-
Die
vorliegende Erfindung betrifft Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen,
wie Drucker, Kopierer, Faxgeräte,
Textverarbeitungsgeräte
und Plotter, sowie spezieller eine Tintenstrahl-Druckvorrichtung
mit Einrichtungen in Form einer Reserve-Zuführkammer zur Aufbewahrung von
zusätzlichem flüssigem Material.
-
Das
Grundprinzip eines Tintenstrahl-Aufzeichnungssystems ist das Ausstoßen einer
flüssigen
oder schmelzflüssigen
festen Tinte aus einer Düse,
einem Schlitz, einer offenporigen Folie oder dergleichen, um eine
Aufzeichnung auf einem Medium, wie Papier, Gewebe oder Folie, vorzunehmen.
-
Die
Tintenstrahl-Druckvorrichtung nutzt einen Vorratsbehälter zur
Aufnahme der Tinte, die einer Reihe von Druckköpfen zum Drucken auf einem Trägermaterial,
wie beispielsweise Papier, siehe z.B. EP-A-0 947 329, zugeführt wird.
Im Hinblick auf die Tatsache, dass die Tintenstrahlpatronen (-kassetten) Vorratsbehälter mit
begrenzten Kapazitäten
für Tinte oder
andere in einem Tintenstrahlgerät
typischerweise verwendete Fluide, z.B. Wartungsfluide, wie beispielsweise
Reinigungsfluide, aufweisen, kommt im Laufe der Verwendung eines
Tintenstrahldruckers der Zeitpunkt, wo zum Beispiel die Tinte verbraucht ist
und der Benutzer nicht in der Lage ist, den Druckauftrag zu beenden,
der markiert ist.
-
Gemäß einer
Ausführung
der Merkmale der Erfindung, wie sie hier beschrieben ist, wird die
Bereitstellung einer Reservekammer für Tintenvorrat vorgeschlagen,
die innerhalb des Tintentanks eines Tintenstrahl-Druckkopfes angeordnet
ist. Wenn einem Benutzer während
eines Druckauftrages die Tinte ausgeht, kann der Benutzer einen
Knopf auf dem Tintenzuführtank
drücken
(oder einen Knopf drehen), was dazu führt, dass die Wand des Reservezuführtanks
durchstoßen
und darin enthaltene Tinte zu den Druckköpfen geleitet wird, um den
Druckauftrag zu beenden. Außerdem
kann in einer anderen Ausführung
dieser Erfindung Wartungsfluid für
die Tintenstrahl-Druckvorrichtung (z.B. Reinigungsfluid) innerhalb
des Reservetanks gespeichert und verwendet werden, um zum Beispiel
die Druckköpfe
direkt vor der Installierung des nächsten Tintentanks für den nächsten Druckauftrag
gründlich
zu reinigen.
-
Gemäß den hier
beschriebenen Ausführungen
ist ein System zum Zuführen
eines flüssigen
Materials zu einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung definiert, die
eine Vielzahl von Druckköpfen
enthält,
wobei das System ein Gehäuse
umfasst, das eine erste Kammer und eine zweite Kammer aufweist,
wobei die erste Kammer eine Belüftungsöffnung enthält. Die
erste Kammer ist so eingerichtet, dass sie einen Vorrat an flüssiger Tinte
darin aufbewahrt, und enthält
einen Flüssigkeitsreserve-Hohlraum,
der so eingerichtet ist, dass er den Druckköpfen kleine Mengen des flüssigen Materials
zuführt.
Die zweite Kammer enthält
ein Schaumstoffmaterial, das darin angeordnet ist.
-
Gemäß einer
anderen Ausführung
dieser Erfindung ist ein System zum Zuführen von Tinte zu einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung
definiert, die ein Gehäuse
zur Aufnahme von Tinte in einer ersten Kammer enthält. Die
erste Kammer enthält
einen Reservetank, der darin angeordnet ist. Der Reservetank enthält einen
Vorrat an Tinte, der so eingerichtet ist, dass er in die erste Kammer
geleitet wird, wenn die Tinte in der ersten Kammer ausgeht. Das
Gehäuse enthält eine
zweite Kammer mit einem Schaumstoffmaterial, das darin angeordnet
ist.
-
Gemäß einer
noch anderen Ausführung
dieser Erfindung ist ein System zum Zuführen eines Wartungsfluids zu
einer Tintenstrahl-Druckvorrichtung definiert, die eine Vielzahl
von Druckköpfen
enthält,
wobei das System ein Gehäuse
zur Aufnahme von Tinte in einer ersten Kammer umfasst. Die erste Kammer
enthält
einen Reservetank, der darin angeordnet ist. Der Reservetank enthält ein Wartungsfluid,
das so eingerichtet ist, dass es vom Reservetank zum Druckkopf geleitet
wird.
-
Spezielle
Ausführungen
gemäß dieser
Erfindung werden jetzt mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
-
1 eine
seitliche Teildraufsicht eines Tintenstrahl-Tintenvorratssystems
ist, die eine Ausführung
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
-
2A und 2B seitliche
Teildraufsichten eines Tintenstrahl-Tintenvorratssystems sind, die Merkmale
der vorliegenden Erfindung einschließlich Ausführungen von Vorrichtungen darstellen,
die genutzt werden, um die Wand eines Reservetanks zu durchstoßen; und
-
3 die
seitliche Teildraufsicht einer noch weiteren Ausführung eines
Tintenstrahl-Tintenvorratssystems
ist, die Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellt.
-
Tinten,
die typischerweise in Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen genutzt
werden, basieren in erster Linie auf Wasser und umfassen Wasser,
ein Lösungsmittel,
Farb- und Zusatzstoffe. Im Allgemeinen ist es erforderlich, dass
eine Tinte, die in einem Tintenstrahlsystem verwendet wird, die folgenden
Eigenschaften besitzt.
- (1) Tinten sollten ein
gleichmäßiges Bild
erzeugen, das eine hohe Auflösung
und eine hohe Dichte aufweist; Bilder, die frei von irgendeiner verwischten
Stelle oder einem Schleier auf dem Ausgangspapier sind.
- (2) Tinten sollten kein Verstopfen an der Spitze einer Düse auf Grund
von getrockneter Tinte verursachen und sollten immer ein hohes Niveau
von Vertrauenswürdigkeit
und Stabilität
hinsichtlich des Ausspritzens zeigen.
- (3) Tinten sollten mit hervorragenden Trocknungseigenschaften
auf Papier versehen sein.
- (4) Tinten sollten ein Bild liefern, das eine gute Beständigkeit
aufweist.
- (5) Tinten sollten eine erstklassige, langfristige Archivbeständigkeit
bereitstellen.
-
Tinten,
wie diese mit den vorstehend definierten Eigenschaften, werden in
einer Tintenstrahlvorrichtung zum Drucken auf einem Trägermaterial verwendet.
Eine solche Vorrichtung enthält
eine Tintenpatrone, die, wie in 1 dargestellt
ist, im Allgemeinen aus einem Hauptgehäuse 10 gebildet ist,
das eine Tintenkammer oder einen Tintenzuführtank 11 zum Aufbewahren
von Tinte, die in die Druckköpfe geleitet
wird, und eine Schaumstoffkammer 12 einschließt, um ein
poröses
Element, wie ein Schaumstoffmate rial (d.h. ein Tinte aufsaugendes
Material, z.B. ein Polyesterfasermaterial), zum Aufnehmen von Tinte
unterzubringen. Das Schaumstoffmaterial oder komprimierte, poröse Material
wird mit der Tinte imprägniert.
Die im porösen
Material zurückgehaltene
Tinte wird entsprechend dem Tintenverbrauch durch den Ausstoßbereich
vermittels Kapillarwirkung zu einem Tintenausstoßbereich (eine Tintenvorratsöffnung 15)
entleert. Das Gehäuse 10 ist
typischerweise aus einem leichten, jedoch haltbaren Kunststoff hergestellt.
Eine Trennwand 13 trennt die Tintenkammer 11 von
der Schaumstoffkammer 12 und weist darin ein Loch 14 auf,
wodurch die Schaumstoffkammer 12 mit der Tintenkammer 11 in
Fluidverbindung ist. Die Tintenpatrone ist außerdem in der unteren Wand
der Schaumstoffkammer 13 mit einer Tintenvorratsöffnung 15 ausgebildet.
Die Tintenvorratsöffnung
kann ein Tinte aufnehmendes und übertragendes
Element (nicht gezeigt) enthalten, das sich in den Tank erstreckt
und das Tinte aufsaugende Element örtlich zusammendrückt. Im
Gehäuse 10 ist auch
eine zur Umgebung offene Entlüftungsöffnung 16 ausgebildet.
-
Wenn
man mittels eines Tintenstrahldruckers einen großen Auftrag druckt, wird grundsätzlich eine
große
Einzelmenge von Tinte verwendet. Wenn keine neue Patrone oder kein
neuer Tintentank mit Tinte verfügbar
ist, ergibt sich das Problem, wie man den Druckauftrag abschließt. Gemäß einer
der Ausführungen,
wie hier beschrieben und in 1 dargestellt,
ist ein kleiner Reserve-Hohlraum (Tank) 11A vorgesehen,
der innerhalb des Gehäuses 10 eingeschlossen
ist und einen genügenden
Tintenvorrat enthält,
der es einem Benutzer erlauben wird, das Drucken der letzten wenigen
Seiten eines Auftrags zu beenden, wenn dem Benutzer während eines Druckauftrages
die Tinte ausgeht, d.h. ein kleiner Reservetank mit einem Volumen
von etwa 1 bis 1,5 cm3 Tinte. Der Vorgang,
nach dem sich der Benutzer richtet, ist wie folgt: Wenn dem Benutzer
die Tinte ausgeht, wird eine Vorrichtung 17, zum Beispiel
in Form eines Stoßbolzens 17A (z.B.
ein hohler Stoßbolzen) oder
einer Dosierschraube 17B (z.B. eine massive Dosierschraube),
wie in den 2A und 2B dargestellt,
entweder in die Richtung des Pfeils 18 gedrückt (im
Falle des Stoßbolzens 17A)
oder in die Richtung des Pfeils 19 gedreht (im Falle der
Dosierschraube 17B), um die Wand des Reservetanks 11A zu
durchstoßen,
um die im Reservetank 11A enthaltene Tinte in den Tintenzuführtank 11,
dann in das Schaumstoffmaterial 13 und anschließend in
den Druckkopf (nicht gezeigt) tropfen zu lassen.
-
Die
Vorrichtung 17, die zum Anzapfen der Wand des Reservetanks 11A verwendet
wird, ist eine Vorrichtung aus einem Stück, die vorzugsweise aus einer
flachen Kunststoffkappe 21 und einer scharten Spitze 22 an
deren unterem Abschnitt besteht. Um zu einer Verwendung der im Reservetank 11A aufbewahrten
Tinte zu gelangen, verdreht der Benutzer einfach den Knopf (Kappe 21)
in die Richtung des Pfeils 19 (im Falle der Dosierschraube 17B,
siehe 2B) oder drückt den Stoßbolzen 17A in die
Richtung des Pfeils 18, d.h. drückt ein hohles, perforiertes Rohr,
um die Wand des Reservetanks 11A (siehe 2A)
zu durchstoßen.
In beiden Fällen
ist das Endergebnis das gleiche, d.h. der zusätzliche Vorrat an Tinte wird
in den Zuführtank 11 und
anschließend aus
dem Tank 11 zu dem Schaumstoffmaterial 13, wo sie
sich in den Schaumstoff einsaugt, und dann auf die Druckköpfe geleitet.
-
In
einer anderen Ausführung
der Erfindung, wie in 3 dargestellt, gibt es eine
weitere Örtlichkeit
für den
Reservetank 11A, die im vorderen Bereich des Hauptzuführtanks 11 für Tinte
wäre. Wie vorstehend
beschrieben ist, würde
eine Vorrichtung 17 in Form einer Dosierschraube 17B oder
eines Stoßbolzens 17A zum
Durchstoßen
des Reservetanks 11A genutzt werden, um dem zusätzlichen Fluid,
z.B. Tinte, zu gestatten, in den Hauptzuführtank 11, anschließend in
den Schaumstoff 13 und dann aus den Druckköpfen zu
fließen.
Da eine Anordnung des zusätzlichen
Vorratstanks 11A vor dem Tank 11 möglicherweise
auf den unteren Tintensensor störend
einwirken kann, kann es nicht wünschenswert
sein, den zusätzlichen
Reservetank 11A in der hinteren Öffnung des Haupttanks 11 anzuordnen.
-
Flüssigtinte-Drucker
des Typs, worauf häufig Tintenstrahl
oder pulsierender Tintenstrahl bezogen ist, wie beispielsweise piezoelektrische,
akustische, auf Phasenumwandlungswachs basierte oder thermische,
weisen mindestens einen Druckkopf auf, von dem Tintentröpfchen in
Richtung eines Mediums, z.B. ein Aufzeichnungsblatt, geleitet werden.
Innerhalb des Druckkopfes ist die Tinte in mehreren Kanälen enthalten.
Leistungsimpulse bewirken, dass die Tintentröpfchen bei Bedarf aus den Öffnungen
oder Düsen
am Ende der Kanäle
ausgestoßen
werden. In einer thermischen Tintenstrahl-Markiereinrichtung oder einem Drucker
werden die Leistungsimpulse gewöhnlich
durch Widerstände
bereitgestellt, die in entsprechenden Kanälen angeordnet und einzeln
ansteuerbar sind, um Tinte in den Kanälen zu erhitzen und zu verdunsten.
Wenn eine Spannung an einen ausgewählten Widerstand angelegt wird,
entsteht in dem zugeord neten Kanal eine Dampfblase, die sich von
der Kanalöffnung
aufweitet, bevor sie zerfällt.
Die Tinte innerhalb des Kanals zieht sich anschließend zusammen
und trennt sich von der sich aufweitenden Tinte, bildet ein Tröpfchen,
das sich in einer Richtung von der Kanaldüse weg und zu dem Medium hin
bewegt. Beim Auftreffen auf das Medium bildet das Tröpfchen einen
Punkt oder Fleck aus Tinte. Der Kanal wird anschließend durch
Kapillarwirkung, die Tinte aus einem Tintenvorratsbehälter saugt,
erneut gefüllt.
-
Der
Tintenstrahl-Druckkopf kann entweder in einem Wagendrucker (d.h.
ein Drucker mit Teilbreitenanordnung) oder einem Drucker mit Seitenbreitenanordnung
eingebaut sein. Der Wagendrucker besitzt typischerweise einen relativ
kleinen Druckkopf, der Tintenkanäle
und -düsen
enthält.
Der Druckkopf kann an einer Tintenvorrats-Wegwerfpatrone befestigt
sein. Der Druckkopf und der daran befestigte Tintenvorratsschlitten
werden auf dem Schlitten zusammen hin- und her bewegt, um einen
Streifen von Informationen (gleich der Länge einer Säule der Düsen) jeweils auf ein stillstehendes
Medium zu drucken. Nachdem der Streifen gedruckt ist, wird das Papier
in einem Abstand, der gleich der Höhe des gedruckten Streifens
oder einem Teil davon ist, schrittweise vorgeschoben, so dass der
nächste
gedruckte Streifen angrenzend ist oder sich mit dem zuvor gedruckten
Streifen überlappt.
Im Gegensatz dazu weist der Drucker mit Seitenbreitenanordnung einen unbeweglichen
Druckkopf mit einer Länge
auf, die ausreichend ist, um über
die Breite oder Länge
eines Aufzeichnungsblattes zu drucken. Das Aufzeichnungsmedium wird
während
des Druckens fortgesetzt hinter dem Druckkopf mit Seitenbreitenanordnung
in einer Richtung, die im Wesentlichen normal zur Druckkopflänge ist,
und mit konstanter oder veränderlicher
Geschwindigkeit bewegt.
-
Es
wurde erkannt, dass die Tintenausspritzdüsen des Druckkopfes z.B. durch
periodisches Reinigen der Öffnungen
gewartet werden müssen,
wenn der Druckkopf in Gebrauch ist. Insbesondere kann ein „dickflüssiger Stopfen" aus teilweise getrockneter Tinte
in der Düse
verursachen, dass die Ausstoßeinrichtung
zumindest vorübergehend
ausfällt,
bis die spezielle Ausstoßeinrichtung
erneut erwärmt
wird und der dickflüssige
Stopfen aufweicht und ausgestoßen
wird. Tintentröpfchen
aus einer teilweise blockierten Ausstoßeinrichtung können fehlgeleitet
werden. Selbst der Ausfall von einer Düse wird auf einem Druckstreifen
deutlich sichtbare Ergebnisse aufweisen, weil die verstopfte Düse einen
blanken Streifen hinterlassen wird, auf dem Tinte aufgetragen worden sein
sollte. In einigen Anwendungen besteht außerdem die Notwendigkeit, einen
Druckkopf vor Gebrauch vorzufüllen,
um zu sichern, dass die Druckkopfkanäle vollständig mit Tinte gefüllt sind
und keine Verunreinigungen oder Luftblasen enthalten.
-
Eine
weitere wichtige praktische Angelegenheit ist eine Verunreinigung
des Bereichs um die Ausstoßeinrichtungen
herum. Von außen
einwirkende Restpartikel, wie beispielsweise Papierstaub oder vereinzelte
Papierfasern, werden wahrscheinlich in dem schmalen Spalt zwischen
der Vorderseite des Druckkopfes und dem Blatt hängen bleiben, möglicherweise
in die Düsen
der Ausstoßeinrichtungen eindringen
und eine Störung
verursachen.
-
Gemäß einer
anderen Ausführung
der Erfindung kann der Reservetank 11A, wie oben beschrieben,
anstelle von einer Tinte mit einem Wartungsfluid, z.B. ein Reinigungsfluid,
gefüllt
werden. Wenn man zum Beispiel wünschen
würde,
die Düsen
in den Tintenstrahl-Druckköpfen
zu reinigen (nachdem die gesamte Tinte herausgelassen wurde und
bevor ein neuer Tintentank installiert ist), würde man das Wartungsfluid in
die Druckköpfe
einleiten lassen, indem zuerst entweder der Stoßbolzen 17A gedrückt oder die
Dosierschraube 12B, wie oben beschrieben, gedreht wird.
Der untere Teil des Reservetanks 16 würde damit durchstoßen werden,
was das Einleiten des Wartungsfluids in das Schaumstoffmaterial 13 ermöglicht,
wo es aufgesaugt und anschließend
den Druckköpfen
zugeführt
und von der Wartungsstation durch die Düsen gesaugt werden würde.