DE3851876T2

DE3851876T2 - Tintenbehälter und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ausgestattet mit diesem Tintenbehälter.

Info

Publication number: DE3851876T2
Application number: DE3851876T
Authority: DE
Inventors: Heido Fukazawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1988-12-29
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2008-12-30
Also published as: EP0323262A2; ATE113008T1; US5113206A; EP0323262B1; EP0323262A3; JPH02526A; JP2746624B2; DE3851876D1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf einen Tintenbehälter für überschüssige Tinte für das Einschließen von überschüssiger Tinte und auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches einen derartigen Behälter für überschüssige Tinte aufweist. Insbesondere bezieht sie sich auf einen Behälter für überschüssige Tinte oder auf ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches einen Mechanismus für das Erfassen der Tintenmenge in dem Behälter für überschüssige Tinte aufweist.
Bei dem herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät werden die Tintenausstoßöffnungen der Aufzeichnungsköpfe verstopft oder blockiert, und zwar aufgrund einer erhöhten Viskosität der Tinte, die sich ergibt, sobald relativ lange Intervalle zwischen den Druckoperationen der Aufzeichnungsköpfe auftreten und/oder sobald Staub an den Tintenausstoßöffnungen der Aufzeichnungsköpfe haften bleibt.
Verschiedene "Wiederherstellungs"-Mechanismen sind für das Entfernen der angesammelten viskosen Tinte, des Staubs und dergleichen vorgeschlagen worden. In einer Anordnung ist eine Kappe vorgesehen, welche die Ausstoßöffnungen in dem Aufzeichnungskopf abdeckt, sobald er in seiner Ruhestellung ist, und die Ausstoßöffnungen schützt. In dieser Anordnung entfernt der Wiederherstellungsmechanismus viskose Tinte von den Ausstoßöffnungen über die Kappe dadurch, daß Druck auf die Tinte ausgeübt wird, z. B. durch Saugen. Die von den Ausstoßöffnungen entfernte Tinte (einschließlich der viskosen Tinte) wird in einem Tintenbehälter für überschüssige Tinte gespeichert.
Fig. 1 zeigt eine Perspektivansicht eines solchen herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts.
In dem veranschaulichten Gerät ist der Behälter 1 für überschüssige Tinte mit den Tintenpatronen 2, welche jeweils Farbtinte, wie cyan-, magenta-, gelbfarbene und schwarze Tinte enthalten, in einem Schlitten 3 montiert. Ein Aufzeichnungskopf 5 und eine Leiterplatte 6 sind ebenso an dem Schlitten 3 befestigt.
Der Schlitten 3 kann durch die Antriebskraft, die über ein Antriebsband 9 auf den Schlitten 3 übertragen wird, entlang der Gleitwellen 8 bewegt werden. Während das Aufzeichnungsmittel auf eine Auflageplatte 7 geführt wird, ermöglicht die Bewegung des Schlittens 3 dem Aufzeichnungskopf 5, Bilder dadurch auf ein Aufzeichnungsmittel, wie etwa auf einen Papierbogen (nicht gezeigt), zu drucken, daß Tinte auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmittels ausgestoßen wird. Während dem Aufzeichnen bewegt sich der Schlitten 3 in eine Position, bei welcher er bei vorbestimmbaren, passenden Augenblicken einer Kappe 11 gegenübersteht. Die Kappe 11 bildet einen Teil des Ausstoßwiederherstellungsgeräts 10.
In dieser Position deckt die Kappe 11 die Ausstoßöffnungen des Aufzeichnungskopfs 5 ab und wird ein Rohr 12 für überschüssige Tinte, welches einen Teil des Ausstoßwiederherstellungsgeräts 10 bildet, mit dem Behälter 1 für überschüssige Tinte verbunden, um Tinte in denselben auszustoßen. Die Tinte wird ausgehend vom Aufzeichnungskopf 5 mit Hilfe einer Pumpe (siehe unten) angesaugt, welche in dem Ausstoßwiederherstellungsgerät 10 vorgesehen ist, wobei die überschüssige Tinte über die Leitung 12 für überschüssige Tinte zum Behälter 1 für überschüssige Tinte übertragen wird.
Die Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht des Ausstoßwiederherstellungssystems. Die vier Aufzeichnungsköpfe 5, welche jeweils cyan-, magenta-, gelbfarbene und schwarze Tinte haben, werden mit Hilfe der vier entsprechenden Kappen 11 mit einer Kappe versehen oder abgedeckt. Eine Ansaugpumpe 101 saugt die überschüssige Tinte von den vier Aufzeichnungsköpfen 5 an, wobei die überschüssige Tinte danach über die Leitung 12 zum Behälter für überschüssige Tinte übertragen wird.
Sofern der Tintenbehälter nicht entfernt und durch einen neuen, leeren Behälter ausgetauscht wird, sobald er bis zu einem vorbestimmten Pegel gefüllt ist, resultiert eine fortlaufende Einspeisung der überschüssigen Tinte zum gefüllten Tank im Überlaufen der Tinte. Dadurch wird das Aufzeichnungsmittel verunreinigt und/oder die elektrischen Systeme des Aufzeichnungsgeräts, wie etwa Leiterplatten und dergleichen, verschmutzt, was eine Beschädigung zur Folge haben kann.
Aus diesem Grund sind verschiedene Techniken vorgeschlagen worden, um das Erreichen einer vorbestimmten Höhe des Tintenpegels in einem Behälter für überschüssige Tinte zu erfassen.
Ein einfacher Vorschlag sieht die Herstellung des Tintenbehälters aus transparentem Material vor. Dies gestattet, die Menge von überschüssiger Tinte zu sammeln und durch Einsichtnahme zu kontrollieren. Damit kann ein Überlaufen der Tinte dadurch unterbunden werden, daß bei geeigneten Augenblicken der gefüllte Tintenbehälter mit einem neuen, leeren ausgetauscht wird.
Obwohl dieser Vorschlag in seiner Ausführung einfach ist, ist er unvorteilhaft, weil der Benutzer die Tintenmenge in dem Tintenbehälter ständig überwachen muß, was unbequem ist.
Bei einem anderen Vorschlag wird der gesamte Tintenbehälter für überschüssige Tinte und die darin enthaltene Tinte gewogen, und zwar unter Verwendung eines Gegengewichts ("Schaukelwaagen"-Bauart) an einer Schale, an welcher der Behälter für überschüssige Tinte angebracht ist. Übersteigt die Tintenmenge in dem Behälter einen vorbestimmten Pegel, so schwenkt der Balken, auf welchem die Schale, die den Tintenbehälter hält, montiert ist, um seine Achse. Dadurch wird der Tintenbehälter gesenkt, was elektrisch oder mechanisch erfaßt wird.
Bei dem im vorangegangenen Absatz beschriebenen Vorschlag nimmt das benötigte Wiege- und Erfassungssystem einen großen Raum ein, was dazu führt, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät unzweckmäßig groß wird. Ferner sind die Sensoren für das Erfassen einer Bewegung des Tintenbehälters teuer.
In einem dritten Vorschlag wird ein tintenabsorbierendes Material verwendet, welches sein Volumen dadurch erhöht, daß die in dem Behälter für überschüssige Tinte enthaltene Tinte absorbiert wird. Somit dehnt sich das absorbierende Material in dem Maße im Behälter aus, wie dieser mit Tinte versorgt wird. Erreicht das absorbierende Material eine vorbestimmte Größe, wird dies elektrisch oder optisch erfaßt. In JP-A-60 189 455 ist eine solche Anordnung beschrieben, in der ein Ausdehnen eines tintenabsorbierenden Elements bewirkt, daß ein elektrischer Kontakt, der an der Innenfläche des Behälters für überschüssige Tinte angebracht ist, gebogen und ein anderer elektrischer Kontakt berührt wird, wodurch ein Stromkreis geschlossen wird.
Diese Art der Anordnung ist unvorteilhaft, weil das tintenabsorbierende Material relativ teuer ist und eine unkorrekte Erfassung des Tintenpegels auftreten kann, da sich das tintenabsorbierende Material nicht unbedingt einheitlich ausdehnt.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Behälter für überschüssige Tinte für das Einschließen von überschüssiger Tinte in ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geschaffen, mit:
einer Öffnung, die in dem Behälter für überschüssige Tinte vorgesehen ist, damit die überschüssige Tinte in den Behälter für überschüssige Tinte eingeführt werden kann;
einem in dem Behälter für überschüssige Tinte angeordneten tintenabsorbierenden Element zum Einschließen der gesammelten Tinte; und
einer Erfassungseinrichtung zum Erfassen einer Änderung bezüglich der Tintenmenge, die in dem Tintenbehälter enthalten ist;
und ist dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenbehälter ferner ein in der Größe veränderbares Element an einer definierten Stelle an oder in dem tintenabsorbierenden Element hat, wobei das in der Größe veränderbare Element dann einer Änderung in seiner Größe unterworfen wird, wenn es mit der Tinte in Berührung kommt; und daß die Erfassungseinrichtung in Verbindung mit dem in der Größe veränderbaren Element vorgesehen ist, um eine Verschiebung zu erfassen, die durch eine Größenänderung des in der Größe veränderbaren Elements verursacht wird.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät geschaffen, an welches zumindest ein Aufzeichnungskopf, der eine Ausstoßöffnung für den Tintenausstoß hat, montiert werden kann, wobei das Gerät folgendes aufweist:
ein Versorgungssystem, damit der Aufzeichnungskopf mit Tinte versorgt wird; und
einen, wie im vorangegangenen Absatz beschriebenen, Behälter für überschüssige Tinte zum Einschließen überschüssiger Tinte von dem Aufzeichnungskopf und/oder Versorgungssystem.
Die Erfindung gestattet, die Tintenmenge in dem Behälter für überschüssige Tinte relativ zuverlässig zu erfassen, ohne die Größe eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, in welchem sie verwendet wird, übermäßig zu erhöhen und auch ohne daß ein konstantes visuelles Überwachen des Tintenpegels in dem Behälter für überschüssige Tinte durch den Benutzer nötig ist.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird nachstehend ein Ausführungsbeispiel derselben beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Perspektivansicht eines Beispiels eines herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts;
Fig. 2 eine Schnittansicht, welche die Einzelheiten aus Fig. 1 zeigt;
Fig. 3 eine schematische Schnittansicht von der Seite eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Perspektivansicht, die Einzelheiten eines Behälters für überschüssige Tinte und einen Erfassungsmechanismus für das Erfassen einer Tintenmenge zeigt, welcher mit dem in Fig. 3 gezeigten Tintenbehälter verknüpft ist;
Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht, welche die Einzelheit eines Behälters für überschüssige Tinte aus Fig. 3 zeigt;
Fig. 6A bis 6C schematische skizzenhafte Ansichten eines Photo-Unterbrechers;
Fig. 7 eine schematische Perspektivansicht eines Erfassungsmechanismus für das Erfassen einer Tintenmenge gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 eine schematische Explosionsansicht eines Tintenbehälters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
Fig. 9A und 9B schematische perspektivische Exlosionsansichten eines Tintenbehälters gemäß dem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 10A, 10B, 10C und 10D schematische Perspektivansichten, die den Zustand zeigen, in welchem Tinte den in den Fig. 9A und 9B gezeigten Behälter für überschüssige Tinte durchsetzt.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen erklärt.
Es sollte bemerkt werden, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die nachstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt ist, sondern in beliebigen Gestaltungen ausgeführt werden kann, welche in den Bereich der Ansprüche fallen.
Ferner ist die vorliegende Erfindung vorzugsweise an einen Tintenbehälter, und zwar insbesondere an einen Behälter für überschüssige Tinte, für das Speichern von überschüssiger oder nicht mehr nutzbarer Tinte angepaßt.
Zuerst wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ihr erstes Ausführungsbeispiel erklärt.
Fig. 3 zeigt eine Schnittansicht von der Seite eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Das in Fig. 3 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist so wie das in Fig. 1 gezeigte konstruiert, so daß die gleich strukturierten Elemente mit denselben Bezugszeichen bezeichnet werden und deren ausführliche Beschreibung weggelassen wird.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf aus Fig. 3 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 gezeigten (herkömmliches Gerät) hauptsächlich in der Konstruktion des Behälters 1 für überschüssige Tinte. Der in Fig. 3 gezeigte Behälter für überschüssige Tinte (vorliegende Erfindung) ist nicht an den Schlitten 3 montiert, sondern auf den Boden des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts positioniert, so daß die Last auf die Antriebseinrichtung für das Antreiben des Schlittens 3 verringert werden kann.
Fig. 4 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Einzelheiten des Erfassungsmechanismus für das Erfassen einer Tintenmenge, welcher mit dem in Fig. 3 gezeigten Behälter für überschüssige Tinte verknüpft ist.
In Fig. 3 oder Fig. 4 ist eine Sensoranbauplatte 46 (für das Halten eines Sensors) an einen Körper des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts fixiert und hat eine Einrichtung (nicht gezeigt), um den Behälter 1 für überschüssige Tinte entfernbar an dieselbe zu montieren. Die Sensoranbauplatte 46 hat ein Loch 41, welches mit einer Einlaßöffnung 22 des Behälters 1 für überschüssige Tinte verbunden ist, ein Wellenlagerelement 42 für das drehbare Lagern eines Lagerstifts 39, um welchen ein Sensorarm 31 und ein Photoarm 32 gedreht werden, eine Öffnung 43, durch welche der Sensorarm 31 geschwenkt werden kann, und eine Öffnung 44, durch welche der Photoarm 32 geschwenkt werden kann. Ferner kann ein Photo-Unterbrecher 33, der an die Sensoranbauplatte 46 angebracht ist, mit dem Photoarm 32 eingreifen. Ein Signal von dem Photo-Unterbrecher 33 wird zu einem vorbestimmten Schaltkreis (z. B. ein Steuerschaltkreis) der Leiterplatte 6A geschickt, welche mittels eines Leitungsdrahts an dem Gerätekörper versehen ist.
Fig. 5 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Einzelheiten des in Fig. 3 oder Fig. 4 gezeigten Behälters 1 für überschüssige Tinte. Der Behälter 1 für überschüssige Tinte hat die vorstehend erwähnte Tinteneinlaßöffnung 22 und ein darin ausgebildetes Erfassungsfenster 27 und enthält ferner eine Einrastklinke 26, mittels welcher der Tintenbehälter an die Sensoranbauplatte 46 montiert wird. Ferner sind an einer Innenfläche des Behälters 1 für überschüssige Tinte um das Erfassungsfenster 27 ein Paar Positionierwände 1B vorgesehen, um, wie nachstehend erklärt, die Lage und Höhe eines sich im Volumen ausdehnenden Elements oder Volumenexpansionselements 34 zu regulieren.
Ein flexibler Beutel 15, der in dem Behälter 1 für überschüssige Tinte 1 positioniert ist, schließt ein tintenabsorbierendes Element 16 und das vorstehend erwähnte Volumenexpansionselement 34 ein, welches an eine vorbestimmte Position eines oberen Abschnitts des tintenabsorbierenden Elements 16 angebracht ist. Ferner ist ein der Tinteneinlaßöffnung 22 gegenüberstehendes Loch in dem Beutel 15 ausgebildet. Das Volumenexpansionselement 34 kann mit pulverförmigem Harz ausgestattet sein, welches eine hohe wasserabsorbierende Kapazität hat und mit einer halbdurchlässigen Membran, wie etwa Japanpapier, eingehüllt ist und in der Lage ist, sein Volumen um beispielsweise einige Male bis einige Hundert Male auszudehnen. Das Volumenexpansionselement 34 ist mit Hilfe eines doppelseitigen Klebebands und dergleichen an die Oberfläche des in dem flexiblen Beutel 15 befindlichen tintenabsorbierenden Elements 16 angebracht, und zwar an einer Position, welche mit der Position des Erfassungsfensters 27 übereinstimmt. Wird bei dieser Anordnung die überschüssige Tinte fortlaufend in den Tank für überschüssige Tinte eingeführt, so daß die bevorzugte tintenabsorbierende Kapazität des tintenabsorbierenden Elements 16 überschritten wird, so wird die überschüssige Tinte auf der Oberfläche des tintenabsorbierenden Elements 16 verteilt oder verschmiert und anschließend in das Volumenexpansionselement 34 absorbiert. Folglich schwillt aufgrund der Absorption der überschüssigen Tinte das Volumenexpansionselement 34 an oder dehnt sich aus, so daß er Sensorarm 31 schließlich gehoben wird.
Als nächstes wird die Erfassung der Tinte in dem Behälter für überschüssige Tinte unter Verwendung des vorstehend beschrieben Erfassungsmechanismus und unter Bezugnahme auf die Fig. 6A bis 6C erklärt.
Ist der Behälter 1 für überschüssige Tinte nicht, wie in Fig. 6A gezeigt, an dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf montiert, so ist der Sensorarm 31 und demgemäß auch der Photoarm 32 gesenkt und von dem Photo-Unterbrecher 33 weggesetzt oder gelöst. In diesem Zustand erzeugt der Photo- Unterbrecher kein Signal (AUS-Signal). Ist der Behälter 1 für überschüssige Tinte an dem Gerät montiert, so wird der Sensorarm 31 dadurch nach oben in eine horizontale Position geschwenkt, daß er durch das Erfassungsfenster 27 gegen den flexiblen Beutel anstößt. Folglich wird der Photoarm 32 gemäß Fig. 6B ebenfalls in eine horizontale Position gebracht, um mit dem Photo-Unterbrecher 33 einzugreifen, so daß der letztere eingeschaltet wird, um eine Signal (EIN-Signal) zu erzeugen. Wird, wie vorstehend beschrieben, danach der Behälter 1 für überschüssige Tinte mit überschüssiger Tinte gefüllt, so dehnt sich das Volumenexpansionselement 34 nach oben aus, um über den flexiblen Beutel 15 den Sensorarm 31 weiter zu heben. Folglich wird gemäß der Fig. 6C der Photoarm 32 ebenfalls nach oben gedreht, um sich von dem Photo-Unterbrecher 33 zu lösen, so daß der letztere ausgeschaltet wird. In diesem Fall erzeugt der Photo- Unterbrecher kein Signal (AUS-Signal). Meldungen aufgrund solcher EIN- und AUS-Signale werden auf einer Steuertafel und dergleichen angezeigt.
Wie aus der vorstehenden Erklärung ersichtlich, zeigt das AUS-Signal vom Photo-Unterbrecher 33 den Fall, daß der Behälter 1 für überschüssige Tinte nicht an das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert ist oder daß der Behälter 1 für überschüssige Tinte mit der überschüssigen Tinte gefüllt worden ist. In jedem Fall muß ein Benutzer den Behälter 1 für überschüssige Tinte an das Gerät montieren oder von diesem abmontieren.
Als ein Beispiel für einen weiteren Erfassungsmechanismus für das Erfassen einer Tintenmenge wird nachstehend ein Erfassungsmechanismus, der zwei Mikroschalter anstelle des Photo-Unterbrechers hat, unter Bezugnahme auf Fig. 7 erklärt.
Ist ein Behälter 1 für überschüssige Tinte nicht an das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert, so ist ein Mikroschalter 52A im AUS-Zustand; wohingegen ein Mikroschalter 52B durch das Gewicht des Sensorarms 31 und eines schwenkbaren Arms 51 niedergedrückt ist, um einen EIN- Zustand aufrechtzuerhalten. Ist der Behälter 1 für überschüssige Tinte an das Gerät montiert, so ist der Mikroschalter 52 aufgrund der Drehung eines Arms 53 im EIN- Zustand. Sind beide Mikroschalter 52A und 52B im EIN-Zustand, so ist die Einführung von überschüssiger Tinte in den Behälter für überschüssige Tinte möglich. In diesem Fall kann das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät als ein Drucker verwendet werden. Dehnt sich das Volumenexpansionselement 34 aufgrund der Absorption der überschüssigen Tinte aus, um den Sensorarm 31 nach oben zu drehen, so ist der Mikroschalter 52B vom Schwenkarm 51 (welcher zusammen mit dem Sensorarm 31 nach oben gedreht wird) gelöst und in einem AUS-Zustand. Die Mikroschalter 52A und 52B sind elektrisch so verbunden, daß, wenn ein oder beide Mikroschalter im AUS-Zustand sind, der Ausstoßwiederherstellungsarbeitsschritt gestoppt und die Regelwidrigkeit bei dem Behälter für überschüssige Tinte (Abwesenheit des Behälters oder ein vollständig gefüllter Behälter) auf der Steuertafel angezeigt wird, um den Fall anzuzeigen, bei dem der Benutzer einen neuen leeren Tintenbehälter an das Gerät montieren oder den gefüllten Tintenbehälter ersetzen muß.
Als nächstes wird ein Behälter für überschüssige Tinte gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 8 nachstehend erklärt.
In diesem in Fig. 8 gezeigten Ausführungsbeispiel bildet eine Fixierplatte 40 einen Teil des - Behälters 1 für überschüssige Tinte und ist diese wie eine flache Platte ausgebildet. Die Fixierplatte 40 hat ein Erfassungsfenster 27 und eine darin ausgebildete Einlaßöffnung 22 für überschüssige Tinte. Ein beutelartiges Bogenmaterial ist an einen Umfang oder Abschnitt der Fixierplatte 40 geklebt oder fixiert, so daß ein flexibler Beutel 15 gebildet wird. Demgemäß ist der Behälter 1 für überschüssige Tinte mit Hilfe der Fixierplatte 40 und des flexiblen Beutels 15 ausgebildet, welcher das Erfassungsfenster 27 abdeckt. In dem Behälter für überschüssige Tinte sind ein tintenabsorbierendes Element 16, welches ein Volumen hat, das im wesentlichen dem des Tintenbehälters entspricht, und Volumenexpansionselement 34 angeordnet, welches gegenüber dem Erfassungsfenster 27 an einer Oberfläche des tintenabsorbierenden Elements 16 angebracht ist. Die Fixierplatte 40 enthält ferner zwei Fixierhaken 41.
Eine Schale 45 für überschüssige Tinte ist an den Behälter 1 für überschüssige Tinte entfernbar angebracht. Die Schale 45 hat einen Griffabschnitt 25, welcher beim Montieren und Abmontieren des Tintenbehälters bezüglich des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts verwendet wird, und einen Befestigungsabschnitt 44, der Hakenaufnahmeöffnungen 42 hat. Wird der Behälter 1 für überschüssige Tinte an die Schale 45 für überschüssige Tinte dadurch angebracht, daß die Haken 41 mit den entsprechenden Hakenlöchern 42 eingreifen, preßt die an dem Befestigungsabschnitt 44 der Schale angebrachte Fixierplatte 40 den flexiblen Beutel 15 mit einer mit dem Befestigungsabschnitt 44 verursachten Federkraft nach unten, da der Befestigungsabschnitt 44 der Schale, wie gezeigt, leicht nach unten geneigt ist. Dadurch wird mit dem flexiblen Beutel 15 die Position und Höhe des Volumenexpansionselements 34 in dem Behälter bestimmt.
Der Behälter 1 für überschüssige Tinte und die Schale 45 für überschüssige Tinte werden von dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät entfernt, wobei der Tintenbehälter danach einfach ausgetauscht werden braucht; demgemäß wird beim Montieren oder Abmontieren des Tintenbehälters die Verschmutzung der Elemente des Geräts aufgrund der überschüssigen Tinte effektiv unterbunden.
Natürlich ist, obwohl nicht gezeigt, ein Erfassungsmechanismus für das Erfasseneiner Tintenmenge (wie etwa der Sensorarm) in dem Tintenbehälter aus Fig. 8 vorgesehen.
Da ferner in den beiden vorstehend erwähnten Ausführungsbeispielen der Tintenerfassungsmechanismus auch als eine Einrichtung für das Erfassen des Behälters für überschüssige Tinte in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät wirkt, kann die Konstruktion des Geräts selbst vereinfacht werden. Zusätzlich kann der Benutzer den Zustand des Behälters für überschüssige Tinte mit Hilfe des Erfassungsmechanismus problemlos überprüfen, der die Bedienbarkeit des Geräts erleichtert.
Außerdem sollte bemerkt werden, daß der Erfassungsmechanismus nicht auf den optischen Photo-Unterbrecher begrenzt ist, sondern auch mit Hilfe der mechanischen Einrichtung, bei der die Mikroschalter mit Hilfe der Bewegung des Sensorarms, wie vorstehend beschrieben, gesteuert werden kann.
Zuletzt wird gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ein Behälter für überschüssige Tinte unter Bezugnahme auf die Fig. 9A und 9B beschrieben.
Gemäß der Fig. 9A ist ein Behälter 100 für überschüssige Tinte mit Hilfe eines flexiblen durchsichtigen Bogens 115 ausgebildet, welcher ein tintenabsorbierendes Element 116 einschließt. Der Bogen 115 hat ein Loch, welches eine Tinteneinlaßöffnung 122 bildet, wobei ein entsprechendes Durchgangsloch 140 in dem tintenabsorbierenden Element 116 gebildet ist. Mit Hilfe eines derartigen Durchgangslochs 140 kann, um die überschüssige Tinte effektiv zu sammeln, das Durchdringen von Tinte (später beschrieben) bewirkt werden.
In diesem Ausführungsbeispiel hat das tintenabsorbierende Element vorzugsweise eine hohe Tintenhaltekapazität und schwillt nicht sehr stark an oder dehnt sich nicht sehr stark aus; beispielsweise wurde in diesem Ausführungsbeispiel als tintenabsorbierendes Element ein laminierter Bogen "HATOSHEET" (eingetragenes Warenzeichen) verwendet, welcher über Honshu Seishi K.KJ. in Japan vertrieben wird und eine Breite a von 60 bis 100 mm, eine Länge b von 100 bis 150 mm und eine Stärke von 8 bis 15 mm hat.
Ein Volumenexpansionselement 134 ist zwischen dem tintenabsorbierenden Element 116 und dem Bogen 115 angeordnet, und zwar bezüglich eines Mittelpunkts X des Behälters für überschüssige Tinte gegenüber der Tinteneinlaßöffnung 122. Der Mittelpunkt des Volumenexpansionselements 134 ist mit 0' bezeichnet.
Das Volumenexpansionselement 134 besteht vorzugsweise aus wasserabsorbierendem Polymer, und insbesonders aus einem Material, welches anschwellen kann, bis sich dessen Gewicht (sobald es die Tinte absorbiert) auf einen Wert erhöht, bei dem das Gewicht um das 8 bis 600-fache größer ist als das ursprüngliche Gewicht. In diesem Ausführungsbeispiel wurde als Volumenexpansionselement ein Material "SUMIKAGEL" (eingetragenes Warenzeichen), welches durch Sumitomo Kagaku Kogyo K.K. in Japan vertrieben wird, verwendet.
Der Behälter für überschüssige Tinte wird in die in Fig. 9B gezeigte Schale 145 von der Richtung eingesetzt, die durch einen Pfeil angezeigt ist, und, wie vorstehend beschrieben, zusammen mit der Schale auf das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert.
Die Fig. 10A bis 10D zeigen den Zustand, bei welchem die Tinte den Behälter für überschüssige Tinte zeitlich fortschreitend oder zunehmend durchsetzt.
Gemäß Fig. 10A verteilt sich die durch die Tinteneinlaßöffnung 122 auf den Boden des Tintenbehälters gefallene überschüssige Tinte entlang der untersten Schicht des tintenabsorbierenden Elements 116 und durchsetzt zudem das tintenabsorbierende Element um die Einlaßöffnung 122. Danach nimmt gemäß den Fig. 10B bis 10D das Durchsetzen der Tinte allmählich zu oder schreitet fort.
Um, wie vorstehend erwähnt, das tintenabsorbierende Element 116 effektiv zu nutzen, ist es wünschenswert, daß das Volumenexpansionselement 134 die Tinte absorbiert, nachdem die Tinte mit Hilfe des tintenabsorbierenden Elements 116 im wesentlichen bis zu seiner maximalen tintenabsorbierenden Kapazität absorbiert wurde.
Schließlich wird ein Abstand zwischen der Mitte 0 der Einlaßöffnung 122 und der Mitte 0' des Volumenexpansionselements 134, d. h. ein Abstand d (Fig. 9A), so ausgewählt, daß sie größer als b/2 ist, wobei sich die Mittelpunkte 0, 0' bezüglich des Mittelpunkts X des Behälters für überschüssige Tinte einander gegenüber befinden.
Ferner ist das Volumenexpansionselement 134 so angeordnet, daß die Umfangskante des Volumenexpansionselements nicht mit den Kanten in des Bogens 115 in Berührung steht, welcher das tintenabsorbierende Element einschließt (beispielsweise g > 0, siehe Fig. 9A).
Werden bei diesem Beispiel insbesondere die Elemente des Tintenbehälters gemäß einem Bereich e/b ≤ 1/6 und (g + f) ≥ 1/7 angeordnet, wird ein wünschenswertes Ergebnis erzielt. In diesem Fall wird der Erfassungsmechanismus dann aktiviert, wenn das tintenabsorbierende Element eine Tintenmenge von 50 % bis 90% (Volumenverhältnis) von seiner maximalen tintenabsorbierenden Kapazität absorbiert, weil in dem vorstehend erwähnten Bereich das Abfließen der Tinte verhindert wird, da das tintenabsorbierende Element zur Aufrechterhaltung ihrer Tintenhaltekapazität in diesem Bereich effektiv verwendet wird. Der vorstehende Wert (50% bis 90%) kann durch geeignete Bestimmung der vorstehend erwähnten Dimensionen (a, b, c, . . . ) ausgewählt werden.
Wie vorstehend erwähnt hat das tintenabsorbierende Element eine hohe tintenabsorbierende Kapazität und vorzugsweise einen äußerst geringen volumetrischen Expansionskoeffizienten; wohingegen das Volumenexpansionselement, wie vorstehend beschrieben, vorzugsweise um einige Male bis um einige Hundert Male anschwillt.
Somit kann als vorstehend erwähntes Volumenexpansionsmittel ein wasserabsorbierendes Polymer, wie etwa Urethan-Schaum und dergleichen, verwendet werden.
Wie aus der vorstehenden Beschreibung ersichtlich, ist es möglich, in dem Behälter für überschüssige Tinte eine vorbestimmte Tintenmenge dadurch zu erfassen, daß die Volumenänderung des Volumenexpansionselements erfaßt wird.
Folglich schafft das beschriebene Ausführungsbeispiel ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, welches relativ billig ist und die Tinte effektiv absorbieren kann und einen Erfassungsmechanismus für das richtige Erfassen der Tintenmenge hat.

Claims

1. Behälter für überschüssige Tinte zum Einschließen von überschüssiger Tinte, der sich in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf befindet, mit:

einer Öffnung (22), die in dem Behälter (1) für überschüssige Tinte vorgesehen ist, damit die überschüssige Tinte in den Behälter für überschüssige Tinte eingeführt werden kann;

einem in dem Behälter für überschüssige Tinte angeordneten tintenabsorbierenden Element (16) zum Einschließen der gesammelten Tinte; und

einer Erfassungseinrichtung (31, 32, 33, 39, 41) zum Erfassen einer Änderung bezüglich der Tintenmenge, die in dem Tintenbehälter enthalten ist;

dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenbehälter ferner ein in der Größe veränderbares Element (34) an einer definierten Stelle an oder in dem tintenabsorbierenden Element (16) hat, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) dann einer Änderung in seiner Größe unterworfen wird, wenn es mit der Tinte in Berührung kommt; und daß die Erfassungseinrichtung in Verbindung mit dem in der Größe veränderbaren Element vorgesehen ist, um eine Verschiebung zu erfassen, die durch eine Größenänderung des in der Größe veränderbaren Elements verursacht wird.

2. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, an welches zumindest ein Aufzeichnungskopf (5), der eine Ausstoßöffnung für den Tintenausstoß hat, montiert werden kann, wobei das Gerät folgendes aufweist:

ein Versorgungssystem (2), damit der Aufzeichnungskopf mit Tinte versorgt wird; und

einen Behälter für die überschüssige Tinte nach Anspruch 1 zum Einschließen überschüssiger Tinte von dem Aufzeichnungskopf und/oder Versorgungssystem.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, wobei die Erfassungseinrichtung einen Photosensor (33) zum optischen Erfassen der Verschiebung enthält.

4. Behälter nach Anspruch 1 oder Gerät nach Anspruch 2, wobei die Erfassungseinrichtung einen Schalter (53B) zum mechanischen Erfassen der Verschiebung enthält.

5. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter aus einer flexiblen Folie (15) gebildet ist und das in der Größe veränderbare Element (34) zwischen dem tintenabsorbierenden Element (16) und der Folie (15) angeordnet ist.

6. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Öffnung (22) und das in der Größe veränderbare Element (34) je an einer Seite eines durch die Mitte des tintenabsorbierenden Elements (16) verlaufenden Querschnitts angeordnet sind.

7. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das tintenabsorbierende Element (16) einen lamellenartigen Streifen aufweist.

8. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) ein Material enthält, welches aufgrund von Tintenabsorbierung ein Gewicht haben kann, das mehr als das mindestens Achtfache seines Originalgewichts beträgt.

9. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) ein flüssigkeitsabsorbierendes Polymer enthält.

10. Behälter oder Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) ein pulverförmiges Harz mit einer hohen Flüssigkeitsabsorbierungskapazität aufweist, das mit Hilfe einer halbdurchlässigen Membran eingehüllt ist.

11. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das tintenabsorbierende Element (16) einen niedrigen volumetrischen Ausdehnungskoeffizienten gegenüber dem in der Größe veränderbaren Element (34) hat.

12. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) Urethan aufweist.

13. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei sowohl die Öffnung (22) als auch das in der Größe veränderbare Element (34) im wesentlichen symmetrisch an der Längsmittelachse des tintenabsorbierenden Elements (16) angeordnet sind.

14. Behälter oder Gerät nach einem der Ansprüche, wobei das tintenabsorbierende Element (16) eine im wesentlichen rechtwinklige Form mit der Länge b hat, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) so angeordnet ist, daß die Beziehung d > 1/2 · b erfüllt wird, wenn ein zur Länge paralleler Distanzabschnitt zwischen der Mitte der Öffnung (22) und der Mitte des in der Größe veränderbaren Elements (34) gleich d ist.

15. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das tintenabsorbierende Element (16) von den Enden des Tintenbehälters entfernt angeordnet ist.

16. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter mit überschüssiger Tinte so aufgebaut ist, daß die Beziehung 7 y ≤ b, wobei b die Länge ist, erfüllt wird, wenn in der Längsrichtung des tintenabsorbierenden Elements ein Abstand zwischen der Mitte des in der Größe veränderbaren Elements und dem nächsten Ende des Tintenbehälters y (= g+f) ist.

17. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Behälter mit überschüssiger Tinte so aufgebaut ist, daß die Beziehung 6 e ≤ b, wobei b die Länge ist, erfüllt wird, wenn in der Längsrichtung des tintenabsorbierenden Elements ein Abstand zwischen der Mitte der Öffnung (22) und dem nächsten Ende des Tintenbehälters e ist.

18. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Erfassungseinrichtung aktiviert wird, sobald das tintenabsorbierende Element mehr Tinte als 50 vol.-% seiner maximalen Tintenabsorbierungskapazität absorbiert.

19. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 18, wobei der Behälter für überschüssige Tinte an den Boden des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts montiert werden kann.

20. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 19, wobei die überschüssige Tinte Tinte ist, die von einer in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät vorgesehenen Ausstoß-Wiederherstellungseinrichtung (10) abgesaugt wird.

21. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 2 bis 20, wobei die Ausstoß-Wiederherstellungseinrichtung deaktiviert wird, sobald ein Signal eine vorbestimmte Tintenmenge anzeigt.

22. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Volumen des in der Größe veränderbaren Elements (34) bei Berührung mit der Tinte steigt.

23. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) einen größeren volumetrischen Expansionskoeffizienten als das tintenabsorbierende Element (16) hat.

24. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Größe veränderbare Element (34) so angeordnet ist, daß es sich im Volumen ändert, um anzuzeigen, daß der Behälter fast voll ist.

25. Behälter oder Gerät nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das in der Größe veränderbare Element (34) ein sich im Volumen ausdehnendes Element ist, das sein Volumen dadurch ausdehnt, daß Tinte absorbiert wird.

26. Gerät nach einem der Ansprüche 2 bis 25, das zumindest einen Aufzeichnungskopf (5) enthält.