-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein einen Druckkopf für einen
Tintenstrahldrucker, der Tinte zum Bedrucken eines Substrats mit
der Tinte spritzt, und insbesondere einen selbstreinigenden Druckkopf,
der automatisch Lösungsmittel
auf den Düsenbereich
des Druckkopfes aufbringt.
-
Herkömmliche
kontinuierlich arbeitende Tintenstrahldrucker führen elektrisch leitende Tinte
unter Druck einem Tröpfchenerzeuger
zu, der eine Öffnung oder
mehrere Öffnungen
(Düsen)
aufweist, die normalerweise linear angeordnet sind. Die Tinte tritt
aus jeder Öffnung
in Form eines Strahls aus, der anschließend in einen Tröpfchenstrom
aufbricht. Einzelne Tröpfchen
in dem Strom werden im Bereich des Abbrechens von dem Strahl gezielt
aufgeladen, und diese aufgeladenen Tröpfchen werden dann wunschgemäß durch
ein elektrostatisches Feld abgelenkt. Die abgelenkten Tröpfchen können zu
einem zu bedruckenden Medium geleitet werden, während nicht abgelenkte Tröpfchen in
einer Rinne oder Auffangvorrichtung aufgefangen und zurückgeleitet
werden.
-
Nachdem
der Drucker für
eine gewisse Zeit abgeschaltet war, trocknet Tinte um die Öffnungen herum
aus und blockiert oft teilweise die äußeren Zugänge zu den Öffnungen bzw. verstopft sie
manchmal vollständig.
Darüber
hinaus kann während
einer langen Stillstandszeit, wie z.B. einem ganzen Tag oder einem
Wochenende, die getrocknete Tinte innerhalb der Öffnung oder der mit der Öffnung verbundenen
Kanäle
je nach Art der Tinte eine Verstopfung bilden.
-
Bekannte
Druckköpfe,
wie z.B. die durch die US-Patente 5,877,788 und 4,528,996 offenbarten, verwenden
eine Fluidspülung,
die über
die Öffnungen
und eine Vorderseite des Druckkopfes tropft, um unerwünschte Rückstände zu entfernen.
Diese Art von bekanntem Druckkopf erfordert jedoch zur Reinigung
eine bestimmte Positionierung des Druckkopfes, da das Reinigungsmittel
mit Hilfe der Schwerkraft an den Öffnungen entlangfließt. Aus
diesem Grund können
diese Arten von Druckköpfen
bei vielen industriellen Anwendungen, wo eine Ausrichtung des Druckkopfes
in alle Richtungen erforderlich ist, nicht gereinigt werden.
-
Da
darüber
hinaus das Lösungsmittel
durch die Schwerkraft nach unten fließt, wird eine relativ große Menge
Lösungsmittel
benötigt,
um die Vorderseite der bekannten Druckköpfe zu reinigen, da relativ
wenig Druck vorhanden ist. Da jedoch das für die Reinigung verwendete
Lösungsmittel
innerhalb des Tintensystems wieder verwendet wird, ist es wichtig, dass
die zum Reinigen verwendete Lösungsmittelmenge
im Vergleich zu der in dem Tintensystem vorhandenen Tintenmenge
gering ist. Ansonsten wäre das
Tintensteuersystem möglicherweise
nicht in der Lage, die Tintenzusammensetzung oder -viskosität nach Durchführung der
Spülung
der Öffnung
korrekt aufrechtzuerhalten.
-
Andere
herkömmliche
Druckköpfe
verwenden lediglich einen komplizierten Mechanismus, der der Vorderseite
der Düse
gegenüberliegt,
um die Außenseite
der Öffnungen
zu reinigen. Solche Mechanismen umschließen eine Kammer mit einem Verschluss
an der Vorderseite und fluten diese mit Reinigungsflüssigkeit.
Diese Arten von Reinigungssystemen erfordern jedoch ebenfalls normalerweise
den Einsatz von Schwerkraft, um die Kammern zu leeren. Eine andere
An von Mechanismus verwendet einen Behälter, eine Patrone oder Kammer
gegenüber
den Öffnungen
auf der Außenseite
des Tröpfchenerzeugers,
um Tinte oder Lösungsmittel
aufzufangen, die während
des Reinigungsvorganges von den Düsen versprüht wurde, oder um Tinte von
den Düsen
abzusaugen. Diese Arten von Mechanismen sind schwierig einzusetzen
oder sehr komplex, so z.B. wenn die Öffnungen tatsächlich in
einer Ablenkkammer hinter oder zwischen Erdungsplatten und Ablenkplatten
befindlich sind, die für
Reinigungszwecke entfernt, vermieden oder integriert werden müssten. Diese
An von komplexem System wird in der in gemeinsamem Besitz befindlichen
US-Patentanmeldung Nr. 6,254,216 offenbart.
-
Andere
bekannte Druckköpfe,
die dazu bestimmt sind, das Innere der Öffnung zu reinigen, sprühen Lösungsmittel
oder Tinte zum Reinigen durch die Öffnung in der gleichen Richtung,
in der die Tinte zum Drucken gesprüht wird. Ein weiterer Typ von
Druckkopf lässt
Tinte oder Lösungsmittel
durch eine Kammer hinter den Öffnungen
fließen,
um in den Öffnungen
einen Sog zu schaffen, um so Rückstände in die Öffnungen
zu ziehen, die dann mit dem Lösungsmittel
abgeführt
werden, oder um einen Gegenstrom zu schaffen, um das Zusetzen zu
verhindern, wie z.B. bei dem in dem US-Patent Nr. 5,980,034 offenbarten
Gegenstromdüsensystem. Keines
dieser Verfahren ist absolut wirksam, da sie die Oberfläche der
Vorderseite in der Nähe
der Öffnung,
wo sich eventuell weitere Rückstände ansammeln
und die äußeren Zugänge zu den Öffnungen blockieren
können,
nicht reinigen.
-
In
JP 59 012857 A wird
ein selbstreinigender Druckkopf nach dem Oberbegriff von Anspruch
1 offenbart, bei dem eine Reinigungsflüssigkeit mittels einer Leitung
einer Vorderseite eines Tintenstrahldruckkopfes zugeführt wird,
worauf sie über
eine Reihe von Tintenstrahldüsen
fließt,
um mittels einer weiteren Leitung zurückgewonnen zu werden.
-
WO
94 16900 A offenbart die Zufuhr von Lösungsmittel zu einem inneren
Teil einer Düsenöffnung eines
Tintenstrahldruckers zum Zweck der Reinigung der Öffnung.
-
Der
Druckkopf nach Anspruch 1 hat einen äußerst wirksamen Mechanismus
zum Reinigen des Inneren der Öffnung
auf der Vorderseite eines Tröpfchenerzeugers
sowie eine Hauptleitung, die der Öffnung die Tinte zum Drucken
zuführt.
Dies wird dadurch erreicht, dass gleich hinter der Öffnung an
der Hauptleitung eine Vakuumleitung angebracht wird, so dass auf
der Außenseite
der Öffnung
an der Vorderseite des Tröpfchenerzeugers
befindliches Lösungsmittel
durch die Öffnung
und die Hauptleitung in die Vakuumleitung gesaugt wird. Dies zwingt
das Lösungsmittel,
während
des Druckens vollständig durch
die Öffnung
in der entgegengesetzten Richtung des Tintenstroms durch die Öffnung zu
fließen.
-
Im
Einzelnen weist ein Druckkopf für
einen Tintenstrahldrucker, der Tintentröpfchen auf ein zu bedruckendes
Substrat spritzt, einen Tröpfchenerzeuger
mit einem Körper
auf, der eine Vorderseite und mindestens eine sich durch die Vorderseite
erstreckende Öffnung
aufweist. Die Öffnung
bildet eine Düse
zur Bildung eines Tintenstrahls und eines Stroms von Tintentröpfchen.
Der Druckkopf hat außerdem
eine Hauptleitung zum Zuführen
von Tinte zu der Öffnung
und eine mit einer Lösungsmittelquelle verbundene
Zuleitung, um das Lösungsmittel
durch eine Zuführöffnung und
auf die Vorderseite zu befördern.
Außerdem
ist ein Öffnungsfreilegungsmechanismus
in dem Druckkopf angeordnet, der das auf der Vorderseite befindliche
Lösungsmittel
in die Öffnung
drückt,
so dass das Lösungsmittel
in umgekehrter Richtung durch die Öffnung fließt. Bei dieser Anordnung werden
das Innere der Öffnung
blockierende Rückstände mit
dem Lösungsmittel
wirksam entfernt.
-
Gemäß der nachfolgenden
Beschreibung liegt ein Vorteil darin, dass ein verbesserter automatischer
selbstreinigender Druckkopf bereitgestellt wird, der in effizienter
Weise die Öffnungen
und die Umgebung eines Druckkopfes reinigt.
-
Gemäß der nachfolgenden
Beschreibung liegt ein weiterer Vorteil darin, dass ein verbesserter selbstreinigender
Druckkopf bereitgestellt wird, der unabhängig von der Ausrichtung des
Druckkopfes die Vorderseite der Öffnungen
reinigt.
-
Gemäß der nachfolgenden
Beschreibung liegt ein weiterer Vorteil darin, dass ein verbesserter selbstreinigender
Druckkopf bereitgestellt wird, der die Innenseite der Öffnungen
sowie ihre Außenseiten auf
der Vorderseite in effizienter Weise reinigt.
-
Gemäß der nachfolgenden
Beschreibung liegt noch ein weiterer Vorteil darin, dass ein verbesserter
selbstreinigender Druckkopf bereitgestellt wird, der leichter zu
warten ist, da zum Reinigen des Druckkopfes keine Handarbeit mehr
erforderlich ist.
-
Gemäß der nachfolgenden
Beschreibung liegt noch ein weiterer Vorteil darin, dass ein verbesserter
selbstreinigender Druckkopf bereitgestellt wird, der eine relativ
geringe Menge an Lösungsmittel zum
wirksamen Reinigen verwendet.
-
Die
Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen beispielhaft
beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine
vereinfachte schematische Seitenansicht der Komponenten eines Tintenstrahldruckers
mit einem im Querschnitt dargestellten Tröpfchenerzeuger. Der Tintenstrahldrucker
gemäß 1 entspricht
nicht der vorliegenden Erfindung, ist jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich;
-
2A eine
teilweise Querschnittsansicht einer Ausgestaltung des Tröpfchenerzeugers
in dem Tintenstrahldrucker. Der Tröpfchenerzeuger gemäß 2A entspricht
nicht der vorliegenden Erfindung, ist jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung
nützlich;
-
2B eine
teilweise Querschnittsansicht einer weiteren Ausgestaltung des Tröpfchenerzeugers
in dem Tintenstrahldrucker. Der Tröpfchenerzeuger gemäß 2B entspricht
nicht der vorliegenden Erfindung, ist jedoch für das Verständnis der vorliegenden Erfindung
nützlich;
-
3 ein
Diagramm des Systems zum Zirkulieren des Lösungsmittels in dem Tintenstrahldrucker;
-
4 eine
vereinfachte schematische Seitenansicht der Komponenten eines Tintenstrahldruckers
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
-
5A eine
vereinfachte perspektivische Ansicht und ein Diagramm der Komponenten
des Tintenstrahldruckers mit der Darstellung eines Tröpfchenerzeugers
mit einer Vielzahl von Öffnungen
und der anderen Komponenten im Querschnitt;
-
5B eine
teilweise vergrößerte Ansicht des
Tröpfchenerzeugers
gemäß 5A;
-
6A eine
vereinfachte Querschnittsansicht eines weiteren alternativen Tröpfchenerzeugers für den Tintenstrahldrucker;
-
6B eine
vereinfachte teilweise Aufrissansicht der Vorderseite des alternativen
Tröpfchenerzeugers
gemäß 6A;
-
7 eine
vereinfachte dreidimensionale perspektivische Ansicht eines weiteren
alternativen Tröpfchenerzeugers
für den
Tintenstrahldrucker;
-
8 eine
teilweise vereinfachte Querschnittsansicht des alternativen Tröpfchenerzeugers gemäß 7 längs der
Linie 8-8 in 7; und
-
9 eine
dreidimensionale perspektivische Ansicht noch eines weiteren alternativen
Tröpfchenerzeugers.
-
Gemäß 1 hat
der Tintenstrahldrucker einen Druckkopf 2 mit einem allgemein
mit 3 bezeichneten Tröpfchenerzeuger.
Der Tröpfchenerzeuger 3 hat
ein äußeres Gehäuse bzw.
einen Körper 7 mit
einer Vorderseite 14. Die Vorderseite 14 hat eine
mit Lösungsmittel
benetzbare, insgesamt ebene Oberfläche 37. Die Oberfläche 37 ist
mit Lösungsmittel
benetzbar, um das Lösungsmittel
zu verteilen, um das Lösungsmittel
als dünnen
Film vorzuhalten, wenn die Viskosität des Lösungsmittels gering ist. Das
mit Lösungsmittel
benetzbare Material kann PEEK (Polyetheretherketon) sein. Für die Zwecke
dieser Anmeldung ist eine mit Lösungsmittel
benetzbare Oberfläche
eine Fläche,
auf der sich das Lösungsmittel
im Allgemeinen ausbreitet, während
eine nicht mit Lösungsmittel
benetzbare Oberfläche
eine Fläche
ist, auf der das Lösungsmittel
im Allgemeinen abperlt.
-
Eine
Ladeelektrode 4A, eine Erdungsplatte 4B und eine
Hochspannungsablenkplatte 4C sind vor dem Tröpfchenerzeuger 3 angeordnet.
Während
des Druckens erhält
der Tröpfchenerzeuger 3 Tinte
(nicht dargestellt) in einer Hauptleitung 8, in der sie,
wie durch den Pfeil A gezeigt wird, fließt. Ein piezoelektrischer Zylinder 10 ist
innerhalb des Körpers 7 um
die Hauptleitung 8 herum angeschlossen, um Vibrationsenergie
einer ausgewählten
Frequenz in die durch den Tröpfchenerzeuger 3 erhaltene
Tinte einzubringen. Dies bewirkt die Bildung eines Tröpfchenstroms, der
durch die Elektrode 4A gezielt aufgeladen wird. Ein zwischen
den Platten 4B und 4C ausgebildetes elektrostatisches
Feld lenkt die aufgeladenen Tröpfchen
an einer Auffangvorrichtung 5 vorbei und auf ein sich bewegendes
Druckmedium bzw. Substrat 6. Nicht aufgeladene Tröpfchen,
die durch die Elektrode 4A und die Platten 4B, 4C strömen, werden
nicht abgelenkt und gelangen direkt in die Auffangvorrichtung 5,
die mit Hilfe des Vakuums die Tinte wieder in einen Tintenvorratsbehälter 40 zurückleitet.
-
Gemäß 1 und 2A ist
eine sich durch die Vorderseite 14 erstreckende Öffnung 9 an
einem Ende der Hauptleitung 8 vorgesehen, um den Tintenstrahl
abzugeben. Der Tröpfchenerzeuger 3 hat
außerdem
eine Lösungsmittelzuleitung 11,
die mit einem Ende an einer Zuführöffnung 13 auf
der Vorderseite 14 in der Nähe der Öffnung 9 endet. Das
entgegengesetzte Ende der Lösungsmittelzuleitung 11 ist mit
einem Lösungsmittelzuführsystem 17 verbunden. Ein
Drosselkörper 12 mit
einem engen Schlitz oder Loch 12a ist in der Lösungsmittelzuleitung 11 positioniert,
um das unter Druck stehende Lösungsmittel dahingehend
zu beeinflussen, dass es einen dünnen Film 36 an
der Zuführöffnung 13 bildet,
indem der Druck auf das Lösungsmittel
reduziert wird, wenn es aus der Zuführöffnung 13 fließt. Beispielsweise
wird das Lösungsmittel
mit 5 ml/min unter relativ geringen Drücken (ca. 3 bis 5 psig) in
ausreichender Menge zugeführt,
und die Drosselkörper
haben einen Innendurchmesser von ca. 0,0127 cm (0,005") bzw. 0,0254 cm
(0,010") zur wirksamen
Bildung eines dünnen
Lösungsmittelfilms.
Wie vorstehend erläutert,
ist die mit Lösungsmittel
benetzbare Oberfläche 37 so
gestaltet, dass der dünne
Film 36 auf der Vorderseite 14 gehalten wird.
-
Auf
der bezogen auf die Position der Lösungsmittelzuführöffnung 13 entgegengesetzten
Seite der Öffnung 9 steht
eine Abflussöffnung 15 mit
einer Abflussleitung 16 in Verbindung, die mit einem Lösungsmittelrückführsystem 18 verbunden
ist. Die Abflussöffnung 15 ist
vorzugsweise größer als
die Zuführöffnung 13.
Die Abflussleitung 16 steht ebenfalls unter Unterdruck
(vorzugsweise ca. 25,4 cm (10")
Quecksilbersäule).
Die dünne
Schicht Lösungsmittel 36 fließt aus der
Zuführöffnung 13 über die Öffnung 9 und
anschließend
in die Abflussöffnung 15, wie
in 2A dargestellt.
-
2A zeigt
eine bevorzugte Ausgestaltung mit gebogenen Leitungsöffnungen 13, 15,
wie etwa, wenn der Tröpfchenerzeuger
beispielsweise durch Spritzguss hergestellt wird. Die bevorzugte
Ausgestaltung der Lösungsmittelzuleitung 11 und
der Abflussleitung 16 umfasst, wenn der Tröpfchenerzeuger durch
spanabhebende Verfahren (oder Bohren) hergestellt wird, abgewinkelte
Abschnitte 50 bzw. 52 (2B). Diese
abgewinkelte bzw. gebogene Ausgestaltung leitet ferner den Lösungsmittelstrom über die Öffnung 9 und
den angrenzenden Bereich und hält
ihn dort. Vorzugsweise hat der abgewinkelte Abschnitt 50 (und
daher die Zuführöffnung 13)
gegenüber
der Vorderseite 14 einen Durchmesser von 0,0635 cm (0,025") mit einer Abschrägung in
einem Winkel von 40°.
Analog dazu wird bevorzugt, dass der abgewinkelte Abschnitt 52 (und
daher die Abflussöffnung 15)
gegenüber
der Vorderseite 14 einen Durchmesser von 0,127 cm (0,050") mit einer Abschrägung in
einem Winkel von 55° hat.
-
Gemäß 3 stellt
das Lösungsmittelzuführsystem 17 eine
Pumpe 29 bereit, die die Reinigungslösung oder das Lösungsmittel
von einem Lösungsmittelaufbereitungsbehälter 42 durch
eine Leitung 31 und weiter zu der Zuleitung 11 am
Tröpfchenerzeuger 3 leitet.
In der Leitung 31 fließt
das Lösungsmittel
durch ein Rückschlagventil 32 und
außerdem
durch einen mit dem Lösungsmittelzuführsystem 17 verbundenen
alternativen Drosselkörper 30.
Der alternative Drosselkörper 30 kann
anstelle des in der Lösungsmittelzuleitung 11 im
Tröpfchenerzeuger 3 angeordneten
Drosselkörpers 12 verwendet
werden. Der Drosselkörper 30 ist ähnlich wie
der Drosselkörper 12 dafür vorgesehen,
den Lösungsmittelstrom
durch Einstellung des Lösungsmittelzuführdrucks
zu regulieren. Ein Ventil 27 ist außerdem in dem Lösungsmittelzuführsystem 17 vorgesehen, um
Druckluft 44 durch die Leitung 28 und zu der Pumpe 29 zu
führen.
Die Pumpe 29 verwendet die Druckluft 44, um die
Tinte zu dem Druckkopf 2 zu drücken oder zu schieben. Verständlicherweise
können stattdessen
auch andere Pumpsysteme, die keine Druckluft einsetzen, verwendet
werden.
-
Das
Lösungsmittelrückführsystem 18 hat
ein magnetbetriebenes Tintendruckventil 19 (im Folgenden
kurz Tintendruckmagnetventil 19), das über die Leitung 20 mit
einem Tintendruckregler 21 verbunden ist, der wiederum über die
Leitung 22 mit einem Tintendruckbehälter 46 verbunden
ist. Der Tintendruckbehälter 46 ist
ferner über
die Leitung 41 mit der Hauptleitung 8 verbunden.
Das Magnetventil 19 ist außerdem über die Leitung 23 mit
einem Ventil 24 verbunden. In einer Richtung ist das Ventil 24 auch mit
einer Leitung 25 verbunden, die mit der Abflussleitung 16 am
Tröpfchenerzeuger 3 in
Verbindung steht. In der anderen Richtung ist das Ventil 24 mit
einer Leitung 26 verbunden, die in den Tintenvorratsbehälter 40 mündet.
-
Gemäß 1 und 3 wiederum
wird Tinte, wenn der Tintenstrahldrucker in Betrieb ist, von dem
Vorratsbehälter 40 durch
die Umwälzpumpe 48 gepumpt,
in dem Tintendruckbehälter 46 unter
Druck gesetzt und dann zum Drucken über die Leitung 41 zur
Hauptleitung 8 geführt.
Die Tinte wird dadurch unter Druck gesetzt, dass das Tintendruckmagnetventil 19 angesteuert
wird, was Druckluft 54 in die Leitung 20, den
Tintendruckregler 21, die Leitung 22 und den Tintendruckbehälter 46 eintreten
lässt.
Die Druckluft 54 in der Leitung 23 schließt das druckluftbetätigte Ventil 24,
das die Leitung 25 von der Vakuumleitung 26 des
Tintenvorratsbehälters
trennt.
-
Für den Reinigungsprozess
(vorzugsweise vor dem Anlaufen, nach dem Abschalten oder während Wartungsarbeiten)
wird jedoch die der Hauptleitung 8 zugeführte Tinte
durch Abschalten des Tintendruckmagnetventils 19 zum Ablassen
des Drucks aus dem Tintendrucktank 46 abgeschaltet, was
den Tintenstrom unterbricht. Das Abschalten des Magnetventils 19 ermöglicht auch
das Öffnen
des Ventils 24, und dieses verbindet die Leitung 25 über die
Leitung 26 (unter Vakuum) mit dem Tintenvorratsbehälter 40.
Dadurch kann gebrauchtes Lösungsmittel
und restliche Tinte von der Vorderseite 14 des Tröpfchenerzeugers 3 in
den Tintenvorratsbehälter 40 geführt werden.
Da die gesamte dem Tintensystem während der Reinigung zugeführte Lösungsmittelmenge
relativ gering ist, bleibt die Steuerung der Tintenzusammensetzung
im Wesentlichen von dem Reinigungsvorgang unberührt.
-
Kurz
nachdem das Tintendruckmagnetventil 19 abgeschaltet wurde,
wird das Ventil 27 eingeschaltet. Dadurch kann Druckluft 44 durch
die Leitung 28 zur druckluftbetriebenen Pumpe 29 strömen, die
das Lösungsmittel
durch die Leitung 31 und das Rückschlagventil 32 pumpt.
Das Rückschlagventil 32 hat
ausreichend Öffnungs-
oder Abreißdruck,
um die Lösungsmittelzuleitung 11 von
unter niedrigem Druck stehender Flüssigkeit frei zu halten und
einen umgekehrten oder Gegenstrom zu verhindern. Von der Leitung 31 führt das
Lösungsmittelzuführsystem 17 unter
Druck stehendes Lösungsmittel
durch die Lösungsmittelzuleitung 11 in
den Tröpfchenerzeuger 3, den
Drosselkörper 12 (oder
alternativ den Drosselkörper 30),
die Zuführöffnung 13 und
auf die Vorderseite 14. Auf der Vorderseite 14 breitet
sich das Lösungsmittel über einen
Bereich neben der Öffnung 9 in
Form eines dünnen
Films 36 aus, wie dies am besten in 2A gezeigt
wird. Der Lösungsmittelstrom kann
gleichmäßig sein,
ein pulsierender Strom wird jedoch bevorzugt. Die Art des Lösungsmittelstroms hängt von
dem Zuführdruckmechanismus
ab. Beispielsweise können
verschiedene Pumpenbegrenzungs- oder Pumpensteuersysteme entweder
gleichmäßige oder
impulsgesteuerte Fluiddrücke
liefern, womit entweder ein gleichmäßiger oder pulsierender Lösungsmittelstrom
bereitgestellt wird.
-
Während der
Lösungsmittelstrom
Rückstände, Tintenansammlungen
oder sonstige Partikel auf der Vorderseite 14 und in der Öffnung 9 auflöst, wird das
Lösungsmittel
in die Abflussöffnung 15 gesaugt und
folgt der Abflussleitung 16 zurück zu dem Lösungsmittelrückführsystem 18.
Ein entsprechender negativer Druck oder Unterdruck aus der Abflussleitung 16 unterstützt den
dünnen
Film des Lösungsmittelstroms
auf der Vorderseite 14 in jeder beliebigen räumlichen
Ausrichtung des Druckkopfes, unabhängig von der Schwerkraft, und
verhindert, dass Lösungsmittel
von dem Druckkopf 2 abtropft. Nach einer vorbestimmten
Reinigungszeit wird das Ventil 27 abgeschaltet, um den
Strom von Druckluft 44 zu stoppen und die Pumpe 29 abzuschalten,
wodurch der Lösungsmittelstrom
gestoppt wird.
-
Gemäß 4 ist
nun der Tröpfchenerzeuger 3 gemäß der Erfindung
auch mit einer Vakuumleitung 33 versehen, die an einem
Ende mit der Hauptleitung 8 gleich hinter der Öffnung 9 verbunden
ist. Das andere Ende der Vakuumleitung 33 ist über die
Leitung 35 mit dem unter Unterdruck stehenden Tintenvorratsbehälter 40 verbunden.
Während
des Reinigungsprozesses und während
die Leitung 33 einen negativen Druck oder Unterdruck anlegt,
wird während
des Druckens ein Teil des über
die Öffnung 9 fließenden Lösungsmittels
durch die Öffnung 9 in
der umgekehrten Strömungsrichtung
der Tinte gezogen. Das Lösungsmittel
wird anschließend
in die Hauptleitung 8 und die Vakuumleitung 33 gezogen
und schließlich
zu dem Tintenvorratsbehälter 40 zurückgeführt. Dieser
Teil des Lösungsmittelstroms
reinigt wirksam das Innere der Öffnung 9 ebenso
wie angrenzende Teile der Hauptleitung B. Der Rest des Lösungsmittels
auf der Vorderseite 14 fließt wie vorstehend beschrieben
in die Abflussleitung 16. Ein pulsierender Strom kann verwendet
werden, um die Auflösung
von Rückständen im
Inneren der Öffnung
zu unterstützen.
-
Gemäß 5A und 5B hat
die Vorderseite 14 des Tröpfchenerzeugers 3 eine
Gruppe 56 von Öffnungen 9.
Die Abflussöffnung 15 und
die Zuführöffnung 13 sind
als Schlitze ausgebildet, so dass aus der Zuführöffnung 13 fließendes Lösungsmittel über die
gesamten Öffnungen 9 und
in die schlitzförmige
Abflussöffnung 15 fließt. Der
Drosselkörper 12 kann
auch als Schlitz oder als Gruppe von mit den Öffnungen 9 fluchtenden
Löchern
ausgebildet sein.
-
Gemäß 6A und 6B hat
die Vorderseite 14 des Tröpfchenerzeugers 3 an
dem die Öffnung 9,
die Zuführöffnung 13 und
die Abflussöffnung 15 umgebenden äußeren peripheren
Flächenteil
der Vorderseite 14 eine aus nicht mit Lösungsmittel benetzbarem Material,
wie z.B. TEFLON (Polytetrafluorethylen) bestehende Oberfläche 34.
Eine mit Lösungsmittel
benetzbare Innenseite 38 zur Aufrechterhaltung eines dünnen Films
liegt vorzugsweise lediglich innerhalb der Umfangsfläche 34.
Einige Tintenrückstände können durch
ein viskoseres Lösungsmittel,
das eine dickere Lösungsmittelschicht
(nicht dargestellt) auf der Vorderseite 14 ausbildet, wirksamer beseitigt
werden. Bei diesem dickeren Lösungsmittel kann
ein verstärkter
Sog in der Leitung 16 möglicherweise
nicht genug sein, um unerwünschtes übermäßiges Benetzen
um die Öffnung
herum oder ein Abtropfen zu verhindern. Somit ist die Vorderseite 14 mit der
nicht mit Lösungsmittel
benetzbaren Oberfläche 34 versehen,
die ein Ausbreiten des Lösungsmittels in
nicht gewünschten
Richtungen verhindert und verhindert, dass Lösungsmittel von der Vorderseite
abtropft.
-
Gemäß 7-8 wird
nun ein alternativer Tröpfchenerzeuger
allgemein mit 60 bezeichnet. Die gleichen Bezugszeichen
wurden beibehalten, um Merkmale zu bezeichnen, die den in den 1 bis 6 offenbarten ähnlich sind. Der Tröpfchenerzeuger 60 hat
einen Körper 7 mit
einer Vorderseite 14. Eine insgesamt ebene Oberfläche 62 und
ein Schacht 64 werden durch die Vorderseite 14 gebildet.
Ein Schacht 64 umfasst eine insgesamt ringförmige, sich von
der ebenen Oberfläche 62 aus
erstreckende periphere Seitenwand 66. Während die Seitenwand 66 mit
einer Höhe
von ca. 0,0762 cm (0,030")
vorzugsweise ringförmig
ist, ist klar, dass viele andere Formen und Größen der Seitenwand 66 möglich sind.
-
Eine Öffnung 9 zur
Abgabe eines Stroms von Tintentröpfchen,
eine Zuführöffnung 13 und
eine Abflussöffnung 15 sind
alle vorzugsweise innerhalb des Schachtes 64 angeordnet.
Die Öffnung 9 ist
vorzugsweise auf einem Boden 68 des Schachtes 64 angeordnet,
der eine sich allgemein erstreckende Ebene 70 bildet. Der
Schacht hat einen Innendurchmesser von ca. 0,4572 cm (0,180"), obwohl andere
Größen ebenfalls
angemessen sind. Die Seitenwand 66 ist hoch genug, um Lösungsmittel
und Rückstände abzufangen
und zu halten, die unmittelbar dem Sog aus der Abflussöffnung 15 entgehen
und längs
der Vorderseite 14 innerhalb des Schachtes 64 fließen. In diesem
Fall liefert die (in 8 gezeigte) Abflussleitung 16 ausreichenden
negativen Druck, um innerhalb weniger Sekunden von einem beliebigen
Punkt innerhalb des Schachtes 64 Lösungsmittel abzusaugen. Dies
geschieht unabhängig
von der Ausrichtung des Druckkopfes 2.
-
Die
Seitenwand 66 umfasst vorzugsweise eine Innenseite 72,
die relativ zur Ebene 70 des Bodens 68 des Schachtes 64 geneigt
ist. Die geneigte Innenseite 72 unterstützt die Aufrechterhaltung eines dünnen Films
und verhindert ein Abperlen des Lösungsmittels. Außerdem wird
bevorzugt, dass der Boden des Schachtes 64 durch Lösungsmittel
benetzbar ist.
-
In 9 hat
ein Tröpfchenerzeuger 61 einen Schacht 76 anstelle
des Schachtes 64. Der Schacht 76 wird als Vertiefung
oder Mulde in einer ebenen Oberfläche 86 eines auf der
Vorderseite 14 angeordneten gewölbten Abschnitts 84 bereitgestellt.
Ein Boden 80 des Schachtes 76 ist der Boden der
Vertiefung und ist vorzugsweise mit der Vorderseite 14 koplanar,
obwohl andere Tiefen des Schachtes möglich sind. Eine Seitenwand 82 erstreckt
sich von der ebenen Fläche 86 des
gewölbten
Abschnitts 84 bis zum Boden 80 des Schachtes 76 und
relativ zu dem gewölbten
Abschnitt 84 nach innen. Die Zuführöffnung 13 für die Lösungsmittelzuleitung 11 und
die Abflussöffnung 15 für die Abflussleitung 16 sind
jeweils beide längs
der Seitenwand 82 angeordnet, obwohl die Öffnungen
auch in anderen Positionen angeordnet werden könnten. Vorzugsweise ist ein
gewölbter
Abschnitt 84 vorgesehen, um die Tiefe des Schachtes 76 aufzunehmen.
Verständlicherweise
kann der gewölbte
Abschnitt 84 einstückig
mit dem Körper 7 ausgebildet
sein oder aber ein separates Stück
sein, das abnehmbar wäre.
Ferner kann der Abschnitt 84 einfach eine Abdeckung oder
ein massives Stück
sein. Jedenfalls stellt der gewölbte
Abschnitt 84 vorzugsweise die Seitenwand 82 für den Schacht 76 bereit. Verständlicherweise
können
die Öffnungen 13 und 15 irgendwo
in dem oder in der Nähe
des Schachtes 76 angeordnet sein, solange Lösungsmittel
zu dem Bereich in der Nähe
der Öffnung 9 geführt wird
und der Sog aus der Abflussöffnung 15 das
Lösungsmittel aus
dem Schacht 76 ausreichend entfernt.
-
Die
Vorteile des Obigen sind die folgenden. Eine Zuführöffnung 13 und eine
Abflussöffnung 15 sind
bei einer Öffnung 9 auf
der Vorderseite 14 eines Tröpfchenerzeugers 3 in
der Weise angeordnet, dass auf der Vorderseite befindliches Lösungsmittel
unabhängig
von der Ausrichtung des Druckkopfes 2 in die Abflussleitung 16 gezogen
wird. Um weiter sicherzustellen, dass das auf der Vorderseite 14 befindliche Lösungsmittel
in die Abflussleitung 16 hineingezogen wird und nicht von
dem Druckkopf 2 abtropft, weist die Lösungsmittelzuleitung 11 einen
Drosselkörper (12 oder 30)
zur Ausbildung eines dünnen
Films von Lösungsmittel
auf, und die Vorderseite 14 besteht aus einem mit Lösungsmittel
benetzbaren Material. Die Vorderseite 14 kann auch einen
Schacht 64 oder 76 mit Seitenwänden 66 oder 82 aufweisen,
um das Lösungsmittel
abzufangen, und die Abflussleitung 16 und die Lösungsmittelzuleitung 11 können im
Winkel zueinander angeordnet sein. Zur weiteren Reinigung des Inneren
der Öffnung 9 ist
eine Vakuumleitung 33 vorgesehen, um Lösungsmittel von der Vorderseite 14 weg
und in umgekehrter Richtung zu der Richtung, in die beim Drucken
Tinte durch die Öffnung 9 fließt, in die Öffnung 9 hineinzuziehen.