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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ersetzbare Tintenbehälter zum
Liefern von Tinte zu einem Tintenstrahldruckkopf. Insbesondere bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf Tintenbehälter, die zur Verwendung bei
Druckern konfiguriert sind, um einen Druckerstrukturentwurf mit
einer effizienten Raumnutzung, zugänglichen Tintenbehältern und
einer reduzierten Druckeraufstellfläche zu ermöglichen.
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Tintenstrahldrucker
verwenden häufig
einen Tintenstrahldruckkopf, der auf einem Wagen angebracht ist,
der hin und her quer über
ein Druckmedium, wie z. B. Papier, bewegt wird. Sowie der Druckkopf
quer über
das Druckmedium bewegt wird, aktiviert ein Steuerungssystem den
Druckkopf, Tintentröpfchen
auf das Druckmedium auszustoßen,
um Bilder und Texte zu bilden.
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Früher verwendete
Drucker haben einen Tintenbehälter
verwendet, der trennbar von dem Druckkopf ersetzbar ist. Wenn die
Tintenkassette erschöpft ist,
wird die Tintenkassette entfernt, und durch einen neuen Tintenbehälter ersetzt.
Die Verwendung von ersetzbaren Tintenbehältern, die von dem Druckkopf getrennt
sind, ermöglicht
es Benutzern, den Tintenbehälter
zu ersetzen, ohne den Druckkopf zu ersetzen. Der Druckkopf wird
am oder nahe dem Ende der Druckkopflebensdauer ersetzt, und nicht,
wenn der Tintenbehälter
erschöpft
ist.
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Es
besteht ein immer vorhandener Bedarf nach Drucksystemen, die klein,
zuverlässig
und ergonomisch bezüglich
des Benutzers, den man im Sinn hat, konfiguriert sind. Eine routinemäßige Wartung,
wie z. B. das Ersetzen von Tintenbehältern, sollte ohne weiteres
durch die große
Mehrzahl der Druckerbe nutzer erreicht werden. Bei dem Fall des Farbdruckens
werden oftmals vier oder mehr Tinten verwendet. Beispielsweise verwendet
das CYMK-Farbdrucken cyanfarbene, gelbe, magentafarbene und schwarze
Tinte. Bei Druckern, die ersetzbare Tintenbehälter für jede Tintenfarbe verwenden,
müssen
die Behälter
dort positioniert sein, wo dieselben durch den Benutzer für ein leichtes
Ersetzen ohne weiteres zugänglich
und greifbar sind. Außerdem
sollten diese Drucker relativ klein sowohl bezüglich der Höhe als auch der Fläche des
Druckers sein, um den Verbrauch von Ladentisch- oder Schreibtischraum
zu minimieren, sowie die Flexibilität der Druckerplazierung für den Benutzer
zu maximieren.
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Tintenbehälter mit
Schlüsselmerkmalen,
die ein Einbringen derselben in nicht dazu bestimmte Fächer einer
Aufnahmestation verhindern sollen, sind aus der
JP 63-15752 A und der
EP 0623471 A2 bekannt.
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Aus
der nachveröffentlichten
EP 0778148 A1 sind
stationäre
Tintenbehälter
bekannt, die mit Schlüsselmerkmalen
versehen sind, um ein ordnungsgemäßen Einbringen der Tintenbehälter in
zugeordnete Fächer
einer Andockstationen zu ermöglichen.
Jedes Fach besitzt den Schlüsselmerkmalen eines
zugeordneten Tintenbehälters
entsprechende Schlüsselmerkmale,
so dass verhindert wird, dass ein Benutzer in ein Fach einen anderen
Behälter
als den mit dem richtigen Tintentyp einbringt. Auf unterschiedlichen
Enden eines Tintenbehälters
vorgesehene Schlüsselmerkmale
unterscheiden sich dabei voneinander.
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Aus
der nachveröffentlichten
EP 0789322 A2 ist
eine Tintenaustauschkassette bekannt, die in ein zugeordnetes Andockfach
eingebracht werden kann. Die Tintenaustauschkassette und das Andockfach weisen
zusammenpassende elektrische und fluidische Verbinder auf. Ferner
weisen die Tintenaustauschkassette und das Andockfach Schlüsselmerkmale
auf gegenüberliegenden
Seiten derselben auf, um nur das Einbringen von Tinten korrekter
Farbe und korrekten Typs zu ermöglichen.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen kleinen,
zuverlässigen,
ohne weiteres ersetzbaren, zugänglichen
und greifbaren Tintenbehälter
zu schaffen, der ausgebildet ist, um ein falsches Einbringen desselben
in eine Vorratsstation sicher zu vermeiden.
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Diese
Aufgabe wird durch einen ersetzbaren Tintenbehälter gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein ersetzbarer Tintenbehälter zur
Verwendung in einem Drucksystem. Das Drucksystem ist von dem Typ
mit einem Druckkopf, der in einem Durchlaufwagen angebracht ist,
und einer Vorratsstation zum Aufnehmen des ersetzbaren Tintenbehälters. Die
Vorratsstation ist in einer Fluidkommunikation mit dem Druckkopf.
Der ersetzbare Tintenbehälter
umfaßt
einen Fluidauslaß, der
zum Ineingriffnehmen von entsprechenden Fluideinlaßabschnitten
an der Zuführstation
konfiguriert ist, und eine elektrische Schnittstelle, die zum Ineingriffnehmen
einer elektrischen Schnittstelle der Vorratsstation konfiguriert
ist. Ferner sind ein erstes und ein zweites Führungsmerkmal umfaßt, die
auf einer äußeren Oberfläche des
ersetzbaren Tintenbehälters angeordnet
sind. Das erste und das zweite Führungsmerkmal
sind angeordnet und angebracht, um ein erstes und ein zweites Führungsmerkmal,
die auf gegenüberliegenden
Enden der Vorratsstation angeordnet sind, in Eingriff zu nehmen,
um den ersetzbaren Tintenbehälter
in die Zuführstation
zu führen,
um fluidmäßig den
Fluidauslaß und
den entsprechenden Fluideinlaß zu
koppeln und um elektrisch die elektrische Schnittstelle des Tintenbehälters mit
der elektrischen Schnittstelle der Vorratsstation zu koppeln, wobei
sich die ersten Führungsmerkmale
von den zweiten Führungsmerkmalen
unterscheiden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis
6 angegeben.
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen
näher erläutert. Es
zeigen:
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1 eine schematische Darstellung
des Drucksystems, die einen Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung
zeigt, der eine Fluidverbindung und eine elektrische Verbindung
mit dem Drucksystem bildet;
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2 eine perspektivische Ansicht
eines Druckers mit entfernter Abdeckung, der den Tintenbehälter der
vorliegenden Erfindung enthält;
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3 eine Tintenvorratsaufnahmestation des
Typs, der bei dem Drucker der 2 verwendet wird,
die aufgebrochen gezeigt ist, wobei ein Tintenbehälter zur
Einbringung in die Tintenvorratsaufnahmestation positioniert ist;
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4 eine vereinfachte Schnittansicht,
die teilweise aufgebrochen gezeigt ist, über die Linie A-A, der 3, wobei der Tintenbehälter in
der Tintenbehälteraufnahmestation
der 3 eingebaut ist;
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5 eine schematische Darstellung
einer Draufsicht von oben des Druckers, der in der 2 gezeigt ist;
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6a, 6b u. 6c eine
dreidimensionale Ansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels des Tintenbehälters der
vorliegenden Erfindung; und
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7a, 7b u. 7c eine
dreidimensionale Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Tintenbehälters der
vorliegenden Erfindung.
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Die 1 ist eine schematische
Darstellung, die einen Tin tenstrahldrucker 10 darstellt,
der einen Tintenbehälter 12 der
vorliegenden Erfindung umfaßt.
Der Tintenstrahldrucker 10 umfaßt ferner eine Tintenbehälteraufnahmestation
oder Vorratsstation 14, einen Tintenstrahldruckkopf 16 und
eine Drucksteuerung 18. Das Drucken wird durch den Drucker 10 durch
das Ausstoßen
von Tinte von dem Druckkopf 16 unter der Steuerung der
Drucksteuerung 18 erreicht. Der Druckkopf 16 ist
mit der Steuerung 18 durch eine Leitung 19 zum
Steuern des Ausstoßens von
Tinte verbunden. Tinte wird zu dem Druckkopf 16 mittels
eines Fluidkanals 21 geliefert, der fluidmäßig den
Druckkopf 16 mit der Aufnahmestation 14 verbindet.
Der Tintenbehälter 12 umfaßt einen
Tintenauslaß 20,
der sich in einer Fluidkommunikation mit einem Fluidtank 22 befindet.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt
der Tintenbehälter 12 eine
Mehrzahl von elektrischen Kontakten 24, die elektrisch
mit einem Informationsspeicherbauelement 26 verbunden sind.
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Der
Tintenauslaß 20 und
die elektrischen Kontakte 24 ermöglichen es, daß der Tintenbehälter 12 zuverlässig mit
einem Fluideinlaß 28 bzw.
elektrischen Kontakten 30 verbunden ist, die der Tintenbehälteraufnahmestation 14 zugeordnet
sind. Die Tintenbehälteraufnahmestation 14 ermöglicht es,
daß Tinte
von dem Fluidtank 22, der dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, zu dem Druckkopf 16 über einen Fluidkanal 21 übertragen
wird. Zusätzlich
ermöglicht die
Tintenbehälteraufnahmestation 14 die Übertragung
von Informationen zwischen dem Informationsspeicherbauelement 26,
das dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, und der Drucksteuerung 18 über eine Leitung 32.
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Die 2 stellt eine perspektivische
Ansicht eines Ausführungsbeispiels
des Tintenstrahldruckers 10 dar, wobei die Abdeckung desselben
entfernt ist, und derselbe einen oder mehrere Tintenbehälter 12 enthält. Die
vorliegende Erfindung ist auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Führen
der Tintenbehälter 12 in
den Tintenstrahldrucker 10 gerichtet, um sicherzustellen,
daß eine
zuverlässige
fluidmäßige, elek trische
und mechanische Ineingriffnahme zwischen dem Tintenbehälter und
dem Drucker 10 erreicht wird. Insbesondere bezieht sich
die vorliegende Erfindung auf Führungsmerkmale,
die sowohl an dem Tintenbehälter 12 als
auch an dem Drucker 10 vorgesehen sind, die es ermöglichen,
den Tintenbehälter 12 auf
eine kompakte Art und Weise zu positionieren, wodurch eine kleine
Druckergröße und eine kleine
Aufstellfläche
oder Druckerfläche
beibehalten wird.
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Der
Drucker 10 umfaßt
einen Behälter 40 zum
Halten eines Papiervorrats. Wenn eine Druckoperation eingeleitet
wird, wird ein Blatt Papier von dem Behälter 40 in den Drucker 10 unter
Verwendung einer Blattzuführvorrichtung
(nicht gezeigt) zugeführt.
Während
des Druckens läuft
das Papier durch eine Druckzone 42, worauf ein Durchlaufwagen 44,
der einen oder mehrere Druckköpfe 16 enthält, zum
Drucken eines Tintenbands quer über
das Blatt bewegt wird. Das Papierblatt wird schrittweise durch die
Druckzone 42 bewegt, sowie der Durchlaufwagen 44 einer
Reihe von Tintenbändern
druckt, um auf demselben Bilder zu bilden.
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Nachdem
das Drucken abgeschlossen ist, wird das Blatt in einem Ausgabebehälter 46 positioniert,
wobei das Positionieren des Papiervorrats 40 und des Ausgabebehälters 46 abhängig von
der speziellen Papierzuführvorrichtung
oder der Endloszuführvorrichtung,
die verwendet wird, variieren kann.
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Der
Durchlaufwagen 44 bewegt sich durch die Druckzone 42 auf
einer Durchlaufvorrichtung, die einen Gleitstab 48 umfaßt, auf
der der Durchlaufwagen 44 gleitet. Ein Koordinatensystem 50 ist
mit drei zueinander orthogonalen Achsen (x, y, z) dargestellt. Die
x-Achse weist eine Ausrichtung parallel zu der Richtung der Bewegung
des Durchlaufwagens 44 auf. Die y-Achse weist eine Ausrichtung
entlang einer Richtung auf, in der das Druckmedium schrittweise durch
die Druckzone 42 bewegt wird. Eine Positioniereinrichtung,
wie z. B. ein codierter Streifen (nicht gezeigt), wird in Verbindung
mit einem Photodetektor in dem Durchlaufwagen 44 zum präzisen Po sitionieren
des Durchlaufwagens 44 verwendet. Ein Schrittmotor (nicht
gezeigt), der mit dem Durchlaufwagen 44 unter Verwendung
eines herkömmlichen
Antriebsriemens und einer Antriebsscheibenanordnung verbunden ist,
wird zum Transportieren des Durchlaufwagens 44 quer über die
Druckzone 42 verwendet.
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Ein
Bandkabel (nicht gezeigt) trägt
die elektrischen Signale zu dem Durchlaufwagen 44 zum selektiven
Erregen der Druckköpfe 16.
Sowie die Druckköpfe 16 selektiv
erregt werden, wird Tinte einer ausgewählten Farbe auf das Druckmedium
ausgestoßen,
während
der Durchlaufwagen 44 durch die Druckzone 42 läuft.
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Der
Durchlaufwagen 44 der 2 ist
in einem Nicht-Druckabschnitt oder in einer Wartungsstation 45 positioniert
gezeigt, die benachbart zu dem Druckzonenabschnitt 42 angeordnet
ist. Die Wartungsstation 45 hält den Druckkopf 16 im
Stand, um eine über
der Zeit optimale Druckqualität
sicherzustellen. Die Wartungsstation 45 führt typischerweise eine
oder mehrere der folgenden Operationen durch: a) das Vorbereiten
des Druckkopfes 16, b) das Abdecken einer Öffnungsplatte
und weiterer Öffnungen
in dem Druckkopf, wenn der Druckkopf 16 nicht verwendet
wird, c) das Abwischen von Verunreinigungsstoffen von der Öffnungsplatte,
d) das Verhindern, daß Tinte
in den Öffnungen
in der Öffnungsplatte trocknet,
e) das Vorsehen einer Position, um weiche, dickflüssige Tintenstöpsel, die
durch das Austrocknen in den Öffnungen
der Öffnungsplatte
bedingt sind, auszustoßen.
Wartungsstationen für
Tintenstrahldrucker 10 sind detaillierter in dem U.S.-Patent 5,300,958
an Burke u. a. mit dem Titel "Method
and Apparatus for Automatically Cleaning the Printhead of a Thermal
Inkjet Cartridge" erörtert, das
der Bevollmächtigten
der vorliegenden Erfindung übertragen wurde,
und hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf den Tintenbehälter 12,
der Tinte zu dem Druckkopf 16 liefert. Auf den Tin tenbehälter 12 wird
als ein neben der Achse liegender Tintenvorrat Bezug genommen, da
der Tintenvorrat von einer Durchlaufachse, die durch den Durchlaufwagen 44 definiert
ist, beabstandet ist. Die Durchlaufachse ist entlang der x-Achse des Koordinatensystems 50 ausgerichtet.
Dieses neben der Achse liegende Tintenzuführsystem umfaßt eine
Tintenaufnahmestation 14, zum Aufnehmen des Tintenbehälters 12.
Diese Tintenbehälter 12 sind im
Fall des Farbdruckens oftmals getrennte Tintenbehälter 12 für jede Farbe
und ein Tintenbehälter 12 für schwarze
Tinte. Beispielsweise ist der Tintenbehälter 12 für ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel, das
in der 2 gezeigt ist,
eine Mehrzahl von Tinten 54, 56, 58 und 60.
Der Behälter 54 dient
zum Fassen von schwarzer Tinte, der Tintenbehälter 56 ist für gelbe
Tinte, der Tintenbehälter 58 ist
für magentafarbene
Tinte und der Tintenbehälter 60 ist
für cyanfarbene Tinte.
Die Aufnahmestation 14 enthält eine mechanische Schnittstelle,
eine fluide Schnittstelle und eine elektrische Schnittstelle. Der
Tintenbehälter 12 wird in
die Aufnahmestation 14 entlang einer z-Achse des Koordinatensystems 15 eingebracht,
was in einer Richtung ist, die allgemein orthogonal zu sowohl der Durchlaufachse
(x-Achse) als auch der Richtung ist, in der die Medien während des
Vorschubs durch die Druckzone (y-Achse) bewegt werden. Sobald der Tintenbehälter ordnungsgemäß eingebracht
ist, und in seiner Position verriegelt ist, wird ein elektrisches, mechanisches
und fluidmäßiges Schnittstellenbilden mit
dem Drucker 10 erreicht. Die Tinte läuft durch diese fluiden Schnittstellen
in der Aufnahmestation 14 durch einen Fluidkanal 21,
wie z. B. eine Schlauchanordnung, die fluidmäßig die Tintenbehälter 54, 56, 58 und 60 mit
entsprechenden Druckköpfen 16 an dem
Druckdurchlaufwagen 44 verbindet.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
der Tintenbehälter 12 in
einer Ausrichtung positioniert, die etwa 10° von der z-Achse liegt, gemessen in
einer Richtung entlang der y-Achse weg von der Durchlaufachse. Diese
Ausrichtung sieht eine Vorwärtsneigung
oder Vorspannung hin zu dem Benutzer vor, um die Leichtigkeit des
Einbringens des Tin tenbehälters 12 in
die Tintenbehälteraufnahmestation 14 zu
verbessern.
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Die 3 stellt einen Tintenbehälter 12 der vorliegenden
Erfindung dar, der zur Einbringung in die Aufnahmestation 14 des
Druckers 10 positioniert ist. Der Tintenbehälter 12 enthält einen
Vorrat eines Medienmarkierungsfluids, wie z. B. Tinte. Ferner umfaßt der Tintenbehälter 12 den
Tintenauslaß 20,
die Mehrzahl der elektrischen Kontakte 24, Ausrichtungs- oder Führungsmerkmale 62 und
Verriegelungsmerkmale 64, die der Gegenstand der vorliegenden
Erfindung sind. Die Ausrichtungsmerkmale 62 an dem Tintenbehälter 12 dienen
dazu, beim Ausrichten des Tintenbehälters 12 zur Einbringung
in die Aufnahmestation 14 zu helfen. Die Ausrichtungsmerkmale 62 arbeiten
in Verbindung mit entsprechenden Ausrichtungs- oder Führungsmerkmalen 66 an
der Aufnahmestation 14.
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Die
Ausrichtungsmerkmale 62 sind auf gegenüberliegenden Seiten des Tintenbehälters 12 positioniert.
Die entsprechenden Ausrichtungsmerkmale 66 sind an gegenüberliegenden
Enden der Tintenbehälteraufnahmestation 14 angeordnet.
Es ist das Positionieren der Ausrichtungsmerkmale 62 und 66, das
die Einbringung der Tintenbehälter 12 in
unmittelbarer Nähe
in die Tintenbehälteraufnahmestation 14 ermöglicht,
wodurch eine kompakte Tintenbehälteraufnahmestation 14 vorgesehen
wird. Die Verwendung der Ausrichtungsmerkmale 66 an gegenüberliegenden
Enden der Tintenbehälteraufnahmestation 14 eliminiert
den Bedarf der Zwischenwände
zwischen den Tintenbehältern 12 während des
Einbringens. Die Elimination der Zwischenwände ermöglicht eine kompakte Tintenbehälteraufnahmestation 14, wobei
lediglich die Ausrichtungsmerkmale 62 und 66 zum
Führen
und Ausrichten verwendet werden.
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Diese
Ausrichtungsmerkmale 62 und 66 sehen zusätzlich zu
dem Vorsehen einer Ausrichtungsfunktion eine Abstimmfunktion vor,
um sicherzustellen, daß der
Tintenbehälter 12 Tinte
enthält,
die die ordnungsgemäßen Parameter,
wie z. B. die richtige Farbe, aufweist, und dieselbe kompatibel
mit dem speziellen Drucker 10 ist.
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Sobald
der richtige Tintenbehälter
ordnungsgemäß ausgerichtet
und in die Aufnahmestation 14 eingebracht ist, nimmt ein
Verriegelungsmerkmal 68 das entsprechende Verriegelungsmerkmal 64 an dem
Tintenbehälter 12 in
Eingriff, um den Tintenbehälter 12 in
der Aufnahmestation 14 zu verriegeln. Wenn der Tintenbehälter 12 in
der Aufnahmestation 14 ordnungsgemäß verriegelt ist, nimmt ein
Fluideinlaß 28,
der der Aufnahmestation 14 zugeordnet ist, den entsprechenden
Tintenauslaß an
dem Tintenbehälter 12 in
Eingriff, um es zu ermöglichen,
daß ein Fluid
von dem Tintenbehälter 12 zu
dem Drucker 10 und schließlich zu dem Druckkopf 16 zum
Drucken auf Druckmedien fließt.
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Das
Einbringen des Tintenbehälters 12 in
die Aufnahmestation 14 bildet eine elektrische Verbindung
zwischen dem Tintenbehälter 12 und
der Aufnahmestation 14. Elektrische Kontakte 24,
die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
sind, nehmen entsprechende elektrische Kontakte 30, die
der Aufnahmestation 14 zugeordnet sind, in Eingriff, um
es zu ermöglichen,
daß Informationen
zwischen der Aufnahmestation 14 und dem Tintenbehälter 12 übertragen
werden.
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Die 4 stellt eine Schnittansicht
des Tintenbehälters 12 dar,
die quer über
die Führungsmerkmale 62 des
Tintenbehälters 12 vorgenommen
ist, wobei der Tintenbehälter
zumindestens teilweise in die Aufnahmestation 14 eingebracht
ist. Diese Figur stellt die Wechselwirkung zwischen den Führungsmerkmalen 62 an
dem Tintenbehälter 12 und
den Führungsmerkmalen 66 an
der Behälteraufnahmestation 14 dar.
Die Führungsmerkmale 66 sind
Kanäle,
die sich entlang der Einbrin gungsrichtung erstrecken. Die Führungsmerkmale 66 sind
auf einer ersten Seite 70 und einer zweiten Seite 72 der
Tintenbehälteraufnahmestation 14 angeordnet.
Die erste und die zweite Seite 70 und 72 sind
auf gegenüberliegenden
Enden der Tintenbehälteraufnahmestation 14 positioniert.
Die Führungsmerkmale 62 sind
auf gegenüberliegenden
Enden einer Hauptachse angeordnet, und dieselben sind konfiguriert,
um die entsprechenden Führungsmerkmale 66 auf
eine verblockende Art und Weise an der Tintenbehälteraufnahmestation 14 in
Eingriff zu nehmen. Sobald der Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß positioniert
ist, derart, daß die
Führungsmerkmale 62 und 66 verblockt sind,
dann können
die Tintenbehälter 12 in
die Tintenbehälteraufnahmestation 14 gedrückt werden, derart,
daß die
Tintenbehälter 12 in
die Position gegleitet werden, so daß die richtigen fluiden, elektrischen
und mechanischen Schnittstellen erreicht werden.
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Die
Führungsmerkmale 66 sind
asymmetrisch, so daß sich
die Führungsmerkmale 66 an
der ersten Seite 70 von den Führungsmerkmalen 66 auf der
zweiten Seite 72 unterscheiden. Die Verwendung der asymmetrischen
Führungsmerkmale 66 zwischen
den zwei Seiten 70 und 72 verhindert, daß die Tintenbehälter 12 nicht
ordnungsgemäß in eine
Ausrichtung gebracht werden, die 180° von der ordnungsgemäßen Ausrichtung
entlang der y-Achse liegt.
Zusätzlich
sieht die Verwendung von asymmetrischen Führungsmerkmalen 62 und 66 eine
visuelle Führung
für den
Benutzer vor, um eine ordnungsgemäße Einbringung der Tintenbehälter 12 sicherzustellen.
Durch das Verhindern, daß die
Tintenbehälter 12 derart
eingebaut werden, daß die
Ausrichtungsmerkmale 66, die der ersten Seite 70 zugeordnet sind,
nicht ordnungsgemäß in die
zweite Seite 72 eingebracht werden, wird eine Beschädigung des
Druckers 10 vermieden, und die Zuverlässigkeit des Druckers 10 wird
verbessert.
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Die 5 stellt eine schematische
Darstellung einer Draufsicht von oben des Druckers 10 dar, der
in der 2 gezeigt ist.
Diese Darstellung ist lediglich dafür gedacht, um die allgemeinen
Strukturentwurfsmerkmale des Druckers 10 zu zeigen, und dieselbe
soll keine genaue oder proportionale Darstellung des Strukturentwurfs
des Druckers 10 sein. Der Drucker 10 umfaßt einen
Medientransportabschnitt 47, den Druckzonenabschnitt 42,
die Wartungsstation 45, die Tintenbehälter 12 und einen
Hinausfahrabschnitt 49. Der Medientransportabschnitt 47 umfaßt den Papierbehälter 40 und
den Ausgabebehälter 46,
die vor der Druckzone 42 positioniert sind. Benachbart
zu der Druckzone 42 befindet sich entlang der Durchlaufachse 51,
wie es durch die x-Achse in dem Koordinatensystem 50 dargestellt
ist, die Wartungsstation 45. Die Wartungsstation ist bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
aus einer Perspektive von der Vorderseite des Druckers 10 gesehen
rechts der Druckzone angeordnet. Benachbart zu der Druckzone 42 befindet
sich gegenüber
der Wartungsstation 45 und entlang der Durchlaufachse 51 der
Hinausfahrabschnitt 49.
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Der
Hinausfahrabschnitt 49 resultiert aus dem Hinausfahren
des Durchlaufwagens 44 auf beide Seiten der Druckzone 42.
Dieses Hinausfahren resultiert aus dem Positionieren der Druckköpfe 16 an beiden
Kanten des Druckmediums. Jeder Druckkopf der Mehrzahl der Druckköpfe 16 ist
entlang der Durchlaufachse 51 innerhalb des Wagens 44 angebracht.
Daher muß der
Druckwagen 44, um einzelne Düsen, die jedem Druckkopf der
Mehrzahl der Druckköpfe 16 zugeordnet
sind, an beiden Kanten des Druckmediums zu positionieren, über das
Druckmedium hinausfahren oder sich über dasselbe auf beiden Seiten
der Druckzone 42 erstrecken. Die Breite dieses Hinausfahrabschnitts 49 auf
der linken Seite des Druckers ist gleich dem Abstand, mit dem eine am
weitesten rechts liegende Druckkopfdüse von der linken Kante des
Wagens 44 beabstandet ist. Ähnlicherweise ist das Hinausfahren
auf der rechten Seite des Druckers 10 gleich dem Abstand,
mit dem eine am weitesten links liegenden Druckkopfdüse von der rechten
Kante des Wagens 44 beabstandet ist.
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Bei
dem Ausführungsbeispiel,
das in der 5 dargestellt
ist, sind die Tintenbehälter 12 vor der
Wartungsstation 45 angeordnet. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist jeder der Tintenbehälter 54, 56, 58 und 60 in
einer Seitean-Seite-Anordnung entlang einer Linie parallel zu der
Durchlaufachse 51 angeordnet. Es ist die Verwendung der Ausrichtungsmerkmale 62 und 66 an
den Tintenbehältern 12 bzw.
der Vorratsstation 14, die es ermöglicht, daß die Tintenbehälter 12 in
dieser eng beabstandeten Seite-an-Seite-Anordnung positioniert werden
können.
Die Plazierung der Ausrichtungsmerkmale 62 lediglich auf
der Hauptachse der Tintenbehälter 12 ermöglicht,
daß die
Tintenbehälter 12 in
einer eng beabstandeten Beziehung entlang einer Hauptachse plaziert
werden können.
Die Verwendung der Ausrichtungsmerkmale 62 auf der Nebenachse
(x-Achse) erhöht
die Breite der Vorratsstation 14 entlang der x-Achse. Daher
ermöglicht
diese Anordnung der Ausrichtungsmerkmale 62 und 66,
daß die
Tintenbehälter 12 in
eine kompakte Vorratsstation 14 passen, die in der Region
vor der Wartungsstation 45 angeordnet ist. Diese kompakte
Vorratsstation 14 umfaßt
Ausrichtungsmerkmale 62 und 66, um bei dem Führen und
der Einbringung der Tintenbehälter 12 in
die Vorratsstation 14 zu helfen.
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Jeder
der einzelnen Tintenbehälter 54, 56, 58 und 60 ist
konfiguriert, um eine Breite in der Richtung der Durchlaufachse
(x-Achse) 51, eine Länge
in der Richtung orthogonal zu der Breite und eine Höhe orthogonal
zu sowohl der Länge
als auch der Breite aufzuweisen. Die Tintenbehälter 54, 56, 58 und 60 können alle
identische Breiten aufweisen, wie es in der 2 gezeigt ist, oder einer oder mehrere
dieser Tintenbehälter 54, 56, 58 und 60 können eine
größere oder
kleinere Breite abhängig
von dem Volumen des gewünschten
Tintenbehälters
aufweisen. Beispielsweise kann dann bei dem Fall des Vierfarbdruckers 10,
der in der 2 gezeigt
ist, wenn schwarze Tinte, die zu dem Druckkopf 16 durch
den Tintenbehälter 54 geliefert
wird, schneller verbraucht wird, als gelbe, magentafarbene und cyanfarbene
Tinte, die durch die Tintenbehälter 56, 58 bzw. 60 geliefert
werden, ein größerer Tintenbehälter (nicht
gezeigt) für den
Tintenbehälter 54 eingesetzt
werden. Dieser größere Tintenbehälter für schwar ze
Tinte ist als ein Bedienungskomfort für den Benutzer vorgesehen,
um die Häufigkeit
des Tintenbehälterersetzens
zu reduzieren.
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Die
Tintenbehälter 54, 56, 58 und 60 befinden
sich in einer beabstandeten Beziehung, die im allgemeinen parallel
zu der Durchlaufachse 51 ist, um es zu ermöglichen,
daß der
Benutzer jeden Tintenbehälter 12 sieht,
sowie um einen leichten Zugang zu jedem Behälter 12 zum Ersetzen
des Behälters 12 zu
schaffen. Zusätzlich
ist die Wartungsstation 45 auf der rechten Seite der Druckzone 42 positioniert,
da die Wartungsstation 45 eine Breite entlang der Durchlaufachse 51 aufweist,
die typischerweise größer ist
als eine Breite entlang der Durchlaufachse 51, die dem
Hinausfahrabschnitt 49 zugeordnet ist. Der Wagen 44 weist
typischerweise ein Hinausfahren auf die rechte Seite der Druckzone 42 aus
dem gleichen Grund auf, wie bei dem Wagenhinausfahrabschnitt 49 auf
der linken Seite der Druckzone 42. Die Wartungsstation 45 weist
jedoch tendenziell eine größere Breite
entlang der Durchlaufachse 51 auf, als der Hinausfahrabschnitt 49,
da der Wagen 44 typischerweise vollständig aus der Druckzone 42 zum
Druckkopfwarten hinausgefahren wird.
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Das
Positionieren der Tintenbehälter
auf der rechten Seite der Druckzone 42 sieht einen leichteren
Zugang zu den Tintenbehältern 12 durch
rechtshändige
Benutzer vor, die die vorwiegenden Benutzer sind. Ferner ermöglicht das
Positionieren der Tintenbehälter
auf der rechten Seite und vor der Wartungsstation 45 mehr
Raum für
das Positionieren der Tintenbehälter 12,
ohne zu dem Drucker 10 eine Gesamtbreite in einer Richtung
parallel zu der Durchlaufachse 51 hinzuzufügen.
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Die 6a, 6b und 6c stellen
dreidimensionale Ansichten eines bevorzugten Tintenbehälters 12 der
vorliegenden Erfindung dar. Der Tintenbehälter 12 umfaßt eine äußere Oberfläche oder
ein Gehäuse 72 mit
einer Vorderkante 74 und einer Hinterkante 76 relativ
zu der Richtung des Einbringens des Tintenbehälters 12 in der Aufnahmestation 14.
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Die äußere Oberfläche 74 definiert
eine Öffnung 82 in
einem Hohlraum an der Vorderkante 72 des Tintenbehälters 12,
die in der 6c gezeigt
ist. Ein Speicherbauelement 26 mit einer Mehrzahl von elektrischen
Kontakten 24 (in 1 gezeigt),
die demselben zugeordnet sind, sind innerhalb des Hohlraums angebracht.
Die elektrischen Kontakte 24 sind konfiguriert, um entsprechende
elektrische Kontakte 30, die der Aufnahmestation 14 zugeordnet
sind, in Eingriff zu nehmen, wenn der Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß in den
Drucker 10 eingebracht ist.
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Ferner
ist auf der Vorderkante 74 der Fluidauslaß 20 angeordnet.
Der Fluidauslaß 20 ist
konfiguriert, um den entsprechenden Fluideinlaß 28 an der Vorratsstation 14 in
Eingriff zu nehmen, um eine Fluidverbindung zwischen dem Tintenbehälter 12 und
dem Drucker 10 zu bilden. Die Einbringung der Tintenbehälter 12 in
einer vertikalen Richtung entlang der z-Achse, wobei der Fluidauslaß 20 an
der Vorderkante 74 ist, ermöglicht es, daß Luft zu
dem oberen Ende der Tintenbehälter 12 hin
zu der Hinterkante 76 aufsteigt. Diese Ausrichtung der
Tintenbehälter 12 während der
Verwendung tendiert dazu, zu verhindern, daß Luft innerhalb der Tintenbehälter 12 zu
der Vorratsstation 14 und schließlich zu dem Druckkopf 16 übertragen
wird. Die Luftaufnahme durch den Druckkopf 16 kann in einer
schlechten Druckqualität resultieren,
und die Zuverlässigkeit
des Druckkopfs 16 reduzieren.
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Ausrichtungsmerkmale 62 und
Verriegelungsmerkmale 64 sind an dem Tintenbehälter 12 vorgesehen.
Die Ausrichtungsmerkmale 62 helfen bei der Einbringung
des Tintenbehälters 12 in
die Aufnahmestation 14. Die Ausrichtungsmerkmale 62 sind
vorzugsweise benachbart zu der Vorderkante 74 des Tintenbehälters 12 angeordnet.
Mit den Ausrichtungsmerkmalen 62, die benachbart zu der
Vorderkante 74 sind, wird eine ordnungsgemäße Ausrichtung
der Tintenbehälter 12 sehr
früh bei
dem Einbringungsprozeß sichergestellt.
Anders ausgedrückt
erhält der
Benutzer eine sofortige Rückkopplung
(vor einer teilweisen Einbringung), wenn er oder sie versucht, den
Tintenbehälter 12 in
die falsche Position und/oder Ausrichtung einzubringen. Zusätzlich kann der
Benutzer visuell die Vorderkantenmerkmale an dem Tintenbehälter 12 mit
den Vorderkantenmerkmalen an der Aufnahmestation 14 ausrichten.
Eine ordnungsgemäße Positionierung
würde wesentlich schwieriger
sein, wenn derartige Merkmale entfernt von der Vorderkante 74 ausgenommen
werden würden.
Durch Positionieren der Ausrichtungsmerkmale 62 benachbart
zu der Vorderkante 74 wird eine Ausrichtung der Tintenbehälter 12 früh während des
Einbringungsprozesses ermöglicht.
Sobald der Tintenbehälter 12 in
die Aufnahmestation 14 eingebracht ist, nehmen die Verriegelungsmerkmale 64 die
Feder 68 in Eingriff, um den Tintenbehälter 12 in der Aufnahmestation 14 zu
befestigen (siehe 3).
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Wie
es vorher erwähnt
wurde, sind elektrische und fluide Verbindungen auf der Vorderkante des
Tintenbehälters 12 angeordnet.
Das Positionieren der Ausrichtungsmerkmale 62 nahe zu der
Vorderkante 74 plaziert dieselben nahe den Merkmalen, die
eine wesentliche Ausrichtung erfordern. Damit die Vorratsstations-
und Tintenbehälterteile
kostengünstig
sind, werden dieselben gewöhnlich
ohne sehr enge Toleranzen geformt. Folglich sind die Ineingriffnahmemerkmale 62 an
dem Tintenbehälter 12 geringfügig kleiner
als die Ineingriffnahmemerkmale 66 an der Aufnahmestation 14 (siehe 4), wobei der Größenunterschied
ungefähr
proportional zu den erwarteten Formgebungsvariationen ist. Als Ergebnis besteht
eine gewisse Plazierungsvariation zwischen den entsprechenden Merkmalen,
die sich in Eingriff nehmen. Je weiter diese Merkmale von den fluiden und
elektrischen Verbindungen entfernt sind, desto mehr werden Winkelvariationen
bei der Vorratseinbringung die Plazierung zwischen den elektrischen und
den fluiden Verbindungen an dem Tintenbehälter 12 und den entsprechenden
Verbindungen in der Aufnahmestation 14 beeinflussen. Das
Minimieren des Abstands minimiert derartig kritische Plazierungsvariationen.
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Ein
Greifmerkmal 86 ist hin zu der Hinterkante 76 an
gegenüberliegenden
Enden des Tintenbehälters 12 vorgesehen.
Das Greifmerkmal 86 ist eine profilierte Greifoberfläche, die
geformt und texturiert ist, um es einem Benutzer zu ermöglichen,
die Tintenbehälter 12 leicht
zwischen dem Daumen und dem Zeigefinger zu greifen. Das Greifmerkmal 86 ist an
der Hinterkante 76 größer, was
einen Überhang vorsieht,
der das Greifen der Tintenbehälter 12 während des
Herausnehmens der Tintenbehälter 12 aus der
Vorratsstation 14 erleichtert. Der Überhangabschnitt befindet sich
in einer Längenrichtung
entlang der y-Achse, was es ermöglicht,
daß die
Tintenbehälter 12 eng
in der Breitenrichtung entlang der x-Achse beabstandet sind.
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Die
vergrößerte Hinterkante 76 verhindert zusätzlich zum
Erleichtern des Greifens der Behälter 12 ein
unbeabsichtigtes Auf-dem-Kopf-Einbringen der Tintenbehälter 12 in
die Vorratsstation 14. Die vergrößerte Hinterkante 76 sieht
eine visuelle Führung
für den
Benutzer vor, was die ordnungsgemäße Ausrichtung der Tintenbehälter 12 während der
Einbringung in den Drucker 10 berücksichtigt. Zusätzlich verhindert
die vergrößerte Hinterkante 76 einen
Ausfall des Druckers 10, der aus der Einbringung der Tintenbehälter 12 in
die Vorratsstation 14 mit der Hinterkante zuerst resultiert.
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Der
Tintenbehälter 12 weist
eine zugeordnete Höhe
und eine zugeordnete Länge
auf, die durch die Buchstaben H bzw. L in der 6b bezeichnet sind. Die Länge L befindet
sich in einer Richtung allgemein orthogonal zu der Durchlaufachse 51,
und die Höhe
H befindet sich in einer Richtung allgemein orthogonal zu sowohl
der Durchlaufachse 51 als auch der Länge L. Der Tintenbehälter weist
eine zugeordnete Breite auf, die durch den Buchstaben W in der 6c bezeichnet ist. Die Breite
W befindet sich in einer Richtung allgemein parallel zu der Durchlaufachse 51.
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Die
Breite W des Tintenbehälters 12 wird derart
gewählt,
so daß dieselbe
kleiner ist als eine Breite, die der Wartungsstation 45 zugeordnet
ist, minus den Breiten W der verbleibenden Tintenbehälter 12.
Beispielsweise ist dann, wenn alle der Tintenbehälter 12 die gleiche
Breite W aufweisen, die Breite jedes Tintenbehälters 12 kleiner als
die Breite, die der Wartungsstation 45 zugeordnet ist,
geteilt durch die Anzahl der Tintenbehälter 12. Daher weisen
die Tintenbehälter 12 eine
Breite W auf, die jedem Tintenbehälter zugeordnet ist, um es
zu ermöglichen,
daß alle Tintenbehälter 12 Seite
an Seite in einer Breitenrichtung angeordnet werden können, derart,
daß eine
gemeinsame Breite aller Tintenbehälter der Tintenbehälter 12 kleiner
ist, als die Breite, die der Wartungsstation 45 zugeordnet
ist. Das Dimensionieren der Breiten der Tintenbehälter 12 basiert
auf der Breite der Wartungsstation 45 zum Aufrechterhalten
einer relativ kleinen Gesamtbreite entlang der Durchlaufachse 51 für den Drucker 10.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel,
das in den 6a, 6b und 6c dargestellt ist, ist die Breite W
des Tintenbehälters 12 etwa
15 Millimeter (mm).
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Die
Länge L
des Tintenbehälters 12 wird
basierend auf der menschlichen Ergonomie oder der Fähigkeit
des Benutzers, den Tintenbehälter 12 zu greifen,
ausgewählt.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die Länge
L des Tintenbehälters 12 derart
gewählt,
daß eine
Mehrzahl der Benutzer den Tintenbehälter 12 zwischen dem
Daumen und dem Zeigefinger quer über
die Länge
L des Tintenbehälters 12 greifen
kann. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Länge L derart
gewählt, so
daß dieselbe
an die Greifbreite oder die anthropometrische Grenze zum Greifen
unter Verwendung des Daumens und des Zeigefingers der 5% weiblichen
Benutzer angepaßt
ist. Daher sind 95% der weiblichen Benutzer in der Lage, den Tintenbehälter 12 unter
Verwendung des Daumens und des Zeigefingers zu greifen, um den Tintenbehälter 12 in
der Längenrichtung
zu greifen. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Tintenbehälter 12 eine Länge auf,
die etwa 70 mm beträgt.
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Die
Höhe H
des Tintenbehälters 12 wird
basierend auf einem Kompromiß zwischen
dem Bedienungskomfort für
den Benutzer und dem Sicherstellen einer maximalen Druckqualität ausgewählt. Der Tintenbehälter 12 sollte
groß sein,
um die Häufigkeit des
Ersetzens zu minimieren, und derselbe sollte klein genug sein, derart,
daß der
Tintenbehälter 12 vor
Alterungseffekten, wie z. B. dem VTR-Verlust, der die Tendenz hat
die Druckqualität
zu reduzieren, erschöpft
ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die Höhe
des Tintenbehälters 12 zu
85 mm gewählt,
was zumindestens einen Tintenbehälter
ermöglicht,
der ein Volumen von etwa 80 Kubikzentimetern (cc) Tinte aufweist,
und was drei Tintenbehälter
ermöglicht,
die ein Volumen von etwa 30 Kubikzentimetern (cc) Tinte aufweisen.
Ein Benutzer mit einem hohen Verbrauch wird typischerweise 80 cc schwarzer
Tinte und 30 cc jeder Tintenfarbe in einem Bereich von zwei bis
sechs Monaten aufbrauchen. Ein Dimensionieren der Tintenbehälter 12,
derart, daß die
Tinte vor dem Ablauf von sechs Monaten verbraucht ist, trägt dazu
bei, eine maximale Druckqualität
sicherzustellen. Schließlich
sollte die Höhe
H derart gewählt
werden, daß eine
Gesamthöhe
des Druckers 10 klein gehalten wird, wodurch die Gesamtgröße des Druckers 10 gewöhnlicherweise
minimiert wird.
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Die 7a, 7b und 7c stellen
dreidimensionale Ansichten eines weiteren Ausführungsbeispiels des Tintenbehälters 12 der
vorliegenden Erfindung dar. Der Tintenbehälter 12 ist ähnlich zu
dem Tintenbehälter,
der in den 6a, 6b und 6c dargestellt ist, außer daß der Tintenbehälter in
den 7a, 7b und 7c eine
größere Breite
W aufweist, die es ermöglicht, daß der Tintenbehälter 12 größere Tintenvolumen enthält. Es wird
die gleiche Numerierung und Beschriftung in den 7a, 7b und 7c verwendet, um die Strukturen
zu identifizieren, die ähnlich
zu den Strukturen sind, die in den 6a, 6b und 6c dargestellt sind.
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Der
Tintenbehälter 12 weist
eine zugeordnete Höhe
und eine zugeordnete Länge
auf, die durch die Buchstaben H' bzw.
L' in der 7b bezeichnet sind. Die
Länge L' befindet sich in
einer Richtung allgemein orthogonal zu der Durchlaufachse 51,
und die Höhe
H' befindet sich
in einer Richtung allgemein orthogonal zu sowohl der Durchlaufachse 51 als auch
der Länge
L'. Der Tintenbehälter weist
eine zugeordnete Breite auf, die durch den Buchstaben W' in der 7c gekennzeichnet ist. Die
Breite w' befindet sich
in einer Richtung allgemein parallel zu der Durchlaufachse 51.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
der Tintenbehälter 12 derart
ausgewählt,
daß derselbe
eine Höhe
H' von 85 mm, eine
Breite W', die etwa
32 Millimeter (mm) beträgt,
und eine Länge,
die etwa 73 mm beträgt,
aufweist. Dieser bevorzugte Tintenbehälter 12 weist ein
Volumen von 80 Kubikzentimetern (cc) auf. Ein Hohlraum 82' ist in einer äußeren Oberfläche 72' ähnlich zu
dem Tintenbehälter 12,
der in den 6a, 6b und 6c gezeigt ist, definiert. Sowohl der
Hohlraum 82',
der elektrische Kontakte 26' aufweist,
als auch der Fluidauslaß 20' sind in einer
identischen Position relativ zu den Ausrichtungsmerkmalen 62' positioniert,
wodurch es ermöglicht
wird, daß entweder
der kleine 30 cc oder der große
80 cc Tintenbehälter 12 in
den gleichen Schlitz eingebracht werden können. Durch Ermöglichen,
daß mindestens ein
Schlitz in der Wartungsstation 45 einen Tintenbehälter 12 einer
variierenden Breite aufnimmt, wird ein größerer Bedienungskomfort für den Benutzer
vorgesehen. Beispielsweise kann der Benutzer, wenn die Druckeranwendung
eine Farbe mit einer schnelleren Rate verbraucht als die anderen
Farben, dann einen Tintenbehälter
mit einem größeren Volumen
verwenden, wodurch die Häufigkeit
des Ersetzens reduziert wird. Typischerweise wird schwarze Tinte
mit einer höheren
Rate verbraucht, und daher ist der Tintenbehälterschlitz 12 für die schwarze
Tinte beabstandet, um Tintenbehälter 12 mit
variierender Breite unterzubringen.
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Tintenbehälter 12, der Führungsmerkmale 62 umfaßt, die
zusammen mit den Führungsmerkmalen 66 den Tintenbehälter 12 in
die Vorratssta tion 14 führen,
um eine zuverlässige
elektrische, mechanische und fluide Verbindung zwischen dem Tintenbehälter 12 und der
Tintenbehälteraufnahmestation 14 vorzusehen. Die
Führungsmerkmale 62 und 66 sind
angeordnet und angebracht, um es zu ermöglichen, daß die Tintenbehälter 12 in
eine eng beabstandete Seite-an-Seite-Anordnung innerhalb der Aufnahmestation 14 passen.
Das Dimensionieren der Tintenbehälter 12 und
der Wartungsstation innerhalb eines Raums, der mindestens teilweise
durch die Wartungsstation 45 definiert wird, hält gewöhnlicherweise
eine kleine Gesamtbreite des Druckers 10 aufrecht. Zusätzlich stellt
das Positionieren der Tintenbehälter 12 in
einer Anordnung, die parallel zu der Durchlaufachse 51 ist,
und die vor der Wartungsstation 45 und rechts der Papierbehälter 40 und 46 positioniert
ist, einen leichten Zugriff zum Auswechseln der Tintenbehälter 12 sicher.
Schließlich
sieht die Ausrichtung der Tintenbehälter 12 in einer allgemein vertikalen
Ausrichtung mit der fluiden und elektrischen Verbindung an der Vorderkante 74 eine
Anordnung vor, die benutzerfreundlich ist, und die eine leichte
Einbringung und Entfernung der Tintenbehälter 12 ermöglicht.