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Dokumentenidentifikation DE69925073T2 02.03.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0000972644
Titel Tintenstrahldrucker und Inbetriebsstellungsverfahren dafür
Anmelder Seiko Epson Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Nishioka, Atsushi, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP;
Hanaoka, Yukihiro, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP;
Yoda, Satoshi, Suwa-shi, Nagano-ken 392-8502, JP
Vertreter Hoffmann, E., Dipl.-Ing., Pat.-Anw., 82166 Gräfelfing
DE-Aktenzeichen 69925073
Vertragsstaaten CH, DE, FR, GB, IT, LI
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 15.07.1999
EP-Aktenzeichen 991136813
EP-Offenlegungsdatum 19.01.2000
EP date of grant 04.05.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 02.03.2006
IPC-Hauptklasse B41J 2/19(2006.01)A, F, I, ,  ,  ,   
IPC-Nebenklasse B41J 2/165(2006.01)A, L, I, ,  ,  ,      

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker und insbesondere ein Verfahren für das Vorfüllen mit Tinte sowie einen Prozess zum Regenerieren des Tintenstrahldruckkopfes nach dem Vorfüllen mit Tinte.

Nachdem ein Benutzer einen Tintenstrahldrucker erworben hat und erstmals eine Tintenpatrone in den Drucker einsetzt, um diesen zu benutzen, ist ein so genanntes Vorfüllen mit Tinte erforderlich, um den Tintenweg von der Patrone zu den Düsen des Druckkopfes des Druckers mit Tinte aus der Tintenpatrone zu laden. Das Vorfüllen mit Tinte ist auch erforderlich, nachdem der Tintenstrahldruckkopf ausgewechselt werden musste und ein neuer Tintenstrahldruckkopf installiert worden ist. Verfahren, die dies mittels eines Tintenabsaugmechanismus leisten, sind vorgeschlagen worden. Die JP-A-8-267785 z. B. lehrt einen Tintenstrahldrucker, der einen solchen Tintenabsaugmechanismus aufweist.

Wie hinreichend bekannt ist (siehe z. B. EP-A-0 803 359), nimmt die Viskosität der Tinte in den Düsen des Druckkopfes aufgrund von Verdunstung zu, wenn Tintenstrahldrucker, insbesondere On-Demand-Tintenstrahldrucker, eine gewisse Zeit (Bereitschaftszeit) nicht benutzt werden. Diese zunehmende Viskosität kann das so genannte Verstopfen der Düsen verursachen. Mit "Verstopfen der Düsen" wird allgemein der Zustand beschrieben, in dem hohe Viskosität oder eingetrocknete Tinte in den winzigen Düsen die Düsenfunktion schwerwiegend beeinträchtigt, so dass das Ausstoßen der Tinte nicht mehr möglich oder zumindest unregelmäßig ist (Ausstoßfehler treten auf). Hier handelt es sich um ein hinreichend bekanntes Problem, und verschiedene Mittel sind vorgeschlagen worden, um ein solches Verstopfen der Düsen zu verhindern. Das allen bisher bekannten Lösungen gemeinsame Prinzip ist das so genannte Spülen oder Regenerieren des Kopfes. Bei einer derartigen Regenerierung des Kopfes wird Tinte mit dem einzigen Zweck, Tinte hoher Viskosität zu entfernen und die Düsen frei zu machen, aus den Düsen ausgestoßen und/oder abgesaugt.

Unmittelbar nach dem Vorfüllen mit Tinte verbleibt eine große Anzahl Luftbläschen im Tintenweg, da die Tinte ein im Tintenweg angeordnetes Filter passiert. Die Bläschen haben die Tendenz, sich an Querschnittsänderungen anzusammeln, wie sie gebildet werden, wo ein Tintenzuführrohr in den Druckkopf mündet. Weil die Bläschen genügend klein sind, fangen sie sich in den Ecken dieser Querschnittsänderungen und befinden sich also nicht im Weg des durch die Saugwirkung bei der Regenerierung des Kopfes erzeugten Tintenstroms. Diese kleinen Blasen erreichen somit die Düsen nicht und verursachen keinen Ausfall der Düsen, d. h. keine Probleme beim Ausstoßen der Tinte.

Kleine Blasen, die sich an solchen Querschnittsänderungen gefangen haben, vergrößern sich beispielsweise aufgrund eines Anstiegs der Tintentemperatur nach dem Einschalten des Druckers und einer Zunahme der Oberflächenspannung aufgrund der Ansammlung zahlreicher kleiner Blasen. Die Bläschen erreichen schließlich eine Größe, bei der sie aus der Querschnittsänderung in den Tintenstrom durch den Tintenweg hineinragen und von der durchströmenden Tinte berührt werden. Wie in 12 dargestellt kann eine Blase B den Tintenweg sogar blockieren (es ist zu beachten, dass 12 eine vergrößerte Teilansicht der Verbindung zwischen Elementen 34 und 97 in 4 ist, die später erläutert wird). Eine Blase, die so groß ist, dass sie in den Tintenweg hineinragt, kann durch den Durchfluss, der bei einer normalen Regenerierung des Druckkopfes mittels Saugwirkung erzeugt wird, in eine Tintenkammer im Druckkopf mitgerissen werden, wird aber nicht aus der Düse ausgestoßen.

Kleine Blasen, die sich an solchen Querschnittsänderungen im Tintenweg unmittelbar nach dem Vorfüllen mit Tinte gefangen haben, können ungeachtet des Ausmaßes der Erhöhung des Durchflusses zur Regenerierung des Kopfes mittels Saugwirkung nicht aus den Düsen ausgestoßen werden.

Außerdem kommen Bläschen, die sich während des Vorfüllens mit Tinte an der Innenwand des Tintenweges anlegen und dort verbleiben, allmählich mit zunehmender Oberflächenspannung und zunehmender Benetzung der Innenwände im Laufe der Zeit von der Wand frei und gelangen in den Tintenweg. Als Ergebnis werden diese Bläschen zum Druckkopf mitgenommen und verbleiben durch die Tintenabsaugoperation, die bei der üblichen Regenerierung des Kopfes angewendet wird, in der/den Tintendüse(n). Wenn der Druckkopf dann zum Drucken angesteuert wird, verursachen Bläschen in den Düsen Druckprobleme wie nicht ausstoßende Düsen.

Die Größe der Bläschen, die beim Vorfüllen mit Tinte entstehen, nimmt außerdem allmählich aufgrund des Anstiegs der Druckertemperatur zu, wenn der Tintenstrahldrucker eingeschaltet bleibt. Die Temperatur steigt um ca. 10°C in der ersten Stunde nach dem Einschalten des Druckers und wird danach allmählich höher. Bei manchen herkömmlichen Tintenstrahldruckern wird deshalb die Regenerierung des Kopfes mittels Saugwirkung unmittelbar nach dem Vorfüllen mit Tinte durchgeführt, um diese Bläschen zu entfernen, was aber nur zum Ergebnis hat, dass Tinte verschwendet wird.

Nach dem Vorfüllen mit Tinte wird bei manchen herkömmlichen Tintenstrahldruckern eine normale Regenerierung des Kopfes mittels Saugwirkung unter Verwendung einer kleinen Menge Tinte durchgeführt, wenn die Blasengröße ein Ausmaß erreicht hat, bei dem der Tintenstrom beeinträchtigt wird. Bei diesem Verfahren werden die Bläschen jedoch lediglich in die Druckkammer des Druckkopfes transportiert. Als Ergebnis führt jeder Versuch, die Druckkammer mit Druck zu beaufschlagen, um einfach Tinte auszustoßen, nur zum Zusammendrücken der großen Blasen (Pascal'sches Gesetz). Der Druck wird also nicht an die Tinte übertragen und die Tinte kann nicht aus den Düsen ausgestoßen werden.

Ein Verfahren zum Vorfüllen mit Tinte und eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus der EP-A-0 778 140 bekannt. Bei diesem Verfahren gemäß dem Stand der Technik wird Schritt a) für die Dauer einer ersten vorgegebenen Zeitspanne (T2) durchgeführt; unmittelbar nach dem Ende von Schritt a) beginnt Schritt b), und Schritt b) wird für die Dauer einer zweiten vorgegebenen Zeitspanne (T3) durchgeführt.

Die EP-A-0 427 202 offenbart ein Tintenstrahldruckverfahren und eine Vorrichtung, die Druckstörungen vermeiden, indem ein bedarfsabhängiger Regenerierungsprozess zum Spülen der Tintendüsen angewendet wird. Es werden zwei Gründe erwähnt, die Druckstörungen verursachen können, nämlich Partikel und Staub, die eine Tintendüse verlegen (geringfügige Störungen) und Luftblasen in einer Tintendüse (schwerwiegende Störungen). Bei einer Regenerierungsoperation zur Behebung einer geringfügigen Druckstörung muss weniger Tinte aus einer Tintendüse gesaugt werden als bei der Regenerierung bei einer schwerwiegenden Störung. Eine Taste Regenerierung ist vorgesehen, die zum Auslösen eines Regenerierungsprozesses gedrückt wird. Die aus einer Tintendüse gesaugte Tintenmenge wird danach bemessen, ob eine geringfügige oder eine schwerwiegende Störung aufgetreten ist. Die Unterscheidung zwischen geringfügigen und schwerwiegenden Störungen erfolgt in Abhängigkeit entweder vom Intervall der Betätigung der Taste Regenerierung oder von der Druckmenge, die während dieses Intervalls ausgeführt worden ist. Im Stand der Technik wird nichts über den Vorfüllprozess gesagt, wie er im Oberbegriff von Anspruch 1 definiert ist.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die oben genannten Probleme des Standes der Technik zu überwinden und ein Steuerungsverfahren für einen Tintenstrahldrucker sowie einen Tintenstrahldrucker bereitzustellen, mit denen es möglich ist, die unnötige Verschwendung von Tinte im Zuge eines Regenerierungsprozesses des Kopfes mittels Absaugen von Tinte sowie Störungen beim Ausstoßen der Tinte, die durch während des Vorfüllens mit Tinte verbliebene Bläschen im Tintenweg verursacht werden, zuverlässig zu vermeiden.

Diese Aufgaben werden durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und einen Drucker gemäß Anspruch 4 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können Bläschen, die sich während des Vorfüllprozesses mit Tinte bilden und später zu größeren Bläschen anwachsen, zuverlässig aus den Düsen des Druckkopfes ausgestoßen werden. Der Nachfüllprozess erfolgt ein bestimmtes Zeitintervall nach dem Vorfüllprozess mit Tinte. Dieses Zeitintervall wird so gewählt, dass Bläschen, die sich während des Vorfüllens mit Tinte bilden, in Querschnittsänderungen des Tintenweges, wo sich der Durchmesser des Tintenweges ändert, ansammeln, zu einer bestimmten Größe angewachsen sind und frei im Tintenweg schwimmen, so dass sie im Tintenweg bewegt und zuverlässig aus den Tintendüsen ausgestoßen werden können. Als Ergebnis kann Verschwendung durch Absaugen von Tinte im Rahmen des Kopf-Regenerierungsprozesses verhindert werden.

Im Nachfüllprozess wird ein größeres Tintenvolumen abgesaugt als im normalen Kopf-Regenerierungsprozess. Bläschen, die nach dem Vorfüllen im Tintenweg verblieben sind, können deshalb zuverlässig aus den Tintendüsen ausgestoßen und daran gehindert werden, in der Druckkammer zu bleiben. Auf den Kopf-Regenerierungsprozess zurückzuführende Druckstörungen können deshalb vermieden werden.

Andere Aufgaben und Vorteile sowie ein besseres Verständnis der Erfindung erschließen sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen; es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckers, der die vorliegenden Erfindung verwirklicht;

2 eine perspektivische Ansicht der Hauptkomponenten des in 1 dargestellten Tintenstrahldruckers;

3 eine perspektivische Ansicht des Tintenzuführmechanismus in dem in 1 dargestellten Tintenstrahldrucker;

4(A) eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 3;

4(B) eine Schnittansicht entlang der Linie Y-Y in 3;

5 ein Flussdiagramm eines Tintenabsaug-Steuerprozesses in dem in 1 dargestellten Tintenstrahldrucker;

6 ein Flussdiagramm eines alternativen Tintenabsaug-Steuerprozesses in dem in 1 dargestellten Tintenstrahldrucker;

7 ein Flussdiagramm des in 6 dargestellten Tintenabsaug-Steuerprozesses, der durch einen Befehl für den Kopf-Regenerierungsprozess ausgelöst wird;

8 ein Flussdiagramm des in 6 dargestellten Tintenabsaug-Steuerprozesses, der durch den Ablauf einer vorgeschriebenen Zeitspanne veranlasst wird;

9 ein Flussdiagramm des in 6 dargestellten Tintenabsaug-Steuerprozesses, der unmittelbar nach dem Einschalten der Spannungsversorgung des Druckers ausgeführt wird;

10 ein Blockdiagramm der vorliegenden Erfindung;

11 ein Flussdiagramm zur Erläuterung einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

12 den Verschluss (die Blockierung) des Tintenwegs durch eine Blase.

Gesamtkonfiguration

1 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckers gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung. 2 ist eine andere perspektivische Ansicht, die die internen Hauptkomponenten desselben Druckers, aber von der relativ zu 1 entgegengesetzten Seite, zeigt. Wie aus diesen Figuren zu ersehen ist, weist der Drucker 1 einen Tintenstrahldruckkopf 3 mit Düsen 31 zum Ausstoßen von Tintentröpfchen, einen Schreibwagen 2, auf dem der Druckkopf 3 angebaut ist, einen Wagenverfahrmechanismus 4 zur Hin- und Herbewegung des Wagens 2 in der durch den Pfeil A angegebenen Hauptabtastrichtung und einen Tintenzuführmechanismus 10 (siehe 3) zum Liefern von Tinte zum Druckkopf 3 auf. Der Druckkopf 3 hat eine rechteckige Düsenoberfläche 32, die durch eine im Wagen 2 ausgeformte rechteckige Öffnung freiliegt. Zwei Reihen Düsen, von denen eine jede eine Mehrzahl der Düsen 31 aufweist, die in einer Linie angeordnet sind, sind in dieser Düsenoberfläche 32 ausgebildet.

Wie 2 zeigt, weist der Wagenverfahrmechanismus 4 eine Führungsschiene 45, die sich entlang der Hauptabtastrichtung A erstreckt, einen Zahnriemen 41, der mit einer Antriebsriemenscheibe 43 und einer Nachlaufriemenscheibe 44 in Eingriff steht, und einen Wagenmotor 42 für den Antrieb der Antriebsriemenscheibe 43 in eine Drehbewegung auf. Der untere Teil des Wagens 2 ist gleitend auf der Führungsschiene 45 gelagert und mit dem Zahnriemen 41 verbunden. Ein Ansteuern des Wagenmotors 42 bewirkt deshalb, dass der Wagen 2 in der Hauptabtastrichtung entlang der Führungsschiene 45 verfährt.

Ein Aufzeichnungsmedium 14 wird in einer Nebenabtastrichtung senkrecht zur Hauptabtastrichtung A an einer Position vorbeitransportiert, die durch den Bewegungsbereich der Düsenoberfläche 32 definiert ist. Drucken auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 14 kann somit erfolgen, indem Tintentröpfchen aus den Düsen 31 auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 14 gespritzt werden, während der Wagen 2 in der Hauptabtastrichtung über die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 14 verfahren und das Aufzeichnungsmedium in der Nebenabtastrichtung zugeführt wird. Zum Drucken wird der Wagen 2 und damit der Druckkopf 3 innerhalb eines mit B in 2 gekennzeichneten Druckbereichs hin- und herbewegt. Außerhalb des Druckbereichs B und links davon wie in 2 dargestellt befindet sich die Ausgangsposition HP des Druckkopfes. In der Ausgangsposition ist der Druckkopf unmittelbar gegenüber einer Kopfwartungseinheit 5 positioniert, die weiter unten näher beschrieben wird.

Tintenzuführmechanismus

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, weist der Tintenzuführmechanismus 10 eine Tintenpatrone 7 auf, die in einen Tintenpatronenhalter 13 eingesetzt und aus diesem herausgenommen werden kann, der im Hauptgehäuse 12 des Druckers 1 untergebracht ist, ferner einen am Wagen 2 angebrachten Druckausgleichbehälter 9 und einen Tintenzuführschlauch 8, der die Tintenpatrone 7 mit dem Druckausgleichsbehälter 9 verbindet.

Wie die 2, 3 und 4(A) zeigen, weist die Tintenpatrone 7 ein flaches kastenförmiges starres Gehäuse 71 und einen flexiblen Tintenbehälter 72 auf. Der Tintenbehälter 72 ist im Gehäuse 71 untergebracht und mit Tinte gefüllt. Der Tintenbehälter 72 hat einen Tintenauslass 73, der zur Außenseite des Gehäuses 71 geführt ist. Es ist zu beachten, dass das Bezugszeichen 11 in den Figuren den gesamten Tintenweg kennzeichnet, der die Düsen 31 mit dem Tintenbehälter 72 verbindet.

Der Tintenzuführschlauch 8 weist einen Schlauch 81 und eine Nadel 82 auf, die an einem Ende des Schlauchs 81 angebracht ist. Das andere Ende des Schlauchs 81 ist mit dem Druckausgleichsbehälter 9 verbunden. Die Nadel 82 wird in den Auslass 73 der Tintenpatrone 7 eingeführt bzw. daraus entfernt, wenn die Tintenpatrone 7 in den Drucker 1 eingesetzt bzw. herausgenommen wird.

Wie aus den 3 und 4 ersichtlich ist, weist der Druckausgleichsbehälter 9 ein flaches schalenförmiges starres Gehäuse 91 auf, das einen im Wesentlichen achteckigen Querschnitt hat, wie in 3 dargestellt, ferner einen am Gehäuse 91 angebrachten weichen Film 92 zum Schließen des offenen Teils des Gehäuses 91 und eine Blattfeder 93, die an der Innenoberfläche des weichen Films 92 angebracht ist. Auf diese Weise wird eine Tintendruckdämpfungs- oder -ausgleichskammer 90 zwischen dem Gehäuse 91 und dem weichen Film 92 gebildet.

Im Gehäuse 91 sind ein Tinteneinlass 94 und ein Tintenauslass 95 ausgeformt. Ein Ende des Schlauchs 81 ist mit dem Tinteneinlass 94 verbunden; der Tintenauslass 95 kommuniziert mit einem Ende eines Tintenausströmkanals 96, der im Gehäuse 91 ausgeformt ist. Das andere Ende des Tintenausströmkanals 96 ist eine Druckkopfmuffe 97 mit großem Durchmesser.

Der Druckkopf 3 weist einen Tinteneinlassschlauch 34 und eine Tintenkammer 33 auf, in der die durch den Tinteneinlassschlauch 34 eingeleitete Tinte gehalten wird. Ein Ende des Tinteneinlassschlauches 34 ist in die Druckkopfmuffe 97 eingeführt und in dieser abgedichtet gehalten. Die in der Tintenkammer 33 gehaltene Tinte wird anschließend aus den Düsen 31 ausgestoßen.

Wie aus 4(B) ersichtlich ist, wird eine bestimmte Menge der Tinte 30 in der Kammer 90 gehalten. Mit ansteigendem und abfallendem Druck in der Kammer 90 verformt sich der weiche Film 92 flexibel nach außen oder innen und ändert so das Volumen der Kammer 90. Diese Verformung des weichen Films 92 hält den Innendruck der Kammer 90 konstant, d. h. sie gleicht eventuelle Druckschwankungen im Tintenzuführsystem aus. Als Ergebnis bleibt der Tintenzuführdruck der vom Tintenauslass 95 zum Druckkopf 3 gelieferten Tinte selbst dann konstant, wenn sich der Tintendruck am Tinteneinlass 94 ändert.

Tintenabsaugmechanismus

Wie zuvor erwähnt und in 2 dargestellt ist die Kopfwartungseinheit 5 gegenüber der Ausgangsposition des Druckkopfes angeordnet und weist einen Tintenabsaugmechanismus 6 zum Absaugen der Tinte mit hoher Viskosität und restlicher Bläschen aus den Düsen 31 des Druckkopfes 3 auf.

Der Mechanismus 6 hat eine Düsenkappe 62 zum Abdecken der Düsenoberfläche 32 des Druckkopfes 3, wenn sich der Druckkopf 3 in der Ausgangsposition befindet. Die Düsenkappe 62 kann entweder als Reaktion auf die Wagenbewegung oder mittels eines eigenen Motors 52, der an einem Gehäuse 50 der Kopfwartungseinheit 5 angebracht ist, zwischen einer eingefahrenen Position, in der sie in das Gehäuse 50 eingefahren ist, und einer Abdeckposition, in der sie aus dem Gehäuse 50 zum Druckkopf 3 hervorsteht. Die Düsenkappe 62 befindet sich in ihrer eingefahrenen Position, wenn sich der Druckkopf 3 innerhalb des Druckbereichs B befindet.

Wenn der Druckkopf 3 seine Ausgangsposition erreicht, wird die Düsenkappe 62 in ihre Abdeckposition bewegt, um die Düsenoberfläche 32 des Druckkopfes 3 abzudecken, wie mit gestrichelten Linien in 4(A) angedeutet. Der so innerhalb des Hohlraums gebildete Druck, der von der Düsenoberfläche 32 und der Düsenkappe 62 abgedichtet wird, wird dann mittels einer Pumpe 61 abgesenkt, die vom Motor 52 angetrieben wird. Durch Betätigen der Pumpe 61, während die Düsenkappe 62 die Düsenoberfläche 32 abdeckt, kann deshalb Tinte aus den Düsen 31 gesaugt werden.

Steuerung des Tintenabsaugmechanismus

Wie aus 2 ersichtlich ist, enthält der Drucker 1 auch eine Steuereinheit 63 zur gesamten Steuerung des Druckers einschließlich der Steuerung des Tintenabsaugmechanismus 6. 10 ist ein Funktionsblockdiagramm des Druckers 1, das die Steuereinheit 63 und die von ihr gesteuerten Mechanismen detaillierter darstellt (es ist zu beachten, dass 10 der dritten Ausführungsform entspricht, bei der der Zeitgeber 107 anstelle der Zeitgeber 66 und 67 verwendet wird). Die Steuereinheit 63 weist einen Mikrocomputer 103 auf, auf dem ein in einem ROM (nicht dargestellt) gespeichertes Steuerprogramm abläuft, um den Transport des Aufzeichnungsmediums (in 10 nicht dargestellt), das Drucken durch den Druckkopf und die Tintenabsaugoperation des Tintenabsaugmechanismus zu steuern.

Sowohl ein Schalter 64 zum manuellen Auslösen der Kopf-Regenerierung als auch ein Host-Computer 65 sind mit der Steuereinheit 63 verbunden. Der Tintenabsaugmechanismus 6 kann aktiviert werden, so dass er eine befohlene Kopf-Regenerierung entweder durch Betätigen des Schalters 64 oder als Antwort auf einen entsprechenden Befehl vom Host-Computer 65 ausführt.

Die Steuereinheit 63 weist ferner einen ersten Zeitgeber 66 und einen zweiten Zeitgeber 67 auf; beide Zeitgeber können entweder hardware- oder softwaremäßig implementiert werden. Der erste Zeitgeber 66 zählt die nach dem letzten Vorfüllprozess mit Tinte verstrichene Zeit, was nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Der zweite Zeitgeber 67 zählt die nach dem letzten Tintenabsaugprozess durch den Tintenabsaugmechanismus 6 verstrichene Zeit.

Die Steuereinheit 63 kann auch einen Zähler Co zum Zählen der ausgeführten Kopf-Regenerierungsprozesse (die nachstehend detailliert beschrieben werden) haben.

Ein Tintenpatronendetektor 101 erkennt, ob eine Tintenpatrone 7 im Drucker 1 eingesetzt ist oder nicht. Ein Detektor 'Tinte aus' 102 erkennt, ob noch Tinte im Tintenbehälter 72 übrig ist. Die CPU 103 steuert die Pumpe 61 und empfängt die vom Tintenpatronendetektor 101 und dem Detektor 'Tinte aus' 102 ausgegebenen Signale. Wenn der Tintenpatronendetektor 101 nicht erkennen kann, dass eine Tintenpatrone 7 eingesetzt ist, wird eine Warnung "Keine Tintenpatrone" ausgegeben.

Wenn der Detektor 'Tinte aus' 102 bestimmt, dass im Tintenbehälter 72 keine oder eine unzureichende Menge Tinte vorhanden ist, wird eine Warnung "Keine Tinte" ausgegeben. Zur Ausgabe dieser beiden Warnungen können verschiedene Verfahren angewendet werden, z. B. Leuchten oder Blinken einer LED oder Absetzen einer akustischen Warnung.

Wenn die CPU 103 Druckdaten vom Host-Computer 65 über eine Schnittstelle 104 empfängt, steuert sie den Druckkopf 3 unter Verwendung eines Druckpuffers 105 an, um die empfangenen Daten auszudrucken. Ein EEPROM 108 ist zum Speichern eines Vorfüll-Flags Fl und eines Nachfüll-Flags SCL vorgesehen. Zum Speichern dieser Flags könnte ein anderer Typ eines nicht-flüchtigen Speichers verwendet werden.

Wenn die CPU 103 erkennt, dass der Schalter 64 eingeschaltet oder ein entsprechender Befehl vom Host-Computer 65 empfangen worden ist, führt sie einen befohlenen Tintenabsaugprozess aus, indem ein bestimmten Tintenvolumen aus den Düsen gesaugt wird. Bei diesem und anderen Tintenabsaugprozessen, die später beschrieben werden, wird das gewünschte Tintenabsaugvolumen, das mittels der Pumpe 61 abzusaugen ist, dadurch erreicht, dass die Anzahl der Schritte gesteuert wird, um die der Schrittmotor 52 zum Antreiben der Pumpe 61 gedreht wird, um die von der Pumpe 61 abzusaugende Tintenmenge zu steuern. Wahlweise zur Steuerung der Anzahl der Schritte des Motors 52 kann die CPU 103 die Menge der abzusaugenden Tinte auf Basis der Zeitspanne steuern, die von einem Zeitgeber (nicht dargestellt) gezählt wird, während der die Pumpe 61 angetrieben wird.

Ein Netzschalter 109 zum Steuern des Ein-/Aus-Zustands der Netzspannungsversorgung zum Drucker 1 ist ebenfalls vorgesehen.

Die CPU 103 steuert außerdem die Lage des Druckkopfes 3 (Wagen 2). Sie kann so erkennen, ob sich der Druckkopf 3 in seiner Ausgangsposition HP, d. h. in der Position der Düsenkappe 62 befindet, und falls dies nicht zutrifft, den Druckkopf 3 erforderlichenfalls in diese Position verfahren.

Erste Ausführungsform der Tintenabsaugsteuerung

5 ist eine Flussdiagramm der Funktionsweise des Tintenstrahldruckers 1, das hauptsächlich die Tintenabsaugsteuerung zeigt. Bei dieser ersten Ausführungsform enthalten die Tintenabsaugprozesse, die mittels den Tintenabsaugmechanismus 6 ausgeführt werden:

  • 1) einen Tintenvorfüllprozess (Tintenabsaugprozess L), der wie erforderlich ausgeführt wird;
  • 2) einen Nachfüllprozess (Tintenabsaugprozess S), der nach einem vorgegebenen ersten Zeitintervall T0 nach dem Tintenvorfüllprozess ausgeführt wird; während dieses Nachfüllprozesses wird die Tinte mit größerer Kraft als während eines normalen Kopf-Regenerierungsprozesses abgesaugt;
  • 3) einen ersten Kopf-Regenerierungsprozess (Tintenabsaugprozess A), der immer dann ausgeführt wird, wenn ein vorgegebenes zweites Zeitintervall T1, nachdem der letzte Tintenabsaugprozess ausgeführt worden ist, abgelaufen ist; während dieses Prozesses wird eine geringe Tintenmenge abgesaugt; und
  • 4) einen zweiten Kopf-Regenerierungsprozess (Tintenabsaugprozess M), der ausgeführt wird, wenn der Schalter 64 betätigt oder ein entsprechender Befehl vom Host-Computer 65 empfangen wird, um die Kopf-Regenerierung auszulösen, wenn gewünscht.

Die zeitliche Abfolge dieser Prozesse wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf das Flussdiagramm von 5 beschrieben.

Wenn der Drucker eingeschaltet wird (Schritt ST1), wird in Schritt ST2 erkannt, ob der Tintenvorfüllprozess L abgeschlossen worden ist, indem der Status des Vorfüll-Flag Fl gelesen wird. Wenn das Flag Fl rückgesetzt (OFF) ist, wird bestimmt, dass der Tintenvorfüllprozess L noch nicht abgeschlossen worden ist, und er wird deshalb mittels des Tintenabsaugmechanismus 6 ausgeführt (Schritt ST3). Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Tintenabsaugvolumen V0 dieses Tintenvorfüllprozesses L auf 15 cm3 eingestellt.

Nachdem der Tintenvorfüllprozess L abgeschlossen worden ist, wird das Flag Fl gesetzt (ON) (Schritt ST4), und der erste Zeitgeber 66 beginnt mit dem Zählen der seit dem Tintenvorfüllen abgelaufenen Zeit Tp (Schritt ST5).

Danach wird in Schritt ST8 erkannt, ob das erste Zeitintervall T0 abgelaufen ist, indem der erste Zeitgeber 66 abgelesen wird (Tp ≥ T0). Bis ein Druckbefehl in Schritt ST9 empfangen wird oder das Zeitintervall T0 in Schritt ST8 abgelaufen ist, schleift der Prozess durch die Schritte ST8 und ST9. Wird in Schritt ST9 ein Druckbefehl erkannt, geht der Prozess zu Schritt ST10 weiter, um den Druckprozess auszuführen. Sobald der Druckprozess beendet worden ist, schleift die Steuerung zu Schritt ST8 zurück und die Schleife ST8-ST9 wird weiter durchlaufen.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Zeitintervall T0 auf eine Stunde eingestellt. Als Ergebnis wird die Schleife durch die Schritte ST8-ST9-(ST10)-ST8 eine Stunde lang durchlaufen, nachdem der Tintenvorfüllprozess L abgeschlossen worden ist.

Wenn der Drucker abgeschaltet wird, während diese Schleife ausgeführt wird, und dann wieder eingeschaltet wird, wird in Schritt ST2 erkannt, dass das Flag Fl gesetzt ist, worauf eine Verzweigung zu Schritt ST6 erfolgt, in dem bestimmt wird, ob das Zeitintervall T0 seit dem Tintenvorfüllprozess L abgelaufen ist (Tp ≥ T0). Es gibt verschiedene Möglichkeiten, wie diese Bestimmung erfolgen kann. Eine Möglichkeit (in der Figur nicht dargestellt) ist, nach Schritt ST11 das Flag SCL zu setzen und dieses Flag SCL in Schritt ST6 anstelle der Prüfung, ob Tp ≥ T0, zu prüfen. Eine andere Möglichkeit ist, den Zeitgeber 66 weiter zählen zu lassen, selbst während der Drucker abgeschaltet ist. Wenn der Zeitgeber 66 nicht weiterzählt, kann sein Zählwert unmittelbar vor dem Abschalten des Druckers gespeichert und der Zeitgeber auf den gespeicherten Zählwert voreingestellt werden, wenn der Drucker wieder eingeschaltet wird. Wenn das Zeitintervall T0 nicht abgelaufen ist, nimmt der erste Zeitgeber 66 die Zählung wieder auf (Schritt ST7) und die Schleife der Schritte ST8-ST9-(ST10)-ST8 wird erneut durchlaufen.

Wenn das Zeitintervall T0 abgelaufen ist, wird der Nachfüllprozess S (Schritt ST11) ausgeführt. Das Tintenabsaugvolumen V1 dieses Nachfüllprozesses S beträgt bei dieser beispielhaften Ausführungsform 3 cm3.

Nach dem Nachfüllprozess S hält der erste Zeitgeber 66 an und der zweite Zeitgeber 67 beginnt die seit dem Nachfüllprozess verstrichene Zeit als Zeit Te zu zählen (Schritt ST12); in Schritt ST13 wird ein Druckbefehl erwartet. Wenn ein Druckbefehl empfangen wird, wird der Druckprozess ausgeführt (Schritt ST14) und die Steuerung schleift zu Schritt ST13 zurück.

Wird kein Druckbefehl empfangen (ST13 = "N"), wird in Schritt ST15 bestimmt, ob das zweite Zeitintervall T1 seit der Ausführung des letzten Tintenabsaugprozesses abgelaufen ist (Te ≥ T1). In diesem Fall war der letzte Tintenabsaugprozess der Nachfüllprozess S. Bei dieser beispielhaften Ausführungsform ist das Zeitintervall T1 auf zehn Stunden (10 h) eingestellt. Ein ersten Kopf-Regenerierungsprozess A wird ausgeführt, wenn das Zeitintervall T1 seit dem letzten Tintenabsaugprozess abgelaufen ist (Schritt ST16). Gleichzeitig wird der Zeitgeber 67 erneut gestartet und zählt die Zeit Te. Es ist zu beachten, dass das Tintenabsaugvolumen V2 dieses ersten Kopf-Regenerierungsprozesses A auf 0,1 cm3 eingestellt ist. Als Ergebnis werden 0,1 cm3 Tinte abgesaugt, um den Druckkopf nach jedem Zeitintervall T1 nach dem Nachfüllprozess S zu reinigen und zu regenerieren.

Wenn der Drucker während dieser Schleife, in der Te gezählt wird, aus- und wieder eingeschaltet wird, übergibt der Schritt ST6 die Steuerung an den Schritt ST13, da das Zeitintervall T0 seit dem Tintenvorfüllprozess L abgelaufen und der Nachfüllprozess S ausgeführt worden ist. Die Schleife von ST13 nach ST16 wird deshalb erneut durchlaufen.

Bei dieser bevorzugten Ausführungsform ist das Tintenabsaugvolumen V1 des Nachfüllprozesses S größer als das Tintenabsaugvolumen V2 des ersten Kopf-Regenerierungsprozesses A. Eventuell verbliebene Blasen im Tintenweg 11 können deshalb zuverlässig aus den Düsen 31 ausgestoßen werden, indem nur ein einziger Nachfüllprozess S ausgeführt wird. Wenn außerdem das Zeitintervall T1 geeignet eingestellt ist, z. B. auf eine Stunde, wird der Nachfüllprozess S durchgeführt, nachdem sich Blasen, die nach dem Vorfüllen mit Tinte an den Innenwänden des Tintenweges 11 haften, von den Wänden gelöst haben, so dass sie zuverlässig aus dem Tintenweg ausgestoßen werden können. Es ist deshalb möglich, Druckstörungen aufgrund von Blasen, die nach dem Vorfüllen mit Tinte im Tintenweg 11 verbleiben, zuverlässig zu vermeiden.

Zweite Ausführungsform der Tintenabsaugsteuerung

Die 6 bis 9 sind Flussdiagramme einer zweiten Ausführungsform der Tintenabsaugsteuerung gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei dieser zweiten Ausführungsform enthalten die Tintenabsaugprozesse, die mittels des Tintenabsaugmechanismus 6 ausgeführt werden:

  • (1) den Tintenvorfüllprozess (Tintenabsaugprozess L), der wie erforderlich ausgeführt wird;
  • (2) den Nachfüllprozess (Tintenabsaugprozess S);
  • (3) den ersten Kopf-Regenerierungsprozess (Tintenabsaugprozess A);
  • (4) den zweiten Kopf-Regenerierungsprozess (Tintenabsaugprozess M); und
  • (5) einen dritten Kopf-Regenerierungsprozess (Tintenabsaugprozess B).

Der Tintenvorfüllprozess, der Nachfüllprozess sowie der erste und zweite Kopf-Regenerierungsprozess können die gleichen sein wie bei der ersten Ausführungsform. Bei dieser zweiten Ausführungsform wird jedoch der Nachfüllprozess S unmittelbar nach dem Vorfüllen mit Tinte k mal ausgeführt. k ist ein vordefinierter Wert (k = 3 bei dieser beispielhaften Ausführungsform). Während des Normalbetriebs wird der erste Kopf-Regenerierungsprozess A, bei dem ein geringes Tintenvolumen ausgestoßen wird, in regelmäßigen ersten Zeitintervallen T1 (T1 = 10 h bei dieser beispielhaften Ausführungsform) nach dem letzten Tintenabsaugprozess ausgeführt; wenn aber ein relativ langes Zeitintervall T2 (T2 = eine Woche bei dieser beispielhaften Ausführungsform) oder länger seit dem letzten Tintenabsaugprozess verstrichen ist, wird der großvolumige dritte Kopf-Regenerierungsprozess B ausgeführt, bei dem ein großes Tintenvolumen ausgestoßen wird. Andere Aspekte der Steuerung dieser zweiten Ausführungsform sind im Wesentlichen identisch mit denen der in 5 dargestellten und oben beschriebenen ersten Ausführungsform.

Wie aus 6 ersichtlich ist, wird nach Einschalten des Druckers (Schritt ST21) in Schritt ST22 geprüft, ob das Vorfüll-Flag Fl gesetzt ist (ON), um zu erkennen, ob der Tintenvorfüllprozess L abgeschlossen ist. Wenn das Flag Fl nicht gesetzt ist (d. h. OFF ist), ist der Tintenvorfüllprozess L nicht ausgeführt worden und wird deshalb gestartet (Schritt ST23). Das Tintenabsaugvolumen V0 bei diesem Tintenvorfüllprozess L beträgt bei dieser beispielhaften Ausführungsform 15 cm3. Wenn der Tintenvorfüllprozess L endet, wird das Flag Fl gesetzt (ON)(Schritt ST24) und ein Zähler Co wird auf k voreingestellt (Schritt ST25).

In Schritt ST27 wird dann geprüft, ob ein Druckbefehl vorliegt, und die Steuerung an den Druckprozess übergeben (Schritt ST28), wenn ein Druckbefehl erkannt wird. Wird kein Druckbefehl erkannt, wird in Schritt ST29 bestimmt, ob ein Befehl für eine befohlene Kopf-Regenerierung vorliegt, d. h., ob der Schalter 64 betätigt oder ein entsprechender Befehl vom Host-Computer 65 empfangen worden ist. Wenn kein Befehl für eine befohlene Kopf-Regenerierung erkannt wird, wird in Schritt ST31 bestimmt, ob die seit dem letzten Tintenabsaugprozess verstrichene Zeit Te gleich oder länger ist als das Zeitintervall T1. Die abgelaufene Zeit Te wird vom zweiten Zeitgeber 67 gezählt, der immer dann erneut gestartet wird, wenn ein Tintenabsaugprozess abgeschlossen worden ist. Wenn das Zeitintervall T1 nicht abgelaufen ist (Te < T1), schleift Schritt ST31 zu Schritt ST27 zurück, und der oben beschriebene Prozess wird wiederholt. Wenn Schritt ST29 mit "Ja" beantwortet wird, wird der Nachfüllprozess S oder der zweite Kopf-Regenerierungsprozess M in Schritt ST30 ausgeführt, was in 7 detaillierter dargestellt ist.

Wie aus 7 ersichtlich ist, wird im Schritt ST30 zuerst festgestellt, ob der Wert des Zählers Co größer ist als null (ST51). Ist dies der Fall, wird der Nachfüllprozess S ausgeführt (Schritt ST53), der Zähler Co wird um eins heruntergezählt (Schritt ST54) und Schritt ST30 endet. Ist der Wert des Zählers Co jedoch 0, wird der zweite Kopf-Regenerierungsprozess M ausgeführt (Schritt ST52), wonach Schritt ST30 endet. Wenn also eine befohlene Kopf-Regenerierung durch die manuelle Betätigung des Schalters 64 oder durch den Host-Computer 65 veranlasst wird, wird der Nachfüllprozess S ausgeführt, wenn er nicht bereits k mal ausgeführt worden ist. Wenn der Nachfüllprozess S bereits k mal ausgeführt worden ist, wird statt dessen der zweite Kopf-Regenerierungsprozess M ausgeführt.

Es ist zu beachten, dass das Tintenabsaugvolumen V1 des Nachfüllprozesses S bei dieser beispielhaften Ausführungsform 3 cm3 und das Tintenabsaugvolumen V3 des zweiten Kopf-Regenerierungsprozesses 1 cm3 beträgt.

Wenn Schritt ST29 mit "Nein" beantwortet wird, aber das Zeitintervall T1 seit dem letzten Tintenabsaugprozess in Schritt ST31 abgelaufen ist (Te ≥ T1), wird der Nachfüllprozess S oder der erste Kopf-Regenerierungsprozess A in Schritt ST32 ausgeführt, wie in 8 detaillierter dargestellt ist. Wie aus 8 ersichtlich ist, beginnt Schritt ST32 ähnlich wie Schritt ST30, indem der Wert des Zählers Co festgestellt wird (Schritt ST61). Wenn der Wert des Zählers Co größer als null ist, wird der Nachfüllprozess S ausgeführt (Schritt ST63), der Zähler Co wird dann um eines heruntergezählt (Schritt ST64) und Schritt ST32 endet. Ist jedoch der Wert des Zählers Co 0 oder weniger, wird statt dessen der erste Kopf-Regenerierungsprozess A ausgeführt (Schritt ST62); dann endet Schritt ST32.

Der Nachfüllprozess S wird deshalb ausgeführt, wenn das Zeitintervall T1 nach dem letzten Tintenabsaugprozess abgelaufen ist, sofern der Nachfüllprozess S nicht bereits k mal ausgeführt worden ist. Nachdem der Nachfüllprozess S k mal ausgeführt worden ist, wird der erste Kopf-Regenerierungsprozess A ausgeführt. Es ist zu beachten, dass das Tintenabsaugvolumen V2 dieses ersten Kopf-Regenerierungsprozesses A bei dieser beispielhaften Ausführungsform auf 0,1 cm3 eingestellt ist.

Nunmehr sei erneut auf 6 verwiesen, wonach, falls der Tintenvorfüllprozess L beim Einschalten des Druckers bereits ausgeführt ist, d. h. das Flag Fl in Schritt ST22 auf ON gesetzt ist, in Schritt ST26 gemäß dem Flussdiagramm von 9 der zutreffende Typ des Tintenabsaugprozesses ermittelt wird, der als nächster auszuführen ist.

Wie aus 9 ersichtlich ist, besteht der erste Schritt dieser Routine in der Bestimmung des Wertes des Zählers Co (Schritt ST41). Wenn der Wert des Zählers Co null ist, ist der Nachfüllprozess S bereits k mal ausgeführt worden. In Schritt ST42 wird deshalb bestimmt, ob die seit dem vorigen Tintenabsaugprozess abgelaufene Zeit Te, die der zweite Zähler 67 zählt, gleich dem zweiten Zeitintervall T2 ist oder dieses überschreitet (Te ≥ T2).

Wenn das Zeitintervall T2 noch nicht abgelaufen ist (Te < T2), wird in Schritt ST43 bestimmt, ob die verstrichene Zeit Te gleich ist dem Zeitintervall T1 oder dieses überschreitet. Ist die seit dem letzten Tintenabsaugprozess abgelaufene Zeit kürzer als T1 (Te < T1), endet Schritt ST26.

Wird jedoch Schritt ST42 mit "Ja" beantwortet (Te ≥ T2), wird der dritte Kopf-Regenerierungsprozess B ausgeführt (Schritt ST45). Falls seit dem letzten Tintenabsaugprozess eine Woche oder mehr vergangen ist, befindet sich viskose Tinte oder eine große Anzahl restlicher Blasen im Tintenweg 11. Wenn die Tinte nicht aus dem Tintenweg 11 gespült wird, kann es deshalb unmöglich sein, den Normalzustand der Tinte im Druckkopf 3 wieder herzustellen. Das Tintenabsaugvolumen V4 bei diesem dritten Kopf-Regenerierungsprozess B beträgt deshalb bei dieser beispielhaften Ausführungsform 7 cm3, d. h. es ist größer als das Tintenabsaugvolumen V1 des Nachfüllprozesses S.

Wenn ferner die verstrichene Zeit Te kürzer als T2, aber gleich oder länger als T1 ist (T1 ≥ Te < T2), wird der oben beschriebene erste Kopf-Regenerierungsprozess A ausgeführt (Schritt ST44).

Wenn der Wert des Zählers Co größer null in ST41 ist, ist der Nachfüllprozess S immer noch nicht drei mal ausgeführt worden. In Schritt ST46 wird deshalb bestimmt, ob die vom zweiten Zeitgeber 67 gezählte verstrichene Zeit Te gleich oder größer T2 ist. Wenn Te < T2, wird der Nachfüllprozess S ausgeführt (Schritt ST48), der Zähler Co wird um eins heruntergezählt (Schritt ST49) und die Prozedur endet. Ist jedoch die verstrichene Zeit Te gleich oder größer T2 (Te ≥ T2), wird der dritte Kopf-Regenerierungsprozess B ausgeführt (Schritt ST47), um ein großes Tintenvolumen abzusaugen. Der Zähler Co wird dann um eins heruntergezählt und die Prozedur springt zurück.

Alle eventuell vorhandenen restlichen Blasen im Tintenweg können somit durch die Tintenabsaugsteuerung dieser beispielhaften Ausführungsform zuverlässig ausgespült werden, da im Nachfüllprozess, bei dem ein relativ großes Tintenvolumen abgesaugt wird, nach dem Vorfüllen mit Tinte wiederholt ausgeführt wird. Außerdem wird ein dritter Kopf-Regenerierungsprozess zum Absaugen eines großen Tintenvolumens ausgeführt, wenn der Drucker eine Woche oder länger nach dem letzten Tintenabsaugprozess nicht zum Drucken eingesetzt worden ist. Es ist deshalb möglich, das Drucken wieder aufzunehmen, ohne durch Druckdefekte beeinträchtigt zu werden, selbst wenn Drucken nach einer längeren Zeitspanne, in der der Druckkopf nicht eingesetzt worden ist, wieder aufgenommen wird.

Dritte Ausführungsform der Tintenabsaugsteuerung

Bei dieser dritten Ausführungsform wird ein Zeitgeber 106 zum Messen der verstrichenen Zeit Te eingesetzt und die Spannungsversorgung des Zeitgebers 106 wird von einer Pufferbatterie 107 selbst dann aufrechterhalten, wenn der Netzschalter 109 ausgeschaltet und die Netzspannungsversorgung zum Tintenstrahldrucker nach dem Vorfüllen mit Tinte unterbrochen ist. Es ist dann möglich, den Nachfüllprozess zu veranlassen, nachdem eine Stunde nach dem Vorfüllen mit Tinte nach dem Wiedereinschalten der Spannung vergangen ist.

Vorzugsweise wird der Nachfüllprozess etwa eine Stunde nach dem Vorfüllen mit Tinte ausgeführt, da die feinen Bläschen, die sich wie oben beschrieben in Teilen des Tintenweges fangen, die Neigung haben, sich anzusammeln und innerhalb von einer Stunde zu einer Reihe großer Blasen anzuwachsen. Die Größe der Bläschen nimmt nach dem Vorfüllen mit Tinte allmählich zu. Nach etwa einer Stunde sind die Blasen auf eine Größe angewachsen, die zum Blockieren des Tintenweges ausreicht, so dass sie die Tintenzufuhr zum Druckkopf absperren und fehlende Punkte verursachen (passive nicht ausstoßende Düsen). Siehe 12.

Im Folgenden wird angenommen, dass der Durchmesser des Tintenzuführschlauchs 1,4 mm und der größte Durchmesser an einer Querschnittsänderung im Tintenweg 3,3 mm beträgt. Unter der Annahme dieser gemeinsamen Parameter nimmt die Größe der Blasen nach dem Vorfüllen mit Tinte allmählich zu wie in der nachstehenden Tabelle aufgelistet.

Tabelle 1: Wachstum der Blasen mit der Zeit nach dem Vorfüllen mit Tinte

Wie aus der obigen Tabelle ersichtlich ist, sammeln sich die Blasen in Querschnittsänderungen des Tintenweges, wobei die Blasengröße im Bereich von 0,2 mm liegt, und werden nicht vom Tintenstrom mitgenommen. Blasen dieser Größe erreichen deshalb nicht die Düsen oder die Tintenkammer und verhindern folglich nicht, dass Tinte aus den Düsen ausgestoßen wird, d. h. Druckdefekte aufgrund von Blasen im Tintenweg treten in diesem Stadium nicht auf. Selbst wenn einige dieser kleinen Blasen im Tintenweg erscheinen, schwimmen sie dort und erreichen die Tintenkammer nicht.

Wenn sich die Bläschen jedoch zu einer einzigen 3,3 mm großen Blase vereinigen, ragt eine an einer Querschnittsänderung des Tintenweges eingeschlossene Blase in den Strömungsweg und blockiert den gesamten Tintenzuführschlauch vollständig. Die Blase versperrt also den Tintenströmungsweg vollständig und verhindert, dass Tinte zu den Düsen geliefert wird. Ein Tintenabsaugprozess mit geringem Volumen kann zu diesem Zeitpunkt bewirken, dass die Blase vom Tintenweg in die Tintenkammer mitgenommen wird. Ein normaler Tintenabsaugprozess mit geringem Volumen ermöglicht jedoch, dass die Blase in der Tintenkammer verbleibt, und stößt die Blase nicht aus einer Düse aus. Die Blase wird somit eingeschlossen und kann nicht aus der Tintenkammer eines Druckkopfes wie desjenigen, der gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, bei dem Tinte durch Ändern des Volumens einer Druckkammer aus den Düsen ausgestoßen wird.

Ein in 11 dargestellter und nachstehend beschriebener Prozess ist eine weitere Möglichkeit, dies zu vermeiden. Es ist zu beachten, dass das Flussdiagramm von 11 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Das Vorfüll-Flag Fl und das Nachfüll-Flag SCL werden vor Beginn des im Flussdiagramm von 11 dargestellten Prozesses gelöscht (rückgesetzt), d. h. bevor der Tintenstrahldrucker vom Werk ausgeliefert wird.

Wie oben erwähnt wird der Zeitgeber 106 von einer Pufferbatterie 107 gespeist, so dass der Zeitgeber 106 selbst dann arbeitet, wenn die Netzspannungsversorgung ausgeschaltet ist. Der Zeitgeber 106 beginnt getrennte Zeitzählungen nach manuellen Reinigungsoperationen und normalen Tintenabsaugprozessen. Es gibt mehrere bekannte Möglichkeiten, wie eine Mehrzahl paralleler Zeitzählungen mit dem Zeitgeber 106 verwirklicht werden kann; der Zeitgeber 106 kann z. B. eine Echtzeituhr sein, die zusammen mit der CPU eine Mehrzahl Zeitzähler zum Messen einer entsprechenden Mehrzahl Zeiten implementiert.

Gemäß Schritt ST101 in 11 geschieht nichts, bevor der Drucker eingeschaltet wird. Wenn der Drucker eingeschaltet worden ist (ST101 = "Ja"), beginnt der Prozess, und in Schritt ST102 wird erkannt, ob die Tintenpatrone 7 korrekt eingesetzt worden ist. Ist dies nicht der Fall (ST102 = "Nein"), wird eine Warnmeldung "Keine Patrone" ausgegeben (ST103). Wenn die Tintenpatrone 7 eingesetzt ist (ST102 = "Ja"), erkennt der Detektor 'Tinte aus' 102, ob Tinte im Tintenbehälter vorhanden ist (ST104). Wenn im Wesentlichen keine Tinte mehr im Behälter verblieben ist (ST104 = "Nein"), wird eine Warnmeldung "Keine Tinte" ausgegeben ST105). Es ist zu beachten, dass Schritte wie die Schritte ST102 bis ST105 vorzugsweise in der Steuerung gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform enthalten sind, obwohl sie dort nicht beschrieben worden sind.

Wenn Tinte im Tintenbehälter vorhanden ist (ST104 = "Ja"), wird in Schritt ST106 bestimmt, ob das Vorfüll-Flag Fl gesetzt ist. Wenn das Vorfüll-Flag Fl nicht gesetzt ist (ST106 = "Nein"), wird der Tintenvorfüllprozess L ausgelöst (ST110). Dieser Tintenvorfüllprozess L in ST110 pumpt gerade genug Tinte aus der Tintenpatrone ab, um den Tintenweg zu den Düsen zu füllen, d. h. ca. 15 cm3 bei dieser beispielhaften Ausführungsform. In Schritt ST111 wird das Ende dieses Vorfüllprozesses L abgewartet.

Das Tintenabsaugvolumen ist im Wesentlichen proportional zur Zeitspanne, während der die Tinte zu den Düsen gesaugt wird. Die erforderliche Tintenmenge kann deshalb zu den Düsen gesaugt werden, indem die Betriebszeitspanne der Pumpe 61 mittels eines geeignet eingestellten Zeitgebers gesteuert wird. Da die Pumpe 61 vom Schrittmotor 52 angetrieben wird, ist das abzusaugende Tintenvolumen auch im Wesentlichen proportional zur Anzahl der Schritte, um die der Schrittmotor angetrieben wird. Die erforderliche Tintenmenge kann deshalb wahlweise zu den Düsen gesaugt werden, indem die Anzahl der Schritte, um die der Schrittmotor angetrieben wird, gesteuert wird. In Schritt ST111 kann deshalb bestimmt werden, ob der Vorfüllprozess L abgeschlossen ist, indem der Wert eines voreingestellten Zeitgebers (bei dem es sich um einen der mittels des Zeitgebers 106 implementierten Zeitzähler handeln kann) überwacht wird, oder indem erkannt wird, ob die Anzahl der schrittweisen Umdrehungen des Schrittmotors 52 eine vorgegebene Schrittanzahl erreicht hat.

Wenn das Vorfüllen mit Tinte abgeschlossen ist (ST111 = "Ja"), wird das Vorfüll-Flag Fl gesetzt (ST112) und der Zeitgeber 106 beginnt das Zählen zum Messen der seit dem Vorfüllen mit Tinte verstrichenen Zeit Te (ST113).

Der Zeitgeber 106 zählt die verstrichene Zeit Te weiter (ST115), selbst wenn der Drucker abgeschaltet wird (ST114 = "Ja"), bevor Te eine Stunde erreicht hat. Wenn der Drucker in dieser Situation wieder eingeschaltet wird, ist das Flag SCL in Schritt ST107 immer noch nicht gesetzt, so dass der Prozess über die Schritte ST107 und ST109 zu Schritt ST116 weitergeht. Ein in Schritt ST109 erkannter Druckbefehl (ST109 = "Ja") wird ausgeführt, und der Prozess geht dann wieder zu Schritt ST116 zurück. In Schritt ST116 wird geprüft, ob seit dem Vorfüllen mit Tinte eine Stunde vergangen ist. Wenn diese Stunde bereits vergangen ist, während der Drucker abgeschaltet war, und der Drucker dann wieder eingeschaltet wird, geht der Prozess sofort zu Schritt ST117 weiter und der Nachfüllprozess wird ausgeführt, sofern nicht ein Druckbefehl in Schritt ST109 erkannt wird. Wenn die Stunde noch nicht abgelaufen ist, schleift der Prozess durch die Schritt ST109 und ST116, bis eine Stunde vergangen ist, worauf der Nachfüllprozess S in Schritt ST117 ausgeführt wird.

Ist andererseits das Vorfüllen mit Tinte abgeschlossen (ST111 = "Ja") und vergeht eine Stunde bei eingeschaltetem Drucker (ST116 = "Ja"), wird der gleiche Nachfüllprozess S (ST117) ausgeführt. Bei diesem Prozess werden 3 cm3 Tinte abgesaugt, was ein ausreichendes Volumen ist, um größer gewordene Luftbläschen auszustoßen. Das Nachfüll-Flag SCL wird dann gesetzt (ST118) und die Steuerung kehrt zum normalen Druckprozess zurück (ST119).

Wenn der Drucker wieder eingeschaltet wird, nachdem er ausgeschaltet worden war, wird der Drucker initialisiert (ST102, ST104) und in Schritt ST106 wird erkannt, ob das Flag Fl gesetzt ist. Wenn das Flag Fl gesetzt ist (ST106 = "Ja"), wird in Schritt ST107 erkannt, ob das Flag SCL gesetzt ist. Da das Flag SCL nunmehr gesetzt ist (ST107 = "Ja"), geht die Steuerung zum normalen Druckprozess über.

Die Tintenabsaugvolumina, die bei dieser beispielhaften Ausführungsform von den Düsen 31 abgesaugt werden, sind wie folgt:

  • (1) Zum Vorfüllen mit Tinte im Tintenvorfüllprozess werden 15 cm3 Tinte aus dem Tintenbehälter gesaugt, um den Tintenweg zu den Düsen zu füllen.
  • (2) Für den Nachfüllprozess S, der eine Stunde nach dem Tintenvorfüllprozess L ausgeführt wird, werden 3 cm3 Tinte aus den Düsen abgesaugt.
  • (3) Die verstrichene Zeit Te nach jedem Tintenabsaugprozess wird vom Zeitgeber 106 selbst dann gezählt, wenn der Drucker abgeschaltet ist (die Netzspannungsversorgung des Druckers ist abgeschaltet); wenn seit dem letzten Tintenabsaugprozess eine Woche oder mehr vergangen ist, werden 7 cm3 Tinte im Tintenabsaugprozess B aus den Düsen abgesaugt.
  • (4) Wenn die vom Zeitgeber 106 gezählte verstrichene Zeit zehn oder mehr Stunden und weniger als eine Woche beträgt, werden 0,1 cm3 Tinte im Tintenabsaugprozess A aus den Düsen abgesaugt.
  • (5) Wenn der Schalter 64 zur befohlenen Kopfregenerierung eingeschaltet wird, wird 1 cm3 Tinte aus den Düsen im Tintenabsaugprozess M abgesaugt, ungeachtet des aktuellen Zählwertes des Zeitgebers 106. Das Gleiche gilt, wenn eine Kopfregenerierung mittels eines entsprechenden Befehls vom Host-Computer befohlen wird.

Es ist zu beachten, dass die Tintenabsaugprozesse B, A und M gemäß (3), (4) und (5) oben in keiner Beziehung zum Problem der Bläschenbildung und des Blasenwachstums während des Vorfüllens mit Tinte sowie mit der Wanderung der Blasen von Querschnittsänderungen des Tintenwegs in den Tintenstrom stehen, so dass auf weitere Einzelheiten dieser Prozesse hier verzichtet wird. Im Allgemeinen können diese Prozesse unter den Bedingungen und der Steuerung entsprechend derjenigen, wie sie für ähnliche Tintenabsaugprozesse in Zusammenhang mit der ersten und/oder zweiten Ausführungsform der Erfindung erläutert worden sind.

Abweichend von der obigen Beschreibung kann der Nachfüllprozess S wahlweise unmittelbar nach dem Vorfüllen mit Tinte und in regelmäßigen Zeitabständen danach ausgeführt werden.

Es ist zu beachten, dass die Tintenabsaugvolumina und insbesondere diejenigen des Nachfüllprozesses nicht auf die oben genannten beispielhaften Werte beschränkt sind, sondern dass sie entsprechend des spezifischen Volumens des Tintenweges, auf den der Prozess angewendet wird, optimiert werden sollten. Die Zeit nach dem Vorfüllen mit Tinte ist soll offensichtlich ebenfalls nicht auf eine Stunde beschränkt werden wie in den obigen beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, und sollte entsprechend den verschiedenen Parametern des Tintenstrahldruckers, in dem das Tintenvorfüllverfahren der Erfindung angewendet wird, optimal eingestellt werden.

Vorteile der vorliegenden Erfindung

Ein Tintenvorfüllverfahren für einen Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung ist also in der Lage, eine große Anzahl Bläschen, die sich unmittelbar nach dem Vorfüllen mit Tinte im Tintenweg befinden, zuverlässig auszustoßen. Als Ergebnis können Druckstörungen aufgrund solcher restlichen Blasen zuverlässig vermieden werden.

Nach dem Vorfüllen mit Tinte im Tintenweg verbliebene Blasen können ebenfalls zuverlässig aus den Düsen ausgestoßen und auf solche restliche Blasen zurückführbare Druckstörungen können zuverlässig verhindert werden, da ein Nachfüll-Kopf-Regenerierungsprozess wie oben beschrieben nach Ablauf einer bestimmten Zeit nach dem Vorfüllen mit Tinte ausgeführt wird.

Obwohl die vorliegende Erfindung in Zusammenhang mit ihren bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben worden ist, ist zu beachten, dass für den Fachmann verschiedene Änderungen und Modifikationen auf der Hand liegen. Solche Änderungen und Modifikationen verstehen sich als vom Gültigkeitsbereich der vorliegenden Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, abgedeckt, sofern sie nicht davon abweichen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren für das Vorfüllen mit Tinte für einen Druckkopf eines Tintenstrahldruckers, aufweisend:

    a) Ausführen eines Tinten-Vorfüllprozesses, um einen Tintenweg, der einen Tintenbehälter (7, 72) mit einer oder mehreren Düsen (31) des Druckkopfes verbindet, erstmals mit Tinte aus dem Tintenbehälter zu füllen; und

    b) anschließendes Ausführen eines Nachfüllprozesses, indem Tinte aus der einen oder den mehreren Düsen gesaugt wird;

    gekennzeichnet durch

    c) Messen der Zeit, die nach Schritt a) verstrichen ist, und Vergleichen der gemessenen Zeit mit einem vorgegebenen Zeitintervall (T0); und

    d) Ausführen von Schritt b), wenn Schritt c) ergibt, dass die gemessene Zeit gleich oder länger ist als das Zeitintervall (T0), wobei das Zeitintervall (T0) so gewählt wird, dass im Tintenweg nach Abschluss von Schritt a) verbliebene Blasen auf eine hinreichende Größe anwachsen können, so dass die Blasen bewegt und aus der einen oder den mehreren Düsen (31) ausgestoßen werden können.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das in Schritt b) abgesaugte Tintenvolumen größer ist als das bei einem normalen Kopf-Regenerierungsprozess abgesaugte Volumen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei dem der Nachfüllprozess k mal ausgeführt wird, wobei k gleich oder größer 2 ist.
  4. Tintenstrahldrucker, aufweisend:

    einen Druckkopf (3) mit einer oder mehreren Düsen (31) zum Ausstoßen von Tintentröpfchen;

    einen Tintenbehälter (7, 72) zum Speichern von Tinte;

    Mittel (13) zum austauschbaren Einsetzen des Tintenbehälters (7, 72);

    Mittel (8) zum Zuführen von Tinte aus dem Tintenbehälter (7, 72) zu der einen oder den mehreren Düsen (31); und

    eine Tintenabsaugeinheit (6), die eine Pumpe (61) und ein Düsenkappenelement (62) aufweist, zum Absaugen von Tinte aus der Tintendüse;

    gekennzeichnet durch

    Mittel (63), die zur Ausführung des Verfahrens nach einem Ansprüche 1 bis 3 ausgeführt sind.
Es folgen 12 Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

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