DE4012708A1

DE4012708A1 - Kapillarischer tintenspeicher fuer tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE4012708A1
Application number: DE19904012708
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Schullerus
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-04-20
Filing date: 1990-04-20
Publication date: 1991-10-24

Description

Die Erfindung betrifft einen kapillarischen Tintenspeicher für einen Tintendruckkopf eines Tintenstrahldruckers, der über ein Filter und einen Tintenkanal mit einem Düsen aufweisenden Trop fenerzeuger in Verbindung steht.

Tintendruckköpfe mit integriertem Tintenvorrat sind so lange im Drucker betreibbar, wie genügend Tinte aus dem Tintenspeicher in das tropfenerzeugende System nachfließen kann. Einige Zeit vor Erschöpfung des Speicherinhaltes kommt es zu Ausfällen beim Tropfenausstoß, die sich im Druckbild bemerkbar machen, was ei nen Austausch des Druckkopfes durch den Benutzer erforderlich macht. Dieser Fall tritt in der Regel mitten im Ausdruck eines Dokumentes auf, so daß die fehlerhaft gedruckten Blätter noch mals gedruckt werden müssen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Tintenspeicher aufzuzeigen, bei dem bei sich entleerendem Speicher eine rechtzeitige Vor warnung für das bevorstehende Ende der Tinte gegeben wird.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Tintenspeicher durch zwei miteinander verbundene Teilspeicher gebildet ist, von denen der eine mit einer regulären Tinte ge füllte den Normalspeicher bildende Teilspeicher größer ist als der mit einer Warnmittel aufweisenden Reservetinte gefüllte den Reservespeicher bildende Teilspeicher, daß beide Speicher an einem Tintenfilter und einem Tintenkanal enden und über diesen Tintenkanal in Verbindung stehen und daß die maximalen Kapil lardrücke so gewählt sind, daß der Kapillardruck der regulären Tinte kleiner ist als der Kapillardruck der Reservetinte, daß der Kapillardruck der Reservetinte wiederum kleiner ist als der an den Düsen entstehende Kapillardruck und daß schließlich der Kapillardruck an den Düsen kleiner ist als der Kapillardruck am Tintenfilter.

Nach Beendigung des mit der regulären Tinte gefüllten Teil speichers werden die Ausdrucke mit der Warnmittel aufweisen den Reservetinte bedruckt, so daß der Benutzer den Druckkopf austauschen kann, bevor der Tintenvorrat vollkommen er schöpft ist. Die sequentielle Entleerung erst der regulären Tinte, dann der Warnmittel aufweisenden Tinte wird durch die unterschiedlich hohen Kapillardrücke in den Teilspeichern er reicht.

Diese Drücke können in vorteilhafter Weise dadurch realisiert werden, daß der unterschiedliche Kapillardruck in den Teil speichern durch in den Speichern eingebrachte mit Tinte ge tränkte Schaumstoffe unterschiedlicher Porenweite erzeugbar ist.

Es ist jedoch auch möglich, daß der unterschiedliche Kapillar druck in den Teilspeichern durch Schaumstoffe gleicher Eigen schaften gebildet ist, wobei der Schaumstoff des die Reserve tinte beinhaltenden Teilspeichers stärker komprimiert ist als der Schaumstoff des die reguläre Tinte beinhaltenden Speichers.

Eine weitere Möglichkeit zur Erzeugung unterschiedlich hoher Kapillardrücke besteht darin, daß der unterschiedliche Kapil lardruck durch Tinten unterschiedlich hoher Oberflächenspannung erzeugbar ist, wobei die reguläre Tinte eine niedrigere Ober flächenspannung als die Reservetinte aufweist.

Um ein Vermischen der beiden in den Teilspeichern vorhandenen Tinten zu verhindern, ist es zweckmäßig, daß beide Teilspei cher durch eine gegenüber dem Tintenkanal verkleinerte Öffnung miteinander in Verbindung stehen.

Diese verkleinerte Öffnung wird somit erst nach Verbrauch der regulären Tinte durchströmt.

Aus konstruktiven Gründen ist es zweckmäßig, daß die Tintenzu fuhr zum Tropfenerzeuger im Entnahmebereich der regulären Tinte angeordnet ist.

Es kann zweckmäßig sein, daß die Warnmittel durch eine der Tin te beigemischte Warnfarbe gebildet sind.

Weiterhin ist es möglich, daß die Warnmittel durch den Tropfen erzeuger irreversibel schädigende Mittel gebildet sind.

Damit ist ein Nachfüllen der regulären Tinte sinnlos, was wegen des gleichzeitigen Verschleißes des Tropfenerzeugers gewünscht wird.

Die Warnmittel können weiterhin darin bestehen, daß sie durch Bereitstellung einer Tinte gebildet sind, die einen von der regulären Tinte abweichenden elektrischen Widerstand aufweisen.

Dieser Wert ist auf einfache Weise innerhalb des Druckkopfes meßbar, so daß der Druckvorgang automatisch beendet werden kann.

Eine weitere Form der Warnmittel kann darin gesehen werden, daß sie durch eine Tinte mit besonderen Remissionseigenschaften ge bildet sind.

Diese Eigenschaften können im Ultraviolett- oder Infrarot-Be reich des Spektrums liegen, deren Auftreten im Druckbild auto matisch detektiert werden kann.

Im folgenden sei die Erfindung anhand einer Abbildung näher er läutert. Die Abbildung zeigt einen Tintenspeicher für Tinten strahldrucker im Schnitt.

In einem Gehäuse 1 werden durch Einbringen einer Wandung 2 zwei Hohlräume gebildet, die die beiden Teilspeicher 3, 4 bilden. Die Teilspeicher sind jeweils mit einem tintengetränkten Schaumstoff 5, 6 gefüllt. Der Teilspeicher 3 bildet den Normal speicher und ist größer als der Teilspeicher 4. Er enthält den mit der regulären Tinte getränkten Schaumstoff 5. Der Teilspei cher 4 bildet den Reservespeicher und enthält die mit Warnmit teln versehene Tinte, mit der der Schaumstoff 6 getränkt ist.

Über ein Filter 7 stehen beide Teilspeicher mit einem Tinten kanal 8 in Verbindung, wobei im Tintenkanal ein den Querschnitt des Kanals verringernder Ansatz 9 vorgesehen ist, so daß zwi schen beiden Teilspeichern im Bereich des Kanals eine verklei nerte Öffnung 10 entsteht. Der Kanal 8 steht mit einem Tropfen erzeuger 11 in Verbindung. Der Tropfenerzeuger weist in Kanälen angeordnete Heizelemente auf, die bei entsprechender Ansteue rung eine Blasenbildung der Tinte hervorrufen und so die Tinte über Düsen 12 ausstoßen.

Entscheidend für eine reibungslose Arbeitsweise ist, daß die maximalen Kapillardrücke in folgender Beziehung zueinander ste hen. Aus dieser Betrachtung ergibt sich

P_Filter<P_Düsen<P_Warnfarbe<P_Sollfarbe

Aus dieser Betrachtung ergibt sich auch, daß die Differenz zwi schen dem Kapillardruck der Warnfarbe und dem Kapillardruck der Sollfarbe den Höhenunterschied zwischen beiden Reservoirkammern bzw. Flüssigkeitsspiegeln auffangen muß, das heißt:

P_Warnfarbe-P_Sollfarbe<ρ_Warnfarbe · g · (h_Warnfarbe-h_Sollfarbe)

wobei ρ_Warnfarbe die Dichte der Tinte in Warnfarbe, g die Erd beschleunigung und h die geodätischen Höhen der Flüssigkeits spiegel bedeuten.

Claims

1. Kapillarischer Tintenspeicher für einen Tintendruckkopf ei nes Tintenstrahldruckers, der über ein Filter und einen Tin tenkanal mit einem Düsen aufweisenden Tropfenerzeuger in Ver bindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß der Tinten speicher durch zwei miteinander verbundene Teilspeicher (3, 4) gebildet ist, von denen der eine mit einer regulären Tinte ge füllte, den Normalspeicher (3) bildende Teilspeicher größer ist als der mit einer Warnfarbe aufweisenden Reservetinte gefüllte, den Reservespeicher (4) bildende Teilspeicher, daß beide Spei cher an einem Tintenfilter (7) und einem Tintenkanal (8) enden und über diesen Tintenkanal in Verbindung stehen und daß die maximalen Kapillardrücke so gewählt sind, daß der Kapillardruck der regulären Tinte kleiner ist als der Kapillardruck der Re servetinte, daß der Kapillardruck der Reservetinte wiederum kleiner ist als der an den Düsen (12) entstehende Kapillardruck und daß schließlich der Kapillardruck an den Düsen kleiner ist als der Kapillardruck am Tintenfilter (7).

2. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter schiedliche Kapillardruck in den Teilspeichern durch in den Speichern eingebrachte mit Tinte getränkte Schaumstoffe unter schiedlicher Porenweite erzeugbar ist.

3. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter schiedliche Kapillardruck in den Teilspeichern durch Schaum stoffe gleicher Eigenschaften gebildet ist, wobei der Schaum stoff des die Reservetinte beinhaltenden Teilspeichers stärker komprimiert ist als der Schaumstoff des die reguläre Tinte be inhaltenden Speichers.

4. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der unter schiedliche Kapillardruck durch Tinten unterschiedlich hoher Oberflächenspannung erzeugbar ist, wobei die reguläre Tinte eine niedrigere Oberflächenspannung als die Reservetinte auf weist.

5. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Teil speicher durch eine gegenüber dem Tintenkanal verkleinerte Öff nung (10) miteinander in Verbindung stehen.

6. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tinten zufuhr zum Tropfenerzeuger (11) im Entnahmebereich der regulä ren Tinte angeordnet ist.

7. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warn mittel durch eine der Tinte beigemischte Warnfarbe gebildet sind.

8. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warn mittel durch den Tropfenerzeuger irreversibel schädigende Mit tel gebildet sind.

9. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warn mittel durch Bereitstellung einer Tinte gebildet sind, die ei nen von der regulären Tinte abweichenden elektrischen Wider stand aufweisen.

10. Tintenspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Warn mittel durch eine Tinte mit besonderen Remissionseigenschaften gebildet sind.