DE69723497T2

DE69723497T2 - Flüssigkeitnachfüllverfahren und -vorrichtung und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69723497T2
Application number: DE69723497T
Authority: DE
Inventors: Masatoshi Ohta-ku Ikkatai; Yasuyuki Ohta-ku Takanaka
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-04-25
Filing date: 1997-04-18
Publication date: 2004-05-19
Anticipated expiration: 2017-04-19
Also published as: JPH106521A; EP0803362B1; EP0803362A3; DE69723497D1; EP0803362A2; US5963237A; JP3684022B2; US6276784B1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
GEBIET DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit, das vorzugsweise bei dem Tintenzuführungssystem zum Beispiel einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt werden kann. Die Erfindung betrifft auch eine Flüssigkeitszuführungsvorrichtung und eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Technologien und Verfahren zur Flüssigkeitszufuhr über Flüssigkeitszuführungspfade werden in verschiedenen Bereichen eingesetzt. Als ein Beispiel hierfür kann eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung genannt werden. Diese Vorrichtung erzeugt Aufzeichnungen auf einem Aufzeichnungsmedium durch Freisetzen von Tintentröpfchen aus ihrem Aufzeichnungskopf.
Da die Aufzeichnung in der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung durch Freisetzen von Tinte erfolgt, muss dessen Aufzeichnungskopf ständig Tinte zugeführt werden, um sie zu ersetzen, wenn sie für den vorgesehenen Arbeitsgang verbraucht wird. Für das Zuführen von Tinte zum Aufzeichnungskopf sind drei Verfahren bekannt, die im Folgenden in einer groben Einteilung angegeben werden.

(1) Ein Verfahren zum Anbringen eines Tintentanks, bei dem der Tintentank an einem Schlitten mit einem darauf installierten Aufzeichnungskopf abnehmbar angebracht wird und der Tintentank gleichzeitig mit der Tintenzuführungsöffnung des Aufzeichnungskopfes verbunden ist. Zur Verwendung bei diesem Verfahren ist als Tintentank eine Struktur bekannt, bei der sich in dem Tintentank ein poröser Körper wie beispielsweise ein Schwamm und gleichzeitig eine Luftzuführungsöffnung befindet, um von außen Luft zuzuführen und so während des Druckvorgangs den gleichmäßigen Zustrom von Tinte zu gewährleisten.
(2) Das so genannte Auffüllverfahren wird zum Beispiel in den US-Patentschriften 4 968 998 und 4 967 207 gezeigt, bei denen ein Tank zum Speichern einer großen Tintenmenge (im Folgenden als großer Tank bezeichnet) bereitgestellt wird und gleichzeitig eine Druckkopfpatrone, die aus einem Tintentank und einem Aufzeichnungskopf zusammen gebildet wird, an einem Schlitten befestigt ist, sodass Tinte durch Verbinden des Tintentanks der Druckkopfpatrone mit dem großen Tank an einer vorgegebenen Stelle nachgefüllt wird, zu der sich der Schlitten bewegt. Gemäß dem letzteren Dokument US-4 967 207 ist eine Tintenstrahlpatrone an ihren Entladungsanschlüssen verschlossen und wird mittels Schaltventilen mit einem Tintenzuführungsbehälter und einer Unterdruckerzeugungsquelle verbunden. Die Tintenpatrone wird teilweise evakuiert und dann dem Tintenzufüh rungsbehälter zugeschaltet. Die Tinte wird in die Tintenpatrone eingesaugt, bis der Druck wieder normal ist.
(3) Ein Verfahren zum Nachfüllen von Tinte mittels eines Mechanismus, bei dem ein großer Tintentank als integraler Bestandteil des Grundkörpers einer Aufzeichnungsvorrichtung installiert ist und der Tintenpfad durch Schläuche oder Ähnliches zwischen dem Tank und einer Druckkopfpatrone gebildet wird, indem der Mechanismus in dem Tintenpfad angeordnet ist, um der Druckkopfpatrone Tinte zuzuführen. Ein solches Verfahren wird z. B. in der US-Patentschrift 5 367 328 gezeigt.

Bei der Aufzeichnung auf großformatigem Papier oder beim Nachfüllen von Flüssigkeit in einem Drucker mit einem hohen Durchsatz ergeben sich gegenüber jedem der herkömmlichen Verfahren die folgenden Probleme.
Erstens ist bei dem obigen Verfahren, bei dem ein Tank installiert wird, die Größe des Tanks automatisch begrenzt, da dieser auf einem Schlitten befestigt werden muss, wodurch die in dem Tank gespeicherte Tintenmenge entsprechend eingeschränkt ist. Daraus ergibt sich das Problem, dass die Patrone öfter gewechselt werden muss.
Zweitens bleiben bei dem oben genannten Auffüllverfahren die bezüglich eines aufzufüllenden Raums (Volumens) unterschiedliche Restmengen an Tinte zurück; desgleichen ist es praktisch schwierig, eine bestimmte Tintenmenge mit hoher Genauigkeit zuzuführen. Um solche Probleme zu lösen, muss ein System (ein Überlaufsystem) zum Auffangen einer die vorgegebene nachzufüllende Menge übersteigenden Tintenmenge bereitgestellt werden oder die Tintenzufuhr entsprechend den erwarteten Unterschieden extrem gering erfolgen. Im ersten Fall ergibt sich jedoch das Problem, dass die Vorrichtung in Hin blick auf ihre zukünftige Verwendung vergrößert werden muss und dass die Verschwendung von Tinte unvermeidlich wird. Im letzteren Fall ergibt sich das Problem, dass sich infolge der häufigeren Tintenzufuhr die Stillstandszeiten während des Druckens verlängern und dadurch der Druckdurchsatz sinkt.
Drittens muss bei dem Verfahren zum Nachfüllen von Tinte mittels eines im Tintenzuführungspfad angeordneten Mechanismus die Tinte durch einen solchen Mechanismus geführt werden. Daher ist es schwierig, Staubpartikel oder Ähnliches vollständig zu entfernen. Insbesondere werden bei Verwendung eines Mechanismus zum Zuführen von Tinte durch Zusammendrücken des Schlauches Bestandteile des Gummis wie Öl gelöst, da der Schlauch stets gedrückt wird. Das gelöste Öl bleibt an den Düsen des Aufzeichnungskopfes kleben. Solche Öle werden fest und führen zum Verstopfen der Düsen oder vielen anderen Nachteilen.
Ferner wird in der Japanischen Schrift JP-07 025 025 ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachfüllen vorgeschlagen, bei der eine mit Tinte gefüllte Injektionsvorrichtung mit einer Entladungsöffnung und einer Zuführungsöffnung einer Tintenstrahlpatrone verbunden ist. Durch Verschieben des Kolbens der Injektionsvorrichtung wird der Druck an der Entladungsöffnung verringert und Luft sowie Resttinte aus der Patrone abgesaugt, während durch die Zuführungsöffnung frische Tinte hineingedrückt wird.
Durch die vorliegende Erfindung sollten diese Probleme gelöst werden. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Zuführen von Flüssigkeit, mittels dessen eine Flüssigkeit in den Flüssigkeitszuführungspfaden zuverlässig und leicht zugeführt werden kann, sowie eine entsprechende Vorrichtung zum Zuführen einer Flüssigkeit bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, eine stabile Aufzeichnung ohne Verstopfung der Düsen des Flüssigkeitsstrahlkopfes zu gewährleisten, indem das oben genannte Verfahren und die Vorrichtung zur Flüssigkeitszuführung auf die mit dem Flüssigkeitsstrahlkopf ausgestattete Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung angewendet wird.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Diese Aufgaben werden bezüglich des Verfahrens durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und bezüglich der Vorrichtung durch eine Vorrichtung nach Anspruch 8 gelöst.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 zeigt die Außenansicht einer Ausführungsart der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, auf die die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
2 ist eine Ansicht, die eine erste Ausführungsart des Tintenpfades der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, auf die die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
3 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf des Nachfüllens der Flüssigkeit der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsart der vorliegenden Erfindung zeigt.
4 ist eine Ansicht, die eine zweite Ausführungsart des Tintenpfades der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, auf die die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch den Teiltank zeigt, auf die die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
6 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Regenerierung der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSARTEN
Im Folgenden werden unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen die Ausführungsarten gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 ist eine perspektivische Außenansicht einer Farbtintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsart der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, auf die die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann.
Ein Druckkopfschlitten 4 und ein Zuführungsschlitten 5 sind wie in 1 gezeigt gleitend auf zwei Schienen 7 angebracht, die parallel zueinander angeordnet sind, um in der durch die Pfeile A angezeigten Richtung hin- und herzugleiten. Am Druckkopfschlitten 4 ist eine Tintenstrahleinheit 1 befestigt, um Tinte in Übereinstimmung mit Aufzeichnungssignalen freizusetzen.
Die Tintenstrahleinheit 1 ist mit einer Vielzahl von Düsen versehen, die jeweils für die Tinte von vier Farben angeordnet sind, und zwar für Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz. Für jede der Düsen ist ein elektrothermisches Übertragungselement vorgesehen, das thermische Energie zum Freisetzen von Tinte erzeugt. Die Tinte gelangt infolge der Kapillarkräfte jeder Düse in das Innere der Tintenstrahleinheit 1. Die Tinte behält bei gefüllten Düsen ihren Zustand bei, indem sie an der Fläche (im Folgenden als Düsenfläche bezeichnet), an der die Düsen der Tintenstrahleinheit 1 offen sind, einen Meniskus bildet. In diesem Zustand wird die Tinte, wenn jedes der elektrothermischen Übertragungselemente von Strom durchflossen wird, an jedem elektrothermischen Übertragungselement erhitzt und schäumt auf. Hier ist die Struktur so angeordnet, dass die Tinte durch die so einwirkende Energie aufschäumt und aus jeder der Düsen Tintentröpfchen freigesetzt werden. Die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 wird ferner durch eine Druckkopfabdeckung 6 zusammen mit einer Ansteuergrundplatte zum Ansteuern der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 abgedeckt. Die Ansteuergrundplatte der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 ist über ein Flachbandkabel 13 mit einer Leiterplatteneinheit 14 verbunden, in der sich eine Steuerleiterplatte und andere Leiterplatten befinden, die die Funktion der Aufzeichnungsvorrichtung insgesamt steuern.
Außerdem sind auf dem Versorgungsschlitten 5 der Teiltank 3 angebracht, um der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 Tinte zuzuführen. Der Teiltank 3 ist im Inneren in vier Kammern für die einzelnen Farbtinten aufgeteilt. Jede der Kammern ist über entsprechende Gummischläuche mit der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 verbunden. Ferner sind im unteren Teil des Teiltanks 3 vier Haupttanks 2 angeordnet, um Tinte aufzunehmen, die dem Teiltank 3 zugeführt wird. Der Haupttank 2 weist ein größeres Aufnahmevermögen als der Teiltank 3 auf. Aus praktischen Erwägungen ist es wünschenswert, dass das Aufnahmevermögen über 100 cm³ beträgt. Bei der bevorzugten Ausführungsart ist der Haupttank für die Aufnahme von 500 bis 1000 cm³ Tinte vorgesehen. Jeder der Haupttanks 2 ist für jede der Farbtinten vorgesehen und über Gummischläuche mit dem Teiltank 3 verbunden. Auf diese Weise wird die im Haupttank 2 gespeicherte Tinte dem Teiltank 3 zugeführt und in ihm aufbewahrt. Dann wird die Tinte vom Teiltank 3 der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 zugeführt. Der Tintenpfad zwischen dem Haupttank 2 und dem Teiltank 3 sowie die Struktur des Tintenpfades werden später genauer beschrieben. Hier werden die Schläuche (Leitungen), die die Teiltanks 3 und den Haupttank 2 miteinander verbinden, zusammen mit dem Flachbandkabel 13 durch eine Schutzabdeckung 12 bedeckt. Ferner besteht jeder der Haupttanks 2 aus einem weichen Material (einem flexiblen Behälter oder Ähnlichem) und wird entsprechend der Verringerung des Tintenstands im Haupttank 2 verformt.
Der Druckkopfschlitten 4 bzw. der Zuführungsschlitten 5 sind mit einem Antriebsriemen verbunden. Diese Schlitten bewegen sich durch das Umlaufen des Antriebsriemens, der durch einen Abtastmotor 8 angetrieben wird, in den durch die Pfeile A angezeigten Richtungen für die Druckzeilen hin und her. An einer den Düsen der Tintenstrahleinheit 1 gegenüberliegenden Stelle ist eine Platte 9 angeordnet. Auf der Platte 9 wird ein Aufzeichnungsblatt 15 in die durch einen Pfeil B angezeigte Richtung transportiert. Der Transport des Aufzeichnungsblattes 15 erfolgt periodisch mit einem vorgegebenen Vorschub je Druckzeile der Druckkopfpatrone 60. Zwischen den unregelmäßig erfolgenden Transportschritten erfolgt durch Freisetzen von Tinte aus der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 die Aufzeichnung.
Ferner ist im Druckbereich der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1, jedoch außerhalb des Aufzeichnungsbereichs des Aufzeichnungsblattes 15, gegenüber der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 ein Druckkopf-Regenerierungssystem 10 angeordnet, um die Qualität des Tintenfreisetzungsverhaltens der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 aufrechtzuerhalten. Das Druckkopf-Regenerierungssystem 10 ist mit einer Abdeckung 17 versehen, um die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 und eine Lamelle 11 zum Reinigen der Düsenfläche der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 abzudecken. Die Stelle, an der sich die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 und die Abdeckung 17 gegenüberliegen, wird als ihre Ausgangsstellung bezeichnet.
Im Folgenden wird in Verbindung mit den 2 bis 6 ein Flüssigkeitsnachfüllsystem beschrieben, das für die Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
(Erste Ausführungsart)
2 ist eine Ansicht, welche eine erste Ausführungsart des Tintenpfades der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zeigt, auf die die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung angewendet werden kann. Die Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet wie oben beschrieben verschiedenfarbige Tinten. Für jede Farbe ist jeweils ein Tintenpfad eingerichtet. In 2 wird jedoch nur ein Pfad für eine der Farben gezeigt, da die Tintenpfade untereinander gleich sind.
Ein Haupttank 202 und ein Teiltank 203 sind, wie in 2 gezeigt, über eine Hauptleitung 226 miteinander verbunden. An der Seite, an der die Hauptleitung 226 mit dem Haupttank 202 verbunden ist, ist eine mit einer Hohlnadel 229, ähnlich einer Injektionskanüle, versehene Anschlusskappe 228 befestigt.
Die Anschlusskappe 228 ist auf einem am Haupttank 202 befestigten Gummistopfen 232 angebracht. Die Nadel 229 durchstößt den Gummistopfen 232 und stellt so die Verbindung zwischen der Hauptleitung 226 und dem Haupttank 202 her. Das andere Ende der Hauptleitung 226 taucht in den Teiltank 203 ein. Am äußersten Ende der Hauptleitung 226 ist ein Filter 225 angebracht, damit keine Fremdkörper in den Teiltank 203 fließen können. Das äußerste Ende der in den Teiltank 203 eintauchenden Hauptleitung 226 liegt unterhalb der Höhe (E). Ferner wird in der Hauptleitung 226 ein Einwegeventil 227 bereitgestellt, das sich nur dann öffnet, wenn Tinte vom Haupttank 202 in den Teiltank 203 fließt. Durch diese Anordnung wird verhindert, dass Tinte vom Teiltank 203 zum Haupttank 202 zurückfließt.
Im Teiltank 203 wird ein Resttinte-Erkennungssensor 223 bereitgestellt, um Resttinte im Teiltank 203 zu erkennen. Der Sensor umfasst drei Stiftelektroden a, b und c, die von oben in den Teiltank 203 hinabreichen. Zwei der Stifte a, b und c, und zwar a und b, tauchen so weit hinein, dass ihre beiden Spitzen bis zur Höhe (E) reichen. Die Spitze der anderen Stiftelektrode reicht bis zur Höhe (F). Sodann fließt durch jede der Stiftelektroden a, b und c ein Strom bei einer niedrigen Spannung. Die Stromleitung durch die Tinte zwischen allen Stiftelektroden a, b und c wird erkannt. Auf diese Weise wird die Menge der im Teiltank 203 enthaltenen Tinte erkannt. In dem speziellen Fall, wenn der Flüssigkeitspegel tiefer als die Höhe (E) liegt, findet zwischen den Stiftelektroden a und b keine Stromleitung statt. Wenn dieser Zustand erkannt wird, wird wie später beschrieben Tinte vom Haupttank 202 zum Teiltank 203 befördert. Wenn der Flüssigkeitspegel der Tinte oberhalb der Höhe (F) liegt, kommt es zwischen den Stiftelektroden a und c zur Stromleitung. Wenn diese Stromleitung erkannt wird, wird die Tintenzufuhr zum Teiltank 203 beendet.
An einer Stelle oberhalb der Höhe (F) im oberen Teil des Teiltanks 203 ist ein Entlüftungsventil 224 angeordnet. Dieses Ventil wird mittels einer (nicht gezeigten) Steuervorrichtung betätigt.
Der untere Teil des Teiltanks 203 und die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 sind mittels einer Nebenleitung 234 miteinander verbunden, wodurch mittels der Kapillarkräfte der Düsen der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 Tinte vom Teiltank 203 zur Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 befördert werden kann. Dabei kommt es, wenn sich die Tintenstrahl-Druckkbpfeinheit 201 unterhalb des Flüssigkeitspegels der Tinte im Teiltank 203 befindet, zum Auslaufen von Tinte. Wenn die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 hingegen zu hoch angebracht ist, kann der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 keine Tinte zugeführt werden. Daher muss die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 so positioniert werden, dass die Tinte in der Düsenfläche einen Meniskus bildet und so die Düse ausfüllt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 so angeordnet, dass die Höhe a der Düsenfläche der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 50 mm über der Höhe (E) und die Höhe b der Düsenfläche der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 10 mm über der Höhe (F) beträgt.
Die Nebenleitung 234 wiederum ist mit einem Schließventil 230 für die Nebenleitung versehen. Dieses Ventil verschließt den Tintenpfad zwischen dem Teiltank 203 und der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 durch Zudrücken bzw. Quetschen der Nebenleitung 234. Die Nebenleitung 234 ist an der Stelle unterhalb der Höhe (E) mit dem Teiltank 203 und mit der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 verbunden.
Die Abdeckung 217 zum Abdecken der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 ist mittels einer Saugleitung 236 mit einem Tintenentsorgungstank 221 verbunden. Für die Saugleitung 236 steht eine Saugpumpe 218 zur Verfügung. Wenn die Saugpumpe 218 bei einem Zustand betrieben wird, in dem die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 durch die Abdeckung 217 abgedeckt ist, wird Tinte aus der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 in die Abdeckung 217 gesaugt und dann durch die Saugleitung 236 zum Tintenentsorgungstank 221 befördert und dort gespeichert.
Ferner sind der Tintenentsorgungstank 221 und der Teiltank 203 mittels einer Unterdruckleitung 237 miteinander verbunden. Die Unterdruckleitung 237 ist mit dem Teiltank 203 an einer Stelle verbunden, die über der Höhe (F) liegt. Die Unterdruckleitung 237 ist ebenfalls mit einem Schließventil 231 der Unterdruckleitung und einer Unterdruckpumpe 219 versehen, um das Gas (Luft) aus dem Teiltank 203 abzusaugen, wenn die Unterdruckpumpe 219 bei geöffnetem Unterdruckschließventil 231 betrieben wird. Die so abgesaugte Luft wird durch die Öffnung 221a des Tintenentsorgungstanks nach außen abgegeben. Das Innere der Unterdruckleitung 237 ist wie später beschrieben so beschaffen, dass die Luft aus dem Teiltank entfernt wird. Die Leitung ist also nicht notwendigerweise allein dadurch mit dem Tintenentsorgungstank verbunden, dass sie an ihrem Ende nach außen hin offen ist.
Die Saugpumpe 218 und die Unterdruckpumpe 219 sind Schlauchpumpen, die jeweils durch einen Pumpenmotor 220 betrieben werden.
Im Folgenden wird unter Bezug auf das Flussdiagramm in 3 der Vorgang des Nachfüllens von Flüssigkeit der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der oben beschriebenen Struktur beschrieben.
Der Vorgang des Nachfüllens der Flüssigkeit erfolgt während des Aufzeichnungsvorgangs. Zuerst wird Tinte aus der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit freigesetzt, um gemäß Aufzeichnungssignalen auf ein Aufzeichnungsblatt zu drucken (aufzuzeichnen), indem wiederholt die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 zum Drucken hin- und herfährt und der Vorschub des Aufzeichnungsblattes (S301) betätigt wird. An diesem Punkt sind das Schließventil 230 der Nebenleitung und das Entlüftungsventil 224 offen. Auch die Saugpumpe 218 und die Unterdruckpumpe 219 sind außer Betrieb.
Im Laufe der Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsblatt wird die Tinte im Teiltank verbraucht.
Das vordere Ende der Hauptleitung 226 taucht in die Tinte im Teiltank 203 ein, während der Haupttank einschließlich der Hauptleitung ohne das Leitungsende zur Außenluft hin abgeschlossen sind. Daher wird selbst dann, wenn der Flüssigkeitspegel des Teiltanks infolge des Tintenverbrauchs absinkt, in diesem Moment keine Tinte vom Haupttank zum Teiltank befördert.
Wenn die Tinte im Teiltank 203 so weit verbraucht ist, dass der Flüssigkeitspegel der Tinte im Teiltank 203 die Höhe (E) unterschreitet, wird die Stromleitung zwischen den Stiftelektroden a und b des Resttinte-Erkennungssensors 223 unterbrochen, wodurch erkannt wird, dass die Resttinte im Teiltank abnimmt (S302).
Sobald dies erkannt worden ist, wird die laufende Aufzeichnung auf dem Aufzeichnungsblatt vorübergehend unterbrochen (S303) und die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 zu ihrer Ausgangsstellung zurückgefahren. Die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit wird durch die Abdeckung 217 abgedeckt (S304). Dann wird das Schließventil 230 der Nebenleitung geschlossen (S305). Um aus dem Teiltank einen geschlossenen Raum im Tintenzuführungspfad zu machen, wird folglich das Entlüftungsventil 224 geschlossen (S306).
Anschließend wird das Schließventil 231 der Unterdruckleitung geöffnet (S307). In diesem Zustand läuft die Unterdruckpumpe 219 (S308), um die im Teiltank 203 befindliche Luft über die Unterdruckleitung 237 abzusaugen und so im Teiltank 203 einen Unterdruck zu erzeugen. Mit anderen Worten, man schließt den Teiltank 203 nach außen ab und verringert seinen Innendruck. Dadurch wird aus dem Haupttank 202 Tinte in den Teiltank 203 nachgefüllt (S309).
An diesem Punkt kann keine Tinte von der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 201 zum Teiltank 203 zurückfließen, da das Schließventil der Nebenleitung geschlossen ist. Das am oberen Ende der Hauptleitung 226 angebrachte Filter 225 hält auch Fremdkörperpartikeln zurück, wenn dem Teiltank 203 Tinte aus dem Haupttank 202 zugeführt wird.
Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung der Endteil der Hauptleitung im Teiltank oberhalb der Stelle angebracht, an der der Sensor erkennt, ob Flüssigkeit nachgefüllt werden muss. Infolgedessen befindet sich der Endteil der Hauptleitung stets in der Resttinte des Teiltanks. Bei dieser Anordnung kommt es beim Nachfüllen von Tinte nicht zum Schäumen, wodurch ein stabiles Nachfüllen der Tinte erreicht wird. Um das Nachfüllen der Tinte weiter zu stabilisieren, wird die Unterdruckpumpe gemäß der vorliegenden Ausführungsart erst nach dem Öffnen des Schließventils der Unterdruckleitung ein geschaltet. Daher ist es möglich, selbst wenn die Saugkraft für den normalen Ablauf des Nachfüllvorgangs ausreicht, die Luft aus der Unterdruckleitung nach außen abzuführen, ohne zu Anfang des Nachfüllvorgangs plötzliche Änderungen des inneren Zustands des Teiltanks auszulösen.
Das Nachfüllen der Tinte in den Teiltank erfolgt wie oben beschrieben gemäß dem Ergebnis der Prüfung durch das Resttinte-Erkennungsmittels wie das Resttinte-Erkennungsmittel 223, sodass Tinte nur bei Bedarf nachgefüllt wird. Folglich ist es möglich, die durch das Nachfüllen von Tinte in den Teiltank bedingte Unterbrechung des Aufzeichnungsvorgangs auf ein Mindestmaß zu beschränken.
Während des Nachfüllvorgangs wird sowohl die seit Beginn des Nachfüllvorgangs vergangene Zeit (S310) als auch der Flüssigkeitsstand (S311) geprüft. wenn der Flüssigkeitsstand der Tinte im Teiltank 203 die Höhe (F) innerhalb eines später zu beschreibenden Zeitraums erreicht, kommt es zur Stromleitung zwischen den Stiftelektroden a und c des Resttinte-Erkennungssensors 223. So wird erkannt, dass eine bestimmte Tintenmenge in den Teiltank nachgefüllt worden ist.
An diesem Punkt wird das Schließventil 231 der Unterdruckleitung geschlossen (S312), um die Wirkung der Unterdruckpumpe 219 zu unterbrechen (S313). Dann wird das Entlüftungsventil 224 geöffnet, um den Unterdruck im Innern des Teiltanks zuverlässig auszugleichen (S314); daraufhin wird das Schließventil 230 der Nebenleitung geöffnet (S315).
Indem die Wirkung des Unterdruckerzeugungsmittels vor dem Einströmen von Tinte in die Unterdruckleitung unterbrochen wird, verhindert man, dass der Strömungswiderstand in der Unterdruckleitung durch. das Tinte-Luft-Gemisch in der Unter druckleitung erhöht wird, wodurch eine kleinere Unterdruckpumpe verwendet werden kann.
Durch Unterbrechen der Wirkung der Unterdruckpumpe nach dem Schließen des Schließventils der Unterdruckleitung ist man außerdem in der Lage, das Zurückfließen von Tinte zu verhindern, selbst wenn Tinte in die Unterdruckleitung fließen sollte.
Die Betriebsdauer der Unterdruckpumpe 219 ist daher für die Zufuhr von Tinte zum Teiltank 203 so bemessen, dass eine vorgegebene ausreichende Tintenmenge in den Teiltank gefüllt wird. Wenn zwischen den Stiftelektroden a und c des Resttinte-Erkennungssensors 223 keine Stromleitung erkannt wird, nachdem die Unterdruckpumpe 219 bereits die vorgegebene Zeit lang gelaufen ist, wird festgestellt, dass sich im Haupttintentank 202 keine Tinte mehr befindet. Dies wird auf der (nicht gezeigten) Anzeigevorrichtung am Grundkörper der Aufzeichnungsvorrichtung angezeigt. Wenn sich im Haupttank 202 keine Tinte mehr befindet, wird der Haupttank von der Anschlusskappe 228 getrennt, um ihn durch einen neuen Haupttank zu ersetzen.
Es ist wie oben beschrieben vorgesehen, Tinte vom Haupttank über den Teiltank zur Tintenstrahl-Druckkopfeinheit zu befördern und gleichzeitig die Unterdruckpumpe bereitzustellen, um die Luft aus dem Teiltank zu entfernen. Dadurch, dass die Unterdruckpumpe im Teiltank einen Unterdruck erzeugt und so die Tinte aus dem Haupttank zuführt, braucht zwischen dem Haupttank und dem Teiltank kein Mechanismus bereitgestellt zu werden, der die Tinte zum Fließen bringt, und man kann einen Haupttank mit einem großen Aufnahmevermögen einbauen. Die Struktur des Tintenzuführungspfades kann daher vereinfacht werden, so dass im Tintenzuführungspfad kaum Staub, Ölbe standteile oder andere Fremdkörper auftreten. Demzufolge kann die stabile Tintenzuführung erreicht werden, ohne dass es in der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit zu nennenswerten Verstopfungen der Düsen kommt. Außerdem werden im Tintenzuführungspfad weniger Anschlüsse benötigt, da die Unterdruckpumpe nicht in einem Tintenzuführungspfad installiert ist. Daher kommt es kaum zum Auslaufen von Tinte infolge Trennens von Leitungen oder anderer Eingriffe.
(Zweite Ausführungsart)
Im Folgenden wird eine zweite Ausführungsart des Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf 4 beschrieben.
Im Unterschied zur ersten Ausführungsart ist gemäß der vorliegenden Ausführungsart in der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit eine Struktur (eine Druckkopfpatrone 160) vorgesehen, die in der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit ein Unterdruckerzeugungsbauteil (einen Tintenabsorber) aufnimmt und gleichzeitig eine Tankeinheit mit einem darin integrierten Flüssigkeitszuführungsabschnitt und einem Luftleitungsabschnitt bereitstellt. Ferner werden bei der vorliegenden Ausführungsart zwei Druckkopfpatronen 160 und 160' zum Aufzeichnen mit Tinte derselben Farbe verwendet. Für einen Teiltank 103 werden zwei Druckkopfpatronen 160 und 160' bereitgestellt. Die beiden Druckkopfpatronen 160 und 160' sind an ein und demselben Schlitten oder an getrennten Schlitten befestigt, die das Abtasten synchron zueinander vornehmen. Diese Patronen sind in Richtung der Düsenanordnung der Tintenstrahl-Druckkopfeinheiten 101 und 101' einem bestimmten Abstand voneinander angeordnet.
Jede der Tankeinheiten 150 und 150' der Druckkopfpatronen 160 bzw. 160' ist mit dem Teiltank 103 verbunden. Mit anderen Worten, die Unterteile der Tankeinheiten 150 und 150' sind über die Nebenleitungen 134 bzw. 134' mit den Schließventilen 130 bzw. 130' der Nebenleitung mit dem Unterteil des Teiltanks 103 verbunden.
Außerdem sind für die Tintenstrahl-Druckkopfeinheiten 101 und 101' zwei Anschlusskappen 117 bzw. 117' angeordnet. Jede der beiden Anschlusskappen 117 und 117' ist über die Saugleitungen 136 bzw. 136' mit dem Tintenentsorgungstank 121 verbunden. Die Saugpumpe 118, die über die Anschlusskappen 117 und 117' für die Saugregenerierung der Tintenstrahl-Druckkopfeinheiten 101 bzw. 101' sorgt, kann entweder für jede Saugleitung 136 bzw. 136' einzeln bereitgestellt werden, oder die Pumpe kann durch beide Leitungen gemeinsam genutzt werden. Alle übrigen Strukturen gleichen denen der ersten Ausführungsart und werden daher nicht noch einmal beschrieben.
Durch eine solche Anordnung von zwei Druckkopfpatronen 160 und 160' wird die Durchführung der so genannten Multiscan-Aufzeichnung ermöglicht, bei der die Aufzeichnung zuerst durch die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 101 mit einer Dichte von 50% auf der Eingangsseite in Vorschubrichtung erfolgt und anschließend nach erfolgtem Vorschub des aufgezeichneten Abschnitts zu der Stelle der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 101' auf der Ausgangsseite derselbe Abschnitt durch die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 101' mit der restlichen Dichte von 50% aufgezeichnet wird. Wenn die Länge der Düsenanordnung mit L gegeben ist und die Lücke zwischen den Tintenstrahl-Druckkopfeinheiten 101 und 101' eine Länge L/2 des ganzzahligen Vielfachen der Lücke L beträgt und ein Aufzeichnungsmedium ebenfalls mit einem Vorschub von L/2 weitertransportiert wird, treten die Übergänge zwischen den Zeilen weniger in Erscheinung. Beim Bedrucken von Textilien unter Verwendung von Stoff als Aufzeichnungsmedium werden Muster oder Bilder oft über die gesamte Stofffläche hinweg gebildet. Daher sind die durch die oben beschriebene Anordnung erreichbaren Ergebnisse besonders wichtig.
Wenn die Tinte im Teiltank 103 während der Aufzeichnung verbraucht wird, wird ebenso wie bei der ersten Ausführungsart dem Teiltank 103 Tinte vom Haupttank 102 zugeführt. Mit anderen Worten, jeder der Tintenstrahl-Druckkopfeinheiten 101 und 101' der Patronen 160 bzw. 160' ist jeweils durch die Anschlusskappen 117 bzw. 117' abgedeckt. In diesem Zustand sind das Entlüftungsventil 124 und die Schließventile 130 und 130' der Nebenleitung geschlossen. Gleichzeitig ist das Schließventil 131 der Unterdruckleitung geschlossen. Die Unterdruckpumpe 119 läuft. Dadurch wird im Teiltank 103 ein Unterdruck erzeugt. Durch das Einwirken dieses Unterdrucks wird dem Teiltank 103 Tinte aus dem Haupttank 102 zugeführt. Wenn eine vorgegebene Tintenmenge in den Teiltank 103 gelangt ist, wird das Schließventil 131 der Unterdruckleitung geschlossen, um die Zuführung von Tinte in den Teiltank 103 zu stoppen. Das Zuführen von Tinte aus dem Teiltank zur Druckkopfpatrone er folgt, indem sowohl das Entlüftungsventil 124 als auch die Schließventile 130 und 130' der Nebenleitung geöffnet werden, wenn die Resttintenmenge in der Tankeinheit eine bestimmte Menge unterschreitet.
Wenn die Resttintenmenge im Teiltank das Tintenaufnahmevermögen der Druckkopfpatrone ausreichend übersteigt, bleibt das Schließventil der Nebenleitung oder das Entlüftungsventil geöffnet. Es reicht aus, der Druckkopfpatrone nur dann Tinte aus dem Teiltank zuzuführen, wenn die Resttintenmenge in der Tankeinheit eine bestimmte Menge unterschreitet.
Bei der vorliegenden Ausführungsart wurde der Fall beschrieben, bei dem zwei Druckkopfpatronen 160 und 160' bereitge stellt wurden, die vorliegende Erfindung kann jedoch auch auf die Anordnung von drei oder mehr Druckkopfpatronen angewendet werden. Außerdem ist es möglich, die Lücke zwischen den einzelnen Druckkopfpatronen, die Druckdichten und die Vorschubschritte eines Aufzeichnungsmediums entsprechend den gewünschten Bildqualitäten in geeigneter Weise einzustellen.
Bei der vorliegenden Ausführungsart wurde auch die Druckkopfpatrone beschrieben, die in die Flüssigkeitsstrahl-Druckkopfeinheit und die Tankeinheit unterteilt ist und bei der der Flüssigkeitsstrahl-Druckkopf mit dem Teiltank verbunden ist; man kann jedoch ebenso wie bei der ersten Ausführungsart eine Struktur dergestalt anordnen, dass der Flüssigkeitsstrahl-Druckkopf mittels Leitungen direkt angeschlossen ist.
(Weitere Ausführungsarten)
Die Ausführungsarten des Hauptteils der vorliegenden Erfindung sind oben beschrieben worden. Im Folgenden werden weitere Beispiele beschrieben, die vorzugsweise bei diesen Ausführungsarten eingesetzt werden können.
Dabei können die unten beschriebenen Beispiele, wenn es nicht anders angegeben ist, auf alle oben beschriebenen Ausführungsarten angewendet werden.
<Unterdruckerzeugungsmittel Unterdruckerzeugungsleitung>
Für jede der oben beschriebenen Ausführungsarten wird das Beispiel gezeigt, bei dem eine Schlauchpumpe zum Erzeugen des Unterdrucks in dem Teiltank verwendet wird. Man kann jedoch einen beliebigen Pumpentyp verwenden, die in der Lage ist, die Luft aus dem Teiltank zu entfernen; dies muss nicht notwendigerweise eine Schlauchpumpe, sondern kann auch eine Zahnradpumpe sein. Bei Verwendung einer Zahnradpumpe kann diese unmittelbar am Übergang zwischen dem Teiltank und der Unterdruckleitung angeordnet werden. Auch in diesem Fall wird ebenso wie bei der ersten Ausführungsart verhindert, dass der Strömungswiderstand in der Unterdruckleitung durch das Tinte-Luft-Gemisch erhöht wird; dadurch wird es möglich, dass das Nachfüllen der Tinte mit einer ausreichend hohen Geschwindigkeit erfolgt und zugleich eine kleine Pumpe zur Unterdruckerzeugung genügt.
Ferner dient bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsarten zum Betreiben der Unterdruckpumpe und einer Pumpe zur Saugregenerierung, welche später beschrieben wird, ein und derselbe Motor. Im vorliegenden Fall wird eine Anordnung gewählt, mittels derer zwischen den beiden Anwendungsfällen hin- und hergeschaltet werden kann. Man kann jedoch für jeden Anwendungsfall einen extra Motor installieren. In diesem Fall kann das Nachfüllen der Flüssigkeit während der Saugregenerierung erfolgen, die später beschrieben wird.
Außerdem kann man als Schließventil der Unterdruckleitung einen Mechanismus vorsehen, der Schläuche mittels eines Exzenters zusammendrückt. Außer während des Nachfüllvorgangs kann das Schließventil der Unterdruckleitung entweder offen oder geschlossen bleiben. Wenn jedoch der oben beschriebene Mechanismus Verwendung findet, ist es aus Gründen der Haltbarkeit wünschenswert, das Schließventil geschlossen zu halten, wenn nicht gerade der Nachfüllvorgang erfolgt.
Dabei kann man, wenn als Mechanismus für ein Schließventil der Unterdruckleitung das Zusammendrücken eines Schlauches gewählt wird, das Ventil während der Ausführung eines Vorgangs öffnen, bei dem kein Unterdruck erzeugt wird o. Ä.
<Teiltank>
5 zeigt einen Teiltank, der für die Flüssigkeitszuführungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
Der Endteil der Hauptleitung ist, wie oben bei allen Ausführungsarten beschrieben, unterhalb der Stellung (E) im Teiltank angebracht, damit erkannt werden kann, wann das Nachfüllen von Flüssigkeit erforderlich ist. Dadurch erzeugt die Tinte im Teiltank beim Nachfüllen keinen Schaum und es wird ein stabiles Nachfüllen der Tinte bewirkt. Außerdem ist der Endteil der Unterdruckleitung über der Stellung (F) angebracht, damit erkannt werden kann, wann das Nachfüllen der Flüssigkeit beendet werden muss. Dadurch kann das Unterdruckerzeugungsmittel abgeschaltet werden, bevor Tinte in die Unterdruckleitung gelangt, und die Durchführung der Nachfüllens der Flüssigkeit wirksam stabilisiert werden.
Als Mittel zum Erkennen der Stellungen des Flüssigkeitspegels werden bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsarten Elektroden verwendet. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht notwendigerweise auf ein derartiges Erkennungsverfahren beschränkt. Neben vielen anderen Verfahren kann auch eine optische Erkennungsvorrichtung Verwendung finden. Ferner ist es möglich, als Erkennungsverfahren die Anzahl der Druckpunkte zu erfassen, um das Nachfüllen der Flüssigkeit in geeigneter Weise durchzuführen.
Außerdem ist wie in 5 gezeigt die Höhe vom Tankboden bis zum Ende der Hauptleitung als h1, die Höhe bis zum Ende der Unterdruckleitung als h2 und die Höhe bis zum Ende der Öffnung des Entlüftungsventils als h3 definiert. Ferner wird die Beziehung h1 < h2 definiert, damit die Luft aus dem Teiltank entfernt wird, um das Nachfüllen der Tinte zu bewirken. Wenn die Beziehung h2 < h3 definiert wird, kann ferner verhindert werden, dass Tinte aus dem Teiltank durch das Entlüftungsventil überläuft, da auch dann durch die Unterdruckleitung Flüssigkeit nach außen befördert wird, wenn das Flüssigkeitserkennungsmittel oder die Unterdruckpumpe nicht mehr stabil arbeiten.
<Haupttank>
Bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsarten besteht der Haupttank aus einem weichen Material (wie etwa einem flexiblen Behälter) und ist bis auf den Pfad für die Verbindung zwischen dem Haupttank und dem Teiltank abgeschlossen. Daher verformt sich der Haupttank, während die Menge der Tinte im Haupttank abnimmt. Eine derartige Struktur erlaubt es, die Lage der Haupttanks in einer Flüssigkeitszuführungsvorrichtung frei zu wählen.
Anstelle der vorangehenden Anordnung kann man nun im Haupttank eine Öffnung vorsehen, durch die zusätzlich zu dem Pfad, der ihn mit dem Teiltank verbindet, Luft eindringen kann. In diesem Fall sollte der Endteil der Hauptleitung auf der Seite des Haupttintentanks möglichst im unteren Teil des Haupttanks angeordnet werden, damit die Tinte zuverlässig aus dem Haupttank in den Teiltank befördert wird. Außerdem ist es erforderlich, die Lage von Haupttank und Teiltank geeignet zu wählen, damit Tinte nicht aufgrund von unterschiedlichen Flüssigkeitsständen vom Haupttank in den Teiltank fließt. Der Haupttank sollte zum Beispiel an einer Stelle unterhalb des Teiltanks installiert werden. Andererseits braucht der Haupttank selbst nicht aus einem flexiblen Material zu bestehen, wenn er in dieser Weise zur Außenluft hin offen ist. Deshalb ist es hier ratsam, die Anordnungen je nach Bedarf zu wählen.
Ferner kann man für die Hauptleitung, die den Haupttank mit dem Teiltank verbindet, eine Leitung vorsehen, die an der dem Haupttank zugewandten Seite mittels eines Schaltventils mit mehreren Zweigleitungen verbunden werden kann, sodass die Leitung gleichzeitig mit einer Vielzahl von Haupttanks verbunden werden kann. Auf diese Weise kann die Flüssigkeitszufuhr ohne Unterbrechung erfolgen, indem man von einem Haupttank, in dem die Tinte ausgeht, zu einem anderen Haupttank umschaltet. Währenddessen kann der benutzte Haupttank durch einen neuen Haupttank ersetzt werden. Dadurch erfolgt die Tintenzufuhr vom Haupttank zum Teiltank wirkungsvoller.
<Regenerierung>
Unter Bezug auf das in 6 gezeigte Flussdiagramm wird jetzt die Regenerierung der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 beschrieben.
Die Regenerierung erfolgt während des Aufzeichnungsvorgangs. Zuerst fährt die Druckkopfpatrone 60 zum Drucken (Aufzeichnen) über das Aufzeichnungsblatt 15 (S101). Wenn der zweite Aufzeichnungsdurchlauf erfolgt ist (S102), wird eine Leerlaufentladung durchgeführt (S103). Die Leerlaufentladung dient dazu, durch Anlegen vorgegebener Steuerimpulse Tinte aus allen Düsen in die Abdeckung 17 oder Ähnliches zu entladen, um die durch das Fließen der Flüssigkeits- und Luftstrahlen erniedrigte Temperatur der Fläche auszugleichen sowie Fremdkörperteilchen in den Düsen zu beseitigen. Wenn der Benetzungszustand der Düsen an der Atmosphäre verbessert werden muss, kann die Leerlaufentladung durchgeführt werden, während die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 abgedeckt ist. Außerdem wird die Leerlaufentladung wegen der Alterung der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 vor Beginn des Druckvorgangs durchgeführt.
Ferner wird außer der Leerlaufentladung jeweils nach einer vorgegebenen Anzahl von n Aufzeichnungsdurchläufen eine Saugregenerierung durchgeführt (S104). Die Saugregenerierung dient dazu, in den Düsen zurückgebliebene Luftblasen zu entfernen, damit die Entladungen stabil bleiben. Während die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 durch die Abdeckung bedeckt ist, wird die Saugpumpe 18 eingeschaltet, um zwangsweise Tinte anzusaugen und so in den Düsen zurückgebliebene Luftblasen nach außen zu befördern. Die Saugregenerierung beeinflusst die Aufrechterhaltung der stabilen Entladungen vorteilhaft, indem an der Düsenfläche anhaftende Staubpartikeln und Ablagerungen sowie die in den Düsen befindlichen Staubpartikeln abgewaschen werden. Die so abgesaugte Tinte wird in den Tintenentsorgungstank 21 überführt. Wenn die Vorrichtung längere Zeit unbenutzt bleibt, kommt es hier auch bei abgedecktem Druckkopf zum allmählichen Verdampfen der Tinte, und die Tinte wird zu zähflüssig. Um solche zu zähflüssig gewordene Tinte zu entfernen, wird daher die Saugregenerierung vor Beginn der Aufzeichnung durchgeführt.
Wenn die Saugregenerierung beendet ist, wird eine Lamellenreinigung durchgeführt (S106). Die Lamellenreinigung besteht darin die Düsenoberfläche der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 mittels der Lamelle 11 abzuwischen, die neben der Abdeckung 17 angebracht ist. Durch diese Reinigung wird der Tintennebel oder Ähnliches, der durch das Freisetzen der Tinte entsteht und an der Düsenoberfläche haftet, abgewischt, um die Entladungen stabil zu halten. Aus Gründen der Haltbarkeit und der Beständigkeit gegenüber Tinte ist die Lamelle 11 aus Silicongummi oder Urethangummi hergestellt. Der vorderste Teil der Lamelle 11 ist außerdem so angebracht, dass er um 0,7 bis 1,0 mm über die Düsenoberfläche der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 hinwegragt. Während die Lamelle 11 in Aktion ist, wischt sie die Oberfläche ab und verbiegt sich dabei um diesen Betrag.
Nach Abschluss der Lamellenreinigung wird wieder die Leerlaufentladung durchgeführt (S107). Jede der oben beschriebenen Operationen wird so lange wiederholt, bis die Aufzeichnung fertig ist (S108). Nach der Aufzeichnung wird die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 durch die Abdeckung 17 abgedeckt, um die Aufzeichnung zu beenden. Wenn der Strahldruckkopf 1 längere Zeit unbenutzt der Außenluft ausgesetzt bleibt, verdampft die Tinte in den Düsen und wird zu zähflüssig, wodurch die Entladungen instabil werden. Das Abdecken der Tintenstrahl-Druckkopfeinheit 1 nach Beenden der Aufzeichnung dient dazu, instabile Entladungen zu verhindern. Im Innern der Abdeckung 17 befindet sich ein Flüssigkeitsabsorber, um die Tinte feucht zu halten und im Innern der Abdeckung 17 eine hohe Feuchte aufrechtzuerhalten, damit die Tinte nicht zu zähflüssig wird.
Durch die oben beschriebene Regenerierung werden die für nachteilige Auswirkungen auf die Tintenentladungen verantwortlichen Ursachen vollständig beseitigt, sodass die Aufzeichnung immer unter guten Bedingungen stattfinden kann.
<Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung>
Für jede der oben beschriebenen Ausführungsarten wird eine Aufzeichnungsvorrichtung vom seriellen Abtasttyp gezeigt. Bei dieser Vorrichtung erfolgt die Aufzeichnung, indem die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit wiederholt hin- und herläuft. Die Tintenstrahl-Druckkopfeinheit kann hier aus einer ganzen Zeile mit einer Länge bestehen, die der maximalen Aufzeichnungsbreite der Aufzeichnungsvorrichtung entspricht, die eine solche Einheit verwendet.
Desgleichen wird in der Beschreibung der vorliegenden Erfindung Tinte als verwendbare Flüssigkeit angegeben, jedoch gibt es unter den Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen eine, die mit einem Strahldruckkopf zur Verwendung von Vorbehandlungsflüssigkeit ausgestattet ist; dieser Druckkopf setzt vor dem Freisetzen der Tinte die Vorbehandlungsflüssigkeit frei, die zum Ausfällen des Farbstoffs in der Tinte dient, um deren Eindringen in ein Aufzeichnungspapierblatt zu verbessern. Die vorliegende Erfindung kann auch in einem solchen Fall eingesetzt werden, indem der Zuführungspfad für die Vorbehandlungsflüssigkeit dieselbe Struktur wie bei jeder der oben beschriebenen Ausführungsarten aufweist. Insbesondere, wenn ein Zuführungsmittel wie eine Pumpe im Zuführungspfad für die Vorbehandlungsflüssigkeit angeordnet wird und die Zuführung durch ein solches Mittel erfolgt, kann es leicht zur Bildung von Luftblasen kommen, was wiederum zu fehlerhaften Entladungen führt. Durch die Anwendung der vorliegenden Erfindung kann ein solches Problem jedoch wirksam gelöst werden.
Ferner wird bei der Beschreibung jeder der oben beschriebenen Ausführungsarten eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung angegeben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht notwendigerweise auf die Anwendung einer Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung beschränkt. Bei anderen Anwendungen ist es zum Beispiel möglich, die vorliegende Erfindung zur Flüssigkeitszufuhr außer für Druckköpfe auch für andere flüssigkeitsverbrauchende Bauteile zu verwenden. Ferner ist die für die vorliegende Erfindung anwendbare Flüssigkeit nicht auf Tinte und Vorbehandlungsflüssigkeit beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann ebenso auch auf ölartige Flüssigkeiten angewendet werden. Insbesondere kann die Erfindung wirksam bei Verwendung einer Flüssigkeit angewendet werden, bei der es wünschenswert ist, jegliche Mi schung von Fremdkörperpartikeln in ihrem Zuführungspfad zu vermeiden.
Das Verfahren zum Nachfüllen von Flüssigkeit und die Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung der vorliegenden Erfindung sind wie oben beschrieben so gestaltet, dass in der Mitte des Flüssigkeitszuführungspfades ein Teiltank angeordnet ist, der vorübergehend eine Flüssigkeit enthält; dabei wird die Außenluft für die Flüssigkeitszufuhr genutzt, indem der Teiltank nach außen abgeschlossen und zum Nachfüllen der Flüssigkeit in ihm ein Unterdruck erzeugt wird. Mit dieser Anordnung ist es möglich, eine stabile Flüssigkeitszufuhr zu erreichen.
Ferner wird in einem vom Flüssigkeitszuführungspfad verschiedenen Pfad ein Unterdruckerzeugungsmittel bereitgestellt, um den Druck in dem Teiltank zu verringern. Durch diese Anordnung kann der Flüssigkeitszuführungspfad einfach gestaltet werden, sodass es möglich wird, das Austreten von Tinte und andere Betriebsstörungen zu verringern. Da die in dem Teiltank befindliche Luft abgesaugt wird, damit aus dem Teiltank ein abgeschlossener Raum mit Unterdruck wird, kann in diesem Fall eine Pumpe als Mittel zur Unterdruckerzeugung dienen. Demzufolge kann der Unterdruck mit einer einfachen Struktur leicht erzeugt werden. Ferner kann man verhindern, dass Flüssigkeit, die im Teiltank ausgangsseitig für die Zuführung bereit steht, von der Ausgangsseite des Flüssigkeitszuführungspfades in den Teiltank zurückfließt, indem das Tankinnere nur einmal zur Außenluft hin geöffnet wird. Außerdem kann man die Häufigkeit des Nachfüllens von Flüssigkeit in den Teiltank minimieren, indem man die Restflüssigkeit im Teiltank erkennt, und so das Nachfüllen der Flüssigkeit stabilisieren.
Insbesondere wenn das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung zur Flüssigkeitszufuhr bei der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung angewendet wird, die mit dem Flüssigkeitsstrahl-Druckkopf am Ausgang des Flüssigkeitszuführungspfades ausgestattet ist, kann man eine Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung bereitstellen, bei deren Flüssigkeitsstrahl-Druckkopf die Düsen nur selten verstopfen.

Claims

Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit in einen Flüssigkeitszuführungspfad (103; 234), der mit einem Teiltank (103; 203) verbundenen ist, welcher die Flüssigkeit vorübergehend enthält und die Flüssigkeit mittels der Außenluft einem Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201) zuführt, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Umwandeln des Teiltanks (103; 203) in einen abgeschlossenen Raum, Verringern des Drucks in dem Teiltank (103; 203) durch Absaugen der Luft aus dem Teiltank (103; 203), und Einfüllen der Flüssigkeit während der Druckverringerung in den Teiltank (103; 203), gekennzeichnet durch Schließen des Flüssigkeitszuführungspfades (134; 234) zwischen dem Teiltank (103; 203) und dem Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201), wenn der Teiltank (103; 203) in einen abgeschlossenen Raum umgewandelt wird.
Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit nach Anspruch 1, bei dem die Druckverringerung in dem Teiltank (103; 203) durch ein Mittel (119; 219) zum Erzeugen eines Un terdrucks ausgeführt wird, das auf einem vom Flüssigkeitszuführungspfad (103; 203) unterschiedlichen Pfad (237) angebracht ist.
Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit nach Anspruch 2, bei dem das Mittel (119; 219) zum Erzeugen eines Unterdrucks unwirksam gemacht wird, bevor die Flüssigkeit in den anderen Pfad (237) fließt.
Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit nach Anspruch 1, bei dem der Teiltank (103; 203) zur Außenluft hin geöffnet wird, nachdem das Innere des Teiltanks (103; 203) mit Flüssigkeit gefüllt wurde.
Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit nach Anspruch 1, bei dem das Nachfüllen der Flüssigkeit in den Teiltank (103; 203) erfolgt, nachdem die Restflüssigkeit in dem Teiltank (103; 203) ermittelt wurde.
Verfahren zum Nachfüllen einer Flüssigkeit nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem der Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201) zur Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium durch Freisetzen der von dem Teiltank (103; 203) zugeführten Flüssigkeit aus den Düsen dient.
Flüssigkeitszuführungsvorrichtung mit einem Flüssigkeitszuführungspfad (134; 234) und einem Teiltank (103; 203), der die Flüssigkeit vorübergehend enthält und die Flüssigkeit mittels der Außenluft einem Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201) zuführt, wobei die Vorrichtung ferner Folgendes umfasst: Ein Mittel (124; 224) zum Umwandeln des Teiltanks (103; 203) in einen abgeschlossenen Raum, ein Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks zur Druckverringerung in dem Teiltank (103; 203) durch Absaugen der Luft aus dem Teiltank zum Nachfüllen der Flüssigkeit in den Teiltank, und ein Mittel, um die nachgefüllte Flüssigkeit von dem Teiltank dem Flüssigkeitsstrahlkopf zuzuführen zu können, wobei die Vorrichtung gekennzeichnet ist durch ein Mittel (130; 230) zum Schließen des Flüssigkeitszuführungspfades (134; 234) zwischen dem Teiltank (103; 203) und dem Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201), wenn der Teiltank (103; 203) in einen abgeschlossenen Raum umgewandelt wird.
Flüssigkeitszuführungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der das Mittel (119; 229) zum Erzeugen eines Unterdrucks auf einem von dem Flüssigkeitszuführungspfad (103; 234) unterschiedlichen Pfad (237) angeordnet ist.
Flüssigkeitszuführungsvorrichtung nach Anspruch 8, bei der das Mittel zum Erzeugen eines Unterdrucks eine Pumpe (119; 229) ist.
Flüssigkeitszuführungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei der ein Entlüftungsventil (124; 224) für den Teiltank (103; 203) bereitgestellt wird.
Flüssigkeitszuführungsvorrichtung nach Anspruch 7, bei dem das Mittel (123; 223) zum Ermitteln einer Flüssigkeitsmenge für den Teiltank (103; 203) bereitgestellt wird, um das Nachfüllen der Flüssigkeit festzulegen.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: Eine Flüssigkeitszuführungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, bei der der Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201) zur Aufzeichnung auf einem Aufzeichnungsmedium durch Freisetzen der Flüssigkeit aus den Düsen dient.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 12, die ferner Folgendes umfasst: einen Haupttank (102; 202) zum Speichern der in den Teiltank (103; 203) nachzufüllenden Flüssigkeit; ein erstes Flüssigkeitszuführungsrohr (226) zum Verbinden des Teiltanks (103; 203) mit dem Haupttank (102; 202); ein zweites mit einem Ventil (130; 230) versehenes Flüssigkeitszuführungsrohr (134; 234), wobei durch das Ventil die Verbindung zwischen dem Flüssigkeitsstrahlkopf (101; 201) und dem Teiltank (103; 203) gesteuert wird; eine Pumpe (119; 229) zum Absaugen der Luft aus dem Teiltank (103; 203); und ein Rohr (237) zum Erzeugen eines Unterdrucks für das Verbinden des Teiltanks (103; 203) mit der Pumpe (119; 229), wobei der Endteil des Rohrs (237) zum Erzeugen eines Unterdrucks an der Seite des Teiltanks höher gelegen ist als der Endteil des ersten Flüssigkeitszuführungsrohrs (226) auf der Seite des Teiltanks.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der das Entlüftungsventil (124; 224) des Teiltanks (103; 203) höher gelegen ist als der Endteil des Rohrs (237) zum Erzeugen eines Unterdrucks auf der Seite des Teiltanks.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der ein erstes Mittel (223a, c) zum Ermitteln einer Flüssigkeitsoberfläche an einer Stelle bereitgestellt wird, die höher gelegen ist als der Endteil des ersten Flüssigkeitszuführungsrohrs (226) auf der Seite des Teiltanks.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der ein zweites Mittel (223a, b) zum Ermitteln einer Flüssigkeitsoberfläche an einer Stelle bereitgestellt wird, die höher gelegen ist als der Endteil des Rohrs (237) zum Erzeugen eines Unterdrucks auf der Seite des Teiltanks.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Haupttank (102; 202) bis auf den Endteil des ersten Flüssigkeitszuführungsrohrs (226) auf der Seite des Teiltanks ein zur Außenluft hin abgeschlossener Raum ist.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der für das erste Flüssigkeitszuführungsrohr (226) ein Ventil (227) zum Verhindern eines Rückstroms bereitgestellt wird.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Haupttank (102; 202) in der Lage ist, mehr Tinte als der Teiltank (103; 203) aufzunehmen.
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 13, bei der der Haupttank einen Gummiverschluss (232) an einem Verbindungsteil eines Tintenzuführungsrohrs (226) zum Einfüllen von Tinte in den Teiltank (103; 203) umfasst.