DE69319065T2 - Reinigungsvorrichtung mit Wischblatt für einen Farbstrahldruckkopf - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahldruckvorrichtung und ein System zum Instandhalten des Druckkopfs in einer derartige Vorrichtung. Insbesondere betrifft die Erfindung das Reinigen von Tintenstrahldruckköpfen mit nicht komplanaren Düsenflächen.
• Ein Tintenstrahldrucker des sogenannten "Bedarfströpfchen"-Typs weist wenigstens einen Druckkopf auf, von dem Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmedium gerichtet werden. In dem Druckkopf kann die Tinte in einer Vielzahl von Kanälen enthalten sein, wobei Energieimpulse verwendet werden, um bei Bedarf das Ausstoßen von Tintentröpfchen aus Öffnungen an den Enden der Kanäle zu verursachen.
• Bei einem Thermotintenstrahldrucker werden die Energieimpulse gewöhnlich durch Widerstände erzeugt, die in den entsprechenden Kanälen angeordnet sind und individuell durch Stromimpulse angesprochen werden können, um Hitze zu erzeugen und die Tinte in den Kanälen zu verdampfen. Wenn eine Dampfblase in einem der Kanäle wächst, steht Tinte aus der Kanalöffnung vor, bis der Stromimpuls aufhört und die Blase kollabiert. Dabei zieht sich die Tinte im Kanal zurück und trennt sich von der vorstehenden Tinte, die ein Tröpfchen bildet und sich von dem Kanal weg auf das Aufzeichnungsmedium zu bewegt. Der Kanal wird darauf durch die Kapillartätigkeit neu gefüllt, wobei Tinte aus einem Vorratsbehälter gezogen. wird. Der Betrieb eines Thermotintenstrahldruckers wird zum Beispiel in US-A-4 849 774 beschrieben.
• Eine besondere Ausführungsform eines Thermotintenstrahldruckers ist in US-A-4 638 337 beschrieben. Dabei handelt sich um einen Wagendrucker, der eine Vielzahl von Druckköpfen aufweist, die jeweils eine eigene Vorratspatrone aufweisen und auf einem vor- und zurücklaufenden Wagen befestigt sind. Die Kanalöffnungen in dem Druckkopf sind senkrecht zur Bewegungslinie des Wagens ausgerichtet, wobei jeweils ein Stück Information auf das stationäre Aufzeichnungsmedium gedruckt wird, wenn sich der Wagen in einer Richtung bewegt. Das Aufzeichnungsmedium wird dann senkrecht zur Bewegungslinie des Wagens um eine der Breite eines 1 nformationsstücks entsprechenden Strecke weitergerückt, worauf der Wagen dann in umgekehrter Richtung bewegt wird, um ein nächstes Informationsstück zu drucken.
• Die Öffnungen zum Ausstoßen der Tinte müssen bei einem Tintenstrahldrucker instandgehalten werden, indem die Öffnungen zum Beispiel periodisch während des Betriebs des Druckers gereinigt werden und/oder indem der Druckkopf, wenn er für einen längeren Zeitraum nicht in Betrieb ist, durch eine Kappe bedeckt wird. Das Bedecken des Druckkopfs mit einer Kappe hat den Zweck, die Tinte im Druckkopf am Eintrocknen zu hindern. Außerdem muß der Druckkopf vor der Verwendung für den Betrieb vorbereitet werden, um sicherzustellen, daß die Kanäle des Druckkopfs vollständig mit Tinte gefüllt sind und keine Verunreinigungen oder Luftblasen enthalten. Die Instandhaltungs- und/oder Vorbereitungsstationen für die Druckköpfe der verschiedenen Typen von Tintenstrahldruckern sind zum Beispiel in US-A-4855764, 4853717 und 4746938 beschrieben, während das Entfernen von Gas aus dem Tintenreservoir eines Druckkopfs während des Druckens in US-A-4 679 059 beschrieben ist.
• Es hat sich herausgestellt, daß bei der Vorbereitungsoperation, die gewöhnlich entweder ein Drücken oder Ziehen der Tinte durch den Druckkopf umfaßt, Tintentropfen auf der Vorderfläche des Druckopfs zurückbleiben können, die schließlich einen Tintenrückstand auf der Vorderfläche des Druckkopfs erzeugen. Dieser Rückstand kann die Druckqualität beeinträchtigen. Es hat sich ebenfalls herausgestellt, daß sich Papierfasern und anderes Fremdmaterial während des Druckens auf der Vorderfläche des Druckkopfs ansammeln können, die genauso wie der Tintenrückstand die Druckqualität beeinträchtigen können. Es ist deswegen in US-A-4 853 717 vorgeschlagen worden, daß sich der Druckkopf am Ende der Druckoperation über eine Wischklinge bewegen sollte, so daß der Papierstaub und die anderen Verunreinigungsstoffe von der Platte mit den Öffnungen gekratzt werden, bevor der Druckkopf mit einer Kappe bedeckt wird. Es ist in US-A4 746 938 auch vorgeschlagen worden, daß ein Tintenstrahldrucker mit einer Wascheinheit ausgestattet werden sollte, die am Ende einer Druckoperation Wasser auf die Vorderfläche des Druckkopfs richtet, um diesen zu reinigen, bevor er mit einer Kappe bedeckt wird.
• US-A-5 151 715 (Ward et al.) gibt einen Druckkopfwischer für Tintenstrahldrucker an, der aus einem Elastomer geformt ist und einen Wischbalken mit einer an einem Ende des Balkens gebildeten Wischkante aufweist. Das andere Ende des Balkens ist einstückig mit einer Basis ausgebildet. Ein durch den Balken in der Nähe der Basis ausgebildetes Loch vermindert die Steifigkeit des Balkens. Auf diese Weise kann ein Elastomer mit hohem Durometer verwendet werden, ohne daß eine übermäßige Wischkraft auf den Druckkopf ausgeübt wird. In einer anderen Ausführungsform enthält der Wischer ein Paar von Wischklingen, die jeweils Wischkanten zum Wischen des Druckkopfs aufweisen, wenn sie an diesem vorbei bewegt werden. Das erste Wischen entfernt die angesammelte Tinte, den Schmutz und die ausgebreitete zähflüssige Tinte, während das zweite Wischen die Ausbreitung der Tinte fördert, bevor diese sich zu ihrer ursprünglichen Tropfen- oder Sammelanordnung zurückziehen kann.
• US-A-4 364 065 (Yamarnori et al.) gibt eine Einrichtung zum Befeuchten einer Düse an, um ein Verkleben der Düse eines Tintenstrahlschreibkopfs zu verhindern, wobei die Einrichtung aufweist: ein elastisches Gehäuse, das für Flüssigkeiten dicht mit der Vorderfläche des Schreibkopfs verbunden ist, wenn dieser nicht in Betrieb ist, eine Wasserquelle und ein Kapiliarrohr, um das Wasser durch die Kapillartätigkeit von der Quelle zu dem Gehäuse zu befördern, wobei das Verdunsten des Wassers im Gehäuse erlaubt wird, damit die Düse befeuchtet wird. Fig. 6 der beigefügten Zeichnungen zeigt eine Wischeinrichtung mit mehreren Klingen.
• US-A-5 065 158 (Nojima et al.) gibt ein Reinigungsglied an, das derart positioniert ist, daß es die Oberfläche eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfs mit den Ausstoßöffnungen kontaktiert, um die Oberfläche mit den Ausstoßöffnungen zu reinigen. Das Reinigungsglied ist aus einem Material gebildet, das sich hauptsächlich aus einem hydrierten Butadien-Akrylnitril-Kautschuk zusammensetzt.
• Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine effektive Klingenreinigungsvorrichtung zum Reinigen von Tintenstrahldruckköpfen mit nicht komplanaren Düsenflächen anzugeben.
• JP-A-621101447 gibt eine Wischeinrichtung mit mehreren Klingen an, bei der die Klingen verschiedene Längen aufweisen und in einem Halter gehalten werden. In der dargestellten Ausführungsform werden drei Wischklingen mit unterschiedlichen Längen verwendet.
• US-A-4 363 065 gibt ein elastisches Wischglied an, das eine Vielzahl von gezackten Segmenten aufweist. Die gezackten Segmente sind derart angeordnet, daß diejenigen im Zentrum des Wischgliedes länger sind als die an den Enden.
• In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist eine fixierte Wischgliedanordnung vorgesehen, die in einer lnstandhaltungsstation für einen Tintenstrahldrucker angeordnet ist, der einen auf einem Wagen für eine Vor- und Rückbewegung befestigten Druckkopf mit Düsen in einer Düsenfläche aufweist, wobei die Wischgliedanordnung derart angeordnet ist, daß sie Tinte und anderen Schmutz von der Düsenfläche des Druckkopfs reinigt, wenn sich der Wagen mit dem Druckkopf daran vorbei bewegt, wobei die Wischgliedanordnung umfaßt: zwei mit einem Abstand zueinander angeordnete planare Wischklingen, die auf einem fixierten Strukturglied befestigt sind, wobei vom $trukturglied zum Druckkopf jeweils eine Klinge länger ist als die andere, dadurch gekennzeichnet, daß das Wischglied parallel einander gegenüberliegende Seiten aufweist, die an identischen Positionen und mit vorbestimmten Abständen ausgebildete Kerben aufweisen, und dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturglied zwei identische parallele längliche Schlitze mit identischen Längen aufweist, die dem Abstand zwischen den Kerben in jeder Wischklinge gleich sind, um die Wischglieder darin enifembar aufzunehmen und zu halten.
• In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, sind zwei Wischglieder aus Polyurethan ungleicher Länge, die aber ansonsten identisch sind, entfembar in Schlitzen an einer planaren Oberfläche eines fixierten Strukturgliedes befestigt. Die befestigten Klingen sind parallel zueinander mit einem vorbestimmten Abstand angeordnet. Die Positionierung der Klingen ist von der Reihenfolge abhängig, in der sie auf der Düsenfläche des Druckkopfs arbeiten, wenn dieser die Vorbereitungsstation verläßt, wobei die kürzere Klinge zuerst reinigt. Die kürzere Klinge ist aufgrund ihrer kürzeren Länge steifer und dient dazu Tinte effektiv von der Düsenfläche des Druckkopfs zu entfernen. Wegen der Steifigkeit neigt die kürzere Klinge jedoch dazu, bei der Bewegung über die nicht komplanare Düsenfläche zu flattern, so daß geringe Mengen der auf der Kante der kürzeren Klinge angesammelten Tinte in Ritzen, Vertiefungen, oder andere Übergänge zwischen benachbarten Diskontinuitäten auf der nicht komplanaren Düsenfläche abgelagert werden. Die längere Klinge ist dagegen aufgrund ihrer größeren Länge flexibler und folgt der kürzeren Klinge, um die letzten von der kürzeren, steiferen Klinge liegengelassenen Tintenreste zu entfernen.
• Vorstehend genannte und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die folgende ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht, wobei
• Fig. 1 eine schematische Vorderansicht eines teilweise gezeigten Tintenstrahldruckers mit einer lnstandhaltungseinnchtung ist, die die Klingenreinigungsanordnung der vorliegenden Erfindung enthält,
• Fig. 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 in Fig. 1 ist,
• Fig. 3 eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 ist,
• Fig. 4 eine schematische Draufsicht ist, die den Druckkopf zeigt, der gerade aus einer Vorbereitungsposition austritt und sich der Klingenreinigungsanordnung nähert,
• Fig. 5 eine schematische Draufsicht ist, die die Düsenfläche des Druckkopfs zeigt, der gerade durch die Klingenreinigungsanordnung gereinigt wird, und
• Fig. 6 eine vergrößerte isometrische Expiosionsansicht der Klingenreinigungsanordnung ist.
• Der in Fig. 1 gezeigte Drucker 10 weist einen in Strichnien gezeigten Druckkopf 12 auf, der mit der Tintenvorratspatrone 14 verbunden ist. Die Patrone ist entfembar auf dem Wagen 16 befestigt und kann auf den Schienen 18 wie durch den Pfeil 20 angegeben vor- und zurückbewegt werden, so daß der Druckkopf und die Patrone sich zusammen mit dem Wagen bewegen. Der Druckkopf enthält eine Vielzahl von Tintenkanälen (nicht gezeigt), die in Düsen 22 auf einer Düsenfläche 23 (beide sind in Strichlinien gezeigt) enden und Tinte aus der Patrone zu den entsprechenden Tintenausstoßdüsen 22 befördern. Wenn der Drucker sich im Druckmodus befindet, bewegt sich der Wagen über und parallel zu einer Druckbereich 24 (in Strichlinie gezeigt) vor und zurück, wobei Tintentröpfchen (nicht gezeigt) selektiv auf Bedarf aus den Düsen des Druckkopfs auf ein Aufzeichnungsmedium (nicht gezeigt) wie Papier im Druckbereich ausgestoßen werden, um jeweils ein Stück Information auf das Aufzeichnungsmedium zu drucken. Während jedes Laufs bzw. jeder Bewegung des Wagens 16 in einer Richtung bleibt das Aufzeichnungsmedium in einer Stellung, wobei es nach jedem Lauf in der Richtung des Pfeils 26 um den Abstand gleich der Höhe eines gedruckten lnformationsstücks weiterbewegt wird. Für eine ausführlichere Beschreibung der Druckkopfs und des damit durchgeführten Druckens wird auf US-A-4 571 599 und US-Re. 32 572 verwiesen.
• An einer Seite des Druckers befindet sich außerhalb des Druckbereichs eine lnstandhaltungsstation 28. Am Ende der Druckoperation oder bei Beendigung des Druckmodus durch den Drucker 10, wird der Wagen 16 zuerst an einer Klingenreinigungsanordnung 15 der vorliegenden Erfindung vorbeibewegt, die zwei entfembar in einem Strukturglied 32 befestigte Wischklingen 30, 31 aufweist, wie weiter unten erläutert, so daß die Düsenfläche des Druckkopfs 23 jedesmal von Tinte und anderem Schmutz frei gewischt wird, wenn der Druckkopf und die Patrone (die im folgenden als Druckpatrone 13 bezeichnet) in die lnstandhaltungsstation eintreten oder diese verlassen. Neben den Wischklingen befindet sich in der Richtung vom Druckbereich weg und an einer vorbestimmten Stelle entlang des Bewegungspfades der Druckpatrone eine Sammeloberfläche 33 in dem fest befestigten Strukturg lied 32. Der Wagen positioniert die Patrone an dieser manchmal als Spuckstation oder Spucknapf bezeichneten Sammeberfläche auch bei einem kontinuierlichen Drucken, nachdem die Druckpatrone für eine bestimmte Zeitdauer von der Instandhaltungsstation entfernt war, da nicht alle Düsen genug Tintentröpfchen ausstoßen, um die Tinten oder den Meniskus in den wenig verwendeten Düsen am Trocknen zu hindern bzw. daran zu hindern, nicht zu zähflüssig zu werden. Die Druckpatrone wird dabei durch zum Beispiel einen Wagenmotor (nicht gezeigt) unter Kontrolle der Druckersteuerung (nicht gezeigt) zum Reinigen der Düsenfläche an der Wischklingenanordnung vorbei und zu einer vorbestimmten Position an der Sammeloberfläche 33 bewegt, wo die Druckersteuerung den Druckkopf veranlaßt, einige Tintentrtpfchen pro Düse auf die Sammeloberfläche auszustoßen. In der bevorzugten Ausführungsform stößt der Druckkopf ungefähr 25 Tintentröpfchen pro Düse auf die Sammeloberfläche aus. Da die Sammeloberfläche in dem Strukturglied 32 und neben den Wischgliedern 30, 31 angeordnet ist, kann die Tinte von den Klingen laufen oder tropfen und auf der Sammeloberfläche gesammelt werden, die im wesentlichen parallel zu der Düsenfläche des Druckkopfs angeordnet ist und derart ausgerichtet ist, daß die Schwerkraft dafür sorgt, daß sich die Tinte am unteren Teil der Sammeloberfläche sammelt, wo eine Öffnung 34 vorgesehen ist, durch die die Tinte zu einem Pfad aus absorbierendem Material 41 (in Fig. 2 gezeigt) hinter der Sammeloberfläche 33 des Strukturglieds 32 fließen kann.
• Wenn der Wagen 16 sich entlang der Führungsschienen 18 um eine vorbestimmte Strecke über das Strukturglied mit den Wischklingen hinaus bewegt, kontaktiert der Wagenaktuator 36 den Schnapper 38 am Arm 39 des Kappenwagens 40. Der Kappenwagen 40 weist eine Kappe 46 auf und ist für eine Vor- und Rückbewegung in einer zu der Bewegung des Wagens 16 und der darauf befestigten Tintenpatrone parallelen Richtung auf der Führungsschiene 42 befestigt. Der Kappenwagen ist durch eine die Führungsschiene 42 umgebende Feder 44 auf das Strukturglied 32 vorgespannt Die Kappe 46 weist eine geschlossene Wand auf, die sich von einem Bodenteil 48 der Kappe erstreckt, um einen internen Hohlraum 49 mit einem darin angebrachten Absorptionsmaterial 50 vorzusehen. Die obere Kante der Wand 47 ist durch ein elastisches Material bedeckt, um eine Dichtung 52 zu bilden. Die Kappe kann sich in Abhängigkeit von der Bewegung des Kappenwagens von einer Position, die zu der Ebene der Düsenfläche des Druckkopfs beabstandet ist, zu einer Position, in der die Kappe die Ebene der Düsenfläche des Druckkopfs schneidet, bewegen. Nachdem die Kante 36 des Wagenaktuator den Schnapper 38 kontaktiert hat, bewegen sich die Tintenpatrone und der Kappenwagen gemeinsam zu einer Position, wo die Kappe dicht gegen die Düsenfläche des Druckkopfs gehalten wird. An dieser Position umschließt die geschlossene Wand der Kappe die Düsen des Druckkopfs, wobei die Kappendichtung dicht in die Vertiefung für die Kappe um die Düsen herum eingreift. Während dieser Positionierung der Kappe gegen die Düsenfläche des Druckkopfs, wird der Kappenwagen automatisch durch die Klinke 54 und die Klinkensperrkante 56 auf dem Wagen 16 gesperrt. Dieses Sperren durch die Klinke und die Aktuatorkante 36 in Kontakt mit dem Schnapper 38 verhindert eine relative Bewegung zwischen der Kappe 46 und der Düsenfläche 23 des Druckkopfs.
• Sobald die Düsenfläche des Druckkopfs durch die Kappe bedeckt ist und die Kappe mit der Tintenpatrone gesperrt ist, kann die Druckersteuerung optional veranlassen, daß der Druckkopf eine vorbestimmte Anzahl von Tintentröpfchen in den Kappenhohlraum 49 und das darin vorgesehene Absorptionsmaterial 50 ausstößt, um die Feuchtigkeit in dem dichten Hohlraum der Kappe zu erhöhen.
• Eine typische Membranunterdruckpumpe 58 ist auf dem Druckerrahmen 55 befestigt und wird durch eine geeignete bekannte Antriebseinrichtung betrieben, wobei die Unterdruckpumpe aber in der bevorzugten Ausführungsform durch den Motor 60 für den Papiereinzug des Druckers über die Motorwelle 61 betrieben wird, da dieser Motor während der Instandhaltung des Druckkopfs kein Papier einziehen muß, so daß aufgrund dieser zweifachen Verwendung kein separater Motor für die Unterdruckpumpe erforderlich ist. Die Unterdruckpumpe ist mit der Kappe 46 durch flexible Schläuche 62 und 63 verbunden, wobei ein Tintentrenner 64 zwischen der Kappe und der Unterdruckpumpe positioniert ist.
• Die Führungsschiene 42 für den Kappenwagen ist fest zwischen den fest aufrechtstehenden Haltegliedern 43 und 45 positioniert, die sich von der entfembar am Druckerrahmen 55 befestigten Basis 51 erstrecken. Wie in Fig. 3 gezeigt, die eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1 zeigt, weist die Basis 51 einen länglichen Schlitz 57 für den Durchgang des flexiblen Schlauchs 63 auf, so daß dieser sich im Schlitz Bewegen kann. Ein U-förmiges Quetschventil 66 ist durch eine fixierte zylindrische Welle 73 am Bein der U-förmigen Struktur drehbar mit dem Kappenwagen 40 befestigt und wird in den Flanschs gedreht, so daß die durch den Pfeil 59 angegebene Bewegung des Kappenwagens zu dem aufrechtstehenden Halteglied 45 schließlich das andere Bein 67 der U-förmigen Struktur in Kontakt mit dem fixierten Halteglied 45 bringt, wodurch der flexible Schlauch 63 gequetscht und geschlossen wird.
• Auf diese Weise veranlaßt die Druckpatrone an einer vorbestimmten Position entlang der Führungsschienen 18 durch die Verbindung der Kante 36 des Wagenaktuators und des Schnappers 38 des Kappenwagens, daß die Düsenfläche des Druckkopfs durch die Kappe bedeckt wird, wobei aber der Schlauch 63 nicht durch Quetschung geschlossen wird. Diese Position wird als Kappenposition bezeichnet, in der die Düsenfläche durch eine Luftleitung (nicht gezeigt) und die Unterdruckpumpenventile 70, 71 sowie über den Scheider 64 einer feuchten, Druckluft ausgesetzt wird.
• Wenn es erforderlich ist, den Druckkopf für den Betrieb vorzubereiten, wird der Wagen 16 aus der Kappenposition zu dem fixierten Halteglied 45 bewegt, bis das Bein 67 des U-förmigen Quetschventils 66 das Halteglied 45 kontaktiert, wodurch eine Drehung des U-förmigen Quetschventils verursacht wird, so daß das Bein 68 der U-förmigen Struktur gegen den flexiblen Schlauch 63 schwenkt und diesen durch Quetschung schließt, d.h. das Quetschventil 66 wird durch die Bewegung des Wagens 16 dazu veranlaßt, den flexiblen Schlauch 63 zu schließen.
• Der Motor 60 für den Papiereinzug wird mit Energie versorgt und die Membranunterdruckpumpe 58 evakuiert die Scheiderkammer 69, die teilweise mit einem Absorptionsmaterial, wie etwa einem retikulierten Polyurethanschaum, gefüllt ist, um einen negativen Druck von ungefähr minus 3,05 m (120 Zoll) H&sub2;O anzulegen. Dieser negative Druck wird für ungefähr 18 Sekunden aufrechterhalten. Währenddessen erfährt der Hohlraum der Kappe weiterhin den Umgebungsdruck, da das Quetschventil geschlossen ist. Wenn der gewünschte Negativdruck des Scheiders nach ungefähr 18 Sekunden erreicht ist, wird der Wagen zu einer Position zurückbewegt, in der die Düsenfläche durch die Kappe bedeckt ist, wobei aber der flexible Schlauch 63 nicht länger durch die Quetschung geschlossen ist, d.h. der Wagen wird zur Kappenposition bewegt. Zu diesem Zeitpunkt ist die Kappe weiterhin dicht mit der Düsenfläche des Druckkopfs verbunden, wobei das Quetschventil geöffnet wird, um den inneren Hohlraum der dichten Kappe einem Negativdruck von minus 3,05 m (120 Zoll) H&sub2;O auszusetzen. Die Druckpatrone verbleibt für ungefähr eine Sekunde in dieser Position. Diese Zeitdauer wird bestimmt, um eine bestimmte Beziehung des Drucks in der Kappe und der Flußimpedanz der Tinte durch die Düsen sowie dem Luftvolumen im lnstandhaltungssystem zu erreichen, um ein Primärziel von 0,2 cc ± 0,05 cc Tinte zu erreichen. Das Quetschventil quetscht den flexiblen Schlauch 63 und schließt ihn zum Zeitpunkt von null Sekunden, wobei die Unterdruckpumpe läuft und dadurch verursacht, daß der Druck im Scheider 64 zu fallen beginnt. Die Kape 46 wird dicht mit der Düsenfläche des Druckkopfs 23 verbunden, wobei der Druck in der Kappe nicht vermindert wird, da der flexible Schlauch gequetscht und damit geschlossen wird. Nach ungefähr 18 Sekunden wird Kappenwagen 40 gestattet, sich durch die Kraft der Feder 44 in einer Richtung weg vom Halteglied 45 zu bewegen, wenn der Tintenpatronenwagen 16 in einer Richtung zur Wischklingenanordnung 15 zurück zur Kappenposition bewegt wird. Ungefähr 18 Sekunden nachdem der flexible Schlauch nicht mehr gequetscht wird, wird der Negativdruck aus dem Scheider in die Kappe eingeführt, so daß Tinte aus den Düsen gesaugt wird. Der Negativdruck beginnt aufgrund des Tintenflusses leicht zu fallen. Nach ungefähr einer Sekunde bewegt sich der Wagen 16 und löst die dichte Verbindung der Kappe. Die Vorbereitung für den Betrieb ist jetzt beendet. Der Druck in der Kappe fällt und kehrt zum Umgebungsdruck zurück. Die Druckpatrone wird an den Wischklingen 30, 31 vorbei zu einer Halteposition neben der Wischklingenanordnung 15 und zwischen dieser und dem Druckbereich bewegt und dort für eine vorbestimmte Dauer gehalten, um zu warten, bis Tinte und Luft von der Kappe zum Scheider gesaugt sind. Danach bringt der Wagen die Tintenpatrone zu der Kappenposition zurück, um auf einen Druckmodusbefehl von der Druckersteuerung zu warten.
• Optional ist ein manueller Schalter für die Betriebsvorbereitung (nicht gezeigt) auf dem Drucker vorgesehen, der durch den Bediener betätigt werden kann, wenn der Bediener eine herabgesetzte Druckqualität bemerkt, die zum Beispiel dadurch verursacht sein kann, daß eine Düse keine Tintentröpfchen ausstößt. Diese manuelle Auslösung der Betriebsvorbereitung durch die Betätigung des Schalters arbeitet im wesentlichen auf dieselbe Weise wie die oben beschriebene automatische Abfolge der Betriebsvorbereitung, die immer ausgeführt wird, wenn die Druckpatrone installiert wird oder wenn ein anderes Ereignis auftritt, das in der Druckersteuerung programmiert ist. Der einzige Unterschied besteht darin, daß die Zeitdauer, nach der das Quetschventil geöffnet wird auf 0,5 Sekunden verkürzt wird, um die Menge der aus der Druckpatrone gesaugten Tinte um ungefähr 0,1 cc zu verringern, so daß eine Verschwendung von Tinte und eine Verringerung der Druckkapazität pro Druckpatrone reduziert werden.
• Während die Tinte aus der Kappe gesaugt wird und die Tintenpatrone sich in der Halteposition befindet, betreibt der Motor für den Papiereinzug die Unterdruckpumpe, um Luft und Tinte aus der Kappe in den Schneider zu pumpen. Im Scheider wird die Tinte durch den Schaum absorbiert, der diß Tinte speichert und ein Eintreten der Tinte in die Pumpe verhindert. (Die Tinte könnte die Pumpenventile beschädigen.) Über dem Schaum im Scheider befindet sich eine Kammer mit einem Serpentinenluftdurchgang, der den Einlaß 74 und den Auslaß 75 des Scheiders verbindet. Dieser Luftdurchgang verhindert, daß von der Luft getragene Tinte den Auslaß 75 erreicht, was zu einem Eintreten der Tinte in die Pumpe führen könnte. Der Boden 76 des Scheiders ist aus einem Material hergestellt, das mit Hinsicht auf seine Feuchtigkeits-dampfübertragungsrate gewählt ist. Über die Monate des Betriebs hinweg wird aufgrund dieses Migrationsphänomens Flüssigkeit verloren. Jedesmal wenn der Motor für den Papiereinzug sich für eine andere Aufgabe als die Instandhaltung dreht, muß die Druckpatrone von der Kappe entfernt sein, da sonst nicht erwünschte Tinte in die Kappe gezogen werden würde. Wenn der Motor für den Papiereinzug sich für eine andere Aufgabe als die Instandhaltung dreht, arbeitet die Pumpe und fährt damit fort, Luft durch das System der Instandhaltungsstation zu pumpen, wodurch Tinte aus der Kappe in den Scheider gesaugt wird (Pfeile 65). Dies sieht eine extra Sicherheit vor, um zu verhindern, daß sich Tinte in dem flexiblen Schlauch 63 sammelt, dort trocknet und den Fluß durch den Schlauch blockiert.
• Im folgenden wird auf Fig. 4 und 5 Bezug genommen, die zeigen, daß die Düsenfläche 23 sich aus einer Kombination von Komponenten zusammensetzt. Die Fläche 80 des Druckkopfs 12 enthält die Düsen, eine mit dem Druckkopfs verbundene Hitzesenke 82, das Patronenverbindungssteil 84 mit den Tintenverbindung (nicht gezeigt) zwischen dem Tintenvorrat in der Patrone und dem Druckkopf und eine Umgebungsflächenplatte 86, um die Periphereie um die Hitzesenke, den Druckkopf und das Patronenverbindungsteil zu dichten. Wenn eine Patrone auf den Betrieb vorbereitet wird, bleibt Tinte auf der Düsenfläche mit der Druckkopffiäche, der Hitzesenke, dem Patronenverbindungsteil und der Flächenplatte zurück. Die Menge der auf der Düsenfläche zurückgelassenen Tinte kann beträchtlich sein. Wenn die Tinte nicht entfernt wird, kann die Tinte auf der Düsenfläche auf das Aufzeichnungsmedium schmieren und eine nicht annehmbare Druckqualität verursachen. Die auf der Fläche de& Druckkopfs zurückgelassene Tinte kann auch trocknen und die Richtung. der ausgestoßenen Tröpfchen beeinflussen, die ebenfalls einen wichtigen Faktor für die Druckqualität darstellt.
• Die Oberflächentopografle der Düsenfläche 23 ist diskontinuierlich und nicht komplanar, da sie eine Vielzahl von verschiedenen Teilen enthält. Wenn die Düsenfläche nicht komplanar ist, stellen sich besondere Probleme für eine Wischklinge, die die Tinte von der Fläche entfernen soll. Die Wischklinge ist beim Wischen über die Oberfläche nicht erfolgreich, wenn sie auf eine erhöhte oder eine tieferliegende Oberfläche trifft.
• Wenn sich also die typische Wischklinge in ihrer Bewegung über eine nicht komplanare Oberfläche hebt oder senkt, kann sie etwas Tinte, die sich auf der Reinigungskante der Wischklinge befindet, in Ritzen oder Ecken zwischen derartigen Diskontinuitäten ablagern.
• Die besondere Beziehung, der Aufbau und das Material der Wischklingen 30, 31 der vorliegenden Erfindung vermeiden dieses mit den Wischklingen des Standes der Technik verbundene fehlerhafte Reinigen. Nachdem die Druckpatrone 13 für den Betrieb vorbereitet wurde, löst sich die Druckpatrone von der Kappe 46 und schreitet in der Richtung des Pfeils 78 zu einer Position zwischen der Kappenposition und der Wischklingenanordnung 15, wo sie für ungefähr 6 Sekunden stehen bleibt. Diese Wartezeit erlaubt, daß sich ein großer Teil der Tinte in der Nähe der Düsen aufgrund der Kapillarkräfte und aufgrund anderer in den Düsen 22 und der Patrone 14 wirkender negativer Druckkräfte in den Druckkopf zurückzieht. Die Druckpatrone schreitet dann mit ungefähr 190 mm/s&supmin;¹ zu der Wischklingenanordnung 15 weiter. Mit dieser Wischabfolge geht also die kürzerer Klinge 31 vor der längeren Klinge 30 in die Reinigungsstation ein. Die steifere, kürzere Klinge dient dazu, effektiv die Tinte von der Vorderoberfläche des Druckkopffiäche 80 und auch die meiste Tinte von den anderen Komponenten, aus denen sich die Düsenfläche zusammensetzt, zu entfernen. Aufgrund ihrer Steifigkeit und weil die Oberflächentopografle der Düsenfläche der Druckerpatrone durch Diskontinuitäten gekennzeichnet ist, kann die kürzere Klinge flattern, wobei kleinere Mengen von Tinte 85, die sich auf der Klingenkante 88 angesammelt haben, wie in Fig. 5 gezeigt, an den Diskontinuitäten abgelagert werden können. In der vorliegenden Erfindung entfernt die längere und flexiblere Klinge 30, die der kürzeren Klinge 31 folgt, diese letzten auf der Düsenfläche verbleibenden Tintenreste. Auf diese Weise ergänzen sich die beiden Klingen 30, 31 gegenseitig. Die kürzere, effektivere und steifere Klinge ist darin erfolgreich, den Löwenanteil der Tinte auf der Vorderfläche der Patrone zu entfernen, wobei sie aber etwas Tinte zurücklassen kann. Die längere, weniger steife Klinge weist nur beschränkte Fähigkeiten zum Entfernen von Tinte auf, die aber bei der Behandlung nicht komplanarer Oberflächen überlegen sind, so daß die kürzere Klinge aufgrund ihrer Anpassungsfähigkeit an Diskontinuitäten oder Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche die durch die längere Klinge zurückgelassene Tinte entfernt.
• Fig. 4 zeigt die Grundkonstruktion der komplementären dualen Wischklingen in der Wischklingenreinigungsanordnung und deren Beziehungen zum Strukturglied 32. In der bevorzugten Ausführungsform ist ein Abstand "x" zwischen den Wischklingen 30, 31 ungefähr 3 mm groß, wobei die entsprechenden Höhen L&sub1; und L&sub2; der kürzeren und der längeren Wischklingen 31, 30 jeweils 5,0±0,25 mm und 5,5 ±0,25 mm betragen.
• Fig. 5 zeigt die Reihenfolge, in der die Wischaktionen der kürzeren und der längeren Wischklinge stattfinden. Die Wischklingen sind bis auf die Strecken L&sub1; und L&sub2; mit denen sie sich über die Sammeloberfäche 33 des Strukturglieds 32 erstrecken, im wesentlichen identisch. Die kürzere Klinge 31 ist aufgrund ihres kürzeren vorstehenden Abstandes steifer als die längere Klinge 30, so daß sie ausreichend steif ist, um Tinte von der Fläche 80 des Druckkopfs zu entfernen, wobei sie aber selbst Tinte ablagern kann, wenn sie sich über verschiedene andere Teile der Oberfläche bewegt, die die Düsenfläche 23 ausmachen.
• Fig. 2 ist eine Querschnittansicht der Wischklingenanordnung 15 entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, und Fig. 6 ist eine vergrößerte isometrische Exposionsansicht der Wischklingenanordnung, die die abgeschrägten Enden 35 zeigt, mittels derer die Klingen leicht in die Schlitze 90 in der Sammeloberfäche 33 des Strukturglieds 32 eingesteckt werden können.
• Die Klingen der bevorzugten Ausführungsform wurden empirisch optimiert, wobei ein Polyurethanester-Material mit einem 70±5 Durometer Shore A und einer Dicke von 1,05±0,1 mm verwendet wurde. Die Kanten 88, 89 sind geschärft, so daß sie sehr kurze Radien aufweisen, wobei die Klingen eine Breite "w" von ungefähr 18,4 mm aufweisen. Die Schlitze 90 in dem Strukturglied sind parallel und mit einem Abstand "x" von ungefähr 3 mm zueinander angeordnet. Die Dicke "a" des planaren Teils ist gleich der Dicke der Klingen, so daß Klingen fest aber entfembar gehalten werden, wenn sie in die Schlitze mit der Längen "5" von ungefähr 16 mm, was dem Abstand zwischen den Kerben der Klinge entspricht, geschoben werden. Die Tiefe "b" der Kerben ist gleich der Breite "w" der Klinge minus dem Abstand zwischen den Kerben "s" geteilt durch zwei und beträgt in der bevorzugten Ausführungsform 1,2 mm.
• Von den Klingen tropfende Tinte und gegen die planare Sammeloberfläche 33 des Strukturglieds 32 ausgestoßene Tintentröpfchen werden unter Einfluß der Schwerkraft zum unteren Teil des Strukturglieds gezogen, wo die Öffnung 34 die Tinte zu einem Absorptionsmaterial 41 führt, das in einer Vertiefung des hinteren Teils 92 des Strukturglieds gehalten wird.

Claims (9)

1. Fixierte Wischklingenanordnung, die in einer lnstandhaltungsstation für einen Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf (12), der Düsen (22) aufweist und auf einem bewegbaren Wagen (16) für eine Vor- und Zurückbewegung befestigt ist, wobei die Wischklingenanordnung positioniert ist, um Tinte und anderen Schmutz von der Düsenfläche des Druckkopfs zu reinigen, wenn der Wagen (16) den Druckkopf (12) an ihr vorbei bewegt und wobei die Wischklingenanordnung umfaßt: zwei mit einem Abstand zueinander angeordnete planare Wischklingen (30, 31) die auf einem fixierten Strukturglied befestigt sind, wobei in der Richtung vom Strukturglied (32) zum Druckkopf (12) die eine Klinge (30) länger ist als die andere Klinge (31), dadurch gekennzeichnet, daß jede Wischklinge (30, 31) parallel einander gegenüberliegende Seiten mit identischen einander gegenüberliegenden Kerben (81) aufweist, die an identischen Positionen vorgesehen und mit einem vorbestimmten Abstand (mit vorbestimmten Abständen) zueinander angeordnet sind, und dadurch gekennzeichnet, daß das Strukturglied (32) zwei identische parallele längliche Schlitze (90) mit identischen Längen aufweist, die dem Abstand (den Abständen) zwischen den Kerben (81) in jeder Wischklinge (30, 31) gleich sind, um die Wischklingen (30, 31) entfernbar in den Schlitzen aufzunehmen und darin zu halten.

2. Wischklingenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Wischklingen (30,31) im wesentlichen normal zu dem Strukturglied (32) angeordnet sind, und wobei die Kerben (81) in den Klingen (30, 31) eine vorbestimmte Breite (a) aufweisen.

3. Wischklingenanordnung nach Anspruch 2, wobei das Strukturglied (32) ein planares Substrat mit einer Dicke aufweist, die im wesentlichen der vorbestimmten Breite (a) der Kerben (81) in den Wischklingen gleich ist.

4. Wischklingenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wischklingen (30, 31) parallel zueinander auf dem Strukturglied (32) angeordnet sind.

5. Wischklingenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei beide Wischklingen (30, 31) aus demselben Material hergestellt sind.

6. Wischklingenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Wischklingen (30, 31) aus einem Elastomermaterial hergestellt sind und identische vorbestimmte Dicken aufweisen.

7. Wischklingenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die kürzere Klinge (31) zuerst die Düsen (22) auf dem Druckkopf kontaktiert und reinigt, nachdem der Druckkopf (12) für den Betrieb vorbereitet wurde.

8. Wischklingenanordnung nach wenigstens einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Strukturglied (32) so positioniert ist, daß die Schwerkraft eine Bewegung der Tinte zum Strukturglied (32) und dann zu einem unteren Teil desselben veranlaßt, wobei der untere Teil eine Öffnung (34) aufweist, durch die die darin angesammelte Tinte abfließt

9. Wischklingenanordnung nach Anspruch 8, wobei das Strukturglied (32) weiterhin ein Absorptionsmaterial (41) neben der Öffnung (34) aufweist, um die hindurchgehende Tinte zu absorbieren.