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Die
Erfindung betrifft allgemein Tintenstrahldrucker und Tintenstrahldruckverfahren
und insbesondere einen Tintenstrahldrucker mit einem mit einer Wischeinrichtung
ausgerüsteten
messerartigen Reinigungsmechanismus und ein Verfahren zum Montieren
des Druckers. Ein Tintenstrahldrucker erzeugt durch bildweises Ausstoßen von
Tintentröpfchen
Bilder auf einem Empfangsmaterial. Tintenstrahldrucker arbeiten
berührungslos,
geräuscharm, mit
geringem Energieaufwand und geringen Betriebskosten und können zudem
auf normalem Papier drucken. Vor allem wegen dieser Vorteile haben sie
eine hohe Marktakzeptanz gefunden.
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Tintenstrahldrucker
mit kontinuierlichem Strahl, sogenannte „Continuous"-Tintenstrahldrucker,
bedienen sich zu diesem Zweck elektrostatischer Ladetunnel, die
in der Nähe
der Stelle angeordnet werden, an der Tintentröpfchen in Form eines Strahls
ausgestoßen
werden. Ausgewählte
Tröpfchen
werden dabei von den Ladetunnels elektrisch geladen. Die aufgeladenen
Tröpfchen
werden anschließend
von Ablenkblechen, zwischen denen eine vorbestimmte elektrische
Potentialdifferenz besteht, abgelenkt. Zum Abfangen der aufgeladenen
Tröpfchen
kann eine Rinne verwendet werden, während die nicht aufgeladenen
Tröpfchen
ungehindert auf das Aufzeichnungsmedium gelangen.
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Bei
Tintenstrahldruckern mit Tropfenabgabe auf Anforderung, den sogenannten „ondemand"-Tintenstrahldruckern,
wird das Tintenstrahltröpfchen
an jeder Düse
mit einem Druckerzeuger erzeugt. Diese Druckerzeuger können als
Heizelemente oder als piezoelektrische Elemente ausgebildet sein.
Als Heizelemente ausgebildete Druckerzeuger bewirken bei zweckdienlicher
Anordnung eine Erwärmung
der Tinte, sodass ein Teil der Tinte den Aggregatzustand wechselt
und eine Gasblase bildet, die den Innendruck der Tinte soweit erhöht, dass
ein Tintentröpfchen
auf das Aufzeichnungsmedium geschleudert wird. Für piezoelektrische Druckerzeuger
wird ein piezoelektrisches Material verwendet, dessen piezoelektrische
Eigenschaften bewirken, dass bei Anlegen einer mechanischen Spannung
ein elektrisches Feld erzeugt wird. Umgekehrt erzeugt das Anlegen
eines elektrischen Feldes eine mechanische Spannung in dem Material.
Zu den natürlichen
Substanzen, die diese Eigenschaften besitzen, gehören Quarz
und Turmalin. Die am häufigsten
hergestellten Piezo-Keramiken sind Bleizirkonattitanat, Bleimetaniobat, Bleititanat
und Bariumtitanat.
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Tinten
für schnelldruckende
Tintenstrahldrucker müssen
unabhängig
davon, ob diese Drucker „kontinuierlich" oder „piezoelektrisch" arbeiten, eine Reihe
besonderer Eigenschaften aufweisen. So sollte die Tinte beispielsweise
einen Zusatz enthalten, der das Eintrocknen der Tinte in der Tintenausstoßkammer
verhindert oder so stark verlangsamt, dass die Hohlräume und
die entsprechenden Düsen
durch ein gelegentliches kurzes Ausstoßen von Tintentröpfchen offengehalten
werden können.
Die Zugabe von Glykol erleichtert den ungehinderten Durchfluss der Tinte
durch die Tintenstrahlkammer.
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Der
Tintenstrahldruckkopf ist natürlich
den Einflüssen
der Umgebung am Einsatzort des Tintenstrahldruckers ausgesetzt.
So sind die vorher erwähnten
Düsen beispielsweise
Schwebstoffen unterschiedlicher Art ausgesetzt. Staubpartikel können sich
an um die Düsen
herum ausgebildeten Oberflächen
und auch in den Düsen
und den Kammern selbst ansammeln. Die Tinte kann sich mit solchen Staubpartikeln
zu einer störenden
Klette verbinden, welche die Düse
verstopft oder durch Änderung
der Oberflächenbenetzung
eine einwandfreie Bildung des Tintentröpfchens verhindert. Die Tinte
kann auch einfach austrocknen und auf der Oberfläche des Druckkopfs und in den
Tintenkanälen
verhärtete
Ablagerungen bilden. Zur Wiederherstellung einer einwandfreien Tröpfchenbildung
sollten die Staubpartikel und Ablagerungen von der Oberfläche und
aus der Düse
entfernt werden. Nach dem Stand der Technik erfolgt diese Reinigung
gewöhnlich
durch Bürsten,
Abwischen, Sprühen,
Unterdruckabsaugung oder kurzes Ausstoßen von Tinte durch die Düse.
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Somit
sind in Tintenstrahldruckern verwendete Tinten mit folgenden Problemen
behaftet:
Die Tinten neigen dazu, in den Düsen und um die Düsen herum
auszutrocknen und die Düsen
zu verstopfen, während
das Abwischen der Düsenplatte
Verschleiß an
der Platte und am Wischer verursacht, wobei der Wischer selbst Partikel
erzeugt, welche die Düse
verstopfen. Zeitraubende Reinigungszyklen verringern die Produktivität der Tintenstrahldrucker. Ferner
wird beim Drucken großer
Formate, bei denen der Druck eines Bildes durch häufige Reinigungszyklen
unterbrochen werden muss, eine geringere Druckleistung erzielt.
Die Druckleistung sinkt auch bei Initiierung eines Spezialdruckmusters
zum Ausgleich für
verstopfte oder schlecht funktionierende Düsen.
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Tintenstrahldruckkopfreiniger
sind an sicht bekannt. Ein Wischsystem für Tintenstrahldruckköpfe wird
in dem William S. Osborne u.a. am 25. März 1997 erteilten US-Patent
5 614 930 mit dem Titel "Orthogonal
Rotary Wiping System For Inkjet Printheads" offenbart. Das Patent offenbart eine
rotierende Service-Station mit einer Taumeleinrichtung, auf der
ein Wischer montiert ist. Durch Drehung der Taumeleinrichtung wird
der Druckkopf entlang einer Strecke linear ausgerichteter Düsen abgewischt.
Zusätzlich
werden die Wischer mit einem Kratzer gereinigt. Osborne u.a. offenbaren
jedoch nicht die Verwendung eines von außen zugeführten Lösungsmittels zur Unterstützung des
Reinigungsvorgangs und auch nicht die vollständige Entfernung des von außen zugeführten Lösungsmittels.
Darüber
hinaus offenbart das Osborne u.a. erteilte Patent offensichtlich
keine Mittel für
eine Reinigung in den Tintenkanälen.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahldrucker
mit einem, mit einem Wischer ausgerüsteten messerartigen Reinigungsmechanismus
und ein Verfahren zum Montieren desselben zu schaffen, wobei der
Reinigungsmechanismus gleichzeitig eine Oberfläche eines Druckkopfs des Druckers
und in dem Druckkopf ausgebildete Tintenkanäle reinigt.
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Dementsprechend
besteht die Erfindung aus einem Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf
mit einer Oberfläche
und einem darin ausgebildeten Tintenkanal und einem diesem Druckkopf
zugeordneten Reinigungsmechanismus zum gleichzeitigen Entfernen
von Verunreinigungen von der Oberfläche und aus dem Tintenkanal,
wobei der Reinigungsmechanismus eine Wischeinrichtung mit einer
Vielzahl von darin ausgebildeten Ableitkanälen aufweist, die mit der Oberfläche ausrichtbar
sind und mit einem in dem Reinigungsmechanismus ausgebildeten Durchlass
in Verbindung stehen.
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Nach
einer beispielhaften Ausführungsform der
Erfindung umfasst ein Tintenstrahldrucker einen Druckkopf mit einer
Oberfläche,
die eine Vielzahl von Tintenausstoßöffnungen umgibt. Die Öffnungen
stehen mit jeweils einem einer Vielzahl von im Druckkopf ausgebildeten
Tintenkanälen
in Verbindung. Eine Wischeinrichtung zum Transportieren eines Lösungsmittels
weist eine Vielzahl von darin ausgebildeten inneren Durchlässen auf,
die mit der Oberfläche
ausrichtbar sind. Die Durchlässe
transportieren ein als Reinigungsmittel dienendes flüssiges Lösungsmittel
zur Oberfläche,
um Verunreinigungen von der Oberfläche wegzuspülen. Auf diese Weise werden
an der Oberfläche
vorhandene Verunreinigungen mit dem Lösungsmittel durch die Wischeinrichtung
von der Oberfläche
weggespült.
Die Wischeinrichtung zum Transportieren eines Lösungsmittels weist einen zweiten
darin ausgebildeten Durchlass auf, der ebenfalls mit der Oberfläche ausrichtbar
ist. Die Wischeinrichtung saugt das Lösungsmittel und die darin mitgeführten Verunreinigungen
von der Oberfläche
ab. Zur Unterstützung
der Ableitung des Reinigungsmittels und der Verunreinigungen ist
die abgeschrägte
Kante des Messers der Wischeinrichtung mit Ableitkanälen oder
Nuten versehen. Ferner ist zum Ausfiltern der Schwebstoffe aus dem
Lösungsmittel
und zum Rückführen sauberen
Lösungsmittels
zur Oberfläche
des Druckkopfs ein Rohrkreis vorgesehen.
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Außerdem ist
mit der Wischeinrichtung ein Translationsmechanismus verbunden,
der die Wischeinrichtung translatorisch über die Oberfläche des Druckkopfs
bewegt. Zu diesem Zweck kann der Translationsmechanismus eine mit
der Wischeinrichtung in Eingriff stehende Gewindespindel aufweisen. Darüber hinaus
ist mit der Wischeinrichtung ein Verschiebemechanismus verbunden,
der die Wischeinrichtung zum Reinigen der Tintenkanäle und der Oberfläche des
Druckkopfs in eine Position nahe der Oberfläche des Druckkopfs verschiebt.
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Ein
Merkmal der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines dem Druckkopf
zugeordneten Reinigungsmechanismus, der gleichzeitig Verunreinigungen
von der Oberfläche
des Druckkopfs und aus den Tintenkanälen entfernen kann.
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie die Reinigungszeit
verkürzt,
weil die Oberfläche
des Druckkopfs und die Tintenkanäle gleichzeitig
gereinigt werden.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
bevorzugten Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
Aufsicht einer ersten Ausführungsform
eines Tintenstrahldruckers mit einem hin und her bewegbaren Druckkopf
und einer dem Druckkopf benachbart angeordneten schwenkbaren Schreibwalze;
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2 eine
Aufsicht der ersten Ausführungsform
des Druckers, die zeigt, wie die schwenkbare Schreibwalze in einem
Kreisbogen von dem Druckkopf weggeschwenkt wird;
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3 eine
Ansicht entlang der Schnittlinie 3–3 in 1, in der
sich ein Reinigungsmechanismus in einer Bereitschaftsstellung für die Bewegung
in eine dem Druckkopf benachbarte Position zum Reinigen des Druckkopfs
befindet;
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4 eine
teilweise im Aufriss dargestellte Ansicht des Druckkopfs und der
diesem benachbart angeordneten Schreibwalze;
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5 einen
Aufriss der ersten Ausführungsform
des Druckers in einer Ansicht, die den Reinigungsmechanismus nach
Einfahren in die Position zum Reinigen des Druckkopfs zeigt;
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6 eine
perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform des Messers der
zu dem Reinigungsmechanismus gehörenden
Wischeinrichtung in einer Darstellung, in der das Messer der Wischeinrichtung
den Druckkopf reinigt;
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7 eine
perspektivische Ansicht des Messers der Wischeinrichtung mit integrierten
Möglichkeiten
für den
Transport und das Absaugen des Lösungsmittels;
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8A einen
senkrechten Schnitt durch die erste Ausführungsform des Messers der
Wischeinrichtung während
das Messer den Druckkopf reinigt;
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8B einen
senkrechten Schnitt durch eine zweite Ausführungsform des Messers der
Wischeinrichtung während
das Messer den Druckkopf reinigt;
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9 einen
Aufriss einer zweiten Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers in einer Darstellung, in welcher der Reinigungsmechanismus
aufrecht steht und sich in einer Bereitschaftsstellung für die Bewegung
in eine dem Druckkopf benachbarte Position zum Reinigen des Druckkopfs
befindet, wobei der Druckkopf in eine aufrechte Stellung geschwenkt
werden kann;
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10 einen
Aufriss der zweiten Ausführungsform
des Druckers in einer Darstellung, die dem Reinigungsmechanismus
nach Einfahren in die Position zum Reinigen des nicht in eine aufrechte
Stellung geschwenkten Druckkopfs zeigt;
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11 einen
Aufriss einer dritten Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers in einer Darstellung, die den Druckkopf
nach dem Schwenken in eine aufrechte Stellung in einer Bereitschaftsstellung zum
Bewegen in eine dem aufrecht stehenden Reinigungsmechanismus benachbarte
Stellung zum Reinigen des Druckkopfs zeigt;
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12 einen
Aufriss der dritten Ausführungsform
des Druckers in einer Darstellung, die den Druckkopf nach Einfahren
in eine Position zum Reinigen des Druckkopfs zeigt;
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13 einen
Aufriss einer vierten Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers in einer Darstellung, die den Druckkopf
in einer waagerechten Bereitschaftsstellung zum seitlichen Bewegen
in eine dem Reinigungsmechanismus benachbarte Stellung zum Reinigen
des Druckkopfs zeigt;
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14 einen
Aufriss der vierten Ausführungsform
des Druckers in einer Darstellung, die den Druckkopf nach dem Einfahren
in die Position zum Reinigen des Druckkopfs zeigt;
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15 eine
Aufsicht einer fünften
Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers, der hier mit einem nicht hin und her bewegbaren „Seiten"-Druckkopf versehen
ist;
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16 eine
Ansicht entlang der Schnittlinie 16–16 in 15, in
der sich der Druckkopf in einer waagerechten Stellung befindet und
seitwärts
in eine dem Reinigungsmecha nismus benachbarte Position zum Reinigen
des Druckkopfs bewegt werden kann; und
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17 einen
Aufriss der fünften
Ausführungsform
des Druckers in einer Darstellung, die den Druckkopf nach Einfahren
in die Position zum Reinigen des Druckkopfs zeigt.
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Die
folgende Beschreibung konzentriert sich auf Elemente, die Bestandteil
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
sind oder unmittelbar mit dieser zusammenwirken. Hier im Einzelnen
nicht dargestellte oder beschriebene Elemente können die verschiedensten Formen
annehmen, die dem Fachmann bekannt sind.
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1 und 2 zeigen
eine als Ganzes mit 10 bezeichnete erste Ausführungsform eines Tintenstrahldruckers
zum Drucken eines Bildes 20 (gestrichelt gezeichnet) auf
einem Empfangsmaterial 30 (ebenfalls gestrichelt gezeichnet),
das als reflektierendes Empfangsmaterial (z.B. Papier) oder durchlässiges Empfangsmaterial
(z.B. Transparent) vorliegen kann. Das Empfangsmaterial 30 liegt
auf einer Schreibwalze 40 auf, die von einem mit der Schreibwalze 40 verbundenen
Schreibwalzenmotor 50 gedreht werden kann. Wenn der Schreibwalzenmotor 50 die
Schreibwalze 40 dreht, bewegt sich daher das Empfangsmaterial 30 in
einer von einem ersten Pfeil 55 angezeigten Richtung vorwärts. Aus
im Folgenden offenbarten Gründen
kann die Schreibwalze 40 in einem Bogen 59 um
eine Schwenkachse 57 nach außen geschwenkt werden. Für den Transport
vom Papier zum Drucken sind zahlreiche Lösungen möglich. Bei einem anderen Mechanismus
befördert
ein erster Transportrollensatz das Empfangsmaterial zum Drucken
auf eine Auflagefläche.
Ein zweiter Transportrollensatz entfernt das Empfangsmaterial, wenn
der Druckvorgang abgeschlossen ist.
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In 1, 3 und 4 umfasst
der Drucker 10 ferner einen der Schreibwalze 40 benachbart angeordneten
hin und her bewegbaren Druckkopf 60. Der Druckkopf 60 weist
eine Vielzahl von darin ausgebildeten Tintenkanälen 70 auf (nur sechs
dargestellt), wobei jeder Kanal 70 in einem Kanalauslass 75 endet.
Außerdem
wird jeder Kanal 70, der eine Tintenmenge 77 aufnehmen
kann, von zwei einander gegenüberliegend
angeordneten parallelen Seitenwänden 79a und 79b begrenzt.
Der Druckkopf 60 kann ferner eine Abdeckplatte 80 mit
einer Vielzahl durchgehender Öffnungen 90 aufweisen,
die kolinear mit entsprechenden Kanalauslässen 75 ausgerichtet sind,
derart, dass jede Öffnung 90 dem
Empfangsmaterial 30 zugewandt ist. Eine Oberfläche 95 der Abdeckplatte 80 umgibt
alle Öffnungen 90 und
ist ebenfalls dem Empfangsmaterial 30 zugewandt. Zum Drucken
des Bildes 20 auf dem Empfangsmaterial 30 wird
natürlich
aus dem Tintenkanal 70 durch die Öffnung 90 in Richtung
des Empfangsmaterials 30 entlang einer senkrecht zur Oberfläche 95 verlaufenden
bevorzugten Achse 105 ein Tintentröpfchen 100 gelöst, derart,
dass das Tröpfchen 100 in
geeigneter Weise von dem Empfangsmaterial 30 abgefangen
wird. Um dies zu erreichen, kann der Druckkopf 60 als „piezoelektrischer" Tintenstrahldruckkopf
aus einem piezoelektrischen Material, wie zum Beispiel Bleizirkoniumtitanat
(PZT) hergestellt werden. Ein solches piezoelektrisches Material
reagiert mechanisch auf elektrische Anregungen, sodass die Seitenwände 79a/b
sich bei elektrischer Anregung gleichzeitig nach innen verformen.
Wenn sich die Seitenwände 79a/b
gleichzeitig nach innen verformen, nimmt das Volumen des Kanals 70 ab,
sodass das Tintentröpfchen 100 aus
dem Kanal 70 und durch die Öffnung 90 gedrückt wird.
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Ebenfalls
in 1, 3 und 4 ist ein als
Ganzes mit 110 bezeichneter Transportmechanismus mit dem
Druckkopf 60 verbunden, um den Druckkopf 60 zwischen
einer ersten Position 115a und einer zweiten Position 115b (gestrichelt
gezeichnet) hin- und herzubewegen. Zu diesem Zweck bewegt der Transportmechanismus 110 den
Druckkopf 60 in der von einem zweiten Pfeil 117 angezeigten Richtung
hin und her. Der Druckkopf 60 gleitet auf einer länglichen
Führungsschiene 120,
die den Druckkopf 60 während
dessen Hin- und Herbewegung parallel zur Schreibwalze 40 führt. Der
Transportmechanismus 110 umfasst ferner einen an dem Druckkopf 60 befestigten
Antriebsriemen 130 zum Hin- und Herbewegen des Druckkopfs 60 zwischen
der ersten Position 115a und der zweiten Position 115b,
wie nachstehend beschrieben. Zu diesem Zweck betätigt ein Antriebsriemenmotor 140 mit
umkehrbarer Drehrichtung den Riemen 130 in der Weise, dass
sich der Riemen 130 hin- und herbewegt, damit sich der Druckkopf 60 bezüglich der
Auflage 40 hin- und herbewegt. Darüber hinaus überwacht ein mit dem Druckkopf 60 verbundener
Codierstreifen 150 die Position des Druckkopfs 60 während sich
dieser zwischen der ersten Position 115a und der zweiten
Position 115b hin- und herbewegt. Außerdem ist eine angebotene
Steuerungseinrichtung 160 mit dem Schreibwalzenmotor 50,
dem Antriebsriemenmotor 140, dem Codierstreifen 150 und
dem Druckkopf 60 verbunden, um deren Arbeitsweise so zu
steuern, dass auf dem Empfangsmaterial 30 in geeigneter Weise
ein Bild 20 erzeugt wird. Dafür eignet sich eine von der
Firma Parker Hannifin, Incorporated, in Rohnert Park, California,
USA, angebotene Steuerungseinrichtung mit der Bezeichnung Model
CompuMotor.
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Wie
am besten aus 4 ersichtlich, können sich
auf der Oberfläche 95 Verunreinigungen,
wie zum Beispiel Schwebstoffe 165, befinden. Diese Schwebstoffe 165 können die Öffnung 90 teilweise oder
ganz blockieren. Die Schwebstoffe 165 können beispielsweise aus Schmutzpartikeln,
Staub, Metall und/oder Verkrustungen eingetrockneter Tinte bestehen.
Die Verunreinigungen können
auch als unerwünschter
Film (z.B. Fett, Oxid oder dergleichen) auftreten. Unabhängig davon,
dass in der vorliegenden Beschreibung von Schwebstoffen die Rede
ist, betrifft die Erfindung auch solche unerwünschte Filme. Das Vorhandensein
von Schwebstoffen 165 ist insofern unerwünscht, als
das Tintentröpfchen 100,
wenn die Schwebstoffe 165 die Öffnung 90 völlig blockieren,
nicht aus der Öffnung 90 ausgestoßen werden kann.
Wenn die Schwebstoffe 165 die Öffnung 90 teilweise
blockieren, kann die Flugbahn des Tintentröpfchens 100 von der
bevorzugten Achse 105 zu einer nicht bevorzugten Achse 167 umgelenkt
werden (wie in der Zeichnung gezeigt). Wenn sich das Tintentröpfchen 100 entlang
einer nicht bevorzugten Achse 167 bewegt, landet es auf
dem Empfangsmaterial 30 an einer nicht beabsichtigten Stelle.
Auf diese Weise führt
eine solche völlige
oder teilweise Blockierung der Öffnung 90 zu
Druckfehlern, wie zum Beispiel „Streifenbildung", und somit zu einem
in hohem Maße
unerwünschten
Ergebnis. Außerdem kann
die Anwesenheit von Schwebstoffen 165 auf der Oberfläche 95 die
Oberflächenbenetzung ändern und
eine einwandfreie Bildung des Tröpfchens 100 verhindern.
Um Druckfehler und eine unzureichende Bildung des Tröpfchens 100 zu
verhindern, ist es daher wünschenswert,
die Schwebstoffe 165 (durch einen Reinigungsvorgang) zu
entfernen.
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In 3, 5, 6, 7 und 8A weist
eine erste Ausführungsform
eines Reinigungsmechanismus 170 eine Wischeinrichtung 210 zum Transportieren
eines Lösungsmittels
auf. In der Wischeinrichtung 210 ist eine erste Gruppe
einer Vielzahl innerer Durchlässe 220 ausgebildet.
Die Wischeinrichtung 210 zum Transportieren eines Lösungsmittels
ist zu der Oberfläche 95 so
ausgerichtet, dass die ersten Durchlässe 220 aus nachstehend
offenbarten Gründen
mit der Oberfläche 95 ausrichtbar sind.
Zu diesem Zweck sind die ersten Durchlässe 220 mit der Oberfläche 95 so
ausrichtbar, dass ein als Reinigungsmittel dienendes flüssiges Lösungsmittel
zu der Oberfläche 95 transportiert
werden kann, um Schwebstoffe 165 von der Oberfläche 95 wegzuspülen (wie
in der Zeichnung gezeigt). Wenn das Lösungsmittel die Schwebstoffe 165 von
der Oberfläche 95 wegspült, werden
diese natürlich
mit dem Lösungsmittel
abgeführt.
Die Wischeinrichtung 210 kann auch ein in einem Stück mit dieser
ausgebildetes Messerteil 225 aufweisen, das die Verunreinigung 165 von
der Oberfläche 95 entfernt,
wenn sich das Messer der Wischeinrichtung 210 in der von
einem dritten Pfeil 227 angezeigten Richtung über die Oberfläche 95 bewegt.
Dabei wirken Ableitkanäle 230 und
eine zweite Gruppe einer Vielzahl innerer Durchlässe 240 in Verbindung
mit der Unterdruckpumpe 290 so zusammen, dass nach Abfahren
der Oberfläche 95 mit
dem Messerteil 225 gegebenenfalls noch verbliebene Lösungsmittel-
und Schwebstoffreste 165 entfernt werden (wie in der Zeichnung gezeigt).
Während
das Messerteil 225 die Oberfläche 95 abfährt, werden
ferner die Ableitkanäle 230 mit den Öffnungen 90 ausgerichtet,
sodass in den Öffnungen 90 und
um diese herum vorhandene Lösungsmittel-
und Verunreinigungsreste 165 infolge des von der Unterdruckpumpe 290 erzeugten
Sogs in die inneren Durchlässe 240 abgesaugt
werden.
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8A zeigt
das Messer der Wischeinrichtung 210 in einer Abstreifstellung
mit einem Winkel θ von
weniger als 90 Grad. 8B zeigt das Messer der Wischeinrichtung 210 in
einer Wischstellung mit einem Winkel θ von mehr als 90°.
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Wie
aus 3, 5, 6, 7 und 8A ersichtlich,
ist aus nachstehend offenbarten Gründen dem Druckkopf 60 ein
als Ganzes mit 250 bezeichneter Rohrkreis zugeordnet. Der
Rohrkreis 250 weist ein erstes Rohrkreissegment 260 auf,
das mit einem in der Wischeinrichtung 210 ausgebildeten ersten
Durchlass 220 verbunden ist. Mit dem ersten Rohrkreissegment 260 ist
eine Ableitpumpe 270 zum Ableiten des Lösungsmittels in das erste Rohrkreissegment 260 verbunden.
Auf diese Weise gelangt das von der Ableitpumpe 270 in
das erste Rohrkreissegment 260 abgeleitete Lösungsmittel
in eine erste Gruppe von in der Wischeinrichtung 210 ausgebildeten
Durchlässen 220 und
auf die Oberfläche 95.
Dabei wird das auf die Oberfläche 95 abgeleitete
Lösungsmittel
so gewählt,
dass es mindestens teilweise als Schmiermittel zum Schmieren der
Oberfläche 95 dient.
Da die Oberfläche 95 auf
diese Weise geschmiert wird, kann das vorher erwähnte Messerteil 225 die
Oberfläche 95 und
gegebenenfalls an der Oberfläche 95 vorhandene
elektrische Schaltungen nicht wesentlich beeinträchtigen, verschrammen oder
auf andere Weise beschädigen.
Zusätzlich
ist ein zweites Rohrkreissegment 280 mit einer zweiten Gruppe
von in der Wischeinrichtung 210 ausgebildeten Durchlässen 240 ver bunden.
Eine mit dem zweiten Rohrkreissegment 280 verbundene Unterdruckpumpe 290 erzeugt
in dem zweiten Rohrkreissegment 280 einen Unterdruck (d.h.
einen Druck, der unter dem Atmosphärendruck liegt). Auf diese
Weise wird in der zweiten Gruppe von Durchlässen 240 und in dem
zweiten Rohrkreissegment 280 ein Unterdruck erzeugt. Infolge
des in dem zweiten Rohrkreissegment 280 erzeugten Unterdrucks
werden das Lösungsmittel
und die mitgeführten
Schwebstoffe 165 von der Oberfläche 95 in die zweite
Gruppe von Durchlässen 240 abgesaugt.
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Wie
ebenfalls aus 3, 5, 6, 7 und 8A ersichtlich,
ist zwischen dem ersten Rohrkreissegment 260 und dem zweiten
Rohrkreissegment 280 ein Lösungsmittelvorratsbehälter 300 angeordnet,
in dem sich ein Lösungsmittelvorrat befindet.
Die mit dem ersten Rohrkreissegment 260 verbundene Ableitpumpe 270 fördert das
Lösungsmittel
aus dem Behälter 300 über den
ersten Rohrkreis 260 in die zweiten Durchlässe 220.
Der erste Rohrkreis 260 muss sich daher von der Wischeinrichtung 210 bis
zum Behälter 300 erstrecken.
Ferner pumpt die mit dem zweiten Rohrkreissegment 280 verbundene
Unterdruckpumpe 290 das Lösungsmittel und die Schwebstoffe 165 von
der Oberfläche 95 des
Druckkopfs zum Behälter 300.
Zwischen der Unterdruckpumpe 290 und dem Behälter 300 befindet sich
ein mit dem zweiten Rohrkreissegment 280 verbundener Filter 310 zum
Einfangen (d.h. Ausscheiden) der Schwebstoffe 165 aus dem
Lösungsmittel, sodass
der Lösungsmittelvorrat
im Behälter 300 von Schwebstoffen 165 frei
ist. Wenn der Filter 310 mit Schwebstoffen 165 gesättigt ist,
wird er natürlich
von einem Bediener des Druckers 10 ausgetauscht. Somit
bildet der Kreislauf 250 einen Rezirkulationskreislauf,
in dem verunreinigungsfreies Lösungsmittel über die
Oberfläche 95 gefördert wird,
um diese wirksam zu reinigen. Zusätzlich ist mit dem ersten Segment 260 ein
zwischen der Wischeinrichtung 210 und der Ableitpumpe 270 angeordnetes
erstes Ventil 314 verbunden. Außerdem ist mit dem zweiten
Segment 280 ein zwischen dem Behälter 300 und der Unterdruckpumpe 290 angeordnetes
zweites Ventil 316 verbunden. Das Vorhandensein des ersten
Ventils 314 und des zweiten Ventils 316 erleichtert
die Wartung des Reinigungsmechanismus 170 insofern, als dieser
infolgedessen für
Wartungsarbeiten bequem außer
Betrieb gesetzt werden kann. So wird beispielsweise für einen
Austausch des Filters 310 die Ableitpumpe 270 abgeschaltet
und das erste Ventil 314 geschlossen. Die Unterdruckpumpe 290 bleibt
in Betrieb, bis das Lösungsmittel
und die Schwebstoffe im Wesentlichen aus dem zweiten Rohrkreissegment 280 evakuiert
worden sind. Darauf wird das zweite Ventil 316 geschlossen
und die Unterdruckpumpe 290 abgeschaltet. Anschließend wird
der gesättigte Filter 310 durch
einen sauberen Filter 310 ersetzt. Die erneute Inbetriebnahme
des Reinigungsmechanismus 170 erfolgt im Wesentlichen in
umgekehrter Reihenfolge wie die Außerbetriebsetzung.
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Wie
ferner aus 3, 5, 6, 7 und 8A ersichtlich,
ist ein als Ganzes mit 320 bezeichneter Translationsmechanismus
mit dem Reinigungsmesser der Wischeinrichtung 210 verbunden, um
das Reinigungsmesser der Wischeinrichtung 210 translatorisch über die
Oberfläche 95 des
Druckkopfs 60 zu bewegen. Zu diesem Zweck umfasst der Translationsmechanismus 320 eine
mit Außengewinde versehene
längliche
Spindel 330, deren Gewinde mit dem Reinigungsmesser der
Wischeinrichtung 210 in Eingriff steht. Ein mit der Spindel 330 verbundener Motor 340 kann
die Spindel 330 drehen, sodass das Reinigungsmesser der
Wischeinrichtung 210 über die
Oberfläche 95 fährt, wenn
sich die Spindel 330 dreht. Die Richtung, in der das Reinigungsmesser der
Wischeinrichtung 210 über
die Oberfläche 95 fährt, wird
von einem vierten Pfeil 345 angezeigt. Außerdem kann
das Reinigungsmesser der Wischeinrichtung 210 translatorisch
an jede Stelle auf der Spindel 330, die sich vorzugsweise über die
ganze Länge
der Führungsschiene 210 erstreckt,
bewegt werden. Infolgedessen kann das Reinigungsmesser der Wischeinrichtung 120 den
Druckkopf 60 an jeder beliebigen Stelle auf der Führungsschiene 120 reinigen.
Mit dem Motor 340 ist ferner ein Verschiebemechanismus 350 zum
Verschieben des Reinigungsmessers der Wischeinrichtung 210 in
eine Position nahe der Oberfläche 95 des
Druckkopfs 60 verbunden.
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2, 3 und 5 zeigen
die Schreibwalze 40 in einer dem Druckkopf 60 benachbarten Stellung,
in der sie, wenn keine geeigneten Maßnahmen ergriffen werden, das
Verschieben des Reinigungsmessers der Wischeinrichtung 210 in
eine Position nahe der Oberfläche 95 behindert.
Es ist daher wünschenswert,
die Schreibwalze 40 aus der Stellung, in der sie das Reinigungsmesser
der Wischeinrichtung 210 behindert, heraus zu bewegen,
damit das Reinigungsmesser der Wischeinrichtung 210 in eine
Position nahe der Oberfläche 95 verschoben werden
kann.
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Daher
wird gemäß der ersten
Ausführungsform
des Druckers 10 die Schreibwalze 40 um die vorher
erwähnte
Schwenkachse 57 entlang eines Kreisbogens 59 nach
außen
geschwenkt. Nach Schwenken der Druckwalze 40 kann der Verschiebemechanismus 350 das
Reinigungsmesser der Wischeinrichtung 210 in eine Position
nahe der Oberfläche 95 verschieben,
damit anschließend
die Schwebstoffe 165 aus dem Tintenkanal 70 und
von der Oberfläche 95 entfernt
werden können.
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9 und 10 zeigen
eine zweite Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 360, die Schwebstoffe 165 gleichzeitig
aus dem Tintenkanal 70 und von der Oberfläche 95 entfernen
kann. Die zweite Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 360 entspricht im Wesentlichen
der ersten Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 10, wobei jedoch die Druckwalze 40 fix
(d.h. nicht schwenkbar) ausgebildet ist. Bei dieser zweiten Ausführungsform
des Druckers ist der Druckkopf 60 um einen Lagerzapfen 370 in
eine aufrechte Stellung schwenkbar (wie in der Zeichnung dargestellt).
Der Reinigungsmechanismus 170 befindet sich ebenfalls in
einer aufrechten Stellung (wie in der Zeichnung gezeigt) und der
Verschiebemechanismus 350 verschiebt das Reinigungsmesser
der Wischeinrichtung 210 so, dass das Reinigungsmesser
der Wischeinrichtung in eine Position nahe der Oberfläche 95 bewegt
wird.
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11 und 12 zeigen
eine dritte Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 400, die Schwebstoffe 165 gleichzeitig
aus dem Tintenkanal 70 und von der Oberfläche 95 entfernen
kann. Die dritte Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 400 entspricht im Wesentlichen
der ersten Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 10, wobei jedoch hier die Schreibwalze 40 fix
(d.h. nicht schwenkbar) ausgebildet ist. Auch bei dieser dritten
Ausführungsform des
Druckers ist der Druckkopf 60 um einen Lagerzapfen 370 in
eine aufrechte Stellung schwenkbar (wie in der Zeichnung gezeigt)
und der Verschiebemechanismus 350 verschiebt den Drucker 400 (mit
Ausnahme der Schreibwalze 40) so, dass der Drucker 400 in
eine Position nahe dem Reinigungsmechanismus 170 bewegt
wird. Ferner befindet sich der Reinigungsmechanismus 170 in
einer festen aufrechten Stellung (wie in der Zeichnung gezeigt).
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13 und 14 zeigen
eine vierte Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 410, der Schwebstoffe 165 gleichzeitig
aus dem Tintenkanal 70 und von der Oberfläche 95 entfernen
kann. Die vierte Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 410 entspricht im Wesentlichen
der ersten Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers 10, wobei jedoch die Schreibwalze 40 hier
fix (d.h. nicht schwenkbar) ausgebildet ist und der Reinigungsmechanismus 170 gegenüber einem
Endabschnitt der Schreibwalze 40 eine um das Maß „X" versetzte Stellung
einnimmt. Ferner verschiebt der Verschiebemechanismus 350 bei
dieser dritten Ausführungsform des
Druckers den Drucker 410 (mit Ausnahme der Schreibwalze 40)
so, dass der Drucker 410 in eine Position nahe dem Reinigungsmechanismus 170 bewegt
wird.
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15, 16 und 17 zeigen
eine als Ganzes mit 420 bezeichnete fünfte Ausführungsform des Tintenstrahldruckers
zum Drucken eines Bildes 20 auf dem Empfangsmaterial 30.
Der zweite Drucker 400 ist ein so genannter „Seiten"-Drucker, mit dem
die gesamte Breite W des Empfangsmaterials 30 ohne Hin-
und Herbewegung über
die Breite W bedruckt werden kann, d.h. der Drucker 420 umfasst einen
Druckkopf 60, dessen Länge
im Wesentlichen der Breite W entspricht. Mit dem Druckkopf 60 verbunden
ist ein Schlitten 430 zum Bewegen des Druckkopfs 60 in
der von dem ersten Pfeil 55 angezeigten Richtung. Zu diesem
Zweck gleitet der Schlitten 430 auf einer parallel zum
Empfangsmaterial 30 verlaufenden länglichen Gleitbahn 440 in
Richtung des ersten Pfeils 55. Ein mit dem Schlitten 430 verbundener
Druckkopfantriebsmotor 450 betätigt den Schlitten 430 so,
dass dieser in Richtung des ersten Pfeils 55 entlang der
Gleitbahn 440 gleitet. Da der Druckkopf 60 mit
dem Schlitten 430 verbunden ist, gleitet auch der Druckkopf 60 in
Richtung des ersten Pfeils 55, wenn der Schlitten 430 in
Richtung des ersten Pfeils 55 entlang der Gleitbahn 440 gleitet.
Auf diese Weise kann der Druckkopf 60 das Empfangsmaterial 30 in
nur einem Durchgang der Länge
nach mit einer Vielzahl von Bildern 20 bedrucken (wie in der
Zeichnung gezeigt). Nachdem alle Bilder 20 gedruckt worden
sind, transportiert eine erste Transportwalze 460 das Empfangsmaterial 30 in
Richtung des ersten Pfeils 55. Zu diesem Zweck gelangt
ein erster Transportrollenmotor 470 mit der ersten Transportrolle 460 in
Eingriff, um die erste Transportrolle 460 so zu drehen,
dass das Empfangsmaterial 30 in Richtung des ersten Pfeils 55 transportiert
wird. Ferner kann eine von der ersten Transportrolle 460 beabstandete
zweite Transportrolle 480 an dem Empfangsmaterial 30 zur
Anlage gebracht werden, um das Empfangsmaterial 30 in Richtung
des ersten Pfeils 55 zu transportieren. In diesem Fall
gelangt ein zweiter, mit dem ersten Transportrollenmotor 470 synchronisierter
zweiter Transportrollenmotor 490 mit der zweiten Transportrolle 480 in
Eingriff, um die zweite Transportrolle 480 so zu drehen,
dass das Empfangsmaterial 30 zügig in Richtung des ersten Pfeils 55 transportiert
wird. Zwischen der ersten Transportrolle 460 und der zweiten
Transportrolle 480 ist eine Abstützung, wie zum Beispiel eine
feststehende flache Auflagefläche 500,
angeordnet, auf der das Empfangsmaterial 30 während des
Transports von der ersten Transportrolle 460 zur zweiten Transportrolle 480 aufliegt.
Natürlich
ist die vorher erwähnte
Steuerungseinrichtung 160 mit dem Druckkopf 60,
dem Druckkopfantriebsmotor 450, dem ersten Transportrollenmotor 470 und
dem zweiten Transportrollenmotor 490 verbunden, um deren
Arbeitsweise so zu steuern, dass auf dem Empfangsmaterial 30 in
geeigneter Weise Bilder 20 erzeugt werden.
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Wie
ebenfalls in 15, 16 und 17 gezeigt,
verschiebt bei dieser fünften
Ausführungsform
des Druckers 420 der Verschiebemechanismus 350 den
Drucker 410 (mit Ausnahme der Transportrollen 460/480 und
der Auflagefläche 500)
so, dass der Drucker 410 in eine Position nahe dem Reinigungsmechanismus 170 bewegt
wird.
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Das
im Vorhergehenden erwähnte
als Reinigungsmittel dienende Lösungsmittel
kann aus einem beliebigen flüssigen
Lösungsmittel,
wie zum Beispiel Wasser, Isopropanol, Diethylenglykol, Diethylenglykolmonobutylether,
Oktan, Säuren
und Basen, Tensiden und einer beliebigen Kombination derselben bestehen.
Komplexe Flüssigkeitszusammensetzungen, wie
zum Beispiel Mikroemulsionen, micellare Tensidlösungen, Vesikel und Festkörperdispersionen
sind ebenfalls geeignet.
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Wie
aus der vorangehenden Beschreibung hervorgeht, bietet die vorliegende
Erfindung u.a. den Vorteil einer Verkürzung der Reinigungszeit. Diese Verkürzung ergibt
sich dadurch, dass gleichzeitig Verunreinigungen von der Oberfläche 95 des
Druckkopfs 160 entfernt und die in dem Druckkopf 60 ausgebildeten
Tintenkanäle 70 gereinigt
werden.
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Die
Erfindung wurde hier anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben.
Der Fachmann wird jedoch nachvollziehen können, dass verschiedene Änderungen
möglich
sind und Elemente der bevorzugten Ausführungsformen durch gleichwertige
andere Elemente ersetzt werden können, ohne
den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. So kann zum Beispiel
bei dem Drucker 360 in der zweiten Ausführungsform der Verschiebemechanismus 350 aus
einer im Wesentlichen waagerechten Position in eine aufrechte Position
klappbar sein. Diese Konfiguration der Erfindung minimiert die äußere Hüllkurve
des Druckers 360, wenn der Druckkopf 60 nicht
von dem Reinigungsmechanismus 170 gereinigt wird, sodass
der Drucker 360 in beengten Räumen mit geringer Bauhöhe aufgestellt
werden kann.
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Die
Erfindung schafft somit einen Tintenstrahldrucker mit einem Reinigungsmechanismus, der
mit einer messerartigen Wischeinrichtung ausgerüstet ist, und ein Verfahren
zum Montieren des Druckers, wobei der Reinigungsmechanismus gleichzeitig
die Oberfläche
des Druckkopfs und die Tintenkanäle
reinigen kann.