DE3128366A1

DE3128366A1 - "tintenstrahldrucker"

Info

Publication number: DE3128366A1
Application number: DE19813128366
Authority: DE
Inventors: Shigeyuki Kawasaki Kanagawa Matsumoto; Takashi Tokyo Miyazaki; Yukuo Sagamihara Kanagawa Nishimura; Masakazu Yokohama Kanagawa Ozawa; Kunio Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-07-22
Filing date: 1981-07-17
Publication date: 1982-07-22
Also published as: DE3128366C2; US4394669A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahldrucker und insbesondere auf einen Tintenstrahldrucker mit einem Druckbzw. Schreibkopf, der einen Tintenstrahl abgibt, einem Zusatztank, aus dem die Tinte dem Schreibkopf zugeführt wird, und einem Haupttank, in dem sich Tinte befindet, die in den Zusatztank gefördert werden soll.

Der Schreibkopf eines Tintenstrahldruckers weist einen Tinten-30 kanal auf, der an seiner Spitze mit einer Tintenstrahldüse

versehen ist, mittels der fliegende Tröpfchen erzeugt werden können. In Betriebspausen des Tintenstrahldruckers trocknet die Tinte im Tintenkanal häufig zu einem festen Körper ein, der den Tintenkanal verstopft bzw. blockiert. Auf diese Weise 35 entsteht eine als Verstopfung bezeichnete Störung. Ferner tre-

Deulsche Bank (München) KIo 51/61070

Dresdner Bank (München) Kto 393964«

Postscheck (München) KIo. 670-43-804

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wisse Tintenmenge in einem Tintentank vorhanden ist, der mit dem Schreibkopf in Verbindung steht. Wenn der Tintentank leer • ist, führt der Versuch, die Tinte anzusaugen, dazu, daß Luft in den Tintenkanal im Schreibkopf gesaugt wird. Auch dies führt jedoch zu Störungen, nämlich zu schlechter Druckqualität oder sogar dazu, daß überhaupt nicht mehr gedruckt werden kann. Ferner kann der Tintentank durch zu starkes Absaugen geleert werden. Im Falle eines Tintenstrahldruckers, der einen bewegbaren Tintentank sowie einen stationären Tintentank aufweist, kann, wenn die Verbindungsleitung zwischen den zwei Tanks verstopft ist, aus dem stationären Tank keine Tinte zum bewegbaren Tank gefördert werden. Unter dieser Bedingung wird dann der bewegbare Tank schnell geleert. Ferner ist der Fall zu beachten, daß der bewegbare Tintentank entweder durch Verdampfung der Tinte im bewegbaren Tintentank selber oder durch Verdampfung der Tinte in der Verbindungsleitung oder dergleichen geleert wird. Wenn im Tintentank keine Tinte zurückgeblieben ist, führt somit der Versuch, zur Behebung einer Schreibstörung Tinte anzusaugen, zu einer weiteren schwerwiegenden Störung. Daher war es in diesem Fall bisher notwendig, vor dem Ansaugen als ersten Schritt zunächst Tinte in den geleerten bewegbaren Tank einzufüllen. Dies erweist sich jedoch insbesondere bei solchen Tintenstrahldruckern als problematisch, die einen getrennten Tintenansaugmechanismus aufweisen, der allein dem Zweck dient, Störungen zu beseitigen und unabhängig vom Tintenspeisemechanismus betrieben wird. Wenn in einem solchen Fall bei dem Tintenstrahldrucker eine Störung auftritt, die sich in schlechter Druckqualität oder der Unfähigkeit, überhaupt zu schreiben, äußert, kann nicht bestimmt werden, welcher Mechanismus benutzt werden soll, d.h. ob der Tintenspeisemechanismus oder der Tintenansaugmechanismus benutzt werden soll, sofern nicht die Ursache der Störung herausgefunden wird. Wenn irrtümlich Tinte angesaugt wird, obwohl der bewegbare Tintentank keine Tinte enthält, kann dadurch nicht behebbare Druckunfähigkeit hervorgerufen

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ten bei einem Tintenstrahldrucker häufig Störungen durch Zurückwandern des Meniskus auf. Wie bekannt ist, bildet sich im vorderen Bereich des Tintenkanals ein Meniskus. Schwingungen, Stöße und andere während des Transportes des Tintenstrahldruckers aufgebrachte Kräfte führen häufig dazu, daß der ausgebildete Meniskus sich nach hinten bewegt, was zu schlechter Schreib- bzw. Druckqualität oder sogar dazu führt, daß überhaupt nicht geschrieben werden kann. Diese Störung wird als Meniskusrückwanderung bezeichnet. Selbst während sich der Tintenstrahldrucker im Betrieb befindet, können Störungen durch Faserstaub vom Aufzeichnungspapier, Staub aus der umgebenden Atmosphäre und Fremdkörper in der Tinte verursacht werden. Dieser Staub sowie die Fremdkörper verstopfen gelegentlich den Tintenkanal, was ebenfalls zu schlechter Schreibqualität oder gar dazu führt, daß überhaupt nicht gedruckt werden kann.

Wenn eine solche Störung aufgetreten ist, muß sie unter Verwendung irgendwelcher angebrachter Mittel behoben werden. Eines der zu diesem Zweck in herkömmlicher Weise angewandten Verfahren besteht darin, eine Einrichtung zu benutzen, mittels der ein Unterdruck angelegt werden kann, beispielsweise eine Saugpumpe oder eine Saugflasche. Eine solche Einrichtung zum Anlegen eines Unterdruckes wird jedesmal im Falle einer Störung am vorderen Ende des Tintenkanals angesetzt, um die Tinte anzusaugen und dadurch den verstopften Tintenkanal zu säubern. Ein. weiteres herkömmliches Verfahren besteht darin, eine Flüssigkeit zu benutzen, in der die Tinte lösbar ist. Die tintenlösende Flüssigkeit wird,^ auf die verfestigte Tinte gegeben, um sie zu lösen und dadurch den Tintenkanal in seinen ursprünglichen Zustand zurückzubringen, damit die Tintentröpfchen einwandfrei ausgestoßen werden.

Die vorstehend erwähnten herkömmlichen Verfahren haben jedoch einige Nachteile. Diese Verfahren können die Bedingungen für einwandfreies Drucken nur dann wiederherstellen, wenn eine ge-

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werden. Uni eine derart schwerwiegende Störung zu verhindern, ist bereits beispielsweise ein Tintenstrahldrucker vorgeschlagen worden, der mit Mitteln zum Feststellen der im bewegbaren Tintentank und im stationären Tintentank verbliebenen Tintenmengen versehen ist. Durch diese zusätzliche Detektoreinrichtung wird jedoch der gesamte Tintenstrahldrucker wesentlich komplizierter, und es wird schwierig, ihn kompakt auszubilden und die Herstellungskosten niedrig zu halten.

Bei einem Tintenstrahldrucker ist es von entscheidender Bedeutung, während des Betriebes dem Schreibkopf die Tinte sanft und gleichmäßig zuzuführen. Es ist unmöglich, aus der aus der Tintenstrahldüse ausgestoßenen Tinte fliegende Tröpfchen mit hoher Reproduzierbarkeit gleichmäßig zu erzeugen und qualitativ hochwertige Darstellungen zu erzielen, sofern nicht glatte und gleichmäßige Tintenzufuhr zum Schreibkopf sichergestellt ist. Hinsichtlich der glatten bzw. stoßfreien und gleichmäßigen bzw. stabilen Tintenzufuhr sind alle bekannten Tintenstrahldrucker noch unbefriedigend und müssen noch einige Probleme gelöst werden.

Bei solchen Tintenstrahldruckern, bei denen sich der Schreibkopf mit hoher Geschwindigkeit hin- und herbewegt, hat sich ferner gezeigt, daß die Hin- und Herbewegung des Schreibkopfes stark nachteiligen Einfluß auf die Tintenzufuhr vom Tintentank zum Schreibkopf hat. Beispielsweise wird die Tintenzufuhr zum Schreibkopf gelegentlich unterbrochen und wird die dem Schreibkopf zugeführte Tintenmenge ungleichmäßig. Ferner ist eine Bauart bekannt, die als geschlossenes System ausgelegt ist, bei dem der Tintenströmungsweg, der vom Tintentank zur Spitze des Schreibkopfes führt, mit Ausnahme der am vorderen Ende des Weges ausgebildeten Tintenstrahldüse vollständig gegenüber der Atmosphäre geschlossen ist. Bei einem solchen geschlossenen System ist es wesentlich, daß während des Auf-Zeichnens bzw. Drückens für glatte und schnelle Tintenzufuhr

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im Anschluß an den Tintenausstoßvorgang des Schreibkopfes gesorgt ist. Diesbezüglich sind die bekannten Tintenstrahldrukker unbefriedigend und müssen noch einige Probleme gelöst werden.
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Mit der Erfindung sollen die vorstehend erwähnten technischen Schwierigkeiten behoben werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahldrucker zu schaffen, bei dem während der Tintenzufuhr zum Schreibkopf oder während der Störungsbeseitigung zuverlässig das Eindringen von Luft in den Tintenströmungsweg zum Schreibkopf verhindert ist und bei dem die Wiederherstellung der Druckfähigkeit zuverlässig erreicht werden kann.

Der zu schaffende Tintenstrahldrucker soll einfache Ausbildung, kleine Abmessungen und niedrige Herstellungskosten haben und soll derart ausgebildet sein, daß die Tinte während des Drukkens sanft und schnell dem Schreibkopf zugeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Tintenstrahldrucker mit einem ersten Tintentank, in dem eine gewisse Tintenmenge gespeichert ist, einem zweiten Tintentank, in den die Tinte durch eine Speiseleitung aus dem ersten Tintentank gefördert wird, einem Schreibkopf zum Ausstoßen der Tinte, die dem Schreibkopf aus dem zweiten Tintentank zugeführt worden ist, und einem Wagen, der den zweiten Tintentank gemeinsam mit dem Schreibkopf hin- und herbewegen kann, wobei sich der Tintenstrahldrucker dadurch auszeichnet, daß zumindest ein Abschnitt der Speiseleitung in Längsrichtung bewegt wird und dabei der Bewegung des zweiten Tintentanks entlang der Bahn seiner Hin- und Herbewegung folgt, wodurch die Tinte vom ersten Tintentank zum zweiten Tintentank gefördert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der' Erfindung ergeben sich aus

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der folgenden ausführlichen Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

Figur 1A · eine schematische, perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Figur 1B eine schematische Schnittdarstellung durch wesentliche Elemente der Ausführungsform gemäß Figur 1A;

Figur 1C eine schematische Ansicht der Ausführungsform gemäß Figur 1A von hinten;

Figur 2A eine schematische, perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispieles eines Schreibkopfes, der

am erfindungsgemäßen Tintenstrahldrucker angebracht ist; und

Figur 2B eine schematische Draufsicht, die die Ausbildung der Grundplatte für die Heizelemente des

Schreibkopfes erkennen läßt.

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Die in den Figuren 1A, 1B und 1C dargestellte bevorzugte • Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers umfaßt einen Haupttank 101, einen Zusatztank 103, der durch eine beispielsweise als Schlauch ausgebildete Speiseleitung 102 mit dem Haupttank verbunden ist, einen Druck- bzw. Schreibkopf 104 zum Tintenstrahldrucken, eine Tintenfördereinrichtung 106 sowie eine Tintenauffangeinrichtung 107.

Im Haupttank 101 befindet sich eine verhältnismäßig große Menge der Aufzeichnungsflüssigkeit, die auch hier als Tinte bezeichnet wird. Dem Zusatztank 103 wird die Tinte' aus dem Haupttank 101 durch die Speiseleitung 102 zugeführt. Der Zusatztank 103 kann zusammen mit dem Schreibkopf 104 hin- und herbewegt werden. Eine ebenfalls beispielsweise als Schlauch ausgebildete Verbindungsleitung 105 verbindet den Zusatztank 103 mit der Tintenfördereinrichtung 106, die außerdem durch eine Verbindungsleitung 139 mit der Tintenauffangeinrichtung 107 verbunden ist. Die Tintenauffangeinrichtung kann mit ihrer Spitze so mit dem Schreibkopf in Eingriff gebracht werden, daß sie die aus dem Schreibkopf ausströmende Tinte auffängt. Der Schreibkopf 104 ist in einem Kopfhalter 108 angeordnet, der das vordere Ende des Schreibkopfes gegen Schläge und Stöße von außen schützt und an einem Schlitten bzw. Wagen 109 angebracht ist, der in Richtung eines Doppelpfeiles A (siehe Figur 1A) eine Hin- und Herbewegung ausführen kann.

Der Zusatztank 103 steht in Verbindung mit dem inneren Tintenkanal des Schreibkopfes 104 und ist hinter dem Schreibkopf angeordnet. Der Zusatztank ist fest mit dem kopfhalter verbunden, damit sich der Zusatztank zusammen mit dem Schreibkopf in Richtung des Doppelpfeiles A bewegen kann.

Am an den Zusatztank 103 angeschlossenen Ende weisen die Speiseleitung 102 und die Verbindungsleitung 105 jeweils ei-

nen Abschnitt 110 bzw. 111 auf, der sich in Richtung der Hin- und Herbewegung des Zusatztanks, d.h. in Richtung des Doppelpfeiles A, erstreckt und selber bewegbar ist, so daß er der Bewegung des Zusatztanks in Richtung des Doppelpfeiles A folgt. Die bewegbaren Abschnitte 110 und 111 der Speiseleitung 102 bzw. der Verbindungsleitung 105 sind an Anschlußabschnitten 112 mit dem Zusatztank 103 verbunden. Damit die Förderung der Tinte zum Zusatztank 103 effektiver ist, münden die Anschlußabschnitte in der Richtung, in der sich die bewegbaren Abschnitte 110 und 111 bewegen, d.h. in Richtung des Doppelpfeiles A.

Allerdings kann der Anschluß an den Zusatztank auch in einer zur Richtung des Doppelpfeiles A senkrechten oder annähernd senkrechten Richtung erfolgen, sofern der Anschlußabschnitt 112 der Speiseleitung für die Tinte relativ zur Länge des bewegbaren Abschnittes 110 ausreichend kurz ist. Vorzugsweise ist in diesem Fall der Anschlußabschnitt 112 sehr kurz, wobei der bewegbare Abschnitt 110 der Speiseleitung 102 rechtwinkelig an einer Stelle umgebogen ist, die sehr dicht beim Zusatztank 103 liegt, so daß sich eine beträchtliche Länge des bewegbaren Abschnittes in Richtung des Doppelpfeiles A erstreckt.

Dadurch, daß die Speiseleitung 102 auf beschriebene Weise an den Zusatztank 103 angeschlossen ist und daß ein bewegbarer Abschnitt 110 vorgesehen ist, der sich in vorstehend beschriebener Weise in Richtung des Doppelpfeiles A erstreckt, kann die Tinte dem Zusatztank 103 aus dem Haupttank 101 durch die Speiseleitung 102 unter Ausnutzung der Hin- und Herbewegung des bewegbaren Abschnittes 110 der Speiseleitung während des Betriebes effektiv zugeführt werden. Die Effektivität der durch die Hin- und Herbewegung des bewegbaren Abschnittes 110 der Speiseleitung 102 erzielten Tintenförderung steigt mit der Zunahme der Bewegungsgeschwindigkeit des bewegbaren

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Abschnittes 110. Aufgrund der erfindungsgemäßen Anordnung und Ausbildung der Speiseleitung kann daher eine beträchtliche Geschwindigkeitserhöhung erreicht werden, ohne daß irgendwelche Probleme bei der Tintenzufuhr vom Haupttank zum Zusatztank auftreten. Da sich der bewegbare Abschnitt 110 der Speiseleitung zusammen mit dem Schreibkopf 104 bewegt, kann die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Schreibkopfes 104 erhöht werden, um die Frequenz der Tintentropfenerzeugung und dadurch die Aufzeichnungsgeschwindigkeit zu erhöhen, ohne daß dies durch irgendwelche Schwierigkeiten durch zu geringe oder zu starke Tintenzufuhr zum Schreibkopf begleitet ist. Eine geeignete Tintenmenge, die gerade der vom Schreibkopf verbrauchten Tintenmenge entspricht, wird durch die Speiseleitung 102 dem Zusatztank 103 proportional zur Aufzeichnungsgeschwindigkeit zugeführt. Es treten daher keine Schwierigkeiten durch ungleichmäßigen Tintenausstoß aus dem Schreibkopf oder durch Unterbrechungen des Tintenausstoßes aus dem Schreibkopf auf.

Ferner ist festgestellt worden, daß die Effektivität der Tintenzufuhr zum Zusatztank 103, die durch die Hin- und Herbewegung des bewegbaren Abschnittes 110 erzielt wird, zunimmt bzw. abnimmt proportional zum Ausmaß der Beschleunigung bzw. Verzögerung des bewegbaren Abschnittes 110. Durch Synchronisierung der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des bewegbaren Abschnittes 110 der Speiseleitung mit der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung des Zusatztanks 103, der sich zusammen mit dem Schreibkopf 104 bewegt, ist daher sichergestellt, daß immer die richtige Tintenmenge, die der verbrauchten Menge entspricht, und nicht etwa eine zu große oder eine zu kleine Tintenmenge dem Zusatztank entsprechend der Schreib- bzw. Vorlaufgeschwindigkeit des Schreibkopfes 104 zugeführt werden kann.

wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, ermöglicht die beschrie-

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bene Ausführungsform eine effektive Tintenzufuhr zum Zusatztank in der Weise, daß den Anforderungen in einem weiten Bereich von Schreib- bzw. Vorlaufgeschwindigkeiten, nämlich von niedriger bis hoher Schreibgeschwindigkeit, entsprochen wird. Es können somit sowohl bei niedriger Schreibgeschwindigkeit als auch bei hoher Schreibgeschwindigkeit qualitativ hochwertige Darstellungen erzielt werden. Da die Tintenzufuhr zum Zusatztank 103 entsprechend der Vorlaufgeschwindigkeit des Schreibkopfes 104 erfolgen kann, ohne daß irgendwelche Schwierigkeiten durch zu hohe oder zu geringe Tintenzufuhr auftreten, treten keine Probleme durch Änderung der Schreibbzw. Vorlaufgeschwindigkeit auf. Die Wirksamkeit bzw. Effektivität der .Tintenzufuhr zum Zusatztank 103 nimmt grundsätzlich mit zunehmendem Gradienten der. Erhöhung bzw. Verringerung der Bewegungsgeschwindigkeit des Zusatztanks während seiner Vorwärtsbewegung oder Rückwärtsbewegung zu. Die Effektivität der Tintenzufuhr kann weiter dadurch erhöht werden, daß die Richtung der Bewegung von Vorwärtsbewegung zu Rückwärtsbewegung oder von Rückwärtsbewegung zu Vorwärtsbewegung schneller geändert wird. Grundsätzlich führt eine höhere Umkehrgeschwindigkeit des sich bewegenden Zusatztanks 103 zu höherer Effektivität der Tintenzufuhr durch die Speiseleitung.

Bei dem in Figur 1A gezeigten Ausführungsbeispiel sind der Zusatztartk 103 und der Schreibkopf 104 an demselben Wagen 109 angebracht, der entlang einer Führungsstange 113 gleitend vor und zurück verschiebbar ist. Damit die Stöße auf den Wagen 109 an den beiden Enden der Führungsstange 113 absorbiert werden, sind aus Gummi oder Schwammgummi hergestellte Dämpfer 115-1 und 115-2 an Halterungen 114-1 und 114-2 angebracht, die die Führungsstange tragen. Die Dämpfer 115-1 und 115-2 dienen nicht nur dazu, den Stoß auf den Wagen 109 beim Anstoßen gegen die Halterung 114-1 bzw. 114-2 zu dämpfen, sondern haben auch die Aufgabe, die Effektivität der Tintenzufuhr durch die Speiseleitung 102 durch den Stoß des Wagens

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gegen den jeweiligen Dämpfer zu erhöhen.

Es ist nicht immer notwendig, den Wagen 109 über die gesamte verfügbare Strecke entlang der Führungsstange bis zu einem der- Dämpfer 115-1 und 115-2 zu bewegen. Mittels eines Antriebsmechanismus, wie er noch beschrieben werden wird, kann der Wagen 109 an beliebiger Stelle der Führungsstange zwischen den beiden Dämpfern 115-1 und 115-2 umgesteuert werden,

Wie dies Figur 1A am deutlichsten zeigt, sind die Speiseleitung 102 und die Verbindungsleitung 105 so gekrümmt bzw. umgebogen, daß sie ein U bilden, und sind sie am Gestell des Druckers mittels einer Befestigungsplatte 116 befestigt, die sich ungefähr in der Mitte der Bewegungsbahn des Wagens 109 befindet. Die bewegbaren Abschnitte 110 und 111 der Speiseleitung 102 und der Verbindungsleitung 105, die sich auf der stromauf gelegenen Seite' der Befestigungsplatte 116 befinden, können daher der Bewegung des Zusatztanks 103 in Richtung des Doppelpfeiles A folgen, wobei sie sich um die Befesti- ' gungsplatte biegen, die dabei als Einspannpunkt bzw. Drehpunkt dient.

Die bewegbaren Abschnitte 110 und 111 der Speiseleitung 102 bzw. der Verbindungsleitung 105 sind an ihren anderen Enden am Wagen 109 auf derselben Seite wie der Zusatztank 103 angebracht. Aufgrund der Anbringung am Wagen 109 und der Fixierung an der Befestigungsplatte 116 erstrecken sich die bewegbaren Abschnitte 110 und 111 entlang der Führungsstange 113.

Die Anordnung und Funktionsweise der wesentlichen Abschnitte des in Figur 1A dargestellten Gerätes werden ausführlicher im folgenden unter Bezugnahme auf Figur 1B erläutert. Zur Vereinfachung der Darstellung ist der Haupttank 101 in Figur IB lediglich durch einen Block dargestellt. Ferner sind auch

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die Speiseleitung 102 und die Verbindungsleitung 105 in Figur 1B lediglich schematisch und ausschnittsweise dargestellt, wobei im wesentlichen der Anschluß dieser Leitungen an die übrigen Elemente gezeigt ist. Die in Figur 1B dargestellten Orte der Speiseleitung 102 und der Verbindungsleitung 105 entsprechen nicht den Einbauorten, den diese Leitungen im Gerät tatsächlich einnehmen und die in Figur 1A gezeigt sind.

Der Schreibkopf 104 wird vom Kopfhalter 108 getragen und ist am Wagen 109 angebracht. An seinem vorderen Ende weist der Schreibkopf 104 eine Tintenstrahldüse 117 auf. Der Schreibkopf besteht im wesentlichen aus einem zylindrischen Element 118 und einem zylindrischen piezoelektrischen Element 119.

Das zylindrische piezoelektrische Element 119 ist auf der Außenseite des zylindrischen Elementes 118 befestigt und so ausgebildet, daß es mit Spannungsimpulsen betrieben werden kann, die auf das Element mittels einer nicht dargestellten Zuführelektrode gegeben werden. An den hinteren Abschnitt des Schreibkopfes 104 ist eine Zuführleitung 120 angeschlossen, die die Verbindung zwischen dem inneren Tintenkanal des Schreibkopfes 104 und dem Zusatztank 103 herstellt und durch die die Tinte vom Zusatztank zum Schreibkopf zugeführt wird. Die Zuführleitung 120 tritt in den Zusatztank 103 in dessen oberem Bereich ein und erstreckt sich nach unten zum Boden des Zusatztanks. Am freien Ende der Zuführleitung ist eine Einlaßöffnung 121 für Tinte ausgebildet, die mit einem Filter 122yersehen ist. Im Filter 122 sind zahlreiche feine Strömungskanäle ausgebildet. Der Filter 122 ist mittels eines Befestigungselementes 123 am Ende der Zuführleitung angebracht und dient dazu, Fremdkörper, beispielsweise Feststoffteilchen und Staub, abzutrennen, die andernfalls die Zuführleitung 120 und den Tintenkanal im Schreibkopf 104 zusetzen könnten.

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Eine weitere Funktion des Filters 122 besteht darin, die Tintenwelle bzw. den Tintenschwall zu dämpfen, der bzw. die im Zusatztank 103 möglicherweise auftritt, wenn der Zusatztank 103 vibriert. Wenn eine solche im Zusatztank erzeugte Tintenwelle sich bis zur Tinte im Tintenkanal innerhalb des Schreibkopfes 104 erstreckt, kann dies zu Schwierigkeiten in Form von instabilem Tintenausstoß führen. Ferner dient das Filter auch dazu, jegliches Gas am Eintreten in die. Zuführleitung 120 zu hindern, das möglicherweise in die Tinte im Zusatztank 103 gelangt, wenn diese stark bewegt wird.

Der Zusatztank 103 umfaßt einen Behälter 124 für die Tinte, eine Gummiplatte 125 sowie eine Kappe 126. Der Behälter 124 hat ein Volumen, das ausreicht, um eine bestimmte Tintenmenge aufzunehmen, und ist oben offen. Die obere öffnung des Behälters 124 ist mittels der Gummiplatte 125 abgedichtet und mittels der Kappe 126 luftdicht verschlossen. Der Zusatztank ist am Wagen 109 so angebracht, daß der Wagen den Zusatztank 103 und den Schreibkopf 104 als Einheit tragen kann. Damit der Zusatztank 103 zuverlässig abgedichtet ist, ist die Kappe 126 so auf die obere öffnung gesetzt, daß sie die Gummiplatte 125 gegen die öffnung drückt. Die Kappe ist am Behälter 124 mittels geeigneter Befestigungsmittel, beispielsweise mit Hilfe von Schrauben, angebracht. Auf derjenigen Seite des Behälters 124, die in Richtung der Bewegungsbahn des Zusatztanks 103 weist, d.h. die der Rückseite des Zeichenpapiers in Figur 1B entspricht, weist der Behälter 124 zwei Anschlußöffnungen 127—1 und 127-2 auf, die in Verbindung mit der Speiseleitung 102 bzw. der Verbindungsleitung 105 stehen.

Der Ort der Anschlußöffnung 127-1, die mit der Verbindungsleitung 105 verbunden ist, muß bei der Auslegung des Zusatztanks 103 sorgfältig gewählt werden, da das maximale Tintenvolumen, das der Zusatztank 103 aufnehmen kann, im wesent-

- 16 - . — ^: *"*DE 140Ύ~ ""·' lichen durch den Ort dieser Anschlußöffnung bestimmt ist.

Da der Drucker als geschlossenes System konstruiert ist und erfindungsgemäß einen sich bewegenden Tank aufweist, muß die Anschlußöffnung 127-1 an einer Stelle angeordnet sein, die tiefer als der obere Rand der Seitenwand des Behälters 124 liegt. Genauer heißt dies, daß die Anschlußöffnung 127-1 vom oberen Rand der Seitenwand nach unten einen Abstand hat, der so gewählt ist, daß der Flüssigkeits- bzw. Tintenstand im Zusatztank 103 die durch eine strichpunktierte Linie in Figur 1B angedeutete Höhe hat und daß sich oberhalb des Tintenstandes eine Luftschicht befinden kann. Die Ausbildung dieser Luftschicht im Zusatztank ist von wesentlicher Bedeutung für einen stabilen Tintenstrahl und auch für stabile Tintenzufuhr zum Zusatztank 103. Der Tintenstand schwankt häufig aufgrund der schnellen Änderungen der Bewegungsrichtung während der Hin- und Herbewegung des Zusatztanks 103. Diese Bewegung der Tinte im Zusatztank wirkt sich ungünstig auf den Tintenausstoß aus dem Schreibkopf aus und kann dazu führen, daß die ausgestoßenen Tintentröpfchen ungleichmäßig werden. Die im Zusatztank 103 ausgebildete Luftschicht trägt dazu bei, die ungünstigen Auswirkungen der Bewegung der Tinte gering zu halten und den Tintenstrahl zu stabilisieren. Ferner hat die Luftschicht auch die Wirkung, die Tintenzufuhr zum Zusatztank 103 durch Unterdruck zu stabilisieren, der im Zusatztank leicht entsteht, während die Tinte aus dem Schreibkopf 104 ausgestoßen wird.

Das Volumen dieser im Zusatztank 103 ausgebildeten Luftschicht muß in Abhängigkeit vom maximalen Tintenvolumen festgelegt werden, das im Zusatztank enthalten sein kann.

Die andere Anschlußöffnung 127-2, die mit der Speiseleitung 102 verbunden ist, kann oberhalb oder unterhalb der Anschlußöffnung 127-1 liegen.

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In der Mitte der Verbindungsleitung 105, die den Zusatztank 103 mit der Tintenfördereinrichtung 106 verbindet, befindet sich ein Widerstandselement 128, mittels dessen der Strömungswiderstand regulierbar ist. Das Widerstandselement 128 dient dazu, den Reibungsdruckverlust in der Verbindungsleitung 105 zu steuern. Das Widerstandselement 128 besieht aus einem geeigneten Filtermaterial, beispielsweise einem porösen Material mit einer großen Anzahl von darin ausgebildeten Kanälen bzw. miteinander verbundenen Poren, aus Filz oder aus einem Glasfaserbündel.

Während Tinte dem Zusatztank 103 aufgrund der Arbeitsweise der Tintenfördereinrichtung 106 zugeführt wird, wird ein eventueller Überschuß über die für den Zusatztank 103 benötigte Tintenmenge durch die Anschlußöffnung 127-1 aus dem Zusatztank in die Verbindungsleitung 105 geleitet. Diese überströmende Tinte fließt dann zur Tintenfördereinrichtung 106. Dabei führt das Widerstandselement 128, das den Reibungsdruckverlust reguliert, dazu, daß sich, der auf die zur Tintenfördereinrichtung 106 strömende Tinte wirkende Widerstand stärker oder schwächer auswirkt. Ferner dient das Widerstandselement 128, das den Reibungsdruckverlust reguliert, auch dazu, die Stärke des Unterdruckes zu steuern, der auf die Tinte wirkt, die durch die Verbindungsleitung 105 gesaugt wird, wenn Störungen beseitigt werden sollen.

Das Widerstandselement 128 unterteilt die Verbindungsleitung 105 in zwei Abschnitte, nämlich einen stromauf gelegenen Abschnitt und einen stromab gelegenen Abschnitt. Ein Halterohr 129, in dem das Widerstandselement angeordnet ist, verbindet diese zwei Abschnitte miteinander.

Das Ende des stromab gelegenen Abschnittes der Verbindungsleitung 105 ist mit einer Einlaßöffnung 130 verbunden, die an der Tintenfördereinrichtung 106 ausgebildet ist. Die Tin-

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tenauffangeinrichtung 107 hat drei verschiedene Funktionen. Die erste Funktion besteht darin, die Spitze des Schreibkopfes 104 abzudecken und dadurch Störungen durch Verstopfung zu verhindern, die durch an der Spitze des Schreibkopfes eingetrocknete Tinte hervorgerufen werden könnte. Die zweite Funktion besteht darin, im Zusammenwirken mit der Tintenfördereinrichtung 106 den einwandfreien Druckbetriebszustand wiederherzustellen. Die dritte Funktion besteht darin, dem Zusatztank 103 Tinte zuzuführen.

Die Tintenauffangeinrichtung 107 umfaßt einen Zapfen 131, einen Kappenträger 132, der entlang dem Zapfen in Richtung der Pfeile B und C gleitend verschiebbar ist, eine Kappe 133, die am Kappenträger 132 befestigt ist, eine Abdecktaste .134, mit deren Hilfe der Kappenträger 132 in Richtung des Pfeiles B gleitend verschoben werden kann, eine Feder 136, die den Kappenträger in Richtung des Pfeiles C zu verschieben versucht, sowie eine Halterung 137, an der die vorstehend genannten Elemente sämtlich angebracht sind, so daß sie zu einer Einheit zusammengefaßt sind. Die Kappe 133 besteht aus einem elastischen Material, beispielsweise aus Gummi, und weist eine mittige Bohrung auf, so daß sie aus der Tintenstrahldüse 117 ausströmende Tinte auffangen kann. Die Feder 136 ist um den Zapfen 131 herum angeordnet, und ein Ende der Feder ist an einem Federsitz 135 befestigt.

Mit dem hinteren Ende der Kappe 133 ist die zweite Verbindungslei.tung 139 verbunden, die zu einer Einlaßöffnung 138 an der Tintenfördereinrichtung 106 führt.

Um die Spitze des Schreibkopfes 104 mittels der Kappe 133 abzudecken, wird die Abdecktaste 134 nach unten in Richtung eines Pfeiles D gedrückt. Aufgrund der Abwärtsbewegung der Abdecktaste wird auf den Kappenträger 132 so gedrückt, daß er.sich in Richtung zur Tintenstrahldüse 117 des Schreib-

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kopfes 104 bewegt und die Spitze des Schreibkopfes mittels der Kappe 133 abdeckt. Dabei wird der Kappenträger in Richtung des Pfeiles B bis in eine Stellung gedrückt, in der die Kappe 133 in enger Berührung mit einem die Spitze des Schreibkopfes 104 umgebenden Abschnitt des Kopfhalters 108 steht, so daß der abgedeckte Abschnitt vollständig abgedichtet ist. Der Kappenträger 132 kann von der in Richtung eines Pfeiles F wirkenden Rückstellkraft der Feder 136 in Richtung des Pfeiles C zurückgeschoben werden.

Die Tintenfördereinrichtung 106 weist einen Saugmechanismus auf, mittels dessen durch die Verbindungsleitung 105 der Druck im Zusatztank 103 verringert werden kann. Wenn der Saugmechanismus der Tintenfördereinrichtung 106 betätigt wird, wird durch die Verbindungsleitung 105 zwischen dem Tank 103 und der Tintenfördereinrichtung 106 ein Druckunterschied erzeugt. Durch diesen Druckunterschied entsteht ein Unterdruck im Zusatztank 103. Die Stärke der Druckverringerung und die Haltezeit, während der der verringerte Druck gehalten wird, sind so eingestellt, daß eine bestimmte Tintenmenge durch die Speiseleitung 102 vom Haupttank 101 sanft zum Zusatztank 103 gefördert werden kann.

Die vom hinteren Ende des Schreibkopfes 104 ausgehende und in den Zusatztank 103 führende Zuführleitung 120 kann ein Schlauch sein, der mit dem hinteren Ende des zylindrischen Elementes 118 verbunden ist, das im Schreibkopf angeordnet ist, oder eine Verlängerung des zylindrischen Elementes 118 selber. Alle Leitungen, d.h. die Speiseleitung 102, die Verbindungsleitungen 105 und 139 sowie die Zuführleitung 120 können unter Verwendung eines beliebigen, herkömmlichen Leitungsmaterials hergestellt sein, sofern dieses Material ungestörte Tintenzufuhr gewährleistet und sofern keine unerwünschte Reaktion zwischen dem Material und der Tinte stattfindet.

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Ein bevorzugtes Beispiel für eine bei der Erfindung verwendbare Leitung ist ein flexibler Schlauch aus Kunststoff. Beispiele für geeignete Kunststoffmaterialien sind Vinylidenchlorid, Vinylidenfluorid, Polyester, Polyvinylchlorid, Polyethylen und dergleichen.

Der Saugmechanismus der Tintenfördereinrichtung 106 hat die Ausbildung einer Saugpumpe und umfaßt einen Zylinder 140, der das äußere Gehäuse einer Saugpumpe bildet, sowie einen Kolben 141. Im Kolben 141 ist eine Durchgangsbohrung 142 ausgebildet, an deren unterem Ende sich ein Ventil 143 befindet. Zwischen der Innenseite des Zylinders 140 und der Außenseite des Kolbens 141 sind drei. O-Ringe 144 angeordnet, die in Figur 1B mit 144-1, 144-2 und 144-3 bezeichnet sind.

Der Kolben weist umlaufende Nuten zur Aufnahme der O-Ringe 144 auf. Zwischen der Unterseite des Kolbens und dem Boden des Zylinders ist eine Schraubenfeder 145 angeordnet. Gegebenenfalls ist ein Ende der Schraubenfeder 145 am Boden des Zylinders 140 befestigt. Normalerweise nimmt der Kolben 141 aufgrund der Kraft der Schraubenfeder 145 seine obere Stellung (Figur 1B) ein. An einer Stelle nahe seinem Boden weist der Zylinder 140 eine Auslaßöffnung 146 auf, durch die in die Tintenfördereinrichtung 106 gesaugte Tinte nach außen abfließen kann.

An die Auslaßöffnung 146 ist eine Absorbereinrichtung 147 angeschlossen, die ausführlicher in Figur 1C erkennbar ist. Die Absorbereinrichtung 147 absorbiert die aus der Auslaßöffnung ausströmende Tinte und ermöglicht, daß die absorbierte Tinte allmählich verdampft. Diese Absorbereinrichtung 147 kann aus einem Schwamm, porösem Material, Filz und dergleichen bestehen. Alternativ kann auf der stromab gelegenen Seite der Auslaßöffnung 146 ein Behälter vorgesehen sein, der die ausströmende Tinte sammelt.

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Die Speisung des Zusatztanks 103 aus dem Hauottank 101 mit Tinte kann erfolgen, indem der Kolben 141 der Tintenfördereinrichtung 106 in Richtung eines Pfeiles G von Hand niedergedrückt wird. Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 141 hält das Ventil 143 die Durchgangsbohrung 142 geschlossen, so daß der Druck in einem Raum 148 des Zylinders oberhalb des Kolbens 141 zu Unterdruck wird. Dieser im Zylinder 140 erzeugte Unterdruck führt durch die Verbindungsleitung 105 zu einer Verringerung des Drucks im Zusatztank 103, so daß ein Druckunterschied zwischen dem Zusatztank 103 und dem Haupttank 101 herrscht, der sich in der Speiseleitung 102 auswirkt. Dieser Druckunterschied bewirkt, daß Tinte vom Haupttank 101 zum Zusatztank 103 strömt.

Wenn der Kolben 141 nach unten in eine Stellung bewegt worden ist, in der sich der O-Ring 144-1 unterhalb der Einlaßöffnung 138 befindet, wird Tinte aus dem Zusatztank 103 in den Schreibkopf 104 gefördert, sofern zuvor die Spitze des Schreibkopfes 104 mittels der Kappe 133 abgedeckt worden ist, so daß dadurch eine Verbindung zwischen dem Schreibkopf und der Tintenauffangeinrichtung 107 hergestellt worden ist. In dieser Stellung wird die Tinte aufgrund des Druckunterschiedes, der sich durch die Kanäle in der Tintenauffangeinrichtung 107, der zweiten Verbindungsleitung 139 und dem Seihreibkopf 104 auswirkt; aus dem Zusatztank 103 in den Tintenkanal im Schreibkopf 104 gesaugt.

Das Einsaugen der Tinte durch die Tintenauffangeinrichtung 107 und die Verbindungsleitung 139 in den Schreibkopf 104 beginnt zu dem Zeitpunkt, zu dem die in den Zusatztank 103 geförderte Tinte einen Stand etwas oberhalb der Einlaßöffnung 121 der Zuführleitung 120 erreicht.

Die Strömungswiderstände in der Speiseleitung 102 und der Zuführleitung 120 sind so bemessen, daß der Durchfluß der dem

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Schreibkopf durch die Einlaßöffnung 121 hindurch zugeführten Tinte nicht größer als der Durchfluß der Tinte ist, die dem Zusatztank 103 aus dem Haupttank 101 zugeführt wird, solange der Flüssigkeitsstand der in den Zusatztank 103 geförderten Tinte nahe der Einlaßöffnung 121 liegt.

Um besser zu verhindern, daß Gas oder Luftblasen in den Tintenkanal im Schreibkopf 104 gelangen, ist es wesentlich, daß die Zufuhr von Tinte zum Schreibkopf erst beginnt, nachdem eine ausreichende Tintenmenge in den Zusatztank 103 eingespeist worden ist. Dies kann dadurch bewirkt werden, daß der Kolben 141 in zwei Schritten abwärtsbewegt wird. Als erster Schritt wird der. Kolben 141 in eine Stellung abgesenkt, in der der O-Ring 144-1 zwischen den Einlaßöffnungen 130 und 138 liegt; in dieser Stellung wird der Kolben 141 für eine gewisse Zeit angehalten. Während dieser Zeit wird der Druck im Zusatztank 103 allein durch die Verbindungsleitung 105 verringert. Dieser Unterdruck führt dazu, daß die Tinte aus dem Haupttank 101 in den Zusatztank 103 strömt. Dieser durch den ersten Schritt im Zusatztank 103 erzeugte Unterdruck ist höher, als es erforderlich ist, um eine ausreichende Tintenmenge in den Zusatztank 103 einzuspeisen. Nachdem diese ausreichende Tintenmenge in den Zusatztank 103 eingespeist worden ist, wird der Kolben 141 während des zweiten Schrittes weiter nach unten gedrückt, bis der O-Ring 144-1 unterhalb der Einlaßöffnung 138 liegt. In dieser Stellung wirkt dann durch den Schreibkopf 104 hindurch ein Druckunterschied zwischen dem Zusatztank 103 und der Tintenauffangeinrichtung 107, so daß der Tintenkanal im Schreibkopf 104 nach dem zweiten Schritt mit Tinte gefüllt ist.

Die Geschwindigkeit, mit der der Kolben 141 während des ersten Schrittes und des zweiten Schrittes nach unten bewegt wird, und die Zeit zwischen der ersten Bewegung und der zweiten Bewegung werden bei der Auslegung des Druckers auf geeig-

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nete Weise so gewählt, daß sowohl eine sanfte und geeignete Einspeisung von Tinte in den Zusatztank 103 als auch eine sanfte und geeignete Zufuhr zum Schreibkopf 104 erreicht wird. Wenn die Abmessungen und Formen der Speiseleitung 102, der Verbindungsleitung 105, der Zuführleitung 120, der Anschlußöffnungen 127-1 und 127-2 sowie der Einlaßöffnung 121 in angemessener Weise richtig gewählt sind und auch die Abmessungen der Einlaßöffnungen 130 und 138 richtig festgelegt sind unter Berücksichtigung der Form und der Abmessungen der vorstehend genannten Leitungen und öffnungen, kann allerdings der Kolben 141 auch kontinuierlich nach unten bewegt werden, ohne daß die Abwärtsbewegung des Kolbens in zwei zeitlich voneinander getrennten Schritten zu erfolgen braucht.

Während der Abwärtsbewegung des Kolbens 141 steigt der Tintenstand im Zusatztank allmählich an. Wenn der Flüssigkeitsstand der Tinte eine Stellung oberhalb der Anschlußöffnung 127-1 erreichen sollte, beginnt die in den Zusatztank eingespeiste Tinte, durch die Verbindungsleitung 105 und die Einlaßöffnung 130 in den oberen Raum 148 im Zylinder 140 zu strömen. Die auf diese Weise in den oberen Raum 148 gelangte Tinte strömt auch in die Durchgangsbohrung 142 und kann dann von dort in den unteren Raum 149 innerhalb des Zylinders 140 gelangen, wenn das Ventil 143 offen ist, d.h. während der Kolben in Richtung eines Pfeiles H nach oben gedrückt wird. Nachdem der Kolben 141 seinen unteren Totpunkt erreicht hat, wird er in Richtung des Pfeiles H von der Kraft der Schraubenfeder 135 nach oben in seine Ausgangsstellung zurückgedrückt. Während dieser Aufwärtsbewegung des Kolbens 141 öffnet das Ventil 143 aufgrund des Druckunterschiedes zwischen der Durchgangsbohrung 142 und dem Raum 148. Der obere Raum 148 im Zylinder 140 steht dann durch die Auslaßöffnung 146 in Verbindung mit der umgebenden Atmosphäre. Da das Ventil 143 offen ist, kann die Tinte in der Durchgangs-

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bohrung 142 und im Raum 148 nach unten in den unteren Raum 149 im Zylinder 140 strömen.

Wie bereits erwähnt wurde, weist der Kolben 141 der in Figur 1B gezeigten Ausführungsform drei O-Ringe auf, die auf der Außenseite des Kolbens angeordnet sind. Diese drei O-Ringe 144-1, 144-2 und 144-3 sind so angeordnet, daß dann, wenn der Kolben 141 seine Normal- bzw. Ausgangsstellung an seinem oberen Totpunkt einnimmt, der Kolben und diese O-Ringe die Einlaßöffnungen 130 und 138 schließen. Wenn durch Zurückwandern des Meniskus an der Spitze des Schreibkopfes aufgrund einer Blockierung des-Tintenkanals im Schreibkopf 104 oder aufgrund eines Absinkens des Tintenstandes im Zusatztank 103 Druckbzw. Schreibstörungen auftreten, können diese sehr leicht behoben werden und kann der Drucker in den-Zustand, in dem er korrekt druckt, zurückgebracht werden, durch einen Störungsbeseitigungsvorgang, der im wesentlichen auf ähnliche Weise durchgeführt wird, wie dies schon oben erläutert wurde. Im folgenden werden die Vorgänge bei der Störungsbeseitigung, d.h. bei der Wiederherstellung des Zustandes, in dem der Drucker einwandfrei arbeitet, kurz erläutert.

•Schreib- bzw. Druckstörungen treten bei dem Drucker·in der Regel in folgenden Fällen auf:

Wenn die Tinte im Zusatztank 103 aus irgendeinem Grunde abnimmt und der Tintenstand sinkt, bewegt sich der Meniskus zu weit zurück von der Tintenstrahldüse 117 des Schreibkopfes 104. Dies führt zu Störungen beim Drucken.

Ein zweiter Fall ist folgender. Wenn ein außergewöhnlich starker Stoß auf den Zusatztank 103 und den Schreibkopf 104 während ihrer Hin- und Herbewegung zum Drucken beim Rücklauf ausgeübt wird, wird der Meniskus so weit nach hinten bewegt, daß er nicht mehr in seine Ausgangsstellung zurückkehren kann.

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Dieses Zurückwandern des Meniskus führt zu Störungen in Form von instabilem Ausstoßen von Tintentröpfchen oder - im schlimmsten Fall - dazu, daß überhaupt keine Tintentröpfchen ausgestoßen werden können.
■ Drittens können Schreibstörungen durch das Eindringen von Luftblasen in den Schreibkopf 104 verursacht werden. Die Gefahr hierfür ist während der Hin- und Herbewegung des Zusatztanks 103 am größten.

.

Schließlich ist noch der Fall zu beachten, daß einer der Tintenkanäle, beispielsweise der Tintenkanal im Schreibkopf 104, durch eingetrocknete Tinte oder durch irgendwelche Fremdkörper, die unbeabsichtigt in den Tintenkanal gelangt sind, verstopft ist.

Wenn aufgrund eines der vorstehend genannten Gründe eine Druckstörung aufgetreten ist, kann dieser Zustand auf fol- . gende Weise behoben werden:
20

Zunächst wird die Kappe 133 mit der Spitze des Schreibkopfes

104 verbunden, wonach dann vorsichtig der Kolben 141 in Richtung des Pfeiles G nach unten gedrückt wird. Während des ersten Schrittes der Abwärtsbewegung des Kolbens 141 streicht der O-Ring 144-1 über die Einlaßöffnung 130,. so daß der obere Raum 148 im Zylinder 140 durch die Verbindungsleitung

105 in Verbindung mit dem Zusatztank 103 kommt. Aufgrund des im Zylinder 140 erzeugten Unterdrucks wird ein Teil der Luft oberhalb des Tintenstandes im Zusatztank 103 abgesaugt, so daß aus dem Haupttank 101 Tinte in den Zusatztank 103 gesaugt wird. Da zu diesem Zeitpunkt die O-Ringe 144-1 und 144-2 die Einlaßöffnung 138 geschlossen halten, erfolgt während dieser Phase des Vorgangs keine Tintenströmung durch den Schreibkopf 104.

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Wenn dann als zweiter Schritt der Kolben weiter nach unten gedrückt wird, streicht der O-Ring 144-1 über die Einlaßöffnung 138. Dadurch kommt dann die Einlaßöffnung 138 in Verbindung mit dem Inneren des Zylinders 140, so daß durch den Schreibkopf 104 und die Tintenauffangeinrichtung 107 Tinte angesaugt wird. Wenn irgendwelche Fremdkörper oder andere Teile vorhanden sind, die eine Verstopfung verursacht haben, werden diese zusammen mit der dann angesaugten Tinte ebenfalls in den oberen Raum 148 im Zylinder 140 gesaugt. Wenn sich dann der Kolben 141 wieder nach oben bewegt, öffnet das Ventil 143, so daß die angesaugte Tinte und die angesaugten Fremdkörper - sofern welche vorhanden sind - nach unten in den unteren Raum 149 im Zylinder strömen. Von dort tritt die Tinte durch die Auslaßöffnung 146 aus der Tintenfördereinrichtung 106 aus. Die aus der Auslaßöffnung 146 austretende Tinte, gegebenenfalls zusammen" mit den ausströmenden Fremdstoffen, wird von der Absorbereinrichtung 148 absorbiert. Auf diese Weise wird die Störung behoben, d.h. wird der Drucker in seinen ursprünglichen Zustand zurückgebracht, in dem er einwandfrei arbeitet.

Wie sich leicht aus dem Vorstehenden ergibt, hat der erfindungsgemäße Tintenstrahldrucker zahlreiche Vorteile.

Wenn der Kolben 141 in Richtung des Pfeiles G niedergedrückt wird, wird zunächst die im Zusatztank 103 verbliebene Luft angesaugt und dann als Ergebnis dieses Luftansaugens die Tinte aus dem Haupttank 101 in den Zusatztank 103 eingespeist. Die Tinte wird in den Schreibkopf 104 erst eingesaugt, wenn die Einlaßöffnung am hinteren Ende der Zuführ-' leitung 120 vollständig in die in den Zusatztank 103 geleitete Tinte eingetaucht ist. Dies verhindert, daß Luft zusammen mit der zugeführten Tinte in den Tintenkanal im Schreibkopf 104 gelangt.

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Indem der Kolben 141 je nach den Erfordernissen wiederholt niedergedrückt wird, wird der Flüssigkeitsstand der Tinte im Zusatztank 103 angehoben, bis er schließlich die Höhe der Anschlußöffnung 127-1 erreicht. Wenn die Tinte einmal diesen Tintenstand erreicht hat,wird die darüberhinaus dem Zusatztank 103 zugeführte Tinte durch die Anschlußöffnung 127-1 herausgesaugt. Somit wird der Tintenstand im Zusatztank 103 auf der Höhe der Anschlußöffnung gehalten, die in Figur 1B durch die gestrichelte Linie angedeutet ist. Dabei ist dann oberhalb des Tintenstandes im Zusatztank 103 eine Luftschicht mit bestimmtem Volumen vorhanden. Wie bereits erwähnt wurde, wirkt diese Luftschicht als Stoßdämpfer; sie hat die Wirkung, den Staudruck zu absorbieren, der während der Hin- und Herbewegung des Zusatztanks auftreten kann.

■

Wie Figur 1C am deutlichsten zeigt, ist die Absorbereinrichtung 147 mit der Tintenfördereinrichtung 106 durch eine Ablaßleitung 150 so verbunden, daß die aus der Tintenfördereinrichtung 106 bei der Auf- und Abbewegung des Kolbens 141 durch die Ablaßleitung 1.¹SO abgelassene Tinte von der Absorbereinrichtung 147 aufgefangen werden kann. Die Absorbereinrichtung 147 umfaßt ein hartes und steifes Gehäuse 151 sowie einen im Gehäuse eingeschlossenen Tintenabsorber 152. Der Tintenabsorber 152 besteht vorzugsweise aus einem Werkstück, das ein großes tintenaufnehmendes Volumen hat und hohe Tintensaugfähigkeit hat. Bevorzugte Beispiele dafür sind Glaswolle, Filz und poröse Körper.

Das Gehäuse 151 weist in seiner oberen Wand 153 eine öffnung auf, so daß die im Tintenabsorber 152 absorbierte Tinte selbständig verdampfen kann.

Im folgenden wird der Mechanismus zum Betreiben des in Figur 1A dargestellten Tintenstrahldruckers erläutert. 35

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Der Wagen 109, der den Schreibkopf 104 und den Zusatztank 103 trägt, wird von einem Linearmotor angetrieben und gesteuert. Zum Linearmotor gehören ein Dauermagnet 154, die Halterungen 114-1 und 114-2 für die Führungsstange, die als magnetische Jochplatten dienen, sowie die Führungsstange

113. Diese Elemente bilden einen geschlossenen magnetischen Kreis. Zwischen dem Dauermagneten 154 und der magnetischen Führungsstange 113 ist ein gleichförmiges magnetisches Feld ausgebildet. Einstückig mit dem Wagen 109 ist ein Spulenkörper 155 ausgebildet. Obwohl dies in Figur 1A nicht erkennbar ist, ist um den Spulenkörper 155 herum eine Wicklung angeordnet. Der Wagen ist auf der magnetischen Führungsstange entlang dieser gleitend verschiebbar so angeordnet, daß ein Teil der Spule das magnetische Feld unter rechtem Winkel schneidet. Wenn die Wicklung auf dem Spulenkörper 155 mit elektrischem Strom gespeist wird, wird aufgrund der vorstehend beschriebenen Ausbildung entsprechend der Dreifingerregel eine Antriebskraft erzeugt, durch die der Wagen 109 angetrieben wird, so daß er entlang der Führungsstange 113 hin- und herläuft. Die Hin- und Herbewegung des Wagens entlang der Führungsstange wird erreicht durch Ausnutzung der Tatsache, daß die Richtung der Antriebskraft sich ändert durch Änderung der Richtung des durch die Wicklung auf dem Spulenkörper 155 fließenden Stromes.

Am Wagen 109 ist eine elektrische Anschlußplatte 156 befestigt. Auf der Oberseite der Anschlußplatte 156 sind An-.Schlüsse 157-1 und 157-2 für die Spule, Anschlüsse 157-3 . und 157-4 für das piezoelektrische Element 119, ein Anschluß 157-5 für eine nicht dargestellte Leuchtdiode, die zur Feststellung des Ortes des Wagens 109 dient, sowie ein Anschluß 157-6 eines nicht dargestellten Fototransistors befestigt. Diese Anschlüsse sind elektrisch verbunden mit flexiblen Kabeln 158, die am einen Ende der Anschlußplatte 156 befestigt sind. Die von der Anschlußplatte 156 ausgehenden Kabel

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sind in Richtung zur Befestigunqsplatte 116 zurückgebogen, mit deren Hilfe die Kabel am Gestell des Druckers befestigt sind. Die Anschlußenden der umgebogenen Abschnitte der Kabel 158 sind an einen Verbinder 159 angeschlossen, so da3 das Verfahren des Wagens 109 sowie das piezoelektrische Element 119 des Schreibkopfes 104 durch die flexiblen Kabel 158 gesteuert werden kann.

Zum Tintenstrahldrucker gehört ferner eine optische Schiitζ-platte 160 mit einer großen Anzahl von Schlitzen 161, die in regelmäßigen Abständen angeordnet sind. Die optische Schlitzplatte 160 ist in dem Raum zwischen der Leuchtdiode und dem Fototransistor angeordnet, die am Wagen 109 einander gegenüber angeordnet sind. Die Leuchtdiode und der Fototransistor arbeiten als zwei Elemente zur Erzeugung von Zeitimpulsen.'

Ein Aufzeichnungspapier 162, auf dem mittels des Schreibkopfes 104 geschrieben bzw. gedruckt werden soll, wird in • den Tintenstrahldrucker durch einen Einführspalt 163 in . Richtung eines Pfeiles X eingeführt. Durch Drehen einer Papiertransportwalze 165 wird das Aufzeichnungspapier 162 durch einen Austrittsspalt 165 in Richtung eines Pfeiles Y aus dem Drucker abgegeben. In Figur 1A ist das Aufzeichnungspapier 162 strichpunktiert dargestellt.

Die Papiertransportwalze 165 wird synchron zum zeitlichen Ablauf des Drückens mittels des Schreibkopfes 104 von.einem Getriebe·166 gedreht, das zur Papiertransportwalze das Drehmoment eines nicht dargestellten Schrittmotors überträgt. Die Richtung, in der das Getriebe 166 die Papiertransportwalze 165 dreht, ist die Richtung, in der das Aufzeichnungspapier vortransportiert wird (Richtung des Pfeiles Y).

Die Art und die Ausbildung des beim erfindungsqemäßen Tinten-Strahldrucker verwendeten Schreibkopfes sind nicht auf das

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Ausführungsbeispiel von Figur 1A beschränkt. Im Zusammenhang mit der Erfindung können zahlreiche bekannte Schreibkopftypen benutzt werden. Beispielsweise können Schreibköpfe benutzt werden, die mit piezoelektrischen Elementen arbeiten, wie sie in der US-PS 3' 683 212, der US-PS 3 946 398 und der US-PS 3 747 120 beschrieben sind. Ferner können Schreibköpfe benutzt werden, die mit thermischer Energie arbeiten, wie sie in der DE-OS 28 43 064 beschrieben sind. Abwandlungen dieser bekannten Schreibkopftypen können ebenfalls benutzt werden. Ferner können auch solche Schreibköpfe benutzt werden, die bei Tintenstrahldruckern eingesetzt werden, die mit sogenannter kontinuierlicher Tropfenerzeugung arbeiten, wobei die Flugrichtung der Tröpfchen gesteuert wird.

Der in den Figuren 2A und 2B dargestellte Schreibkopf ist von gleicher Art wie der in der erwähnten DE-OS 28 43 064 beschriebene Schreibkopf, wobei allerdings geringfügige Abwandlungen hinsichtlich der Form vorgenommen worden sind, um den Schreibkopf dem erfindungsgemäßen Tintenstrahldrucker anzupassen.

Wie die Figuren 2A und 2B zeigen, umfaßt der Druck- bzw. Schreibkopf 201 acht Heizelemente 202, die in Figur 2B mit 202-1 bis 202-8 bezeichnet sind, acht Einzelelektroden 203, die in Figur 2B mit 203-1 bis 203-8 bezeichnet sind, eine gemeinsame Elektrode 204, eine Grundplatte 205 für die Heizelemente sowie eine mit Nuten versehene Platte 209. Die Heizelemente 202 erzeugen in TintenausStoßenergie bzw. Tintenstrahlenergie umsetzbare Wärme. Mittels der Einzelelek-0 troden 203 wird eine Spannung an die Heizelemente 202 angelegt, und zwar jeweils zum wahlweisen Antreiben der Elemente. Die Heizelemente 202 sind mit der gemeinsamen Elektrode 204 verbunden. Die acht Heizelemente 202, die gemeinsame Elektrode 204 sowie die acht Einzelelektroden 203 sind auf der Grundplatte 205 angeordnet. Die. genutete Plate 209 weist

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acht Nuten 206 auf, die mit 206-1 bis 206-8 bezeichnet sind und jeweils einem der Heizelemente 202 räumlich zugeordnet sind. Die Nuten 206 in der Platte 209 und die Seitenflächen der acht Heizelemente 202 auf der Grundplatte 205 bilden zusammen acht Tintenkanäle 207, von denen in Figur 2B lediglich der Tintenkanal 207-1 mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die mit Nuten versehene Platte 209 weist eine Ausnehmung auf, die eine gemeinsame Tintenkammer 208 bildet, die in Verbindung mit den acht Tintenkanälen 207 steht. Die Tinte wird den einzelnen Tintenkanälen aus der gemeinsamen Tintenkammer 208 im Schreibkopf zugeführt.Auf der Rückseite der gemeinsamen Tintenkammer 208 sind eine Speiseleitung 210, durch die Tinte aus einem Haupttank zugeführt wird, sowie eine Verbindungsleitung 211 angebracht, die die gemeinsame Tintenkammer 208 mit der Tintenfördereinrichtung verbindet.

Die Funktion der gemeinsamen Tintenkammer 208 stimmt im wesentlichen überein mit der des zuvor unter Bezugnahme auf die Figuren TA und 1B erläuterten Zusatztanks. Wenn das Fassungsvermögen der gemeinsamen Tintenkammer 208 klein ist, wird vorzugsweise zwischen dem Haupttank und der gemeinsamen Tintenkammer 208 ein Zwischentank vorgesehen, der sich zusammen mit dem Schreibkopf 201 bewegt. Wenn die gemeinsame Tintenkammer 208 eine oberhalb des Tintenspiegels ausgebildete Luftschicht aufweist, die ausreicht, um die Bewegungen der Tintenoberfläche effektiv zu dämpfen, die durch die Hin- und Herbewegung des Schreibkopfes 201 verursacht werden, ist es nicht immer notwendig, daß der Zwischentank einen Raum aufweist, in dem eine solche Luftschicht zum gleichen Zweck ausgebildet ist.

Obwohl bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt sind und im Vorstehenden ausführlich erläutert wurden, versteht es sich, daß dem Fachmann außer den erwähnten Ab-Wandlungen auch weitere Abwandlungen hinsichtlich der Einzel-

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heiten und der Gestaltung möglich sind, ohne den Grundgedanken und den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Der Tintenstrahldrucker umfaßt einen ersten Tintentank, in dem eine gewisse Tintenmenge gespeichert ist, einen zweiten Tintentank, in den die Tinte durch eine Speiseleitung aus dem ersten Tintentank gefördert wird, einen Schreibkopf zum Ausstoßen der Tinte, die dem Schreibkopf aus dem zweiten Tintentank zugeführt worden ist, und einen Wagen, der den zweiten Tintentank gemeinsam mit dem Schreibkopf hin- und herbewegen kann. Der Tintenstrahldrucker zeichnet sich dadurch aus, daß zumindest ein Abschnitt der Speiseleitung in Längsrichtung bewegt wird und dabei der Bewegung des zweiten Tintentanks entlang der Bahn seiner Hin- und Herbewegung folgt,wodurch die Tinte vom ersten Tintentank zum zweiten Tintentank gefördert wird.

Claims

Patentansprüche

Θ^τι

Tintenstrahldrucker mit einem ersten Tintentank, in dem eine gewisse Tintenmenge gespeichert ist, einem zweiten Tintentank, in den die Tinte durch eine Speiseleitung aus dem er-' sten Tintentank gefördert wird, einem Schreibkopf zum Ausstoßen der Tinte, die dem Schreibkopf aus dem zweiten Tintentank zugeführt worden ist, und einem Wagen, der den zweiten Tintentank gemeinsam mit dem Schreibkopf hin- und herbewegen kann,

dadurch gekennzeichnet,

daß zumindest ein Abschnitt (110) der Speiseleitung (102) in Längsrichtung bewegt wird und dabei der Bewegung des zweiten Tintentanks (103, 208) entlang der Bahn seiner Hin- und Herbewegung folgt, wodurch die Tinte vom ersten Tintentank
(101) zum zweiten Tintentank (103) gefördert wird.
2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet ,

daß sowohl der erste Tintentank (10 1) als auch der zweite
Tintentank (103) als geschlossener Behälter ausgebildet ist.
3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 oder 2,

Deutsche Bank (München) Kto. 51/61070

Dresdner Bank (Manchen) KIo. 3939844

Postscheck (München) Klo. 670-43-804

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dadurch gekennzeichnet , daß die Speiseleitung (102) als flexible Leitung ausgebildet ist.
4. Tintenstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der zweite Tintentank (103, 208) in größerer Höhe als der erste Tintentank (101) angeordnet ist.
5. Tintenstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Tintentank (103, 208) so ausgebildet ist, daß er eine Luftschicht enthält, die in Berührung mit der Flüssigkeitsoberfläche der Tinte im Tintentank steht.
6. Tintenstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet

durch eine Saugeinrichtung (106) für den Schreibkopf (104) und den zweiten Tintentank (103, 208). 20
7. Tintenstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet

durch einen Abdeckmechanismus (107), der in Eingriff mit dem Schreibkopf (104) treten kann. 25