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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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1. Gebiet
der Technik
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Die
Erfindung betrifft einen Tintenbehälter mit einem Tintenabsorptionselement,
das Tinte absorbierend zurückhält, und
insbesondere einen Tintenbehälter
mit einem Erfassungsabschnitt, der in der Lage ist, genau zu erfassen,
wann die Tinte im Tintenbehälter
aufgebraucht ist, einschließlich
der genutzten oder der im Tintenbehälter verbleibenden Menge an
Tinte, sowie einen Tintenstrahldrucker, welcher den Tintenbehälter als
Tintenversorgungsquelle verwendet.
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2. Verwandte
Technik
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Ein
Tintenbehälter
vom Schaumstofftyp ist als Tintenbehälter eines Tintenstrahldruckers
bekannt. Der Tintenbehälter
vom Schaumstofftyp besteht aus: einem Schaumstoff enthaltenden Teil,
welcher einen Schaumstoff enthält,
der in absorbierender Weise Tinte zurückhält, einem Tintenauslass, der mit
dem den Schaumstoff enthaltenden Teil in Verbindung steht, und einer
Belüftungsöffnung, über welche der
den Schaumstoff enthaltende Teil zur Umgebungsluft hin offen ist.
Wenn als Reaktion auf den Ausstoßdruck des Tintenstrahlkopfes
Tinte durch den Tintenauslass herausgesaugt wird, strömt eine
Luftmenge, die der Menge an herausgesaugter Tinte entspricht, von
der Belüftungsöffnung in
den Schaumstoff enthaltenden Teil.
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Im
Fall eines Tintenbehälters
vom Schaumstofftyp erfolgt die Erfassung, ob Tinte vorhanden ist, basierend
auf einem Zählergebnis,
und zwar in der Weise, dass das Zählen der Menge an verbrauchter Tinte
in Übereinstimmung
mit der Menge an Tintenpunkten (Rasterpunkten), die aus dem Tintenstrahlkopf
ausgestoßen
werden, der Menge an Tinte, die von der Tintenpumpe, welche Tinte
vom Tintenstrahlkopf aus ansaugt, herausgesaugt wurde, oder dergleichen
erfolgt.
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Allgemein
wird der Inhaltszustand eines Tintenbehälters, bei dem nur noch wenig
Tinte im Tintenbehälter übrig ist,
als "real aufgebrauchter
Zustand" bezeichnet.
Ein Inhaltszustand des Tintenbehälters,
bei dem die Menge an im Tintenbehälter verbleibender Tinte kleiner
ist als eine vorbestimmte Menge an Tinte, wird als "annähernd aufgebrauchter Zustand" bezeichnet. In der
vorliegenden Beschreibung ist unter dem Begriff "aufgebrauchter Zustand der Tinte" sowohl ein "real aufgebrauchter
Zustand" als auch
ein "annähernd aufgebrauchter
Zustand" zu verstehen,
sofern nicht anders angegeben.
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Das
Verfahren zur Erfassung eines Aufbrauchens der Tinte (der Kürze halber
ist nachfolgend unter "Aufbrauchen
der Tinte" hier "aufgebrauchter Zustand
der Tinte" zu verstehen),
bei dem die Menge an verbrauchter Tinte "gezählt" wird und das Aufbrauchen
der Tinte basierend auf dem Zählergebnis
erfasst wird, bringt die folgenden Probleme mit sich. Als erstes
gibt es einige Abweichungen bei der Menge an aus dem Tintenstrahlkopf
ausgestoßener
Tinte und der Menge an von der Tintenpumpe herausgesaugter Tinte.
Die verbrauchte Tintenmenge, die auf Basis dieser Tintenmengen gezählt wird,
kann stark von der Menge an tatsächlich
verbrauchter Tinte abweichen. Daher ist es erforderlich, dass zum
definitiven Bestimmen des aufgebrauchten Zustands der Tinte ein
großer
Spielraum eingeräumt
wird. Die Folge davon ist, dass zu einem Zeitpunkt, bei dem das
Aufbrauchen der Tinte erfasst wird, häufig noch eine große Menge
an Tinte übrig
ist, was zu einer Verschwendung von Tinte führt.
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Ein
möglicher
Weg zur Lösung
des Problems besteht darin, dass das Aufbrauchen der Tinte direkt erfasst
wird, und zwar durch Verwendung eines optischen Erfassungssystems,
welches die reflektierende Oberfläche eines Prismas nutzt, die
ihre ursprüngliche
Oberflächenreflexionsfunktion
wiedererlangt, wenn die Tinte aufgebraucht ist. Ein Erfassungssystem,
welches die reflektierende Prismaoberfläche verwendet, ist beispielsweise
in JP-A-10-323993 und dem US-Patent Nr. 5 616 929 offenbart.
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Im
Fall des Tintenbehälters
vom Schaumstofftyp wird die Tinte in absorbierter Form im Schaumstoff
zurückgehalten.
Daher ist es unmöglich, das
in der Patentpublikation offenbarte Erfassungssystem direkt auf
den Tintenbehälter
anzuwenden. Eine mögliche
Lösung
dafür besteht
darin, dass eine Tintennebenkammer geringen Fassungsvermögens, die
Tinte speichern kann, zwischen einer Tintenhauptkammer (einem den
Schaumstoff enthaltenden Teil) und dem Tintenauslass angeordnet
wird. Die Reflektierende Oberfläche
des Prismas ist in der Tintennebenkammer angeordnet. In einem Zustand,
bei dem eine gewisse Menge an Tinte in der Tintenhauptkammer verbraucht
wurde, strömt
Luft in die Tintennebenkammer.
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Durch
diese Anordnung strömt
jedes Mal, wenn durch den Tintenauslass Tinte gefördert wird, Tinte
von der Tintenhauptkammer in die Tintennebenkammer. Wenn nur noch
eine geringe Menge an Tinte in der Tintenhauptkammer verbleibt,
treten Luftblasen in die Tintenhauptkammer ein. Mit der Zeit wird
die in der Tintenhauptkammer befindliche Tinte aufgebraucht, und
die einzige noch im Tintenbehälter verbleibende
Tinte ist die in der Tintennebenkammer gespeicherte Tinte.
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Wenn
sich die Menge an in der Tintennebenkammer verbleibender Tinte auf
eine geringe Menge reduziert hat, gelangt die Rückseite der Reflexionsfläche des
Prismas, welche als Tintengrenzfläche dient, in einen oberhalb
des Tintenflüssigkeitsspiegels
freiliegenden Zustand, und der Reflexionszustand der Reflexionsfläche ändert sich.
Insbesondere nimmt die Rückseite
des Primas, die nicht als Reflexionsfläche fungiert, wenn sie mit
Tinte bedeckt ist, nach und nach wieder ihre ursprüngliche
Funktion einer Reflexionsfläche
an, wenn der Tintenflüssigkeitspegel
sinkt. Demgemäß kann ein
Zustand, bei welchem die Menge an Resttinte geringer ist als eine vorbestimmte
Menge an Tinte, basierend auf der durch die Reflexionsfläche reflektierten
Lichtmenge erfasst werden. Daher kann, wenn das Volumen der Tintennebenkammer
ausreichend klein ist, das Aufbrauchen der Tinte zu einem Zeitpunkt
erfasst werden, bei dem die Menge an Resttinte im Wesentlichen Null
ist.
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Wenn
Luftblasen, die in die Tintennebenkammer eingetreten sind, an der
Rückseite
der Reflexionsfläche
des Prismas anhaften oder in der Nähe der Rückseite vagabundieren, bleibt
die Reflexionsfläche
des Prismas mit Tinte bedeckt, die zwischen den Luftblasen zurückgehalten
wird, auch wenn der Tintenflüssigkeitsspiegel
bis auf einen Pegel unterhalb der Reflexionsfläche des Prismas absinkt. Demzufolge
bleibt der Reflexionszustand der Reflexionsfläche des Prismas unverändert, auch
wenn der Tintenflüssigkeitsspiegel
absinkt. Daher tritt möglicherweise
eine nachteilige Situation auf, bei welcher das Erfassen des Aufbrauchens
der Tinte unmöglich
ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Demgemäß ist es
eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenbehälter bereitzustellen, welcher die
unerwünschte
Situation beseitigen kann, dass sich bedingt durch in der Tintennebenkammer
vorhandene Luftblasen der Reflexionszustand der Reflexionsflächen auch
bei sinkendem Tintenflüssigkeitspegel
nicht ändert.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Tintenstrahldrucker
bereitzustellen, welcher ein Aufbrauchen der Tinte im Tintenbehälter genau
und sicher dadurch erfassen kann, dass der Reflexionszustand der
Reflexionsflächen
des Tintenbehälters
erfasst wird.
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Um
die zuvor erwähnten
Probleme zu lösen, wird
ein Tintenbehälter
bereitgestellt, welcher aufweist: ein Tintenabsorptionselement,
welches Tinte in absorbierender Weise zurückhält; eine Tintenhauptkammer,
welche das Tintenabsorptionselement enthält und zur Umgebungsluft hin
offen ist; einen Tintenauslass; eine Tintennebenkammer, welche beinhaltet:
eine erste Tintennebenkammer, die zwischen der Tintenhauptkammer
und dem Tintenauslass ausgebildet ist und ermöglicht, dass Tinte und Luftblasen,
die beide aus der Tintenhauptkammer kommen, in die erste eigentliche
Tintennebenkammer einströmen;
eine zweite Tintennebenkammer, die zwischen der ersten Tintennebenkammer
und dem Tintenauslass befindet und die Tinte bevorratet; und einen
Tintenkanal, welcher die Tinte und die Luftblasen von der ersten
Tintennebenkammer zur zweiten Tintennebenkammer leitet, und einen
Erfassungsabschnitt, der am Tintenkanal und/oder an der zweiten
Tintennebenkammer angeordnet ist und dazu dient, optisch zu erfassen,
ob die Tinte aufgebraucht ist, und zwar auf Basis einer Luftmenge,
die von der Tintenhauptkammer in die Tintennebenkammer geströmt ist.
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In
der Erfindung ist die Tintennebenkammer unterteilt in eine erste
Tintennebenkammer und eine zweite Tintennebenkammer, abgesehen vom
darin befindlichen Tintenkanal, wodurch verhindert wird, dass von
der zweiten Tintennebenkammer aus eine Zufuhr von Tinte zur Erzeugung
oder Aufrechterhaltung von Luftblasen in der ersten Tintennebenkammer
erfolgt. Demgemäß wird eine
Zerstörung
von in der ersten Tintennebenkammer befindlichen Luftblasen gefördert und
eine Bildung von Luftblasen durch die Tinte in der ersten Tintennebenkammer
verhindert. Demzufolge ist der Erfassungsabschnitt beim Tintenkanal,
welcher die erste Tintennebenkammer mit der zweiten Tintennebenkammer
miteinander verbindet, oder bei der zweiten Tintennebenkammer angeordnet.
Der Einfluss von Luftblasen auf den Erfassungsabschnitt wird stark
verringert, und somit wird die Erfassungsgenauigkeit des Erfassungsabschnittes
stark verbessert.
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In
der Erfindung beinhaltet der Erfassungsabschnitt vorzugsweise Reflexionsflächen, deren Rückseiten
als Tintengrenzflächen
dienen. Weiter wird ein Teil des Tintenkanals durch die Rückseiten der
Reflexionsflächen
und die den Rückseiten
der Reflexionsflächen
zugewandten gegenüberliegenden
Flächen
gebildet, wobei diese durch einen vorbestimmten Abstand voneinander
getrennt sind. Mit einem derartigen Aufbau werden Luftblasen, die
in die erste Tintennebenkammer geströmt sind, durch den Tintenkanal
zu den Rückseiten
der Reflexionsflächen geleitet.
Demgemäß erfolgt
an den Reflexionsflächen,
deren Rückseiten
als Tintengrenzflächen
dienen, mit großer
Genauigkeit ein "Umschalten" von einem nicht
reflektierenden Zustand in einen reflektierenden Zustand, und zwar
in Übereinstimmung
mit der Menge der zu diesen strömenden
Luftblasen. Daher wird ein Aufbrauchen der Tinte sicher erfasst.
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Um
die Rückseiten
der Reflexionsflächen
als Tintengrenzflächen
einzurichten, kann ein Teil des Tintenkanals durch die Rückseiten
der Reflexionsflächen
und die den Rückseiten
der Reflexionsflächen zugewandten
gegenüberliegenden
Flächen
gebildet sein, wobei diese durch einen vorbestimmten Abstand voneinander
getrennt sind.
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In
diesem Fall wird bevorzugt, dass beim Tintenkanal, an dem sich die
Rückseiten
der Reflexionsflächen
befinden, die Luftblasen, welche in die erste Tintennebenkammer
eingeströmt
sind, beim Strömen zusammengedrückt sind.
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Wenn
eine Anzahl von Luftblasen, die in die Tintennebenkammer eingeströmt sind,
in der Nähe der
Rückseiten
der Reflexionsflächen
vagabundieren, sind die Rückseiten
der Reflexionsflächen
mit Tinte bedeckt, die zwischen den Luftblasen zurückgehalten
wird. In diesem Zustand sind, sogar wenn die Tintennebenkammer im
Wesentlichen mit Luftblasen gefüllt
ist und keine Tinte enthält,
die Rückseiten der
Reflexionsflächen
mit Tinte bedeckt, die zwischen den Luftblasen zurückgehalten
wird. Demgemäß fungieren
die Reflexionsflächen
weiterhin als Tintengrenzflächen
und nicht als Reflexionsflächen. Demzufolge
kann, sogar wenn die Tinte in der Tintennebenkammer aufgebraucht
ist und der Aufbrauchzustand der Tinte hergestellt ist, der Erfassungsabschnitt
diesen Zustand nicht erfassen. Es sei angemerkt, dass bei der Erfindung
die Luftblasen auf der Rückseite
der Reflexionsflächen
durch den Tintenkanal strömen
und dabei zusammengedrückt
werden. Demgemäß werden
die Luftblasen zwangsweise gegen die Rückseiten der Reflexionsflächen gedrückt und
in Kontakt mit der Oberfläche
gebracht. Aus diesem Grund wird ein Problem, dass die Rückseiten der
Reflexionsflächen
mit der zwischen den Luftblasen zurückgehaltenen Tinte bedeckt
sind, vermieden, und der Aufbrauchzustand der Tinte wird zuverlässig erfasst.
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Beim
Tintenbehälter
sind, betreffend einen Zwischenraum zwischen den Rückseiten
der Reflexionsflächen
und den gegenüberliegenden
Flächen, ein
Teil vorgegebener Breite, der eine Einfallsposition zur Erfassung
von Licht auf der Reflexionsfläche
beinhaltet, und ein Teil vorgegebener Breite, der eine Reflexionsposition
zur Erfassung von Licht auf der anderen Reflexionsfläche beinhaltet,
breiter als der übrige
Teil des Tintenkanals. Mit diesem Merkmal erfolgt ein sicheres Strömen der
Luftblasen an den Einfalls- und Reflexionspositionen des Erfassungslichtes.
Demgemäß wird der
Aufbrauchzustand der Tinte zuverlässig erfasst.
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Beim
Tintenbehälter
sind Teile des Tintenkanals, welche durch die Rückseiten der Reflexionsflächen und
die gegenüberliegenden
Flächen
begrenzt sind, bei lediglich einem Teil vorgegebener Breite, der mindestens
eine von einer Einfallsposition zur Erfassung von Licht auf der
Reflexionsfläche
beinhaltet, und einem Teil vorgegebener Breite ausgebildet, der eine
Reflexionsposition zur Erfassung von Licht auf der Reflexionsfläche beinhaltet.
Dieses Merkmal ermöglicht
ebenfalls ein sicheres Erfassen des Aufbrauchens der Tinte und vereinfacht
die Struktur des Erfassungsabschnittes zum Erfassen der Aufbrauchens
der Tinte.
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Die
Reflexionsflächen
können
ein Paar von Reflexionsflächen
eines Prismas sein, die im rechten Winkel zueinander ausgerichtet
sind.
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Der
Tintenbehälter
kann weiter aufweisen: eine Tintenhauptkammer-seitige Verbindungsöffnung,
welche die Tintenhauptkammer mit der Tintennebenkammer verbindet;
einen ersten Filter, der auf der Tintenhauptkammer-seitigen Verbindungsöffnung montiert
ist und aus porösem
Material besteht, das einen Durchtritt von Luftblasen erlaubt; eine
Tintenauslass-seitige Verbindungsöffnung, welche die zweite Tintennebenkammer
mit dem Tintenauslass verbindet; und einen zweiten Filter, der an
der Tintenauslass-seitigen Verbindungsöffnung montiert ist und aus
porösem
Material besteht, dessen feine Löcher geringeren
Durchmesser haben als diejenigen des ersten Filters. Dieses kennzeichnende
Merkmal verhindert, dass Luftblasen, die in die Tintenkammer eingeströmt sind,
aus dem Tintenauslass zum Tintenstrahlkopf abströmen.
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Die
ersten und die zweite Tintennebenkammer werden durch ein im Inneren
der Tintennebenkammer angebrachtes Unterteilungselement begrenzt.
Dieses Merkmal sorgt für
ein unschwieriges Formgießen
des Behälterkörpers des
Tintenbehälters.
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Im
Tintenbehälter
ist eine unregelmäßige Oberfläche zum
Einfangen von in einem Blasenspeicherteil erzeugten Luftblasen auf
der Oberseite des Unterteilungselementes ausgebildet, das die erste Tintennebenkammer
begrenzt.
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Luftblasen,
die durch Luft erzeugt werden, die gemeinsam mit der Tinte von der
Tintenhauptkammer zur ersten Tintennebenkammer gelangt, strömen in die
erste Tintennebenkammer zum Tintenkanal. Jedoch werden die Luftblasen
durch die Vertiefungen der unregelmäßigen Oberfläche eingefangen,
die auf der Oberfläche
des Abteilplattenelementes ausgebildet sind, und deren Bewegung
wird blockiert. Wenn Luftblasen weiter in einem Zustand erzeugt
werden, bei dem sich die Luftblasen nicht bewegen, vereinigen sich
neu gebildete Luftblasen mit den Luftblasen, die von den Vertiefungen
eingefangen wurden und sich nicht bewegen, wodurch Luftblasen entstehen,
die größer sind
als die neu gebildeten Blasen. Demzufolge wird die Erzeugung einer Luftschicht
in der ersten Tintennebenkammer gefördert, und die Luftblasen werden
rasch von der Tintenflüssigkeitsoberfläche getrennt.
Demgemäß wird die unerwünschte Situation,
dass Luftblasen in die zweite Tintennebenkammer einströmen, an
den Rückseiten
der Reflexionsflächen
anhaften und eine Erfassung des Aufbrauchens der Tinte unmöglich machen, sicher
vermieden.
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Die
unregelmäßige Oberfläche enthält Vertiefungen
und/oder Vorsprünge,
welche in einer solchen Richtung angeordnet sind, dass ein Strom
von zum Tintenkanal strömenden
Luftblasen umgelenkt wird. Mit diesem Merkmal wird das Strömen von
Luftblasen sicher blockiert.
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Die
Vertiefungen und die Vorsprünge
sind auf der unregelmäßigen Oberfläche abwechselnd angeordnet,
und die Oberflächen
der Vorsprünge
beinhalten Teile, auf welchen zweite höhere Vorsprünge ausgebildet sind und die
dabei diskret angeordnet sind. Mit diesem Merkmal werden die Luftblasen durch
die tiefer liegenden Vertiefungen, die zwischen diesen Vorsprüngen und
den zweiten Vorsprüngen ausgebildet
sind, zuverlässig
eingefangen. Weiter kann Tinte dazu gebracht werden, dass sie durch Zwischenräume zwischen
den diskreten zweiten Vorsprüngen
fließt.
Daher können
die Luftblasen zuverlässig
eingefangen werden, und die Menge an in der unregelmäßigen Oberfläche verbleibenden
Tinte kann verringert werde.
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Die
Vertiefungen und/oder die Vorsprünge auf
der unregelmäßigen Oberfläche sind
zickzackartig angeordnet, wenn man sie in Fließrichtung der zum Tinteneinströmloch strömenden Luftblasen
betrachtet. Mit diesem Merkmal werden die Luftblasen zuverlässig eingefangen
und es werden keine Luftblasen in der unregelmäßigen Oberfläche gespeichert.
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Der
Zwischenraum zwischen der Oberseite der Oberfläche und einem ersten Filter,
der die Tintenhauptkammer von der ersten Tintennebenkammer trennt
und aus einem porösen
Material besteht, welches einen Durchtritt der Luftblasen erlaubt,
ist kleiner als der Durchmesser von jeder in der ersten Tintennebenkammer
erzeugten Luftblase. Wenn dies der Fall ist, werden die in der ersten
Tintennebenkammer erzeugten Luftblasen flach zusammengedrückt. Daher
werden die Luftblasen zuverlässig
auf der unregelmäßigen Oberfläche des
Unterteilungselementes eingefangen. Das Verbinden der Luftblasen wird
in vorteilhafter Weise erleichtert.
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In
einer bevorzugten Konfiguration ist der Zwischenraum zwischen einer
Innenumfangsfläche der
ersten Tintennebenkammer und der Außenumfangsfläche des
Unterteilungselements flüssigkeitsdicht
abgedichtet. Der Grund dafür
ist, dass, wenn keine solche Abdichtung besteht, die Blasen erzeugende
Tinte durch Kapillarwirkung aus dem Tintenspeicherteil zum Blasenspeicherteil
zugeführt
wird. Dies kann demgemäß kann ein
Trennen der Luftblasen von der Tintenflüssigkeitsoberfläche durch
das Unterteilungselement verhindern.
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Ein
Tintenstrahldrucker, welcher den hier definierten Tintenbehälter als
Tintenversorgungsquelle verwendet, weist ein Erfassungsteil zum
Erfassen des Erfassungsabschnittes des Tintenbehälters auf. Der Tintenstrahldrucker
der Erfindung erfasst sicher den Aufbrauchzustand der Tinte.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1a und 1b sind
eine Draufsicht und eine Vorderansicht, welche den Tintenbehälter vom Schaumstofftyp
zeigen, bei dem es sich um eine Ausführungsform der Erfindung handelt;
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2 ist
eine perspektivische Ansicht, welche den Tintenbehälter von 1 zeigt, wenn dieser vom Boden her betrachtet
wird;
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3 ist
eine explodierte perspektivische Ansicht, welche den Tintenbehälter von 1 zeigt;
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4(a) ist ein Querschnitt des Tintenbehälters 1 entlang
Linie IV-IV von 1, und 4(b) ein vergrößerter Querschnitt,
welcher einen Teil des Tintenbehälters
bei eingebautem Behälter
darstellt;
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5 ist
ein Querschnitt des Tintenbehälters 1 entlang
Linie V-V von 1;
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6 ist
ein Querschnitt des Tintenbehälters 1 entlang
Linie VI-VI von 1;
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7 ist
eine Ansicht, welche einen Tintenbehälter gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, und zwar speziell einen Querschnitt entlang
Linie V-V von 1;
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8 ist
eine Ansicht, welche einen Tintenbehälter gemäß einer zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigt, und zwar speziell einen Querschnitt entlang
Linie VI-VI von 1;
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9 ist
ein Querschnitt eines weiteren Beispiels des in 8 dargestellten
Tintenkanals;
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10 ist
ein Querschnitt noch eines weiteren Beispiels des in 8 dargestellten
Tintenkanals;
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11 ist
ein Querschnitt noch eines weiteren Beispiels des in 8 dargestellten
Tintenkanals;
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12 ist
eine Ansicht, welche ein Unterteilungselement gemäß einer
dritten Ausführungsform der
Erfindung zeigt;
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13(a) zeigt einen Tintenbehälter gemäß der dritten Ausführungsform
der Erfindung und ist ein teilweise vergrößerter Querschnitt entlang
Linie V-V von 1, und 13(b) ist ein teilweise vergrößerter Längsquerschnitt, welcher einen
Abschnitt des Tintenbehälters,
abgesehen von einem ersten Filter zeigt;
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14(a) bis (e) sind erläuternde Diagramme, welche die
Funktionsweisen und Vorteile des in 13 dargestellten
Tintenbehälters
erläutern;
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15 ist
eine schematische Darstellung vom Hauptteil eines Tintenstrahldruckers
vom seriellen Typ, in welchen die Erfindung eingebaut ist;
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16(a) ist ein Querschnitt, welcher die Luftblasen
zeigt, die in den Tintenkanal eingeströmt sind, zusammengedrückt werden
und gegen die Reflexionsflächen
gedrückt
werden;
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16(b) ist ein Querschnitt, welcher die Reflexionsflächen zeigt,
die durch Tinte, die in den Zwischenräumen zwischen den Luftblasen
zurückgehalten
wird, weiter bedeckt bleiben.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Ausführungsformen
eines Tintenbehälters
in Übereinstimmung
mit der Erfindung werden nachfolgend mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen beschrieben. Die nachfolgend angeführten Ausführungsformen betreffen einen
erfindungsgemäßen Tintenbehälter, der
sich abnehmbar an einem Behälterbefestigungsteil
eines Tintenstrahldruckers anbringen lässt. Die Erfindung kann auch
auf andere Arten ausgeführt
sein, beispielsweise als vorab in den Tintenstrahldrucker eingebauter
Tintenbehälter.
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15 ist
eine schematische Darstellung eines Hauptabschnitts eines Tintenstrahldruckers
einer ersten Ausführungsform
der Erfindung. Der mit dem Bezugszeichen 91 bezeichnete
Tintenstrahldrucker ist vom seriellen Typ. Ein Tintenstrahlkopf 94 ist
an einem Wagen 93 montiert, der sich entlang eines Führungsschaftes 92 hin
und her bewegen lässt.
Tinte wird dem Tintenstrahlkopf 94 mittels eines flexiblen Tintenschlauches 96 aus
einem Tintenbehälter 1 zugeführt, der
an einem (nicht dargestellten) Behälterbefestigungsteil angebracht
ist.
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1(a) und 1(b) sind
eine Draufsicht und eine Vorderansicht, welche den Tintenbehälter zeigen,
der eine Ausführungsform
der Erfindung ist. 2 ist eine perspektivische Ansicht,
welche den Tintenbehälter
bei einer Betrachtung vom Boden her zeigt. 3 ist eine
explodierte perspektivische Ansicht des Tintenbehälters.
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Im
Gebrauch ist dieser Tintenbehälter 1 an einem
Behälterbefestigungsteil
des Tintenstrahldruckers 91 lösbar angebracht. Der Tintenbehälter 1 beinhaltet
einen rechteckigen Behälterkörper 2,
dessen Oberseite offen ist, und einen Behälterdeckel 4, welcher
die an der Oberseite befindliche Öffnung 3 dicht verschließt. Eine
Tintenhauptkammer 5 ist in einem durch diese Elemente begrenzten
Raum ausgebildet und enthält
einen Schaumstoff 6 (Tintenabsorptionselement), welcher
insgesamt rechteckige Form hat und Tinte in absorbierter Form zurückhält.
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Ein
Tintenauslass 7 ist in der Bodenfläche des Behälterkörpers 2 ausgebildet.
Eine scheibenartige Gummidichtung 8 ist in den Tintenauslass 7 eingesetzt,
und ein Durchgangsloch 8a ist am Mittelteil der Gummidichtung
und durch diesen hindurch ausgebildet und dient als Tintenabsaugöffnung.
Ein Ventil 9, das zur Abdichtung des Durchgangsloches 8a in der
Lage ist, befindet sich an einer Position unterhalb der Gummidichtung 8 des
Tintenauslasses 7. Das Ventil 9 wird durch eine
Schraubenfeder 10 permanent gegen die Gummidichtung 8 gedrückt, um
das Durchgangsloch 8a dichten zu verschließen.
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Die
Tintenhauptkammer 5 steht mit dem Tintenauslass 7 über eine
Tintennebenkammer 30 in Verbindung, welche durch ein erster
und ein zweiter Filter 11 und 12 begrenzt wird,
und ist über
ein im Behälterdeckel 4 ausgebildetes
Belüftungsloch 13 zur Umgebungsluft
hin offen. Dementsprechend tritt, wenn die Tinte, die in absorbierter
Form in dem in die Tintenhauptkammer 5 eingelegten Schaumstoff 6 zurückgehalten
wird, durch den Tintenauslass 7 herausgesaugt wird, eine
der herausgesaugten Tintenmenge entsprechende Luftmenge durch das
Belüftungsloch 13 in
die Tintenhauptkammer 5 ein.
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Das
Belüftungsloch 13 des
Behälterdeckels 4 ist
mit einer in der Oberfläche
des Behälterdeckels 4 ausgebildeten
gekrümmten
Nut 13a verbunden, und ein Ende 13b der gekrümmten Nut 13a erstreckt sich
zu einer Position in der Nähe
des Kantenendes des Behälterdeckels 4.
Zum Zeitpunkt der Herstellung des Tintenbehälters 1 kann ein Siegel 14 auf
einen Abschnitt des Behälterdeckels 4 aufgeklebt
werden, in welchem das Belüftungsloch 13 und
die gekrümmte
Nut 13a ausgebildet sein kann. Beim Gebrauch wird ein Teil 14b des
Siegels 14 entlang einer Schnittlinie 14a des
Siegels 14 abgezogen, und dann liegt das Ende 13b der
gekrümmten
Nut 13a frei und das Belüftungsloch 13 ist
zur Umgebungsluft hin offen.
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Auf
den Tintenauslass 7 in der Bodenfläche des Behälters ist ebenfalls ein Siegel 15 aufgeklebt. Wenn
der Tintenbehälter 1 am
Behälterbefestigungsteil
angebracht ist, durchsticht eine Tintenversorgungsnadel 65 (siehe 4(b)) die am Behälterbefestigungsteil angebracht
ist, das Siegel 15 und tritt in das Durchgangsloch 8a ein.
Als Ergebnis ist der Tintenbehälter 1 in
einen montierten oder eingelegten Zustand versetzt.
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4(a) ist ein Querschnitt des Tintenbehälters 1 entlang
Linie IV-IV von 1, und 4(b) ein vergrößerter Querschnitt,
welcher einen Teil des Tintenbehälters
bei eingebautem Behälter
darstellt. 5 ist ein Querschnitt des Tintenbehälters 1 entlang
Linie V-V von 1. 6 ist
ein Querschnitt des Tintenbehälters 1 entlang
Linie VI-VI von 1.
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Wie
in diesen Figuren dargestellt, ist die Tintennebenkammer 30,
die durch den ersten und den zweiten Filter 11 und 12 begrenzt
wird, zwischen dem Tintenauslass 7 und der Tintenhauptkammer 5 ausgebildet.
Ein zylindrischer Rahmen 22 von rechteckigem Querschnitt
ist im Bodenplattenteil 21 des Behälterkörpers 2 in einem solchen
Zustand vorgesehen, dass er durch den Bodenplattenteil 21 hindurch verläuft und
sich in vertikaler Richtung erstreckt. Eine rechteckige Verbindungsöffnung 25 (Tintenhauptkammer-seitige
Verbindungsöffnung)
ist am oberen Ende eines oberen zylindrischen Rahmenteils 23 des zylindrischen
Rahmens 22 ausgebildet, welcher aufrecht in der Tintenhauptkammer 5 steht.
Der erste Filter 11 von rechteckiger Form ist auf der Verbindungsöffnung 25 montiert.
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Die
am unteren Ende befindliche Öffnung
eines unteren zylindrischen Rahmenteils 24, das vom Bodenplattenteil 21 des
zylindrischen Rahmens 22 in vertikaler Richtung und nach
unten verläuft,
ist durch einen integral mit diesem ausgebildeten Rahmenbodenplattenteil 24a dicht
verschlossen. Ein vorspringender Teil 26 von insgesamt
zylindrischer Form erstreckt sich vom mittleren Teil des Rahmenbodenplattenteils 24a in
vertikaler Richtung nach oben und nach unten. Ein mittiges Loch
des zylindrischen vorspringenden Teils 26 dient als Tintenkanal 27,
der mit dem Tintenauslass 7 in Verbindung steht. Die Gummidichtung 8,
das Ventil 9 und die Schraubenfeder 10 sind in
diesem Teil montiert. Ein Federaufnahmeteil 28 zur Aufnahme
der Schraubenfeder 10 ist auf der Innenumfangsfläche des
zylindrischen vorspringenden Teils 26 in integraler Weise
ausgebildet. Der zweite Filter 12 ist auf einer kreisförmigen Verbindungsöffnung 29 (Tintenauslass-seitige
Verbindungsöffnung)
montiert, die im oberen Ende des zylindrisch vorstehenden Teils 26 ausgebildet
ist.
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Der
erste Filter 11 dieser Ausführungsform erlaubt, dass Tinte
durch dieses hindurch strömt,
und besteht aus einem porösen
Material, welches erlaubt, dass unter einer auf den Tintenauslass 7 einwirkenden
Tintenansaugkraft Luftblasen durch dieses hindurchtreten. Mit anderen
Worten besteht der erste Filter aus einem porösen Material, das eine derart
feine Lochgröße hat,
dass eine Kapillaranziehung geliefert wird, bei welcher der Tintenmeniskus
durch die Tintenabsorptionskraft gebrochen wird. Dieser erste Filter 11 ist
aus einem Textilvlies, einem Siebfilter oder dergleichen aufgebaut.
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Der
zweite Filter 12 besteht aus einem porösen Material mit feinen Löchern von
jeweils geringerem Durchmesser als beim ersten Filter 11.
Demgemäß kann verhindert
werden, dass Tinte durch den zweiten Filter 12 hindurch
strömt,
außer
wenn sie von einer (nicht dargestellten) Tintenpumpe angesaugt wird
und eine Tintenansaugkraft auf den Tintenauslass einwirkt. Die feinen
Löcher
des zweiten Filters 12 haben eine solche Größe, dass
in der Tinte enthaltene Fremdmaterialien eingefangen werden. Der
zweite Filter kann ebenfalls aus einem Textilvlies, einem Siebfilter
oder dergleichen aufgebaut sein.
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Hierbei
versteht man unter "Tintenansaugkraft" die Tintenansaugkraft,
die auf den Tintenauslass 7 reagierend auf einen Tintenausstoßdruck im Tintenstrahlkopf 94 als
mit Tinte zu versorgendes Objekt einwirkt, oder die durch die Tintenpumpe
ausgeübte
Saugkraft.
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Ein
Erfassungsabschnitt ist auf dem Tintenbehälter 1 der vorliegenden
Ausführungsform
angeordnet. Der Erfassungsabschnitt erfasst optisch, ob der Tintenbehälter 1 am
Tintenbefestigungsteil des Tintenstrahldruckers 91 angebracht
ist, und erfasst das Aufbrauchen der Tinte im Tintenbehälter 1.
Der Erfassungsabschnitt beinhaltet ein rechtwinkliges Prisma 51,
welches erfasst, ob der Tintenbehälter 1 am Behälterbefestigungsteil
des Tintenstrahldruckers 91 montiert ist, ein weiteres
rechtwinkliges Prisma 52, welches optisch erfasst, dass
die Menge an in der Tintennebenkammer 30 verbliebenen Tinte
unterhalb einer vorbestimmten Menge an Tinte oder einem vorbestimmten
Flüssigkeitspegel
liegt, sowie einen Tintenkanal 94, welcher Luftblasen,
die über
den ersten Filter 11 in die Tintennebenkammer 30 eingetreten
sind, zur Rückseite
(Tintengrenzfläche)
der Reflexionsflächen 52a und 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 leitet.
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Bezug
nehmend auf die 3, 4, 5 und 6 ist
eine sich in seitlicher Richtung erstreckende rechteckige Platte 54 am
unteren Ende einer Seitenplatte des Behälterkörpers 2 befestigt.
Die rechtwinkligen Prismen 51 und 52 sind in integraler
Weise auf der Innenfläche
der rechteckigen Platte 54 ausgebildet und sind dabei voneinander
durch einen festen Abstand getrennt. Die rechtwinkligen Prismen 51 und 52 beinhalten
jeweils ein Paar von reflektierenden Flächen 51a und 51b bzw. 52a und 52b,
welche unter einem rechten Winkel angeordnet sind.
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Das
rechtwinklige Prisma 51 liegt einer Seitenplatte 53 des
Behälterkörpers 2 gegenüber, wobei eine
Luftschicht 55 von fester Spaltbreite zwischen diesen angeordnet
ist. Eine Aussparung 56, deren Form der Form des rechtwinkligen
Prismas 51 entspricht, ist in der Seitenplatte 53 ausgebildet.
Durch Vorsehen der Aussparung 56 liegen die Reflexionsflächen 51a und 51b der
Seitenplatte 53 des Tintenhauptkammer 5 gegenüber, wobei
sich die Luftschicht 55 fester Spaltbreite dazwischen befindet. Das
rechtwinklige Prisma 52 ist dem Inneren der Tintennebenkammer 30 über eine Öffnung 22b direkt ausgesetzt,
welche in dem die Tintennebenkammer 30 begrenzenden zylindrischen
Rahmen 22 ausgebildet ist. Die Rückseiten der Reflexionsflächen 52a und 52b dienen
als Tintengrenzflächen.
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Ein
Unterteilungselement 61 ist im Inneren der Tintennebenkammer 30 angeordnet
und unterteilt den Innenraum der Tintennebenkammer 30 in
einen näher
am ersten Filter 11 befindlichen Blasenspeicherteil 63 (erste
Tintennebenkammer) und einen Tintenspeicherteil 66 (zweite
Tintennebenkammer) des unteren Teils, der sich näher am zweiten Filter 12 befindet.
Das Unterteilungselement 61 und das rechtwinklige Prisma 52 bilden
den Tintenkanal 64. Das Unterteilungselement 61 ist
auf einem Höhenniveau
mit den Tintenbehälter 52a und 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 im Innenraum der Tintennebenkammer 30 angeordnet,
wodurch der Tintenkanal 64 gebildet wird, welcher Tinte
und Luftblasen, die in den Blasenspeicherteil 63 eingetreten
sind, zur Rückseite der
Tintenbehälter 52a und 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 leitet. Insbesondere sind die
zugewandten oder gegenüberliegenden
Flächen 61a und 61b auf
dem Unterteilungselement 61 ausgebildet und liegen den
Reflexionsflächen 52a bzw. 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 mit zwischen diesen angeordneten
Spalten gegenüber.
Der Tintenkanal 64, der sich an den Blasenspeicherteil 63 anschließt, ist durch
die Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b und
die gegenüberliegenden
Flächen 61a und 61b gebildet.
Demgemäß ist, wenn
sich der Tintenflüssigkeitspegel
der Tintennebenkammer 30 oberhalb der Montageposition des
rechtwinkligen Prismas 52 befindet, die Reflexionsfläche 52b in
Kontakt mit der Tinte. In diesem Zustand fungieren die Reflexionsflächen nicht
als Reflexionsflächen.
Wenn sich der Tintenflüssigkeitspegel
bis unter die Montageposition absenkt, fungieren die Reflexionsflächen 52a und 52b als
Reflexionsflächen.
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Die
Breite des Tintenkanals 64, bei dem die Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b des rechtwinkligen
Prismas 52 als Tintengrenzflächen dienen, ist geringer als
der Durchmesser einer Luftblase gewählt, welche durch Luft, die über den
ersten Filter 11 in die Tintennebenkammer 30 eingetreten ist,
erzeugt wird, beispielsweise 0,2 bis 0,5 mm.
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Wie
in 6 dargestellt, sind optische Sensoren 57 und 58 vom
Reflexionstyp am Tintenstrahldrucker 91 montiert, an welchem
der Tintenbehälter 1 befestigt
ist. Der optische Sensor 57 beinhaltet ein Licht emittierendes
Element 57a und ein Licht empfangendes Element 57b,
und der optische Sensor 58 beinhaltet ein Licht emittierendes 58a und
ein Licht empfangendes Element 58b. Der optische Sensor 57 ist
derart angeordnet, dass vom Licht emittierenden Element 57a emittiertes
Licht auf die Reflexionsfläche 51a unter
einem 45° Winkel
auftrifft, und von den Reflexionsflächen 51a und 51b reflektiertes
Licht durch das Licht empfangende Element 57b empfangen
wird. Der optische Sensor 58 ist derart angeordnet, dass
vom Licht emittierenden Element 58a emittiertes Licht auf
die Reflexionsfläche 52a unter
einem 45° Winkel
auftrifft, und von den Reflexionsflächen 52a und 52b reflektiertes
Licht durch das Licht empfangende Element 58b empfangen
wird.
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Erfassungsoperation
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Eine
Erfassung, ob der Tintenbehälter 1 am Tintenbefestigungsteil
des Tintenstrahldruckers 91 angebracht ist und eine Erfassung
des Aufbrauchens der Tinte im Tintenbehälter 1 werden in der
folgenden Weise ausgeführt.
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Wenn
der Tintenbehälter 1 am
Tintenbefestigungsteil des Tintenstrahldruckers 91 angebracht
ist, wie in 4(b) dargestellt, wird das vordere
Ende der am Tintenstrahldrucker 91 vorgesehenen Tintenversorgungsnadel 65 durch
das Durchgangsloch 8a der in den Tintenauslass 7 des
Tintenbehälters 1 eingesetzten
Gummidichtung 8 durchgesteckt und drückt das im Inneren des Tintenkanals 27 befindliche
Ventil 9 nach oben.
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Demzufolge
wird der Tintenauslass 7 in einen geöffneten Zustand versetzt. Tinte,
die in absorbierter Weise im Schaumstoff 6 in der Tintenhauptkammer 5 des
Tintenbehälters 1 zurückgehalten wird,
strömt
in den Tintenkanal 27 über
den ersten Filter 11 und die Tintennebenkammer 30 ein,
und strömt
durch die Tintenversorgungsnadel 65 und kann dem Tintenstrahlkopf 94 des
Tintenstrahldruckers 91 zugeführt werden. Die übrigen Merkmale
eines derartigen Tintenversorgungsmechanismus sind bekannt und werden
daher hier nicht weiter beschrieben.
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Wenn
der Tintenbehälter 1 auf
diese Weise angebracht ist, befindet sich das auf dessen Seitenfläche ausgebildete
rechtwinklige Prisma 51 gegenüberliegend dem auf Seiten des
Tintenstrahldruckers 91 befindlichen optischen Sensor 57.
Vom optischen Sensor 57 emittiertes Licht wird durch die
Reflexionsflächen 51a und 51b des
rechtwinkligen Prismas 51 reflektiert und durch den optischen
Sensor 57 empfangen. Auf diese Weise wird die Tatsache
erfasst, dass eine Montage des Tintenbehälters 1 erfolgt ist.
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Wenn
der Tintenstrahlkopf 94 angesteuert wird und ein Tintenausstoß erfolgt,
wirkt, reagierend auf die Tintenausstoßkraft, eine Tintenansaugkraft auf
den Tintenauslass 7, und Tinte wird dem Tintenstrahlkopf 94 zugeführt. Wenn
Tinte zugeführt
wird und die im Schaumstoff 6 zurückgehaltene Tintenmenge abnimmt,
dann strömt
Luft über
das Belüftungsloch 13 in
die Tintenhauptkammer 5 ein. Wie durch die strichpunktierten
Linien in 4(a) angegeben, nimmt die Menge
an im Schaumstoff 6 enthaltener Tinte allmählich ab,
während
gleichzeitig Luft in den Schaumstoff 6 eintritt. Wenn die
im Schaumstoff 6 verbliebene Tinte bis auf eine kleine
Menge abgenommen hat, strömt
ein Teil der Luft in Form von Luftblasen durch den ersten Filter 11 und
tritt in die Tintennebenkammer 30 ein. Demgemäß werden
die Luftblasen allmählich
im Tintenspeicherteil 63 der Tintennebenkammer 30 gesammelt.
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Bei
weiterer Zufuhr der verbleibenden Tinte nimmt der Tintenflüssigkeitspegel
im Tintenkanal 64 allmählich
ab, und das Paar der Reflexionsflächen 52a und 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 erscheint allmählich über dem
Tintenflüssigkeitsspiegel.
Demzufolge beginnt das Paar der Reflexionsflächen 52a und 52b als
Reflexionsfläche
zu fungieren. Wenn sich der Tintenflüssigkeitspegel der Tintennebenkammer 30 unter
einen vorbestimmten Flüssigkeitspegel
abgesenkt hat (z.B. eine Position L in 5), überschreitet
die Menge an Licht, die vom Licht empfangenden Element 58b des
optischen Sensors 58 empfangen wird, eine vorbestimmte Menge.
an empfangenem Licht. Die Tatsache, dass die Tinte aufgebraucht
ist (aufgebrauchter Zustand der Tinte), wird im Tintenbehälter 1 basierend
auf der Zunahme der empfangenen Lichtmenge des Lichtempfangselementes 58b erfasst.
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Wenn
das Volumen der Tintennebenkammer 30 ausreichend klein
gewählt
ist, wird das Aufbrauchen der Tinte zu einem Zeitpunkt erfasst,
bei dem die Tintenmenge sehr klein geworden ist. Das Aufbrauchen
der Tinte wird bei einem Zustand erfasst, bei dem die Menge an Resttinte
extrem gering ist. Daher wird ein nutzloser Verbrauch von Tinte
eingeschränkt.
Ein nutzloser Verbrauch von Tinte wird weiter eingeschränkt, wenn
das von den Reflexionsflächen 52a und 52b erfasste
Aufbrauchen der Tinte als annäherndes
Aufbrauchen erachtet wird, und der folgende Prozess ausgeführt wird.
Nachdem ein annäherndes
Aufbrauchen der Tinte durch den optischen Sensor 58 erfasst
wurde, wird die im Anschluss daran verbrauchte Tintenmenge gezählt, und
wenn die gezählte
Tintenmenge eine Tintenmenge erreicht, die so groß ist wie
die in der Tintennebenkammer 30 gespeicherte Tintenmenge,
ist ein realer Aufbrauchzustand der Tinte erreicht. Dadurch kann
Tinte weiter genutzt werden, bis die Resttintenmenge im Wesentlichen
Null wird. Die Tinte in der Tintennebenkammer 30 wird nachfolgend
detaillierter beschrieben.
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Die
Luftblasen, welche von der Tintenhauptkammer 5 über den
ersten Filter 11 in die Tintennebenkammer 30 geströmt sind,
werden entlang des durch das Unterteilungselement 61 begrenzten
Blasenspeicherteils 63 zu den Reflexionsflächen 52a und 52b geleitet.
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Die
Breite des Tintenkanals 64 ist geringer als der Durchmesser
einer Luftblase, die aus Luft, welche den Innenraum der Tintennebenkammer über den
ersten Filter 11 erreicht hat, erzeugt wird. Demgemäß verharren
Luftblasen schrittweise an einer Position in der Nähe des oberen
Endes des Tintenkanals 64. Wenn die Menge der verbleibenden
Tinte abnimmt und der Tintenflüssigkeitspegel
ausgehend von der oberen Endposition des Tintenkanals 64 allmählich abnimmt,
werden die Luftblasen zu den Reflexionsflächen 52a und 52b geleitet.
Wie erwähnt
ist die Breite des Tintenkanals 64, der durch die Reflexionsflächen 52a und 52b begrenzt
wird, geringer als der Durchmesser einer durch diesen strömenden Luftblase.
Die Luftblasen, welche an die Stelle der Tinte getreten sind, werden
in einen zusammengedrückten
Zustand gebracht, und werden gegen die Reflexionsflächen 52a und 52b gedrückt und
in einen Oberflächenkontaktzustand
mit diesen gebracht. Demzufolge kann die unerwünschte Situation, dass, sogar
wenn der Tintenflüssigkeitspegel
absinkt, die Reflexionsflächen 52a und 52b mit
Tinte, die in den Zwischenräumen
zwischen den Luftblasen zurückgehalten
wird, bedeckt sind und diese Reflexionsflächen nicht als Reflexionsflächen fungieren,
sicher verhindert werden. Daher ist ein zuverlässiges Erfassen eines Aufbrauchens
der Tinte gewährleistet.
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Wie
zuvor beschrieben sind im Tintenbehälter 1 der vorliegenden
Ausführungsform
der Blasenspeicherteil 63 und der Tintenkanal 64 innerhalb
der Tintennebenkammer 30 ausgebildet. Die Tinte und die
Luftblasen, die von der Tintenhauptkammer 5 in die Tintennebenkammer 30 geströmt sind,
werden durch den Blasenspeicherteil 63 auf die Reflexionsflächen 52a und 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 geleitet und werden dazu gebracht,
durch den Tintenkanal 64, der durch die Reflexions flächen 52a und 52b begrenzt
wird, zu strömen.
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Demgemäß werden
die Luftblasen, welche in die Tintennebenkammer 30 eingetreten
sind, sicher auf die Reflexionsflächen 52a und 52b geleitet. Weiter
erfolgt mit abnehmender Resttintenmenge am Tintenkanal der Reflexionsflächen sicher
ein Absinken des Tintenflüssigkeitspegels.
Demgemäß kann das
Erfassen des Aufbrauchens der Tinte sicher bestimmt werden.
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Der
Innenraum der Tintennebenkammer 30 ist durch das Unterteilungselement 61 in
den Blasenspeicherteil 63 und den Tintenspeicherteil 66 getrennt.
Diese getrennten Teile stehen miteinander lediglich über den
Tintenkanal 64 in Verbindung. Mit diesem Aufbau blockiert
das Unterteilungselement 61 zuverlässig ein für die Erzeugung von Luftblasen erforderliches
Zuführen
von Tinte vom Tintenspeicherteil 66 in den Blasenspeicherteil 63.
Demgemäß wird die
Erzeugung von Luftblasen verhindert und das Aufbrauchen der Tinte
genau erfasst.
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Die
Breite des durch die Reflexionsflächen 52a und 52b begrenzten
Tintenkanals 64 ist so gewählt, dass sie geringer ist
als der Durchmesser einer in der Tintennebenkammer 30 erzeugten
Luftblase. Demgemäß werden,
wie in 16(a) dargestellt, die Luftblasen,
welche in den Tintenkanal 64 eingeströmt sind, zusammengedrückt und
in einem Oberflächenkontaktzustand
gegen die Reflexionsflächen 52a und 52b gedrückt. Demzufolge
tritt, wie in 16(b) dargestellt, die unerwünschte Situation
nicht auf, dass, sogar wenn der Tintenflüssigkeitspegel sinkt, die Reflexionsflächen 52a und 52b mit
Tinte, die in den Freiräumen
zwischen den Luftblasen zurückgehalten wird,
bedeckt bleiben und das Erfassen des Aufbrauchens der Tinte unmöglich ist.
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Zweite Ausführungsform
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7 und 8 sind
Querschnitte, welche Hauptabschnitte eines Tintenbehälter einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung zeigen. Der Basisaufbau eines Tintenbehälters 1A der
vorliegenden Ausführungsform
ist im Wesentlichen der gleiche wie beim Tintenbehälter 1 der
ersten Ausführungsform, abgesehen
vom Aufbau der Tintennebenkammer und des Tintenauslasses. Demgemäß sind in
den 7 und 8 gleiche oder äquivalente
Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet und es werden lediglich
sich unterscheidende Elemente beschrieben. 7 und 8 sind
Querschnitte entlang derselben Linien wie bei den die erste Ausführungsform
zeigenden 5 und 6. Der Aufbau eines
Tintenkanals, der zwischen einem Tintenauslass 7A und einer
Tintenhauptkammer 5 im Tintenbehälter 1A ausgebildet
ist, wird mit Bezug auf diese Figuren beschrieben. Ein zylindrischer
Rahmen 22 von rechteckigem Querschnitt ist im Bodenplattenteil 21 des
Behälterkörpers 2 in
einem solchen Zustand vorgesehen, dass er durch den Bodenplattenteil 21 hindurch
verläuft
und sich in vertikaler Richtung erstreckt. Eine rechteckige Verbindungsöffnung 25 ist am
oberen Ende eines oberen zylindrischen Rahmenteils 23 des
zylindrischen Rahmens 22 ausgebildet, welcher aufrecht
in der Tintenhauptkammer 5 steht. Der erste Filter 11 von
rechteckiger Form ist auf der Verbindungsöffnung 25 montiert.
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Die
am unteren Ende befindliche Öffnung
eines unteren zylindrischen Rahmenteils 24, das vom Bodenplattenteil 21 des
zylindrischen Rahmens 22 in vertikaler Richtung und nach
unten verläuft,
ist durch einen integral mit diesem ausgebildeten Rahmenbodenplattenteil 24a dicht
verschlossen. Ein vorspringender Teil 26A von insgesamt
zylindrischer Form erstreckt sich vom mittleren Teil des Rahmenbodenplattenteils 24a in
vertikaler Richtung nach oben. Ein mittiges Loch des zylindrischen
vorspringenden Teils 26A dient als Tintenkanal 27,
der mit dem Tintenauslass 7A in Verbindung steht. Die Gummidichtung 8, das
Ventil 9 und die Schraubenfeder 10 sind in diesem
Teil montiert. Ein Federaufnahmeteil 28 zur Aufnahme der
Schraubenfeder 10 ist auf der Innenumfangsfläche des
zylindrischen vorspringenden Teils 26A in integraler Weise
ausgebildet.
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Der
zylindrische vorstehende Teil 26A erstreckt sich bis zu
einer Position, die um eine vorbestimmte Strecke unterhalb des ersten
Filters 11 liegt, und ein zweiter Filter 12 ist
auf einer kreisförmigen Verbindungsöffnung 29 montiert,
die am oberen Ende des zylindrisch vorstehenden Teils ausgebildet ist.
Demgemäß ist im
Tintenbehälter 1A der
vorliegenden Ausführungsform
eine Tintennebenkammer 30A zwischen der Tintenhauptkammer 5 und
dem Tintenauslass 7A ausgebildet.
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Eine
becherartige Kappe 31 zum Ansaugen von Tinte ist in der
Tintennebenkammer 30A der vorliegenden Ausführungsform
angeordnet. Das Belüftungsloch 13 saugt
Tinte, die am Boden der Tintennebenkammer 30A gespeichert
ist, in die kreisförmige Verbindungsöffnung 29,
an der der im oberen Teil befindliche zweite Filter 12 montiert
ist.
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Die
becherartige Kappe 31 beinhaltet einen zylindrischen Teil 32 und
eine obere Platte 33, welche das obere Ende des zylindrischen
Teils dicht verschließt.
Eine Mehrzahl von Vorsprüngen
steht in vertikaler Richtung aus einer kreisförmigen Stirnfläche 35 ihrer
am unteren Ende befindlichen Öffnung 34 hervor
und ist dabei in gleichen Winkelabständen angeordnet. In der vorliegenden
Ausführungsform
sind vier Vorsprünge 36 gleicher
Höhe in
einem Winkelabstand von 90° angeordnet.
Die Innenumfangswandung des zylindrischen Teils 32 beinhaltet
einen unteren Flächenteil 37,
einen konisch zulaufenden Flächenteil 38,
der sich an die Oberseite anschließt und geringfügig in radialer
Richtung nach innen vorsteht, und einen oberen Flächenteil 39,
der einen geringen Durchmesser hat und sich vom oberen Ende des
konisch zulaufenden Innenwandteils nach oben erstreckt.
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Die
becherartige Kappe 31 wird von oben her auf den zylindrisch
vorstehende Teil 26A aufgesetzt, der im Inneren der Tintennebenkammer 30A ausgebildet
ist, wodurch der zylindrisch vorstehende Teil durch die becherartige
Kappe abgedeckt wird. Die Außenumfangsfläche des
zylindrisch vorstehenden Teils 26A beinhaltet einen einen
großen
Durchmesser aufweisenden Flächenteil 41,
dessen unterer Teil ziemlich groß ist, einen einen geringen
Durchmesser aufweisenden Flächenteil 42,
der sich von dem den großen
Durchmesser aufweisenden Flächenteil
nach oben erstreckt, und einen zwischen diesen befindlichen ringförmigen gestuften
Teil 43. Wie in 8 dargestellt, beinhaltet der
einen geringen Durchmesser aufweisende Flächenteil 42 Rippen 44,
die von diesem nach außen
vorstehen und in vorbestimmten Winkelabständen angeordnet sind. In der
Ausführungsform
sind vier Rippen 44 in Winkelabständen von 90° angeordnet. Diese Rippen 44 stehen
um das gleiche Ausmaß vor
und jede der Rippen hat eine vorbestimmte vertikale Länge. Das
Ausmaß,
mit dem eine jeden Rippe 44 vorsteht, ist so gewählt, dass
die Rippen gerade in das obere Flächenteil 39 der becherartigen
Kappe 31 passen.
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Wenn
das zylindrisch vorstehende Teil 26A durch die becherartige
Kappe 31 abgedeckt ist, ist die becherartige Kappe 31 durch
die vier Rippen 44 positioniert, und vier Tintenansaugspalte 45 von
bogenförmigem
Querschnitt sind zwischen der Innenumfangsfläche der becherartigen Kappe 31 und
der Außenumfangsfläche des
zylindrisch vorstehenden Teils 26A ausgebildet. Die Höhe zwischen
den Unterseiten der Vorsprünge 36,
die auf der kreisförmigen Stirnfläche 35 am
unteren Ende der becherartigen Kappe 31 ausgebildet sind,
bis zur Rückseite
der oberen Platte 33 ist größer als die Höhe des zylindrisch
vorstehenden Teils 26A gewählt. Demgemäß ist im abgedeckten Zustand
ein Tintenkanalspalt 46 vorbestimmter Spaltenbreite zwischen
dem zweiten Filter 12, das am oberen Ende des zylindrischen
vorstehenden teils 26A ausgebildet ist, und der Rückseite der
oberen Platte 33 der becherartigen Kappe 31 ausgebildet.
Der Tintenkanalspalt 46 steht mit den Tintenansaugspalten 46 in
Verbindung. Weiter sind im Zustand mit aufgesetzter Kappe vier Spalte 47 von bogenförmigem Querschnitt,
von denen jeder eine feste Spaltenbreite hat, zwischen den vier
Vorsprüngen 36 ausgebildet,
die am unteren Ende der becherartigen Kappe 31 ausgebildet
sind. Die Spalte 47 von bogenförmigem Querschnitt stehen mit
den Tintenansaugspalten 45 von ebenfalls bogenförmigem Querschnitt
in Verbindung.
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Falls
diese Spalte 45, 46 und 47 so ausgelegt
sind, dass sie geeignete Spaltbreite haben, ist ein Tintenansaugpfad
ausgebildet, der so beschaffen ist, dass Tinte aus den Spalten 47 hochgesaugt
wird und durch die Tintenansaugspalte 45, den zweiten Filter 12 und
die kreisförmige
Verbindungsöffnung 29 am
unteren Ende des zylindrisch vorstehenden Teils 26A strömt. Durch
das Vorsehen des Tintenansaugpfades wird, sogar wenn die Menge an
in der Tintennebenkammer 30A gespeicherten Tinte abnimmt
und der Tintenflüssigkeitspegel
bis unter den zweiten Filter 12 absinkt, die Tinte von
der Tintennebenkammer bis zur Position des zweiten Filters 12 hochgesaugt, und
die Tinte kann aus dem Tintenkanal 27 zum, Tintenauslass 7A zugeführt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform
ist die Außenumfangsfläche 32A der
becherartigen Kappe 31 von der Innenseitenwandung 22A des
zylindrischen Rahmens 22, der die Tintennebenkammer 30A begrenzt,
um einen vorbestimmten Abstand getrennt. In der Ausführungsform kann
in der Tintenkammer gespeicherte Tinte durch die becherartige Kappe 31 in
effizienter Weise hochgesaugt werden. Eine rechteckige Platte 54,
welche die gleichen rechtwinkligen Prismen 51 und 52 wie bei
der ersten Ausführungsform
aufweist, ist ebenfalls am Tintenbehälter 1A befestigt.
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Ein
Tintenkanal 75, der am rechtwinkligen Prisma 52 angebracht
ist, wird durch ein Unterteilungselement 71 begrenzt, dass
insgesamt L-förmig gekrümmt ist.
Das Unterteilungselement 71 beinhaltet einen ebenen Teil 72,
der vom ersten Filter 11 um einen festen Abstand entfernt
und dabei parallel zu diesem angeordnet ist, und einen gekrümmten Teil 73,
der am näher
zum rechtwinkligen Prisma 52 hin liegenden Ende des ebenen
Teils 72 unter einem rechten Winkel gekrümmt ist.
Der Innenraum der Tintennebenkammer 30A wird durch den
ebenen Teil 72 in zwei Sektionen unterteilt, und ein Blasenspeicherteil 74 ist
zwischen dem ebenen Teil 72 und dem ersten Filter 11 ausgebildet.
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Die
untere Hälfte
des gekrümmten
Teils 73 des Unterteilungselementes 71 beinhaltet
ein Paar gegenüberliegender
Flächen 73a und 73b,
die den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b des rechtwinkligen
Prismas 52 gegenüberliegen,
wobei sich zwischen diesen ein fester Spalt befindet. Diese Paare
von Reflexionsflächen 52a und 52b,
sowie 73a und 73b definieren den Tintenkanal 75 geringer
Breite, der sich an den Blasenspeicherteil 74 anschließt.
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Der
Raum des Tintenkanals 75 ist schmaler als der Blasenspeicherteil 74 und
hat Abmessungen zwischen 0,2 bis 0,5 mm, was schmaler ist als der Durchmesser
einer in der Tintennebenkammer 30A gebildeten Luftblase.
Demgemäß werden
Luftblasen, die in den Tintenkanal 75 eingeströmt sind,
zusammengedrückt
und in einen Oberflächenkontaktzustand
gegen die den Tintenkanal 75 begrenzenden Reflexionsflächen 52a und 52b gedrückt.
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Der
auf diese Weise aufgebaute Tintenbehälter 1A der vorliegenden
Ausführungsform
liefert Vorteile, die denjenigen des Tintenbehälters 1 vergleichbar
sind. Insbesondere ist in der vorliegenden Ausführungsform das Unterteilungselement 71 innerhalb
der Tintennebenkammer 30A angeordnet und leitet Tinte und
Luftblasen, die von der Tintenhauptkammer 5 zur Tintennebenkammer 30A geströmt sind,
zu den Reflexionsflächen 52a und 52b des rechtwinkligen
Prismas 52, und die Luft und die Luftblasen strömen durch
den von den Reflexionsflächen 52a und 52b begrenzten
Tintenkanal 75.
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Demgemäß werden
die Luftblasen, die in die Tintennebenkammer 30A eingeströmt sind,
sicher zu den Reflexionsflächen 52a und 52b der
Prismen geleitet. Somit nimmt mit abnehmender Resttintenmenge der
Tintenflüssigkeitspegel
im Tintenkanal der Reflexionsflächen
des Prismas sicher ab, und eine sichere Erfassung des Aufbrauchens
der Tinte ist gewährleistet.
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Ein
Zwischenraum des Tintenkanals 75, der durch die Reflexionsflächen 52a und 52b begrenzt wird,
ist so dimensioniert, dass er schmaler ist als der Durchmesser einer
in der Tintennebenkammer 30A erzeugten Luftblase. Demgemäß werden
Luftblasen, die in den Tintenkanal 75 eingeströmt sind,
zusammengedrückt
und in einen Oberflächenkontaktzustand
gegen die Reflexionsflächen 52a und 52b gedrückt. Demzufolge
wird die unerwünschte
Situation vermieden, dass, sogar wenn der Tintenflüssigkeitspegel
absinkt, die Reflexionsflächen 52a und 52b weiter
mit Tinte, die in den Zwischenräumen
zwischen den Luftblasen zurückgehalten
wird, bedeckt bleiben und es unmöglich
ist, das Aufbrauchen der Tinte zu erfassen.
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Weiter
steht der Tintenkanal 27, der mit dem Tintenauslass 7 in
Verbindung steht, in die Tintennebenkammer 30A vor. Durch
dieses Merkmal wird bei dem Aufbau zur Erfassung des Aufbrauchens
der Tinte, der diese Elemente enthält, ein kompakter Aufbau erzielt,
so dass eine Vergrößerung des
Tintenbehältereinbauraums
reduziert werden kann. Ein Ventil 9 und eine Schraubenfeder 10,
welche den Tintenauslass 7 dicht verschließen, und
weitere Elemente sind im Tintenkanal 27 angeordnet, so
dass ein kompakter Aufbau des Tintenauslasses erzielt wird.
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Außerdem beinhaltet
die vorliegende Ausführungsform
einen Tintenansaugmechanismus, welcher Tinte, die am Boden der Tintennebenkammer 30A aufbewahrt
wird, mittels der becherartigen Kappe 31 zur Position des
zweiten Filters 12 hochsaugt. Demgemäß wird, wenn ein tatsächliches
Aufbrauchen der Tinte durch Zählen
der Tintenmenge erfasst wird, die seit der Erfassung eines annähernden
Aufbrauchens der Tinte durch die optischen Sensoren 58 verbraucht
wurde, Tinte, die in der Tintennebenkammer 30A gespeichert
ist, vollständig
angesaugt und vom Tintenauslass 7 dem Tintenstrahlkopf 94 zugeführt. Und
ein Zustand eines tatsächlichen Aufbrauchens
der Tinte kann zu einem Zeitpunkt erfasst werden, bei dem die in
der Tintennebenkammer 30A vorhandene Tintenmenge im Wesentlichen
Null wird, und die Erfassungsgenauigkeit der Erfassung des tatsächlichen
Aufbrauchens wird vergrößert.
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Die
vorliegende Ausführungsform
ist mit dem zweiten Filter 12 versehen. Bei Verwendung
der becherartigen Kappe 31 kann der zweite Filter 12 weggelassen
werden.
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Bei
der ersten und der zweiten Ausführungsform
ist der Tintenkanal 64 (75), dessen Breite einen fester
Wert hat und geringer ist, zwischen den Reflexionsflächen 52a und 52b des
rechtwinkligen Prismas 52 und den gegenüberliegenden Flächen 61a und 61b oder 73a und 73b vorgesehen.
Der Tintenkanal kann so ausgebildet sein, wie beispielhaft anhand
des Aufbaus der zweiten Ausführungsform nachfolgend
beschrieben wird. Wie in 9 dargestellt, ist der Tintenkanal 75,
der auf den Rückseiten des
Paares von Reflexionsflächen 52a und 52b des rechtwinkligen
Prismas 52 ausgebildet ist, in seiner Breite insgesamt
festgelegt. Jedoch ist ein Teil 75a vorgegebener Breite
des Tintenkanals, welcher eine Einfallsposition 81 zur
Erfassung von Licht L1 auf der Reflexionsfläche 52a beinhaltet,
und ein Teil 75b vorgegebener Breite des Tintenkanals,
welcher eine Reflexionsposition 82 zur Erfassung von Licht
L1 auf der anderen Reflexionsfläche 52b beinhaltet,
breiter als die übrigen
Teile des Tintenkanals.
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Wenn
die Zwischenräume
dieser Teile des Tintenkanals, welche den Einfalls- und Reflexionspositionen
zur Erfassung von Licht L1 entsprechen, breit gewählt sind,
können
die Luftblasen ohne weiteres durch die Tintenkanalteile 75a und 75b strömen. Daher
strömen
die Luftblasen sicher durch die Tintenkanalteile 75a und 75b,
welche den Einfalls- und Reflexionspositionen zur Erfassung von
Licht L1 entsprechen, so dass ein sicheres Erfassen des Aufbrauchens
von Tinte gewährleistet
ist.
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Im
Fall von 10 sind die Tintenkanalteile 75 lediglich
an den Tintenkanalteilen vorgegebener Breite ausgebildet, welche
die Einfallsposition 81 und die Reflexionsposition 82 zur
Erfassung von Licht L1 beinhalten. Bei diesem Aufbau passieren die
Luftblasen sicher die Einfalls- und Reflexionspositionen zur Erfassung
von Licht L1. Somit wird eine zuverlässige Erfassung des Tintenaufbrauchzustandes
gewährleistet.
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Um
den Aufbau der Teile des Tintenkanals 75 zu vereinfachen,
ist, wie in 11 dargestellt, der Tintenkanal 75 lediglich
bei dem Teil vorgegebener Breite ausgebildet, welcher die Einfallsposition 81 zur Erfassung
von Licht L1 beinhaltet. Stattdessen kann der Tintenkanal 75 auch
lediglich bei dem Teil vorgegebener Breite ausgebildet sein, welcher
die Reflexionsposition 82 zur Erfassung von Licht L1 beinhaltet. Auch
in diesen Fällen
kann das Aufbrauchen der Tinte sicher und genau erfasst werden.
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Dritte Ausführungsform
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In
der ersten und zweiten Ausführungsform ist
das Unterteilungselement 61 (71) integral mit
dem Behälterkörper 2 ausgebildet.
Das Unterteilungselement kann, falls erforderlich, ein separates
Teil sein. In der dritten Ausführungsform
ist ein Unterteilungselement 71 integral mit einer becherartigen
Kappe 31a der zweiten Ausführungsform ausgebildet. Dies
wird nachfolgend mit Bezug auf die 12 bis 14 beschrieben. Der Basisaufbau eines Tintenbehälters 1b der
vorliegenden Ausführungsform
ist der gleiche wie bei jedem der Tintenbehälter 1 und 1a der
ersten und der zweiten Ausführungsform,
abgesehen von einem Unterteilungselement. In diesen Figuren sind ähnliche
oder äquivalente
Elemente mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Nachfolgend
werden lediglich die sich unterscheidenden Elemente beschrieben.
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12 ist
eine Ansicht, welche ein Unterteilungselement gemäß der dritten
Ausführungsform der
Erfindung zeigt. 13(a) zeigt einen Tintenbehälter gemäß der dritten
Ausführungsform
der Erfindung und ist ein teilweise vergrößerter Querschnitt entlang
Linie V-V von 1. 13(b) ist ein teilweise vergrößerter Längsquerschnitt, welcher einen
Abschnitt des Tintenbehälters,
abgesehen von einem ersten Filter zeigt. 14 ist
ein erläuterndes
Diagramm, welches die Funktionsweisen und Vorteile des Unterteilungselementes
des Tintenbehälters
von 13 zeigt.
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Wie
in den 12 und 13 dargestellt,
beinhaltet das Unterteilungselement 300 einen Abteilplattenteil 310,
der den Innenraum der Tintennebenkammer 20 unterteilt,
und einen zylindrischen Teil 32, der sich ausgehend vom
mittleren Teil der Unterseite des Abteilplattenteils in vertikaler
Richtung erstreckt. Die Tintennebenkammer 30 beinhaltet
einen rechteckigen Abteilplattenhauptkörper 301 und einen
rechteckigen äußeren Umfangsrahmen 302,
der sich vom Umfangsende des Abteilplattenhauptkörpers 301 in vertikaler
Richtung erstreckt. Eine Außenumfangsfläche 302a des
Außenumfangsrahmens 302 ist
flüssigkeitsdicht
mit einer Innenumfangsfläche 25a verbunden,
und zwar nahe der Verbindungsöffnung 25 eines rechteckigen
zylindrischen Rahmens 22, welcher die Tintennebenkammer 29 bildet.
Eine Oberfläche
des Abteilplattenhauptkörpers 301 (Oberfläche nahe
am Blasenspeicherteil 63a) ist eine unregelmäßige Oberfläche 303.
Die unregelmäßige Oberfläche 303 fungiert
als Blasenfalle, welche Luftblasen einfängt, um zu verhindern, dass
Luftblasen, die durch Luft gebildet werden, welche von der Tintenhauptkammer 5 über den
ersten Filter 11 in den Blasenspeicherteil 63a eingeströmt ist,
in das Tinteneinströmloch 330 strömen.
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Die
unregelmäßige Oberfläche 303 der
Ausführungsform
ist derart ausgebildet, dass Vertiefungen 304 und Vorsprünge 305,
die feste Breite aufweisen und sich in Richtung der kurzen Seite
erstrecken, mit in Längsseitenrichtung
festen Abständen
abwechselnd angeordnet sind. Zweite Vorsprünge 306, welche jeweils
feste Länge
haben, sind in diskreter Weise auf der Oberfläche eines jeden Vorsprungs 305 in
festen Abständen
angeordnet.
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In
Längsrichtung
des Abteilplattenhauptkörpers 301 betrachtet,
sind die zweiten Vorsprünge 306,
die in diskreter Weise auf der Oberfläche eines jeden Vorsprungs 304 angeordnet
sind, zickzackartig angeordnet. Gemessen von den Vertiefungen 301 beträgt die Höhe eines
jeden Vorsprungs 305 beispielsweise 0,1 mm, und die Höhe eines
jeden auf dem Vorsprung 305 vorgesehenen zweiten Vorsprungs 306 beträgt beispielsweise
0,2 mm. Die Vertiefungen 304 und die Vorsprünge 305 haben
beispielsweise eine Breite von 0,5 mm.
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Ein
elliptisches Tinteneinströmloch 330,
das in Richtung der kurzen Seite langgestreckt ist, ist in der Mitte
eines Endes des Abteilplattenhauptkörpers 301 ausgebildet,
und zwar in Richtung des Abteilplattenhauptkörpers 301 betrachtet,
bei dem sich das rechtwinklige Prisma 52 befindet. Das
Tinteneinströmloch 330 ist
von einem vorstehenden Rahmenteil 307 umgeben, dessen Höhe derjenigen
des zweiten Vorsprungs 306 entspricht. Längliche
Vertiefungen 308 und längliche
Vorsprünge 309,
die feste Länge
haben und sich in Richtung der langen Seite des Abteilplattenhauptkörpers 301 erstrecken,
sind in festen Intervallen in Richtung der kurzen Seite in den Zwischenräumen abwechselnd
angeordnet, und zwar zwischen dem vorstehenden Rahmenteil 307 und
einer der Längsseiten
des Abteilplattenhauptkörpers 301 sowie
zwischen dem vorstehenden Rahmenteil und der anderen Längsseite.
Die Höhe
des langgestreckten Vorsprungs 309 entspricht derjenigen
des zweiten Vorsprungs 306.
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Ein
kreisförmig
vertiefter Teil 312 ist in der Mitte des Abteilplattenhauptkörpers 301 vorhanden. Das
Unterteilungselement 300 dieser Ausführungsform ist durch Spritzgießen aus
Kunststoff hergestellt. Bei dem kreisförmigen vertieften Teil 312 handelt
es sich um eine Angussstelle. Ein hängender Wandteil 311,
der sich zu einer Position unterhalb einer mittleren Position der
vertikalen Seite des rechtwinkligen Prismas 52 erstreckt,
ist auf der unteren Seitenfläche
des Abteilplattenhauptkörpers 301 ausgebildet
(Fläche
des Abteilplattenhauptkörpers
näher zum
Tintenspeicherteil 66). Der hängende Wandteil 311 erstreckt
sich über
die gesamte Breite des Unterteilungselementes 300 in Richtung
der kurzen Seite.
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Ein
zylindrischer Teil 32, der sich in der Mitte der Unterseite
des Abteilplattenhauptkörpers 301 in vertikaler
Richtung erstreckt, saugt Tinte, die am Boden des Tintenspeicherteils 66 gespeichert
ist, zur kreisförmigen
Verbindungsöffnung 29 hoch,
an der der im oberen Teil befindliche Filter 12 montiert
ist, und fungiert als becherartige Kappe 31 der zweiten Ausführungsform.
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Das
Unterteilungselement 300 ist in der folgenden Weise mit
einer Öffnung
am oberen Ende des zylindrischen Rahmens 22 verbunden,
der die Tintennebenkammer 20 begrenzt. Wie aus den 13(a) und 13(b) zu
entnehmen, wird, wenn der zylindrische Teil 32 von oben
her aufgesetzt wird und am zylindrisch vorstehenden Teil 26A im
Tintenspeicherteil 66 in der Art des Aufsetzens einer Kappe angebracht
wird, die Außenumfangsfläche 302a eines
Umrandungsteils 302(b) (Umfangskantenteil) des Außenumfangsrahmens 302a des
Abteilplattenteils 310 in engem Kontakt mit der Innenumfangsfläche 25a des
rechteckigen Rahmenteils 231 geringer Breite (Außenumfangswandteil)
gebracht, während die
am oberen Ende befindliche Öffnung
des zylindrischen Rahmens 22 am Kantenteil in das rechteckige Rahmenteil 231 eingesetzt
wird.
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Eine
rechteckige rahmenartige Stirnfläche 231a des
rechteckigen Rahmenteils 231 des zylindrischen Rahmens 22 und
eine rechteckige rahmenartige Stirnfläche 302c eines Endes 302a des
Unterteilungselementes 300 sind bündig miteinander angeordnet.
Ein Außenumfangsteil 11a des
ersten Filters 11 wird auf diese Stirnflächen aufgesetzt
und mit diesen gleichzeitig thermisch verschweißt. Auf diese Weise werden
diese drei Elemente miteinander durch diesen thermischen Verschweißprozess
verbunden. Demzufolge wird ein Zwischenraum zwischen der Außenumfangsfläche 302b des
Außenumfangsrahmens 302 des
Unterteilungselementes 300 und der Innenumfangsfläche 25a des zylindrischen Rahmens 22 flüssigkeitsdicht
abgedichtet.
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Als
nächstes
werden die Funktionsweise und die Vorteile des auf diese Weise aufgebauten
Tintenbehälters
beschrieben.
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Im
Tintenbehälter 1B der
vorliegenden Ausführungsform
ist der Blasenspeicherteil 63a im Abteilplattenteil 310 des
Unterteilungselementes 300 ausgebildet. Der Blasenspeicherteil 63a trennt
Tintenflüssigkeit
von Luftblasen, und lediglich die Tintenflüssigkeit fließt durch
das Tinteneinströmloch 330 nach
unten. Sogar wenn die Luftblasen das Tinteneinströmloch 330 passieren,
werden die Luftblasen, gemeinsam mit der Tintenflüssigkeit,
sicher nach unten bewegt, und ein Aufbrauchzustand der Tinte wird genau
und sicher erfasst, da die Tinteneinströmöffnung 330 lediglich
auf Seiten der Reflexionsflächen 52a und 52b vorgesehen
ist, und jene dazu gebracht werden, durch den durch die Reflexionsflächen 52a und 52b begrenzten
Tintenkanal zu strömen.
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Nachfolgend
wird eine detailliertere Beschreibung mit Bezug auf 14 gegeben.
Wenn die Menge an verbleibender Tinte gering ist und der Tintenflüssigkeitspegel
unter die Höhenposition
des ersten Filters 11 absinkt, strömt aus der Tintenhauptkammer 5 kommende
Luft in das Blasenspeicherteil 63a der Tintennebenkammer 20 ein,
und es werden Luftblasen B gebildet. Die gebildeten Luftblasen B sammeln
sich zunehmend in der Tintennebenkammer 20 an. Dieser Zustand
ist in 14(b) dargestellt.
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Als
nächstes
ist, wenn der Tintenflüssigkeitspegel
bis unter eine Position unterhalb des unteren Endes des Blasenspeicherteils 63a absinkt,
die Menge an noch verbleibender, Luftblasen erzeugender Tinte im
Blasenspeicherteil extrem gering. Der Blasenspeicherteil 63a und
der Tintenspeicherteil 66 sind lediglich über das
dünne Tinteneinströmloch 330 verbunden,
und es besteht nur eine geringe Wahrscheinlichkeit, dass Tinte zur
Erzeugung von Luftblasen vom Tintenspeicherteil 66 zum
Blasenspeicherteil 63a zugeführt wird. Weiter ist die Außenumfangsfläche 302a des
Abteilplattenteils 310 des Unterteilungselements 300 mit
der Innenumfangsfläche 25a des
zylindrischen Rahmens 22 flüssigkeitsdicht Zustand verbunden.
Es besteht keine Gefahr, dass Tinte vom Tintenspeicherteil 66 zum
Blasenspeicherteil 63a durch diese hindurch zugeführt wird.
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Demzufolge
wird, sogar wenn von der Tintenhauptkammer 5 kommende Luft
dort eintritt, eine Erzeugung von Luftblasen B unterbrochen, da
die Menge an Tinte im Blasenspeicherteil 63a im Wesentlichen
Null ist. Die bereits erzeugten Luftblasen werden zerstört und nehmen
an Volumen ab, und eine Luftschicht wird allmählich vom oberen Ende des Blasenspeicherteils 63a her
zur Unterseite hin erzeugt. Dieser Zustand ist in 14(c) dargestellt.
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Somit
wird keine die Erzeugung von Luftblasen bewirkende Tinte vom Tintenspeicherteil 66 dem Blasenspeicherteil
zugeführt.
Demgemäß werden
die im Blasenspeicherteil 63 gespeicherten Luftblasen mit
sinkendem Tintenflüssigkeitsspiegel
allmählich im
Blasenspeicherteil 22 zerstört und eine Schicht, die ausschließlich aus
Luft besteht, wird an seinem oberen Ende ausgebildet. Daher senkt
sich der Tintenflüssigkeitsspiegel
allmählich
zu einem Zustand, bei dem keine Luftblasen erzeugt werden. Dieser
Zustand ist in 14(d) dargestellt.
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Wie
erwähnt
ist in der vorliegenden Ausführungsform
die unregelmäßige Oberfläche 303 zum Einfangen
der Luftblasen auf der Oberfläche
des Abteilplattenteils 310 des Unterteilungselementes 300 ausgebildet.
Luftblasen, die durch die Luft erzeugt werden, welche gemeinsam
mit der Tinte von der Tintenhauptkammer 5 in den Blasenspeicherteil 63a strömt, strömt im Blasenspeicherteil 63a in
Richtung der Tinteneinströmöffnung 330.
Jedoch werden, wie in 14(e) dargestellt,
die Luftblasen B durch die Vertiefungen 304 der unregelmäßigen Oberfläche 303 eingefangen,
die auf der Oberfläche
des Abteilplattenteils 310 ausgebildet ist, und ihre Bewegung wird
blockiert. Wenn Luftblasen weiter in einem Zustand erzeugt werden,
bei dem sich die Luftblasen nicht bewegen, kombinieren neu erzeugte
Luftblasen mit den Luftblasen, die durch die Vertiefungen 304 eingefangen
wurden und sich nicht bewegen, wodurch Luftblasen entstehen, die
größer sind
als die neu erzeugten Luftblasen.
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Somit
wird die Bewegung der erzeugten Luftblasen durch die unregelmäßige Oberfläche 303 zum Einfangen
von Luftblasen blockiert und eine Vereinigung von Luftblasen wird
gefördert.
Demzufolge wird die Bildung der Luftschicht im Blasenspeicherteil 63a der
Tintennebenkammer 20 gefördert, und ein Zustand, bei
dem die Luftblasen von der Tintenflüssigkeitsoberfläche getrennt
sind, wird rasch hergestellt. Demzufolge wird die unerwünschte Situation
sicher vermieden, dass die Luftblasen in den Tintenspeicherteil 66 einströmen, an
den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b anhaften
und ein Erfassen des Aufbrauchens der Tinte unmöglich machen.
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Insbesondere
sind in der Ausführungsform die
Vertiefungen 304 und die Vorsprünge 305, welche auf
der unregelmäßigen Oberfläche 303 des
Abteilplattenteils 310 des Unterteilungselements 300 ausgebildet
sind, in einer im Wesentlichen senkrechten Richtung zum Strom der
zum Tinteneinströmloch 330 strömenden Luftblasen.
angeordnet. Die Vertiefungen 304 und die Vorsprünge 305 sind über im Wesentlichen
die gesamte Fläche
der unregelmäßige Oberfläche 303 ausgebildet,
wobei sie dabei in Richtung der kurzen Seite senkrecht zur Strömung der Tinte
angeordnet sind, die zum Tinteneinströmloch 330 strömt, das
an der Kante der kurzen Seite der unregelmäßigen Oberfläche 303 ausgebildet
ist. Die länglichen
Vertiefungen 308 und die länglichen Vorsprünge 309,
die sich in Richtung der langen Seite der unregelmäßigen Oberfläche 303 erstrecken,
sind zwischen dem Tinteneinströmloch 330 und
den Längsseitenkanten
der unregelmäßigen Oberfläche 303 ausgebildet.
Demgemäß kann der
Strom der Luftblasen durch die unregelmäßige Oberfläche 303 in effizienter
Weise blockiert werden. Falls erforderlich können die Vertiefungen und Vorsprünge in vorgegebenen
Abständen
bogenförmig
und konzentrisch um das Tinteneinströmloch 330 herum angeordnet
sein.
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In
dieser Ausführungsform
sind die zweiten Vorsprünge 306,
die höher
sind als die übrigen,
in diskreter Weise auf der Oberfläche eines jeden Vorsprungs 305 ausgebildet.
Diese zweiten Vorsprünge 306 sind
zickzackartig angeordnet, wenn man diese in Richtung der Längsseite
des Unterteilungselementes 300 betrachtet, was der Strömungsrichtung
der Tinte, d.h. auch der Strömungsrichtung
der Luftblasen entspricht. Damit fließt die Tinte, wenn die Menge an
verbleibender Tinte gering ist, durch Zwischenräume zwischen den auf der unregelmäßigen Oberfläche 303 ausgebildeten
Vorsprüngen
und Vertiefungen. Da die zweiten Vertiefungen 306 zickzackartig angeordnet
sind, strömt
die Tinte zickzackartig entlang der Oberflächenteile der Vorsprünge 305,
die zickzackartig zwischen den zweiten Vorsprüngen 306 verbleiben.
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Demgemäß werden
die Luftblasen, welche sich gemeinsam mit der Tinte bewegen, durch
die unregelmäßige Oberfläche 303 zuverlässig eingefangen.
Weiter werden die Luftblasen durch die zwischen den zweiten Vorsprüngen 306 ausgebildeten, tiefer
liegenden Vertiefungen 304 zuverlässig eingefangen. Die Menge
an Tinte, die in der unregelmäßigen Oberfläche 303 verbleibt,
ist nicht durch die Höhe
der zweiten Vorsprünge 306 bestimmt,
sondern durch die Höhe
der niedrigen Vorsprünge 305.
Daher wird die Menge an Resttinte in der unregelmäßigen Oberfläche 303 verringert.
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In
dieser Ausführungsform
wird bevorzugt, dass der Abstand zwischen dem ersten Filter 11 und der
unregelmäßigen Oberfläche 303 des
Unterteilungselementes 300 kleiner gewählt ist als der Durchmesser
einer jeden im Blasenspeicherteil 63a erzeugten Luftblase.
Wenn dies der Fall ist, werden die im Blasenspeicherteil 63a erzeugten
Luftblasen flach zusammengedrückt.
Daher werden die Luftblasen auf der unregelmäßigen Oberfläche 303 des
Unterteilungselementes 300 zuverlässig eingefangen. Ein Verbinden
von Luftblasen wird in vorteilhafter Weise erleichtert.
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Somit
erfolgt beim Tintenbehälter 1 der
Ausführungsform
eine zuverlässige Änderung
der Reflexionszustände
bei Absinken des Tintenflüssigkeitsspiegels,
ohne dass irgendeine Störung
durch die Luftblasen auftritt. Somit wird beim Tintenstrahldrucker 91,
welcher den Tintenbehälter 1 dieser
Ausführungsform
als Tintenversorgungsquelle verwendet, der Aufbrauchzustand der
Tinte im Tintenbehälter
basierend auf den Reflexionszuständen
der Reflexionsflächen 52a und 52b sicher
erfasst.
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Weiter
hat, wenn das Unterteilungselement integral mit der oberen Platte
der becherartigen Kappe 31a ausgebildet ist, der Behälterkörper 2b eine einfache
Form und lässt
sich ohne Weiteres mittels Formgießen herstellen.
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Wie
zuvor beschrieben ist beim Tintenbehälter dieser Ausführungsform
eine Tintennebenkammer zwischen einer Tintenhauptkammer, die einen Schaumstoff
enthält,
welcher in absorbierender Weise Tinte zurückhält, und zur Umgebungsluft hin
offen ist, und einem Tintenauslass ausgebildet, welcher zum Heraussaugen
von Tinte nach außen
dient. Das Innere der Tintennebenkammer ist in einen Blasenspeicherteil,
der sich näher
bei der Tintenhauptkammer befindet, und einen Tintenspeicherteil
unterteilt, der sich näher
am Tintenauslass befindet. Ein Aufbrauchzustand der Tinte wird dadurch
erfasst, dass man sich die Reflexionsflächen zu Nutze macht, die derart
angeordnet sind, dass ihre Rückseite
zum Tintenspeicherteil hin freiliegen. Die unregelmäßige Oberfläche zum
Einfangen der Luftblasen ist auf der Oberfläche des Unterteilungselementes
ausgebildet, welches die Grenze zwischen dem Blasenspeicherteil
und dem Tintenspeicherteil markiert.
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Der
Tintenflüssigkeitsspiegel,
der mit abnehmender Resttintenmenge absinkt, ist von den Luftblasen,
die durch aus dem Tintenbehälter
in den Blasenspeicherteil einströmende
Luft erzeugt werden, durch das Unterteilungselement getrennt. Die
unregelmäßige Oberfläche des
Unterteilungselemen tes fängt
Luftblasen ein, die im Blasenspeicherteil erzeugt wurden, und, verhindert,
dass diese zum Tintenspeicherteil fließen. Demgemäß tritt die unerwünschte Situation,
dass Luftblasen an den Reflexionsflächen anhaften, deren Rückseiten
zum Tintenspeicherteil hin frei liegen, oder dass Luftblasen in der
Nähe der
Reflexionsflächen
vagabundieren, und demzufolge die Reflexionszustände der Reflexionsflächen sich
nicht verändern,
nicht auf. Demgemäß ist ein
sicheres Erfassen eines Aufbrauchens der Tinte im Tintenbehälter gewährleistet.
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In
der Erfindung sind die Vorsprünge
und Vertiefungen der unregelmäßigen Obertläche des Unterteilungselementes
in Richtung senkrecht zum Strom der zum Tinteneinströmloch strömenden Luftblasen
angeordnet, das Strömen
der Luftblasen wird blockiert und die Luftblasen werden sicher eingefangen.
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Weiter
sind bei der Erfindung die Vorsprünge und Vertiefungen abwechselnd
auf der unregelmäßigen Oberfläche ausgebildet,
und die zweiten Vorsprünge,
welche diskret und hoch sind, sind jeweils auf den Vorsprüngen ausgebildet.
In diesem Fall werden die Luftblasen sicher durch die tiefen Vertiefungen
eingefangen, die zwischen den Vertiefungen und den zweiten Vorsprüngen ausgebildet
sind, und Tinte kann durch die Zwischenräume zwischen den diskreten
zweiten Vorsprüngen
fließen.
Demgemäß werden
die Luftblasen sicher eingefangen und die Menge an auf der unregelmäßigen Oberfläche verbleibender
Tinte wird verringert.
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In
der Erfindung sind, bei Betrachtung in Strömungsrichtung der zum Tinteneinströmloch strömenden Luftblasen,
die Vertiefungen und Vorsprünge
auf der unregelmäßigen Oberfläche zickzackartig angeordnet.
Bei diesem Aufbau strömt
die Tinte entlang der Vorsprünge
und Vertiefungen, die zickzackartig angeordnet sind, ebenfalls zickzackartig.
Dies gewährleistet
das Einfangen von Luftblasen. Weiter besteht keine Wahrscheinlichkeit,
dass die Tinte auf der unregelmäßigen Oberfläche bleibt.
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Ebenfalls
ist bei dieser Ausführungsform
der Zwischenraum zwischen einer Innenumfangsfläche der ersten Tintennebenkammer
und einer Außenumfangsfläche des
Unterteilungselementes flüssigkeitsdicht
abgedichtet. Dieses charakteristische Merkmal verhindert ein Zuführen von
Blasen erzeugender Tinte vom Tintenspeicherteil zum Blasenspeicherteil. Das
Ergebnis ist, dass die Fähigkeit
des Unterteilungselementes verbessert wird, die Luftblasen von der
Tintenflüssigkeitsoberfläche zu trennen.
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Die
Höhe des
Blasenspeicherteils ist geringer als der Durchmesser einer jeden
dort erzeugten Luftblase. Die im Blasenspeicherteil erzeugten Luftblasen
werden flach zusammengedrückt.
Demgemäß werden
die Luftblasen sicher auf der unregelmäßigen Oberfläche des
Unterteilungselementes eingefangen, und das Verbinden von Luftblasen
wird verbessert.
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In
diesem Fall ist der Außenumfang
des ersten Filters mit der Außenumfangswandung
der Tintennebenkammer und der Außenumfangskante des Unterteilungselementes
durch einen einfachen thermischen Verschmelzungsvorgang verbunden,
wodurch der Zwischenraum zwischen einer Innenumfangsfläche der
ersten Tintennebenkammer und einer Außenumfangsfläche des
Untertei lungselementes flüssigkeitsdicht
abgedichtet ist. Demgemäß ist die
Verbindung dieser drei Elemente und der flüssigkeitsdichte Zustand durch
einen einfachen Fertigungsprozess realisiert.
-
Der
Tintenstrahldrucker der Erfindung verwendet als Tintenversorgungsquelle
den Tintenbehälter,
welcher die Reflexionsflächen
aufweist, deren Reflexionszustände
sich mit Absinken des Tintenflüssigkeitsspiegels
sicher verändern.
Demgemäß kann ein
Aufbrauchzustand der Tinte im Tintenbehälter basierend auf den Reflexionszuständen der
Reflexionsflächen
sicher erfasst werden.
-
Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen
und weitere Ausführungsformen
eingeschränkt
ist, sondern im Rahmen des Schutzumfangs der Erfindung vielfältig modifiziert, abgeändert und
verändert
werden kann.
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Beispielsweise
ist in der dritten Ausführungsform
das Tinteneinströmloch 330,
das sich zwischen dem Blasenspeicherteil und dem Tintenspeicherteil erstreckt,
im Unterteilungselement ausgebildet. Alternativ kann die Tinteneinströmöffnung durch
die gegenüberliegenden
Oberflächen
des Unterteilungselementes und des rechtwinkligen Prismas 52,
sowie des Unterteilungselementes und der Seitenplatte 53 begrenzt
sein.
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In
der dritten Ausführungsform
befindet sich das rechtwinklige Prisma 52 im Tintenkanal.
Das Prisma kann im Tintenspeicherteil ausgebildet sein, da die Luftblasen
vom Blasenspeicherteil aus in diesen einströmen.
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Weiter
können
in der ersten und der zweiten Ausführungsform die Unterteilungselemente 61 und 71 wie
bei der dritten Ausführungsform
separate Elemente sein. Wenn dies der Fall ist, hat der Behälterkörper einfache
Form und lässt
sich unschwierig mittels Formgießen herstellen.
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Auch
wenn bei dieser Ausführungsform
beim Tintenbehälter
Schaumstoff für
das Tintenabsorptionselement verwendet wird, kann anstelle des Schaumstoff
ein Faser- oder Filzbündel
verwendet werden.
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Wie
aus der vorhergehenden Beschreibung zu ersehen, ist bei einem Tintenbehälter der
Erfindung ein Tintenkanal im Inneren einer Tintennebenkammer ausgebildet,
wodurch Tinte und Luftblasen, die von einer Tintenhauptkammer zur
Tintennebenkammer geströmt
sind, für
eine Erfassung eines Aufbrauchzustandes der Tinte zu den Rückseiten
rechtwinkliger Prismen geleitet werden. Demgemäß werden die in die Tintennebenkammer
eintretenden Luftblasen sicher zu den Rückseiten der Prismen geleitet.
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Demgemäß sinkt
bei dem durch die Reflexionsflächen
begrenzten Tintenkanal der Tintenflüssigkeitspegel mit abnehmender
Resttintenmenge sicher ab. Dadurch ist ein sicheres Erfassen des
Aufbrauchens der Tinte gewährleistet.
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Die
Breite des durch die Reflexionsflächen begrenzten Tintenkanals
ist so gewählt,
dass sie geringer als der Durchmesser einer in der Tintennebenkammer
erzeugten Luftblase ist. Dadurch werden die Luftblasen, die in den
Tintenkanal eingeströmt
sind, zusammengedrückt
und in einen Oberflächenkontaktzustand
gegen die Reflexionsflächen
gedrückt. Demzufolge
wird die unerwünschte
Situation vermieden, dass trotz eines Absinkens des Tintenflüssigkeitspegels
die Reflexionsflächen 52a und 52b weiterhin
mit Tinte, die in den Zwischenräumen
zwischen den Luftblasen zurückgehalten
wird, bedeckt bleiben und eine Erfassung des Aufbrauchens der Tinte
unmöglich
ist.
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Bei
dem Tintenstrahldrucker, welcher den gemäß der Erfidung aufgebauten
Tintenbehälter
als Tintenversorgungsquelle verwendet, kann ein sicheres Erfassen
eines Aufbrauchens der Tinte im Tintenbehälter gewährleistet werden.