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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum
Füllen einer Tintenkartusche eines
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts, wobei der genannte Tintenbehälter darin ein Tinte
absorbierendes poröses Material enthält.
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Es ist ein Tintentrahlkopf bekannt, der ein eingebautes
Energieerzeugungsteil zur Erzeugung von Aufzeichnungströpfchen
und einen Tintenbehälter zur Zufuhr von Tinte zu diesem umfaßt.
Der Tintenbehälter des Tintenstrahlkopfs dieser Art enthält
im allgemeinen darin ein komprimiertes poröses Material, das
mit der Tinte getränkt ist. Die in dem porösen Material
zurückgehaltene Tinte wird durch eine gemeinsame Kammer mittels
einer Kapillarwirkung zu einem Tintenausstoßteil in
Übereinstimmung mit einem Verbrauch der Tinte durch das
Tintenausstoßteil gefördert. Zusätzlich ist, um eine Erzeugung eines
Unterdrucks in dem Tintenbehälter zu verhindern, ein kleiner Bereich
des Tintenbehälters (etwa 3 % des Innenbereichs des
Tintenbehälters) zur Atmosphäre (Entlüftung) geöffnet.
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Bei dieser herkömmlichen Konstruktion nimmt das poröse Material
einen anwachsenden Anteil des Volumens des Tintenbehälters ein,
weil die Forderung für eine größere Menge von im
Aufzeichnungskopf enthaltener Tinte besteht, um die Häufigkeit eines
Austauschs von diesem herabzusetzen. Jedoch ist im Gegensatz
zu der Vergrößerung der Tintenmenge in diesem die nicht
verwendbare und im Behälter verbleibende Tintenmenge ansteigend.
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EP-A 0261764 offenbart einen einen absorbierenden Schaumstoff
enthaltenden Tintenbehälter für eine
Tintenstrahl-Druckvorrichtung, der mehrere Tintenspeicherabteile umfaßt, die mit einem
Multidüsen-Druckkopf in Verbidnung stehen, welcher dazu
eingerichtet ist, Sektionen eines Tintenspeicherschaumstoffs
aufzunehmen. Vorzugsweise ist dieser Schaumstoff ein
retikulierter
Polyurethan-Schaumstoff von kontrollierter Porosität
sowie Kapillarwirkung und ist speziell gut geeignet für die
Speicherung von unterschiedlichen Farbtinten.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Füllen einer
Tintenkartusche aufgezeigt, das die im Patentanspruch 1
herausgestellten Schritte einschließt.
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Ein die Erfindung verwirklichendes Verfahren ermöglicht das
Füllen einer Tintenkartusche, so daß eine größere Menge an
nutzbarer Tinte in den Behälter für ein gleiches Volumen, als
das vorher möglich gewesen ist, eingefüllt werden kann.
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Ausführungsformen werden nachfolgend beispielhaft unter
Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
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Figur 1 einen Querschnitt eines Beispiels einer
Tintenkartusche veranschaulicht.
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Figur 2 eine auseinandergezogene Perspektivdarstellung einer
Tintenstrahlkartusche ist.
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Figur 3 eine Perspektivdarstellung der zusammengebauten
Kartusche von Figur 2 ist.
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Figur 4 eine perspektivische Darstellung eines
Befestigungsteils ist, um die Tintenstrahleinheit IJU zu montieren.
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Figur 5 die Montage der Kartusche IJC an einem Tintenstrahl-
Aufzeichnungsgerät darstellt.
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Figur 6 eine perspektivische Ansicht eines Druckgeräts ist.
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Figur 7 den Fluß der Tinte zeigt.
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Figuren 8, 9 und 10 perspektivische Ansichten von weiteren
Beispielen von Tintenkartuschen sind.
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Figuren 11A und 11B Ausstoßeigenschaften zeigen.
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Figuren 12A, 12B, 12C, 12D, 12E und 12F weitere Beispiele von
Tintenkartuschen darstellen.
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Figur 13 eine Querschnittsdarstellung eines Beispiels einer
Tintenkartusche zeigt, um eine Methode zur Verwirklichung der
Erfindung zu veranschaulichen.
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Figur 14 ein weiteres Beispiel einer Tintenkartusche zeigt.
die Figuren 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen eine Tintenstrahleinheit
IJU, einen Tintenstrahlkopf IJH, einen Tintenbehälter IT,
eine Tintenstrahlkartusche IJC, einen Kopfschlitten HC sowie
eine Hauptanordnung IJRA eines
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts und Beziehungen unter diesen. Die Konstruktionen der
jeweiligen Bauelemente werden im folgenden beschrieben.
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Wie aus der perspektivischen Darstellung der Figur 3
ersichtlich ist, hat die Tintenstrahlkartusche IJC bei diesem
Beispiel einen relativ großen Tintenaufnahmeraum, und ein
Endabschnitt der Tintenstrahleinheit IJU ragt geringfügig von
der frontseitigen Fläche des Tintenbehälters IT vor. Die
Tintenstrahlkartusche IJC ist in korrekter Lage am Schlitten
HC (Figur 5) der Hauptanordnung IJRA des
Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts durch geeignete Positioniereinrichtungen und mit
elektrischen Kontakten, was später im einzelnen beschrieben
werden wird, montierbar. Sie ist bei dem genannten Beispiel
ein am Schlitten HC lösbar anzubringender Kopf des
Wegwerftyps. Die in den Figuren 2 - 6 offenbarten Konstruktionen
enthalten verschiedene neuartige Merkmale, die zuerst
allgemein beschrieben werden.
(i) Tintenstrahleinheit IJU
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Die Tintenstrahleinheit IJU ist vom
Blasenstrahl-Aufzeichnungstyp, wobei elektrothermische Wandler verwendet werden, die in
Abhängigkeit von elektrischen Signalen Wärmeenergie erzeugen,
um eine Filmverdampfung der Tinte hervorzurufen.
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Gemäß der Figur 2 umfaßt die Einheit eine Heizplatte 100 mit
elektrothermischen Wandlern (Ausstoßheizeinrichtungen), die
in einer Linie an einem Si-Substrat angeordnet sind, und
elektrische Leiterbahnen, die aus Aluminium oder dergleichen
gefertigt sind, um elektrische Energie zuzuführen. Die
elektrothermischen Wandler und die elektrischen Leiter sind durch
einen Dünnschicht-Ausbildungsprozeß hergestellt. Eine
Verdrahtungsplatte 200 ist mit der Heizplatte 100 verbunden und
enthält
eine der Verdrahtung der Heizplatte 100 entsprechende
Verdrahtung (beispielsweise verbunden durch die
Leiter-Bondverbindungstechnik) sowie Kissen 201, die an einem Ende der
Verdrahtung angeordnet sind, um von der Hauptbaugruppe des
Aufzeichnungsgeräts elektrische Signale zu empfangen.
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Eine Abdeckplatte 1300 ist mit Kehlen versehen, die Trennwände
bestimmen, um benachbarte Tintenkanäle voneinander zu trennen,
und ist mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer ausgestattet,
um die den jeweiligen Tintenkanälen zuzuführende Tinte
aufzunehmen. Die Abdeckplatte 1300 ist einstückig mit einer
untenstrahlöffnung 1500 zum Empfang der vom Tintenbehälter IT
zugeführten Tinte und zum Leiten der Tinte zur gemeinsamen Kammer
sowie auch mit einer Düsenplatte 400, die eine Vielzahl von
den Tintenkanälen entsprechenden Ausstoßöffnungen hat,
versehen. Das Material des einstückigen Formteils ist vorzugsweise
Polysulfon, es kann jedoch ein anderes Formharzmaterial sein.
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Ein Tragglied 300 ist beispielsweise aus Metall gefertigt und
wirkt, um eine Rückseite der Verdrahtungsplatte 200 in einer
Ebene zu lagern, und es bildet eine Bodenplatte der
Tintenstrahleinheit IJU. Eine Begrenzungsfeder 500 in Gestalt eines
"M" hat ein mittiges Teil, das mit leichtem Druck gegen die
gemeinsame Kammer drückt, und eine Klammer 501, die
konzentriert mit einem Liniendruck auf einen Teil des
Flüssigkeitskanals, vorzugsweise den Teil in der Nachbarschaft der
Ausstoßauslässe, drückt. Die Begrenzungsfeder 500 hat Schenkel,
um die Heizplatte 100 sowie die Abdeckplatte 1300
zusammenzuklemmen, indem sie die Öffnungen 3121 der Tragplatte 300
durchsetzen und die Rückfläche der Tragplatte 300 erfassen. Auf
diese Weise werden die Heizplatte 100 und die Abdeckplatte
1300 mittels der konzentrierten Druckkraft durch die Schenkel
und die Klammer 501 der Feder 500 zusammengeklemmt. Die
Tragplatte 300 besitzt Positionieröffnungen 312, 1900 und 2000, die
mit zwei Positionierzapfen 1012 sowie Positionier und
Schmelzfixierstiften 1800 und 1801 des Tintenbehälters IT zum Eingriff
zu
bringen sind. Sie enthält ferner an ihrer Rückseite
Vorsprünge 2500 und 2600 für die Positionierung mit Bezug zum
Schlitten HC der Hauptanordnung IJRA.
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Zusätzlich besitzt das Tragglied 300 ein Loch 320, durch das
sich eine Tintenzuführröhre 2200, die später beschrieben
werden wird, erstreckt, um Tinte vom Tintenbehälter zuzufihren.
Die Verdrahtungsplatte 200 ist am Tragglied 300 durch ein
Haftmittel oder dergleichen befestigt. Das Tragglied 300 ist
benachbart zu den positioniervorsprüngen 2500 und 2600 mit
Ausnehmungen 2400 und 2400 versehen.
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Wie in Figur 3 gezeigt ist, hat die zusammengebaute Tinten
strahlkartusche IJC ein vorstehendes Kopfteil mit drei Seiten,
die mit mehreren parallelen Kehlen 3000 und 3001 versehen sind.
Die Ausnehmungen 2400 und 2400 sind an Verlängerungen der
parallelen Kehlen an der oberen und unteren Seite angeordnet,
um zu verhindern, daß die Tinte oder Fremdkörper sich längs
der Kehle bewegen und die Vorsprünge 2500 sowie 2600 erreichen.
Das Abdeckelement 800, das die parallelen Kehlen 3000 besitzt,
wie in Figur 5 gezeigt ist, stellt ein äußeres Gehäuse der
Tintenstrahl-Kartusche IJC dar und wirkt mit dem
Tintenbehälter zusammen, um einen Raum zur Aufnahme der
Tintenstrahleinheit IJU zu bestimmen. Das Tintenzuführelement 600, das die
parallelen Kehlen 3001 besitzt, hat ein Tintenzuführungsrohr
1600, das mit der oben beschriebenen Tintenzuführröhre 2200
in Verbindung ist und auf der Seite der Zuführröhre 2200
auskragt. Um die Kapillarwirkung an der festen Seite des Tinten
zuführungsrohrs 1600 und der Tintenzuführungsröhre 2200 zu
gewährleisten, wird ein Abdichtstift 602 eingesetzt.
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Eine Dichtung 601 dichtet das Verbindungsteil zwischen dem
Tintenbehälter IT und der Zuführleitung 2200 ab. Am behälter
seitigen Ende der Zuführröhre ist ein Filter 700 angeordnet.
Das Tintenzuführelement 600 ist ein Formteil und wird deshalb
bei niedrigen Kosten mit einer hohen Positioniergenauigkeit
produziert. Zusätzlich gewährleistet die auskragende
Konstruktion
des Rohrs 1600 den Druckkontakt zwischen dem Rohr 1600
und dem Tinteneinlaß 1500, selbst wenn das
Tintenzuführelement 600 ein Massenprodukt ist.
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Bei dem besagten Beispiel kann der komplette
Verbindungszustand mit Sicherheit erlangt werden, indem einfach ein
abdichtendes Haftmittel von der Seite des Tintenzuführelements
unter einem Druckkontaktzustand fließend zugeführt wird.
Das Tintenzuführelement 600 kann am Tragglied 300 durch
Einführen und Durchführen von (nicht gezeigten) rückseitigen
Stiften des Tintenzuführelements 600 durch die Öffnungen 1901
sowie 1902 des Tragglieds 300 und durch Heizschmelzen des
Teils, wo die Stifte durch die Rückseite des Tragglieds 300
herausragen, befestigt werden. Die heißgeschmolzenen,
geringfügig vorstehenden Teile werden in (nicht gezeigten)
Vertiefungen in der befestigungsseitigen Fläche des Tintenbehälters
IT an der Tintenstrahleinheit (IJU) aufgenommen, und deshalb
kann die Einheit IJU korrekt positioniert werden.
(ii) Tintenbehälter IT
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Der Tintenbehälter umfaßt ein Hauptteil 1000,
Tintenabsorptionsmaterial 900 und ein Verschlußelement 1100. Das
Tintenabsorptionsmaterial 900 wird in das Hauptteil 1000 von der zur
Befestigungsseite der Einheit (IJU) entgegengesetzten Seite
eingebracht, und danach schließt das Verschlußelement 1100 das
Hauptteil ab.
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Das Tintenabsorptionsmaterial 900 ist somit im Hauptteil 1000
angeordnet. Die Tintenzuführöffnung 1200 wirkt dahingehend,
die Tinte der die oben beschriebenen Bauteile 100 - 600
umfassenden Tintenstrahleinheit IJU zuzuführen, und sie wirkt auch
als ein Tinteninjektionseinlaß, um eine anfängliche
Tintenzufuhr zum Absorptionsmaterial 900 zuzulassen, bevor die
Einheit IJU am Teil 1010 des Hauptteils befestigt wird.
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Bei diesem Beispiel kann die Tinte durch eine
Belüftungsöffnung 1400 und diese Zuführöffnung zugeführt werden. Um die
gute Zufuhr von Tinte zu gewährleisten, sind an der inneren
Fläche des Hauptteils 1000 Rippen 2300 ausgestaltet, wie auch
an der Innenseite des Verschlußelements 1100 Rippen 2301 und
2302 ausgebildet sind, die wirksam sind, innerhalb des
Tintenbehälters eine vorhandene Tintenzone zu schaffen, die sich
ununterbrochen von der Seite der Belüftungsöffnung zu
demjenigen Eckbereich des Hauptteils erstreckt,der von der Tinten
zuführöffnung 1200 am weitesten entfernt ist. Deshalb ist es
um die Tinte effizient gleichförmig zu verteilen,
vorzuziehen, daß die Tinte durch die Zuführöffnung 1200 eingebracht
wird. Dieses Tintenzuführverfahren ist praktisch wirksam. Die
Anzahl der Rippen 2300 ist bei dieser Ausführungsform vier,
und die Rippen 2300 verlaufen parallel zu einer
Bewegungsrichtung des Schlittens benachbart zur Rückseite des Hauptteils
des Tintenbehälters, wodurch das Absorptionsmaterial 900
an einer engen Berührung mit der Innenfläche der Rückseite des
Hauptteils gehindert ist. Die Rippen 2301 und 2302 sind an der
Innenfläche des Verschlußelements 1100 an einer Position
ausgebildet, die im wesentlichen eine Verlängerung der Rippen
2300 darstellt, jedoch ist im Gegensatz zur großen Rippe 2300
die Größe der Rippen 2301 und 2302 klein, da es geteilte
Rippen sind, so daß der vorhandene Luftraum bei den Rippen 2301
und 2302 größer ist als der bei der Rippe 2300. Die Rippen 2302
und 2301 sind auf der gesamten Fläche des Verschlußelements
1100 verteilt, und die Fläche von diesen ist nicht größer als
die Hälfte der gesamten. Fläche. Aufgrund des Vorsehens der
Rippen kann die Tinte im Eckbereich des Tintenabsorptions
materials, der von der Zuführöffnung 1200 am weitesten
entfernt ist, stabil und sicher zur Einlaßöffnung durch
Kapillarwirkung zugeführt werden. Die Kartusche ist mit einer
Belüftungsöffnung für eine Verbindung des Innern der Kartusche mit
der Außenluft ausgestattet. Innenseitig der Lüftungsöffnung
1400 ist ein wasserabstoßendes Material vorhanden, um zu
verhindem, daß die innen befindliche Tinte durch die
Lüftungsöffnung 1400 nach außen leckt.
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Der Tintenaufnahmeraum im Tintenbehälter IT ist im
wesentlichen ein rechteckiges Parallelepiped, und die langen
Seitenflächen in der Richtung einer Schlittenbewegung und deshalb die
oben beschriebenen Rippenanordnungen sind besonders wirksam.
Wenn sich die lange Seite entlang der Bewegungsrichtung des
Schlittens erstreckt oder wenn der Tinte enthaltende Raum
die Gestalt eines Würfels hat, werden die Rippen vorzugsweise
an der gesamten Fläche des Innern des Verschlußelements 1100
ausgebildet, um die Tintenzufuhr vom Tintenabsorptionsmaterial
900 zu stabilisieren. Die Würfelgestalt ist vom Standpunkt
der Aufnahme von so viel wie möglicher Tinte in einem
begrenzten Raum vorzuziehen. Jedoch ist vom Standpunkt einer
Verwendung der Tinte mit einem minimalen verfügbaren Teil im
Tintenbehälter das Vorsehen der Rippen, die an zwei, eine Ecke
darstellenden Flächen ausgebildet sind, zu bevorzugen.
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Bei dem genannten Beispiel sind die innenseitigen Rippen 2301
und 2302 des Tintenbehälters IT im wesentlichen gleichförmig
in der Richtung der Dicke des Tintenabsorptionsmaterials, das
die rechteckige parallelepipedische Ausgestaltung hat,
verteilt. Eine derartige Konstruktion ist bedeutungsvoll, da die
Luftdruckverteilung im Tintenbehälter IT gleichförmig gemacht
wird, wenn die Tinte im Absorptionsmaterial verbraucht wird,
so daß die Menge an verbleibender unverbrauchter Tinte im
wesentlichen Null ist. Es ist vorzuziehen, daß die Rippen an
der Fläche oder den Flächen außerhalb eines Kreisbogens
angeordnet werden, dessen Zentrum in der projizierten Position
der Tintenzuführöffnung 1200 an der oberen Fläche des
rechteckigen Tintenabsorptionsmaterials liegt und der einen Radius
hat, der gleich der langen Seite der Rechteckgestalt ist,
da dann der Umgebungsluftdruck rasch für das außenseitig des
Kreisbogens vorhandene Tintenabsorptionsmaterial hergestellt
wird. Der Ort der Belüftung des Tintenbehälters IT ist nicht
auf die Position dieser Ausführungsform begrenzt, wenn er
für ein Einführen der Umgebungsluft in die Position, wo die
Rippen angeordnet sind, günstig ist.
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Bei dem besagten Beispiel ist die Rückseite der
Tintenstrahlkartusche IJC eben, und deshalb wird der Raum, der erforderlich
ist, wenn sie im Gerät montiert ist, minimiert, während die
maximale Tintenaufnahmekapazität aufrechterhalten wird.
Deshalb kann die Größe des Geräts herabgesetzt werden und wird
gleichzeitig die Häufigkeit des Kartuschenaustauschs
minimiert. Um den rückwärtigen Teil des für ein Vereinigen der
Tintenstrahleinheit IJU verwendeten Raumes auszunutzen, kann
ein Vorsprung für die Belüftungsöffnung 1401 vorgesehen werden.
Das Innere des Vorsprungs ist im wesentlichen frei, und der
freie Raum 1402 wirkt, um die Luft in den Tintenbehälter IT
gleichmäßig in der Richtung der Dicke des Absorptionsmaterials
einzuführen. Aufgrund der oben beschriebenen Merkmale stellt
die Kartusche als Ganzes eine bessere Ausführung dar als die
herkömmliche Kartusche. Der Luftzuführraum 1402 ist viel
größer als derjenige in der herkömmlichen Kartusche. Zusätzlich
befindet sich die Lüftungsöffnung 1401 in einer oberen
Position, und deshalb kann, wenn die Tinte aus dem
Absorptionsmaterial aus dem einen oder anderen Grund austritt, der
Luftzuführraum 1402 provisorisch die Tinte zurückhalten, um
zuzulassen, daß diese Tinte zurück in das Absorptionsmaterial
gesogen wird. Deshalb kann ein unwirtschaftlicher Verbrauch der
Tinte vermieden werden.
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Unter Bezugnahme auf die Figur 4 wird eine Konstruktion einer
Fläche des Tintenbehälters IT gezeigt, an welcher die Einheit
IJU montiert wird. Zwei Positionierzapfen 1012 liegen auf
einer Linie L1, die eine durch das substantielle Zentrum der
Reihe der Ausstoßöffnungen in der Düsenplatte 400 gehende
und zur Bodenfläche des Tintenbehälters IT oder zur
Tintenbehälter-Bezugslagerfläche des Schlittens parallele Linie ist.
Die Höhe der Zapfen 1012 ist etwas geringer als die Dicke des
Tragglieds 300, und die Zapfen 1012 wirken dahingehend, das
Tragglied 300 korrekt zu Positionieren. An einer in dieser
Figur (rechtsseitigen) Verlängerung befindet sich eine Klinke
2100, mit der eine rechtwinklige Hakenfläche 4002 eines
Schlitten-Positionierhakens 4001 zum Eingriff kommen kann. Deshalb
wirkt die Kraft zum Positionieren der Tintenstrahleinheit mit
Bezug zum Schlitten in einer Ebene, die parallel zu einer die
Linie L1 enthaltenden Bezugsebene ist. Diese Lagebeziehungen
sind von Bedeutung, da die Genauigkeit im Positionieren des
Tintenbehälters zur Positioniergenauigkeit des Ausstoßauslasses
des Aufzeichnungskopfes, was im folgenden in Verbindung mit der
Figur 5 beschrieben wird, äquivalent wird.
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Die Vorsprünge 1800 und 1801, die den Fixieröffnungen 1900 und
2000 zum Fixieren des Tragglieds 300 an der Seite des
Tintenbehälters IT entsprechen, sind länger als die Zapfen 1012,
so daß sie das Tragglied 300 durchsetzen, und die
vorstehenden Teile werden geschmolzen, um das Tragglied 300 an der
Seitenfläche festzulegen. Wenn eine durch den Stift 1800
verlaufende sowie zur Linie L1 rechtwinklige Linie L3 und eine durch
den Stift 1801 verlaufende sowie zur Linie L1 rechtwinklige
Linie L2 gezogen werden, so liegt das Zentrum der
Zuführöffnung 1200 im wesentlichen auf der Linie L3, wird die
Verbindung zwischen der Zuführöffnung 1200 und der Zuführleitung 2200
stabilisiert, und kann deshalb, selbst wenn die Kartusche
fällt oder auch wenn der Kartusche ein Stoß vermittelt wird,
die auf das Verbindungsteil aufgebrachte Kraft minimiert
werden. Weil darüber hinaus die Linien L2 sowie L3 einander nicht
überdecken und weil die Stifte 1800 sowie 1801 nahe demjenigen
Zapfen 1012 angeordnet sind, welcher zu den
Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlkopfes näher liegt, wird das
Positionieren der Tintenstrahleinheit mit Bezug zum Tintenbehälter des
weiteren verbessert. In dieser Figur gibt eine Kurve L4 die
Position der Außenwand des Tintenzuführelements 600 an, wenn es
montiert wird. Da die Stifte 1800 und 1801 auf der Kurve L4
liegen, sind die Stifte wirksam, um eine ausreichende
mechanische Festigkeit und Positioniergenauigkeit gegenüber dem
Gewicht der Stirnstruktur des Kopfes IJH hervorzurufen.
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Ein Stirnansatz 2700 des Tintenbehälters IT ist mit einem
in der Frontplatte 4000 des Schlittens ausgebildeten Loch in
Eingriff zu bringen, um zu verhindern, daß die Tintenkartusche
extrem aus der Position verlagert wird. Ein Anschlag 2101
kann mit einem (nicht dargestellten) Stift am Schlitten HC
zur Anlage kommen, und wenn die Kartusche IJC korrekt unter
einer Drehung montiert ist, was später beschrieben werden wird,
nimmt der Anschlag 2101 eine Position unter dem Stift ein,
so daß, selbst wenn eine Aufwärtskraft, die bestrebt ist,
die Kartusche aus der korrekten Position zu lösen, ungewollt
aufgebracht wird,der korrekt montierte Zustand aufrechterhalten
wird. Der Tintenbehälter IT wird, nachdem an diesem die
Einheit IJU montiert ist, mit einer Abdeckung 800 abgeschlossen.
Dann ist die Einheit IJU rundum mit Ausnahme ihres Bodens
eingeschlossen. Jedoch ermöglicht deren Bodenöffnung, daß die
Kartusche IJC am Schlitten HC zu montieren und nahe dem
Schlitten HC ist, weshalb die Tintenstrahleinheit im
wesentlichen an den sechs Seiten eingeschlossen ist. Deshalb ist die
Wärmeerzeugung vom Tintenstrahlkopf IJH, der sich in dem
umschlossenen Raum befindet, wirksam, um die Temperatur des
umschlossenen Raumes einzuhalten.
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Wenn jedoch die Kartusche IJC für eine längere Zeitspanne
ununterbrochen betrieben wird, steigt die Temperatur etwas an.
Gegen den Temperaturanstieg ist die obere Fläche der Kartusche
IJC mit einem Schlitz 1700 versehen, der eine geringere Breite
als der umschlossene Raum hat, wodurch die spontane
Wärmeabstrahlung begünstigt wird, um den Temperaturanstieg zu
verhindem, während die gleichförmige Temperaturverteilung der
gesamten Einheit IJU nicht durch die Umgebungsbedingungen
beeinflußt wird.
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Nachdem die Tintenstrahlkartusche IJC zusammengebaut ist,
wird die Tinte vom Innern der Kartusche zu der Kammer in dem
Tintenzuführelement 600 durch eine Zuführöffnung 1200, das
Loch 320 des Tragglieds 300 und einen in der Rückseite des
Tintenzuführelements 600 ausgebildeten Einlaß zugeführt. Von
der Kammer des Tintenzuführelements 600 wird die Tinte zu der
gemeinsamen Kammer durch den Auslaß, das Zuführrohr und einen
Tinteneinlaß 1500, der in der Abdeckplatte 1300 ausgebildet
ist, geleitet. Der Verbindungsabschnitt für die
Tintenverbindung wird durch Silikonkautschuk oder Butylkautschuk oder
dergleichen abgedichtet, um den luftdichten Abschluß zu
gewährleisten.
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Bei dem genannten Beispiel ist die Abdeckplatte 1300 aus
Harzmaterial, das eine Widerstandsfähigkeit gegen Tinte hat,
gebildet, wie Polysulfon, Polyäthersulfon, Polyphenylenoxid,
Polypropylen. Sie wird einstückig in einer Form zusammen mit
einem Düsenplattenteil 400 geformt.
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Wie im Vorstehenden beschrieben wurde, umfaßt der
zusammengefaßte Teil das Tintenzuführelement 600, die Abdeckplatte 1300,
die Düsenplatte 400 und damit einheitliche Teile sowie das
Tintenbehälterhauptteil 1000. Deshalb wird die Genauigkeit im
Zusammenbau verbessert, und das Produkt ist für eine
Massenfertigung geeignet. Die Anzahl der Teile ist geringer als bei
der herkömmlichen Vorrichtung, so daß eine gute Leistung
gewährleistet werden kann.
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Wie in den Figuren 2 - 4 gezeigt ist, ist bei diesem
Beispiel die Ausgestaltung nach dem Zusammenbau derart, daß
das Oberteil 603 des Tintenzuführelements 600 mit einem Ende
dessen Oberteils, das die Schlitze 1700 hat, zusammenwirkt,
um, wie in Figur 3 gezeigt ist, einen Spalt S zu bilden. Das
Bodenteil 604 wirkt mit dem einführseitigen Ende 4011 einer
dünnen Platte zusammen, an welche die bodenseitige Abdeckung
800 des Tintenbehälters IT geklebt ist, um so einen (nicht
gezeigten) dem Spalt S gleichartigen Spalt auszubilden. Die
Spalte zwischen dem Tintenbehälter IT und dem
Tintenzuführelement 600 sind wirksam, um die Wärmeabstrahlung zu steigern,
und sind auch wirksam, um einen erwarteten Druck auf den
Tintenbehälter IT daran zu hindern, direkt das Zuführelement oder
die Tintenstrahleinheit IJU zu beeinflussen.
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Die oben beschriebenen verschiedenen Konstruktionen sind
einzeln wirksam, um die jeweiligen Vorteile hervorzurufen, und
sie sind auch höchst wirksam, wenn sie miteinander kombiniert
werden.
(iii) Montage der Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC
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In Figur 5 führt eine Schreibwalze 5000 den
Aufzeichnungsträger P von der Unter- zur Oberseite. Der Schlitten HC ist längs
der Schreibwalze 5000 bewegbar. Der Schlitten HC umfaßt eine
Frontplatte 4000, eine Stützplatte 4003 für eine elektrische
Verbindung und einen Positionierhaken 4001. Die Frontplatte
4000 hat eine Dicke von 2 mm und ist näher zur Walze
angeordnet. Die Frontplatte 4000 ist nahe der Frontseite der
Tintenstrahlkartusche IJC gelegen, wenn die Kartusche IJC am
Schlitten mont4ert ist. Die Stütiplatte 4003 trägt eine flexible
Tafel 4005 mit Kissen 2011, die den Kissen 201 der
Verdrahtungsplatte 200 der Tintenstrahlkartusche IJC entsprechen, und eine
Gummikissenplatte 4007, um eine elastische Kraft zum Andrücken
der Rückseite der flexiblen Tafel 4005 an die Kissen 2011 zu
erzeugen. Der Positionierhaken 4001 dient dazu, die
Tintenstrahlkartusche IJC in der Aufzeichnungsposition zu fixieren.
Die Frontplatte 4000 ist mit zwei Positioniervorsprungflächen
4010 ausgestattet, die den Positioniervorsprüngen 2500 und
2600 des Tragglieds 300 der oben beschriebenen Kartusche
entsprechen. Nachdem die Kartusche montiert ist, nimmt die
Frontplatte die Kraft in der zu den Vorsprungflächen 4010
rechtwinkligen Richtung auf. Deshalb werden (nicht gezeigte) mehrere
Verstärkungsrippen in der Richtung der Kraft an der
Schreibwalzenseite der Frontplatte verlaufend angebracht. Die Rippen
ragen geringfügig (etwa 0,1 mm) von der frontseitigen
Flächenposition L5 zur Schreibwalze vor, wenn die Kartusche IJC
montiert ist, und sie arbeiten deshalb als Kopfschutzvorsprünge
Die Stützplatte 4003 ist mit mehreren Versteifungsrippen 4004
versehen, die in einer zu den oben beschriebenen
Frontplattenrippen rechtwinkligen Richtung verlaufen. Die
Versteifungsrippen 4004 haben Höhen, welche von der Schreibwalzenseite
zur Seite des Positionierhakens 4001 abnehmen. Hierdurch
wird die Kartusche, wenn sie montiert ist, schräggelegt, wie
in Figur 5 gezeigt ist.
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Die Stützplatte 4003 ist an ihrem unteren linken Teil, d.h.
an der zum Haken näheren Position, mit zwei zusätzlichen
Positionierflächen 4006 versehen. Die Positionierflächen 4006
entsprechen den Positionierflächen 4010. Durch die
zusätzlichen Positionierflächen 4006 empfängt die Kartusche die Kraft
in der Richtung, die entgegengesetzt zu der Kraft ist, welche
die Kartusche durch die oben erwähnten
Positioniervorsprungflächen 4010 empfängt, so daß die elektrischen Kontakte
stabilisiert werden. Zwischen den oberen und unteren
Vorsprungflächen 4010 und 4006 ist eine Kissenkontaktzone angeordnet,
so daß ein Verformungswert der Vorsprünge der Gummiplatte
4007 entsprechend den Kissen 2011 bestimmt wird. Wenn die
Kartusche IJC in der Aufzeichnungsposition fixiert wird, werden
die Positionierflächen mit der Fläche des Tragglieds 300 in
Berührung gebracht. Bei dem genannten Beispiel sind die Kissen
201 des Tragglieds 300 so verteilt, daß sie mit Bezug zu der
oben genannten Linie L1 symmetrisch sind, und deshalb wird
der Verformungswert der jeweiligen Vorsprünge der Gummiplatte
4007 gleichförmig gemacht, um den Kontaktdruck der Kissen
2011 und 201 zu stabilisieren. Bei dem besagten Beispiel sind
die Kissen 201 in zwei Säulen und zwei oberen sowie unteren
Reihen angeordnet.
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Der Haken 4001 ist mit einem mit einem ortsfesten Stift 4009
in Eingriff zu bringenden Langloch versehen. Unter Ausnutzen
des durch das Langloch gebotenen bewegbaren Bereichs dreht der
Haken 4001 in der Gegenuhrzeigerrichtung, und er bewegt sich
dann nach links längs der Schreibwalze 5000, wodurch die
Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC positioniert wird.
Ein derartiger bewegbarer Mechanismus des Hakens 4001 kann
durch eine andere Konstruktion verwirklicht werden, jedoch
ist es vorzuziehen, einen Hebel oder dergleichen zu verwenden.
Während der Drehung des Hakens 4001 bewegt sich die Kartusche
IJC von der in Figur 5 gezeigten Position zu der Position zur
Schreibwalzenseite hin, und die Positioniervorsprünge 2500
sowie 2600 gelangen in die Lage, in der sie mit den
Positionierflächen 4010 zur Anlage kommen. Dann wird der Haken 4001 nach
links bewegt, so daß die Hakenfläche 4002 mit der Klinke 2100
der Kartusche IJC in Berührung kommt, und die Tintenkartusche
IJC dreht um den Berührungspunkt zwischen der
Positionierfläche 2500 sowie dem Positioniervorsprung 4010 in einer
horizontalen Ebene, so daß die Kissen 201 und 2011 miteinander in
Anlage kommen. Wenn der Haken 4001 verriegelt ist, d.h. in
der Fixier- oder Sperrposition festgehalten ist, wodurch
gleichzeitig die vollständigen Berührungen zwischen den Kissen
201 und 2011, zwischen den Positionierteilen 2500 und 4010,
zwischen der aufragenden Fläche 4002 und der aufragenden Fläche
der Klinke sowie zwischen dem Tragglied 300 und der
Positionierfläche 4006 hergestellt werden, ist somit die Kassette
IJC komplett am Schlitten befestigt.
(iv) Allgemeine Anordnung der Vorrichtung
-
Die Figur 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl
Aufzeichnungsgeräts IJRA.
-
Eine Führungsspindel 5005 dreht mit Hilfe von
Antriebsübertragungsrädem 5011 sowie 5009 durch die
Vorwärts- sowie Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 5013.
Die Führungsspindel 5005 besitzt eine schraubenförmige Nut
5004, mit der ein (nicht gezeigter) Zapfen des Schlittens HC
in Eingriff ist, wodurch der Schlitten HC in den Richtungen a
und b hin- und herbewegbar ist. Eine Blatt-Rückhalteplatte
5002 begrenzt das Blatt an der Walze über den
Schlittenbewegungsbereich. Ausgangssteilung-Ermittlungseinrichtungen 5007
und 5008 sind in Form eines Photokopplers vorhanden, um das
Vorhandensein eines Hebels 5006 des Schlittens zu ermitteln,
und im Ansprechen hierauf wird die Drehrichtung des Motors
5013 umgeschaltet. Ein Stützglied 5016 lagert die
Frontseitenfläche des Aufzeichnungskopfes an einem Abdeckelement 5022,
um den Aufzeichnungskopf abzudecken. Eine Absaugeinrichtung
5015 übt durch die öffnung 5023 der Kappe eine Saugwirkung
auf den Aufzeichnungskopf aus, um den Aufzeichnungskopf zu
regenerieren.
-
Eine Reinigungsklinge 5017 wird durch ein Bewegungsorgan 5019
nach vorne und hinten verschoben. Diese sind an einem
Tragrahmen 5018 der Hauptbaugruppe des Geräts gelagert. Die
Klinge kann eine andere Gestalt aufweisen, vor allem die einer
bekannten Reinigungsklinge. Ein Hebel 5021 ist wirksam, den
Saug-Regeneriervorgang auszulösen, und er wird mit der Bewegung
eines am Schlitten anliegenden Steuernockens 5020 bewegt,
und die Antriebskraft vom Antriebsmotor wird durch eine
bekannte Übertragungseinrichtung, wie eine Kupplung oder
dergleichen, gesteuert.
-
Die Abdeck-, Reinigungs- und Ansaugvorgänge können bei dieser
Ausführungsform durchgeführt werden, wenn der Schlitten durch
die Führungsspindel 5005 in seiner Ausgangsposition ist.
Jedoch ist die vorliegende Erfindung bei einem anderen
Systemtyp verwendbar, wobei derartige Vorgänge zu unterschiedlichen
Zeitpunkten bewirkt werden. Die einzelnen Konstruktionen sind
vorteilhaft und darüber hinaus ist deren Kombination ferner
zu bevorzugen.
-
Es wird nun auf die Figur 1 Bezug genommen. Die Rippen 270
und 2600 im Tintenbehälter wirken dahingehend, die Luft von
der Belüftungsöffnung 5 in das Innere des Behälters zu leiten,
um einen mit Luft gefüllten Raum 51 zur Verbesserung des
Tintenzufuhrvermögens zu bilden. Die Rippen 270 verlaufen in der
Figur vertikal, und die Rippen 2600 sind in mehrere Abschnitte
geteilt, um dazwischen einen Raum zu erzeugen. Deshalb verformt
sich das poröse Material (Urethanschwamm) 900 in die Räume,
wie durch gestrichelte Linien in der Figur angegeben ist.
Der Aufzeichnungskopf IJH enthält eine Elektrodenschicht 1302,
eine Wärmeerzeugungsschicht 1303, eine obere Schutzschicht
1301, eine Düsenplatte 400 und eine Tintenzuführröhre 2200.
-
Die Tintenstrahlkartusche umfaßt als Einheit einen Tinte
aufnehmenden Behälter 100 mit einem darin befindlichen, Tinte
zurückhaltenden porösen Material und mit einer Belüftungsöffnung
sowie einer Tintenabgabeöffnung zur Zufuhr der Tinte zur
Außenseite des Behälters, und einen
Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der Ausstoßenergie erzeugende Einrichtungen hat sowie
eine Tintenkammer, um die den
Ausstoßenergie-Erzeugungseinrichtungen zuzuführende Tinte zu halten, eine Zuführröhre für
einen Druckkontakt gegenüber dem porösen Material im
Tintenbehälter, um die Tinte zu der Tintenkammer zu fördern, und ein
an einem Ende der Zuführröhre vorgesehenes Filter F aufweist.
-
Bei dem besagten Beispiel wird die Zuführröhre gegen das
poröse Material in einem Ausmaß gepreßt, das größer als die
maximale Länge des Querschnitts der Zuführröhre ist. Die
Zuführröhre hat bei dieser Ausführungsform die Gestalt einer
zylindrischen Röhre,und deshalb ist das Ausmaß der Verformung
des porösen Materials durch den Druckkontakt größer als der
Innendurchmesser der Zuführröhre. Hierdurch kann das poröse
Material 900, an welchem das Filter F im Druckkontakt anliegt,
einen ausreichend gepreßten Bereich an der gesamten Fläche
des Filters erzeugen. Dadurch ist verhindert worden, daß die
Luft zuerst an einem Teil des Filters F konzentriert wird.
-
Herkömmlicherweise wird das Ausmaß der Verformungstiefe
lediglich auf der Grundlage der Verformung des porösen Materials
ohne Rücksicht auf die maximale Abmessung der
Querschnittsfläche der Zuführröhre 2200 (eine Länge der größeren Achse im
Fall eines ovalen Querschnitts, die Länge der diagonalen
Linie im Fall eines polygonalen Querschnitts oder ein
Durchmesser im Fall eines Kreises) bestimmt. Deshalb wird die
Verteilung über die gesamte Fläche des Filters nicht in Betracht
gezogen. Bei dieser Ausführungsform wird, selbst wenn die
Luft in Form von Bläschen in das poröse Material 900 mit dem
Verbrauch der Tinte eintritt, die Tinte zuerst dem Filter
zugeführt. Daher kann die gute Tintenzufuhr ohne die
Konzentration der Bläschen rund um das Filter aufrechterhalten werden.
-
Diese Konstruktion ist insbesondere wirksam, wenn die Rippen
270 und 2600 nicht im Behälter ausgebildet sind, und sie ist
auch wirksam in dem Fall, da die Rippen kleiner als die oben
beschriebene maximale Länge sind.
-
Mit der Konstruktion, wobei die Lufträume 51 eindeutig
positiv vorgesehen werden, ist der untaugliche, die Durchführung
einer Aufzeichnung verhindernde Effekt in manchem Fall
schlechter bei der herkömmlichen Konstruktion. Das wird als darauf
zurückzuführen angesehen, weil das Eintreten der Luft nicht
vollständig vorausgesagt werden kann oder weil der mit Luft
gefüllte Bereich ohne das poröse Material 900 sich ändert.
Die Erfinder haben die Probleme untersucht und eine Lösung
gefunden. Das poröse Material ist allgemein ein rechteckiges
Parallelepiped. Ein Hohlraum wird innenseitig der
Belüftungsöffnung vorgesehen. In einer Draufsicht des Tintenbehälters
wird ein Kreis mit einem Zentrum, das mit dem Ende der gegen
das poröse Material gedrückten Zuführröhre zusammenfällt, und
mit einem Radius zwischen dem Zentrum sowie der nächsten
Position des genannten Hohlraumes in der Draufsicht gezogen.
Die Rippen werden an den seitlichen (vertikalen) Innenflächen
des Behälters außerhalb des Kreises vorgesehen. Die Tiefe Z
der eingetauchten Zuführröhre erfüllt
-
2 x H2 ≤ Z ≤ 3 x H2
-
worin H2 die Höhe der Rippen in Figur 1 ist.
-
Wenn so vorgegangen wird, kann, selbst wenn die Grenze N des
mit Tinte gesättigten Bereichs des zentralen Teils M zu der
durch "m" angegebenen Position bewegt wird, die Tinte noch
immer dem Filter von dem zentralen Teil M zugeführt werden.
Der vorzuziehende numerische Bereich ist, wenn die
Raumbildungsbedingung in Betracht gezogen wird, so, daß die maximale
Länge der Rippen H2 nicht größer als 3 mm sowie die Tiefe der
Verformung Z nicht geringer als 6 mm und nicht größer als
9 mm ist.
-
Bei dem genannten Beispiel wird der Strömungswiderstand der
Tinte in dem Bereich, wo das poröse Material mit der Innenwand
des Tintenbehälters in Berührung ist, in Betracht gezogen.
Im Gegensatz zu der Tendenz einer Vergrößerung des
Tinteninhalts haben die Erfinder gefunden, daß der berührungsfreie
Bereich zwischen dem absorbierenden Material und der
Innenfläche des Behälters vorzugsweise nicht geringer als 15 % der
gesamten Innenfläche ist.
-
Wenn so vorgegangen wird, kann der Tinten-Strömungswiderstand
vermindert und die Tinte ohne Beeinflussung durch die
Ausstoßhäufigkeiten zugeführt werden.
-
Die weitere Verbesserung wird beschrieben, die bewerkstelligt
worden ist, indem die Änderung der Ausgestaltung des porösen
Materials vor und nach dem Beschicken in den Tintenbehälter
in Betracht gezogen wurde.
-
Es wurde ferner als zu bevorzugen gefunden, daß die Tiefe Z
des eingetauchten Teils der Zuführröhre erfüllt:
-
Z ≥ (W0-W1) + H2 + D
-
worin (WO-W1)einen Unterschied der in Figur 1 gezeigten
Abmessung, bevor und nachdem das poröse Material in den Behälter
gepreßt ist, darstellt, D eine maximale Abmessung des
Querschnitts der vorher beschriebenen Zuführröhre ist und H2 die
Höhe der Rippen angibt. Dasselbe, wie vorher beschrieben wurde
bezüglich der Höhe, gilt für H2, wenn die Rippen
unterschiedliche Größen haben.
-
Bei dem erwähnten Beispiel sind die Höhe H1 der Rippen 270
und die Höhe H2 der Rippen 2600 dieselben. Wenn sie
unterschiedlich sind, wird die obige Ungleichung auf der Grundlage der
größeren diskriminiert. Jedoch waren bei der Konstruktion,
die die Ungleichung auf der Grundlage der kleineren erfüllt,
die Ergebnisse noch besser. In diesem Fall wird die
Verformungstiefe des porösen Materials in der Richtung des Einsetzens
der Zuführröhre 2200 gemessen.
-
In Figur 1 ist der Abstand Dl von einer Seitenfläche in der
Richtung des Einsetzens der Zuführröhre nicht einschränkend,
sondern vorzugsweise der Rippe äquivalent oder nicht kleiner
als 2 mm, wenn die Rippe vorgesehen ist. Die Abstände D2, D3
und D4 von den Innenwänden des Behälters sind vorzugsweise
das annähernd 1,5fache der Höhe der Rippen. Es wird bevorzugt,
daß das Ende der Zuführröhre innerhalb dieses Bereichs ist.
Wenn so vorgegangen wird, gewährleistet die Nachbarschaft des
porösen Materials angrenzend an das Zuführröhrenende, wo der
Druck gleichmäßig gemacht wird, eine sichere Zufuhr der Tinte
zum Aufzeichnungskopf eher als der stabilisierte Bereich M.
-
Es ist vorzuziehen, daß das poröse Material in dem dem Ende
der Zuführröhre benachbarten Bereich mit dem stabilisierten
Bereich M verbunden wird. Bei der Ausführungsform der Figur 12
sind gleichartig zur vorhergehenden Ausführungsform die Rippen
2600 und 270 an der Innenwand des Tintenbehälters 1
vorgesehen, um einen Raum zu schaffen, der mit der Umgebung in
Verbindung steht. Jedoch ist die Ausgestaltung unterschiedlich.
Bei dieser Ausführungsform ist das poröse Material 2 im
Tintenbehälter 1 außer Berührung mit der Fläche, die nicht
kleiner als 15 % des gesamten Flächenbereichs im Tintenbehälter
ist, wodurch die gebildeten berührungsfreien Räume mit der
Umgebung in Verbindung sind. Die Rippen 2600 und 270 sind mit dem
Tintenbehälter einstückig ausgestaltet. Deshalb kann die
Tinte stabil ohne Beeinflussung durch die Häufigkeit eines
Ausstoßes durch die Verminderung des Strömungswiderstandes
zugeführt werden. Durch das Vorsehen der Rippen, wie in Figur 12B
(Querschnitte längs A-A und B-B) gezeigt ist, wird das poröse
Material außer Berührung mit der Innenwand des Tintenbehälters
gehalten, so daß der Raum oder die Räume, die mit der
Umgebung in Verbindung sind, gewährleistet werden können. Wie im
Querschnitt B-B gezeigt ist, werden, wenn die Rippen aufgrund
der besseren Durchführung des Formvorgangs ausgebildet sind,
wie wenn sie die Luftströmung blockieren, diese mit Kehlen versehen,
so daß verhindert wird, daß der Raum durch das aborbierende
Material zu einem unabhängigen Raum abgeschlossen wird. Die
Breite und Tiefe der Kehlen wird in Übereinstimmung mit der
mechanischen Eigenschaft des absorbierenden Materials gewählt.
Wie in Figur 12E gezeigt ist, enthält bei dem erörterten
Beispiel der rückwärtige Raum des Kopfes 4 (annähernd 3 %) das
absorbierende Material wie bei der herkömmlichen Konstruktion,
jedoch ist als Ganzes mehr als 15 % des inneren Flächenbereichs
des Tintenbehälters außer Berührung mit dem absorbierenden
Material 2, und deshalb können die oben beschriebenen
Wirkungen erzeugt werden.
-
Die Figur 11 zeigt die Ausstoßeigenschaften in diesem Fall.
Wenn der berührungsfreie Bereich 3 % beträgt, nimmt die ver
wendbare Häufigkeit ab. Durch die Verminderung der Häufigkeit
nimmt der Ausstoßwert extrem ab mit dem Ergebnis einer
verschlechterten Druckqualität (Figur hA). Wenn eine hohe
Leistung gefordert wird, folgt der Ausstoß nicht in geeigneter
Weise mit dem Ergebnis eines Ausstoßversagens in manchen
Fällen. Jedoch wird durch Vergrößern des zur Umgebung offenen
Bereichs der Tintenfluß im absorbierenden Material leichter
gemacht. Wenn er nicht geringer als 15 % ist, wie in Figur 118
gezeigt ist, kann die nachteilige Beeinflussung auf den
Ausstoß verhindert werden. Die Position des berührungsfreien
Bereichs ist nicht beschränkend. Deshalb kann die oben
beschriebene Konstruktion an den Seitenflächen, der oberen Fläche und
der unteren Fläche vorgesehen werden, so daß eine Verbindung
mit der Belüftungsöffnung besteht, um den zur Umgebung
offenen Bereich zu gewährleisten. Der mit der Umgebung
kommunizierende Bereich, der nicht kleiner als 15 % ist, wird
bevorzugterweise bei der in Verbindung mit den Figuren 1 - 6
beschriebenen Konstruktion angewendet.
-
Die Figuren 7 - 10 zeigen weitere Beispiele von Tintenkartuschen.
-
In Figur 8 sind an der oberen Innenfläche des Tintenbehälters
von der Belüftungsöffnung aus radiale Rippen 30 ausgebildet.
Mit dieser Konstruktion kann das Verhältnis der im zentralen
Bereich und im Randbereich eines großen absorbierenden
Materials vorhandenen Luft eingeregelt werden.
-
Bei dem Beispiel von Figur 9 sind säulen- oder zapfenartige
Vorsprünge vorgesehen.
-
In Figur 10 sind Teile mit einer Gestalt eines U-Profils an
die Innenfläche des Behälters geklebt. Durch dieses Vorgehen
kann der berührungsfreie Bereich vergrößert werden.
-
Aus Figur 7A wird verständlich, daß, wenn das absorbierende
Material eine sehr begrenzte Verbindung mit der Umgebung
schafft, der Luftkanal unmittelbar nach der Inbetriebnahme
durch den minimalen Abstand zur Tintenzuführröhre 2200 hin
gebildet wird, und deshalb ist der größte Teil der im
absorbierenden Material zurückgehaltenen Tinte nicht
verbrauchsfähig. Die Figuren 7B und 7C zeigen die Ausbildung des
Luftkanals. Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, wird unter
Verwendung des rückwärtigen, für ein Vereinigen des
Tintenstrahlkopfes und des Tintenbehälters erforderlichen Raumes ein
Vorsprung für die Belüftungsöffnung gebildet. Das Innere des
Vorsprungs stellt einen Hohlraum dar, der als ein Zuführraum
oder Hohlraum 1402 mit Atmosphärendruck für die gesamte Dicke
des porösen Materials wirkt. Im Vergleich mit dem Fall der
Figur 7A ist der Hohlraum 1402 wirksam, um die Tintenzufuhr
in der Dickenrichtung gleichförmig zu machen. Zusätzlich ist
der Atmosphärendruck-Zuführraum oder Hohlraum 20 an der
Rückseite des Kopfes 4 wirksam, um die Luftausdehnung bis zu den
von der Zuführröhre entfernten Eckenteilen zu dispergieren,
so daß die von der Zuführröhre am weitesten entfernte Tinte
verbraucht werden kann. Wenn der Bereich 21 außerhalb des Bereichs, der
durch den minimalen Abstand r zwischen dem Zuführbereich und
dem mit der Umgebung kommunizierenden Bereich bestimmt wird,
mit der Umgebung in Verbindung ist, kann zusätzlich der
Tintenzufuhrweg (Luftexpansionsweg) 22 gebildet werden, und
deshalb kann die in dem porösen Material 2 zurückgehaltene Tinte
sicher dem Kopf 4 zugeführt werden.
-
In Figur 7C sind der Tintenzuführbereich und der
Luftzuführbereich in entgegengesetzter Beziehung angeordnet und deshalb
ist der Außenbereich den lateralen Seiten 211 sowie 222
benachbart, weshalb die Bereiche 211 sowie 222 mit der Umgebung
in Verbindung gebracht werden.
-
Die Figur 13 zeigt eine Schnittdarstellung eines
Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopfes, bei dem der Innendruck des
Tintenbehälters vermindert und die Tinte insgesamt durch die
Zuführöffnung 1200 eingefüllt wird. Dann wird die Tinte
gänzlich in das poröse Material 902 gefüllt. Anschließend wird
bei geschlossener Zuführöffnung eine Abführöffnung 1401
geöffnet und die über eine vorbestimmte Tintenmenge hinaus
überschüssige Tinte durch die Abführöffnung (Belüftung) abgezogen.
Hierdurch bleibt auf der Zuführöffnungsseite die Tinte solange,
wie das poröse Material sie zurückhalten kann. Die Tinte auf
der Seite der Ausstoßöffnung 1401 wird zuerst entfernt. Der
Bereich ist durch die Bezugszahl 901 angegeben. Durch dieses
Vorgehen kann die Tinte mehr an der Zuführöffnungsseite
verteilt werden.
-
Die Figur 14 ist eine Seitenansicht eines Flüssigkeitsstrahl
Aufzeichnungskopfes, wobei in dem Aufzeichnungskopf der
Abstand zwischen der Zuführöffnung 1200 und der Abführöffnung
1401 so groß wie möglich ist. Die Versuche der Erfinder haben
gezeigt, daß
-
I&sub1;/I&sub2; ≥ 0,7
-
vorzuziehen ist.
-
Wenn das erfüllt wird, wird die der Zuführöffnung 1200
benachbarte Tinte nicht entfernt, so daß die Tinte der
Zuführöffnung benachbart verbleibt. Dann wird die Tintenmenge, die
dem Aufzeichnungskopf zugeführt werden kann, vergrößert.
Alternativ kann die Tinte bei geöffneter Ausstoßöffnung 1401
durch die Ausstoßauslässe zurück in den Behälter gefördert
werden. Dann kann die gleichartige Verteilung der Tinte
erzeugt werden.
-
Gemäß dieser Ausführungsform beträgt der Prozentsatz der
verbrauchbaren Tinte annähernd 80 % der eingeführten Tinte, so
daß die Anzahl der durch den Aufzeichnungskopf gleicher
Abmessung erzeugten Drucke vergrößert wird. Wenn die Anzahl der
Drucke dieselbe ist, kann die Größe des
Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes vermindert werden.
-
Die vorliegende Erfindung ist in einem
Blasenstrahl-Aufzeichnungskopf und -Aufzeichnungsgerät, entwickelt von Canon
Kabushiki Kaisha, Japan, besonders geeignet verwendbar. Das
deswegen, weil die hohe Dichte der Bildelemente und die hohe
Auflösung der Aufzeichnung ermöglicht werden.
-
Die typische Konstruktion und das Arbeitsprinzip sind
bevorzugterweise diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 4 723 129 und
4 740 796 offenbart sind. Das Prinzip ist auf das sog. auf
Abruf arbeitende Aufzeichnungssystem und ein
Aufzeichnungssytem kontinuierlichen Typs anwendbar, es ist jedoch besonders
für den auf Abrufarbeitenden Typ geeignet, weil das Prinzip
derart ist, daß wenigstens ein Treibersignal an einen an einem
Flüssigkeit (Tinte) zurückhaltenden Blatt oder
Flüssigkeitskanal angeordneten elektrothermischen Wandler gelegt wird,
wobei das Treibersignal ausreichend ist, um einen derart
raschen Temperaturanstieg über eine Abweichung vom
Keimbildungssiedepunkt hinaus hervorzurufen, wodurch die Wärmeenergie durch
den elektrothermischen Wandler erzeugt wird, um ein
Filmsiedern am Heizteil des Aufzeichnungskopfes herbeizuführen,
so daß in der Flüssigkeit (Tinte) eine Blase in
Übereinstimmung mit jedem der Treibersignale ausgebildet werden kann.
Durch die Entwicklung und das Zusammenfallen der Blase wird
die Flüssigkeit (Tinte) durch einen Ausstoßauslaß ausgestoßen,
um wenigstens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Treibersignal
liegt bevorzugterweise in Form eines Impulses vor, weil die
Entwicklung und das Zusammenfallen augenblicklich bewirkt
werden können, und deshalb wird die Flüssigkeit (Tinte) mit einem
raschen Ansprechen ausgestoßen. Das Treibersignal in Form des
Impulses ist vorzugsweise derart, wie in den US-Patenten
Nr. 4 463 359 und 4 345 262 beschrieben ist. Zusätzlich ist
die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der Heizfläche
vorzugsweise derart, wie im US-Patent Nr. 4 313 124 offenbart. ist.
Die Konstruktion des Aufzeichnungskopfes kann so sein, wie in
den US-Patenten Nr. 4 558 333 und 4 459 600 gezeigt ist,
wobei das Heizteil an einem gebogenen Teil zusätzlich zu der
Konstruktion der Kombination des Ausstoßauslasses, des
Flüssigkeitskanals und des elektrothermischen Wandlers, wie in
den oben erwähnten Patenten beschrieben ist, angeordnet ist.
Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auf die in der
Japanischen offengelegten Patentanmeldungsschrift Nr.
123670/1984 offenbarte Konstruktion anwendbar, wobei ein
gemeinsamer Schlitz als der Ausstoßauslaß für mehrere
elektrothermische Wandler verwendet wird, und auf die Konstruktion
anwendbar, die in der Japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. 138461/1984 beschrieben ist, wobei eine Öffnung zur
Absorption einer Druckwelle der Wärmeenergie entsprechend dem
Ausstoßteil gebildet wird. Das deswegen, weil die vorliegende
Erfindung wirksam ist, um den Aufzeichnungsvorgang mit
Sicherheit und einer hohen Leistungsfähigkeit ohne Rücksicht auf
den Typ des Aufzeichnungskopfes durchzuführen.
-
Die vorliegende Erfindung ist auf einen Aufzeichnungskopf des
sog. Ganzzeilentyps leistungsfähig anwendbar, der eine der
maximalen Aufzeichnungsbreite entsprechende Länge hat. Ein
derartiger Aufzeichnungskopf kann einen einzelnen Aufzeichnungskopf
und mehrere Aufzeichnungsköpfe, die kombiniert sind, um die
gesamte Breite abzudecken, umfassen.
-
Des weiteren ist die vorliegende Erfindung auf einen
Aufzeichnungskopf des seriellen Typs anwendbar, wobei der
Aufzeichnungskopf an der Hauptanordnung fixiert ist, auf einen
Aufzeichnungskopf des austauschbaren Chiptyps anwendbar, der elektrisch
mit dem Hauptgerät verbunden ist und mit der Tinte versorgt
werden kann, indem er in der Hauptbaugruppe montiert wird,
oder auf einen Aufzeichnungskopf eines Kartuschentyps
anwendbar, der einen einstückigen Tintenbehälter besitzt.
-
Das Vorsehen der Regeneriereinrichtung und der
Hilfseinrichtung für den präliminären Vorgang ist vorzuziehen, weil sie
die Wirkung dieser Erfindung weiter stabilisieren können.
Für diese Einrichtungen gibt es Abdeckeinrichtungen für den
Aufzeichnungskopf, Reinigungseinrichtungen für diesen,
Preßoder Absaugeeinrichtungen, präliminäre Heizeinrichtungen durch
den elektrothermischen Ausstoß-Wandler oder durch eine
Kombination des elektrothermischen Ausstoß-Wandlers sowie eines
zusätzlichen Heizelements, und Einrichtungen für einen
präliminären Ausstoß nicht für den Aufzeichnungsvorgang, die
den Aufzeichnüngsvorgang stabilisieren können.
-
Was die Arten des montierbaren Aufzeichnungskopfes angeht,
so kann er ein einzelner, der nur einer Farbtinte entspricht,
sein oder kann er ein mehrfacher sein, der der Mehrzahl von,
Tintenmaterialien entspricht, die eine unterschiedliche
Aufzeichnungsfarbe oder -dichte haben. Die vorliegende Erfindung
ist mit Erfolg auf ein Gerät anwendbar, das wenigstens einen
eines monochromatischen Modus hauptsächlich mit Schwarz und einen
Mehrfarbenmodus mit unterschiedlichen Farbtintenmaterialien
und einen Vollfarbenmodus mittels der Mischung von Farben hat,
die eine einheitliche ausgebildete Aufzeichnungseinheit oder
eine Kombination von mehreren Aufzeichnungsköpfen sein können.
-
Ferner ist bei der vorhergehenden Ausführungsform die Tinte
flüssig gewesen. Sie kann jedoch ein bei Raumtemperatur oder
darunter verfestigtes und bei Raumtemperatur verflüssigtes
Tintenmaterial sein. Da in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem
die Tinte innerhalb der Temperatur von nicht geringer als
30 ºC und nicht mehr als 70 ºC in einem üblichen
Aufzeichnungsgerät dieses Typs geregelt wird, um die Viskosität der Tinte
zur Erzeugung des stabi lisierten Ausstoßes stabil zu halten,
ist die Tinte derart, daß sie innerhalb des Temperaturbereichs
flüssig ist, wenn das Aufzeichnungssignal angelegt wird.
Zusätzlich wird der auf die Wärmeenergie zurückzuführende
Temperaturanstieg eindeutig durch ihren Verbrauch für die
Zustandsänderung
der Tinte vom festen Zustand zum flüssigen Zustand
verhindert, oder das Tintenmaterial wird verfestigt, wenn
es in Ruhe gelassen wird, um die Verdampfung der
Tinte zu verhindern. In jedem der Fälle kann durch die Anwendung
des Wärmeenergie erzeugenden Aufzeichnungssignals die Tinte
verflüssigt werden, und die verflüssigte Tinte kann
ausgestoßen werden. Die Tinte kann zu der Zeit, wenn sie das
Aufzeichnungsmaterial erreicht, beginnen verfestigt zu werden.
Die vorliegende Erfindung ist auf ein solches Tintenmaterial
anwendbar, das durch die Anwendung von Wärmeenergie
verflüssigt wird. Ein solches Tintenmaterial kann als ein flüssiges
oder festes Material an Durchgangslöchern oder Vertiefungen,
die in einem porösen Blatt ausgebildet sind, zurückgehalten
werden, wie in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung
Nr. 56847/1979 und der Japanischen offengelegten
Patentanmeldung Nr. 71260/1985 beschrieben ist. Das Blatt ist den
elektrothermischen Wandlern zugewandt. Das wirksamste für die oben
beschriebenen Tintenmaterialien ist das
-
Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät kann als ein
Ausgangsterminal eines Informationsverarbeitungsgeräts, wie eines
Computers oder dergleichen, eines mit einem Bildlesegerät
oder dergleichen kombinierten Kopiergeräts oder eines
Faksimilegeräts, das Sende- und Empfangsfunktionen für eine
Information hat, verwendet werden.
-
Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier
offenbarten Konstruktionen beschrieben worden ist, ist sie nicht
auf die dargelegten Einzelheiten begrenzt, und die Erfindung
ist dazu vorgesehen, solche Abwandlungen oder Abänderungen,
wie sie in den Rahmen der folgenden Patentansprüche fallen,
abzudecken.