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Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Tintenbehälter zum Zuführen einer benötigten geeigneten Menge Tinte
zu einem Druckerkopf.
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Tintenbehälter, welche eine untere Wand, eine obere
Wand, sich zwischen der oberen und der unteren Wand
erstreckende Wände, einen Tintenzufuhranschluss, eine
Tintenzufuhrsektion, welche mit einem tintenaufnehmenden
Element aus einem porösen Material ausgefüllt ist, welches
mit Tinte getränkt ist, umfassen und als eine einstückige
Einheit ausgebildet sind, welche abnehmbar an einem
Druckkopf angebracht werden kann, sind beispielsweise aus JP-A-
57,100,088 und EP-A-0,041,777 bekannt.
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Allerdings ist bei allen Dokumenten zum Stand der
Technik der Raum zum Erhalten und Aufbewahren von Tinte zur
Gänze mit Tinte befüllt. Nur im Fall maximaler Befüllung
des Raums wird die optimale, benötigte Tintenmenge
bereitgestellt. Bei einem geringeren Befüllungsgrad des Raumes
kann die Tintenzufuhrmenge schwanken.
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US-A-4,095,237 offenbart ebenfalls einen
Tintenbehälter, welcher einen porösen Filter und ein Luftloch
umfasst. Wenngleich angeführt wird, dass der Filter den
Behälter nur zum Teil ausfüllen kann, lehrt US-A-4,095,237
nicht, wie dieser Filter, der diesen Behälter nur zum Teil
ausfüllt, angeordnet werden soll.
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Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, einen qualitativ hochwertigen und hochgradig
zuverlässigen Tintenbehälter von einfacher Bauart
bereitzustellen, welcher in der Lage ist, eine stabile und
geeignete Menge Tinte zuzuführen, und in geringerem Maße als
frühere Konstruktionen durch Änderungen der
Umgebungsbedingungen wie etwa Temperaturschwankungen beeinflusst wird.
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Demzufolge wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein
Tintenbehälter gemäß dem unabhängigen Anspruch 1
bereitgestellt. Weitere vorteilhafte Merkmale des Tintenbehälters
gehen deutlich aus den abhängigen Ansprüchen hervor. Der
erfindungsgemäße Tintenbehälter eignet sich zum Zuführen
einer benötigten geeigneten Menge Tinte ohne
Tintenüberschuss oder Tintenmangel zu einem Rasterdruckerkopf. Weiter
ist der Tintenbehälter abnehmbar und umfasst eine obere
Wand, eine rechteckige untere Wand und Wände, die sich
zwischen diesen erstrecken und den Innenraum des Behälters
definieren, einen Tintenzufuhranschluss zur Lieferung von
Tinte und ein tintenaufnehmendes Mittel im Innenraum des
Behälters, von dem aus Tinte zum Tintenzufuhranschluss
gelangen kann. Das tintenaufnehmende Mittel weist Poren
auf, die in einer Richtung zum Tintenzufuhranschluss
fortschreitend kleiner werden. Der Tintenzufuhranschluss ist in
der unteren Wand in der Nähe einer schmalen Seite der
unteren Wand angeordnet. Weiter umfasst der Tintenbehälter ein
Luftloch, welches in einer Wand des Behälters vorgesehen
ist und das Äußere des Behälters mit Luft in einem Raum
verbindet, welcher zwischen dem tintenaufnehmenden Mittel
und der oberen Wand des Tintenbehälters gebildet ist,
derart, dass das tintenaufnehmende Mittel von einer inneren
Oberfläche der oberen Wand des Tintenbehälters beabstandet
ist.
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Der Tintenzufuhrbehälter kann mindestens eine innere
Wandoberfläche aufweisen, wobei mindestens nur ein
vorstehender Abschnitt davon das tintenaufnehmende Mittel
berührt, so dass der verbleibende Abschnitt der inneren
Wandoberfläche von dem tintenaufnehmenden Mittel
beabstandet ist.
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Vorzugsweise weist der Tintenzufuhrbehälter eine
Mehrzahl der inneren Wandoberflächen auf, wobei jede davon
einen vorstehenden Abschnitt aufweist.
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Das poröse Element ist vorzugsweise in der Nähe des
Tintenzufuhranschlusses zusammengedrückt.
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Vorzugsweise wurde das tintenaufnehmende Mittel bei
einem Druck, welcher unter dem atmosphärischen Druck liegt,
mit Tinte getränkt.
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Vorzugsweise liegt der Druck, bei welchem die
Tränkung mit Tinte erfolgt, im Bereich von 5-10 mm Hg.
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Das tintenaufnehmende Mittel verringert die
Wahrscheinlichkeit, dass Staubteilchen in den kapillaren
Tintenweg gelangen. Überdies kann Luft, welche durch
Kapillarkraft in die Tinte gezogen wurde, daraus durch eine
Tintensammelrille oder Tintensammelrillen entweichen,
während letztere dazu dienen kann(können) zu verhindern,
dass sich übermäßige Mengen von Tinte auf der fernen
Endoberfläche des Drahtführungsmittels ansammeln.
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Die Erfindung wird in den beiliegenden Zeichnungen
lediglich beispielhaft dargestellt. Es zeigen:
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Fig. 1 eine in Einzelteile auseinandergezogene
perspektivische Ansicht eines Druckerkopfes, welcher einen
erfindungsgemäßen Tintenbehälter umfasst;
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Fig. 2 eine in Einzelteile auseinandergezogene
perspektivische, zum Teil weggeschnittene Ansicht eines
Tintenbehälters und einer Tintenzufuhrführung,
welche einen Teil des Druckerkopfes aus Fig. 1
bilden;
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Fig. 3 eine Seitenansicht, welche die Art und Weise
veranschaulicht, auf welche ein Tintenbehälter in einem
Kopfkörper des Druckerkopfes aus Fig. 1 angebracht
ist;
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Fig. 4 eine in Einzelteile auseinandergezogene
perspektivische Ansicht einer Tintenführung, welche einen
Teil eines Druckerkopfes bilden kann, der einen
Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung umfasst;
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Fig. 5 eine in Einzelteile auseinandergezogene
perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines
Tintenbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung;
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Fig. 6 eine zum Teil weggebrochene, perspektivische
Ansicht eines Tintenbehälters, welcher nicht den
Stand der Technik darstellt, den Anmeldern jedoch
bereits zuvor bekannt war;
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Fig. 7 eine schematische Ansicht, um die Art und Weise zu
veranschaulichen, auf welche Luft, die im
Tintenbehälter aus Fig. 6 eingeschlossen ist, expandiert
wird; und
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Fig. 8 eine schematische Ansicht eines Sieben-Spalten-
Druckers, um eine Anordnung von Drähten desselben
zu veranschaulichen.
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Fig. 6 und 7 der beiliegenden Zeichnungen
veranschaulichen eine Tintenbehälterkonstruktion, welche nicht
den Stand der Technik darstellt, jedoch den Anmeldern
bereits zuvor bekannt war, umfassend ein mit Tinte
getränktes Element 160, beispielsweise aus einem porösem Material,
welches einen Behälter 140 ausfüllt. Die
Tintenbehälterkonstruktion aus Fig. 6 und 7 ist von einfacher Gestalt und
kann unter geeigneter Kapillaranziehung durch das mit Tinte
getränkte Element 160 eine geeignete Menge Tinte zu einem
Druckerkopfkörper zuführen. Das Element 160 kann mit einer
großen Menge Tinte getränkt sein, während es das
unerwünschte Ausströmen von Tinte aus einem Luftloch 142 im
Behälter 140 und aus einem Tintenzufuhranschluss 141
verhindert.
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Wenn Tinte aus dem Tintenbehälter 140 von einer
derartigen Bauart zugeführt wird, wird die Tinte in jenem
Tintenbehälter, welcher fern von dem Tintenzufuhranschluss
angeordnet ist, zum Tintenzufuhranschluss 141 hinbewegt,
unter einer Druckdifferenz, welche sich zwischen der Tinte
in der Nähe des Tintenzufuhranschlusses 141 und der davon
entfernt befindlichen Tinte entwickelt, wenn die
Kapillaranziehung des mit Tinte getränkten Elements 160 in der Nähe
des Tintenzufuhranschlusses 141 in Folge des
Tintenverbrauchs ansteigt. Wie jedoch bei porösen Materialien zu
sehen ist, werden, wenn die Menge der zur Tränkung
verwendeten Tinte gesenkt wird, mit Tinte getränkte Elemente im
Allgemeinen einem erhöhten Widerstand gegenüber dem
Tintenfluss und der Tatsache ausgesetzt, dass unterbrochene
Tintenwege das reibungslose Fließen der Tinte verhindern.
Wird der Tintenstrom verhindert, ehe ein Druckunterschied
erzeugt wird, der hoch genug ist, um die Tinte in den
Tintenbehälter 140 zu bewegen, so bleibt die von dem
Tintenzufuhranschluss 141 fern befindliche Tinte an Ort und
Stelle und unbenutzt, was eine kurze Tintenzufuhrdauer zur
Folge hat.
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Wie in Fig. 7 schematisch dargestellt wird, weist
der Tintenbehälter 140 häufig darin eingeschlossene
Luftblasen oder -schichten auf. Wenn unter derartigen Umständen
die Umgebungstemperatur ansteigt oder der atmosphärische
Druck gesenkt wird, wird eine Luftschicht 143, welche
direkt mit dem Luftloch 142 kommuniziert, expandiert und
aus dem Luftloch 142 abgegeben, wie durch Pfeile A
angezeigt wird, ohne die zum Tränken verwendete Tinte mit
jeglichem Druck zu beaufschlagen, wohingegen eine Blase 144
aus zur Gänze eingeschlossener Luft expandiert wird, wie
durch die Pfeile B angezeigt wird, und somit die umliegende
Tinte bewegt. Nach Eintreffen einer derartigen Luftblase
144 an dem Tintenzufuhranschluss 142 kann das resultierende
unerwünschte Ausströmen von Tinte bewirken, dass ein Blatt
von Druckpapier durch einen Tintenfleck verschmiert wird,
oder ermöglichen, dass Tinte in den Druckerkopfmechanismus
gelangt und eine Fehlfunktion von letzterem herbeiführt.
Bei einem Drucker, welcher sich der vorliegenden Erfindung
bedient, ist ein Druckerkopf zur Verwendung in einem
Mehrfarbendrucker ausgebildet. Eine Bewegung wird vom Kopf
eines derartigen Druckers oder von einem Blatt Druckpapier
oder von beiden ausgeführt, wobei ein Draht, welcher einer
gewünschten Farbe entspricht, gegen das Druckpapier an
einer vorgegebenen Position davon geführt wird, um einen
Tintenpunkt zu bilden. Auf diese Weise können gewünschte
Zeichen und Figuren durch Wiederholen des oben genannten
Zyklus erzeugt werden. Bei einem derartigen
Farbbilddrucker, der verschiedenfarbige Tinten verwendet, kann ein
Blatt Druckpapier (oder anderes Material) durch einen
Druckerkopf in einer Richtung, welche auf die
Vorschubrichtung des Druckpapiers normal steht, abgetastet werden,
um eine Einpunktlinie in einer Abtastbewegung zu bilden,
und das Druckpapier kann in Zeilenabständen vorgeschoben
werden, um Bilder aufzuzeichnen.
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Die Konstruktion eines Mehrfarbendruckers wird in
Fig. 8 schematisch dargestellt. Ein Druckerkopf 70 ist in
die Richtungen des Pfeils X hin- und herbewegbar, und ein
Blatt Druckpapier (oder anderes Material) 71 wird
allmählich in Einzeilenabständen in Richtung eines Pfeiles Y
vorgeschoben. Eine geordnete Anordnung aus Drahtpositionen
72, 73, 74, 75 auf dem Druckerkopf 70 erstreckt sich in
einer geraden Linie, welche in einem Winkel θ in Bezug auf
die Abtastrichtungen X geneigt ist, wobei die
Drahtpositionen in der Richtung Y in einem Abstand von Lsinθ
angeordnet sind. Drähte für gelbe Tinte, magentarote Tinte,
zyanfarbene Tinte und schwarze Tinte (nicht dargestellt)
sind an den Positionen 72, 73, 74 bzw. 75 angeordnet, um
den Farbdruck ohne jegliche unerwünschte Farbvermischung
durchzuführen. Da zum Bilden von Mischfarben ein Punkt
einer Farbe auf einen Punkt einer anderen Farbe aufgetragen
wird, neigen Mehrfarbenbilddrucker im Allgemeinen zu
unerwünschter Farbvermischung, da die Tinte der vorhergehenden
Farbe auf den Draht aufgebracht wird, welcher die Tinte der
nachfolgenden Farbe trägt. Bei der Druckerkonstruktion aus
Fig. 7 wird gelbe Tinte, bei der es sich um die Tinte
handelt, welche der Farbe nach am meisten durch
andersfarbige Tinten beeinflusst wird, zuerst auf das Druckpapier
aufgetragen, um zu verhindern, dass die andersfarbigen
Tinten auf die Spitze des Drahtes, welcher die gelbe Tinte
trägt, aufgetragen werden, wodurch das Vermischen der
gelben Tinte mit den andersfarbigen Tinten vermieden wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie
den Tintenbehälter eines Druckerkopfes, und es wird daher
keine weitere detaillierte Beschreibung der gesamten
Druckerkonstruktion bereitgestellt. Fig. 1 ist eine in
Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht
eines Druckerkopfes mit einem Tintenbehälter gemäß der
vorliegenden Erfindung. Der Tintenbehälter 2 ist durch eine
Halterung abnehmbar an der Oberseite eines
Druckerkopfkörpers 1 angebracht. Der Tintenbehälter 2 ist eine
Doppelkonstruktion, bestehend aus einem Tintenbehälter 2b zum
Aufnehmen einer schwarzen Tinte und einem Tintenbehälter
2a, welcher in drei Abschnitte für farbige Tinten
unterteilt ist. Die Tinten sind in mit Tinte getränkten
Elementen 61, 62 (Fig. 2) oder in Element 60" (Fig. 5) aus
einem porösen Material, welche im Tintenbehälter 2
enthalten sind, bereitgestellt.
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Für jede Tinte weist der Druckerkopfkörper 1 an
seinem vorderen Abschnitt eine Tintenzufuhrführung 12
(Fig. 2) auf, welche Tintenführungsrillen 12b mit Enden
aufweist, welche zum jeweiligen mit Tinte getränkten
Element 61, 62 hinführen, und eine Drahtführung 13 (Fig.
4), welche ein Drahtführungsloch 13a zum Führen der Spitze
oder des fernen Endabschnittes eines entsprechenden
Druckdrahtes (nicht dargestellt) darin aufweist.
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Demnach werden, wie aus Fig. 1 hervorgeht, vier
Tintenbehälter und zugeordnete Drähte usw. bereitgestellt,
um jedoch die nachfolgende Beschreibung zu vereinfachen,
wird im Normalfall nur auf einen einzigen Tintenbehälter
und seinen zugeordneten Draht usw. Bezug genommen.
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Die Tintenzufuhrführung 12 und die Drahtführung 13,
welche keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen,
bilden gemeinsam einen Tintenweg vom Tintenbehälter 2 zum
fernen Endabschnitt des Drahtes. Der in Fig. 1 und 2
dargestellte Druckerkopf ist zur Verwendung in einem
Vierfarbendruckerplotter oder in einem Vierfarbenbilddrucker
ausgebildet, und vier Drähte werden verwendet, welche der
jeweiligen der vier Farben entsprechen.
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In einer Standby-Stellung ist der ferne Endabschnitt
des Drahtes hinter einer fernen Endoberfläche 13c der
Drahtführung 13 angeordnet, und die Länge des Drahtes wird
derart gewählt, dass ein Tintenmeniskus, welcher in einem
vorderen Abschnitt des Drahtführungsloches 13a gebildet
wird, das ferne Ende des Drahtes abdeckt.
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Eine Tintenführungsbaueinheit, welche die
Tintenzufuhrführung 12" und die Drahtführung 13 umfasst, wird mit
Bezugnahme auf Fig. 4 ausführlicher beschrieben.
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Die Tintenzufuhrführung 12" weist ein mittiges Loch
12"f zum Führen des fernen Endabschnittes des Drahtes auf.
Die Tintenzufuhrführung 12" weist auch eine axiale
Tintenführungsrille 12"b auf, welche zum mit Tinte getränkten
Element 62 führt. Die Tintenführungsrille 12"b weist eine
Breite und eine Tiefe auf, welche derart gewählt sind, dass
Tinte vom Tintenbehälter 2 stabil zugeführt wird, wie
später beschrieben wird. Die Tintenzufuhrführung 12" weist
auf einer vorderen Oberfläche 12"e davon eine kreisförmige
Rille 12"a auf, welche mit der Tintenführungsrille 12"b
über einen inneren Abschnitt (nicht dargestellt)
kommuniziert. Die Drahtführung 13 weist ein nahes Ende 13d davon
auf, welche in der kreisförmigen Rille 12"a angeordnet ist.
Zwischen dem Draht und der Umfangsoberfläche, welche das
Drahtführungsloch 13a in der Drahtführung 13 definiert,
befindet sich nur ein kleiner Zwischenraum. Die Tinte wird
unter Kapillaranziehung aus dem Tintenbehälter 2 durch die
Tintenführungsrille 12"b in der Tintenzufuhrführung 12" und
durch die Drahtführung 13 zum fernen Endabschnitt des
Drahtes geführt.
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Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Tintenbehälters 2 wird nunmehr mit Bezugnahme auf Fig. 2 im Detail
beschrieben.
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Der Tintenbehälter 2, oder jeder Tintenbehälter 2a,
2b, umfasst einen Tintenbehälterkörper 40, zwei gestapelte
mit Tinte getränkte Elemente 61, 62 aus einem porösen
Material, welche im Raum im Tintenbehälterkörper 40 angeordnet
sind, um letzteren auszufüllen, und einen Deckel 50. Die
mit Tinte getränkten Elemente 61, 62 werden bei einem Druck
unter dem atmosphärischen Druck im Bereich von 5 bis 10
mmHg mit Tinte getränkt, so dass Luft, welche in den
porösen, mit Tinte getränkten Elementen zurückbleibt, möglichst
weit verringert wird, um die Menge an zur Tränkung
verwendeter Tinte zu erhöhen. Der Tintenbehälterkörper 40 weist
eine untere oder innere Wandoberfläche 40a auf, welche mit
einem vorderen Tintenzufuhranschluss 41 und einer vorderen
Wand 40b versehen ist, welche ein Luftloch 42 aufweist, das
in einem abgestuften Abschnitt davon abgegrenzt ist. Der
Tintenzufuhranschluss 12 weist einen Arm 12d auf, welcher
in den Tintenzufuhranschluss 41 eingeschoben ist und vom
Druckerkopfkörper 1 vorragt. Die untere oder innere
Wandoberfläche 40a des Tintenbehälterkörpers 40 weist einen
erhabenen oder vorragenden Abschnitt 44 auf, in welchem
eine Mehrzahl Schlitze 45a, 45b, 45c vorgesehen sind,
welche mit dem Tintenzufuhranschluss 41 kommunizieren. Die
Schlitze 45a, 45b, 45c sind den Tintenzufuhrrillen 12b,
welche im Arm 12d der Tintenzufuhrführung 12 vorgesehen
sind, gegenüberliegend angeordnet und kommunizieren mit
diesen. Wenngleich nicht dargestellt, sind die Schlitze
45a, 45b zusammengefügt, um einen einzigen Schlitz zu
bilden, welcher die Tinte gemeinsam mit dem Schlitz 45c in
die Tintenzufuhrrillen 12b führt. Der Tintenbehälterkörper
40 weist auch eine Seitenwand 40c auf, welche auf ihrer
inneren Wandoberfläche eine Mehrzahl senkrechter Rippen 47
aufweist, welche davon weg ragen. Die Rippen 47 weisen
untere Enden auf, welche gegen die Unterseite 40a gehalten
werden, und obere Enden, welche außer Kontakt mit dem
Behälterdeckel 50 gehalten werden. Der Tintenbehälterkörper
40 weist ferner eine vordere Abteilung 48 auf, welche
hinter dem Luftloch 42 und vor dem Tintenzufuhranschluss 41
angeordnet ist, wobei die vordere Abteilung 48 ein Ende
aufweist, welches an die Seitenwand 40c angefügt ist. Der
Behälterdeckel 50 weist auf einer unteren oder inneren
Wandoberfläche 50a davon eine Mehrzahl von Längsrippen 51
auf, welche von der Oberfläche 50a vorragen.
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Der Raum oder das hohle Innere, welcher(s) durch die
untere Wand 40a, die seitliche Wand 40c, die Abteilung 48
und den Deckel 50 des Tankkörpers 50 definiert wird, nimmt
darin die beiden porösen Elemente 61, 62 als doppelte Lagen
auf, welche nur mit der erhabenen Oberfläche 44 der unteren
Wand 40a, den senkrechten Rippen 47 der seitlichen Wand
40c, der Abteilung 48 und den Rippen 51 des Deckels 50 in
Kontakt gehalten werden. Somit befindet sich zwischen dem
porösen Element 61 und der inneren Wandoberfläche 50a des
Behälterdeckels 50 ein Raum 50b und dieser Raum 50b
kommuniziert mit dem Luftloch 42. Die porösen Elemente 61, 62
weisen verschiedene durchschnittliche Lochgrößen oder
-durchmesser auf. Das poröse Element 61, welches einen
größeren durchschnittlichen Lochdurchmesser aufweist, wird
an der Oberseite des anderen porösen Elements 62
angeordnet. Somit besteht das poröse Element 62, welches sich
näher bei dem Tintenzufuhranschluss 41 befindet, aus einem
porösen Material, welches einen kleineren
durchschnittlichen Lochdurchmesser als jenen des porösen Elements 61
aufweist, während das poröse Element 61, welches weiter von
dem Tintenzufuhranschluss 41 entfernt angeordnet ist, einen
größeren durchschnittlichen Lochdurchmesser als jenen des
porösen Elements 62 aufweist.
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In der auf diese Weise konstruierten
Tintenführungsbaueinheit und in dem auf diese Weise konstruierten
Tintenbehälter ist die Kapillaranziehung entlang dem Tintenweg
allmählich größer, das heißt, allmählich vom porösen
Element 61, welches den größeren durchschnittlichen
Lochdurchmesser aufweist, zum porösen Element 62, welches den
kleinere durchschnittlichen Lochdurchmesser aufweist, und
von dort zu den Tintenführungsschlitzen 45a, 45b, 45c,
welche in der erhabenen Oberfläche 44 der unteren oder
inneren Wandoberfläche 40a des Tintenbehälterkörpers 40
vorgesehen sind, und so zu den Tintenführungsrillen 12b,
welche im Tintenzufuhrführungsarm 12d vorgesehen sind, und
von da zu Zwischenräumen zwischen der Tintenzufuhrführung
12 und der Drahtführung 13 und schließlich zu dem
Zwischenraum zwischen der Tintenzufuhrführung 12 und dem Draht und
dem Zwischenraum zwischen der Drahtführung 12 und dem
Draht. Die oben genannte Kapillaranziehungseinstellung kann
durch Bereitstellen der folgenden Abmessungen erreicht
werden:
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Durchschnittlicher Lochdurchmesser des porösen
Elements 61 0,4 mm
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Durchschnittlicher Lochdurchmesser des porösen
Elements 62 0,3 mm
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Breite jedes der Tintenführungsschlitze 45a, 45b,
45c 0,12 mm
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Breite der Tintenführungsrillen 12b 0,1 mm
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Zwischenräume zwischen der Tintenzufuhrführung 12
und der Drahtführung 13 0,1 mm
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Zwischenraum zwischen der Oberfläche, welche das
Drahtführungsloch 13a definiert, und dem Draht 0,01 mm
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Eine Konstruktion zum abnehmbaren Anbringen des
Tintenbehälters 2 wird mit Bezugnahme auf Fig. 1 und 3
beschrieben.
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Der Druckerkopfkörper 1 weist einen Kopfrahmen 30
auf, welcher Seitenwände umfasst, die sich von oberen und
hinteren Abschnitten des Druckerkopfkörpers 1 weg
erstrecken und als Halterungsstütze 31 dienen. Jede der
Seitenwände der Halterungsstütze 31 weist ein
Halterungsstützenloch 32, eine Blattfeder 36, welche durch zwei
senkrechte Ausnehmungen 33a, 33b in der Halterungsstütze 31
definiert wird und welche ein Halterungsbefestigungsloch 34
aufweist, und einen Führungsschlitz 35 auf. Eine Halterung
70a weist auf jeder ihrer entgegengesetzten Seiten einen
zylindrischen Vorsprung 71a auf, welcher drehbar in einem
Halterungsstützenloch 32 im Kopfrahmen 30 angebracht ist,
und einen halbkugelförmigen Vorsprung 72a, welcher in einem
Halterungsbefestigungsloch 34 einzugreifen imstande ist.
Jeder der Tintenbehälter 2a, 2b weist eine Seite auf,
welche näher bei der entsprechenden Halterungsstütze 31
angeordnet ist und einen zylindrischen Vorsprung 49
aufweist, welcher mit einer unteren Kante des
entsprechenden Führungsschlitzes 35 einzugreifen imstande ist.
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Der Tintenbehälter 2 kann auf folgende Weise an der
Halterung 70a befestigt und davon gelöst werden.
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Die Halterung 70a wird in der in Fig. 3
dargestellten Position gelagert, und der Tintenbehälter 2 wird
in die Halterung 70a in der Richtung des Pfeiles C
eingeschoben. Zu dieser Zeit muss der Tintenbehälter 2 nicht
exakt in der Halterung 70a positioniert werden und kann
somit einfach in die Halterung 70a eingeschoben werden.
Dann wird die Halterung 70a in Richtung des Pfeiles D
gedreht, um den Vorsprung 49 auf jeder der Seiten des
Tintenbehälters 2 in Kontakt mit einer Kante des
entsprechenden Führungsschlitzes 35 im Kopfrahmen 30 zu bringen,
woraufhin der Tintenbehälter 2 in Bezug auf den Kopfrahmen
30 positioniert wird.
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Der Tintenzufuhranschluss 41 wird nun richtig
oberhalb des Arms 12d der Tintenzufuhrführung 12 positioniert,
welcher nach oben aus dem Druckerkopfkörper 1 vorragt. Eine
fortgesetzte Drehbewegung der Halterung 70a bewirkt, dass
der Arm 12d in den Tintenzufuhranschluss 41 eingreift und
in den Tintenbehälter 2 eingeschoben wird. Der
halbkugelförmige Vorsprung 72a auf jeder Seite der Behälterhalterung
70a kommt mit den Blattfedern 36 zum Eingriff und spreizt
diese auseinander. Die halbkugelförmigen Vorsprünge 72a
greifen schließlich in die Befestigungslöcher 34 in den
Blattfedern 36 ein, woraufhin die Blattfedern 36 zu den
vertikalen Positionen zurückkehren, um die Halterung 70a
sicher in ihrer Position festzuhalten. Zu diesem Zeitpunkt
sind die Tintenführungsschlitze 45a, 45b, 45c in der
unteren oder inneren Wandoberfläche 40a des Tintenbehälters 2
den Tintenführungsrillen 12b im Arm 12d der
Tintenzufuhrführung 12 gegenüberliegend angeordnet und bilden auf diese
Weise einen Teil des Tintenwegs vom Tintenbehälter 2 zum
Druckerkopfkörper 1. Der Tintenbehälter 2 kann in einem
Verfahren, welches das umgekehrte des oben beschriebenen
Befestigungsverfahrens ist, entfernt werden.
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Beim Betrieb ragt das ferne Ende des Drahtes durch
den Tintenmeniskus, führt Tinte darauf mit und berührt ein
Blatt Druckpapier (nicht dargestellt), um die Tinte auf das
Druckpapier zu übertragen. Ist der Draht in einer Standby-
Position, so ist das ferne Ende davon innerhalb der fernen
Endoberfläche 13c der Drahtführung 13 angeordnet, so dass
ein Tintenmeniskus vor dem fernen Ende des Drahtes gebildet
wird. Demzufolge wird Tinte immer wieder am fernen Ende des
Drahtes aufgebracht, während letzterer vorgeschoben und
zurückgezogen wird. Der Transfer von Tinte zum fernen Ende
des Drahtes 11 und andere Einzelheiten eines
Tintendrahtrasterdruckverfahrens werden in EP-A-97.009 beschrieben und
daher hier nicht ausführlicher beschrieben.
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Jedwede überschüssige Tinte auf der fernen
Endoberfläche 13c der Drahtführung 13 wird unter Kapillarwirkung
in - dem Querschnitt nach - V-förmige Sammelrillen 13b
(Fig. 4) gezogen, welche in der vorderen und den
seitlichen Oberflächen der Drahtführung 13 vorgesehen sind, und
wird zur Tintenzufuhrführung 12 zurückgeführt, ohne das
Druckpapier zu verschmieren. Die Rillen 13b sind demnach in
der fernen Endoberfläche der Drahtführung 13 vorgesehen und
kommunizieren mit dem Drahtführungsloch 13a. Wie aus Fig.
4 hervorgeht, erstrecken sich die Rillen 13b zum äußeren
Umfang der Drahtführung 13, um zur Umgebung hin offen zu
sein.
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Der Betrieb des Tintenzufuhrmechanismus des oben
genannten Tintendrahtrasterdruckerkopfes wird nunmehr
beschrieben.
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Um eine geeignete Punktdichte zu erzielen, ist es
erforderlich, eine geeignete Tintenmenge stabil am fernen
Ende des Drahtes aufzubringen. Daher sollte das
Drahtführungsloch 13a eine geeignete Größe in der Nähe des fernen
Endes des Drahtes aufweisen, und eine geeignete
Tintenmenge, ohne Überschuss oder Mangel an Tinte, sollte aus dem
Tintenbehälter 2 zugeführt werden.
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Bei der oben beschriebenen Druckerkopfkonstruktion
setzt sich der Tintenführungsweg vom Tintenbehälter 2 zu
einer Position in der Nähe des fernen Endes des Drahtes aus
Schlitzen, Rillen und Zwischenräumen zusammen. Durch Wählen
geeigneter Abmessungen der Breiten der Schlitze, Rillen und
Zwischenräume kann die zum Drucken erforderliche Tintenmenge
unter Kapillaranziehung zum fernen Ende des Drahtes
geführt werden, ohne ein Überlaufen zu bewirken.
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Eine geeignete Tintenmenge kann zugeführt werden,
auch wenn die Tintenzufuhr von den Tintenzufuhrrillen 12b
auf Grund erhöhten Tintenverbrauchs reduziert ist.
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Die Abmessungen der Tintenzufuhrrillen und
-zwischenräume, die Lochdurchmesser der porösen Elemente
61, 62 und die Breiten der Schlitze 45a, 45b, 45c werden
derart gewählt, dass die Kapillaranziehung entlang dem
Tintenweg progressiv größer wird. Daher wird die
Tintenzufuhr auf dem Tintenweg nicht unterbrochen, wie unten
beschrieben wird.
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Die Tinte aus dem Tintenbehälter 2 wird mit
Fortdauer des Druckvorgangs verbraucht, Tinte fließt aus dem
porösen Element 62 durch die Tintenführungsrillen 12b, oder
durch die Tintenführungsrillen 12b und die Schlitze 45a,
45b, 45c, in den Druckerkopfkörper 1. Da sich die Tinte zu
jenem Zeitpunkt quer über das poröse Element 62 bewegt, ist
die Entfernung, welche die Tinte durch das poröse Element
62 zurücklegt, gering und es kommt zu keiner Unterbrechung
des Tintenflusses. Wenn Tinte im porösen Element 62
verbraucht wird, kommt es sofort zu einer Druckdifferenz
zwischen der Tinte im porösen Element 61 und der Tinte im
porösen Element 62, in Folge des Unterschieds ihrer
durchschnittlichen Lochdurchmesser, und dieselbe Tintenmenge,
welche verbraucht wird, wird aus dem porösen Element 61 zum
porösen Element 62 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt kommt es
zu keiner Unterbrechung des Tintenflusses, da sich die
Tinte quer im und über das poröse Element 61 bewegt. Die
Tintenmenge, welche im porösen Element 62 festgehalten
wird, entspricht somit im Wesentlichen jener, die abgegeben
wurde. Daher wird mit Fortdauer des Druckvorgangs zunächst
die Tinte im porösen Element 61 und dann die Tinte im
porösen Element 62 aufgebraucht.
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Der Tintenführungsmechanismus im Druckerkopfkörper
funktioniert derart, dass er denselben Vorteil ermöglicht.
Wenn der Tintenfluss im Tintenweg auf Grund von Vibrationen
oder dergleichen unterbrochen wird, wird eine Tintenmasse,
welche auf diese Weise unterbrochen wurde, vorwärts bewegt,
bis sie mit einer vorhergehenden Tintenmasse verbunden ist,
da die Kapillaranziehung im Tintenweg größer als im
Tintenbehälter ist. Da die Kapillaranziehung in der Nähe des
fernen Endes des Drahtes größer als in jenem Abschnitt des
Tintenwegs ist, in welchem der Fluss unterbrochen ist, wird
keine Tinte vom fernen Ende des Drahtes zurückgezogen, und
somit wird die Punktdichte nicht einmal für einen Moment
instabil, so dass die gesamte Tinte am fernen Ende des
Drahtes aufgebraucht werden kann.
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Bei der oben beschriebenen
Tintenbehälterkonstruktion werden die mit Tinte getränkten Elemente 61, 62 auf
den Rippen 47, 51 im Tintenbehälterkörper 40 getragen. Die
mit Tinte getränkten Elemente 61, 62 sind demnach von einer
Luftschicht umgeben, welche über das Luftloch 42 mit der
Umgebungsluft kommuniziert. Da das Tränken mit Tinte unter
niedrigem Druck erfolgt, findet sich in den mit Tinte
getränkten Elementen 61, 62 im Wesentlichen keine von der
Tinte umschlossene Luftschicht oder -blase. Daher wird
jedwede Expansion von Luft im Behälter 2, welche durch
einen Anstieg der Temperatur oder eine Reduktion des
atmosphärischen Drucks bewirkt wird, durch das Luftloch 42
abgelassen, so dass der Druck im Behälter 2 auf
atmosphärischen Druck eingestellt wird und Tinte nicht aus dem
Tintenbehälter 2 hinausdrängt.
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Der Tintenbehälter 2 ist daher gegen ein Ausströmen
von Tinte in Folge von Schwankungen der Temperatur und des
atmosphärischen Drucks geschützt und ist imstande, Tinte
stabil zuzuführen.
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Der Tintenbehälter 2 und der Tintenführungsweg zum
Zuführen von Tinte zum Draht, weisen Abmessungen auf,
welche von der Genauigkeit der Formen der Komponenten
abhängen. Da die Komponenten einfach mit hoher
Maßgenauigkeit geformt werden können, beispielsweise durch
Formverfahren, können der Tintenbehälter 2 und der
Tintenführungsweg höchst maßhaltig sein und sich für eine stabile
Tintenzufuhr eignen. Der Tintenbehälter 2 und der
Tintenführungsweg können einfach zusammengebaut werden, da sie sich aus
einer kleinen Anzahl von Teilen zusammensetzen. Sie können
über einen langen Einsatzzeitraum frei von Verschleiß und
Verformung gehalten werden und ihr ursprüngliches
Leistungsvermögen zum Teil auf Grund der Schmierung durch
die Tinte beibehalten.
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Wie aus Fig. 4 hervorgeht weist die
Tintenführungsrille 12"b ein darin angebrachtes poröses
Tintenführungselement 12"e auf, welches als Verlängerung der mit Tinte
getränkten Elemente im Tintenbehälter dient. Der Betrieb
des Tintenführungselements 12" ist im Wesentlichen derselbe
wie jeder des Elements 12 aus Fig. 2. Fig. 5 ist eine in
Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht
einer weiteren Ausführungsform eines Tintenbehälters 2"
gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Teile des
Tintenbehälters aus Fig. 7 sind abgesehen von einem porösen
Element 60" dieselben wie jene, welche in Fig. 2
dargestellt werden. Das poröse Element 60" weist eine
unterschiedliche vordere und hintere Stärke auf, so dass der
dickere Vorderabschnitt, welcher dem Tintenzufuhranschluss
41 benachbart angeordnet ist, durch den Behälterdeckel 50
zusammengedrückt wird, wenn das poröse Element 60" in den
Behälterkörper 40 eingeführt wird. Demnach weist, auch wenn
das poröse Element 60" gleichförmige Lochdurchmesser
aufweist, der Vorderabschnitt davon, welcher dem
Tintenzufuhranschluss 41 benachbart liegt, einen kleineren
durchschnittlichen Lochdurchmesser auf, wobei der
Lochdurchmesser zum hinteren Abschnitt hin, welcher von dem Tintenzufuhranschluss
41 entfernt liegt, progressiv größer wird,
zu dem Zeitpunkt, zu dem das poröse Element 60" im
Tintenbehälterkörper 40 angeordnet wird. Das poröse Element 60"
entspricht von der Struktur her einer Mehrzahl poröser
Filmlagen mit unterschiedlichen durchschnittlichen
Lochdurchmessern, welche im Tintenbehälterkörper 40" angeordnet
werden, wobei die durchschnittlichen Lochdurchmesser vom
Vorderabschnitt zum hinteren Abschnitt des Elements 60" hin
progressiv größer werden. Demnach ist die Funktion des
porösen Elements 60" im Wesentlichen dieselbe wie jene der
porösen Elemente 61, 62, welche in Fig. 2 dargestellt
werden.
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Wenngleich bei der Ausführungsform aus Fig. 1 der
Tintenbehälter 2 oberhalb des Druckerkopfs 1 angeordnet
ist, kann der Tintenbehälter 2 unterhalb der Drähte
angeordnet werden, um eine stabile Druckdichte durch das oben
beschriebene Tintenführungsverfahren zu erzielen.
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Bei den oben beschriebenen Konstruktionen kann Tinte
durch eine einfache Konstruktion stabil aus einem
Tintenbehälter zum fernen Ende eines Drahtes zugeführt werden,
und Tinte wird stabil am fernen Ende des Drahtes
aufgebracht, um für eine stabile und geeignete Punktdichte zu
sorgen. Die Tinte wird im Tintenweg nicht unterbrochen, und
das Risiko eines Ausfalls der Zufuhr wird verringert. Die
im Tintenführungsweg aufgenommene Tintenmenge ist kleiner
als bei einer bekannten Anordnung der Fall wäre, bei
welcher ein poröses Element verwendet wird, um Tinte am
fernen Ende des Drahtes aufzubringen. Demnach ist die Menge
an verschwendeter Tinte, welche nicht zum Drucken verwendet
wird, gering, und somit kann im Wesentlichen die gesamte
Tinte im Tintenbehälter effizient zum Drucken verwendet
werden.
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Wenn die Tinte im Tintenbehälter zu Ende geht, oder
wenn die Tinte im Tintenbehälter durch Trocknen bei einer
hohen Temperatur hochgradig zähflüssig wird, oder wenn die
Zufuhr von Tinte auf Grund ihrer Verfestigung ausfällt,
kann ein neuer Patronentintenbehälter angebracht werden, so
dass frische Tinte unverzüglich zum fernen Ende des Drahtes
zugeführt werden kann, um den gewünschten Druckvorgang
fortzusetzen.
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Beim oben beschriebenen Druckerkopf findet auf Grund
von Schwankungen der Temperatur und des atmosphärischen
Drucks kein Tintenfluss statt und eine stabile
Tintenpunktdichte ist möglich. Ein unerwünschter Tintenfluss aus dem
Tintenbehälter wird verhindert, wodurch ein Beschmieren des
Druckpapiers mit unerwünschten Tintenflecken verhindert
wird. Keine Tinte dringt in den Druckerkopfmechanismus ein,
wodurch eine Fehlfunktion desselben verhindert wird. Der
Patronentintenbehälter kann zum Erneuern des Tintenvorrats
einfach abgenommen und angebracht werden. Da das
beschriebene Tintenzufuhrsystem von einfacher Bauart ist, ist der
dafür erforderliche Platz gering. In Fällen, in denen sich
ein Mehrfarbendruckerkopf oben beschriebener
Tintenzufuhrsysteme bedient, können die Tintenzufuhrsysteme für
verschiedene Tintenfarben weit voneinander beabstandet
werden, so dass ein unerwünschtes Vermischen der Farben
vermieden werden kann.