DE69032807T2 - Eine Tintenstrahlpatrone für eine Tintenstrahldruckkopfbaugruppe und eine solche Baugruppe - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf, der mit einem Tintenbehälter versehen ist, der in seinem Innern ein Tinte absorbierendes poröses Material hat, und auf ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät.
• Es ist ein Tintenstrahlkopf bekannt, der ein eingebautes Energieerzeugungsteil zur Erzeugung von Aufzeichnungströpfchen und einen Tintenbehälter zur Zufuhr von Tinte zu diesem umfaßt. Der Tintenbehälter des Tintenstrahlkopfs dieser Art enthält im allgemeinen darin ein komprimiertes poröses Material, das mit der Tinte getränkt ist. Die in dem porösen Material zurückgehaltene Tinte wird durch eine gemeinsame Kammer mittels einer Kapillarwirkung zu einem Tintenausstoßteil in Übereinstimmung mit einem Verbrauch der Tinte durch das Tintenausstoßteil gefördert. Zusätzlich ist, um eine Erzeugung eines Unterdrucks in dem Tintenbehälter zu verhindern, ein kleiner Bereich des Tintenbehälters (etwa 3% des Innenbereichs des Tintenbehälters) zur Atmosphäre (Entlüftung) geöffnet.
• Bei dieser herkömmlichen Konstruktion nimmt das poröse Material einen anwachsenden Anteil des Volumens des Tintenbehälters ein, weil die Forderung für eine größere Menge von im Aufzeichnungskopf enthaltener Tinte besteht, um die Häufigkeit eines Austauschs von diesem herabzusetzen. Jedoch ist im Gegensatz zu der Vergrößerung der Tintenmenge in diesem die nicht verwendbare und im Behälter verbleibende Tintenmenge ansteigend.
• Es ist wichtig, daß in dem porösen Material die Tinte derart zurückgehalten wird, daß die Ausstoßeigenschaften nicht beeinflußt werden.
• Ein Tintenzuführrohr wird gegen das poröse Material im Tintenbehälter gedrückt und führt zu einer Tintenkammer, die mit dem Tintenausstoßkanal in Verbindung steht. Der Druck ist wirksam, um die Berührung mit dem porösen Material zu stabilisieren, indem das von dem Rohr berührte poröse Material verformt wird. Der Grad des Drucks ist von dem Gesichtspunkt, das poröse Material nicht stark zu verformen, klein. Jedoch wird bei der Durchführung des Aufzeichnungsvorgangs die Tintenzufuhr manchmal nicht ausreichend, selbst wenn eine große Tintenmenge im Behälter verbleibt, was in der Notwendigkeit resultiert, den Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf oder die Kartusche gegen neue auszutauschen.
• Diese Tendenz ist mehr wahrnehmbar in dem Fall gewesen, da im Behälter benachbart zur Lüftungsöffnung eine Rippe oder Rippen ausgebildet werden.
• Die EP-A-0261764 offenbart einen Tintenstrahl-Druckkopf, in dem der Behälter einen porösen Schwamm, um Tinte zurückzuhalten, enthält und der eine Mehrzahl von vertikalen Stegen an einander gegenüberliegenden Wänden hat.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenkartusche für einen Tintenstrahlbausatz geschaffen, die einen Tintenbehälter zur Aufnahme von Tinte umfaßt, wobei der Behälter eine Zuführröhre zur Zufuhr von Tinte zu einem Aufzeichnungskopf sowie eine Belüftungsöffnung, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, besitzt und poröses Material in dem genannten Behälter vorgesehen ist, um einen Tintenspeicher zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem porösen Material und der Behälterwand ein mit der Belüftungsöffnung in Verbindung stehender Raum bestimmt ist, um einen Luftströmungsweg zwischen der Behälterwand sowie dem porösen Material auszubilden, wobei der Raum durch erste und zweite Vielzahlen von Rippen, die an jeweiligen, an die Ecke des Behälters, welche am weitesten von der Zufuhrröhre entfernt ist, angrenzenden Wänden vorge sehen sind, begrenzt ist, so daß im Gebrauch, wenn Tinte von der Zufuhrröhre zugeführt wird, in den Behälter durch die Belüftungsöffnung eintretende Luft längs eines ersten Luftströmungsweges, der durch die erste Vielzahl von Rippen rund um die von der Zufuhrröhre am weitesten entfernte Ecke bestimmt ist, zu einem durch die zweite Vielzahl von Rippen abgegrenzten Raum fließt.
• Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf oder eine Kartusche und ein diesen/diese besitzendes Aufzeichnungsgerät zur Verfügung, wobei die Menge der im Behälter verbleibenden, nicht verbrauchsfähigen Tinte vermindert wird.
• Auf diese Weise kann die Austauschhäufigkeit des Tintenstrahl- Aufzeichnungskopfes oder der Kartusche herabgesetzt werden.
• Eine Ausführungsform dieser Erfindung schafft einen Tintenstrahlkopf oder eine Kartusche und ein diesen/diese verwendendes Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät, wobei der Aufzeichnungsvorgang in einer stabilisierten Weise durchgeführt werden kann und der Verbrauch der Tinte in dem Tintenbehälter verbessert wird. Es wird angestrebt, daß die Tinte ohne einen nachteiligen Einfluß auf das Tintenausstoßvermögen zugeführt werden soll, während die Tintenverwendung maximiert wird.
• Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
• Fig. 1 eine Ausführungsform dieser Erfindung darstellt.
• Fig. 2 eine perspektivische Übersichtsdarstellung einer Tintenstrahlkartusche in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform dieser Erfindung ist.
• Fig. 3 eine perspektivische Darstellung der zusammengebauten Kartusche der Fig. 2 ist.
• Fig. 4 eine perspektivische Darstellung eines Befestigungsteils ist, um die Tintenstrahleinheit IJU zu montieren.
• Fig. 5 die Montage der Kartusche IJC an einem Tintenstrahl- Aufzeichnungsgerät darstellt.
• Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Druckgeräts gemäß dieser Erfindung ist.
• Fig. 7 den Fluß der Tinte zeigt.
• Fig. 8, 9 und 10 perspektivische Ansichten der Vorrichtung gemäß weiteren Ausführungsformen dieser Erfindung sind.
• Fig. 11A und 118 Ausstoßeigenschaften zeigen.
• Fig. 12A, 12B, 12C, 12D, 12E und 12F weitere Ausführungsformen darstellen.
• Fig. 13 eine andere Ausführungsform zeigt.
• Fig. 14 eine weitere Ausführungsform darstellt.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
• Die Fig. 2, 3, 4, 5 und 6 zeigen eine Tintenstrahleinheit IJU, einen Tintenstrahlkopf IJH, einen Tintenbehälter IT, eine Tintenstrahlkartusche IJC, einen Kopfschlitten HC und eine Hauptanordnung IJRA eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der, vorliegenden Erfindung und Beziehungen unter diesen. Die Konstruktionen der jeweiligen Bauelemente werden im folgenden beschrieben.
• Wie aus der perspektivischen Darstellung der Fig. 3 ersichtlich ist, hat die Tintenstrahlkartusche IJC bei dieser Ausführungsform einen relativ großen Tintenaufnahmeraum, und ein Endabschnitt der Tintentrahleinheit IJU ragt geringfügig von der frontseitigen Fläche des Tintenbehälters IT vor. Die Tintenstrahlkartusche IJC ist in korrekter Lage am Schlitten HC (Fig. 5) der Hauptanordnung IJRA des Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts durch geeignete Positioniereinrichtungen und mit elektrischen Kontakten, was später im einzelnen beschrieben werden wird, montierbar. Sie ist bei dieser Ausführungsform ein am Schlitten HC lösbar anzubringender Kopf des Wegwerftyps. Die in den Fig. 2-6 offenbarten Konstruktionen enthalten verschiedene neuartige Merkmale, die zuerst allgemein beschrieben werden.
(i) Tintenstrahleinheit IJU
• Die Tintenstrahleinheit IJU ist vom Blasenstrahl-Aufzeichnungstyp, wobei elektrothermische Wandler verwendet werden, die in Abhängigkeit von elektrischen Signalen Wärmeenergie erzeugen, um eine Filmverdampfung der Tinte hervorzurufen.
• Gemäß der Fig. 2 umfaßt die Einheit eine Heizplatte 100 mit elektrothermischen Wandlern (Ausstoßheizeinrichtungen), die in einer Linie an einem Si-Substrat angeordnet sind, und elektrische Leiterbahnen, die aus Aluminium oder dergleichen gefertigt sind, um elektrische Energie zuzuführen. Die elektrothermischen Wandler und die elektrischen Leiter sind durch einen Dünnschicht-Ausbildungsprozeß hergestellt. Eine Verdrahtungsplatte 200 ist mit der Heizplatte 100 verbunden und enthält eine der Verdrahtung der Heizplatte 100 entsprechende Verdrahtung (beispielsweise verbunden durch die Leiter-Bondverbindungstechnik) sowie Kissen 201, die an einem Ende der Verdrahtung angeordnet sind, um von der Hauptbaugruppe des Aufzeichnungsgeräts elektrische Signale zu empfangen.
• Eine Abdeckplatte 1300 ist mit Kehlen versehen, die Trennwände bestimmen, um benachbarte Tintenkanäle voneinander zu trennen, und ist mit einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer ausgestattet, um die den jeweiligen Tintenkanälen zuzuführende Tinte aufzunehmen. Die Abdeckplatte 1300 ist einstückig mit einer Tintenstrahlöffnung 1500 zum Empfang der vom Tintenbehälter IT zugeführten Tinte und zum Leiten der Tinte zur gemeinsamen Kammer sowie auch mit einer Düsenplatte 400, die eine Vielzahl von den Tintenkanälen entsprechenden Ausstoßöffnungen hat, versehen. Das Material des einstückigen Formteils ist vorzugsweise Polysulfon, es kann jedoch ein anderes Formharzmaterial sein.
• Ein Tragglied 300 ist beispielsweise aus Metall gefertigt und wirkt, um eine Rückseite der Verdrahtungsplatte 200 in einer Ebene zu lagern, und es bildet eine Bodenplatte der Tintenstrahleinheit IJU. Eine Begrenzungsfeder 500 in Gestalt eines "M" hat ein mittiges Teil, das mit leichtem Druck gegen die gemeinsame Kammer drückt, und eine Klammer 501, die konzentriert mit einem Liniendruck auf einen Teil des Flüssigkeitskanals, vorzugsweise den Teil in der Nachbarschaft der Ausstoßauslässe, drückt. Die Begrenzungsfeder 500 hat Schenkel, um die Heizplatte 100 sowie die Abdeckplatte 1300 zusammenzuklemmen, indem sie die Öffnungen 3121 der Tragplatte 300 durchsetzen und die Rückfläche der Tragplatte 300 erfassen. Auf diese Weise werden die Heizplatte 100 und die Abdeckplatte 1300 mittels der konzentrierten Druckkraft durch die Schenkel und die Klammer 501 der Feder 500 zusammengeklemmt. Die Tragplatte 300 besitzt Positionieröffnungen 312, 1900 und 2000, die mit zwei Positionierzapfen 1012 sowie Positionier- und Schmelzfixierstiften 1800 und 1801 des Tintenbehälters lT zum Eingriff zu bringen sind. Sie enthält ferner an ihrer Rückseite Vorsprünge 2500 und 2600 für die Positionierung mit Bezug zum Schlitten HC der Hauptanordnung IJRA.
• Zusätzlich besitzt das Tragglied 300 ein Loch 320, durch das sich eine Tintenzuführröhre 2200, die später beschrieben werden wird, erstreckt, um Tinte vom Tintenbehälter zuzuführen. Die Verdrahtungsplatte 200 ist am Tragglied 300 durch ein Haftmittel oder dergleichen befestigt. Das Tragglied 300 ist benachbart zu den Positioniervorsprüngen 2500 und 2600 mit Ausnehmungen 2400 und 2400 versehen.
• Wie in Fig. 3 gezeigt ist, hat die zusammengebaute Tintenstrahlkartusche IJC ein vorstehendes Kopfteil mit drei Seiten, die mit mehreren parallelen Kehlen 3000 und 3001 versehen sind. Die Ausnehmungen 2400 und 2400 sind an Verlängerungen der parallelen Kehlen an der oberen und unteren Seite angeordnet, um zu verhindern, daß die Tinte oder Fremdkörper sich längs der Kehle bewegen und die Vorsprünge 2500 sowie 2600 erreichen. Das Abdeckelement 800, das die parallelen Kehlen 3000 besitzt, wie in Fig. 5 gezeigt ist, stellt ein äußeres Gehäuse der Tintenstrahl-Kartusche IJC dar und wirkt mit dem Tintenbehälter zusammen, um einen Raum zur Aufnahme der Tintenstrahleinheit IJU zu bestimmen. Das Tintenzuführelement 600, das die parallelen Kehlen 3001 besitzt, hat ein Tintenzuführungsrohr 1600, das mit der oben beschriebenen Tintenzuführröhre 2200 in Verbindung ist und auf der Seite der Zuführröhre 2200 auskragt. Um die Kapillarwirkung an der festen Seite des Tintenzuführungsrohrs 1600 und der Tintenzuführungsröhre 2200 zu gewährleisten, wird ein Abdichtstift 602 eingesetzt.
• Eine Dichtung 601 dichtet das Verbindungsteil zwischen dem Tintenbehälter IT und der Zuführleitung 2200 ab. Am behälterseitigen Ende der Zuführröhre ist ein Filter 700 angeordnet. Das Tintenzuführelement 600 ist ein Formteil und wird deshalb bei niedrigen Kosten mit einer hohen Positioniergenauigkeit produziert. Zusätzlich gewährleistet die auskragende Konstruktion des Rohrs 1600 den Druckkontakt zwischen dem Rohr 1600 und dem Tinteneinlaß 1500, selbst wenn das Tintenzuführelement 600 ein Massenprodukt ist.
• Bei dieser Ausführungsform kann der komplette Verbindungszustand mit Sicherheit erlangt werden, indem einfach ein abdichtendes Haftmittel von der Seite des Tintenzuführelements unter einem Druckkontaktzustand fließend zugeführt wird. Das Tintenzuführelement 600 kann am Tragglied 300 durch Einführen und Durchführen von (nicht gezeigten) rückseitigen Stiften des Tintenzuführelements 600 durch die Öffnungen 1901 sowie 1902 des Tragglieds 300 und durch Heizschmelzen des Teils, wo die Stifte durch die Rückseite des Tragglieds 300 herausragen, befestigt werden. Die heißgeschmolzenen, geringfügig vorstehenden Teile werden in (nicht gezeigten) Vertiefungen in der befestigungsseitigen Fläche des Tintenbehälters IT an der Tintenstrahleinheit (IJU) aufgenommen, und deshalb kann die Einheit IJU korrekt positioniert werden.
(ii) Tintenbehälter IT
• Der Tintenbehälter umfaßt ein Hauptteil 1000, Tintenabsorptionsmaterial 900 und ein Verschlußelement 1100. Das Tintenabsorptionsmaterial 900 wird in das Hauptteil 1000 von der zur Befestigungsseite der Einheit (IJU) entgegengesetzten Seite eingebracht, und danach schließt das Verschlußelement 1100 das Hauptteil ab.
• Das Tintenabsorptionsmaterial 900 ist somit im Hauptteil 1000 angeordnet. Die Tintenzuführöffnung 1200 wirkt dahingehend, die Tinte der die oben beschriebenen Bauteile 100-600 umfassenden Tintenstrahleinheit IJU zuzuführen, und sie wirkt auch als ein Tinteninjektionseinlaß, um eine anfängliche Tintenzufuhr zum Absorptionsmaterial 900 zuzulassen, bevor die Einheit IJU am Teil 1010 des Hauptteils befestigt wird.
• Bei dieser Ausführungsform kann die Tinte durch eine Belüftungsöffnung und diese Zuführöffnung zugeführt werden. Um die Tinte in guter Weise zuzuführen, sind an der innenseitigen Fläche des Hauptteils 1000 Rippen 2300 ausgestaltet, wie auch an der Innenseite des Verschlußelements 1100 Rippen 2301 und 2302 ausgebildet sind, die wirksam sind, innerhalb des Tintenbehälters eine vorhandene Tintenzone zu schaffen, die sich ununterbrochen von der Seite der Belüftungsöffnung zu demjenigen Eckbereich des Hauptteils erstreckt, der von der Tintenzuführöffnung 1200 am weitesten entfernt ist. Deshalb ist es, um die Tinte in guter Weise gleichförmig zu verteilen, vorzuziehen, daß die Tinte durch die Zuführöffnung 1200 eingebracht wird. Dieses Tintenzuführverfahren ist praktisch wirksam. Die Anzahl der Rippen 2300 ist bei dieser Ausführungsform vier, und die Rippen 2300 verlaufen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Schlittens benachbart zur Rückseite des Hauptteils des Tintenbehälters, wodurch das Absorptionsmaterial 900 an einer engen Berührung mit der Innenfläche der Rückseite des Hauptteils gehindert ist. Die Rippen 2301 und 2302 sind an der Innenfläche des Verschlußelements 1100 an einer Position ausgebildet, die im wesentlichen eine Verlängerung der Rippen 2300 darstellt, jedoch ist im Gegensatz zur großen Rippe 2300 die Größe der Rippen 2301 und 2302 klein, da es geteilte Rippen sind, so daß der vorhandene Luftraum bei den Rippen 2301 und 2302 größer ist als der bei der Rippe 2300. Die Rippen 2302 und 2301 sind auf der gesamten Fläche des Verschlußelements 1100 verteilt, und die Fläche von diesen ist nicht größer als die Hälfte der gesamten Fläche. Aufgrund des Vorsehens der Rippen kann die Tinte im Eckbereich des Tintenabsorptionsmaterials, der von der Zuführöffnung 1200 am weitesten entfernt ist, stabil und sicher zur Einlaßöffnung durch Kapillarwirkung zugeführt werden. Die Kartusche ist mit einer Belüftungsöffnung für eine Verbindung des Innern der Kartusche mit der Außenluft ausgestattet. Innenseitig der Lüftungsöffnung 1400 ist ein wasserabstoßendes Material vorhanden, um zu verhindern, daß die innen befindliche Tinte durch die Lüftungsöffnung 1400 nach außen leckt.
• Der Tintenaufnahmeraum im Tintenbehälter IT ist im wesentlichen ein rechteckiges Parallelepiped, und die langen Seitenflächen in der Richtung einer Schlittenbewegung und deshalb die oben beschriebenen Rippenanordnungen sind besonders wirksam. Wenn sich die lange Seite entlang der Bewegungsrichtung des Schlittens erstreckt oder wenn der Tinte enthaltende Raum die Gestalt eines Würfels hat, werden die Rippen vorzugsweise an der gesamten Fläche des Innern des Verschlußelements 1100 ausgebildet, um die Tintenzufuhr vom Tintenabsorptionsmaterial 900 zu stabilisieren. Die Würfelgestalt ist vom Standpunkt der Aufnahme von so viel wie möglicher Tinte in einem begrenzten Raum vorzuziehen. Jedoch ist vom Standpunkt einer Verwendung der Tinte mit einem minimalen verfügbaren Teil im Tinten behälter das Vorsehen der Rippen, die an zwei, eine Ecke darstellenden Flächen ausgebildet sind, zu bevorzugen.
• Bei dieser Ausführungsform sind die innenseitigen Rippen 2301 und 2302 des Tintenbehälters IT im wesentlichen gleichförmig in der Richtung der Dicke des Tintenabsorptionsmaterials, das die rechteckige parallelepipedische Ausgestaltung hat, verteilt. Eine derartige Konstruktion ist bedeutungsvoll, da die Luftdruckverteilung im Tintenbehälter IT gleichförmig gemacht wird, wenn die Tinte im Absorptionsmaterial verbraucht wird, so daß die Menge an verbleibender unverbrauchter Tinte im wesentlichen Null ist. Es ist vorzuziehen, daß die Rippen an der Fläche oder den Flächen außerhalb eines Kreisbogens angeordnet werden, dessen Zentrum in der projizierten Position der Tintenzuführöffnung 1200 an der oberen Fläche des rechteckigen Tintenabsorptionsmaterials liegt und der einen Radius hat, der gleich der langen Seite der Rechteckgestalt ist, da dann der Umgebungsluftdruck rasch für das außenseitig des Kreisbogens vorhandene Tintenabsorptionsmaterial hergestellt wird. Der Ort der Belüftung des Tintenbehälters IT ist nicht auf die Position dieser Ausführungsform begrenzt, wenn er für ein Einführen der Umgebungsluft in die Position, wo die Rippen angeordnet sind, günstig ist.
• Bei dieser Ausführungsform ist die Rückseite der Tintenstrahlkartusche IJC eben, und deshalb wird der Raum, der erforderlich ist, wenn sie im Gerät montiert ist, minimiert, während die maximale Tintenaufnahmekapazität aufrechterhalten wird. Deshalb kann die Größe des Geräts herabgesetzt werden und wird gleichzeitig die Häufigkeit des Kartuschenaustauschs minimiert. Um den rückwärtigen Teil des für ein Vereinigen der Tintenstrahleinheit IJU verwendeten Raumes auszunutzen, kann ein Vorsprung für die Belüftungsöffnung 1401 vorgesehen werden. Das Innere des Vorsprungs ist im wesentlichen frei, und der freie Raum 1402 wirkt, um die Luft in den Tintenbehälter IT gleichmäßig in der Richtung der Dicke des Absorptionsmaterials einzuführen. Aufgrund der oben beschriebenen Merkmale stellt die Kartusche als Ganzes eine bessere Ausführung dar als die herkömmliche Kartusche. Der Luftzuführraum 1402 ist viel größer als derjenige in der herkömmlichen Kartusche. Zusätzlich befindet sich die Lüftungsöffnung 1401 in einer oberen Position, und deshalb kann, wenn die Tinte aus dem Absorptionsmaterial aus dem einen oder anderen Grund austritt, der Luftzuführraum 1402 provisorisch die Tinte zurückhalten, um zuzulassen, daß diese Tinte zurück in das Absorptionsmaterial gesogen wird. Deshalb kann ein unwirtschaftlicher Verbrauch der Tinte vermieden werden.
• Unter Bezugnahme auf die Fig. 4 wird eine Konstruktion einer Fläche des Tintenbehälters IT gezeigt, an welcher die Einheit IJU montiert wird. Zwei Positionierzapfen 1012 liegen auf einer Linie L1, die eine durch das substantielle Zentrum der Reihe der Ausstoßöffnungen in der Düsenplatte 400 gehende und zur Bodenfläche des Tintenbehälters IT oder zur Tintenbehälter-Bezugslagerfläche des Schlittens parallele Linie ist. Die Höhe der Zapfen 1012 ist etwas geringer als die Dicke des Tragglieds 300, und die Zapfen 1012 wirken dahingehend, das Tragglied 300 korrekt zu positionieren. An einer in dieser Figur (rechtsseitigen) Verlängerung befindet sich eine Klinke 2100, mit der eine rechtwinklige Hakenfläche 4002 eines Schlitten-Positionierhakens 4001 zum Eingriff kommen kann. Deshalb wirkt die Kraft zum Positionieren der Tintenstrahleinheit mit Bezug zum Schlitten in einer Ebene, die parallel zu einer die Linie L1 enthaltenden Bezugsebene ist. Diese Lagebeziehungen sind von Bedeutung, da die Genauigkeit im Positionieren des Tintenbehälters zur Positioniergenauigkeit des Ausstoßauslasses des Aufzeichnungskopfes, was im folgenden in Verbindung mit der Fig. 5 beschrieben wird, äquivalent wird.
• Die Vorsprünge 1800 und 1801, die den Fixieröffnungen 1900 und 2000 zum Fixieren des Tragglieds 300 an der Seite des Tintenbehälters IT entsprechen, sind länger als die Zapfen 1012, so daß sie das Tragglied 300 durchsetzen, und die vorstehenden Teile werden geschmolzen, um das Tragglied 300 an der Seitenfläche festzulegen. Wenn eine durch den Stift 1800 verlaufende sowie zur Linie L1 rechtwinklige Linie L3 und eine durch den Stift 1801 verlaufende sowie zur Linie L1 rechtwinklige Linie L2 gezogen werden, so liegt das Zentrum der Zuführöffnung 1200 im wesentlichen auf der Linie L3, wird die Verbindung zwischen der Zuführöffnung 1200 und der Zuführleitung 2200 stabilisiert, und kann deshalb, selbst wenn die Kartusche fällt oder auch wenn der Kartusche ein Stoß vermittelt wird, die auf das Verbindungsteil aufgebrachte Kraft minimiert werden. Weil darüber hinaus die Linien L2 sowie L3 einander nicht überdecken und weil die Stifte 1800 sowie 1801 nahe demjenigen Zapfen 1012 angeordnet sind, welcher zu den Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlkopfes näher liegt, wird das Positionieren der Tintenstrahleinheit mit Bezug zum Tintenbehälter des weiteren verbessert. In dieser Figur gibt eine Kurve L4 die Position der Außenwand des Tintenzuführelements 600 an, wenn es montiert wird. Da die Stifte 1800 und 1801 auf der Kurve L4 liegen, sind die Stifte wirksam, um eine ausreichende mechanische Festigkeit und Positioniergenauigkeit gegenüber dem Gewicht der Stirnstruktur des Kopfes IJH hervorzurufen.
• Ein Stirnansatz 2700 des Tintenbehälters IT ist mit einem in der Frontplatte 4000 des Schlittens ausgebildeten Loch in Eingriff zu bringen, um zu verhindern, daß die Tintenkartusche extrem aus der Position verlagert wird. Ein Anschlag 2101 kann mit einem (nicht dargestellten) Stift am Schlitten HC zur Anlage kommen, und wenn die Kartusche IJC korrekt unter einer Drehung montiert ist, was später beschrieben werden wird, nimmt der Anschlag 2101 eine Position unter dem Stift ein, so daß, selbst wenn eine Aufwärtskraft, die bestrebt ist, die Kartusche aus der korrekten Position zu lösen, ungewollt aufgebracht wird, der korrekt montierte Zustand aufrechterhalten wird. Der Tintenbehälter IT wird, nachdem an diesem die Einheit IJU montiert ist, mit einer Abdeckung 800 abgeschlossen. Dann ist die Einheit IJU rundum mit Ausnahme ihres Bodens eingeschlossen. Jedoch ermöglicht deren Bodenöffnung, daß die Kartusche IJC am Schlitten HC zu montieren und nahe dem Schlitten HC ist, weshalb die Tintenstrahleinheit im wesentlichen an den sechs Seiten eingeschlossen ist. Deshalb ist die Wärmeerzeugung vom Tintenstrahlkopf IJH, der sich in dem umschlossenen Raum befindet, wirksam, um die Temperatur des umschlossenen Raumes einzuhalten.
• Wenn jedoch die Kartusche IJC für eine längere Zeitspanne ununterbrochen betrieben wird, steigt die Temperatur etwas an. Gegen den Temperaturanstieg ist die obere Fläche der Kartusche IJC mit einem Schlitz 1700 versehen, der eine geringere Breite als der umschlossene Raum hat, wodurch die spontane Wärmeabstrahlung begünstigt wird, um den Temperaturanstieg zu verhindern, während die gleichförmige Temperaturverteilung der gesamten Einheit IJU nicht durch die Umgebungsbedingungen beeinflußt wird.
• Nachdem die Tintenstrahlkartusche IJC zusammengebaut ist, wird die Tinte vom Innern der Kartusche zu der Kammer in dem Tintenzuführelement 600 durch eine Zuführöffnung 1200, das Loch 320 des Tragglieds 300 und einen in der Rückseite des Tintenzuführelements 600 ausgebildeten Einlaß zugeführt. Von der Kammer des Tintenzuführelements 600 wird die Tinte zu der gemeinsamen Kammer durch den Auslaß, das Zuführrohr und einen Tinteneinlaß 1500, der in der Abdeckplatte 1300 ausgebildet ist, geleitet. Der Verbindungsabschnitt für die Tintenverbindung wird durch Silikonkautschuk oder Butylkautschuk oder dergleichen abgedichtet, um den luftdichten Abschluß zu gewährleisten.
• Bei dieser Ausführungsform ist die Abdeckplatte 1300 aus Harzmaterial, das eine Widerstandsfähigkeit gegen Tinte hat, gebildet, wie Polysulfon, Polyäthersulfon, Polyphenylenoxid, Polypropylen. Sie wird einstückig in einer Form zusammen mit einem Düsenplattenteil 400 geformt.
• Wie im Vorstehenden beschrieben wurde, umfaßt der zusammengefaßte Teil das Tintenzuführelement 600, die Abdeckplatte 1300, die Düsenplatte 400 und damit einheitliche Teile sowie das Tintenbehälterhauptteil 1000. Deshalb wird die Genauigkeit im Zusammenbau verbessert, und das Produkt ist für eine Massenfertigung geeignet. Die Anzahl der Teile ist geringer als bei der herkömmlichen Vorrichtung, so daß eine gute Leistung gewährleistet werden kann.
• Wie in den Fig. 2-4 gezeigt ist, ist bei dieser Ausführungsform die Ausgestaltung nach dem Zusammenbau derart, daß das Oberteil 603 des Tintenzuführelements 600 mit einem Ende dessen Oberteils, das die Schlitze 1700 hat, zusammenwirkt, um, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen Spalt S zu bilden. Das Bodenteil 604 wirkt mit dem einführseitigen Ende 4011 einer dünnen Platte zusammen, an welche die bodenseitige Abdeckung 800 des Tintenbehälters IT geklebt ist, um so einen (nicht gezeigten) dem Spalt S gleichartigen Spalt auszubilden. Die Spalte zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzuführelement 600 sind wirksam, um die Wärmeabstrahlung zu steigern, und sind auch wirksam, um einen erwarteten Druck auf den Tintenbehälter IT daran zu hindern, direkt das Zuführelement oder die Tintenstrahleinheit IJU zu beeinflussen.
• Die oben beschriebenen verschiedenen Konstruktionen sind einzeln wirksam, um die jeweiligen Vorteile hervorzurufen, und sie sind auch höchst wirksam, wenn sie miteinander kombiniert werden.
• (iii) Montage der Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC In Fig. 5 führt eine Schreibwalze 5000 den Aufzeichnungsträger P von der Unter- zur Oberseite. Der Schlitten HC ist längs der Schreibwalze 5000 bewegbar. Der Schlitten HC umfaßt eine Frontplatte 4000, eine Stützplatte 4003 für eine elektrische Verbindung und einen Positionierhaken 4001. Die Frontplatte 4000 hat eine Dicke von 2 mm und ist näher zur Walze angeordnet. Die Frontplatte 4000 ist nahe der Frontseite der Tinten strahlkartusche IJC gelegen, wenn die Kartusche IJC am Schlitten montiert ist. Die Stützplatte 4003 trägt eine flexible Tafel 4005 mit Kissen 2011, die den Kissen 201 der Verdrahtungsplatte 200 der Tintenstrahlkartusche IJC entsprechen, und eine Gummikissenplatte 4007, um eine elastische Kraft zum Andrücken der Rückseite der flexiblen Tafel 4005 an die Kissen 2011 zu erzeugen. Der Positionierhaken 4001 dient dazu, die Tintenstrahlkartusche IJC in der Aufzeichnungsposition zu fixieren. Die Frontplatte 4000 ist mit zwei Positioniervorsprungflächen 4010 ausgestattet, die den Positioniervorsprüngen 2500 und 2600 des Tragglieds 300 der oben beschriebenen Kartusche entsprechen. Nachdem die Kartusche montiert ist, nimmt die Frontplatte die Kraft in der zu den Vorsprungflächen 4010 rechtwinkligen Richtung auf. Deshalb werden (nicht gezeigte) mehrere Verstärkungsrippen in der Richtung der Kraft an der Schreibwalzenseite der Frontplatte verlaufend angebracht. Die Rippen ragen geringfügig (etwa 0,1 mm) von der frontseitigen Flächenposition L5 zur Schreibwalze vor, wenn die Kartusche IJC montiert ist, und sie arbeiten deshalb als Kopfschutzvorsprünge. Die Stützplatte 4003 ist mit mehreren Versteifungsrippen 4004 versehen, die in einer zu den oben beschriebenen Frontplattenrippen rechtwinkligen Richtung verlaufen. Die Versteifungsrippen 4004 haben Höhen, welche von der Schreibwalzenseite zur Seite des Positionierhakens 4001 abnehmen. Hierdurch wird die Kartusche, wenn sie montiert ist, schräggelegt, wie in Fig. 5 gezeigt ist.
• Die Stützplatte 4003 ist an ihrem unteren linken Teil, d. h. an der zum Haken näheren Position, mit zwei zusätzlichen Positionierflächen 4006 versehen. Die Positionierflächen 4006 entsprechen den Positionierflächen 4010. Durch die zusätzlichen Positionierflächen 4006 empfängt die Kartusche die Kraft in der Richtung, die entgegengesetzt zu der Kraft ist, welche die Kartusche durch die oben erwähnten Positioniervorsprungflächen 4010 empfängt, so daß die elektrischen Kontakte stabilisiert werden. Zwischen den oberen und unteren Vorsprungflächen 4010 und 4006 ist eine Kissenkontaktzone angeordnet, so daß ein Verformungswert der Vorsprünge der Gummiplatte 4007 entsprechend den Kissen 2011 bestimmt wird. Wenn die Kartusche IJC in der Aufzeichnungsposition fixiert wird, werden die Positionierflächen mit der Fläche des Tragglieds 300 in Berührung gebracht. Bei dieser Ausführungsform sind die Kissen 201 des Tragglieds 300 so verteilt, daß sie mit Bezug zu der oben genannten Linie L1 symmetrisch sind, und deshalb wird der Verformungswert der jeweiligen Vorsprünge der Gummiplatte 4007 gleichförmig gemacht, um den Kontaktdruck der Kissen 2011 und 201 zu stabilisieren. Bei dieser Ausführungsform sind die Kissen 201 in zwei Säulen und zwei oberen sowie unteren Reihen angeordnet.
• Der Haken 4001 ist mit einem mit einem ortsfesten Stift 4009 in Eingriff zu bringenden Langloch versehen. Unter Ausnutzen des durch das Langloch gebotenen bewegbaren Bereichs dreht der Haken 4001 in der Gegenuhrzeigerrichtung, und er bewegt sich dann nach links längs der Schreibwalze 5000, wodurch die Tintenstrahlkartusche IJC am Schlitten HC positioniert wird. Ein derartiger bewegbarer Mechanismus des Hakens 4001 kann durch eine andere Konstruktion verwirklicht werden, jedoch ist es vorzuziehen, einen Hebel oder dergleichen zu verwenden. Während der Drehung des Hakens 4001 bewegt sich die Kartusche IJC von der in Fig. 5 gezeigten Position zu der Position zur Schreibwalzenseite hin, und die Positioniervorsprünge 2500 sowie 2600 gelangen in die Lage, in der sie mit den Positionierflächen 4010 zur Anlage kommen. Dann wird der Haken 4001 nach links bewegt, so daß die Hakenfläche 4002 mit der Klinke 2100 der Kartusche IJC in Berührung kommt, und die Tintenkartusche IJC dreht um den Berührungspunkt zwischen der Positionierfläche 2500 sowie dem Positioniervorsprung 4010 in einer horizontalen Ebene, so daß die Kissen 201 und 2011 miteinander in Anlage kommen. Wenn der Haken 4001 verriegelt ist, d. h. in der Fixier- oder Sperrposition festgehalten ist, wodurch gleichzeitig die vollständigen Berührungen zwischen den Kissen 201 und 2011, zwischen den Positionierteilen 2500 und 4010, zwischen der aufragenden Fläche 4002 und der aufragenden Fläche 2100 sowie zwischen dem Tragglied 300 und der Positionierfläche 4006 hergestellt werden, ist somit die Kassette IJC gänzlich am Schlitten befestigt.
(iv) Allgemeine Anordnung der Vorrichtung
• Die Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräts IJRA, in welchem die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt. Eine Führungsspindel 5005 dreht mittels Antriebsübertragungsrädern 5011 sowie 5009 durch die Vorwärts- sowie Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 5013. Die Führungsspindel 5005 besitzt eine schraubenförmige Nut 5004, mit der ein (nicht gezeigter) Zapfen des Schlittens HC in Eingriff ist, wodurch der Schlitten HC in den Richtungen a und b hin- und herbewegbar ist. Eine Blatt-Rückhalteplatte 5002 begrenzt das Blatt an der Walze über den Schlittenbewegungsbereich. Ausgangsstellung-Ermittlungseinrichtungen 5007 und 5008 sind in Form eines Photokopplers vorhanden, um das Vorhandensein eines Hebels 5006 des Schlittens zu ermitteln, und im Ansprechen hierauf wird die Drehrichtung des Motors 5013 umgeschaltet. Ein Stützglied 5016 lagert die Frontseitenfläche des Aufzeichnungskopfes an einem Abdeckelement 5022, um den Aufzeichnungskopf abzudecken. Eine Absaugeinrichtung 5015 übt durch die Öffnung 5023 der Kappe eine Saugwirkung auf den Aufzeichnungskopf aus, um den Aufzeichnungskopf zu regenerieren.
• Eine Reinigungsklinge 5017 wird durch ein Bewegungsorgan 5019 nach vorne und hinten verschoben. Diese sind an einem Tragrahmen 5018 der Hauptbaugruppe des Geräts gelagert. Die Klinge kann eine andere Gestalt aufweisen, vor allem die einer bekannten Reinigungsklinge. Ein Hebel 5021 ist wirksam, den Saug-Regeneriervorgang auszulösen, und er wird mit der Bewegung eines am Schlitten anliegenden Steuernockens 5020 bewegt, und die Antriebskraft vom Antriebsmotor wird durch eine bekannte Übertragungseinrichtung, wie eine Kupplung oder dergleichen, gesteuert.
• Die Abdeck-, Reinigungs- und Ansaugvorgänge können bei dieser Ausführungsform durchgeführt werden, wenn der Schlitten durch die Führungsspindel 5005 in seiner Ausgangsposition ist. Jedoch ist die vorliegende Erfindung bei einem anderen Systemtyp verwendbar, wobei derartige Vorgänge zu unterschiedlichen Zeitpunkten bewirkt werden. Die einzelnen Konstruktionen sind vorteilhaft und darüber hinaus ist deren Kombination ferner zu bevorzugen.
• Es wird nun auf die Fig. 1 Bezug genommen. Die Rippen 270 und 2600 im Tintenbehälter wirken dahingehend, die Luft von der Belüftungsöffnung 5 in das Innere des Behälters zu leiten, um einen mit Luft gefüllten Raum 51 zur Verbesserung des Tintenzufuhrvermögens zu bilden. Die Rippen 270 verlaufen in der Figur vertikal, und die Rippen 2600 sind in mehrere Abschnitte geteilt, um dazwischen einen Raum zu erzeugen. Deshalb verformt sich das poröse Material (Urethanschwamm) 900 in die Räume, wie durch gestrichelte Linien in der Figur angegeben ist. Der Aufzeichnungskopf IJH enthält eine Elektrodenschicht 1302, eine Wärmeerzeugungsschicht 1303, eine obere Schutzschicht 1301, eine Düsenplatte 400 und eine Tintenzuführröhre 2200.
• Die Tintenstrahlkartusche umfaßt als Einheit einen Tinte aufnehmenden Behälter 100 mit einem darin befindlichen Tinte zurückhaltenden porösen Material und mit einer Belüftungsöffnung sowie einer Tintenabgabeöffnung zur Zufuhr der Tinte zur Außenseite des Behälters, und einen Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf, der Ausstoßenergie erzeugende Einrichtungen hat sowie eine Tintenkammer, um die den Ausstoßenergie-Erzeugungseinrichtungen zuzuführende Tinte zu halten, eine Zuführröhre für einen Druckkontakt gegenüber dem porösen Material im Tintenbehälter, um die Tinte zu der Tintenkammer zu fördern, und ein an einem Ende der Zuführröhre vorgesehenes Filter F aufweist.
• Bei dieser Ausführungsform wird die Zuführröhre gegen das poröse Material in einem Ausmaß gepreßt, das größer als die maximale Länge des Querschnitts der Zuführröhre ist. Die Zu führröhre hat bei dieser Ausführungsform die Gestalt einer zylindrischen Röhre, und deshalb ist das Ausmaß der Verformung des porösen Materials durch den Druckkontakt größer als der Innendurchmesser der Zuführröhre. Hierdurch kann das poröse Material 900, an welchem das Filter F im Druckkontakt anliegt, einen ausreichend gepreßten Bereich an der gesamten Fläche des Filters erzeugen. Dadurch ist verhindert worden, daß die Luft zuerst an einem Teil des Filters F konzentriert wird.
• Herkömmlicherweise wird das Ausmaß der Verformungstiefe lediglich auf der Grundlage der Verformung des porösen Materials ohne Rücksicht auf die maximale Abmessung der Querschnittsfläche der Zuführröhre 2200 (eine Länge der größeren Achse im Fall eines ovalen Querschnitts, die Länge der diagonalen Linie im Fall eines polygonalen Querschnitts oder ein Durchmesser im Fall eines Kreises) bestimmt. Deshalb wird die Verteilung über die gesamte Fläche des Filters nicht in Betracht gezogen. Bei dieser Ausführungsform wird, selbst wenn die Luft in Form von Bläschen in das poröse Material 900 mit dem Verbrauch der Tinte eintritt, die Tinte zuerst dem Filter zugeführt. Daher kann die gute Tintenzufuhr ohne die Konzentration der Bläschen rund um das Filter aufrechterhalten werden. Diese Konstruktion ist insbesondere wirksam, wenn die Rippen 270 und 2600 nicht im Behälter ausgebildet sind, und sie ist auch wirksam in dem Fall, da die Rippen kleiner als die oben beschriebene maximale Länge sind.
• Mit der Konstruktion, wobei die Lufträume 51 eindeutig positiv vorgesehen werden, ist der untaugliche, die Durchführung einer Aufzeichnung verhindernde Effekt in manchem Fall schlechter bei der herkömmlichen Konstruktion. Das wird als darauf zurückzuführen angesehen, weil das Eintreten der Luft nicht vollständig vorausgesagt werden kann oder weil der mit Luft gefüllte Bereich ohne das poröse Material 900 sich ändert. Die Erfinder haben die Probleme untersucht und eine Lösung gefunden. Das poröse Material ist allgemein ein rechteckiges Parallelepiped. Ein Hohlraum wird innenseitig der Belüftungs öffnung vorgesehen. In einer Draufsicht des Tintenbehälters wird ein Kreis mit einem Zentrum, das mit dem Ende der gegen das poröse Material gedrückten Zuführröhre zusammenfällt, und mit einem Radius zwischen dem Zentrum sowie der nächsten Position des genannten Hohlraumes in der Draufsicht gezogen. Die Rippen werden an den seitlichen (vertikalen) Innenflächen des Behälters außerhalb des Kreises vorgesehen. Die Tiefe Z der eingetauchten Zuführröhre erfüllt
• 2 · H2 Z 3 · H2
• worin H2 die Höhe der Rippen in Fig. 1 ist.
• Wenn so vorgegangen wird, kann, selbst wenn die Grenze N des mit Tinte gesättigten Bereichs des zentralen Teils M zu der durch "m" angegebenen Position bewegt wird, die Tinte zuerst dem Filter von dem zentralen Teil M zugeführt werden. Der vorzuziehende numerische Bereich ist, wenn die Raumbildungsbedingung in Betracht gezogen wird, so, daß die maximale Länge der Rippen H2 nicht größer als 3 mm sowie die Tiefe der Verformung Z nicht geringer als 6 mm und nicht größer als 9 mm ist.
• Bei dieser Ausführungsform wird der Strömungswiderstand der Tinte in dem Bereich, wo das poröse Material mit der Innenwand des Tintenbehälters in Berührung ist, in Betracht gezogen. Im Gegensatz zu der Tendenz einer Vergrößerung des Tinteninhalts haben die Erfinder gefunden, daß der berührungsfreie Bereich zwischen dem absorbierenden Material und der Innenfläche des Behälters vorzugsweise nicht geringer als 15% der gesamten Innenfläche ist.
• Wenn so vorgegangen wird, kann der Tinten-Strömungswiderstand vermindert und die Tinte ohne Beeinflussung durch die Ausstoßhäufigkeiten zugeführt werden.
• Die weitere Verbesserung wird beschrieben, die bewerkstelligt worden ist, indem die Änderung der Ausgestaltung des porösen Materials vor und nach dem Beschicken in den Tintenbehälter in Betracht gezogen wurde.
• Es wurde ferner als zu bevorzugen gefunden, daß die Tiefe Z des eingetauchten Teils der Zuführröhre erfüllt:
• Z (W0 - W1) + H2 + D
• worin (W0 - W1)einen Unterschied der in Fig. 1 gezeigten Abmessung, bevor und nachdem das poröse Material in den Behälter gepreßt ist, darstellt, D eine maximale Abmessung des Querschnitts der vorher beschriebenen Zuführröhre ist und H2 die Höhe der Rippen angibt. Dasselbe, wie vorher beschrieben wurde bezüglich der Höhe, gilt für H2, wenn die Rippen unterschiedliche Größen haben.
• Bei dieser Ausführungsform sind die Höhe H1 der Rippen 270 und die Höhe H2 der Rippen 2600 dieselben. Wenn sie unterschiedlich sind, wird die obige Ungleichung auf der Grundlage der größeren diskriminiert. Jedoch waren bei der Konstruktion, die die Ungleichung auf der Grundlage der kleineren erfüllt, die Ergebnisse noch besser. In diesem Fall wird die Verformungstiefe des porösen Materials in der Richtung des Einsetzens der Zuführröhre 2200 gemessen.
• In Fig. 1 ist der Abstand D1 von einer Seitenfläche in der Richtung des Einsetzens der Zuführröhre nicht einschränkend, sondern vorzugsweise der Rippe äquivalent oder nicht kleiner als 2 mm, wenn die Rippe vorgesehen ist. Die Abstände D2, D3 und D4 von den Innenwänden des Behälters sind vorzugsweise das annähernd 1,5fache der Höhe der Rippen. Es wird bevorzugt, daß das Ende der Zuführröhre innerhalb dieses Bereichs ist. Wenn so vorgegangen wird, gewährleistet die Nachbarschaft des porösen Materials angrenzend an das Zuführröhrenende, wo der Druck gleichmäßig gemacht wird, eine sichere Zufuhr der Tinte zum Aufzeichnungskopf eher als der stabilisierte Bereich M.
• Es ist vorzuziehen, daß das poröse Material in dem dem Ende der Zuführröhre benachbarten Bereich mit dem stabilisierten Bereich M verbunden wird. Bei der Ausführungsform der Fig. 12 sind gleichartig zur vorhergehenden Ausführungsform die Rippen 2600 und 270 an der Innenwand des Tintenbehälters 1 vorgesehen, um einen Raum zu schaffen, der mit der Umgebung in Verbindung steht. Jedoch ist die Ausgestaltung unterschiedlich. Bei dieser Ausführungsform ist das poröse Material 2 im Tintenbehälter 1 außer Berührung mit der Fläche, die nicht kleiner als 15% des gesamten Flächenbereichs im Tintenbehälter ist, wodurch die gebildeten berührungsfreien Räume mit der Umgebung in Verbindung sind. Die Rippen 2600 und 270 sind mit dem Tintenbehälter einstückig ausgestaltet. Deshalb kann die Tinte stabil ohne Beeinflussung durch die Häufigkeit eines Ausstoßes durch die Verminderung des Strömungswiderstandes zugeführt werden. Durch das Vorsehen der Rippen, wie in Fig. 12B (Querschnitte längs A-A und B-B) gezeigt ist, wird das poröse Material außer Berührung mit der Innenwand des Tintenbehälters gehalten, so daß der Raum oder die Räume, die mit der Umgebung in Verbindung sind, gewährleistet werden können. Wie im Querschnitt B-B gezeigt ist, werden, wenn die Rippen aufgrund der besseren Durchführung des Formvorgangs ausgebildet sind, wie wenn sie die Luftströmung blockieren, diese mit Kehlen versehen, so daß verhindert wird, daß der Raum durch das aborbierende Material zu einem unabhängigen Raum abgeschlossen wird. Die Breite und Tiefe der Kehlen wird in Übereinstimmung mit der mechanischen Eigenschaft des absorbierenden Materials gewählt. Wie in Fig. 12E gezeigt ist, enthält bei dieser Ausführungsform der rückwärtige Raum des Kopfes 4 (annähernd 3%) das absorbierende Material wie bei der herkömmlichen Konstruktion, jedoch ist als Ganzes mehr als 15% des inneren Flächenbereichs des Tintenbehälters außer Berührung mit dem absorbierenden Material 2, und deshalb können die oben beschriebenen Wirkungen erzeugt werden.
• Die Fig. 11 zeigt die Ausstoßeigenschaften in diesem Fall. Wenn der berührungsfreie Bereich 3% beträgt, nimmt die verwendbare Häufigkeit ab. Durch die Verminderung der Häufigkeit nimmt der Ausstoßwert extrem ab mit dem Ergebnis einer verschlechterten Druckqualität (Fig. 11A). Wenn eine hohe Leistung gefordert wird, folgt der Ausstoß nicht in geeigneter Weise mit dem Ergebnis eines Ausstoßversagens in manchen Fällen. Jedoch wird durch Vergrößern des zur Umgebung offenen Bereichs der Tintenfluß im absorbierenden Material leichter gemacht. Wenn er nicht geringer als 15% ist, wie in Fig. 11B gezeigt ist, kann die nachteilige Beeinflussung auf den Ausstoß verhindert werden. Die Position des berührungsfreien Bereichs ist nicht beschränkend. Deshalb kann die oben beschriebene Konstruktion an den Seitenflächen, der oberen Fläche und der unteren Fläche vorgesehen werden, so daß eine Verbindung mit der Belüftungsöffnung besteht, um den zur Umgebung offenen Bereich zu gewährleisten. Der mit der Umgebung kommunizierende Bereich, der nicht kleiner als 15% ist, wird bevorzugterweise bei der in Verbindung mit den Fig. 1-6 beschriebenen Konstruktion angewendet.
• Die Fig. 7-10 zeigen weitere Ausführungsformen.
• In Fig. 8 sind an der oberen Innenfläche des Tintenbehälters von der Belüftungsöffnung aus radiale Rippen 30 ausgebildet. Mit dieser Konstruktion kann das Verhältnis der im zentralen Bereich und im Randbereich eines großen absorbierenden Materials vorhandenen Luft eingeregelt werden.
• Bei der Ausführungsform von Fig. 9 sind säulenförmige Vorsprünge vorgesehen.
• In Fig. 10 sind Teile mit einer Gestalt eines U-Profils an die Innenfläche des Behälters geklebt. Durch dieses Vorgehen kann der berührungsfreie Bereich vergrößert werden.
• Aus Fig. 7A wird verständlich, daß, wenn das absorbierende Material eine sehr begrenzte Verbindung mit der Umgebung schafft, der Luftkanal unmittelbar nach der Inbetriebnahme durch den minimalen Abstand zur Tintenzuführröhre 2200 hin gebildet wird, und deshalb ist der größte Teil der im absorbierenden Material zurückgehaltenen Tinte nicht verbrauchsfähig. Die Fig. 7B und 7C zeigen die Ausbildung des Luftkanals. Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, wird unter Verwendung des rückwärtigen, für ein Vereinigen des Tintenstrahlkopfes und des Tintenbehälters erforderlichen Raumes ein Vorsprung für die Belüftungsöffnung gebildet. Das Innere des Vorsprungs stellt einen Hohlraum dar, der als ein Zuführraum oder Hohlraum 1402 mit Atmosphärendruck für die gesamte Dicke des porösen Materials wirkt. Im Vergleich mit dem Fall der Fig. 7A ist der Hohlraum 1402 wirksam, um die Tintenzufuhr in der Dickenrichtung gleichförmig zu machen. Zusätzlich ist der Atmosphärendruck-Zuführraum oder Hohlraum 20 an der Rückseite des Kopfes 4 wirksam, um die Luftausdehnung bis zu den von der Zuführröhre entfernten Eckenteilen zu dispergieren, so daß die von der Zuführröhre am weitesten entfernte Tinte verbraucht werden kann. Wenn der Bereich 21 außerhalb des Bereichs, der durch den minimalen Abstand r zwischen dem Zuführbereich und dem mit der Umgebung kommunizierenden Bereich bestimmt wird, mit der Umgebung in Verbindung ist, kann zusätzlich der Tintenzufuhrweg (Luftexpansionsweg) 22 gebildet werden, und deshalb kann die in dem porösen Material 2 zurückgehaltene Tinte sicher dem Kopf 4 zugeführt werden.
• In Fig. 7C sind der Tintenzuführbereich und der Luftzuführbereich in entgegengesetzter Beziehung angeordnet und deshalb ist der Außenbereich den lateralen Seiten 211 sowie 222 benachbart, weshalb die Bereiche 211 sowie 222 mit der Umgebung in Verbindung gebracht werden.
• Die Fig. 13 zeigt eine Schnittdarstellung eines Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopfes, bei dem der Innendruck des Tintenbehälters vermindert und die Tinte insgesamt durch die Zuführöffnung 1200 eingefüllt wird. Dann wird die Tinte gänzlich in das poröse Material 902 gefüllt. Anschließend wird bei geschlossener Zuführöffnung eine Abführöffnung 1401 geöffnet und die über eine vorbestimmte Tintenmenge hinaus überschüssige Tinte durch die Abführöffnung (Belüftung) abgezogen. Hierdurch bleibt auf der Zuführöffnungsseite die Tinte solange, wie das poröse Material sie zurückhalten kann. Die Tinte auf der Seite der Ausstoßöffnung 1401 wird zuerst entfernt. Der Bereich ist durch die Bezugszahl 901 angegeben. Durch dieses Vorgehen kann die Tinte mehr an der Zuführöffnungsseite verteilt werden.
• Die Fig. 14 ist eine Seitenansicht eines Flüssigkeitsstrahl- Aufzeichnungskopfes, wobei in dem Aufzeichnungskopf der Abstand zwischen der Zuführöffnung 1200 und der Abführöffnung 1401 so groß wie möglich ist. Die Versuche der Erfinder haben gezeigt, daß
• vorzuziehen ist.
• Wenn das erfüllt wird, wird die der Zuführöffnung 1200 benachbarte Tinte nicht entfernt, so daß die Tinte der Zuführöffnung benachbart verbleibt. Dann wird die Tintenmenge, die dem Aufzeichnungskopf zugeführt werden kann, vergrößert. Alternativ kann die Tinte bei geöffneter Ausstoßöffnung 1401 durch die Ausstoßauslässe zurück in den Behälter gefördert werden. Dann kann die gleichartige Verteilung der Tinte erzeugt werden.
• Gemäß dieser Ausführungsform beträgt der Prozentsatz der verbrauchbaren Tinte annähernd 80% der eingeführten Tinte, so daß die Anzahl der durch den Aufzeichnungskopf gleicher Abmessung erzeugten Drucke vergrößert wird. Wenn die Anzahl der Drucke dieselbe ist, kann die Größe des Tintenstrahl-Aufzeichnungskopfes vermindert werden.
• Die vorliegende Erfindung ist in einem Blasenstrahl-Aufzeichnungskopf und -Aufzeichnungsgerät, entwickelt von Canon Kabushiki Kaisha, Japan, besonders geeignet verwendbar. Das deswegen, weil die hohe Dichte der Bildelemente und die hohe Auflösung der Aufzeichnung ermöglicht werden.
• Die typische Konstruktion und das Arbeitsprinzip sind bevorzugterweise diejenigen, die in den US-Patenten Nr. 4 723 129 und 4 740 796 offenbart sind. Das Prinzip ist auf das sog. auf Abruf arbeitende Aufzeichnungssystem und ein Aufzeichnungssytem kontinuierlichen Typs anwendbar, es ist jedoch besonders für den auf Abruf arbeitenden Typ geeignet, weil das Prinzip derart ist, daß wenigstens ein Treibersignal an einen an einem Flüssigkeit (Tinte) zurückhaltenden Blatt oder Flüssigkeitskanal angeordneten elektrothermischen Wandler gelegt wird, wobei das Treibersignal ausreichend ist, um einen derart raschen Temperaturanstieg über eine Abweichung vom Verdampfungskeimpunkt hinaus hervorzurufen, wodurch die Wärmeenergie durch den elektrothermischen Wandler erzeugt wird, um eine Filmverdampfung am Heizteil des Aufzeichnungskopfes herbeizuführen, so daß in der Flüssigkeit (Tinte) eine Blase in Übereinstimmung mit jedem der Treibersignale ausgebildet werden kann. Durch die Entwicklung und das Zusammenfallen der Blase wird die Flüssigkeit (Tinte) durch einen Ausstoßauslaß ausgestoßen, um wenigstens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Treibersignal liegt bevorzugterweise in Form eines Impulses vor, weil die Entwicklung und das Zusammenfallen augenblicklich bewirkt werden können, und deshalb wird die Flüssigkeit (Tinte) mit einem raschen Ansprechen ausgestoßen. Das Treibersignal in Form des Impulses ist vorzugsweise derart, wie in den US-Patenten Nr. 4 463 359 und 4 345 262 beschrieben ist. Zusätzlich ist die Temperaturanstiegsgeschwindigkeit der Heizfläche vorzugsweise derart, wie im US-Patent Nr. 4 313 124 offenbart ist.
• Die Konstruktion des Aufzeichnungskopfes kann so sein, wie in den US-Patenten Nr. 4 558 333 und 4 459 600 gezeigt ist, wobei das Heizteil an einem gebogenen Teil zusätzlich zu der Konstruktion der Kombination des Ausstoßauslasses, des Flüssigkeitskanals und des elektrothermischen Wandlers, wie in den oben erwähnten Patenten beschrieben ist, angeordnet ist. Darüber hinaus ist die vorliegende Erfindung auf die in der Japanischen offengelegten Patentanmeldungsschrift Nr. 123670/1984 offenbarte Konstruktion anwendbar, wobei ein gemeinsamer Schlitz als der Ausstoßauslaß für mehrere elektrothermische Wandler verwendet wird, und auf die Konstruktion anwendbar, die in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 138461/1984 beschrieben ist, wobei eine Öffnung zur Absorption einer Druckwelle der Wärmeenergie entsprechend dem Ausstoßteil gebildet wird. Das deswegen, weil die vorliegende Erfindung wirksam ist, um den Aufzeichnungsvorgang mit Sicherheit und einer hohen Leistungsfähigkeit ohne Rücksicht auf den Typ des Aufzeichnungskopfes durchzuführen.
• Die vorliegende Erfindung ist auf einen Aufzeichnungskopf des sog. Ganzzeilentyps leistungsfähig anwendbar, der eine der maximalen Aufzeichnungsbreite entsprechende Länge hat. Ein derartiger Aufzeichnungskopf kann einen einzelnen Aufzeichnungskopf und mehrere Aufzeichnungsköpfe, die kombiniert sind, um die gesamte Breite abzudecken, umfassen.
• Des weiteren ist die vorliegende Erfindung auf einen Aufzeichnungskopf des seriellen Typs anwendbar, wobei der Aufzeichnungskopf an der Hauptanordnung fixiert ist, auf einen Aufzeichnungskopf des austauschbaren Chiptyps anwendbar, der elektrisch mit dem Hauptgerät verbunden ist und mit der Tinte versorgt werden kann, indem er in der Hauptbaugruppe montiert wird, oder auf einen Aufzeichnungskopf eines Kartuschentyps anwendbar, der einen einstückigen Tintenbehälter besitzt.
• Das Vorsehen der Regeneriereinrichtung und der Hilfseinrichtung für den präliminären Vorgang ist vorzuziehen, weil sie die Wirkung dieser Erfindung weiter stabilisieren können. Für diese Einrichtungen gibt es Abdeckeinrichtungen für den Aufzeichnungskopf, Reinigungseinrichtungen für diesen, Preß- oder Absaugeeinrichtungen, präliminäre Heizeinrichtungen durch den elektrothermischen Ausstoß-Wandler oder durch eine Kombination des elektrothermischen Ausstoß-Wandlers sowie eines zusätzlichen Heizelements, und Einrichtungen für einen präliminären Ausstoß nicht für den Aufzeichnungsvorgang, die den Aufzeichnungsvorgang stabilisieren können.
• Was die Arten des montierbaren Aufzeichnungskopfes angeht, so kann er ein einzelner, der nur einer Farbtinte entspricht, sein oder kann er ein mehrfacher sein, der der Mehrzahl von Tintenmaterialien entspricht, die eine unterschiedliche Aufzeichnungsfarbe oder -dichte haben. Die vorliegende Erfindung ist mit Erfolg auf ein Gerät anwendbar, das wenigstens einen eines monochromatischen Modus hauptsächlich mit Schwarz und einen Mehrfarbenmodus mit unterschiedlichen Farbtintenmaterialien und einen Vollfarbenmodus mittels der Mischung von Farben hat, die eine einheitliche ausgebildete Aufzeichnungseinheit oder eine Kombination von mehreren Aufzeichnungsköpfen sein können.
• Ferner ist bei der vorhergehenden Ausführungsform die Tinte flüssig gewesen. Sie kann jedoch ein bei Raumtemperatur oder darunter verfestigtes und bei Raumtemperatur verflüssigtes Tintenmaterial sein. Da in dem Tintenstrahl-Aufzeichnungssystem die Tinte innerhalb der Temperatur von nicht geringer als 30ºC und nicht mehr als 70ºC in einem üblichen Aufzeichnungsgerät dieses Typs geregelt wird, um die Viskosität der Tinte zur Erzeugung des stabilisierten Ausstoßes stabil zu halten, ist die Tinte derart, daß sie innerhalb des Temperaturbereichs flüssig ist, wenn das Aufzeichnungssignal angelegt wird. Zusätzlich wird der auf die Wärmeenergie zurückzuführende Temperaturanstieg eindeutig durch ihren Verbrauch für die Zustandsänderung der Tinte vom festen Zustand zum flüssigen Zustand verhindert, oder das Tintenmaterial wird verfestigt, wenn es gelassen wird, es wird gebraucht, um die Verdampfung der Tinte zu verhindern. In jedem der Fälle kann durch die Anwendung des Wärmeenergie erzeugenden Aufzeichnungssignals die Tinte verflüssigt werden, und die verflüssigte Tinte kann ausge stoßen werden. Die Tinte kann zu der Zeit, wenn sie das Aufzeichnungsmaterial erreicht, beginnen verfestigt zu werden. Die vorliegende Erfindung ist auf ein solches Tintenmaterial anwendbar, das durch die Anwendung von Wärmeenergie verflüssigt wird. Ein solches Tintenmaterial kann als ein flüssiges oder festes Material an Durchgangslöchern oder Vertiefungen, die in einem porösen Blatt ausgebildet sind, zurückgehalten werden, wie in der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 56847/1979 und der Japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 71260/1985 beschrieben ist. Das Blatt ist den elektrothermischen Wandlern zugewandt. Das wirksamste für die oben beschriebenen Tintenmaterialien ist das Filmsiedesystem.
• Das Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät kann als ein Ausgangsterminal eines Informationsverarbeitungsgeräts, wie eines Computers oder dergleichen, eines mit einem Bildlesegerät oder dergleichen kombinierten Kopiergeräts oder eines Faksimilegeräts, das Sende- und Empfangsfunktionen für eine Information hat, verwendet werden.
• Wie im Vorhergehenden beschrieben wurde, steht gemäß einem Gesichtspunkt dieser Erfindung nicht weniger als 15% des innenseitigen Flächenbereichs des Tintenbehälters mit der Umgebung in Verbindung. Dann kann ohne Verminderung der Ansprechhäufigkeit ein gutes Tintenausstoßvermögen gewährleistet werden.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt dieser Erfindung sind die inneren Seitenflächen des Behälters, die vom Ende der Zuführröhre mit einer Strecke entfernt sind, die größer als der minimale Abstand zwischen einem der Belüftungsöffnung benachbarten Hohlraum und dem Ende der Zuführröhre ist, mit Rippen versehen, um angrenzend an diese zwischen der Innenfläche des Behälters und dem porösen Material berührungslose Teile zu erzeugen. Die Tinte kann leistungsfähig verbraucht werden.
• Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann die Tinte im Tintenbehälter leistungsfähig verbraucht werden.
• In Übereinstimmung mit einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann das verbesserte Verfahren zum Einfüllen von Tinte geschaffen werden.
• Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf die hier offenbarten Konstruktionen beschrieben worden ist, ist sie nicht auf die dargelegten Einzelheiten begrenzt, und die Erfindung ist dazu vorgesehen, solche Abwandlungen oder Abänderungen, wie sie in den Rahmen der folgenden Patentansprüche fallen, abzudecken.

Claims (11)

1. Eine Tintenkartusche für einen Tintenstrahlkopfbausatz, die einen Tintenbehälter (1000) zur Aufnahme von Tinte umfaßt, wobei der Behälter eine Zufuhrröhre (2200) zur Zufuhr von Tinte zu einem Aufzeichnungskopf sowie eine Belüftungsöffnung, die mit der Atmosphäre in Verbindung steht, besitzt und poröses Material (2; 900) in dem genannten Behälter vorgesehen ist, um einen Tintenspeicher zu bilden, sowie zwischen dem porösen Material und der Behälterwand ein mit der Belüftungsöffnung in Verbindung stehender Raum (21; 51) bestimmt ist, um einen Luftströmungsweg zwischen der Behälterwand sowie dem porösen Material auszubilden, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (21; 51) durch erste und zweite Vielzahlen von Rippen (270; 2600), die an jeweiligen, an die Ecke des Behälters, welche am weitesten von der Zufuhrröhre (2200) entfernt ist, angrenzenden Wänden vorgesehen sind, begrenzt ist, so daß im Gebrauch, wenn Tinte von der Zufuhrröhre (2200) zugeführt wird, in den Behälter durch die Belüftungsöffnung (5) eintretende Luft längs eines ersten Luftströmungsweges, der durch die erste Vielzahl von Rippen (270; 2600) rund um die von der Zufuhrröhre (2200) am weitesten entfernte Ecke bestimmt ist, zu einem durch die zweite Vielzahl von Rippen (2600) abgegrenzten Raum fließt.

2. Eine Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungsöffnung (5) von der Zufuhrröhre (2200) mit einem Abstand angeordnet ist, der größer als eine längere Seite des porösen Materials (2; 900) ist.

3. Eine Kartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material in der Richtung zur Zufuhrröhre (2200) hin einer Kompression unterliegt.

4. Eine Kartusche nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftströmungsweg von der Belüftungsöffnung (5) zu der genannten Ecke durch eine Vielzahl von Rippen (270) bestimmt ist, die sich kontinuierlich von der Belüftungsöffnung zu der genannten Ecke erstrecken.

5. Eine Kartusche nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum durch eine Vielzahl von geteilten Rippen (2600) bestimmt ist, die imstande sind, das poröse Material zu verformen.

6. Eine Kartusche nach Anspruch 5 bei Abhängigkeit von Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die geteilten Rippen (2300, 2301) unter rechten Winkeln zu der Vielzahl von Rippen erstrecken.

7. Eine Kartusche nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Material (900) mit nicht weniger als 15% des gesamten Innenwandflächenbereichs des Behälters außer Berührung ist.

8. Eine Kartusche nach irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um einen Aufzeichnungskopf mit dem Tintenbehälter zu verbinden, um einen einheitlichen Bausatz zu bilden.

9. Eine Tintenstrahlkartusche nach irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7, die ferner ein Tintenausstoßteil, um Tinte auszustoßen, umfaßt.

10. Ein Tintenstrahlkopfbausatz, der eine Kartusche, wie sie in irgendeinem der Ansprüche 1 bis 9 beansprucht ist, in Kombination mit einem Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf umfaßt.

11. Ein Tintenstrahlkopfbausatz nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenstrahl-Aufzeichnungskopf Wärmeenergie erzeugende Einrichtungen umfaßt, die ein Filmsieden der Tinte, um ein Ausstoßen von Tintentröpfchen zu bewirken, verursachen.