DE69221764T2

DE69221764T2 - Tintenstrahlpatrone mit verbessertem Tintenbehälter und Tintenstrahlgerät ausgestattet damit

Info

Publication number: DE69221764T2
Application number: DE69221764T
Authority: DE
Inventors: Tetsuto Kageyama; Eiichi Motai; Shigeru Yoshimura
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-04-25
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2012-04-25
Also published as: JP2962854B2; JPH04325261A; US5351073A; DE69221764D1; EP0510665B1; EP0510665A3; EP0510665A2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tintenstrahlkartusche nach dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfindung bezieht sich des weiteren auf ein mit der Kartusche ausgestattetes Tintenstrahlgerät.
Aufzeichnungseinrichtungen, die bei einem Tintenstrahlgerät anwendbar sind, können hauptsächlich in einen sogenannten Kopf der seriellen Art, der einen Aufzeichnungskopf in der zu einer Transportrichtung eines Aufzeichnungsmaterials senkrechten Richtung abtastet, und einen sogenannten Kopf der Ganzzeilenart eingeteilt werden, der Abgabeäffnungen hat, die innerhalb einer Breite eines Ein-Zeilenabschnitts eines Aufzeichnungsmaterials ausgerichtet sind, der durch Transportieren des Aufzeichnungsmaterials aufzeichnet. Der Kopf der seriellen Art wird des weiteren in eine separate Art mit einem separat angeordneten Aufzeichnungskopf und einem Tintenbehälter zum Lagern der abzugebenden Tinte, und eine Kartuschenart eingeteilt, der einstückig miteinander einen Aufzeichnungskopf und einen Tintenbehälter hat, um bei dem Tintenstrahlgerät austauschbar angeordnet zu sein.
Unter diesen verschiedenen Arten von Köpfen zieht die Kartuschenart als eine bevorzugte Art eines Kopfs die Aufmerksamkeit auf sich, die für ein Aufzeichnungsgerät für den persönlichen Gebrauch geeignet ist, da mit dieser die Kosten, die Betriebskosten und die Größe und das Gewicht des Aufzeichnungsgeräts reduziert werden können.
Fig. 6 zeigt ein Beispiel eines typischen Aufbaus dieser Art einer Kopfkartusche 20. Bei dem Beispiel der Fig. 6 ist eine poröse Absorbiereinrichtung 21 in einer komprimierten Gestalt innerhalb einem Tintenbehälter 21A untergebracht und in Tinte eingetaucht.
An einer Querseite des Tintenbehälters 21 gibt es einen einstückig montierten Aufzeichnungskopf 22 mit einer Abgabeöffnung 24 zum Abgeben von Tinte, und ein Tintenzuführpfad 23 verbindet den Tintenbehälter 21A mit dem Aufzeichnungs kopf 22.
Die Zufuhr von Tinte aus dem Tintenbehälter 21A zu dem Aufzeichnungskopf 22 wird erreicht, indem ein Druckunterschied angewendet wird, der durch Drücken des Tintenzuführpfads 23 zu der in die Tinte eingetauchten porösen Absorbiereinrichtung 21 erzeugt wird. Insbesondere dieser Druckunterschied ermöglicht die Konzentration der Tinte aus dem Tintenbehälter 21A bei dem Zuführpfad 23, und die in diesem Bereich konzentrierte Tinte wird vorzugsweise durch Anwendung einer Kapillarwirkung in den Aufzeichnungskopf 22 eingeführt.
Obwohl diese Art der Tintenstrahlkartusche 20 eine bevorzugte Tintenabgabe erreicht und eine befriedigende Aufzeichnungsqualität schafft, beinhaltet sie des weiteren die folgenden zu verbessernden Nachteile, die durch die Merkmale des Tintenbehälters 21A verursacht werden:
(1) eine Tintenmenge, die durch die in einer komprimierten Gestalt in dem Tintenbehälter untergebrachte poröse Absorbiereinrichtung gehalten wird, ist ungefähr die Hälfte gegenüber dem Volumen des Tintenbehälters;
(2) da der Tintenbehälter keine große, Tintenmenge lagern kann, muß die Tintenstrahlkopfkartusche oft ausgetauscht werden;
(3) das poröse Material ist teuer;
(4) da das poröse Material verwendet wird, wenn die Tintenmenge in dem Tintenbehälter abnimmt, wird ein Unterdruck auf der Absorbiereinrichtungsseite größer, was eine gleichmäßige Zufuhr von Tinte zu dem Kopf erschwert. Deshalb ist es schwierig, die Tinte bis zum letzten Tropfen aufzubrauchen;
(5) eine weitere Reduktion der Kartuschengröße ist schwierig. Insbesondere bei der Verwendung eines kleineren porösen Materials wird auch eine Tintenlagermenge selbst reduziert; und
(6) aufgrund von Nachteil (5) kann die Größe des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts nicht weiter reduziert werden.
In dem Dokument US-A-4 471 364 ist eine gattungsgemäße Tintenstrahlkartusche nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 offenbart. Die Kartusche weist einen Behälter und einen in einem Teil des Behälters vorgesehenen rampenförmigen Aufbau auf, so daß ein tintenenthaltender Abschnitt des Behälters in einen ersten Raum und einen zweiten Raum getrennt ist. Gemäß dieser Anordnung wird die Tinte dem Aufzeichnungskopf unter Anwendung einer Trägheitskraft zugeführt, die gegen die Tintenkartusche veranlaßt wird, wenn sich der Schlitten bewegt und der Kopfdruck der dem Aufzeichnungskopf zugeführten Tinte konstant gehalten wird. Die Tinte verbleibt jedoch in dem zweiten Raum, so daß die Verwendungswirtschaftlichkeit nicht erfüllt wird, und der Kopfdruck ändert sich, wenn Tinte in dem ersten Raum knapp ist.
Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Tintenstrahlkopfkartusche, die in der Lage ist, eine ausreichende Lagermenge der Tinte sicherzustellen, während ihre Größe reduziert werden kann.
Diese Aufgabe wird mittels der Kombination der in Anspruch 1 definierten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Ansprüchen 2 bis 9 beschrieben.
Erfindungsgemäß kann ein poröses Material in einem Tintenbehälter entfernt oder reduziert werden, so daß der Tintenbehälter Tinte bis zu seiner Lagerkapazität lagern kann. Deshalb kann verglichen mit einem Aufbau, wobei ein poröses Material in einem Tintenbehälter untergebracht ist, eine größere Tintenmenge in derselben Größe eines Tintenbehälters gelagert werden. Des weiteren kann zum Lagern einer konstanten Tintenmenge die Größe eines Tintenbehälters reduziert werden.
Da eine durch das Abtasten eines Schlittens erzeugte Trägheit zum Einführen von Tinte in einen Zuführpfad angewendet werden kann, kann der innere Aufbau des Tintenbehälters vereinfacht werden, was zu einer Reduktion der Kosten führt.
Des weiteren ist es möglich, die Größe des Tintenbehälters zu reduzieren und demgemäß die Größe eines Druckerkörpers, sowie eine stabile Zufuhr von Tinte sicherzustellen.
Nachfolgend wird die Erfindung durch Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen weiter dargestellt.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 zeigt eine schematische Schnittansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 zeigt eine teils perspektivische Ansicht eines Beispiels einer Tintenstrahlkopfkartusche;
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht des weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wie es in einem Druckerkörper angeordnet ist; und
Fig. 6 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Entwurfs einer herkömmlichen Tintenstrahlkopfkartusche.
Fig. 1 zeigt eine schematische Schnittansicht eines Entwurfs einer Tintenstrahlkopfkartusche, die in einem Tintenstrahldrucker angeordnet ist, die zum Erläutern eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung verwendet wird. In der Fig. 1 wird mit dem Bezugszeichen 1 Tinte bezeichnet, die in einem Tintenbehälter 11 gelagert ist und von einem Aufzeichnungskopf abgegeben wird; Bezugszeichen 2 bezeichnet ein poröses Material, das in einem Tintenzuführpfad verpackt ist, um dem Aufzeichnungskopf Tinte zuzuführen; Bezugszeichen 3 bezeichnet einen Tintenzuführströmungspfad, der angewendet wird, um dem Aufzeichnungskopf in dem Tintenbehälter gelagerte Tinte zuzuführen, der an einer Verbindung mit dem porösen Material 2 mit einem Filter 3a versehen ist; Bezugszeichen 4 bezeichnet eine Tintenführungsschräge, die in einem Zuführbehälter 11 ausgebildet ist; Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Umgebungsverbindungsöffnung, um das Innere des Zuführbehälters zu der Umgebung zu öffnen; Bezugszeichen 6 bezeichnet eine Tinteneinlaßöffnung zum Einführen von Tinte, die an der Schräge 4 in den Tintenzuführströmungspfad 3 hochsteigt; und Bezugszeichen 10 bezeichnet einen Aufzeichnungskopf, der durch den Tintenzuführströmungspfad 3 mit dem Tintenbehälter verbunden ist.
Als Nächstes wird der Betrieb der in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahlkopfkartusche nachfolgend erläutert.
Diese Tintenstrahlkopfkartusche ist an einem Schlitten montiert, der sich in einem Aufzeichnungsgerät für eine Abtastung zwischen einem Aufzeichnungsbereich und einem aufzeichnungsfreien Bereich bewegt. Deshalb veranlaßt das Ausführen eines Aufzeichnungsbetriebs eine Bewegung der Tintenstrahlkopfkartusche. Dabei wird die in dem Tintenbehälter 11 der Kartusche gelagerte Tinte im Innern des Tintenbehälters 11 durch die Bewegung des Schlittens geschüttelt.
Die vorliegende Erfindung wendet zwangsläufig eine durch die Bewegung des Schlittens erzeugte Beschleunigung und eine Trägheit an, um dem Kopf 10 Tinte zuzuführen.
Genauer erläutert bewegt sich die Tinte 1 in dem Tintenbehälter 11 in dem Behälter hauptsächlich nach links (zu einem Bodenende der Schräge 4), wenn sich der Schlitten in der in Fig. 1 gezeigten Richtung B bewegt. Wenn der Schlitten die Bewegung in die Richtung B anhält und sofort beginnt, sich in die Richtung A zu bewegen, erhält die Tinte 1 in dem Behälter 11 eine Trägheit und eine Beschleunigung, die durch das Herumdrehen des Schlittens erzeugt wird, die die Tinte 1 dazu veranlaßt, sich in dem Behälter 11 nach rechts zu bewegen. Zu diesem Zeitpunkt steigt eine Mehrheit der sich nach rechts bewegenden Tinte an der Schräge 4 hoch. Da die Öffnung 6 in der Umgebung der Oberseite der Schräge 4 ausgebildet ist, fließt die an der Schräge 4 hochgestiegene Tinte 1 in die Öffnung 6. Diese Öffnung 6 dient als eine Tinteneinlaßöffnung zum Einführen der Tinte 1 in den Tintenzuführpfad 3, um den Aufzeichnungskopf 10 mit der Tinte 1 zu versorgen. Die somit durch die Tinteneinlaßöffnung 6 fließende Tinte 1 wird in das in dem Tintenzuführpfad 3 eingepackte poröse Material 2 getaucht, um einen Tintenzuführermöglichungszustand zu bilden. Übrigens ist das vorliegende Ausführungsbeispiel geeignet, durch dieses poröse Material 2 einen Unterdruck auf der Tintenbehälterseite zu erzeugen, um ein Gleichgewicht mit einem Knie der Abgabeöffnung des Aufzeichnungskopfes 10 herzustellen.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Beziehung zwischen einem Winkel θ der Tintenführungsschräge 4 und einer Beschleunigung des Schlittens durch die folgende Gleichung ausgedrückt:
α ≥ G tan θ ... (1)
wobei α eine Beschleunigung des Schlittens, G die Erdbeschleunigung und θ einen Winkel der Tintenführungsschräge bezüglich der Bodenfläche des Tintenbehälters 11 repräsentiert. Durch geeignete Auswahl von α und θ zum Erfüllen der Gleichung (1) kann die Tinte 1 durch die Beschleunigung des Schlittens an der Tintenführungsschräge 4 hochsteigen, die erzeugt wird, wenn sich der Schlitten in der in Fig. 1 gezeigten Richtung A bewegt, wird durch die Tinteinlaßöffnung 6 in das poröse Material 2 eingeführt, und wird vorzugsweise dem Aufzeichnungskopf 10 durch den Tintenzuführströmungspfad 2 zugeführt. Wenn übrigens der Winkel 0 zu steil ist, ist eine große Beschleunigung nötig. Wenn im Gegensatz dazu der Winkel θ zu sanft ist, wird die Position der Tinteneinlaßöffnung 6 niedriger, was zu einer Abnahme der Tintenmenge führt, die im wesentlichen in dem Behälter gelagert ist. Somit ist der Winkel θ ein Faktor, der praktisch auch von der Form der Kartusche abhängt. Vorzugsweise erstreckt sich die Schräge 4 zum Zuführen der Tinte zu der Tinteneinlaßöffnung 6 in dem Behälter in einem derartigen Grad, daß seine Abmessung eine Hälfte der Tankabmessung oder mehr belegt. Eine beschränktere Abmessung der Schräge als diese macht es schwierig, die Tinte der Tinteneinlaßöffnung 6 zuzuführen. Eine breitere Abmessung der Schräge als diese kann vorzuziehen sein, es ist jedoch ein Spielraum nötig, um eine ausreichende Bewegung der Tinte 1 in dem Behälter 11 zu ermöglichen.
Die Umgebungsverbindungsöffnung 5 auf der Tintenbehälterseite der Tintenstrahlkopfkartusche des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist geeignet, die in dem Behälter 11 gelagerte Tinte 1 daran zu hindern, durch diese zu lecken. Beispielsweise ist ein Umgebungsverbindungspfad zwischen dem Tintenbehälter 11 und der Außenseite in einer komplizierten Gestalt geformt, oder die Öffnung ist mit einem Material versehen, das Luft durchtreten läßt, aber keine Lösung.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Tintenzuführpfad 3 seitlich in der Umgebung der Querseite des Tintenbehälters 11 angeordnet, an der der Aufzeichnungskopf 10 angeschlossen ist. Das Vorsehen des Tintenzuführpfads 3 an dieser Stelle kann die Länge des Tintenzuführpfads für den Aufzeichnungskopf 10 minimieren sowie den Winkel der Schräge 4 sanfter machen, wodurch die Tinte 1 dem Aufzeichnungskopf 10 durch Anwenden der Beschleunigung des Schlittens besser zugeführt werden kann.
Vorzugsweise bildet die Tinteneinlaßöffnung 6 eine breite Öffnung. Das ist, weil sich eine Tintenhaut über der Öffnung aufgrund der Oberflächenspannung bilden kann, wenn sie zu eng ist, was dazu führt, daß die Tinte daran gehindert wird, dem Tintenzuführpfad 3 zugeführt zu werden. Alternativ kann die Absorbiereinrichtung 2 in die Öffnung 6 vorstehen, um die Bildung einer derartigen Tintenhaut zu verhindern.
Der vorstehend erwähnte Aufbau ermöglicht eine wirksame Anwendung einer Beschleunigung des Schlittens und einer Trägheit der Tinte, wodurch ermöglicht wird, daß die Tinte 1 in dem Tintenbehälter 11 dem Aufzeichnungskopf 10 bis zum letzten Tropfen zugeführt wird.
Fig. 2 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel einer Tintenstrahlkopfkartusche, auf die die vorliegende Erfindung angewendet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Tintenstrahlkopfkartusche im Innern eines Tintenbehälters zusätzlich zu der Schräge des vorangegangenen Ausführungsbeispiels mit einem schleifenähnlichen Abschnitt versehen, um eine Trägheit der Tinte wirksam anzuwenden.
Insbesondere ist bei einem in Fig. 2 gezeigten Aufbau, der eine bevorzugte Zufuhr von Tinte aus einem Tintenbehälter 11 zu einem Tintenzuführpfad 3 durch eine Bewegung eines Schlittens in jeder der Abtastrichtungen (die Richtungen A und B) ermöglicht, der Tintenbehälter 11 mit einem Führungselement 7 versehen, das sich von einem unteren Eckabschnitt einer Seitenwand 8, die sich gegenüber der befindet, an der der Tintenzuführpfad 3 angeordnet ist, zu der fernen Seite einer oberen Wand 8a im wesentlichen entlang den Wänden 8 und 8a erstreckt.
Das vorstehend erwähnte Führungselement 7 bildet einen schleifenähnlichen Abschnitt 12 von dem linken Bodenabschnitt 8b zu der Umgebung einer Tintenzuführöffnung 6 in dem Tintenbehälter 11. Dann wird eine Beschleunigung des Schlittens in die Richtung A, die durch das Abtasten der an dem Schlitten montierten Kartusche erzeugt wird, so angewendet, daß die Tinte an einer Schräge 4 hochsteigt und in die Tintenzuführöffnung 6 eintritt. Auch wenn der Schlitten in die Richtung B abgetastet wird, bewegt sich die Tinte in dem Tintenbehälter 11 durch Anwenden einer Trägheit entlang dem schleifenähnlichen Abschnitt 12, wie durch Pfeile C angezeigt ist, um darüber die Tintenzuführöffnung 6 zu erreichen, und wird dann durch die sich aufwärts erstreckende Schräge 4 geführt, um in die Tintenzuführöffnung 6 zu fließen, wodurch ein Tintenzuführzustand erreicht wird. Dieser Aufbau stellt sicher, daß die Tinte in dem Tintenbehälter 11 ungeachtet der Bewegungs- oder Abtastrichtung des Schlittens bis zum letzten Tropfen dem Aufzeichnungskopf 10 zugeführt wird.
Übrigens hat eine Umgebungsverbindungsöffnung 5 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel eine Kappe 5a zum Öffnen und Schließen der Öffnung 5. Diese Kappe 5a ist mit einem Umgebungsverbindungspfad Sb derart ausgebildet, daß der Tintenbehälter 11 durch Anheben der Kappe 5a zu der Umgebung geöffnet wird und durch Senken derselben geschlossen wird. Durch ein derartiges Öffnen und Schließen der Umgebungsverbindungsöffnung 5 durch die Kappe 5a wird sichergestellt, daß störende Einflüsse aufgrund eines Tintenlecks durch Schließen der Öffnung 5 während der Verteilung der Kartusche verhindert werden sowie die Tinte bevorzugt dem Aufzeichnungskopf zugeführt wird, indem beim Gebrauch der Kartusche ein Umgebungsverbindungszustand leicht hergestellt wird. Insbesondere wenn ein Schlitten mit einem Kappeneingriffselement versehen ist, das zum Schaffen des Umgebungsverbindungszustands die Kappe 5a anhebt, wenn die Tintenstrahlkopfkartusche an dem Schlitten montiert ist, wird eine zuverlässige Montage der Kartusche an dem Schlitten und eine Verbindung mit der Umgebung gleichzeitig ohne eine Manipulation des Betreibers äusgeführt. Insbesondere durch Schaffen des Schlittens mit beispielsweise einem Rastnasenelement für den Eingriff mit der Umgebungsverbindungskappe 5a der Kartusche kann der Umgebungsverbindungszustand der Umgebungsverbindungsöffnung 5 ansprechend auf die Montage der Kartusche leicht erreicht werden.
Ein Tintenzuführpfad 3 von der Tintenzuführöffnung 6 zu dem Aufzeichnungskopf 10, der von einem direkten Kupplungsaufbau entfernt ist, wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist, kann einen relativ langen Pfad bilden, wie in Fig. 3 gezeigt ist, wodurch ein Tintenpfadwiderstand vergrößert wird, um einen Unterdruckzustand zu erzeugen. Alternativ kann ein derartiger Unterdruckzustand erzeugt werden, indem eine Luftströmung von der Umgebungsverbindungsöffnung 5 begrenzt wird.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind ein poröses Material 2 und ein Tintenzuführpfad 3 in einem Zentralabschnitt eines Tintenzuführbehälters 11 angeordnet, so daß Beschleunigungen in beide Richtungen wirksam angewendet werden können, die durch einen Schlitten eines nicht gezeigten Tintenstrahldruckers erzeugt werden, der sich entweder in die Richtung nach links oder nach rechts bewegt, um zu ermöglichen, daß Tinte aus dem Tintenbehälter 11 vorzugsweise von einer Tinteneinlaßöffnung einem Tintenpfad zugeführt wird, und um das poröse Material 2 konstant in der Tinte einzutauchen, wodurch die Tinte sehr gut von einem nicht gezeigten Aufzeichnungskopf abgegeben werden kann. Dieser Aufbau ist für einen Aufzeichnungsmechanismus in zwei Richtungen vorgesehen, der für einen Hochgeschwindigkeitsdrucker verwendet wird, wobei verglichen mit den in Fig. 1, 2 und 3 gezeigten Aufbauten die Zeitgebungen der Tintenzufuhr verdoppelt werden können, wodurch eine stabile Tintenzufuhr erreicht wird.
Fig. 5 zeigt schematisch einen Tintenstrahldrucker, bei dem das Ausführungsbeispiel der Tintenstrahlkopfkartusche det vorliegenden Erfindung auf einem Schlitten montiert ist.
Ein Schlitten 51 bewegt sich durch eine Führungsspindel 53 in die Richtungen A und B entlang einer Schlittenführung 53. In einer auf dem Schlitten 51 montierten Tintenstrahlkopfkartusche 9 werden deshalb Tintenwellen aufgrund der Beschleunigungen, die durch die Bewegung des Schlittens in die Richtungen A und B erzeugt werden, und dieser Zustand angewendet, um die Tinte vorzugsweise mit Hilfe der im Innern des Tintenbehälters ausgebildeten Schräge usw. dem Tintenzuführpfad zuzuführen.
Durch Eingeben eines vorgegebenen Aufzeichnungssignals wird der Schlitten 51 abgetastet, während ein durch eine Walze gestütztes Aufzeichnungselement 54 transportiert wird, d.h., daß zum Erreichen einer gewünschten Aufzeichnung eine Relativbewegung ausgeführt wird.
Übrigens ist das Tintenstrahlgerät in einem aufzeichnungsfreien Bereich außerhalb einem Auf zeichnungsbereich für das Aufzeichnungselement 54 mit einer Schlittenpositionserfassungseinrichtung 58, einem Wischelement 55 zum Reinigen der Abgabeöffnungsbildungsseite des Aufzeichnungskopfes 10 und einem Kappenelement 56 zum Bedecken der Abgabeöffnungsbildungsseite ausgestattet.
Die in den Fig. 1, 2, 3 und 5 gezeigten Kartuschen 9 sind alle derart aufgebaut, daß die Tinte durch Abtasten des Schlittens in die Richtung A dem Aufzeichnungskopf zugeführt wird. Mit anderen Worten ausgedrückt wird die Tinte durch Anwenden einer Kraft zugeführt, die durch eine Bewegung des Schlittens erzeugt wird, wenn er zum Aufzeichnen abgetastet wird. Ein derartiger Mechanismus ist geeignet, um das Aufbrauchen der Tinte während dem Aufzeichnen und das Auftreten einer fehlerhaften Abgabe der Tinte zu verhindern, indem gleichzeitig Tinte zum Aufzeichnen verbraucht wird und Tinte dem Aufzeichnungskopf zugeführt wird.
Jedoch geht es ohne daß gesagt wird, daß im Gegensatz zu dem vorstehend erwähnten Aufbau die Tinte dem Aufzeichnungskopf zugeführt werden kann, während der Schlitten zurückkehrt, nachdem ein Abtasten zum Aufzeichnen einer Zeile vervollständigt ist. Ein derartiger Aufbau zum Zuführen von Tinte zu dem Aufzeichnungskopf während einem Schlittenrückführzeitraum ist frei von Schwankungen eines Tintenzuführdrucks, der möglicherweise durch das Zuführen von Tinte während dem Aufzeichnen verursacht wird, wodurch ein stabiler Zustand in dem Tintenzuführpfad aufrechterhalten werden kann.
Die in den vorangestellten Ausführungsbeispielen gezeigten Kartuschen 9 müssen ersetzt werden, wenn die Tinte in dem Behälter aufgebraucht ist. Ansonsten ist das Drucken oder das Erzeugen eines Bildes auf einem Aufzeichnungselement nicht verfügbar. Um dieses Problem zu verhindern, ist vorzugsweise eine Einrichtung zum Erfassen einer Restmenge an Tinte in dem Tintenbehälter vorgesehen. Mehrere herkömmlich bekannte Aufbauten einer derartigen Einrichtung zum Erfassen einer Restmenge an Tinte sind auf die vorliegende Erfindung anwendbar, beispielsweise ein Aufbau, der ein Paar Elektroden hat und eine Anderung des Widerstands der Elektroden mißt, und ein Aufbau, der eine Häufigkeit der Tintenabgabe zählt, diese in eine abgegebene Tintenmenge umwandelt, eine Tintenrestmenge durch den Vergleich der abgegebenen Tintenmenge mit einer anfänglichen Tintenmenge herleitet, und den Anwender vor einer Knappheit der Tinte warnt.
Eine Tintenrestmenge wird durch diese Aufbauten erfaßt, und wenn ein tintenloser Restzustand vorgefunden wird, wird der Anwender gewarnt und dazu aufgefordert, die Kartusche auszutauschen.
Wenn der Anwender nach dieser Warnung die aufgebrauchte Kartusche nicht austauscht, wird ein Aufzeichnungssignal in einem Speicher gehalten und der Schlitten wird zum Hemmen des Aufzeichnens gesperrt, selbst wenn der Anwender das Aufzeichnen auszuführen versucht, wodurch ermöglicht wird, daß ein zuverlässigeres Aufzeichnen erreicht wird.
Die vorliegende Erfindung ist für ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem und insbesondere für einen Aufzeichnungskopf oder ein Aufzeichnungsgerät geeignet, das mit einer Einrichtung (beispielsweise einem elektrothermischen Umwandler, einem Laserstrahl oder dergleichen) zum Erzeugen von thermischer Energie als die Energie ausgestattet ist, die zum Abgeben der Tinte angewendet wird, um eine Anderung eines Tintenzustands durch die thermische Energie zu erzeugen. Das ist, weil ein derartiges Aufzeichnungssystem eine Aufzeichnung mit einer hohen Dichte und einer hohen Auflösung erreichen kann.
Bei einem typischen Aufbau und einem Grundsatz des vorstehend erwähnten Systems wird vorzugsweise das Grundprinzip eingesetzt, das beispielsweise in den U.S. Patenten Nr. 4.723.129 und 4.740.796 offenbart ist. Dieses System ist sowohl auf die sogenannte bedarfsabhängige Art als auch auf die kontinuierliche Art anwendbar. Dieses System ist insbesondere bei der bedarfsabhängigen Art wirksam, da die bedarfsabhängige Art geeignet ist, um zumindest ein Antriebssignal zum Verursachen eines schnellen Temperaturanstiegs, der mit einer Aufzeichnungsinformation übereinstimmt und den Kemsiedepunkt überschreitet, auf einen elektrothermischen Umwandler aufzubringen, der in Übereinstimmung mit einem Blatt und einem Flüssigkeitspfad angeordnet ist, in dem Flüssigkeit (Tinte) gehalten wird, um thermische Energie in dem elektrothermischen Umwandler zu erzeugen, um das Auftreten eines Filmsiedens an der Heizwirkseite eines Aufzeichnungskopfes zu verursachen, und um folglich Bläschen in der Flüssigkeit (Tinte) zu bilden, die eins zu eins mit dem Antriebssignal übereinstimmen. Die Flüssigkeit (Tinte) wird durch das Wachstum und das Zusammenziehen der Bläschen aus einer Abgabeöffnung abgegeben, um zumindest ein Tröpfchen zu bilden. Vorzugsweise wird ein Pulssignal als das Antriebssignal verwendet, weil dadurch das Wachstum und das Zusammenziehen der Bläschen sofort und geeignet gesteuert wird, so daß ein Tintenabgabemechanismus mit hervorragenden Ansprechmerkmalen erreicht wird. Als dieses pulsförmige Antriebssignal sind jene geeignet, die in den Beschreibungen der U.S. Patente Nr. 4.463.359 und 4.345.262 beschrieben sind. Wenn des weiteren die in der Beschreibung des U.S. Patents Nr. 4.313.124 beschriebenen Zustände eingesetzt werden, die eine Temperaturanstiegsrate an der Heizwirkseite betreffen, kann eine bessere Aufzeichnung erreicht werden.
Es soll beachtet werden, daß die vorliegende Erfindung auch derartige Aufzeichnungskopfaufbauten umfaßt wie jene, bei denen die in den Beschreibungen der U.S. Patente Nr. 4.558.333 und 4.459.600 verwendeten Erfindungen verwendet werden, die einen Aufbau offenbaren, wobei ein Heizwirkabschnitt in einem gebogenen Bereich angeordnet ist, zusätzlich zu einem kombinierten Aufbau (einem geraden Strömungspfad oder einem senkrechten Strömungspfad), der aus einer Abgabeöffnung, einem Flüssigkeitspfad und einem elektrothermischen Umwandler ausgebildet ist, wie er jeweils in den vorstehend erwähnten Beschreibungen offenbart ist. Außerdem ist die vorliegende Erfindung auch bei Aufbauten auf der Grundlage der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 59-123670, die einen Aufbau offenbart, wobei gemeinsame Schlitze als Abgabeabschnitte einer Vielzahl von elektrpthermischen Umwandlern dienen, und der japanischen offengelegten Patentanmeldung Nr. 59-138461 wirksam, die einen Aufbau offenbart, wobei eine Öffnung zum Absorbieren von Druckwellen der thermischen Energie angeordnet ist, die mit einem Abgabeabschnitt übereinstimmt. Das ist, weil die vorliegende Erfindung ungeachtet der Form eines Aufzeichnungskopfes eine wirtschaftliche Aufzeichnung sicherstellt.
Auch das Hinzufügen einer Wiederherstelleinrichtung für einen Aufzeichnungskopf, einer Vorbereitungsstützeinrichtung usw. ist vorzuziehen, da die Wirkung der vorliegenden Erfindung durch diese Einrichtungen stabilisiert werden kann.
Insbesondere können diese Einrichtung eine Kappeneinrichtung für einen Aufzeichnungskopf, eine Reinigungseinrichtung, eine Druck- oder Komprimiereinrichtung, eine Vörbereitungsheizeinrichtung, die einen elektrothermischen Umwandler aufweist, ein anderes Heizelement als dieses, oder eine Kombination dieser beiden sein. Für eine stabile Aufzeichnung ist es auch wirksam, eine Vorbereitungsabgabebetriebsart auszuführen, um eine andere Abgabe als die zum Aufzeichnen auszuführen.
Was die Art und Anzahl der montierten Aufzeichnungsköpfe angeht, ist die vorliegende Erfindung des weiteren auf eine Kartusche anwendbar, die mit einer Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen versehen ist, die mit einer Vielzahl von Tintenarten mit unterschiedlichen Aufzeichnungsfarben. und Konzentrationen übereinstimmen, die anders ist als eine Kartusche, die mit einem einzelnen Kopf versehen ist, der mit einer einfarbigen Tinte übereinstimmt. Die vorliegende Erfindung ist insbesondere bei einem Aufzeichnungsgerät sehr wirksam, das nicht nur eine Aufzeichnungsbetriebsart in einer Hauptfarbe wie beispielsweise Schwarz hat, sondern auch zumindest eine Mehrfarbenbetriebsart unter Verwendung unterschiedlicher Farben oder eine Vollfarbenbetriebsart durch Mischen unterschiedlicher Farben durch die Verwendung entweder eines einstückigen Aufzeichnungskopfes oder einer Kombination von mehreren Aufzeichnungsköpfen
Außerdem kann das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, auf das die vorliegende Erfindung angewendet ist, des weiteren außer der Verwendung als ein Bildausgabeanschluß für ein Informationsverarbeitungsgerät wie beispielsweise einen Computer, ein mit einer Leseeinrichtung kombiniertes Kopiergerät oder dergleichen, ein Faksimilegerät mit einer Übertragungs- und Empfangsfunktion usw. sein.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann erfindungsgemäß eine Kartusche mit einer sehr hohen Volumenwirtschaftlichkeit vorgesehen sein, die in der Lage ist, die in einem Tintenbehälter gelagerte flüssige Tinte bis zum letzten Tropfen zuzuführen, indem eine Beschleunigung angewendet wird, die durch eine Schlittenbewegung in die Richtung nach links und nach rechts zum Drucken und eine Trägheit der Tinte erzeugt wird. Da keine zusätzliche Tintenzuführvorrichtung nötig ist, kann die Kapazität eines kompakten Tintenbehälters in der Gestalt einer Kartusche erhöht werden, und der Aufbau ist einfach, wobei eine Kostenreduktion erreicht wird. Des weiteren wird eine Reduktion der Größe der Kartusche und des Druckergeräts gleichzeitig ausgeführt, während eine stabile Zufuhr der Tinte sichergestellt wird.

Claims

1. Tintenstrahlkartusche (9), die in der Lage ist, an einem Schlitten (51) eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts der seriellen Art entfernbar montiert zu werden, wobei die Kartusche einen mit einer Umgebungsverbindungsöffnung (5) versehenen Tintenbehälter (11) hat, um Tinte zu lagern, die einem Aufzeichnungskopfabschnitt zuzuführen ist, der zum Abgeben von Tinte mit einer Abgabeöffnung versehen ist, wobei die Kartusche einen Tintenbehälterabschnitt mit einer schrägen Fläche (4) aufweist, die gegenüber einer Abtastrichtung des Schlittens um einen vorgegebenen Winkel geneigt ist, wenn die Kartusche (9) an dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert ist, so daß, wenn die Tintenstrahlkartusche an dem Schlitten (51) montiert ist und an der Vorderseite eines Aufzeichnungsträgers (54) hin- und hergehend abgetastet wird, eine durch die hin- und hergehende Abtastbewegung erzeugte Trägheit angewendet wird, um eine Strömung der Tinte zu erzeugen, die an der Schräge (4) hochsteigt,

dadurch gekennzeichnet, daß ein Unterdruckerzeugungselement (2) in einem Tintenzuführpfad zum Zuführen der Tinte von dem Tintenbehälterabschnitt zu dem Aufzeichnungskopfabschnitt vorgesehen ist, und wobei die schräge Fläche eine mit dem Tintenzuführpfad verbundene Einlaßöffnung (6) hat, so daß die Tinte durch die Einlaßöffnung und das Unterdruckerzeugungselement dem Aufzeichnungskopfabschnitt (10) zugeführt wird.

2. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 1, wobei die schräge Fläche mit einem vorgegebenen Winkel von beiden Enden der Abtastrichtung des Schlittens geneigt ist, wenn der Schlitten an dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert ist, so daß ein Zentralbereich des Tintenbehälters am höchsten ist und der Öffnungsabschnitt an dem Zentralbereich vorgesehen ist.

3. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 2, wobei die Strömung der an der Schräge hochsteigenden Tinte sowohl durch ein Abtasten des Aufzeichnungskopfabschnitts zum Durchführen einer Aufzeichnung, wobei Tinte von dem Aufzeichnungskopfabschnitt abgegeben wird, als auch durch ein Abtasten des Aufzeichnungskopfabschnitts zum Rückkehren zu einem Endabschnitt für den nächsten Aufzeichnungsbeginn erzeugt wird, nachdem das Abtasten zum Aufzeichnen beendet ist.

4. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beziehung zwischen einem Winkel der Schräge und einer Abtastbeschleunigung die folgende Gleichung erfüllt:

α ≥ G tan θ

wobei α eine Abtastrichtung, θ einen Winkel der Schräge und G die Erdbeschleunigung repräsentiert.

5. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Aufzeichnungskopfabschnitt (10) einen elektrothermischen Umwandler zum Erzeugen von thermischer Energie hat, die zum Abgeben von Tinte angewendet wird.

6. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 1, wobei der Tintenbehälter (11) einen Strömungspfad (C) hat, der mit einem unteren Abschnitt der schrägen Fläche (4) verbunden ist, der entlang einer Innenwand (8, 8a) des Tintenbehälters gegenüber der schrägen Fläche und der Umgebung des Öffnungsabschnitts (6) der schrägen Fläche vorgesehen ist.

7. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 1, wobei die Strömung der an der Schräge (4) hochsteigenden Tinte durch den Aufzeichnungskopfabschnitt (10) erzeugt wird, wenn er zum Durchführen der Aufzeichnung abgetastet wird, wobei die Tinte von dem Aufzeichnungskopfabschnitt abgegeben wird.

8. Tintenstrahlkartusche nach Anspruch 1, wobei die Strömung der an der Schräge (4) hochsteigenden Tinte durch den Aufzeichnungskopfabschnitt (10) erzeugt wird, wenn er zum Rückkehren zu einem Ende abgetastet wird, um nach dem Vervollständigen einer Aufzeichnungsabtastung die Aufzeichnung zu beginnen.

9. Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer darauf montierten Tintenstrahlkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Aufzeichnungsgerät einen Eingriffsabschnitt hat, um die Umgebungsverbindungsöffnung (5) nur zu öffnen, wenn die Tintenstrahlkartusche an dem Aufzeichnungsgerät montiert ist.