvorgang
nach der automatischen Ausführung
des Reinigungsvorgangs beginnt, falls die Stillstandsperiode 5 Tage überschreitet.
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Die
Anzahl der Ausstoßöffnungen,
die Ausstoßfehler
aufweisen, stieg allerdings bei Stillstandperioden von etwa 20 Tagen
an und der normale Zustand konnte nur nach Ausführung von ein oder zwei manuellen Saugvorgängen wiederhergestellt
werden. Dabei ist der Saugvorgang selbst durch in der Viskosität verhärtete Substanzen
des Pigments betroffen, wodurch die Fähigkeit zur Reinigung zerstört ist.
Eine solche Tendenz der Zerstörung
ist im Fall des Stillstands von 30 oder 40 Tagen stufenweise verstärkt, wodurch
der manuelle Reinigungsvorgang 2 bis 4 mal erforderlich
ist.
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Auf
der anderen Seite konnte, im Fall der Ausführung des vorgelagerten Ausstoßes mit
der Farbstoff-basierten Tinte, nach Beendigung des Aufzeichnungsvorgangs
und vor dem Verschlußvorgang,
in die Schwarzverschlußkappe,
der Aufzeichnungskopf in normalem Zustand gehalten werden, eben
nach einem Stillstand von 40 Tagen. Nach einem Stillstand von 5
Tagen ist jedoch, wie im Vorgenannten erklärt, ein automatischer Reinigungsvorgang
ausgeführt,
wobei mit einem so einfachen Reinigungsvorgang eine ausreichende
Wirkung erreicht werden konnte. Auf diese Weise ist die Ausstoßfähigkeit
der Tinte nach der Stillstandsperiode erwiesenermaßen unterschiedlich
in Abhängigkeit
von der Art der Tinte (Pigment-basierte Tinte oder Farbstoff-basierte
Tinte), die in dem Tintenaufsaugelement in der Verschlußkappe angewendet
ist.
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Tabelle
1: Reinigung nach 40 Tagen Standzeit Umgebung: 30°C, 10% Luftfeuchtigkeit
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(Sechste Ausführungsform)
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Nachfolgend
erfolgt die Beschreibung einer sechsten Ausführungsform des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes unter
Anwendung der vorliegenden Erfindung. Im Vergleich mit der fünften Ausführungsform
unterscheidet sich die sechste Ausführungsform in dem vorgelagerten
Ausstoß,
der vor dem Verschlußvorgang auszuführen ist,
wobei dieser nach dem Aufzeichnungsvorgang erfolgt.
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In 20 ist
ein Fließschema
dargestellt, das die Abfolge des Arbeitsablaufs der sechsten Ausführungsform
zeigt, wobei die Arbeitsschritte vom verschlossenen Zustand im Schritt
S1 bis zum Bereitschaftszustand des Aufzeichnungskopfes in der Position
der unmittelbaren Nähe
zur Verschlußkappe
im Schritt S10 die gleichen sind, wie jene in der fünften Ausführungsform,
wie in 18 dargestellt.
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Bezugnehmend
auf 20 erfolgt in einem Schritt S21 die Überwachung
des Ablaufs der Bereitschaftszeit des Aufzeichnungskopfes in der
Bereitschaftsposition des Schrittes 510, und wenn dabei
die Bereitschaftszeit eine vorbestimmte Zeit T21 überschreitet,
erfolgt in einem Schritt S22 die Feststellung der Tintenmenge, die
im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs in jede Verschlußkappe ausgestoßen ist.
Wenn dabei die Verschlußkappe
eine Tintenmenge enthält,
die ein Überlaufen
der Tinte bewirkt, ist in einem Schritt S23 zuerst ein Entleer-Saugvorgang
ausgeführt
und danach ist in einem Schritt S24 die Verschlußkappe an den Aufzeichnungskopf
gedrückt,
wodurch der verschlossene Zustand erreicht ist.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
ist für
den Fall, daß der
Empfang des Aufzeichnungssignals über einen längeren Zeitraum nicht erfolgt
ist, oder für
den Fall, daß die
Energiezuführung
im verschlossenen Zustand, wie im Schritt S24, abgeschaltet ist,
ein Prozeß (S24
bis S28) zur Beseitigung der Pigment-basierten Tinte aus der Schwarzverschlußkappe durch
einen Entleer-Saugvorgang ausgeführt,
wobei auch der Ausstoß einer
vorbestimmten Menge der Farbstoff-basierten Tinte in die Schwarzverschlußkappe erfolgt.
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Mehr
im Besonderen erfolgt in einem Schritt S25 die Feststellung, daß durch
den Anwender die Energiezuführung
abgeschaltet ist; in einem Schritt S26 erfolgt die Feststellung,
daß ein
längerer
Stillstand eine vorbestimmte Zeit T31 überschreitet; wobei ein Schritt 27 einen
Prozeß der
Beseitigung der in der Verschlußkappe
enthaltenen Tinte durch einen Entleer-Saugvorgang ausführt. Die
wie vorgenannt vorbestimmte Zeit T31 ist wünschenswerter Weise in einem
Bereich von mehreren Stunden bis zu etwa einen Tag ausgewählt, wobei
ein solcher Zeitraum keine Beschränkung ist, da die Zeit unter
Beachtung der Tendenz des Viskositätsanstiegs der Tinte in der
Verschlußkappe
passend ausgewählt
werden kann. Bei dem Entleer-Saugvorgang der Tinte aus der Verschlußkappe im
Schritt S27, sind die in der Schwarzverschlußkappe enthalte ne Pigment-basierte schwarze
Tinte und die in der Farbverschlußkappe enthaltene Farbstoff-basierte
Farbtinte zur gleichen Zeit durch den Entleer-Saugvorgang der Saugpumpe
entfernt.
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In
einem Schritt S28 erfolgt der Ausstoß einer vorbestimmten Menge
Tinte (Farbstoff-basierte Farbtinte) vom Farbaufzeichnungskopf in
alle Verschlußkappen,
d.h. in die Schwarzverschlußkappe
und in die Farbverschlußkappe.
Mehr im Besonderen erfolgt der Ausstoß der Farbstoff-basierten Tinte
durch mehrere hundert Tröpchen
bis zu mehreren tausend Tröpfchen.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
erfolgt ein Ausstoß von 2000
Tröpfchen,
wobei die Anzahl der Tröpfchen
vorzugsweise unter Beachtung der Ausstoßmenge pro Tröpfchen von
der Ausstoßöffnung des
Farbaufzeichnungskopfes festzulegen ist. In einem Schritt S29 ist
die Verschlußkappe
an das Aufzeichnungsmittel gedrückt,
wodurch der Verschlußzustand
erreicht ist.
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In
einem Schritt S30 erfolgt die Feststellung, ob die Fortdauer des
verschlossenen Zustandes durch das Abschalten der Energiezuführung verursacht
ist, wobei im Ja-Fall die Schrittabfolge des Arbeitsablaufs zu einem
Schritt S31 fortschreitet um die Energiezuführung abzuschalten, womit die
Schrittabfolge beendet ist. Andererseits kehrt die Schrittabfolge
zu dem Schritt S1 zurück,
wenn sie nicht durch die Abschaltung der Energiezuführung verursacht
ist, um den wie vorgenannt beschriebenen Arbeitsablauf zu wiederholen.
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In
der gemäß 20 erklärten sechsten
Ausführungsform
erfolgt, wie schon in der vorgenannten fünften Ausführungsform als erstes auch
ein Entleer-Saugvorgang, um die im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs in
die jeweilige Verschlußkappe
ausgestoßene
Tinte vor dem Verschlußvorgang,
der nach dem Aufzeichnungsvorgang erfolgt, durch Saugwirkung auszustoßen, wobei
danach ein vorgelagerter Ausstoßvorgang
(Tintenausstoß)
des Ausstoßens
der Farbstoff-basierten Tinte (Farbtinte) in die Verschlußkappe ausgeführt ist,
um deren Inneres in einem feuchten Zustand zu erhalten, unter Beachtung
eines Umstandes, daß der
Aufzeichnungskopf für
einen beträchtlich
langen Zeitabschnitt im verschlossenen Zustand belassen werden kann.
Auch die siebenten Ausführungsform
weist die Abfolge des Arbeitsablaufs auf, wie in 20 dargestellt,
wobei es ermöglicht
ist, die Ausstoßöffnung in
unmittelbarer Nähe
des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopf) beizubehalten, eben
auch ein Fall eines verlängerten
Stillstands, wodurch ein Viskositätsanstieg oder die Verfestigung
von Tinte in der Verschlußkappe
verhindert ist, wenn die Aufzeichnung nach so einem Stillstand wieder beginnt.
Auch wenn z.B. ein Tintenausstoßfehler
auftritt, der durch die Verschmutzung der Ausstoßöffnung der Aufzeichnungskopfpatrone
(Aufzeichnungsmittel) in Folge eines verlängerten Stillstand verursacht
ist, kann die Tintenausstoßfähigkeit
des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopfpatrone) auf einfache
Weise wieder hergestellt werden, durch die Ausführung eines Saugreinigungsvorgangs,
der durch die Inbetriebnahme der Saugpumpe erfolgt, wobei die Tinte
von der Ausstoßöffnung abgesaugt
ist.
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Ausführungsform,
die nicht den Ansprüchen
der Erfindung entsprechen. Im Folgenden erfolgt die Beschreibung
eines Vorschlags für
einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf.
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21 ist
eine schematische Perspektivansicht, die den Strukturaufbau dieses
Vorschlages aufzeigt, wobei 2 Verschlußkappen für das Schwarzaufzeichnungsmittel
angeordnet sind. Über
eine Verschlußkappe 166a erfolgt
dabei die Ausführung
eines periodisch vorgelagerten Ausstoßvorgangs zur Verhinderung
des Trocknens der in dem Aufzeichnungsvorgang nicht genutzten Ausstoßöffnungen
(nicht für
den Tintenausstoß verwendet),
wobei eine Verbindung mit einer nicht gezeigten Saugpumpe für das Absaugen
von dem Schwarzaufzeichnungsmittel vorhanden ist. Andererseits ist
eine Schwarzverschlußkappe 166b eine
Schutzkappe für das
Schwarzaufzeichnungsmittel in der Stillstandsphase. Ein den vorgelagerten
Ausstoß aufnehmender
Abschnitt 169 ist dabei für die Ausführung eines periodisch vorgelagerten
Ausstoßvorgangs
von dem Farbaufzeichnungsmittel genutzt, um ein Trocknen im Verlauf
des Aufzeichnungsvorgangs zu verhindern.
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Die
dem vorgelagerten Ausstoß zugeordnete
Verschlußkappe 166a,
die ausschließlich
und zur Aufnahme der schwarzen Tinte des vorgelagerten Ausstoßes verwendet
ist, sowie die Schwarzverschlußkappe 166b,
die ausschließlich
für den
Stillstand verwendet ist, sind getrennt angeordnet, da ein Tintensystem
in Anwendung ist, bei dem die Pigment-basierte schwarze Tinte und
die Farbstoff-basierte Farbtinte gegenseitig miteinander reagieren.
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Mehr
im Besonderen sind eine Pigment-basierte anionische schwarze Tinte
und eine Farbstoff-basierte kathionische Farbtinte in Anwendung,
um ein gegenseitiges Auslaufen der Tinten in einem Abschnitt zu
verhindern, wo schwarze Bildflächen
und farbige Bildflächen
dicht aneinander grenzen. In einem Abschnitt, wo beide Tinten auf
dem Aufzeichnungsbogen dicht aneinander grenzen, kann das Auslaufphänomen durch
die Verwendung von Farben verhindert werden, die gegenseitig miteinander
reagieren. Eine solche Reaktion kann auch durch Farbtinte erreicht
werden, die ein zweiwertiges Metallsalz enthält, wobei die Reaktion der
Pigment-basierten schwarzen Tinte, wie auch der Farbstoff-basierten
Farbtinte in einer Erhöhung
der Viskosität oder
einer Verfestigung besteht.
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In
dem periodisch vorgelagerten Ausstoßvorgang im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs,
ist ein vorgelagerter Ausstoß ausgeführt, bei
dem 10 bis 20 Tintentröpfchen
von allen Ausstoßöffnungen
in einem Intervall von 10 bis 15 Sekunden ausgestoßen sind.
Der periodische Tintenausstoß ist
dabei nicht in die Schwarzschutzkappe 166b und nicht in
die Farbverschlußkappe 167 ausgeführt. Vor
dem Verschlußvorgang,
der nach Beendigung des Aufzeichnungsvorgangs erfolgt, ist jedoch
eine vorbestimmte Menge Farbstoff-basierter Tinte vom Farbaufzeichnungskopf
sowohl in die Schwarzschutzkappe 166b, als auch in die
Farbverschlußkappe 167 ausgestoßen, wobei
der verschlossene Zustand danach durch Andrücken der Verschlußkappe an
den Aufzeichnungskopf erreicht ist, wie schon in den vorgenannten
Ausführungsformen
fünf und
sechs.
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22 ist
ein Fließschema,
daß die
Abfolge des Arbeitsablaufs dieses Vorschlages für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät aufzeigt.
Unter Bezugnahme auf 22 befindet sich das Aufzeichnungsmittel
beim Einschalten der Energiezuführung
nach Ausführung
einer Anfangsoperation, gewöhnlich
in einem verschlossenen Zustand.
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Im
Folgenden erfolgt die Beschreibung der Abfolge der Arbeitsschritte
anhand jedes Schrittes (S).
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Ein
Schritt S31 ist ein Bereitschaftsstadium in einem verschlossenen
Zustand, wobei ein Schritt S32 die Bereitschaft zur Aufnahme eines
Aufzeichnungssignals bestätigt.
Wenn ein Aufzeichnungssignal eingegangen ist, öffnet ein Schritt S33 die Verschlußkappe und
ein Schritt S34 veranlaßt
vor der Aufzeichnung einen vorgelagerten Ausstoß von Farbstofftinte in einer
vorbestimmten Menge aus allen Ausstoßöffnungen zur anfänglichen
Reinigung des Aufzeichnungsmittels (Aufzeichnungskopf) vor der Aufzeichnung,
wobei dieser Ausstoß von
dem Schwarzaufzeichnungsmittel in die Schwarzverschlußkappe 166a und
von dem Farbaufzeichnungsmittel zu dem den vorgelagerten Ausstoß aufnehmenden
Abschnitt 169 erfolgt. Wenn das Bereitschaftsstadium eine
relativ lange Zeit andauert, ist es wünschenswert, einen Absaugvorgang
durch die Verschlußkappe
von dem Aufzeichnungskopf auszuführen,
wobei alte Tinte vor Beginn des Aufzeichnungsvorganges aus den Ausstoßöffnungen
ausgestoßen
ist. Danach startet ein Schritt S35 die Aufzeichnung mit der Erzeugung eines
Bildes. Ein Schritt S36 bewegt dabei im Verlauf des Aufzeichnungsvorgangs
den Aufzeichnungskopf bei jedem der vorherbestimmten Zeitabschnitte
T41 zu dem den vorgelagerten Ausstoß aufnehmenden Abschnitt 169,
wobei ein Schritt S37 veranlaßt,
daß der
Tintenausstoß (vorgelagerter
Ausstoß)
in einer vorbestimmten Menge zu dem den vorgelagerten Ausstoß aufnehmenden
Abschnitt 169 ausgeführt
ist. In einem Schritt S38 erfolgt die Feststellung, ob der Aufzeichnungsvorgang
abgeschlossen ist, wobei im Ja-Fall in einem Schritt S39 der Ausgabevorgang
des Aufzeichnungsbogens erfolgt. Im Nein-Fall kehrt die Arbeitsschrittabfolge
zurück
zu Schritt S36, um die vorgenannten Arbeitsschritte zu wiederholen.
Nach dem Ausgabevorgang des Aufzeichnungsbogens im Schritt S39,
ist in einem Schritt S40 der Aufzeichnungskopf bis zum Neustart
der Aufzeichnung in Erwartung eines Aufzeichnungssignals in eine
Bereitschaftsposition bewegt.
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In
einem Schritt S41 erfolgt die Feststellung, ob die abgelaufene Zeit,
seit der Aufzeichnungskopf im Schritt S40 in das Bereitschaftsstadium
gesetzt ist, eine vorbestimmte Zeit T42 überschritten hat, wobei nach dem
Verlauf von weiteren 2 Minuten über
die vorbestimmte Zeit T42 hinaus, in einem Schritt S42 vor dem vorgelagerten
Ausstoß die
in der Schwarzverschlußkappe 166a enthaltene
Tinte durch einen Entleer-Saugvorgang zu entfernen ist. In einem
Schritt S43 ist danach ein vorgelagerter Ausstoß ausgeführt, um den feuchten Zustand
des Aufsaugelements in der Verschlußkappe zu erhalten, der durch
das Ausstoßen
der Farbstoff-basierten Tinte (Farbtinte) von den Ausstoßöffnungen
des Farbaufzeichnungskopfes in der Aufeinanderfolge in die Schwarzschutzkappe 166b und
in die Farbverschlußkappe 167 erzeugt
ist. Der vorgelagerte Ausstoß zur Erhaltung
des Feuchtigkeitszustandes ist nicht auf die Farbtinte einer besonderen
Farbe beschränkt,
sondern kann mit der Farbtinte einer willkürlichen Farbe, oder mit den
Farbtinten aller Farben, oder mit wenigstens einer der Farbtinten
Zyan, Magenta, Gelb, Zyan hell, Magenta hell und Hellgelb ausgeführt werden.
Dabei ist jedoch die Gesamtmenge der aus den Farbausstoßöffnungen
auszustoßenden
Tinte in geeigneter Weise im Voraus so auszuwählen, daß dadurch kein Überlaufen
der Verschlußkappe
verursacht ist. Bei diesem Vorschlag ist ebenfalls vorzuziehen,
vor dem in Schritt S42 genannten vorgelagerten Ausstoßvorgang
zu den Aufsaugelementen in den Verschlußkappen, einen Entleer-Saugvorgang
zum Ausstoßen
der bereits in der Schwarzschutzkappe 166b, sowie in der
Farbverschlußkappe 167 enthaltenen
Tinte auszuführen,
da es wünschenswert
ist, die Tinte für
die Erhaltung des Feuchtigkeitszustandes, die in den vorgelagerten
Ausstoß ausgestoßen ist,
vor dem vorhergehenden Verschlußvorgang
zu entfernen.
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Ein
solcher Entleer-Saugvorgang kann anstelle jenes vor dem Verschlußvorgang
oder jenes vor dem Beginn des Aufzeichnungsvorgangs im Schritt S35
oder jenes vor einer Bereitschaftsperiode, die nicht für die Aufzeichnung
verwendet ist, ausgeführt
werden. Auf den vorgenannten Entleer-Saugvorgang kann auch verzichtet werden,
wenn vor dem Verschlußvorgang
für den
Aufzeichnungskopf ein Saugreinigungsvorgang ausgeführt ist,
da die in der Viskosität
erhöhte
Tinte bereits aus der Verschlußkappe
entfernt ist. Danach erfolgt in einem Schritt S43 der Verschluß des Aufzeich nungskopfes,
um den Verschlußzustand
herzustellen, womit der Arbeitsablauf beendet ist.
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(Siebente Ausführungsform)
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23 ist
eine schematische Perspektivansicht einer siebenten Ausführungsform
des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
der vorliegenden Erfindung von vorn gesehen. 24 ist
eine schematische Perspektivansicht des in 23 gezeigten
Gerätes
von hinten gesehen. 25 ist eine schematische seitliche
Querschnittsansicht des in 23 gezeigten
Gerätes.
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Bezugnehmend
auf die 23 bis 25 ist
eine Aufzeichnungskopfpatrone 101, die das Aufzeichnungsmittel
verkörpert,
an einem Schlitten 102 in einer vertikalen Position (stehend)
befestigt, um dadurch auf einem vertikal beförderten Aufzeichnungsbogen 108 ein
Bild erzeugen zu können.
Der grundsätzliche
Aufbau des in den 23 bis 25 dargestellten
Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes
ist dabei gleich dem in der vorgenannten fünften Ausführungsform. In der vorliegenden
Erfindung ist der Aufzeichnungsbogen 108, der das Aufzeichnungsmittel
verkörpert,
um einen vorbestimmten Schritt von unten nach oben befördert und
die Aufzeichnung erfolgt in Form einer Zeile innerhalb eines Intervalls
zwischen den Bewegungsphasen.
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Bei
dem in den 23 bis 25 gezeigten
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
sind auch ein struktureller Aufbau und eine Arbeitsschrittabfolge
angewendet, die annähernd
gleich denen sind, wie in den vorgenannten Ausführungsformen fünf und sechs
erklärt,
d.h. den vorgelagerten Ausstoß einer
vorbestimmten Menge Farbstoff-basierter Tinte von dem Aufzeichnungskopf
in eine Verschlußkappe
(Schwarzverschlußkappe)
für den
Aufzeichnungskopf der Pigment-basierte Tinte verwendet, sowie in
eine Verschlußkappe
(Farbverschlußkappe)
für den
Aufzeichnungskopf der Farbstoff-basierte Tinte verwendet, vor dem
Verschlußvorgang,
der nach dem Aufzeichnungsvorgang erfolgt, auszuführen, dabei
ist danach der Verschlußvorgang
durch Andrücken
des Aufzeichnungskopfes an die Verschlußkappe ausgeführt, wobei
ein Austrocknen der Ausstoßöffnungen
verhindert ist. Obwohl sich das in den 23 bis 25 dargestellte
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät
von den vorgenannten Ausführungsformen
darin unterscheidet, daß der
Aufzeichnungskopf (Aufzeichnungskopfpatrone) 101 in senkrechter
Position zur Aufzeichnung auf dem von unten nach oben beförderten
Aufzeichnungsmittel 108 genutzt ist, andererseits aber
substantiell mit der vorhergehenden Ausführungsform in anderen strukturellen
Gestaltungsformen und in den Abfolgen der Arbeitschritte übereinstimmt.
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Unter
den im vorgenannten beschriebenen Ausführungsformen sind in einem
Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,
das einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf aufweist, der das Aufzeichnungsmittel
verkörpert,
für die Ausführung einer
Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsbogen durch das Ausstoßen von
Tintentröpfchen
aus Ausstoßöffnungen,
Verschlußkappen 106, 107 zur
Verhinderung der Austrocknung der Ausstoßöffnungen 111, 112 des
Aufzeichnungskopfes 101 angeordnet, sowie Ausstoßwiederherstellungsmittel
für die
Beseitigung von Ausstoßfehlern,
durch Gegenüberstellen
des Aufzeichnungskopfes 101 zu den Verschlußkappen 106, 107 in einem
Nicht-Aufzeichnungszustand und das Ausstoßen von Tintentröpfchen aus
den Ausstoßöffnungen 111, 112,
wobei durch den Ausstoß einer
vorbestimmten Tintenmenge von dem Aufzeichnungskopf 101 in
die Verschlußkappen 106, 107 vor
dem Verschluß des
Aufzeichnungskopfes mit den Verschlußkappen 106, 107 nach dem
Ende des Aufzeichnungsvorgangs mit dem Aufzeichnungskopf 101,
ein vorbestimmter Betrag von Farbstoff-basierter Tinte in alle Verschluß kappen,
d.h. in die Verschlußkappe 106,
die der Ausstoßöffnung 111 entspricht,
zum Ausstoßen
der Pigment-basierten Tinte (schwarze Tinte) und in die Verschlußkappe 107,
die der Ausstoßöffnung 112 entspricht,
zum Ausstoßen
der Farbstoff-basierten Tinte (Farbtinte), wobei danach der Verschluß des Aufzeichnungskopfes
ausgeführt
ist. Auf diese Weise kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät hergestellt
werden, das in der Lage ist, das Austrocknen der Ausstoßöffnung 112, 112 des
Aufzeichnungskopfes 101 und deren unmittelbare Umgebung
zu verhindern, eben auch im Fall eines längeren Stillstandes in verschlossenem
Zustand, wobei der Reinigungsvorgang des Aufzeichnungsmittels dauerhaft
zu ermöglichen
ist, wenn die Aufzeichnung wieder zu starten ist.
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Die
vorliegende Entwicklung kann ähnliche
Ergebnisse in jedem beliebigen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät erreichen,
das wenigstens ein Aufzeichnungsmittel aufweist, das Pigmentbasierte
Tinte verwendet und wenigstens ein Aufzeichnungsmittel, das Farbstoff-basierte
Tinte verwendet, wie z.B. ein Farbaufzeichnungsgerät, das ein
Vielfachaufzeichnungsmittel aufweist, für Tinten in gleichen oder unterschiedlichen
Farben, oder ein Abstufungs-Aufzeichnungsgerät, das einen Vielfachaufzeichnungskopf
aufweist, für
die Aufzeichnung mit gleichen Farben unterschiedlicher Dichte, oder
ein Aufzeichnungsgerät,
das eine Kombination aus den Vorgenannten verwendet. Die vorliegende
Erfindung kann ähnliche
Ergebnisse auch bei beliebigen strukturellen Gestaltungsformen des
Aufzeichnungsmittels, sowie des Tintenbehälters erreichen, z.B. ein struktureller
Aufbau, der eine austauschbare Tintenstrahlpatrone (Aufzeichnungspatrone)
aufweist, integrierend (zusammengeschlossen) mit dem Aufzeichnungsmittel
und mit einem Tintenbehälter,
oder ein struktureller Aufbau, bei dem das Aufzeichnungsmittel und
der Tintenbehälter
getrennt ausgeformt sind, wobei sie aber durch ein Tintenzuführrohr miteinander
verbunden sind.
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Des
weiteren ist die vorliegende Erfindung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät anwendbar,
das ein Aufzeichnungsmittel verwendet, welches ein elektrothermisches
Umwandlungselement, wie etwa ein piezoelektrisches Element aufweist,
wobei besonders gute Ergebnisse mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät erreicht
werden, das ein Aufzeichnungsmittel eines Systems verwendet, bei
dem thermische Energie für
den Tintenausstoß genutzt
ist, da ein solches System eine höhere Dichte und eine größere Bildschärfe bei
der Aufzeichnung erreichen kann.