DE3811171C2 - - Google Patents

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DE3811171C2 DE19883811171 DE3811171A DE3811171C2 DE 3811171 C2 DE3811171 C2 DE 3811171C2 DE 19883811171 DE19883811171 DE 19883811171 DE 3811171 A DE3811171 A DE 3811171A DE 3811171 C2 DE3811171 C2 DE 3811171C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Aufzeichnungskopf für das Ausstoßen des Aufzeichnungsmediums über mindestens eine Ausstoßöffnung, einem den Aufzeichnungskopf tragenden, bewegbaren Schlitten, einem zur Aufnahme der dem Aufzeichnungskopf zuzuführenden Flüssigkeit dienende Flüssigkeitskassette sowie einem Belüftungskanal zum Verbinden des Behälters mit der Außenluft, wobei eine magnetisch betätigbare Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Belüftungskanals vorgesehen ist.

Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 36 24 817 A1 bekannt. Hierbei ist jedoch die Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Belüftungskanals als eine im Normalzustand offene elektrische Schalteinrichtung ausgebildet. Es müssen hierfür elektrische Zuleitungen vorgesehen sein und eine Zeitgebereinrichtung zur Verfügung zu stellen, um die Leitung zu einem bestimmten Zeitpunkt zu schließen bzw. zu öffnen.

Aus der DE 34 30 142 C2 ist ein Rückschlagventil bekannt, bei welchem der Verschlußkörper als Kugel ausgebildet ist. Die Kugel steht hierbei unter stetigem Druck einer Feder in Richtung auf den Ventilsitz.

Die US-PS 44 71 364 beschreibt einen Belüftungsmechanismus für eine Tintenkassette, welcher die Verbindung mit der Atmosphäre nach dem Einbau stets offen hält, so daß ein Verdunsten der flüssigen Bestandteile des Druckmediums auch in Ruheposition des Druckkopfes eintritt.

Schließlich beschreibt die DE-OS 23 15 151 eine durch einen stationär angeordneten Permanentmagneten betätgte Abschaltung eines Tintenkanals, wobei der Permanentmagnet erst durch das Abschalten eines Elektromagneten in seine wirksame Stellung gebracht wird. Es handelt sich hier nicht um die Absperrung eines Belüftungskanals.

Angesichts dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung so auszugestalten, daß ohne zusätzliche Zuleitungs- und Erregereinrichtungen eine Öffnung des Belüftungskanals beim Betrieb und ein Schließen des Belüftungskanals in der Ruheposition des Schlittens sichergestellt ist, um die Funktionsfähigkeit der Vorrichtung während des Druckvorganges zu gewährleisten, während eine Verdunstung der Aufzeichnungsflüssigkeit ausgeschlossen sein soll, sobald sich der Schlitten in der Ruheposition befindet.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im Kennzeichen des Hauptanspruches angegebenen Merkmale, wobei hinsichtlich bevorzugter Ausgestaltungen auf die Merkmale der Unteransprüche verwiesen wird.

Nach der Erfindung umfaßt die Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Belüftungskanals einen mit einem magnetisch leitenden Teil versehenen Verschlußteil, der durch einen Permanentmagneten entgegen der als Rückstellkraft wirkenden Schwerkraft in eine Schließstellung oder eine Offenstellung führbar ist, während Permanentmagnet und magnetisch leitender Teil relativ zueinander und zum Bewegungsbereich des Schlittens derart angeordnet sind, daß der Belüftungskanal in der Ruhestellung des Aufzeichnungskopfes verschlossen und in seinem Aufzeichnungsbereich geöffnet ist.

Die Erfindung soll nachfolgend an Hand verschiedener Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigt im einzelnen

Fig. 1A und 1B eine schematische Schnittan­ sicht bzw. eine schematische Seitenansicht des Aufbaues einer Tintenkassette gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 2A und 2B schematische Schnittansichten einer Öffnungs/Schließvorrichtung, welche durch eine in einem Belüftungskanal der Tintenkassette angeordnete Kugel gebildet ist, in ihrem Schließzustand bzw. in ihrem Öffnungs­ zustand,

Fig. 3A eine schematische perspektivische An­ sicht des Aufbaues einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvor­ richtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,

Fig. 3B eine schematische Ansicht der Funktion der Aufzeichnungsvorrichtung,

Fig. 4A eine schematische perspektivische An­ sicht des Aufbaues einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvor­ richtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 4B eine schematische Ansicht der Funktion der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem zweiten Aus­ führungsbeispiel,

Fig. 5A und 5B eine schematische Schnittan­ sicht bzw. eine schematische Seitenansicht des Aufbaues einer Tintenkassette gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6A eine schematische perspektivische An­ sicht des Aufbaues einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvor­ richtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,

Fig. 6B eine schematische Ansicht der Funktion der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß dem dritten Aus­ führungsbeispiel.

Die Fig. 1A und 1B zeigen den Aufbau einer Tintenkassette 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Die Tintenkassette 1 hat gemäß der Darstellung in Fig. 1A einen Abgabekanal 3, der von einem Behälterteil 2 für die Aufnahme der Tinte bzw. Aufzeichnungsflüssigkeit wegführt, und einen oberhalb des Behälterteils 2 ausgebildeten Luft- bzw. Belüftungskanal 4. Im oberen Bereich des Abgabekanals 3 ist eine Abgabeöffnung 3A ausgebildet, während an dem Belüftungskanal 4 in einem Kassettengehäuse 1A eine Belüftungsöffnung 4A ausgebildet ist. Mit 5 ist eine Abdeckung bezeichnet, die derart ange­ bracht ist, daß sie die Außenseiten der Abgabeöffnung 3A und der Luftöffnung 4A überdeckt, während mit 6 eine elastische Dichtung aus Siliconkautschuk, Butylkautschuk oder derglei­ chen bezeichnet ist, die von der Abdeckung 5 gehalten ist und die Abgabeöffnung 3A und die Belüftungsöffnung 4A außen be­ deckt.

Die Abdeckung 5 hat an den der Abgabeöffnung 3A und der Belüftungsöffnung 4A gegenüberliegenden Stellen Einführöff­ nungen 7A bzw. 7B, durch die hindurch und im weiteren durch die Dichtung 6 hindurch bei der Benutzung der Tintenkassette 1 eine Hohlnadel 8A für das Zuführen der Tinte zu einem nicht gezeigten Aufzeichnungskopf bzw. eine Hohlnadel 8B für die Verbindung mit der Außenluft eingeführt werden, wodurch das Innere der Tintenkassette auf den Außenluftdruck gebracht wird und daher eine gleichmäßige Zufuhr der Aufzeichnungs­ flüssigkeit bzw. Tinte herbeigeführt wird.

Gemäß Fig. 1A erreicht die Tinte nicht den oberen Bereich des Abgabekanals 3; da jedoch über die Hohlnadel 8A die Tinte beispielsweise durch das Ansaugen mittels einer Vorrichtung wie einer nicht gezeigten Pumpe dem Aufzeichnungskopf ohne Unterbrechung zugeführt wird, kann die Tinte fortlaufend in dem verbrauchten Ausmaß abgegeben werden.

Die Fig. 1A zeigt ferner eine Verbindungsöffnung 9 zur Ver­ bindung zwischen dem Belüftungskanal 4 und dem Behälterteil 2, eine als Öffnungs/Schließvorrichtung dienende Kugel 10 und eine unterhalb der Kugel 10 angebrachte Kugelaufnahme 11. Gemäß Fig. 2A und 2B hat die Kugel 10 einen mittigen kugel­ förmigen Kern 10A aus einem magnetischen Material wie Eisen, Kobalt oder Nickel und konzentrisch hierzu einen Mantel 10B aus einem hochmolekularen Material wie Gummi oder einem Kunstharz, insbesondere Polyethylen, Polypropylen oder Poly­ acetal, das den Kern 10A umgibt, wodurch der Mantel 10B die Fähigkeit zum hermetischen Abdichten verbessert und darüber­ hinaus das Rosten des aus dem magnetischen Material bestehen­ den Kerns 10A verhindert.

Die Kugel 10 wird zwischen der Verbindungsöffnung 9 und dem Kugelaufnahmeteil 11 mit Spiel festgehalten; wenn gemäß Fig. 2A ein als Magnetkraft-Erzeugungsvorrichtung dienender Magnet 12 in die Nähe der Tintenkassette 1 kommt, wird durch dessen Magnetkraft die Kugel 10 angezogen, so daß sie die Verbin­ dungsöffnung 9 schließt. Wenn der Magnet 12 nicht in der Nähe ist, kehrt gemäß Fig. 2B die Kugel 10 durch ihr Gewicht zu dem Kugelaufnahmeteil 11 zurück, wodurch die Verbindungsöff­ nung 9 geöffnet wird. Auf diese Weise ist eine Außenluftver­ bindungsvorrichtung aufgebaut. Ferner steht die Tintenkasset­ te mit einem Außenluftverbindungsrohr in Verbindung, das über die Hohlnadel 8B in dem oberen Bereich der Tintenkassette mündet.

Wenn die Tintenkassette gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel aus der Aufzeichnungsvorrichtung entnom­ men wird, wird die Verbindung zu der Außenluft auf zuverläs­ sige Weise durch die Dichtung 6 unterbrochen; wenn die Kas­ sette in die Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt ist, kann mittels der Kugel in der Kassette die Verbindung mit der Außenluft unterbrochen werden.

Die Fig. 3A und 3B zeigen ein erstes Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung. Bei diesem Ausführungsbeispiel der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung ist die Tintenkassette 1 mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau an der Aufzeich­ nungsvorrichtung nahe einer Schlitten-Ruhestellung befestigt. In diesen Figuren ist mit 21 ein Aufzeichnungskopf bezeich­ net, der unter Nutzung von Wärme Aufzeichnungsflüssigkeit bzw. Tinte ausstößt. Der Aufzeichnungskopf 21 wird von einem Schlitten 22 getragen und spritzt zur Aufzeichnung die Tinte auf ein Aufzeichnungsblatt 24, während er mittels einer nicht gezeigten Antriebsvorrichtung längs einer Schreibwalze 23 bewegt wird. Die als Aufzeichnungsflüssigkeit dienende Tinte wird aus der Tintenkassette 1 dem Aufzeichnungskopf 21 über einen flexiblen Zuführschlauch 25 zugeführt. An einem Rand des Schlittens 22 ist ein Magnetteil bzw. ein Magnet 12A befestigt. Wenn der Schlitten 22 in die Ruhestellung an dem gemäß der Darstellung linken Ende bewegt wird, wird gemäß Fig. 3B der Magnet 12A zu dem oberen Bereich der Tintenkas­ sette 1 geführt, woraufhin durch die Magnetkraft des Magneten die Kugel 10 auf die in Fig. 2A dargestellte Weise die in dem Belüftungskanal 4 der Tintenkassette 1 ausgebildete Verbin­ dungsöffnung 9 schließt, wodurch das Ausdampfen bzw. Verdun­ sten der Tinte über ein mit der Außenluft in Verbindung stehendes Rohr 28 verhindert ist. In diesen Figuren ist mit 26 eine Abdeckkappe für das Regenerieren der Ausstoßfunktion von Tintenausstoßöffnungen bezeichnet, die in der Ruhestel­ lung des Aufzeichnungskopfes 21 diesem gegenübergesetzt ist, während mit 27 ein flexibles Kabel bezeichnet ist.

Die Fig. 4A und 4B zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Aufzeichnungsvorrichtung. Die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvor­ richtung gemäß diesem Ausführungsbeispiel hat die Tintenkas­ sette 1 in Verbindung mit einem Aufzeichnungskopf 221, der von einem Schlitten 222 getragen ist. An einem nahe der Ruhestation für den Aufzeichnungskopf angeordneten hochste­ henden Rahmen 230 ist ein Magnet 12B angebracht. Wenn gemäß Fig. 4B der Schlitten 222 in die Ruhestellung bewegt wird, wird die an dem Schlitten 222 angebrachte Tintenkassette 1 unter den Magneten 12B geführt, wodurch gemäß Fig. 2A durch die Kugel 10 die Verbindungsöffnung 9 verschlossen wird. Weitere nicht erläuterte Bezugszeichen stimmen mit Ausnahme der ersten Ziffer mit den Bezugszeichen der Fig. 1-3 überein.

Die Fig. 5A und 5B zeigen als zweites Ausführungsbeispiel eine Tintenkassette 201.

Die Tintenkassette 201 gemäß diesem Ausführungsbeispiel un­ terscheidet sich hinsichtlich der Öffnungs- und Schließvor­ gänge von der in den Fig. 1A und 1B gezeigten Tintenkassette. Die Tintenkassette gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist nämlich derart aufgebaut, daß eine mit einem magnetischen Material gebildete Kugel 210 in einer konischen Ausnehmung an der Oberseite einer Verbindungsöffnung 209 in einem Belüf­ tungskanal 204 angeordnet ist. Hinsichtlich anderer Gesichts­ punkte ist die Tintenkassette 201 auf gleiche Weise wie die in den Fig. 1A und 1B gezeigte Tintenkassette aufgebaut. Die Fig. 5A und 5B zeigen eine Abdeckung 205, eine Dichtung 206, eine Einführöffnung 207A, in die für die Tintenzuführung eine Hohlnadel 208A eingeführt wird, und eine Einführöffnung 207B für eine mit der Außenluft in Verbindung stehende Hohlnadel 208B.

Die Verbindungsöffnung 209 der Tintenkassette 201 ist norma­ lerweise durch die an der Kugel 210 wirkende Schwerkraft verschlossen, während durch das Einwirken einer Magnetkraft einer (nicht gezeigten) Magnetkraft-Erzeugungsvorrichtung die Kugel 210 nach oben bewegt wird, so daß die Verbindungsöff­ nung 209 geöffnet wird.

Auf diese Weise wird die Tintenkassette 201 gemäß diesem Ausführungsbeispiel von der Außenluft abgeschlossen, wenn keine Magnetkraft einwirkt.

Die Fig. 6A und 6B zeigen ein weiteres bzw. drittes Ausfüh­ rungsbeispiel der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung.

In der Aufzeichnungsvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel ist eine Tintenkassette mit dem in den Fig. 5A und 5B dargestellten Aufbau zusammen mit einem Aufzeichnungskopf 321 an einem Schlitten 322 angebracht.

Mit 331 ist eine Schiene zum Führen des Schlittens 322 bei dessen Bewegung bezeichnet; der Aufzeichnungsbereich dieser Schiene, nämlich beispielsweise der einer Schreibwalze 323 gegenüberstehende Bereich ist mit einem Magneten 312 verse­ hen.

Wenn demnach gemäß Fig. 6B der Schlitten 322 in den Aufzeich­ nungsbereich bewegt wird, wird durch den Magneten 312 die Kugel in der Tintenkassette 201 nach oben gezogen, wodurch die Verbindungsöffnung geöffnet wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel steht die Aufzeichnungsflüs­ sigkeit bzw. Tinte in der Tintenkassette mit der Außenluft nur dann in Verbindung, wenn sich der Schlitten innerhalb des Aufzeichnungsbereichs befindet; dadurch kann auf zuverlässige Weise das Verdampfen oder Verdunsten der Tinte während Auf­ zeichnungspausen verhindert werden.

Vorstehend ist der Fall beschrieben, daß der Magnet 12 und die magnetische Kugel 10 in der Tintenkassette 1 in vertika­ ler Richtung gegeneinander versetzt sind; demgegenüber be­ steht jedoch keine Einschränkung auf die vertikale Richtung; vielmehr kann beispielsweise der Magnet in schräger Richtung derart angeordnet sein, daß durch die Magnetkraft des Magne­ ten die Kugel 10 zum Schließen der auf einer Schräge ausge­ bildeten Verbindungsöffnung gerollt wird.

Ferner ist bei den vorstehenden Ausführungsbeispielen die Gestaltung derart getroffen, daß zum Schließen oder Öffnen der Verbindungsöffnung die Kugel durch den Magneten angezogen wird; eine ähnliche Funktion kann jedoch auch dann erreicht werden, wenn das Schließen oder Öffnen der Verbindungsöffnung durch eine durch die von einem Magneten erzeugte Abstoßungs­ kraft verursachte Bewegung der Kugel bewerkstelligt wird. Ferner kann die Öffnungs/Schließvorrichtung irgendeine belie­ bige Form haben, bei der die Vorrichtung gleichmäßig mittels eines Magneten angezogen oder abgestoßen wird, um dadurch die Verbindungsöffnung zu öffnen oder zu schließen; beispielswei­ se kann die Öffnungs/Schließvorrichtung eine an einem Rand festgelegte Ventilklappe zum Öffnen und Schließen der Verbin­ dungsöffnung oder ein mit einem verjüngten Bereich in die Verbindungsöffnung einführbarer Ventilkonus sein; berücksich­ tigt man jedoch die Kosten und dergleichen, so ist das Kugel­ teil bzw. die Kugel gemäß den Ausführungsbeispielen am gün­ stigsten.

Die Gestaltung ist auch derart getroffen, daß die Verbin­ dungsöffnung mittels eines magnetischen Teils geöffnet und geschlossen werden kann; dadurch wird es unnötig, einen Kas­ settenbehälter in einer Form nach dem Stand der Technik zu verwenden, bei dem die Tinte in einem in einem Gehäuse unter­ gebrachten Beutel eingeschlossen ist; infolgedessen kann die Widerstandsfähigkeit gegenüber Vibrationen und Stößen verbes­ sert werden und die Kassette als ganze kompakt gestaltet werden. Weiterhin kann das Verdunsten der Aufzeichnungsflüs­ sigkeit ohne Verwendung eines komplizierten Aufbaus verhin­ dert werden, bei dem ein elektromagnetisches Ventil oder dergleichen eingesetzt wird; infolgedessen wird eine verbes­ serte Zuverlässigkeit der Tintenkassette erreicht.

Ferner ist es möglich, bei der Ruhestellung der Kassette den mit der Außenluft in Verbindung stehenden Belüftungskanal der Tintenkassette zuverlässig zu schließen, so daß daher auch das Austreten der Tinte aus dem Belüftungskanal in dem Fall verhindert ist, daß die ganze Aufzeichnungsvorrichtung während der Aufzeichnungspause mit der darin angebrachten Tintenkassette transportiert wird.

Gemäß den Ausführungsbeispielen ist in dem mit dem die Tinte enthaltenden Teil des Kassettenbehälters in Verbindung ste­ henden Belüftungskanal ein magnetisches Teil als Öffnungs/ Schließvorrichtung für das Öffnen und Schließen des Belüf­ tungskanals angeordnet, während eine Magnetkraft-Erzeugungs­ vorrichtung für das Einwirken von Magnetkraft auf das magne­ tische Teil in der Weise vorgesehen ist, daß durch das magne­ tische Teil die Verbindung zur Außenluft unterbrochen wird, wenn der Schlitten aus dem Aufzeichnungsbereich wie bei­ spielsweise in die Ruhestellung geführt wird. Infolgedessen wird in der Tintenkassette und in der Tintenstrahl-Aufzeich­ nungsvorrichtung verhindert, daß während der Aufzeichnungs­ pausen die Tinte verdunstet, wodurch die Tinte in gutem Gebrauchszustand gehalten wird; während des Aufzeichnungsvor­ gangs wird eine gleichmäßige Zuführung der Tinte erreicht, wodurch eine gute Aufzeichnungsqualität gewährleistet ist.

Weiterhin ergibt sich für die Tintenkassette und die Auf­ zeichnungsvorrichtung ein einfacher Aufbau, der gegenüber irgendwelchen Änderungen der Umgebungsbedingungen und irgend­ welchen von außen kommenden Stößen widerstandsfähig ist; infolge des einfachen Aufbaus kann eine nach Erfordernis belüftbare Tintenkassette mit hervorragenden Eigenschaften unter geringen Kosten hergestellt werden.

Claims (8)

1. Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Aufzeichnungskopf für das Ausstoßen des Aufzeichnungsmediums über mindestens eine Ausstoßöffnung, einem den Aufzeichnungskopf tragenden, bewegbaren Schlitten, einem zur Aufnahme der dem Aufzeichnungskopf zuzuführenden Flüssigkeit dienenden Flüssigkeitskassette sowie einem Belüftungskanal zum Verbinden des Behälters mit der Außenluft, wobei eine magnetisch betätigbare Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Belüftungskanals vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Belüftungskanals (4, 204) einem mit magnetisch leitenden Teil (10A) versehenen Verschlußteil (10, 210) umfaßt, der durch einen Permanentmagneten (12, 312) entgegen der als Rückstellkraft wirkenden Schwerkraft in eine Schließstellung oder in eine Offenstellung führbar ist, und daß Permanentmagnet und magnetisch leitender Teil relativ zueinander und zum Bewegungsbereich des Schlittens (22, 222) derart angeordnet sind, daß der Belüftungskanal (4, 204) in der Ruhestellung des Aufzeichnungskopfes verschlossen und in seinem Aufzeichnungsbereich geöffnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskassette (1, 201) an dem Schlitten (222) gehalten und die Magnetvorrichtung (12B) in Zuordnung zur Ruhestellung des Schlittens angeordnet ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskassette (1, 201) in Zuordnung zu der Ruheposition des Schlittens (22) angeordnet und die Magnetvorrichtung (12A) am Schlitten gehalten ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitskassette (1, 201) an dem Schlitten (322) angebracht und die Magnetvorrichtung (312) in einem Aufzeichnungsbereich angeordnet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungs- und Schließvorrichtung (10, 210) eine Kugel ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (10A) aus Eisen, Kobalt und/oder Nickel besteht.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kugel (10A) einen Überzug (10B) aus einem hochmolekularen Material trägt.
8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Öffnen und Schließen des Belüftungskanals (4, 204) im Bereich des Abgabekanals (3) der Tintenkassette (1, 201) angeordnet ist, wobei eine in der aus der Aufzeichnungsvorrichtung entnommenen Tintenkassette (1) wirksame Abdichtung (6) im eingesetzten Zustand von einer mit der Außenluft in Verbindung stehenden Hohlnadel (8B) durchdrungen wird.
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