DE69331999T2

DE69331999T2 - Flüssigkeitsbehälter für Aufzeichnungsgerät

Info

Publication number: DE69331999T2
Application number: DE69331999T
Authority: DE
Inventors: Yasuo Kotaki; Hidemi Kubota; Kazuhiro Nakajima; Torachika Osada; Yohei Sato; Sadayuki Sugama; Masanori Takenouchi; Keiichiro Tsukada; Takayoshi Tsutsumi; Toshihiko Ujita; Kenjiro Watanabe; Koji Yamakawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1992-07-31
Filing date: 1993-07-30
Publication date: 2002-11-21
Anticipated expiration: 2013-07-31
Also published as: GB2269784A; ES2111668T3; DE69331999D1; KR0162981B1; CA2101478A1; CA2101478C; GB9606347D0; GB2298616B; US5781213A; AU675763B2; CN1086343C; ATE193248T1; ATE161480T1; AU4431793A; DE9321127U1; DE69315917D1; GB2298616A; EP0585615A3; EP0779157B1; DE69328737D1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Flüssigkeitvorratsbehälter. Vor allem bezieht sich die Erfindung auf einen Flüssigkeitvorratsbehälter, um eine Flüssigkeit zu speichern, die als ein Aufzeichnungsmittel für ein Aufzeichnungsgerät, wie ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, ein photoelektrisches Kopiergerät, ein Faksimilegerät od. dgl., verwendbar ist.
Ein herkömmliches, einen Spritzvorgang anwendendes Aufzeichnungsgerät (das nachfolgend als ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bezeichnet wird) ist im allgemeinen derart aufgebaut, daß ein Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Tinte von diesem und eine mit dem Aufzeichnungskopf verbundene Tintenspeichersektion getrennt als individuelle Bauteile an unterschiedlichen, voneinander entfernten Positionen angebracht sind, daß sie jedoch wirkungsseitig untereinander durch ein Tintenzuführsystem verbunden sind, das eine Tintenzuführröhre zwischen diesen enthält.
Wegen der Notwendigkeit zur Verlegung einer langen Tintenzuführröhre zwischen den beiden Bauteilen weist das herkömmliche Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das in der oben beschriebenen Weise konstruiert ist, Probleme insofern auf, als eine Röhrenverlegung für das Gerät nur unter großen Schwierigkeiten erreicht wird und darüber hinaus verdampfte Tinte oder Luft dazu neigen, in das Gerät einzudringen. Um mit den obigen Problemen fertigzuwerden, hat der für die vorliegende Erfindung gemeinschaftliche Zessionar ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät derjenigen Art vorgeschlagen, wobei ein Aufzeichnungskopf und eine Tintenspeichersektion miteinander in Gestalt einer integrierten Einheit (einer Kartusche) vereinigt sind, wie in den Amtsblättern der Japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 61-249 757, Nr. 63-22 653 und Nr. 63-275 793 offenbart ist. Gemäß diesen Vorschlägen können die vorerwähnten, mit einer Verdampfung von Tinte und einem Eindringen von Luft verknüpften Probleme vermieden werden, und von diesen Vorschlägen ist ein Vorteil zu erlangen, daß jeder unerfahrene Benutzer ein Tintenzuführsystem, das eine Tintenspeichersektion enthält, ohne Schwierigkeiten handhaben kann, weil keine Röhrenverlegung erforderlich ist.
Wenn die Tinte in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät völlig bis zu einem letzten Tintentröpfchen verbraucht ist, muß jedoch der Benutzer eine neue Kartusche mit einem Aufzeichnungskopf sowie einer Tintenbehälterkartusche, die untereinander vereinigt sind, kaufen, um in der Lage zu sein, die verbrauchte Tintenkartusche gegen eine neue auszutauschen. In der Praxis ruft das häufig den Umstand hervor, daß Tinte in der Kartusche zwar völlig verbraucht ist, der Aufzeichnungskopof aber unvermeidlich gegen einen neuen ausgetauscht wird, obgleich er noch eine gewisse Lebensdauer hat. Unter den vorerwähnten Umständen sind von Benutzern viele Wünsche vorgetragen worden, um ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zur Verfügung zu stellen, das gewährleistet, daß ein hoch funktionstüchtige Komponenten, wie piezoelektrische Elemente, Siliziumwafer od. dgl., enthaltender Aufzeichnungskopf gänzlich effektiv verwendet werden kann.
Um diese Wünsche zufriedenstellend zu erfüllen, hat der Zessionar ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eines schlittengelagerten Typs vorgeschlagen, das einen Aufzeichnungskopf sowie eine Tintenbehälterkartusche, die zu einer Einheit ohne jegliche Notwendigkeit zur Durchführung einer Röhrenverlegung zusammengefaßt sind, wobei der Aufzeichnungskopf restlos bis zu einem Ablauf einer Betriebszeit verwendet werden kann und wobei darüber hinaus der Aufzeichnungskopf von der Tintenbehälterkartusche getrennt werden kann, wenn letztere gegen eine neue ausgetauscht wird, umfaßt. Bei diesem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät des schlittengelagerten Typs, das in dieser Weise konstruiert ist, braucht lediglich die keine Tinte enthaltende Tintenbehälterkartusche wiederholt gegen eine neue ausgetauscht zu werden, bis der Aufzeichnungskopf das Ende seiner Lebensdauer erreicht. Solange gewöhnliche Dokumente mit dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gedruckt werden, kann eine Folge von Aufzeichnungsvorgängen nacheinander für mehrere tausend Papierblätter mit einem einzigen Aufzeichnungskopf durchgeführt werden, während lediglich die keine Tinte enthaltende Tintenbehälterkartusche wiederholt gegen eine neue ausgetauscht wird. Wenn bei dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät des schlittengelagerten Typs irgendein Aufzeichnungsvorgang nicht mehr durchgeführt werden kann, weil die Lebensdauer des Aufzeichnungskopfes überschritten ist, ist ein Benutzer gezwungen, einen neuen Aufzeichnungskopf zu kaufen, so daß ein Aufzeichnungsvorgang mit dem neuen Aufzeichnungskopf wieder aufgenommen werden kann. Des weiteren machte der Zessionar Vorschläge verschiedener Arten mit Bezug auf einen Tintenspeicherbehälter, der im praktischen Gebrauch mit einem Aufzeichnungskopf zu einem Ganzen zusammengefaßt werden kann.
Als eine Drucktechnik machen die Hardware und die Software für Heimcomputer Jahr für Jahr für die vorerwähnten Umstände Fortschritte, so daß es möglich wird, jeden Druckvorgang mit Leichtigkeit und mit schönem Aussehen durchzuführen. Andererseits werden mit einer gesteigerten Vielseitigkeit Arbeitsleistungen, die von einem Aufzeichnungsgerät verlangt werden, erhöht. Wenn auch oftmals ein Fall eintritt, daß eine Wahl getroffen werden soll, ob eine Tinte auf Farbstoffbasis oder eine Tinte auf Pigmentbasis verwendet werden soll, so hat jede der beiden Tintenarten ihre eigene Besonderheit. Das macht es schwierig, letztlich die Art der zu wählenden Tinte zu bestimmen. Das heißt mit anderen Worten, ein Benutzer ist gefordert, eine Entscheidung nach seinem Gutdünken hinsichtlich der zu verwendenden Tintenart zu treffen. Diese Tendenz wird gegenwärtig ganz erheblich verstärkt, weil Benutzer zunehmend einen Farbdruck anwenden. Darüber hinaus wird damit gerechnet, daß verschiedene Arten von Tinten, die jeweils unterschiedliche physikalische und chemische Eigenschaften haben, in praktischen Gebrauch genommen werden. Diese Tatsache hat einen bedeutsamen Effekt auf die Auslegung einer Tintenbehälterkartusche. Somit erhebt sich eine Notwendigkeit, eine Tintenbehälterkartusche zur Verfügung zu stellen, die jeder Art einer zu verwendenden Tinte entspricht.
Ein anderes Problem bezieht sich auf ein optimales Arbeitsvolumen einer Tintenbehälterkartusche, was entsprechend einer bestimmten Tintenart bestimmt werden soll. Beispielsweise ist es in dem Fall, wobei ein Benutzer häufig Aufzeichnungsvorgänge durchführt, für diesen erwünscht, viele Papierblätter mit einer verminderten Anzahl von Austauschvorgängen zu bedrucken, die jeweils zum Auswechseln einer Tintenkartusche, die keine Tinte enthält, gegen eine neue durchgeführt werden. Im Gegenteil hierzu ist es in dem Fall, da ein Benutzer eine kleine Anzahl von Blättern jedesmal bedruckt, wenn von diesem ein Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird, aus dem folgenden Grund wirtschaftlich inakzeptabel, eine eine große Tintenmenge enthaltende Tintenbehälterkartusche zu verwenden. Insbesondere werden, wen der Aufzeichnungskopf für eine lange Zeit, nachdem eine kleine Tintenmenge für jeden Aufzeichnungsvorgang verbraucht ist, irroperativ gehalten wird, flüchtige, in der Tinte enthaltene Komponenten aus dieser verdampft, was bewirkt, daß färbende Substanzen nachteilig umgeformt werden. Aus diesem Grund ist ein Benutzer genötigt, die Tintenbehälterkartusche jedesmal, da ein Aufzeichnungsvorgang selten durchgeführt wird, gegen eine neue auszutauschen. Das hat zum Ergebnis, daß der Benutzer gewisses Geld für die nutzlos in der Tintenbehälterkartusche verbleibende Tinte zahlt. Unter den oben erwähnten Umständen sind von vielen Benutzern zahlreiche Wünsche vorgetragen worden, um eine Tintenbehälterkartusche zur Verfügung zu stellen, die in der Konstruktion einfach ist und eine kleine Tintenmenge enthält. Andererseits besteht für einen Benutzer, der eine große Anzahl an Blättern bei jedem Aufzeichnungsvorgang bedruckt, eine Notwendigkeit, eine Tintenbehälterkartusche bereitzuhalten, die eine möglichst große Tintenmenge in dem restriktiv vorbestimmten Arbeitsvolumen von dieser enthält. In diesem Fall ist es erwünscht, daß jeder Aufzeichnungsvorgang mit niedrigen Druckkosten erzielt wird, obgleich die Tintenbehälterkartusche mit erhöhten Kosten produziert wird. Das stellt lediglich ein Beispiel zur Erläuterung der gegenwärtigen Tendenz dar, wonach erwartet wird, daß verschiedene Arten von fortgeschrittenen Techniken mit Bezug auf das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in der Zukunft entwickelt werden. Zusätzlich wird erwartet, daß jede Tintenbehälterkartusche mit einem unterschiedlichen Aufbau, der einem üblichen Aufzeichnungskopf entspricht, konstruiert wird.
In dem Fall, da eine Tintenbehälterkartusche eines austauschbaren Typs für das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendet wird, ist es notwendig, daß eine Maßnahme zu dem Zweck ergriffen wird, um ein Eindringen von Staub oder ähnlichen Fremdstoffen in den Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu verhindern, wenn ein poröser, Tinte absorbierender Körper, der aus einem elastischen Material geformt ist, als Mittel, um Tinte in der Tintenbehälterkartusche zurückzuhalten, verwendet wird. Da in der Praxis jedoch feine Bruchstücke von dem porösen Tintenabsorptionskörper während eines jeden Aufzeichnungsvorgangs abgerissen oder abgelöst werden, ist es zusätzlich notwendig, daß ein Filterelement in einem Tintenfließweg angeordnet wird, um das Eindringen der feinen Bruchstücke in den Aufzeichnungskopf zu verhindern. Es ist denkbar, daß zu diesem Zweck das Filter auf der Seite des Tintenbehälters angeordnet wird. In diesem Fall muß ein Filter an jeder Tintenbehälterkartusche angebracht werden, und zwar deswegen weil, wenn ein Filter lediglich auf der Seite des Aufzeichnungskopfes angeordnet wird, eine Fehlfunktion eintritt, daß Staub oder ähnliche Fremdstoffe am Filter abgelagert werden, was zum Verstopfen von diesem durch den Staub od. dgl. führt, bevor die Betriebszeit des Aufzeichnungskopfes abgelaufen ist.
Um sicherzustellen, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit kleineren Abmessungen konstruiert wird, ist es offensichtlich erforderlich, daß die Tintenbehälterkartusche selbst mit kleineren Abmessungen ausgelegt wird. Zu diesem Zweck sollte das Arbeitsvolumen der Tintenbehälterkartusche restriktiv bestimmt werden. Weil jedoch eine durch den Aufzeichnungskopf entsprechend einem vorbestimmten Inhalt einer Aufzeichnung zu verbrauchende Tintenmenge ungeachtet der Abmessungen des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts konstant ist, ist es erforderlich, daß Betriebskosten der Tintenbehälterkartusche zum Zweck der Konstruktion einer jeden Tintenbehälterkartusche mit kleineren Abmessungen unter der Annahme in Betracht gezogen werden, daß die keine Tinte enthaltende Tintenbehälterkartusche gegen eine neue ausgetauscht wird. Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wird in hohem Maß verlangt, daß ein Ausnutzungsgrad der in der Tintenbehälterkartusche gespeicherten Tinte so weit wie möglich erhöht wird.
Um die vorgenannte Forderung zu erfüllen, müssen jedoch durch das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät die folgenden Probleme gelöst werden. Um die Zuverlässigkeit eines jeden Aufzeichnungsvorgangs zuLerhöhen, soll/sollen insbesondere Luft/Blasen, die sich mit verstreichender Zeit im Tintenfließweg angesammelt hat/haben oder die in den Tintenfließweg eingetreten ist/ sind, wenn die Tintenbehälterkartusche gegen eine neue ausgetauscht wird, aus der Tinte entfernt werden. Zu diesem Zweck wird eine im Tintenstrahlaufzeichnungsgerät angeordnete Pumpe betrieben, um die Luft zusammen mit der von den Tintenausstoßöffnungen ausgestoßenen Tinte durch Ansaugen zu entfernen. Eine extra Tintenmenge, die mittels der Pumpe zusammen mit der Luft angesaugt wird, wird nutzlos, so wie sie ist, ohne irgendeine Möglichkeit ihrer Verwendung zur Durchführung eines Aufzeichnungsvorgangs vergeudet. Da im Fall eines herkömmlichen, vergleichsweise groß bemessenen Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts eine Tintenbehälterkartusche einen gewissen Spielraum bezüglich einer Tintenspeicherkapazität hat, wird, wenn eine Energiequelle des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts angeschaltet ist, eine Pumpe automatisch einmal pro 72 Stunden betrieben, um so die Zuverlässigkeit eines jeden Aufzeichnungsvorgangs zu erhöhen. Wenn das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einem ausreichenden Spielraum in bezug auf eine Tintenansaugleistung pro jedem Pumpvorgang wie auch auf einen durch die Pumpe hervorgerufenen Tintenansaugdruck ausgelegt ist, können zusätzlich Luftblasen zuverlässig von dem Aufzeichnungskopf und von der Tintenbehälterkartusche in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät entfernt werden.
Wenn jedoch im Fall einer klein bemessenen Tintenbehälterkartusche mit einer kleinen Tintenspeicherkapazität eine große Tintenmenge nutzlos durch Durchführen desselben Pumpvorgangs, wie er oben erwähnt wurde, vergeudet wird, wird die Häufigkeit eines wiederholten Austauschs einer jeden, keine Tinte enthaltenden Tintenbehälterkartusche gegen eine neue erhöht, was einen Benutzer dazu bringt, in unangenehmer Weise einem lästigen Austauschvorgang, der mit erhöhten Betriebskosten verbunden ist, ausgesetzt zu sein. Auf diese Weise wird der durch Auslegen einer jeden Tintenbehälterkartusche mit kleineren Abmessungen erzielte vorteilhafte Effekt verschlechtert oder geht er verloren. Um das vorgenannte Problem zu meistern, wurde ein Vorschlag hinsichtlich eines Prozesses zur Verminderung einer zusammen mit Luftblasen pro jedem Pumpvorgang nutzlos herausgepumpten Tintenmenge gemacht.
Um zu gewährleisten, daß eine Tintenbehälterkartusche von einem Aufzeichnungskopf an einem Druckerschlitten getrennt werden kann, ist es unvermeidlich notwendig, einen Absperrmechanismus in der Tintenbehälterkartusche anzuordnen, um ein Aussickern von Tinte aus der Tintenbehälterkartusche zu verhindern, indem ein Tintenfließweg durch den Absperrmechanismus rasch dicht verschlossen wird, nachdem die Tintenbehälterkartusche vom Aufzeichnungskopf getrennt ist. Zusätzlich wird ein Filter im Aufzeichnungskopf auf der stromabwärtigen Seite des Absperrmechanismus angeordnet. Wenn davon ausgegangen wird, daß ein Volumen zwischen der Tintenspeichersektion und dem Filter als Ventilkammer bezeichnet wird, so entstehen in dem Fall, da die Tintenbehälterkartusche und der Aufzeichnungskopf aus irgendeinem Grund mehrere Male verbunden und voneinander getrennt werden, Funktionsfehler insofern, als Luftblasen in die Ventilkammer eindringen, was darin resultiert, daß jeder Aufzeichnungsvorgang instabil ausgeführt wird, nachdem die Tintenbehälterkartusche mit dem Aufzeichnungskopf verbunden ist, und daß darüber hinaus aufgrund des Eindringens der Luftblasen eine Tintenzufuhr im Verlauf eines bestimmten Aufzeichnungsvorgangs unterbrochen wird. Um die vorgenannten Fehlfunktionen zu vermeiden, genügt es, daß die Pumpe in derselben Weise wie das herkömmliche Tintenstrahlaufzeichnungsgerät betrieben wird. Jedoch treten in dem Fall, da eine nutzlos pro jedem Pumpvorgang vergeudete Tintenmenge restriktiv für das klein bemessene Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in der oben beschriebenen Weise vermindert wird, nachstehend angegebene Probleme auf.
Auf das erwähnte Problem wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 3A bis 3C und die Fig. 4A bis 4C eingegangen. Beispielsweise tritt in dem Fall, da eine Tintenbehälterkartusche 2-1 und ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf 2-2 häufig miteinander verbunden und voneinander getrennt werden, oder in dem Fall, da ein Bausatz aus der Tintenbehälterkartusche 2-1 und dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 2-2 für eine lange Zeit von mehreren Monaten inoperativ gehalten wird, ein Umstand ein, daß eine große Menge der in dem zwischen dem TintenstrahlAufzeichnungskopf 2-2 bis zu einer Ventilkammer 2-3 abgegrenzten Raum eingeschlossenen Tinte aufgrund einer Verdampfung der Tinte verlorengeht. In diesem Fall kann Tinte nicht in zufriedenstellender Weise dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 2-2 allein durch einen einzigen Pumpvorgang, der durch eine Pumpe 2-4, deren Durchflußmenge auf eine vorbestimmte eingestellt ist, bewirkt wird, zugeführt werden. In diesem vorerwähnten Fall ist es notwendig, dieselben Pumpvorgänge mehrere Male kontinuierlich durchzuführen, um den Mangel in der Pumpleistung zu kompensieren.
Wie aus den Fig. 3A bis 3C deutlich wird, wird in dem Fall, daß die Pumpvorgänge mehrere Male intermittierend durchgeführt werden, die einmal im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 2-2 im Verlauf eines jeden Pumpvorgangs angesaugte Tinte 2-5 dazu gebracht, zu einem Tintenbehälter 2-7 zurückzukehren. Um ein Auftreten eines vorerwähnten Tintenrückflusses zu verhindern, ist zu empfehlen, daß adäquate Mittel, um ein Rückfließen der Tinte 2-5 zum Tintenbehälter 2-7, z. B. eine Kappe 2-6, um den Tintendruck in der Ventilkammer 2-3 zu halten, wie in den Fig. 4A bis 4C gezeigt ist, kontinuierlich in enge Anlage mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 2-2 während einer Folge von Pumpvorgängen gebracht werden. Jedoch verhindert die Anordnung der Kappe 2-6, um während der Pumpvorgänge eine hohe Zuverlässigkeit aufrechtzuerhalten, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit kleineren Abmessungen konstruiert wird. Zusätzlich liegt ein weiteres Problem darin, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit erhöhten Kosten gefertigt wird.
In dem Fall, da beispielsweise ein poröser Körper in einer Tintenbehälterkartsuche aufgenommen ist, wie in einer offengelegten Japanischen Patentanmeldung Nr. 3-41 351 beschrieben ist, ist es notwendig, daß ein Filter in enge Berührung mit dem porösen Körper gebracht wird. Wenn im Fall einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit der einen Tintenstrahlkopf und eine Tintenbehälterkartusche, die voneinander lösbar sind, einschließenden Art ein Benutzer fälschlicherweise wiederholt eine einzelne Tintenbehälterkartusche mit dem gegenüberliegenden Tintenstrahlaufzeichnungskopf verbindet oder die erstgenannte vom letztgenannten trennt, so wird jedoch der in der Tintenbehälterkartusche aufgenommene poröse Körper nachteilig verändert, was darin resultiert, daß das im Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnete Filter darin versagt, mit dem porösen Körper in enge Berührung zu kommen. Damit besteht eine Möglichkeit, daß Tinte nicht korrekt dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zugeführt werden kann. Darüber hinaus ist in dem Fall, da Luftblasen in die Tintenbehälterkartusche eindringen, die Möglichkeit gegeben, daß die Luftblasen in einen Tintenzuführweg während bestimmter Aufzeichnungsvorgänge eintreten, was verursacht, daß Tintentröpfchen unkorrekt von den Tintenausstoßöffnungen ausgeschleudert werden.
Im Hinblick auf die Tatsache, daß eine große Menge an Tinte in dem porösen Körper ohne jegliches Zuführen der Tinte zum Tintenstrahlaufzeichnungskopf zurückbleibt, wurden zahlreiche Vorschläge gemacht, um den vorgenannten Funktionsfehler zu vermeiden. Unter diesen Vorschlägen sieht ein Vorschlag vor, daß ein Wert im Vorragen eines Vorsprungs von der Seite des Aufzeichnungskopfes zum porösen Körper restriktiv so bestimmt wird, um zu ermöglichen, daß der Vorsprung in passender Weise mit dem porösen Körper in Berührung kommt. Ein anderer Vorschlag sieht vor, daß Rippen in einer Mehrzahl so ausgebildet werden, daß sie sich längs der Innenwandfläche der Tintenbehälterkartusche erstrecken, um die atmosphärische Luft, die in die Tintenbehälterkartusche über eine Lufteintrittsöffnung eingeführt wird, über die Fläche des porösen Körpers zu verteilen.
Obgleich die oben genannten Vorschläge sicherlich wirksam sind, um verschiedene Arten von Wünschen, die von vielen Benutzern im gegenwärtigen Stadium, da Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte zunehmend in praktischen Gebrauch genommen werden, vorgetragen werden, zu erfüllen, ist durch die Erfinder klargestellt worden, daß eine wechselseitige Beziehung zwischen den Komponenten, die jeweils ein als eine Druckereinheit dienendes Tintenstrahlaufzeichnungsgerät bilden, bisher nicht als ein unstabiler Faktor erkannt wird, sondern eine unerwartete technische Bedeutung hat.
Insbesondere ist in dem Fall, da das als eine Druckereinheit dienende Tintenstrahlaufzeichnungsegerät integriert in eine Informationsverarbeitungseinrichtung, wie einen Heimcomputer od. dgl., eingegliedert ist, so daß die gesamte Informationsverarbeitungseinrichtung mit kleineren Abmessungen ausgebildet wird, die reale Erkenntnis der vorerwähnten wechselseitigen Beziehung für einen Fabrikanten, der mit dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät näher befaßt ist, effektiv von Nutzen.
Die Druckschrift EP-A-0 419 192 zeigt eine Tintenbehälterkartusche, die an ihrer Innenseite mit Rippen für eine Verbindung mit der Umgebungsluft von einer Lufteinlassöffnung der Tintenbehälterkartusche zu einer Seitenfläche eines porösen Tintenabsorptionselements versehen ist. Dieser bekannte Aufbau sieht die Tintenausflussöffnung und die Lufteinlassöffnung an der gleichen Seite der Tintenbehälterkartusche vor und versperrt eine Luftbahn zwischen ihnen.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tintenbehälterkartusche derart weiterzuentwickeln, dass die Verwendung von Resttinte in dem Absorptionselement verbessert ist.
Diese Aufgabe ist durch eine Tintenbehälterkartusche mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Fig. 1 zeigt eine Perspektivdarstellung, die beispielhaft ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Fig. 2 ist eine Perspektivdarstellung einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf sowie eine Tintenbehälterkartusche enthält, welche beide voneinander getrennt werden können.
Fig. 3 erläutert anhand von Schnittdarstellungen Probleme, die einer herkömmlichen Tintenkartusche anhaften.
Fig. 4 erläutert ebenfalls anhand von Schnittdarstellungen Probleme, die der herkömmlichen Tintenkartusche anhaften.
Fig. 5 ist eine Schnittdarstellung von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere eine Tintenbehälterkartusche sowie einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf im getrennten Zustand.
Fig. 7A bis 7D erläutern anhand von Schnittdarstellungen eine Funktionsweise des Beispiels einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 8 ist eine Schnittdarstellung eines Beispiels einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 9A ist eine aufgeschnittene Perspektivdarstellung eines Ventilmechanismus, der für die gemäß dieser Erfindung konstruierte Tintenbehälterkartusche verwendbar ist.
Fig. 9B und 9C erläutern anhand von Schnittdarstellungen eine Funktionsweise des in Fig. 9A gezeigten Ventilmechanismus.
Fig. 10 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, wobei insbesondere wesentliche Bauteile gezeigt sind, die die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit bilden.
Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 10 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere den getrennten Zustand.
Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 10 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere den verbundenen Zustand.
Fig. 13 zeigt eine Schnittansicht von einem weiteren Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere den getrennten Zustand.
Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht eines wiederum weiteren Beispiels einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere den getrennten Zustand.
Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht von einem weiteren Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 17 zeigt eine Schnittansicht von einem weiteren Beispiel einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht eines weiteren Beispiels einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 19 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Informationsverarbeitungseinheit, bei der das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät von Fig. 1 eingebaut ist.
Fig. 20 zeigt eine Blockdarstellung des Aufbaus eines Schaltungsnetzwerks für die in Fig. 19 gezeigte Informationsverarbeitungseinheit.
Fig. 21 zeigt ein Flussdiagramm einer Steuersequenz für einen Aufzeichnungsbetrieb, der durch die in Fig. 19 gezeigte Informationsverarbeitungseinheit ausgeführt wird.
Fig. 22 zeigt eine ausschnittartige perspektivische Explosionsansicht einer Tintenbehälterkartusche, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 23 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 24 zeigt eine Querschnittsansicht einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem weiteren Beispiel aufgebaut ist.
Fig. 25 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 26 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 27A zeigt eine Schnittansicht einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem wiederum weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.
Fig. 27B zeigt eine ausschnittartige perspektivische Ansicht der in Fig. 27A gezeigten Tintenbehälterkartusche.
Die Fig. 28A bis 28I zeigen in ausschnittartigen Schnittansichten die Kontur von jeweils verschiedenen Arten an Rippen für die in Fig. 27A gezeigte Tintenbehälterkartusche.
Fig. 29 zeigt eine Explosionsschnittansicht von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 30 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes für eine Tintenbehälterkartusche, bei der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
Fig. 31 zeigt eine Schnittansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes für eine andere Art an Tintenbehälterkartusche, bei der die vorliegende Erfindung angewendet werden kann, und insbesondere, dass der Tintenstrahlaufzeichnungskopf direkt mit der Tintenbehälterkartusche verbunden ist.
Die Fig. 32A bis 32D zeigen anhand von Schnittansichten den Aufbau von jeweils verschiedenen Arten an Verbindungselementen, bei denen die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
Die Fig. 33A und 33B zeigen anhand von Schnittansichten andere Arten an Verbindungselementen, bei denen die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
Fig. 34 zeigt eine Schnittansicht von einem Beispiel einer Tintenbehälterkartusche.
Die Fig. 35A und 35B zeigen anhand von Schnittansichten den Aufbau von jeweiligen Verbindungselementen, die gemäß einem anderen Beispiel aufgebaut sind.
Fig. 36 zeigt eine Schnittansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes und einer Tintenbehälterkartusche, die miteinander über das in Fig. 35B gezeigte Verbindungselement verbunden sind.
Fig. 37 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 38 zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 37 gezeigten herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 39 zeigt eine Ansicht von hinten von der in Fig. 36 gezeigten herkömmlichen Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 40 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht von einem anderen Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 41 zeigt eine Schnittansicht der in Fig. 40 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 42 zeigt eine Ansicht von hinten von der in Fig. 40 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 43 zeigt eine Ansicht von hinten von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 44 zeigt eine Ansicht von hinten von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 45 zeigt eine Ansicht von hinten von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 46 zeigt eine Ansicht von hinten von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 47 zeigt eine Ansicht von hinten von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 48 zeigt eine Ansicht von hinten von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Die Fig. 49A bis 49C zeigen anhand von perspektivischen Ansichten Beispiele von Tintenstrahlkartuschen.
Fig. 50A zeigt eine perspektivische Ansicht von einem anderen Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
Fig. 50B zeigt eine perspektivische Ansicht einer Druckerkartusche für das in Fig. 50A gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
Die Fig. 51A bis 51C zeigen anhand von Schnittansichten eine gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaute Tintenbehälterkartusche, wobei Fig. 51A eine Querschnittsansicht der Tintenbehälterkartusche entlang einer Linie 51A-51A in Fig. 51B zeigt, Fig. 51B eine Schnittansicht der Tintenbehälterkartusche entlang einer Linie 51B-51B in Fig. 51A zeigt und Fig. 51C eine Schnittansicht der Tintenbehälterkartusche entlang einer Linie 51C-51C in Fig. 51A zeigt.
Fig. 52 zeigt eine perspektivische Ansicht von einem Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere wesentliche Bauteile, die die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit im getrennten Zustand bilden.
Fig. 53 zeigt eine vergrößerte, abgebrochene Schnittdarstellung der in Fig. 52 dargestellten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere ein an der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit angebrachtes Schlittenteil.
Fig. 54 veranschaulicht anhand einer schematischen Perspektivdarstellung die in Fig. 52 dargestellte Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere, wie die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit mit dem Schlittenteil verbunden ist.
Fig. 55 ist eine Perspektivdarstellung der in Fig. 52 dargestellten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere, daß die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gegen eine andere in einer ersten Handhabungsart ausgetauscht wird.
Fig. 56 ist eine Perspektivdarstellung der in Fig. 52 dargestellten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere, daß die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gegen eine andere in einer zweiten Handhabungsart ausgetauscht wird.
Fig. 57 ist eine schematische Draufsicht der in Fig. 52 dargestellten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere, wie eine Kraft an der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit aufgebracht wird.
Fig. 58 ist eine Perspektivdarstellung des in Fig. 50A gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts und veranschaulicht insbesondere eine automatische Papiervorschubsektion für das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät.
Fig. 59 ist eine Perspektivdarstellung der in Fig. 50B gezeigten Druckerkartusche und veranschaulicht insbesondere, daß eine Tintenbehälterkartusche vom Schlitten getrennt ist.
Fig. 60 ist eine Perspektivdarstellung einer Tintenbehälterkartusche für die in Fig. 52 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und veranschaulicht die Tintenbehälterkartusche bei Betrachtung von der Seite, die zur Befestigungsseite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes entgegengesetzt ist.
Fig. 61 ist eine schematische, abgebrochene Frontansicht der in Fig. 52 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und veranschaulicht insbesondere Abmessungen eines Tintenbehältergehäuses.
Fig. 62A und 62B zeigen anhand von abgebrochenen Draufsichten Abmessungen des Tintenbehältergehäuses und der Tintenbehälterkartusche für die in Fig. 52 dargestellte Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
Fig. 63 ist eine schematische Frontansicht der in Fig. 52 dargestellten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere Abmessungen der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit sowie der Schlittensektion.
Fig. 64A ist eine Draufsicht auf einen Filteranschlag für die Tintenbehälterkartusche, wobei die vorliegende Erfindung zur Anwendung kommt.
Fig. 64B ist eine Schnittdarstellung des in Fig. 49A gezeigten Filteranschlags.
Die Fig. 65A und 65B zeigen anhand von Schnittansichten ein Beispiel einer Tintenbehälterkartusche für die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere, wie die Tintenbehälterkartusche mit Tinte beliefert wird.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen, beschrieben.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät IJRA, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben. Das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät IJRA enthält einen Schlitten HC, an dem eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit IJC abbaubar montiert ist. Der Schlitten HC besitzt einen (nicht dargestellten) Stift, der imstande ist, mit einer wendelförmig verlaufenden Nut 5005 in einer Leitspindel 5004 in Eingriff zu kommen. Wenn ein Antriebsmotor 5013 in der normalen oder der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, wird die Leitspindel 5004 durch den Motor 5013 über Antriebskraft-Übertragungsräder 5011 und 5009 gedreht, so daß der Schlitten HC längs einer Führungsstange 5003 nicht nur in der a-Pfeilrichtung, sondern auch in der b-Pfeilrichtung hin- und herbewegt werden kann. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 5002 eine Andruckplatte, um einen Aufzeichnungsträger P, z. B. ein Papier, eine Folie für einen OHP, ein Gewebe od. dgl., gegen eine Schreibwalze 5000 innerhalb des Verschiebungsbereichs des Schlittens HC zu drücken, und die Bezugszahlen 5007 sowie 5008 geben Photokoppler an. Die Photokoppler 5007 und 5008 dienen als eine Ruhestellung- Ermittlungseinrichtung, um optisch das Vorhandensein eines Hebels 5006 des Schlittens HC zu erkennen, so daß die Richtung des Motors 5013 von der Normalrichtung zur umgekehrten Richtung sowie umgekehrt umgeschaltet werden kann. Die Bezugszahl 5016 bezeichnet ein Stützglied zum Lagern eines Kappenbauteils 404, um dadurch die Frontfläche eines TintenstrahlAufzeichnungskopfes abzudecken, und die Bezugszahl 5015 bezeichnet eine Ansaugeinrichtung, um im Kappenbauteil 404 eine Saugwirkung zu erzeugen.
Die Ansaugeinrichtung 5015 zieht über eine Öffnung 5023 innerhalb des Kappenbauteils 404 Überschußtinte ab, um dadurch den Tintenstrahlaufzeichnungskopf wieder betriebsfähig zu machen.
Die Bezugszahl 5017 bezeichnet eine Reinigungsklinge, und mit der Bezugszahl 5019 ist ein Verlagerungselement bezeichnet, um die Reinigungsklinge 5017 in der Vor-/Rückwärtsrichtung zu verschieben. Das Verlagerungselement 5019 wird von einer Lagerplatte 5018 getragen. Die Ausgestaltung der Reinigungsklinge 5017 soll nicht nur auf die gezeigte eingeschränkt sein. Alternativ kann zum gleichen Zweck irgendeine Art einer herkömmlichen Reinigungsklinge verwendet werden. Die Bezugszahl 5012 bezeichnet einen Hebel zum Auslösen der Tätigkeit der Ansaugeinrichtung 5015. Sobald ein Nocken 5020, der mit dem Schlitten HC zur Anlage kommen kann, verschoben wird, wird der Hebel 5012 so verlagert, um in geeigneter Weise die Antriebskraft des Antriebsmotors 5013 mit Hilfe von bisher bekannten Kraftübertragungseinrichtungen, z. B. Kupplungsschaltmitteln od. dgl., zu kontrollieren.
Während der Schlitten HC innerhalb des Ruhestellungsbereichs angeordnet ist, wird die Leitspindel 5005 gedreht, so daß der Schlitten HC vorbestimmte Positionen einnehmen kann, die dem vorerwähnten Abdecken, Reinigen und Ansaugen entsprechen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und die Fig. 5 ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit beschrieben. Die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit umfaßt einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 und eine Tintenbehälterkartusche 303, die beide voneinander getrennt werden können. Die auf diese Weise konstruierte Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist für das in Fig. 1 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendbar. Üblicherweise wird, um Staubpartikel aus einer Tinte auszusondern, ein Filter 302 in einer zwischenliegenden Position eines Fließweges 320 im Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnet, und ein wirksamer Porendurchmesser des Filters 302 wird mit 5 bis 20 um festgesetzt. Bei diesem Beispiel wird die Tintenbehälterkartusche 303 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 verbunden, indem ein Paar von pfeilförmigen Klinken 304, die einstückig von der Tintenbehälterkartusche 303 vorragen, mit entsprechenden Aufnahmeteilen 305, die im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 ausgebildet sind, in Eingriff gebracht werden. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, sind die pfeilförmigen Klinken 304 in symmetrischer Beziehung angeordnet, so daß sie gleichzeitig mit den Aufnahmeteilen 305 in Eingriff gelangen. Bei Vollendung des Eingriffs der pfeilförmigen Klinken 304 mit den Aufnahmeteilen 305 kommt eine vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 vorragende Tintenzuführröhre mit einem Ventilmechanismus 311 in der Tintenbehälterkartusche 303 zur Anlage, wodurch ein Ventilkörper 306 zum Zurückschieben in der in Fig. 5 rechten Richtung gegen die Federkraft einer Schraubenfeder 312 gebracht wird, um so zu ermöglichen, daß Tinte aus der Tintenbehälterkartusche 303 über den Fließweg 320 dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zugeführt wird. Hierbei ist ein O-Ring 307 um die Tintenzuführröhre 315 herum angeordnet und dichtet das Verbindungsstück zwischen der Tintenzuführröhre 315 sowie dem Ventilmechanismus 311 ab. In der Tintenbehälterkartusche 303 ist auf der stromaufwärtigen Seite des Ventilmechanismus 311 ein Kartuschen- oder Patronenfilter 308 angeordnet.
Stromauf des Kartuschenfilters 308 befindet sich in der Tintenbehälterkartusche 303 ein Tintenbehälter 309. Der Tintenbehälter 309 ist in diesem Beispiel so konstruiert, daß ein in der Tintenbehälterkartusche 303 in komprimiertem Zustand aufgenommenes poröses Material 310 mit Tinte getränkt ist. Um stabil die Funktionen des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts aufrechtzuerhalten, ist es im allgemeinen notwendig, daß ein in Ausstoßöffnungen 323 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 auftretender Tintendruck negativ eingehalten wird. Zu diesem Zweck bleibt der Tintendruck in der Tintenbehälterkartusche 303 üblicherweise negativ. Der Tintendruck wird bei diesem Beispiel unter Nutzung der Kapillarkraft des porösen Materials 310 kontrolliert, so daß er negativ eingehalten werden kann. Der Ventilkörper 306 ist aus einem elastischen Material, z. B. Gummi od. dgl., geformt, so daß er im Ventilmechanismus 311 gleitend verschiebbar ist. Wie aus der Fig. 6 deutlich wird, wird, wenn die Tintenbehälterkartusche 303 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 getrennt wird, ein Ringdichtungsteil 313 des Ventilkörpers 306 in enge Berührung mit einer Ventilkörper-Anlagefläche 314 rund um die Peripherie einer Einführöffnung 321 in der Tintenbehälterkartusche 303 durch die Gegenkraft der Schraubenfeder 312 gebracht, um so zu verhindern, daß die Tinte verwendungslos aus der Tintenbehälterkartusche 303 fließt. Auf diese Weise tritt eine Fehlfunktion, daß nach einem Trennen der Tintenbehälterkartusche 303 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 aufgrund eines Stoßes, von Vibrationen od. dgl. während eines Transports Tinte aussickert und daß auch Tinte in der Tintenbehälterkartusche 303 während einer Lagerung getrocknet oder die Viskosität der Tinte erhöht wird, nicht ein.
Es hat sich bestätigt, daß die symmetrische Anordnung des Paars von pfeilförmigen Klinken 304, die oben erwähnt wurde, in der Konstruktion einfach und wirksam ist, um sicherzustellen, daß der O-Ring 307 in dauerhafter Weise als ein Dichtungselement dient, das den Tintenfließweg in der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit in abgedichtetem Zustand hält. Es ist zu empfehlen, daß Ethylen-Propylen-Kautschuk (EPDM) als Ausgangsmaterial für den O-Ring 307 verwendet wird, und zwar deswegen weil der Ethylen-Propylen-Kautschuk hohe Gas- Sperreigenschaften entfaltet und darüber hinaus ausgezeichnete Eigenschaften, die für den O-Ring 307 in bezug auf Tintenbeständigkeit, Reißfestigkeit, Haftunfähigkeit und Antikriechvermögen gefordert werden, bietet.
Da der Tintenfließweg in der oben beschriebenen Weise ausgelegt ist, d. h., ein Verbindungsstück zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 und der Tintenbehälterkartusche 303 angeordnet ist, wird gewährleistet, daß das Innere der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit durch das Verbindungsstück, während die Tintenbehälterkartusche 303 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 verbunden ist, zuverlässig im Unterdruckzustand ohne das Auftreten einer Tintenleckage gehalten wird.
Die Kräftebeziehung unter der Verbindungskraft zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 sowie der Tintenbehälterkartusche 303, der Repulsivkraft des Ventilkörpers 306 zur Zeit einer Verbindung zwischen diesen und der Trennkraft eines Trennmechanismus des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, um die Tintenbehälterkartusche 303 vom Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 301 zu lösen, wird bei diesem Beispiel durch die folgenden Ungleichungen wiedergegeben:
Fj - Fv < F1
Fi » Fv
worin sind: Fj: Verbindungskraft zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und der Tintenbehälterkartusche, Fl: Trennkraft des Trennmechanismus im Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, Fv: Repulsivkraft der Schraubenfeder im Ventilmechanismus in der Tintenbehälterkartusche.
Um zu gewährleisten, daß die Tintenbehälterkartusche mit ausgezeichneter Zuverlässigkeit glatt verbunden und gelöst wird, ist es erwünscht, daß die folgenden Ungleichungen bestimmt werden:
9,8 N < Fi < 19,6 N
Fv > 4,9 N
Durch diese Konstruktion kann ein Benutzer nach Wunsch eine Verbindung und eine Trennung zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 sowie der Tintenbehälterkartusche 303 ausführen. Falls der Tintenstrahlaufzeichnungskopf wiederholt aus irgendeinem Grund mit der Tintenbehälterkartusche 303 verbunden und von dieser gelöst wird, wird allmählich Luft nicht nur in den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301, sondern auch in den Ventilmechanismus 311 in der Tintenbehälterkartusche 303 eingeführt. Bei Aufrechterhalten des vorgenannten Zustandes ist es sehr schwierig, den Aufzeichnungsvorgang weiter durchzuführen, weil Tinte nicht mehr dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 stetig zugeführt werden kann. Der Ventilmechanismus 311 ist bei diesem Beispiel so ausgelegt, um zu erreichen, daß der Fließweg im Ventilmechanismus 311 ein sehr kleines Arbeitsvolumen besitzt. Somit kann der Ventilmechanismus 311 ohne Schwierigkeiten wieder in den ursprünglichen Zustand zurückversetzt werden, indem ein Pumpvorgang damit ausgeführt wird, wenn auch ein vorgegebener Wert Pv, der ein pro einem Hub einer (nicht dargestellten) Pumpe gefordertes Volumen wiedergibt, klein ist. Um beispielsweise zu gewährleisten, daß Betriebskosten des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts herabgedrückt werden, während eine Tintenverbrauchsmenge vermindert wird, ist es vorzuziehen, daß ein pro einem Hub der Pumpe zu förderndes Tintenvolumen mit 0,1 cm³ oder weniger festgesetzt wird. Bei diesem Beispiel wird eine Summe eines Volumens Cv des Ventilmechanismus 311 und eines Volumens Hv, gemessen von der Eintrittsöffnung eines Fließweges 320 im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zum Filter 302, so bestimmt, daß es kleiner als das Volumen der pro einem Hub durch die Pumpe zu fördernden Tinte ist. Es ist vorzuziehen, daß die Summe der Volumina 0,05 cm³ oder weniger beträgt. Somit werden die folgenden Ungleichungen unter dem vorbestimmten Wert Pv, dem Volumen Cv und dem Volumen Hv bestimmt:
Pv > (Cv + Hv) oder Cv < (Pv - Hv).
Der Fließzustand der Tinte während des Pumpvorgangs der Pumpe wird unter Bezugnahme auf die Fig. 7A bis 7D nachstehend unter der Annahme, daß die Pumpe und das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in der oben geschilderten Weise konstruiert sind, beschrieben.
Die Fig. 7A zeigt anhand einer Schnittdarstellung den Zustand des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts, bevor der Pumpvorgang ausgelöst wird. Zu dieser Zeit ist der Tintenfließweg im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 und in der Tintenbehälterkartusche 303 im wesentlichen mit Luft angefüllt. Solange der genannte i Zustand besteht, kann irgendein korrekter Aufzeichnungsvorgang nicht bewerkstelligt werden.
Wie in Fig. 7B gezeigt ist, wird, um einen ersten Pumpvorgang durchzuführen, die Pumpe betrieben, um über eine Ansaugkappe 404 eine Saugwirkung am Tintenbehälter herbeizuführen, so daß die Tinte im Tintenbehälter zu der Position über das Filter 302 im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 hinaus geführt wird. Zu dieser Zeit erreicht die Tinte jedoch die Ausstoßöffnungen 323 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 nicht. Die Fig. 7C zeigt anhand einer Schnittdarstellung den Fließzustand der Tinte während eines nächsten Pumpvorgangs.
Bei Beendigung des ersten Pumpvorgangs wird die Pumpe zum ursprünglichen Zustand zurückgebracht, um den nächsten Pumpvorgang auszuführen, und zu dieser Zeit wird die Ansaugkappe 404 einmal vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 getrennt. In diesem Zeitpunkt wird die bis zur mittigen Position des Tintenfließweges im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 eingefüllte Tinte zum Zurückkehren zum Tintenbehälter 309, der unter Unterdruck gehalten wird, gebracht. Jedoch kann die Tinte wegen der auf seiten des Filters 302 im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 vorhandenen Oberflächenspannung nicht zu der stromauf des Filters 302 liegenden Position zurückkehren.
Die Fig. 7D zeigt anhand einer Schnittdarstellung einen Betriebszustand der Pumpe, wenn ein Pumpvorgang mit der Pumpe erneut ausgelöst wird. Während des wiederaufgenommenen Pumpvorgangs genügt es, daß der kurze Bereich, der sich vom Filter 302 zu den Ausstoßöffnungen 323 des Tintenstrahlkopfes 301 erstreckt, mit der Tinte gefüllt wird.
Da die Verbindung der Tintenbehälterkartusche 303 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 mit Hilfe eines Paars von pfeilförmigen Klinken 304, die in zugeordnete Aufnahmeteile 305 eingepaßt werden, erreicht wird, wird der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 mit sehr hoher Stabilität mit der Tintenbehälterkartusche 303 gekoppelt. Auf diese Weise treten Fehlfunktionen, daß eine aufgezeichnete Stelle von den ursprünglichen Positionen weg verlagert wird, nicht auf, und darüber hinaus wird eine Qualität eines Aufzeichnungsvorgangs ohne Rücksicht darauf, wie oft der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 sowie die Tintenbehälterkartusche 303 wiederholt miteinander verbunden und voneinander getrennt werden, nicht verschlechtert. Es soll ergänzt werden, daß, nachdem die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit vom Tintenstrahlaufzeichnungsgerät entfernt ist, die erstere als eine unabhängige Einheit bestehen bleiben kann. Falls beispielsweise ein Einfarbendruck unter Verwendung des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts durchgeführt wird, so kann das auf einfache Weise lediglich durch Anheben eines Einheit-Anbau- /Abbauhebels 204 des Druckerschlittens HC, wie in Fig. 40 gezeigt ist, erreicht werden, um so die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gegen eine andere auszutauschen. Da die Trennkraft gleichförmig an den pfeilförmigen Klinken 304 (die als ein Verbindungsmechanismus dienen) durch Betätigen des Einheit-Anbau-/Abbauhebels 204 als einen Trennmechanismus aufgebracht wird, tritt eine Fehlfunktion, daß das Verbindungsstück zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 und der Tintenbehälterkartusche 303 aufgrund der konzentriert auf ein Teil einer jeden pfeilförmigen Klinke 304 einwirkenden Belastung beschädigt oder beeinträchtigt wird, nicht auf.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 ein weiteres Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit beschrieben. Bei diesem Beispiel ist ein Filter 502 am vordersten Ende einer Tintenzuführröhre 315, und zwar auf der stromaufwärtigen Seite von dieser, in einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnet. Durch diese Konstruktion wird das Arbeitsvolumen eines Ventilmechanismus 311 in einer Tintenbehälterkartusche 303 durch Erfüllen der folgenden Gleichung bestimmt.
Da eine Gleichung Hv = 0 gilt, werden die vorerwähnten Ungleichungen (1) in der folgenden Weise wiedergegeben:
Cv < Pv.
Folglich ist es bei diesem Beispiel möglich, daß Cv einen größeren Wert als denjenigen von Cv bei dem vorausgehenden Beispiel annimmt. Weil der vorgegebene Wert Pv vermindert werden kann, kann alternativ ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das bei reduzierten Betriebskosten zu betreiben ist, verwirklicht werden.
Nachfolgend wird der für die Tintenbehälterkartusche, die gemäß den vorausgehenden Beispielen konstruiert ist, verwendete Ventilmechanismus 311 in bezug auf seine Konstruktion und Funktionsweise unter Bezugnahme auf die Fig. 9A bis 9C beschrieben.
Die Fig. 9A ist eine aufgeschnittene Perspektivdarstellung, die den Aufbau des Ventilmechanismus 311 zeigt, mit dem ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf noch nicht verbunden ist. Weil bei dem aufrechterhaltenen Zustand ein Ventilkörper 306 mit einer Innenwandfläche des Ventilmechanismus 311 durch die Druckkraft einer Schraubendruckfeder 312 in Berührung gebracht wird, leckt Tinte nicht vom Ventilmechanismus 311 zur Außenseite. Der Ventilmechanismus 311 enthält ein zylindrisches Bauteil 322, das mit der oberen Wand der Tintenbehälterkartusche 303 indem es von dieser vorragt, einstückig ausgebildet ist, und am rückwärtigen Ende des Zylinderbauteils 322 ist ein Filter 308 befestigt. Wie ebenfalls im einzelnen in den Fig. 64A und 64B gezeigt ist, ist ein Anschlag 324 an der stromabwärtigen Seite des Filters 308 vorhanden. Der Anschlag 324 hat an diesem an der dem Filter 308 zugewandten Seite eine umgekehrt kegelig sich verjüngende Fläche 325 und durch den Anschlag 324 hindurch sind Verbindungslöcher 326 in einer Mehrzahl ausgebildet. Um das Auftreten einer Fehlfunktion, daß das Filter 308 in unerwünschter Weise verformt wird, was dazu führt, daß die Verbindungslöcher 306 durch das verformte Filter 308 verschlossen werden, zu verhindern, werden zusätzlich Rippen 327 in einer Mehrzahl einstückig mit dem Anschlag 324 ausgebildet. Eine Mehrzahl von axial verlaufenden Kehlen 328 ist längs der inneren Zylinderwand des Zylinderbauteils 322 ausgestaltet, und eine Mehrzahl von radial verlaufenden Kehlen 324 ist innenseitig eines Ringdichtungsteils 313 an der oberen Fläche des Ventilkörpers 306 ausgearbeitet.
Die Fig. 9B zeigt den Arbeitszustand des Ventilmechanismus 311, wobei der Ventilkörper 306 von der Außenseite her in das Innere des Ventilmechanismus 311 gedrückt wird, so daß er sich im Ventilmechanismus 311 bewegt. Während der vorgenannte Zustand aufrechterhalten wird, fließt im Tintenbehälter 309 gespeicherte Tinte durch das Filter 308 und dann über einen Raum, der zwischen der Rückfläche des Filters 308 und dem Anschlag 324 bestimmt ist, über eine Mehrzahl von Verbindungsöffnungen 326, über eine Mehrzahl von axial verlaufenden Kehlen 328 und über eine Mehrzahl von radial verlaufenden Kehlen 329 zur Außenseite des Ventilmechanismus.
Da der Ventilmechanismus 311 in der oben beschriebenen Weise konstruiert ist, kann das Arbeitsvolumen des Tintenfließweges im Ventilmechanismus 311 mit hoher Zuverlässigkeit möglichst minimiert werden, während der verminderte bewegbare Bereich des Ventilkörpers 306 im Ventilmechanismus 311 beibehalten wird. Das vorher erwähnte Volumen Cv des Ventilmechanismus 311 wird hier in der folgenden Weise bestimmt. Insbesondere gibt das Volumen Cv ein Volumen an, das verbleibt, nachdem ein dem Eindringen der Tintenzuführröhre 315 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 in das zylindrische Bauteil 322 entsprechendes Volumen und ein vom Ventilkörper 306, von der Schraubenfeder 312 sowie von dem Anschlag 324 eingenommenes Volumen vom Innenvolumen des stromab vom Filter 308 befindlichen zylindrischen Bauteils 322 abgezogen ist.
Die Fig. 9C zeigt denselben Arbeitszustand des Ventilkörpers wie den in Fig. 9B dargestellten Zustand mit Ausnahme dessen, daß die Tintenzuführröhre 315 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 mit dem Ventilmechanismus 311 in Eingriff gebracht ist. Bei diesem Beispiel ist aus dem oben erwähnten Grund her aus das Filter 502 am vordersten Ende der Tintenzuführröhre befestigt. Da jedoch die in Fig. 9A gezeigte Ausgestaltung für den zum Filter 502 entgegengesetzt angeordneten Ventilkörper 306 angewendet wird, ist ersichtlich, daß das Filter 502 das Fließen der Tinte nicht behindert.
Die Fig. 49A bis 49C zeigen jeweils schematisch anhand einer Perspektivdarstellung den Aufbau einer TintenbehälterkartuschE für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, wobei die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Die in den Figuren gezeigten Tintenbehälterkartuschen sind so konstruiert, daß sie jeweils an einem Schlitten eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts im kopfstehenden Zustand montiert werden können. Die mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu verbindende Tintenbehälterkartusche besitzt ein (nicht dargestelltes) Öffnungsteil, um Tinte dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zuzuführen, und eine (nicht dargestellte) Luftverbindungsöffnung, durch welche das Innere der Tintenbehälterkartusche mit der umgebenden Atmosphäre in Verbindung gebracht wird Die Tintenbehälterkartusche schließt ein Klauenteil 1002 ein, das als eine Rutschsperre dient, wenn sie vom TintenstrahlAufzeichnungsgerät abgebaut wird, und sie besitzt ein ausgeschnittenes Teil 1001 an zwei Stellen, die so bestimmt sind, daß sie der Montage der Tintenbehälterkartusche im kopfstehenden Zustand entsprechen, wobei diese ausgeschnittenen Teile imstande sind, mit einem Vorsprung am Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in Eingriff zu kommen, wenn die Kartusche an letzterem angebracht wird.
Die Fig. 49A zeigt anhand einer Perspektivdarstellung, daß die ausgeschnittenen Teile 1001 innenseitig der einander entgegengesetzten Wände der Tintenbehälterkartusche ausgebildet sind, um den Vorsprung am Tintenstrahlaufzeichnungsgerät gegenüber einer unerwarteten Kollision od. dgl. zu schützen, wen die Tintenbehälterkartusche am Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert wird.
Die Fig. 49B und 49C zeigen gleicherweise anhand von Perspektivdarstellungen den Fall, wobei ausgeschnittene Teile 1001 nicht innenseitig der einander entgegengesetzten Seitenwände der Tintenbehälterkartusche ausgebildet sind, sondern diese längs der Vorderkanten der einander entgegengesetzten Seitenwände der Kartusche ausgearbeitet sind. Aus diesem Grund kann der bei der Tintenbehälterkartusche, die in Fig. 49A gezeigt ist, zu erzielende Schutzeffekt nicht erwartet werden, jedoch kann die Tintenbehälterkartusche auf einfache Weise gefertigt werden.
Wie aus der vorausgehenden Beschreibung ersichtlich wird, kann gemäß den vorhergehenden Beispielen, während der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und die Tintenbehälterkartusche miteinander verbunden sind, das Innere der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit im Unterdruckzustand ohne das Auftreten einer Fehlfunktion, wobei Tinte an dem Verbindungsteil dazwischen aussickert, gehalten werden. Da der TintenstrahlAufzeichnungskopf und die Tintenbehälterkartusche stabil miteinander verbunden sind, tritt ein Funktionsfehler, der eine Aufzeichnungsqualität negativ beeinflußt, wenn der TintenstrahlAufzeichnungskopf willkürlich mit der Tintenbehälterkartusche verbunden und von dieser getrennt wird, nicht auf, und darüber hinaus kann die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit leicht gegen eine andere ausgestauscht werden. Folglich sind bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf sowie eine Tintenbehälterkartusche willkürlich miteinander verbindbar und voneinander trennbar, wobei die Tintenbehälterkartusche auf einfache Weise mit der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit verbunden werden kann, um einen Tintenfließweg zu bilden, sowie austauschbar mittels eines einfachen und billigen Mechanismus von der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit getrennt sowie umgekehrt mit dieser verbunden werden kann.
Nachstehend ist eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem weiteren Beispiel aufgebaut ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 10 bis 12 beschrieben. Fig. 10 zeigt eine perspektivische Explosionsansicht der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere wesentliche Bauteile, die die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit im auseinandergenommenen Zustand bilden, Fig. 11 zeigt anhand einer Schnittansicht den Aufbau der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit im getrennten Zustand und Fig. 12 zeigt in ähnlicher Weise anhand einer Schnittansicht den Aufbau der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit im verbundenen Zustand.
In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 100 ein Tintenbehältergehäuse (das als eine Tintenbehälterkartusche dient). Das Tintenbehältergehäuse 100 besteht aus einem parallelepipedförmigen Hauptkörper 100A mit einer Bodenwand, die mit diesem einstückig ist, und einer Abdeckung 100B, die daran angepasst ist, dass sie einen vorderen Öffnungsabschnitt des Hauptkörpers 100A mit dieser verschließt. Ein zylindrisches Element 100C, das als ein erster Öffnungsabschnitt dient, steht an der Innenseite der Abdeckung 100B an dem mittleren Abschnitt des Letztgenannten vor und ein Vorsprung, der von einer Tintenausstoßeinheit (die als ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf dient, der nachstehend beschrieben ist), sitzt in dem ersten Öffnungsabschnitt d. h. dem zylindrischen Element 100C. Außerdem ist ein zweiter Öffnungsabschnitt 100D an dem Hauptkörper 100A ausgebildet, um eine Verbindung mit der Umgebung durch diesen herzustellen, und ein Pfropfen 102 mit einer darin ausgebildeten T-förmigen Verbindungsbahn sitzt im Presssitz in dem zweiten Öffnungsabschnitt 100D derart, dass verhindert wird, dass in dem Tintenbehältergehäuse 100 befindliche Tinte direkt von diesem zu der Außenseite zum Zeitpunkt eines Herunterfallens oder dergleichen direkt verteilt wird. Ein schwammartiges Absorptionselement 103 ist in dem Tintenbehältergehäuse 100 so aufgenommen, dass die Tinte in dem Absorptionselement 103 gehalten wird. Ein geschäumtes Material auf Polyurethanbasis, ein Absorptionsmaterial auf Melaminharzbasis und ein Absorptionsmaterial auf Polyethylenbasis kann als typische Materialien verwendet werden, die für das Absorptionselement 103 angewendet werden können.
Das Absorptionselement 103 besteht aus einem parallelepipedförmigen Hauptkörper (der nachstehend als ein Hauptkörperabsorptionselement bezeichnet ist) 103A und einem zylindrischen Verbindungsabschnitt (der nachstehend als ein Verbindungsabschnittabsorptionselement bezeichnet ist) 103B, der von dem Hauptkörper 103A so vorsteht, dass eine Kapillarkraft des Absorptionselements 103 verschiedene Eigenschaften aufzeigt, wobei ein Teil von ihnen durch eine in Fig. 11 gezeigte gestrichelte Linie als eine Grenzlinie zwischen ihnen gezeigt ist. Bevor das Absorptionselement 103 in dem Tintenbehältergehäuse 100 aufgenommen wird, kann es entweder einen zusammengedrückten Zustand oder einen nicht zusammengedrückten Zustand aufzeigen. Jedoch wird es, wenn das Hauptkörperabsorptionselement 103A in dem Tintenbehältergehäuse 100 aufgenommen wird, in der in Fig. 10 gezeigten durch den Pfeil markierten Richtung zusammengedrückt (in Übereinstimmung mit der Richtung des Herausströmens der Tinte senkrecht zu der axialen Richtung des zylindrischen Elements 100C), um eine Kapillarkraft Kb zu erzeugen. Andererseits erzeugt es, wenn das Verbindungsabschnittabsorptionselement 103B in dem zylindrischen Element 100C aufgenommen wird, eine Kapillarkraft Ka entweder in dem zusammengedrückten Zustand oder in dem nicht zusammengedrückten Zustand.
Beispielsweise in dem Fall, bei dem ein Absorptionsmaterial mit einer großen Leerstellen oder Poren, die jeweils eine im Wesentlichen konstante Größe gleichmäßig darin verteilt haben, als ein Material für das Absorptionselement 103 angewendet wird, wenn der Hauptkörper 103A in dem Tintenbehältergehäuse 103 aufgenommen ist, wird ein Volumen des Hauptkörperabsorptionselements 103A auf 70% auf der Basis des Volumens desgleichen vor Aufnahme in dem Tintenbehältergehäuse 100A durch Zusammendrücken vermindert. Wenn andererseits der Verbindungsabschnittabsorptionselement 103B in dem zylindrischen Element 100C aufgenommen ist, wird das Volumen des Verbindungsabschnittabsorptionselements 103B auf 95% auf der Basis des Volumens desselben vor der Aufnahme in dem zylindrischen Element 100C verringert.
Des Weiteren ist mit dem Bezugszeichen 104 ein Tintenausstoßabschnitt (ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf) bezeichnet. Ein zylindrischer Vorsprung 104A, der daran angepasst ist, dass er in dem zylindrischen Element 100C des Tintenbehältergehäuses 100 sitzt, ragt von der Seitenwand des Tintenausstoßabschnittes 104 vor. Eine Tintenkammer 104B, die mit dem Vorsprung 104A in Verbindung steht, ist in dem Tintenausstoßabschnitt 104 so ausgebildet, dass sie mit einer Vielzahl an Tintenbahnen 104C in Verbindung steht, die jeweils eine Tintenausstoßöffnung 104D haben, die an dem vordersten Ende von ihnen ausgebildet ist.
Ein elektrothermisches Wandelelement (das nicht gezeigt ist) ist in jeder Tintenbahn 104C angeordnet, um als Tintenausstoßeinrichtung zu dienen. Verschiedene Arten an Tintenausstoßabschnitten 104 sind in der Praxis erhältlich und eine beliebige Art an Abgabeabschnitt 104 kann angewendet werden.
Das Bezugszeichen 105 bezeichnet einen aus Gummi oder dergleichen geformten O-Ring. Der O-Ring 105 dient als eine Abdichtungseinrichtung, wenn der Tintenausstoßabschnitt 104 mit dem Tintenbehältergehäuse 100 verbunden wird.
Wenn die Tinte aufgebraucht ist, d. h. wenn das Tintenbehältergehäuse 100 und der Tintenausstoßabschnitt 104 miteinander wie in Fig. 12 gezeigt verbunden sind, wird die Intensität der Kapillarkraft des Verbindungsabschnitts 103B erhöht, da das Verbindungsabschnittelement 103B durch den Vorsprung 104A zusammengedrückt wird. Wenn das Tintenbehältergehäuse 100 und der Tintenausstoßabschnitt 104 miteinander verbunden sind, dient der zwischen ihnen angeordnete O-Ring 105 dem Halten derselben in dem abgedichteten Zustand d. h. in dem flüssigkeitsdichten Zustand. Zu diesem Zeitpunkt ist die Beziehung zwischen der Kapillarkraft Ka des Verbindungsabschnitts 103 und der Kaplllarkraft Kb des Hauptkörpers 103A so eingestellt, dass sie die folgende Ungleichung erfüllt:
Ka (zum Zeitpunkt des Verbindens) ≥ Kb
Das Volumen des Verbindungsabschnittabsorptionselements 103B kann auf 50% auf der Basis des Volumens desgleichen vor der Aufnahme des Verbindungsabschnittes 103B in dem zylindrischen Element 1000 verringert werden, indem die Länge des Vorsprungs 104A und ein Einpasshub desselben in dem zylindrischen Abschnitt 103B eingestellt werden. In der Praxis ist ein Abschnitt des Hauptkörpers 103A, der sich benachbart zu dem Verbindungsabschnittabsorptionselement 103B befindet, einem Zusammendrücken unterworfen, wenn das Tintenbehältergehäuse 100 und der Tintenausstoßabschnitt 104 miteinander verbunden sind, wobei jedoch der vorstehend erwähnte Abschnitt innerhalb eines geringen Bereiches ohne eine Möglichkeit dahingehend begrenzt ist, dass die Funktion der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit dadurch ungünstig beeinflusst wird. Im Gegensatz dazu ist es ein vorteilhafter Effekt, der durch die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit erzielt wird, dass eine konzentrierte Ansammlung der Tinte in der Nähe des ersten Öffnungsabschnittes unterstützt wird.
Wenn Tintentropfen durch die Ausstoßöffnungen 104D durch ein Betätigen einer (nicht gezeigten) Ausstoßeinrichtung ausgestoßen werden, strömt neue Tinte von dem Tintenbehältergehäuse 100 über die Tintenkammer 104B, so dass diese zu den Tintenbahnen 104C zugeführt wird, was bewirkt, dass die Ausstoßöffnungen 104D durch die neue Tinte im Wesentlichen gefüllt werden. Während des Ausstoßens der Tinte wird die durch den zweiten Öffnungsabschnitt 100D strömende Umgebungsluft durch einen Teil der Tinte ersetzt, die an der Seite des zweiten Öffnungsabschnittes 100D von dem Hauptkörper 103H, vor einem Abschnitt der Tinte gehalten ist, die an der Seite des Verbindungsabschnitts 103B von diesem gehalten wird, wodurch die Tinte gleichmäßig zu der Zone verschoben wird, an der eine höhere Intensität der Kapillarkraft vorhanden ist. Tm Hinblick auf den vorstehend dargelegten Umstand tritt keine Fehlfunktion dahingehend auf, dass das Zuführen der Tinte in dem Verbindungsabschnitt 103B im Verlauf des Tintenverbrauchs unterbrochen wird.
Wenn die Tinte in dem Absorptionselement 103 bis zum letzten Tropfen aufgebraucht worden ist oder wenn der Tintenausstoßabschnitt 104 von dem Tintenbehältergehäuse 100 getrennt wird, so dass ermöglicht wird, dass der Vorsprung 104A des Tintenausstoßabschnittes 104 von dem zylindrischen Element 100c des Tintenbehältergehäuses 100 getrennt wird, wird der Vorsprung 104A aus dem Presssitzzustand gelöst, wobei die Kapillarkraft des Verbindungsabschnittabsorptionselement 103B schnell verringert wird (wobei die folgende Ungleichung errichtet wird: Ka (zum Zeitpunkt des Verbindens) Ka (zum Zeitpunkt des Trennens). Zusätzlich wird zu diesem Zeitpunkt die Arbeitskapillarkraft in einer derartigen Weise eingestellt, dass die Beziehung zwischen der Kapillarkraft Ka des Verbindungsabschnitts 103B und der Kapillarkraft Kb des Hauptkörpers 103A benachbart zu dem Verbindungsabschnitt durch die folgende Ungleichung wiedergegeben wird:
Ka (unmittelbar nach dem Trennen) ≤ Kb
Aus diesem Grund wird eine zusätzliche Menge an Tinte, die in der Nähe des Verbindungsabschnitts zwischen dem Tintenbehältergehäuse 100 und dem Tintenausstoßabschnitt 104 verbleibt, gleichmäßig in den Verbindungsabschnitt 103B genommen. In dem Fall, bei dem der Verbindungsabschnitt 103B noch eine Toleranz zum Halten einer gewissen Menge an Tinte in dieser hat, selbst nachdem eine zusätzliche Menge an Tinte in dem Verbindungsabschnitt 103B absorbiert ist, wird Tinte von einem Abschnitt des Hauptkörpers 10³/&sub4; der sich benachbart zu dem vorstehend erwähnten Verbindungsabschnitt befindet, gesaugt, so dass die gesaugte Tinte in dem Verbindungsabschnitt 103B gehalten wird. Somit treten keine Fehlfunktionen dahingehend auf, dass Umgebungsluft in den Verbindungsabschnitt 103B hereingenommen wird, dass ein Aufzeichnungsvorgang aufgrund von Luftblasen in unkorrekter Weise erzielt wird, die in die Tinte zum Zeitpunkt des erneuten Verbindens des Tintenausstoßabschnittes 104 mit dem Tintenbehältergehäuse 100 genommen wurden, und darüber hinaus dass das Zuführen der Tinte im Verlauf des Tintenverbrauchs unterbrochen wird.
Da die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann der Betrag des Vorstehens des Vorsprungs 104A an dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 104 verringert werden. Dies ermöglicht ein Verringern des Betrags der Relativverschiebung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes zum Zeitpunkt des Verbindens der Tinte 104 mit dem Tintenbehältergehäuse 100, wodurch ein Drucker, an dem die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit montiert ist, in der Praxis mit kleineren Abmessungen verwirklicht werden kann.
Ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben.
Bei diesem Beispiel sind ein Absorptionselement 103B' in dem Verbindungsabschnitt und ein Absorptionselement 103A' in dem Hauptkörperabschnitt, der sich benachbart zu dem Verbindungsabschnitt befindet, voneinander getrennt. Die Beziehung zwischen der Kapillarkraft Ka des Absorptionselements 103B' in dem Verbindungsabschnitt und der Kapillarkraft Kb in dem Verbindungselement 103A' in dem Hauptkörperabschnitt ist durch die folgenden Ungleichungen in der gleichen Weise wie bei dem vorherigen Beispiel wiedergegeben:
Ka (zum Zeitpunkt des Verbindens) ≥ Kb
Ka (zum Zeitpunkt des Verbindens) ≥ Ka (unmittelbar nach dem Trennen)
Ka (unmittelbar nach dem Trennen) ≤ 5 Kb
Außerdem ist die Dimensionsbeziehung zwischen dem Absorptionselement 103A', dem Absorptionselement 103B' und dem Tintenspeicherbehälter 100 in einer derartigen Weise bestimmt, dass die vorstehend erwähnte Beziehung der Ungleichungen stets verwirklicht ist.
Da das Absorptionselement 103B' in dem Verbindungsabschnitt und das Absorptionselement 103A' in dem Hauptkörper separat in der vorstehend beschriebenen Weise angeordnet sind, werden sie mit Leichtigkeit aus einem synthetischen Harz geformt im Vergleich zu dem Fall, bei dem sie einstückig miteinander geformt werden, und darüber hinaus kann ein Verdichtungsverhältnis mit Leichtigkeit eingestellt werden, das bei jedem von ihnen einzustellen ist. Wenn sie in dem Tintenbehältergehäuse 100 aufgenommen sind, kann das Aufnehmen von jedem von ihnen mit Leichtigkeit im Vergleich zu dem Fall bewirkt werden, bei dem sie einstückig miteinander geformt werden. Beispielsweise kann das Aufnehmen in einer derartigen Weise erzielt werden, dass das Absorptionselement 103A' zunächst in den parallelepipedförmigen Hauptkörper 100A eingeführt wird, der mit der Bodenwand einstückig ist, die Abdeckung 100B dann an den Hauptkörper 100A geschweißt wird, und anschließend das Absorptionselement 103B' in das zylindrische Element 100C eingeführt wird. Alternativ können beide Absorptionselemente 103A' und 103B' separat unter Verwendung von verschiedenen synthetischen Harzen ausgeformt werden.
Ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 14 beschrieben. Bei diesem Beispiel sind ein Absorptionselement 103B' in dem Verbindungsabschnitt und ein Absorptionselement 103A' in dem Hauptkörperabschnitt, der sich benachbart zu dem Verbindungsabschnitt befindet, voneinander getrennt. Die Beziehung zwischen der Kapillarkraft Ka des Absorptionselements 103B' in dem Verbindungsabschnitt und der Kapillarkraft Kb bei dem Absorptionselement 103A' in dem Hauptkörperabschnitt ist durch die gleichen Ungleichungen wie bei dem vorherigen Beispiel wiedergegeben. Bei diesem Beispiel ist ein Filterelement 106 zwischen dem Absorptionselement 103A' in dem Hauptkörperabschnitt und dem Absorptionselement 103B' in dem Verbindungsabschnitt in einer derartigen Weise angeordnet, dass diese voneinander durch das zwischen ihnen angeordnete Filterelement 106 getrennt sind.
Da das Filterelement 106 in dieser Weise angeordnet ist, tritt keine Fehlfunktion dahingehend auf, dass Verunreinigungen in dem Absorptionselement 103A' in dem Hauptkörperabschnitt in die Tintenausstoßeinheit 104 eindringen, wobei ein Verstopfen der Ausstoßöffnungen 104D durch die Verunreinigungen bewirkt würde, was zu einem unkorrekten Ausstoßen der Tinte durch diese hindurch führt.
Außerdem ist es, damit die Tinte in der Nähe des zylindrischen Abschnitts 100C konzentriert gesammelt wird, erwünscht, dass das Absorptionselement 103A' teilweise zusätzlich durch die Endfläche des zylindrischen Abschnitts 100C derart zusammengedrückt wird, dass der Kompressionsprozentsatz des Absorptionselements 103A' örtlich zu 60-65% wird, wobei dieser Wert geringfügig kleiner als der Kompressionsprozentsatz von 70% des restlichen Abschnittes des Absorptionselements 103A ist. In dem Fall, bei dem beide Absorptionselemente 103A' und 103B' aus verschiedenen Materialien ausgebildet sind, die jeweils verschiedene Eigenschaften haben, ist es empfehlenswert, dass das Absorptionselement 103A' in einen engen Kontakt mit der Endfläche des zylindrischen Abschnitts 100C in einer derartigen Weise gelangt, dass die Kapillarkraft an einem Abschnitt, der sich in der Nähe des ersten Öffnungsabschnitts des Absorptionselements 103A' befindet, geringfügig größer als an dem anderen Abschnitt eingestellt ist.
Die Kapillarkraft Kb des Absorptionselements 103A' ist derart eingestellt, dass sie im Wesentlichen konstant über die gesamte Länge des Absorptionselements 103A' gehalten wird. Alternativ kann die Kapillarkraft Kb allmählich zu dem ersten Öffnungsabschnitt hin von dem zweiten Öffnungsabschnitt zunehmen. Schließlich ist es empfehlenswert, dass der Aufbau des Absorptionselements 103A', bevor dieses in dem Behältergehäuse 100A aufgenommen wird, eine konische Form derart einnimmt, dass das Kompressionsverhältnis des Absorptionselements 103A' in der Nähe des ersten Öffnungsabschnitts zusätzlich erhöht wird, wodurch die Verschiebung der Tinte zu dem ersten Öffnungsabschnitt noch gleichmäßiger erzielt werden kann.
Ein weiteres Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 15 beschrieben.
Die Fig. 2 ist eine Perspektivdarstellung der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit. In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 301 einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, während die Bezugszahl 303 eine Tintenbehälterkartusche bezeichnet, in der Tinte gespeichert ist, so daß diese dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zugeführt wird. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 enthält eine Mehrzahl von (nicht dargestellten) elektrothermischen Wandlerelementen, die einer jeden Ausstoßöffnung zugeordnet sind, und jedes elektrothermische Wandlerelement dient dazu, Wärmeenergie zu erzeugen, die als eine Energie ververwendbar ist, um ein Filmsieden der Tinte hervorzurufen, so daß es möglich ist, von der jeweiligen Ausstoßöffnung ein Tintentröpfchen auszuschleudern.
Die Fig. 15 ist eine schematische Schnittdarstellung der in Fig. 2 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit. Im Fall des dargestellten Beispiels ist ein erstes Filter 302 in einem Tintenzulaufkanal 320 angeordnet, der über eine gemeinsame Tintenkammer mit einer Mehrzahl von Tintenausstoßöffnungen 323 in Verbindung steht. Ein poröser Körper 310, der mit Tinte getränkt ist, ist in der Tintenbehälterkartusche 303 aufgenommen. Eine Tintenzuführöffnung 330 und eine Luftverbindungsöffnung 340 sind durch die Tintenbehälterkartusche 303 hindurch ausgebildet. Ein zweites Filter 308 ist an der Tintenzuführöffnung 330 befestigt, wobei es mit dem porösen Körper 310 in enge Berührung kommt. Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 und die Tintenbehälterkartusche 303 untereinander verbunden sind, wie in Fig. 15 gezeigt ist, steht der Tintenzulaufkanal 320 mit der Tintenzuführöffnung 330 in Verbindung. Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 und die Tintenbehälterkartusche 303, die in der obigen Weise konstruiert sind, können beide miteinander an einem Schlitten, der an einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert ist, worauf später eingegangen werden wird, verbunden und beide voneinander getrennt werden.
Nachfolgend wird eine Funktionsweise der in der oben beschriebenen Weise aufgebauten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit erläutert.
Da die (nicht dargestellten) elektrothermischen Wandlerelemente im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 kontrollierbar aktiviert werden, wird Tinte von den Tintenausstoßöffnungen 323 ausgestoßen, um so eine Aufzeichnung an einem Aufzeichnungsträger herzustellen. Wenn in Verbindung mit wiederholten Aufzeichnungsvorgängen die Tinte zunehmend verbraucht wird, wird die im porösen Körper 310 aufgenommene Tinte allmählich durch die Funktion einer Kapillarerscheinung zum Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 hin verdrängt, so daß die Tinte dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zugeführt wird und Luft in die Tintenbehälterkartusche 303 durch die Luftverbindungsöffnung 340 eintritt. Während die im porösen Körper 310 enthaltene Tinte kontinuierlich dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zugeführt wird, werden Staub und ähnliche Fremdstoffe im porösen Körper 310 durch das zweite Filter 308 abgefangen. Auf diese Weise erreicht keinerlei Staub das erste Filter 302 am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301. Obgleich eine Mehrzahl von Tintenbehälterkartuschen wiederholt eine nach der anderen in dieser Weise ausgetauscht werden, damit eine jede von diesen mit einem einzigen gemeinsamen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zu verbinden ist, entsteht keine Fehlfunktion, daß das erste Filter 302 durch in dem porösen Körper 310, der in der Tintenbehälterkartusche 303 aufgenommen ist, enthaltene Staubpartikel verstopft wird. Somit kann Tinte allzeit stabil dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zugeführt werden. Da das zweite Filter 308 am porösen Körper 310 befestigt ist, wobei es mit diesem in enger Berührung ist, kann Tinte konstant dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 ohne Rücksicht darauf, wie oft eine einzelne Tintenbehälterkartusche 303 wiederholt mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 verbunden und von diesem gelöst wird, zugeführt werden.
Eine Maschenweite a des ersten Filters 302 und eine Maschenweite b des zweiten Filters 308 werden so bestimmt, daß zwischen diesen eine Ungleichung von a > b besteht. Das heißt mit anderen Worten, ein Sieb des ersten Filters 302 wird grober gewebt als dasjenige des zweiten Filters 308. Das bewirkt, daß eine Grenzflächensperrkraft auf der Seite des ersten Filters 302 schwächer als diejenige auf der Seite des zweiten Filters 308 wird. Folglich wird, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 mit der Tintenbehälterkartusche 303 verbunden wird, Luft zwischen dem ersten Filter 302 und dem zweiten Filter 308 komprimiert, und anschließend wird die komprimierte Luft über das erste Filter 302 zur Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 hin gequetscht. Danach wird die in den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 gequetschte Tinte von den Tintenausstoßöffnungen 323 weg durch die Funktion einer Tintenabsaug-Regeneriertätigkeit, die auszuführen ist, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 mit der Tintenbehälterkartusche 303 verbunden ist, gesaugt. Dadurch tritt folglich eine Fehlfunktion, daß Tinte unkorrekt von den Tintenausstoßöffnungen 323 ausgeschleudert wird, nicht auf. Wie in Fig. 15 gezeigt ist, ist es zu akzeptieren, daß das erste Filter 302 kleiner als das zweite Filter 308 ausgelegt wird, so daß eine Fläche des ersten Filters 302 kleiner als diejenige des zweiten Filters 308 wird. Wenn aus irgendeinem Grund Luftblasen in die Tintenbehälterkartusche 303 eindringen, so werden sie trotz der vorerwähnten Tintenabsaug-Regeneriertätigkeit nicht vollständig abgesaugt, was bewirkt, daß die Luftblasen zur Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 301 verlagert werden. Insofern kann ein Problem auftreten, daß Tinte von den Tintenausstoßöffnungen 323 unkorrekt ausgeschleudert wird. Ein anderes mögliches Problem liegt darin, daß die im Tintenzuführweg verbleibenden Luftblasen in unerwünschter Weise anwachsen, was bewirkt, daß die Tintenzufuhr aufgrund des Anwachsens der Luftblasen behindert wird, und das resultiert darin, daß in gleicher Weise ein unkorrekter Tintenausstoß bewirkt wird.
Ein weiteres Beispiel einer Tintenbehälterkartusche wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Fig. 16 beschrieben. Weil ein (nicht dargestellter) Tintenstrahlaufzeichnungskopf in seiner Konstruktion im wesentlichen gleichartig zum vorbeschriebenen Beispiel ist, ist in der Fig. 16 die Darstellung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes weggelassen. Aus diesem Grund ist in der Zeichnung lediglich eine Tintenbehälterkartusche 303 gezeigt.
In dem Fall des gezeigten Beispiels ist ein normalerweise durch eine Schraubenfeder 312 belasteter Ventilkörper 306 in der Tintenbehälterkartusche 303 so angeordnet, daß eine Tintenzuführöffnung 330 durch den Ventilkörper 306 mittels der Federkraft der Schraubenfeder 312 verschlossen wird. Wie aus der Fig. 16 erkennbar ist, wird, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf von der Tintenbehälterkartusche 303 getrennt wird, die Tintenzuführöffnung 330 durch den Ventilkörper 306 verschlossen. Andererseits wird, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit der Tintenbehälterkartusche 303 verbunden wird der Ventilkörper 306 bei Betrachtung der Zeichnung in der Rechtsrichtung gegen die elastische Kraft der Schraubenfeder 312 verlagert, bis die Tintenzuführöffnung 330 geöffnet ist. Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf von der Tintenbehälterkartusche 303 getrennt wird, tritt durch diese Konstruktion eine Fehlfunktion, daß Tinte aus der Tintenzuführöffnung 330 aussickert, nicht auf. Die übrige Konstruktion außer der vorerwähnten ist dieselbe wie bei dem vorherigen Beispiel, das oben unter Bezugnahme auf die Fig. 15 beschrieben wurden.
Ein weiteres Beispiel einer Tintenbehälterkartusche wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 17 beschrieben. Da auch bei diesem Beispiel ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf im wesentlichen mit demjenigen des vorherigen Beispiels in bezug auf den Aufbau übereinstimmt, ist die Darstellung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ist in der Zeichnung weggelassen. Aus diesem Grund ist in Fig. 17 lediglich eine Tintenbehälterkartusche 303 dargestellt.
In diesem Beispiel ist ein flexibler Beutel 350, der den porösen Körper 310 ersetzt und in dem Tinte gespeichert ist, in der Tintenbehälterkartusche 303, die im Aufbau gänzlich mit der oben unter Bezugnahme auf die Fig. 16 beschriebenen Beispiel der Tintenbehälterkartusche 303 übereinstimmt, aufgenommen. Außer der vorgenannten Konstruktion ist der sonstige Aufbau gleich dem vorherigen Beispiel.
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem weiteren Beispiel aufgebaut ist, wird nachstehend unter Bezugnahme; auf die Fig. 18 beschrieben. In diesem Fall ist ein erstes kreisförmiges Filter 302 in seiner Position gegenüber einem zweiten Filter 308 bei Betrachtung in der vertikalen Richtung in Fig. 18 versetzt. Somit sind die Mitten der beiden ersten und zweiten Filter 302 und 308 nicht in konzentrischer Lagebeziehung mit Bezug zueinander angeordnet. Die übrige Konstruktion außer der vorgenannten ist dieselbe wie bei dem vorherigen Beispiel.
Im folgenden wird ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das mit einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ausgerüstet ist, unter Bezugnahme auf die Fig. 1 sowie die Fig. 19 bis 21 beschrieben.
Ein Überblick einer Konstruktion des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts IJRA (das als eine Druckersektion dient) ist oben unter Bezugnahme auf die Fig. 1 beschrieben worden.
Der Aufbau einer Informationsverarbeitungseinheit (z. B. eines Heimcomputers), in die das mit der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit verbundene Tintenstrahlaufzeichnungsgerät eingebaut ist, und elektrische Schaltkreise von diesem werden nachstehend unter Bezugnahme auf ein typisches Beispiel hiervon beschrieben.
Die Fig. 19 zeigt anhand einer Perspektivdarstellung das Äußere einer Informationsverarbeitungseinheit 74, in die das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät (um als eine Druckersektion zu dienen) eingebaut ist. In der Zeichnung bezeichnet das Symbol NP eine Druckersektion, bezeichnet die Bezugszahl 72 ein Tastenfeld, das nicht nur Tasten zur Eingabe von Schriftzeichen, Zahlen od. dgl., sondern auch Tasten zur Ausgabe von verschiedenen Arten von Befehlen besitzt, und bezeichnet die Bezugszahl 73 eine Anzeigesektion, die eine Anzeigetafel einschließt.
Die Fig. 20 ist ein Blockdiagramm, das den Aufbau von in der Informationsverarbeitungseinheit 74 angeordneten elektrischen Schaltkreisen zeigt.
In der Zeichnung bezeichnet die Bezugszahl 81 ein Steuergerät, 1, um eine Hauptsteuerung durchzuführen, bezeichnet die Zahl 82 eine Zentralverarbeitungseinheit, die in Form eines Mikrocomputers ausgebildet ist, bezeichnet die Zahl 83 einen Direktzugriffspeicher, der einen Arbeitsbereich enthält, um Text- und Bilddaten zu entwickeln, bezeichnet die Zahl 84 einen Festwertspeicher, in dem ein Arbeitsprogramm und feste Daten, wie Schriftartdaten od. dgl., gespeichert sind, bezeichnet die Zahl 85 einen Taktgeber, um einen Ablaufzyklus für die Zentralverarbeitungseinheit 82 und eine Zeitablaufbeziehung, die erforderlich ist, wenn durch die Druckersektion NP ein Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird, zu steuern, und bezeichnet die Zahl 86 ein Interface, durch das von der Zentralverarbeitungseinheit 82 übertragene Signale zu den peripheren Einrichtungen hin ausgegeben werden.
Des weiteren bezeichnet die Bezugszahl 87 ein Steuergerät für die Druckersektion NP, bezeichnet die Zahl 88 einen Kopftreiber, um Aufzeichnungssignale und Elektrizität einem an einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit montierten Tintenstrahlaufzeichnungskopf H zuzuführen, bezeichnen die Zahlen 89a und 89b Motortreiber, um Signale und Elektrizität, die zum Betreiben eines Schlittenmotors 102a und eines Vorschubmotors 102b erforderlich sind, zu liefern, bezeichnet die Zahl 90 einen Schlittensensor, um die Position eines Schlittens HC zur Bestimmung, ob der Schlitten in der Ruhestellung angeordnet ist oder nicht, zu ermitteln, und bezeichnet die Bezugszahl 91 einen Papiersensor, der das Vorhandensein oder Fehlen eines Aufzeichnungsträgers P ermittelt, um das Durchführen eines Aufzeichnens in dem Bereich eines Aufzeichnungsträgers P (Papiers) oder wenn der Aufzeichnungsträger P nicht in die Druckersektion NP eingeführt ist oder wenn ein Aufzeichnungsvorgang abgeschlossen ist, so daß das Ende des Aufzeichnungsträgers P erreicht ist, nicht zuzulassen.
Des weiteren bezeichnet die Bezugszahl 74 ein externes Speichermedium, z. B. ein Floppy-disk-, ein Hartplattenlaufwerk, eine Direktzugriff-Speicherkarte od. dgl., und bezeichnet eine Zahl 75 ein externes Interface, um eine Verbindung mit einer anderen Informationsverarbeitungseinheit herzustellen oder um periphere Einrichtungen zu steuern, wobei eine direkte Verbindung zu innerhalb jeder peripheren Einrichtung angeordneten Datenleitungen hergestellt wird.
Nachfolgend wird ein Steuerungsablauf für einen durch die Druckersektion IJP durchzuführenden Aufzeichnungsvorgang auf der Grundlage eines in Fig. 21 gezeigten Flußplans beschrieben. Zuerst wird im Ansprechen auf einen von einem Display- Betätigungsteil in der Druckersektion IJP durch Betätigen einer Aufzeichnungsbefehltaste am Tastenfeld 72 ausgegebenen Befehl zum Auslösen eines Aufzeichnungsvorgangs oder im Ansprechen auf einen von außen her über das externe Interface 75 zum Auslösen eines Aufzeichnungsvorgang übertragenen Befehl eine Folge von Operationen, wie sie nachstehend angegeben werden, nacheinander durchgeführt.
Das Programm startet im Schritt S1, in welchem das Steuergerät 81 bestimmt, ob das Display-Betätigungsteil angeschaltet ist oder nicht. In der Hauptsache führt in Abhängigkeit von einem von außen her über ein Kommunikationssystem übertragenen Befehl zum Auslösen eines Aufzeichnungsvorgangs das Steuergerät 81 die Verarbeitung so aus, daß ein Beginnen eines Aufzeichnungsvorgangs nicht zugelassen wird, solange die Druckersektion UP nicht bereit ist, den Druckvorgang auszuführen. Wenn das Steuergerät 81 entscheidet, daß die Display-Betätigungssektion angeschaltet ist, so geht das Programm zum Schritt S2-über.
In Abhängigkeit von einem vom Papiersensor 91 ausgegebenen Signal entscheidet das Steuergerät 81 im Schritt S2, ob ein Aufzeichnungsträger P in die Druckersektion UP eingeführt ist oder nicht. Die durch das Steuergerät 81 im Schritt S2 vorzunehmende Entscheidung ist dazu vorgesehen, das Auftreten einer Fehlfunktion, daß die Druckersektion IJP, z. B. eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit od. dgl., durch verspritzte Tinte verschmutzt wird, wenn der Aufzeichnungsvorgang, ohne daß irgendein Aufzeichnungsträger in die Druckersektion IJP eingeführt ist, begonnen oder daß als ein Aufzeichnungsmittel dienende Tinte nutzlos verbraucht wird, zu verhindern.
Alternativ kann das Steuergerät 87 im Schritt S2 nicht nur entscheiden, ob das Druckmedium P vorhanden ist oder fehlt, sondern auch, ob eine Klemmrolle und jede Förderrolle im gelösten Zustand gehalten sind oder nicht. Die im Schritt S2 zu treffende Entscheidung ist dazu vorgesehen, das Auftreten einer Fehlfunktion, daß der Aufzeichnungsträger P unkorrekt transportiert wird, wenn eine jede Klemmrolle im gelösten Zustand gehalten wird, obgleich der Aufzeichnungsträger P in die Druckersektion IJP eingeführt ist, zu verhindern. Das Steuergerät 87 kann mit Hilfe von beispielsweise einem mechanischen, an einem Freigabehebel angeordneten Schalter bestimmen, ob jede Klemmrolle im gelösten Zustand gehalten ist oder nicht. Falls das Steuergerät 87 entscheidet, daß der Aufzeichnungsträger P nicht korrekt in die Druckersektion UP eingesetzt ist, so geht das Programm zum Schritt S3 über.
Im Schritt S3 gibt das Steuergerät 87 eine Nachricht oder eine Instruktion an eine Bedienungsperson ab, daß diese der Druckersektion IJP mehr Aufmerksamkeit zuwenden soll, um zu ermöglichen, daß der Aufzeichnungsträger P korrekt in die Druckersektion IJP einzuführen ist. Eine Nachricht oder eine Instruktion kann der Bedienungsperson vermittelt werden, indem die Display. Betätigungssektion angeschaltet wird, um eine Leuchtvorrichtung zur Erzeugung eines Lichtstrahls mittels einer Lampe zu aktivieren oder um einen Summer zur Erzeugung eines Tons zu betreiben. Wenn das Steuergerät 87 im Schritt S3 entscheidet, daß der Aufzeichnungsträger P korrekt in die Druckersektion UP eingebracht ist, geht das Programm zum Schritt 54 über.
Im Schritt S4 wird mittels der Druckersektion IJP ein Aufzeichnungsvorgang begonnen. Im Ansprechen auf einen von der Zentralverarbeitungseinheit 82 ausgegebenen Befehl wird der Kopftreiber 88 aktiviert, um die Druckersektion IJP zu betreiben. Gleichzeitig treiben die Motortreiber 89a und 89b den Schlittenmotor 102a sowie den Vorschubmotor 102b an, um einen Druckvorgang mittels der Druckersektion IJP durchzuführen, indem der Schlitten HC in der Hauptabtastrichtung verschoben wird, indem der Aufzeichnungsträger P in der Unterabtastrichtung verlagert wird und indem der Aufzeichnungskopf H gereinigt wird.
Anschließend geht das Programm zum Schritt S5 über, in dem im Ansprechen auf ein von der Zentralverarbeitungseinheit 82 ausgegebenes Signal das Steuergerät 87 die Instruktion ausgibt, daß der Aufzeichnungsvorgang abgeschlossen ist. Wenn das Steuergerät 87 entscheidet, daß die Anzahl der aufgezeichneten Zeilen, gemessen im Raum einer einzigen Seite in der Hilfsabtastrichtung, einen vorbestimmten Wert erreicht, oder wenn der Papiersensor 91 feststellt, daß der Aufzeichnungsvorgang im Aufzeichnungsbereich am Aufzeichnungsträger P abgeschlossen ist, dann stellt das Steuergerät 87 fest, daß der Aufzeichnungsvorgang mit dem Aufzeichnungsträger P beendet ist.
Nachdem im Schritt S6 der Aufzeichnungsvorgang beendet ist, betreibt das Steuergerät 87 den Schlitten HC, so daß dieser zur Ruhestellung zurückkehrt. Das ist dazu vorgesehen, um den Aufzeichnungskopf H mit einem geeigneten Abdeckorgan abzudekken, so daß die Tintenausstoßfläche des Aufzeichnungskopfes H, bevor die Energiequelle bei Beendigung des Aufzeichnungsvorgangs abgeschaltet wird, gegenüber einer Beschädigung oder Beeinträchtigung geschützt wird.
Danach wird der Aufzeichnungsträger P aus der Druckersektion IJP ausgetragen, indem der Vorschubmotor 102b betrieben wird, bis bestätigt wird, daß der Vorschubmotor 102b mit einer vorbestimmten Anzahl von Umdrehungen betrieben ist, oder bis der Papiersensor 91 ermittelt, daß der Aufzeichnungsträger P aus der Druckersektion UP ausgetragen ist. Bei Abschluß des Aufzeichnungsvorgangs instruiert das Steuergerät 81 die Zentralverarbeitungseinheit 82, um dieser die Möglichkeit zu geben, die Display-Betätigungssektion zu aktivieren oder eine Instruktion über das externe Interface 75 an die peripheren Einrichtungen auszugeben, womit der Aufzeichnungsvorgang abgeschlossen ist.
Ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf und eine Tintenstrahlkartusche können hier miteinander verbunden oder voneinander getrennt werden. Weil die Druckersektion IJP so konstruiert ist, daß ein Verbindungs- oder ein Lösevorgang erreicht werden können, während ein Bausatz aus dem Aufzeichnungskopf und der Tintenbehälterkartusche am Schlitten HC angebaut oder von diesem abgebaut wird, können die nachstehend angegebenen vorteilhaften Effekte erlangt werden.
Weil die Tintenbehälterkartusche am Schlitten HC montiert ist, liegt insbesondere eine Notwendigkeit, eine Röhre zum Zweck einer Tintenzufuhr zum Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu verlängern oder anzuordnen, nicht vor, was darin resultiert, daß die Aufzeichnungssektion IJP mit kleinen Abmessungen konstruiert wird. Wenn ein Fall eintritt, daß keine Tinte für einen Druckvorgang verfügbar ist, ist es nicht notwendig, daß der gesamte Bausatz aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und der Tintenbehälterkartusche gegen einen neuen ausgetauscht wird, vielmehr ist lediglich die Tintenbehälterkartusche gegen eine neue mit dem Ergebnis auszutauschen, daß die Druckersektion IJP mit verminderten Betriebskosten betrieben werden kann. Falls das Austauschen von entweder dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf oder der Tintenbehälterkartusche gegen einen neuen/eine neue erforderlich ist, ist es ausreichend, daß entweder der Tintenstrahlaufzeichnungskopf oder die Tintenbehälterkartusche gegen eine neue ausgewechselt wird, was darin resultiert, daß die Wirtschaftlichkeit der Druckersektion IJP gesteigert wird.
In dem Fall, da der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und die Tintenbehälterkartusche voneinander getrennt werden, indem ein Hebel od. dgl. am Schlitten HC betätigt wird, kann ein Trennvorgang in adäquater Weise für die Druckersektion IJP eingeregelt werden, und darüber hinaus tritt ein Funktionsfehler, daß Tinte von der Tinteneintrittsöffnung oder der Tinteneinführöffnung verspritzt wird, nicht auf. Weil, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und die Tintenbehälterkartusche voneinander am Schlitten HC getrennt werden, keine Notwendigkeit eines Festhaltens des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes unmittelbar mit einer Hand der Bedienungsperson besteht, tritt eine noch andere Fehlfunktion, daß die Qualität einer jeden gedruckten Sache nachteilig durch die verspritzte Tinte beeinflußt oder daß die gedruckte Sache durch verspritzte Tinte verschmutzt wird, nicht auf.
In dem Fall, da der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und die Tintenbehälterkartusche unvermeidlich voneinander am Schlitten HC getrennt werden, wird nur verlangt, weil die Stelle, wo eine gewisse Intensität einer Kraft an der Tintenbehälterkartusche aufgebracht wird, spezifisch an der Tintenbehälterkartusche bestimmt ist, daß lediglich ein Teil der Tintenbehälterkartusche, welcher der vorgenannten Stelle entspricht, so ausgelegt wird, um eine große Dicke aufzuweisen, die ausreichend ist, der aufgebrachten Kraft zu widerstehen, während der übrige Teil der Tintenbehälterkartusche mit einer geringen Dicke ausgelegt wird. Auf diese Weise kann die Tintenbehälterkartusche mit einer verminderten Masse, jedoch mit einem vergrößerten Innenvolumen von dieser konstruiert werden. Falls es notwendig ist, daß die vorhandene Farbtinte gegen eine andere ausgetauscht wird, kann, weil ein Bausatz aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und der Tintenbehälterkartusche, die miteinander zusammengefaßt sind, gegen einen neuen, so wie er ist, ausgetauscht werden kann, ein Austauschvorgang auf einfache Weise mit hoher Effizienz bewerkstelligt werden.
Eine Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 22 beschrieben, die eine ausschnittartige perspektivische Explosionsansicht von dieser zeigt.
Ein (nicht gezeigter) Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der einen Energieerzeugungsabschnitt hat, der zum Erzeugen von Tropfen von Aufzeichnungstinte betrieben werden kann, kann mit einer Tintenbehälterkartusche 303 verbunden werden und von dieser getrennt werden, in der Tinte gespeichert ist, und ein aus einem geschäumten Polyurethan oder dergleichen geformtes poröses Element 310 sitzt im Presssitz in der Tintenbehälterkartusche 303. Das poröse Element 310 ist durch Schraffurlinien in der Zeichnung dargestellt und wird in einen engen Kontakt mit einer Vielzahl an Seitenrippen 164 gebracht, die entlang der gegenüberstehenden Seitenwände der Tintenbehälterkartusche 303 angeordnet sind. In Fig. 22 ist mit dem Bezugszeichen 340 eine Umgebungslufteinlassöffnung bezeichnet. Die Lufteinlassöffnung 340 steht mit einer (nicht gezeigten) Luftbahn in Verbindung, die sich in der Tintenbehälterkartusche 303 in einer komplizierten Weise erstreckt. In der Praxis ist diese Luftbahn derart aufgebaut, dass die Tinte nicht aus der Tintenbehälterkartusche 303 durch die Lufteinlassöffnung 340 selbst dann herausströmt, wenn die in dem porösen Element 310 enthaltene Tinte aus diesem aufgrund einer Anormalität heraustritt, die durch die Tintenbehälterkartusche 303 bewirkt wird. Das Bezugszeichen 166 bezeichnet eine Vielzahl an hinteren Rippen. Die hinteren Rippen 166 sind an dem hinteren Endabschnitt der Tintenbehälterkartusche 303 angeordnet. In ähnlicher Weise wird das poröse Element 310 in einen engen Kontakt mit dem hinteren Rippen 166 gebracht. Um sicherzustellen, dass die durch die Lufteinlassöffnung 340 hereingenommene Luft über die gesamte Oberfläche des porösen Elements 310 an dem hinteren Endabschnitt des letzteren völlig verteilt wird, ist eine Vielzahl an Ausschnitten 167 entlang jeder hinteren Rippe 166 ausgebildet. Der durch die hinteren Rippen 166 ausgebildete Raum dient als eine Pufferkammer zum Speichern von Herausströmtinte in dieser, wenn die in dem porösen Element 310 enthaltene Tinte aus dem porösen Element 310 aufgrund einer Anormalität nach außen strömt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Seitenrippen 164 und die hinteren Rippen 166 abwechselnd in der Tintenbehälterkartusche 303 angeordnet. Die Seitenrippen 164 erstrecken sich von der Position, die ermöglicht, dass die durch die Lufteinlassöffnung 340 eingeleitete Luft in ausreichender Weise in die Tintenbehälterkartusche 303 hereingenommen wird, bis zu der Ebene, die in Bezug auf die Position mit einer Tintenausströmöffnung 330 übereinstimmt, durch die die in dem porösen Element 310 enthaltene Tinte zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zugeführt wird. Durch diesen Aufbau strömt die durch die Lufteinlassöffnung 340 eingeleitete Luft nicht nur in den Raum, der zwischen der hinteren Innenwandfläche der Tintenbehälterkartusche 303 und dem porösen Material 310 bei dem Vorhandensein der hinteren Rippen 166 definiert ist, sondern auch in den Raum, der zwischen den Seiteninnenwandflächen der Tintenbehälterkartusche 303 und dem porösen Material 310 bei dem Vorhandensein der Seitenrippen 164 definiert ist, wodurch die Luft über das poröse Material 310 an der Seite der Lufteinlassöffnung 340 und auch an den gegenüberstehenden Seitenwandseiten vollständig verteilt wird. Die Breite und die Höhe von jeder Seitenrippe 164 und auch der Abstand zum Anordnen der Seitenrippen 164 übereinander sind in der einer derartigen Weise bestimmt, dass ermöglicht ist, dass die hereinströmende Luft über die Seitenfläche des porösen Elements 310 ausreichend verteilt wird. Es wird empfohlen, dass jede Rippe eine der in den Fig. 28A bis 28I gezeigten Querschnittsformen aufzeigt. Da die Tintenbehälterkartusche 303 in der vorstehend beschriebenen Weise aufgebaut ist, kann die in dem porösen Element 310 befindliche Tinte mit Leichtigkeit durch die hereinströmende Luft ersetzt werden, was bewirkt, dass die in der Tintenbehälterkartusche 303 verbleibende Menge an Tinte wesentlich verringert wird. Anders ausgedrückt kann die in dem porösen Element 310 enthaltene Tinte bei einer sehr hohen Effizienz verwendet werden.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt, die aus der Messung abgeleitet sind, die in Bezug auf die Menge an Tinte ausgeführt wurde, die in der Tintenbehälterkartusche verbleibt und in Abhängigkeit von der Länge jeder Seitenrippe 164 variiert. Jede Messung wurde für jede der Raten ausgeführt, die durch ein Volumen wiedergegeben wird, das durch sämtliche Rippen in der Tintenbehälterkartusche angenommen wurde, im Hinblick auf prozentuale Anteile auf der Annahme, dass die Tintenbehälterkartusche eine Gesamtlänge von 40 mm hatte und eine Länge von jeder Seitenrippe durch x wiedergegeben wurde. Wie dies aus Tabelle 1 hervorgeht, wurde, wenn die Länge von jeder Seitenrippe auf 70% oder mehr auf der Grundlage einer Gesamtlänge der Tintenbehälterkartusche eingestellt wurde, ein günstiges Ergebnis von 1 Gramm oder weniger für die Menge an in der Tintenbehälterkartusche verbleibender Tinte erzielt. Tabelle 1
Es ist zu beachten: Jede Tintenbehälterkartusche mit einer Rippenlänge (X/40), die innerhalb eines Bereichs von 70 bis 100% liegt und die eine Resttintenmenge von 1 Gramm oder weniger aufzeigt, wurde als eine akzeptable Tintenbehälterkartusche erkannt.
Innenabmessungen für die Tintenbehälterkartuschen, die jeweils für die Messungen angewendet wurden: 40 · 20 · 20 (mm)
Tintenabsorptionselement: geschäumtes Polyurethanharz mit 85 bis 105 Leerstellen die darin pro Zoll ausgebildet wurden
Querschnittsform der Seitenrippen: Breite 1 mm und Höhe 2 mm, gemessen von jeder der gegenüberstehenden Innenseitenwände von jeder Tintenbehälterkartusche.
Eine gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaute Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 23 beschrieben, in der eine Schnittansicht von dieser gezeigt ist.
Wenn Luft in die Tintenbehälterkartusche 303 durch eine Umgebungslufteinlassöffnung 340 eingeleitet wird, wird diese über die gesamte hintere Fläche eines porösen Elements 310 gleichmäßig verteilt. Die Tintenbehälterkartusche 303 hat obere und untere Rippen 201, so dass ermöglicht wird, dass die hereinströmende Luft über die oberen und unteren Flächen des porösen Elements 310 mit der Hilfe von sowohl den oberen als auch den unteren Rippen 210 danach verteilt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken sich sowohl die oberen als auch die unteren Rippen 210 von der Position, bei der eine ausreichende Luftmenge in die Tintenbehälterkartusche 303 über das poröse Element 303 hereingenommen wird, um einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 301 zu erreichen. Durch diesen Aufbau kann in der Praxis die Tinte bei einer sehr hohen Effizienz verwendet werden.
Ein Beispiel einer Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 24 beschrieben.
Eine (nicht dargestellte) Lufteinführöffnung und eine (nicht dargestellte) Tintenauslaßöffnung sind durch die einander gegenüberliegenden Flächen der parallelepipedischen Tintenbehälterkartusche 303 hindurch ausgebildet. Die Fig. 24 ist ein Querschnitt der Tintenbehälterkartusche 303, und zwar längs einer zur frontseitigen Stirnfläche, in der die Tintenauslaßöffnung ausgebildet ist, parallelen Ebene. In diesem Beispiel enthält die Tintenbehälterkartusche 303 eine Mehrzahl von längslaufenden Rippen 371, 372, 373 und 374 jeweils an der rechten Seitenwand, der unteren Wand, der linken Seitenwand und der oberen Wand von dieser. Durch diese Konstruktion fließt die durch die Lufteintrittsöffnung eingeführte Luft in den durch die (nicht dargestellten) rückwärtigen Rippen zwischen der Rückwand der Tintenbehälterkartusche 303 sowie einem porösen Körper 310 gebildeten Raum und erreicht dann die vordere Stirnfläche der Tintenbehälterkartusche 303, in der die Tintenauslaßöffnung ausgebildet ist, durch den zwischen dem porösen Körper 310 und den Rippen 371, 372, 373 und 374, von denen sich jede über den porösen Körper 310 in der Längsrichtung hinweg erstreckt, abgegrenzten Raum. Irgendein besonderes Problem erhebt sich bei diesem Beispiel nicht, wenn das Volumen des porösen Körpers 310 etwas vermindert wird, weil der poröse Körper 310 innerhalb der Rippen 371, 372, 373 und 374 gehalten wird, als ob er von diesem umgeben ist. Mit Blick auf die obige Tatsache ist zu empfehlen, daß der für die Tintenbehälterkartusche 303 verwendete poröse Körper 310 ein vergleichsweise großes Volumen hat. Die Luft kann ohne weiteres an die Stelle der in dem porösen Körper 310 enthaltenen Tinte treten, weil die sowohl durch die Innenwand der Tintenbehälterkartusche 303 als auch dem porösen Körper 310 bestimmte Berührungsfläche mehr und mehr vermindert wird, was in einer Abnahme der im porösen Körper 310 verbleibenden Tinte resultiert. Weil in der oben beschriebenen Weise eine Mehrzahl von Rippen um die Innenwand der Tintenbehälterkartusche 303 herum angeordnet ist, kann die Luft gleichförmig über alle Flächen mit Ausnahme derjenigen, in der die Tintenauslaßöffnung ausgebildet ist, verteilt werden, was darin resultiert, daß die im porösen Körper 310 enthaltene Tinte mit einem stark gesteigerten Nutzeffekt verwendet wird. Die Breite und die Höhe einer jeden der Rippen 371, 372, 373 und 374 kann variabel unter Berücksichtigung der verschiedenen Arbeitsbedingungen, die der Tintenbehälterkartusche übertragen werden, bestimmt werden. Beispielsweise sind im in Fig. 24 gezeigten Fall die an der unteren Wand der Tintenbehälterkartusche 303 ausgestalteten Rippen so bemessen, daß sie eine geringere Höhe gegenüber derjenigen der anderen Rippen haben. Das geschieht in der Absicht, um durch Aufnehmen von in den kleinen Raum zwischen der unteren Wand der Tintenbehälterkartusche 303 und dem porösen Körper 310 ausgesickerter Tinte, wenn etwas Tinte aufgrund irgendeiner Abnormalität aus dem porösen Körper 310 austritt und dann in dem genannten kleinen Raum gespeichert wird, Tinte ohne weiteres wiederzugewinnen. Alternativ können die jeweiligen Rippen 371, 372, 373 und 374 so ausgelegt werden, daß die Höhe einer jeden Rippe verändert wird, und darüber hinaus wird jede Rippe zur Seite der Tintenauslaßöffnung von der Seite der Lufteintrittsöffnung mit einem gewissen Höhenunterschied dazwischen verjüngt, um die Komprimierbarkeit des porösen Körpers 310 über die Länge der Tintenbehälterkartusche 303 zu verändern, so daß es möglich ist, die Tinte konzentriert in einem bestimmten Bereich im porösen Körper 310 zu sammeln.
Eine Tintenbehälterkartusche für eine gemäß einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaute Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 25 beschrieben, die eine Schnittansicht davon zeigt.
In der Zeichnung ist mit Bezugszeichen 501 eine Rippe bezeichnet. Die Rippe 501 kann entweder entlang der oberen Wand der Tintenbehälterkartusche 303 oder entlang der unteren Wand derselben in der Längsrichtung ausgebildet sein. Ein kennzeichnendes Merkmal von diesem Ausführungsbeispiel besteht darin, dass ein Ende der Rippe 501d. h. das linke Ende der Rippe 501 in dem gezeigten Fall, geneigt ist, wie dies durch das Bezugszeichen 502 gezeigt ist. Da die Rippe 501 einen geneigten Abschnitt 502 in dieser Weise hat, kann, wenn ein poröses Element 310 in die Tintenbehälterkartusche 303 eingeführt wird und dann durch eine Abdeckung 503 an der Tintenauslassöffnungsseite im Verlauf der Herstellung der Tintenbehälterkartusche dicht geschlossen wird, der Einführvorgang gleichmäßig bei dem Vorhandensein des abgeschrägten Abschnitts 502 ohne ein Auftreten eines Fehlverhaltens dahingehend ausgeführt werden, dass das poröse Element 310 durch eine scharfe Kante der Rippe 501 beschädigt wird. Es ist nicht immer erforderlich, dass der gesamte abgeschrägte Abschnitt 502 zu der Tintenauslassöffnungsseite d. h. der Abdeckung 503 vorsteht. Alternativ kann der abgeschrägte Abschnitt 502 sich innerhalb des Bereichs erstrecken, der durch die Länge des porösen Elements 310 definiert ist, vorausgesetzt, dass die durch die Umgebungslufteinlassöffnung eingeleitete Luft über die gesamte Fläche des porösen Materials 310 ohne irgendein Problem im Hinblick auf die Tintennutzungseffizienz verteilt werden kann.
Eine Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 26 beschrieben, in der eine Schnittansicht von dieser gezeigt ist.
Die Tintenbehälterkartusche 303 hat eine Umgebungslufteinlassöffnung 340 und eine Tintenauslassöffnung 330, die sich beide nicht in Ausrichtung zueinander unter Betrachtung in der Längsrichtung befinden. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Umstand eine Vielzahl an Rippen 601 zwischen der Tintenbehälterkartusche 303 und einem porösen Element 310 nicht nur entlang der gegenüberstehenden Seitenwände der Tintenbehälterkartusche 303, sondern auch entlang der oberen und unteren Fläche von dieser so angeordnet, dass die durch die Lufteinlassöffnung 340 eingeleitete Luft über die gesamte Fläche des porösen Elements 310 gleichmäßig verteilt wird, ohne dass eine Möglichkeit dahingehend besteht, dass eine Tintennutzungsrate der Tintenbehälterkartusche verschlechtert wird.
Eine Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die gemäß einem wiederum anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 27A und 27B beschrieben.
Fig. 27A zeigt eine Schnittansicht der Tintenbehälterkartusche, wobei insbesondere der Aufbau einer Vielzahl an sich schräg erstreckenden Rippen 701 gezeigt ist. In der Praxis ist es zum Sicherstellen, dass die in die Tintenbehälterkartusche 303 durch eine Umgebungslufteinlassöffnung 340 eingeleitete Luft über die gesamte Oberfläche eines Tinte enthaltenden (nicht gezeigten) porösen Elements ausreichend verteilt ist, nicht immer erforderlich, dass jede Rippe sich fortlaufend innerhalb des Bereiches zwischen der Lufteinlassöffnung 340 und einer Tintenauslassöffnung 330 erstreckt. Aus diesem Grund sind bei diesem Ausführungsbeispiel die sich schräg erstreckenden Rippen 701 in der gleichmäßig beabstandeten Beziehung angeordnet, während sie sich parallel zueinander erstrecken. Außerdem ist gemäß Fig. 27B eine Vielzahl an Ausschnitten 702 entlang des oberen Randes von jeder Rippe 701 ausgebildet. Bei dem gezeigten Fall erstreckt sich jede Rippe 701 geradlinig. Alternativ ist es offensichtlich, dass sie sich in einem gekrümmten Zustand erstrecken kann. Daher kann dieses Ausführungsbeispiel in vorteilhafter Weise beim Ausführen der vorliegenden Erfindung insbesondere in dem Fall angewendet werden, bei dem (in Zusammenhang mit der Richtung des Formens stehende) Formvorgänge, die erforderlich sind, wenn die Tintenbehälterkartusche und die Rippen gleichzeitig bei einem einstückigen Aufbau geformt werden, eingeschränkt sind.
Da durch die in der vorstehend beschriebenen Weise konstruierte Tintenbehälterkartusche die in dem in der Tintenbehälterkartusche aufgenommenen porösen Element enthaltene Aufzeichnungstinte zu allerletzt genutzt werden kann, kann ein vorteilhafter Effekt durch die Tintenbehälterkartusche derart erzielt werden, dass die Zuverlässigkeit bei der praktischen Verwendung der Tinte erhöht werden kann, während die laufenden Kosten der Tintenbehälterkartusche bei einer niedrigen Höhe gehalten werden.
Ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 29 beschrieben.
Fig. 29 zeigt eine Schnittansicht der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und insbesondere wesentliche Bauteile, die die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit bilden, im getrennten Zustand. In dieser Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 801 ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt bezeichnet, ist mit dem Bezugszeichen 802 eine Tintenbehälterkartusche bezeichnet, in der Tinte gespeichert ist, die zu dem Tintenstrahlaufzeichnungsabschnitt 801 zuzuführen ist, und mit dem Bezugszeichen 803 ist ein Verbindungselement bezeichnet, das dem flüssigkeitsdichten Verbinden des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 und der Tintenbehälterkartusche 802 miteinander dient. Ein kennzeichnendes Merkmal von diesem Beispiel besteht in einem Mechanismus zum Verbinden des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 und der Tintenbehälterkartusche 802 miteinander. Aus diesem Grund ist der detaillierte Aufbau des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitts 801 an sich aus Gründen der Vereinfachung nicht gezeigt. Da der Innenaufbau des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitts 801 für Fachleute gut bekannt ist, ist lediglich die Tintenausstoßöffnung 804 gezeigt.
In dieser Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 805 ein Tintentropfen bezeichnet, der aus der Tintenausstoßöffnung 804 ausgestoßen wird, und mit dem Bezugszeichen 806 ist ein Filter bezeichnet, der an der Tintenzuführöffnung 801A des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitts 801 so angeordnet ist, dass er ein Eindringen von Staub oder ähnlichen Fremdmaterialien in eine Flüssigkeitskammer 807 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 verhindert, wenn die Tintenbehälterkartusche 802 von dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 getrennt ist.
Nachstehend ist der Aufbau der Tintenbehälterkartusche 802 beschrieben. Die Tintenbehälterkartusche 802 ist austauschbar und hat ein poröses Tintenabsorptionselement 808, das in der Tintenbehälterkartusche 802 aufgenommen ist. In der Zeichnung ist mit dem Bezugszeichen 809 eine Umgebungsluftverbindungsöffnung bezeichnet, die dazu dient, das Innere der Tintenbehälterkartusche 802 davor zu schützen, dass es einen übermäßigen Unterdruck bei zunehmendem Verbrauch der Tinte aufzeigt, und mit dem Bezugszeichen 810 ist ein Verbindungsabschnitt für ein Verbinden der Tintenbehälterkartusche 802 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 bezeichnet. Der Verbindungsabschnitt 810 ist als zylindrischer Aufbau gestaltet, der einen Innendurchmesser D1 hat, während er zu dem Inneren der Tintenbehälterkartusche 802 hin vorsteht. Der nach innen gerichtete Vorsprung des Verbindungsabschnitts 810 soll den Verbindungsabschnitt 810 in einen engen Kontakt mit einem Abschnitt des Tintenabsorptionselements 808 derart bringen, dass es möglich ist, dass eine größere Tintenmenge in dem vorstehend erwähnten Abschnitt gehalten wird, die viel größer als jene in dem anderen Abschnitt des Tintenabsorptionselements 808 ist. Im Übrigen ist es nicht erwünscht, dass eine Länge L&sub1; des Verbindungsabschnitts 810 übermäßig lang ist, da eine effektive Menge an zur Verfügung stehender Tinte, die in dem Tintenabsorptionselement 808 gespeichert ist, in unerwünschter Weise verringert ist.
Außerdem dient das Verbindungselement 803 dem Verbinden der Tintenbehälterkartusche 802 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 801. Bei diesem Beispiel ist das Verbindungselement 803 ebenfalls mit einem zylindrischen Aufbau mit einem Außendurchmesser D&sub0; gestaltet, der so gestaltet ist, dass das Verbindungselement 803 im Presssitz in dem Verbindungsabschnitt der Tintenbehälterkartusche 802 sitzen kann, und ein Filter 812 ist an dem vordersten Ende des Verbindungselements 803 gesichert. Das Bezugszeichen 813 bezeichnet ein elastisches Dichtelement der O-Ring-Art, dass in der Nähe des Endabschnitts des Verbindungselements 803 an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes angeordnet ist. In der Praxis sitzt das Dichtelement 813 um eine ringartige Haltenut 803A herum, die um den Außenumfang des Verbindungselements 803 herum ausgebildet ist.
Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 mit der Tintenbehälterkartusche 802 verbunden ist, sitzt das Verbindungselement 803 in dem Verbindungsabschnitt 810 der Tintenbehälterkartusche 802 derart, dass eine Tintenzuführöffnung 801A des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 801 in das Verbindungselement 803 entlang der Innenumfangsfläche von diesem eingeführt ist, bis eine gegenüberstehende Fläche 801B des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitts 801 und eine gegenüberstehende Fläche 802B der Tintenbehälterkartusche in einen engen Kontakt bei zwischen ihnen angeordnetem Dichtelement 13 gebracht sind. Während der vorstehend erwähnte Zustand gehalten wird, wird eine Baugruppe des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 und der Tintenbehälterkartusche 802 in dem fest verbundenen Zustand mit der Hilfe einer (nicht gezeigten) Eingriffseinrichtung gehalten. Die Eingriffseinrichtung kann derart aufgebaut sein, dass an entweder dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 oder der Tintenbehälterkartusche 802 angeordnete Eingriffsklauen mit den an ihnen angeordneten entsprechenden Eingriffsabschnitten in Eingriff stehen. Alternativ kann der Eingriff zwischen ihnen erzielt werden, indem eine Eingriffsnut (Eingriffsnuten) mit dem entsprechenden Eingriffszapfen (den Eingriffszapfen) kombiniert werden. Da die Eingriffseinrichtung der vorstehend erwähnten Art dem gewöhnlichen Fachmann gut bekannt ist, wird auf eine Darstellung der Eingriffseinrichtung in der Zeichnung zum Zwecke der Vereinfachung verzichtet.
Während der vorstehend beschriebene Eingriffszustand gehalten wird, ist es erwünscht, dass ein Abschnitt des Tintenabsorptionselements 801 in der Tintenbehälterkartusche 802 geringfügig über den gezeigten Zustand hinaus zusammengedrückt wird, indem das Verbindungselement 803 in einen engen Kontakt mit dem Tintenabsorptionselement 808 zwangsweise gebracht wird. Aus diesem Grund ist es empfehlenswert, dass die Länge L des Verbindungselements 803 im Hinblick auf den vorstehend erwähnten Umstand bestimmt wird.
Die Tintenbehälterkartusche 802, in der das Tintenabsorptionselement 808 aufgenommen ist, kann bei vergleichsweise günstigen Kosten hergestellt werden, und darüber hinaus kann eine hohe Qualität des Aufzeichnens durch die Tintenbehälterkartusche 802 erwartet werden, da Letztgenannte eine ausgezeichnete Tintenhalteleistung erzeugt und der Unterdruck in der Tintenbehälterkartusche 802 stabil gehalten wird. Durch die in dieser Weise aufgebaute Tintenbehälterkartusche 802 wird die Menge an in dem Tintenabsorptionselement 808 enthaltener Tinte auf ungefähr 2/3 der vorbestimmten Menge aufgrund von Faktoren verringert, die mit dem Volumen des Tintenabsorptionselements 808 an sich, dem Erzeugen von Luftblasen in dem Tintenabsorptionselement 808 usw. in Zusammenhang stehen. Außerdem wird, da eine vergleichsweise große Menge an Tinte nach dem Vollenden der vorbestimmten Anzahl an Aufzeichnungsvorgängen ohne Verwendung verbleibt, dass für Druckvorgänge in der Praxis zur Verfügung stehende Volumen an Tinte auf ungefähr 30% im Vergleich zu dem vorbestimmten Volumen an zur Verfügung stehender Tinte verringert. In dem Fall, bei dem Pigmentbasistinte für die Tintenbehälterkartusche 802 angewendet wird, besteht eine Neigung zum Auftreten von Fehlfunktionen dahingehend, dass das Tintenabsorptionselement 808 mit Pigmentpartikeln verstopft, und darüber hinaus werden die in einer Lösung dispergierten Pigmentpartikel miteinander aufgrund von Komponenten koaguliert, die von dem Tintenabsorptionselement 808 entweichen. Bei den vorstehend erwähnten Umständen tritt ein Ereignis dahingehend ein, dass eine andere Art an Tintenbehälterkartusche in Abhängigkeit von der Art eines auszuführenden Aufzeichnungsvorgangs erforderlich ist.
Um das vorstehend erwähnte Erfordernis zu erfüllen, ist es erwünscht, dass eine Tintenbehälterkartusche in einer derartigen Weise aufgebaut ist, dass ein beliebiges Tintenabsorptionselement in diesem normalerweise nicht aufgenommen wird, sondern ein Verbinden und Trennen von dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 wunschgemäß erfolgt. Andererseits ist es im Hinblick auf den Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 erwünscht, dass dieser mit der Tintenbehälterkartusche 802 der in Fig. 29 gezeigten Art verbunden werden kann und von dieser getrennt werden kann, und darüber hinaus er mit einer Tintenbehälterkartusche von der Art, in der kein Tintenabsorptionselement aufgenommen ist, verbunden werden kann und von dieser getrennt werden kann.
Fig. 30 zeigt anhand einer Perspektivdarstellung einen Typ eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils 801, das ein Verbindungsstück 801A enthält. In der Figur bezeichnet die Bezugszahl 801C einen Ausschnitt, der am Ende des zylindrischen Verbindungsstücks 801A ausgebildet ist. Während auch bei dem in Fig. 29 gezeigten Beispiel das Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 mit der gegenüberliegenden Tintenbehälterkartusche verbunden ist, steht eine Flüssigkeitskammer 807 im Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 mit dem Innern der Tintenbehälterkartusche 820 über die Ausschnitte 801C in Verbindung, um Tinte dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 zuzuführen.
Die Fig. 30 zeigt anhand einer Schnittdarstellung eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Eine Tintenbehälterkartusche der oben beschriebenen Art von einem austauschbaren Typ, die darin: keinen Tintenabsorptionskörper enthält, ist in diesem Beispiel mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 verbunden. Im Gegensatz zu der in Fig. 29 gezeigten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ist dazwischen kein Verbindungsstück angeordnet, vielmehr ist ein elastisches Dichtungselement 825 an der gegenüberliegenden Fläche 820B der Tintenbehälterkartusche 820 angebracht. Wie ohne weiteres verständlich wird, wird somit im Fall der Tintenbehälterkartusche 820 der in Fig. 29 gezeigten Art das Verbindungsstück 803 verwendet, um mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 zusammenzuwirken, während in dem Fall der Tintenbehälterkartusche 820 der in Fig. 31 gezeigten Art das Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 unmittelbar mit der Tintenbehälterkartusche 820 ohne jegliche Notwendigkeit für eine Anordnung des Verbindungsstücks gemäß Fig. 29 verbunden werden kann.
Es wird nun ein Überblick über den Aufbau der oben geschilderten Tintenbehälterkartusche 820, die in Fig. 31 gezeigt ist, gegeben.
Ein aus einer Folie eines hochmolekularen Materials geformter Tintenbeutel 822 ist in der Tintenbehälterkartusche 820 aufgenommen. Der Tintenbeutel 822 ist an ein Flanschteil 823 der Tintenbehälterkartusche 820 angeschmolzen, und in den Tintenbehälter 822 ist Tinte 811 eingefüllt. Eine Ringkehle 824 ist an der gegenüberliegenden Fläche 8208 der Tintenbehälterkartusche 820 ausgestaltet, so daß ein elastisches Dichtungselement 825, z. B. ein O-Ring od. dgl., in die Ringnut 824 eingesetzt wird. Um einen Unterdruck, der in der Tintenbehälterkartusche 820 entsteht, in geeigneter Weise zu kontrollieren, ist in einer Luftverbindungsöffnung 809 ein Unterdruck-Regelventil 826 angeordnet. Das Unterdruck- Regelventil 826 besteht aus einem großen kreisförmigen Ventilsitz 827 mit einem durch diesen hindurch ausgebildeten Lüftungsloch 826A und aus einem kreisförmigen Sitzteil 828, das mit einem Öl, z. B. einem Silikonöl od. dgl., das schwerlich trocknet, jedoch eine ausgezeichnete Viskosität besitzt, derart bedeckt ist, um das Lüftungsloch damit von der Innenseite zu verschließen. Gleichartig zum Sitzteil 828 ist der Außenumfangsabschnitt des großen Ventilsitzes 827 mit demselben Öl, das oben erwähnt wurde, bedeckt, so daß er mit der Außenwandfläche der Tintenbehälterkartusche 820 in enge Berührung kommt.
Wenn eine gewisse Menge der Tinte 811 im Tintenbeutel 822 verbraucht ist, wodurch ein gewisser Grad eines Unterdrucks am Tintenbeutel 822 auftritt, wird Luft durch das Lüftungsloch 826A in die Tintenbehältekartusche 820 eingeführt, und diese erreicht dann den Tintenbeutel 822, während das Sitzteil 828 vom Ventilsitz 827 gegen die Haftkraft des Öls getrennt wird, so daß der Unterdruck in der Tintenbehälterkartusche 820 durch die eingetretene Luft abgeschwächt wird. Wenn die Raumtemperatur erhöht wird, während kein Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird, oder wenn die in dem den Tintenbeutel 822 umgebenden Raum vorhandene Luft aus irgendeinem Grund expandiert wird, um den Luftdruck zu erhöhen, so besteht eine Möglichkeit, daß Tinte von der Tintenausstoßöffnung 804 aussickert. In dem erwähnten Fall wird der Ventilsitz 827 von der Außenwandfläche der Tintenbehälterkartusche 820 gegen die Haftkraft des Öls abgehoben, so daß die den erhöhten Druck aufweisende Luft zur Außenseite abgeführt wird. Mit der in der oben beschriebenen Weise konstruierten Tintenbehälterkartusche 820 besteht eine Möglichkeit, daß, wenn ein Stoß von überaus hohem Ausmaß an der Tintenbehälterkartusche 820 aufgebracht wird, die Tinte 811 zum Aussickern kommt, wenn das Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 von der Tintenbehälterkartusche 820 getrennt wird. Um das genannte Problem einer Tintenleckage zu meistern, ist in der Tintenbehälterkartusche 820 ein Absperrorgan 830 angeordnet. Es ist übrigens zu empfehlen, daß das Absperrorgan 830 aus einem Kautschukmaterial, wie chloriertem Butylkautschuk, EPDM od. dgl., geformt wird- Das Absperrorgan 830 wird normalerweise durch die elastische Kraft einer Schraubenfeder 831 zu einer Verbindungsöffnung 820A hin gedrückt, bis es mit der Verbindungsöffnung 820A in enge Anlage kommt, um so ein Aussickern der Tinte aus dem Tintenbeutel 822 zu verhindern. Solange die Tintenbehälterkartusche 820 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 verbunden ist, wie in Fig. 31 gezeigt ist, wird ein Tintenzuführstutzen 801A des Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils 801 in Berührung mit dem Absperrorgan 830 gebracht, das seinerseits einwärts geschoben wird, was bewirkt, daß ein gewisser Ringspalt um das Absperrorgan 830 herum gebildet wird, wodurch eine Tintenkammer 807 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils 801 über die am Verbindungsstück 801A (siehe Fig. 30) ausgebildeten Ausschnitte 801C mit dem Tintenbeutel 822 verbunden wird. Es genügt übrigens, daß eine vorstehende Länge des Verbindungsstücks 801A lang genug bestimmt wird, um zuzulassen, daß das Absperrorgan 830 gegen die elastische Kraft der Schraubenfeder 831 zurückgeführt wird, bis ein Ringspalt um das Absperrorgan 830 herum ausgebildet ist, der als ein Tinten fließweg dient. Es ist vielmehr erwünscht, daß das Absperrorgan 830 aufgrund der Anordnung der Schraubenfeder 831 nicht tief in das Innere der Tintenbehälterkartusche 820 gedrückt werden kann.
Durch die auf diese Weise aufgebaute Tintenbehälterkartusche 820 kann eine große Menge an Tinte 811 im Tintenbeutel 822 im Vergleich mit dem vorbestimmten Innenvolumen der Tintenbehälterkartusche 820 gespeichert werden, und darüber hinaus verbleibt lediglich eine kleine Menge an Tinte 811 in der Tintenbehälterkartusche 820 bei Beendigung der Aufzeichnugnsvorgänge, was darin resultiert, daß ein Volumenausnutzungsgrad von 60 bis 70% mit der Tintenbehälterkartusche 820 zu erreichen ist. Trotz der vorteilhaften Effekte der oben erwähnten Tintenlbehälterkartusche 820 ist ersichtlich, daß die Tintenbehälterkartusche 820 jedoch einen Nachteil aufweist, daß sie unvermeidbar mit hohen Kosten im Vergleich mit einer Tintenbehälterkartusche des einen absorbierenden Körper enthaltenden Typs produziert wird, weil es schwierig ist, den Tintenbeutel 822 durch Schmelzen am Flanschteil 823 zu befestigen, was darin resultiert, daß sie mittels vieler Formgebungsschritte hergestellt wird; das Unterdruck-Regelventil 826 ist für den Zweck einer geeigneten Kontrolle des Unterdrucks in der Tintenbehälterkartusche 820 erforderlich, das Absperrorgan 830 wird zum Zweck des Verhinderns des Auftretens einer Tintenleckage benötigt, und darüber hinaus wird der Tintenbeutel 822 in einer komplizierten Ausgestaltung geformt, die ein kleineres inneres Arbeitsvolumen hat, das kleiner als dasjenige eines üblichen ist.
Offensichtlich ist, je kleiner die Tintenbehälterkartusche ist, deren Nachteil desto mehr bemerkbar. Weil es sicher ist, daß die Tintenbehälterkartusche des vorgenannten Typs die oben erwähnten vorteilhaften Effekte besitzt, ist es jedoch erwünscht, daß der eine der beiden Typen von Tintenbehälterkartuschen nach Wahl in Abhängigkeit von seinem Anwendungsgebiet verwendet wird. Um die Funktion der Tintenbehälterkartusche 820 des in Fig. 31 gezeigten Typs soweit wie möglich wirkungsvoll auszunutzen, ist es zu empfehlen, daß eine vorstehende Länge des Verbindungsstücks 801A des Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils 801 möglichst verkürzt wird. Zu diesem Zweck ist es, falls das Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 mit einer Tintenbehälterkartusche der in Fig. 29 gezeigten Art verbunden wird, akzeptabel, daß eine Kupplungseinrichtung als das Verbindungsorgan zwischen diesen angeordnet wird, um eine vorstehende Länge des Verbindungsstücks 801A veränderbar festzusetzen.
Hinsichtlich der oben erwähnten Umstände sind Verbindungsstücke zum Anschluß einer Tintenbehälterkartusche 802 der in Fig. 29 gezeigten Art an ein gegenüberliegendes Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil jeweils in den Fig. 32A bis 32D sowie in Fig. 33A und Fig. 33B als abgewandelte Beispielegezeigt.
Die Fig. 32A zeigt anhand einer Schnittdarstellung ein zylindrisches Verbindungsstück 833 mit einem elastischen Dichtungselement 834, das einen rechtwinkligen Querschnitt hat. Wenn ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 mit einer Tintenbehälterkartusche 820 in der gleichen Weise wie bei dem in Fig. 29 gezeigten Beispiel verbunden wird, kommt eine Frontfläche 834A des Dichtungselements 834 mit einer gegenüberliegenden Fläche 8018 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils 801 in enge Berührung, während eine Rückfläche 8348 von diesem in enge Berührung mit einer gegenüberliegenden Fläche 8208 der Tintenbehälterkartusche 820 kommt, wodurch das Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 und die Tintenbehälterkartusche 820 unter Zwischenfügung des Dichtungselements 834 zwischen diese flüssigkeitsdicht miteinander verbunden werden.'
Die Fig. 32B zeigt anhand einer Schnittdarstellung ein Verbindungsstück 833, das gegenüber dem in Fig. 32A dargestellten Verbindungsstück 833 so modifiziert ist, daß sich ein Teil des Dichtungselements 834 von der Rückfläche 8348 aus in der axialen Richtung erstreckt. Ein äußerer Umfangsflächenabschnitt 834C des Dichtungselements 834 wird im Preßsitz in ein zylindrisches Verbindungsteil der in Fig. 29 gezeigten Tintenbehälterkartusche 802 eingesetzt, so daß das Verbindungsstück 833 mit erhöhter Abdichtwirkung in die Tintenbehälterkartusche 802 eingepaßt ist.
Die Fig. 32C zeigt anhand einer Schnittdarstellung ein Verbindungsstück 833, das gegenüber dem in Fig. 32B dargestellten Verbindungsstück 833 derart abgewandelt ist, daß ein äußerer Umfangsflächenabschnitt 834D des Dichtungselements 834 in der Rechtsrichtung verjüngt ist, um zu ermöglichen, daß das Verbindungsstück 833 leicht in die Tintenbehälterkartusche 820 eingepaßt wird.
Zusätzlich zeigt die Fig. 32D anhand einer Schnittdarstellung ein Verbindungsstück 833', das gegenüber jedem der in den Fig. 32A bis 32C dargestellten Verbindungsstücke 833 so abgewandelt ist, daß es in der Rechtsrichtung konisch ausgebildet ist, und darüber hinaus ist es über die gesamte axiale Länge vom vorderen Ende 833'A des Verbindungsstücks 833' bis zu dessen rückwärtigem Ende von einem elastischen Dichtungselement 834 ummantelt. In Fig. 34D bezeichnet die Bezugszahl 834E einen äußeren Umfangsflächenabschnitt des Dichtungselements 834, das entsprechend der Außenumfangsfläche des Verbindungsstücks 833' geformt ist, um in derselben Weise wie das in Fig. 32C dargestellte Dichtungselement 834 dienlich zu sein.
Die Fig. 33A und 33B zeigen jeweils anhand von Schnittdarstellungen ein Verbindungsstück, das vorzugsweise in dem Fall anwendbar ist, da ein elastisches Dichtungselement fest auf der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils angeordnet ist, wie später beschrieben werden wird. Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der das elastische Dichtungselement besitzt, mit einer Tintenbehälterkartusche 802 der in Fig. 29 gezeigten Art über eines der vorerwähnten Verbindungsstücke verbunden wird, kommt das (nicht dargestellte) elastische Dichtungselement, das rund um eine Tintenzuführöffnung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteils 801 herum angeordnet ist, in eine störende Beeinflussung mit dem Verbindungsstück. Um die vorgenannte Fehlfunktion zu vermeiden, wird ein Teil des Verbindungsstücks auf der Verbindungsseite mit Bezug zum Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 so ausgelegt, daß es einen vergrößerten Durchmesser hat. Im einzelnen bezeichnet in den Figuren die Bezugszahl 843 ein Verbindungsstück mit einer daran ausgebildeten Abstufung, bezeichnet die Bezugszahl 843A ein vorderes Ende des Verbindungsstücks 843, und ist mit der Bezugszahl 8438 ein Ringbund bezeichnet, der einen vergrößerten Innendurchmesser hat, um ein Stufenteil oder eine Abstufung des Verbindungsstücks 843 zu bilden.
Im Fall der Fig. 33A ist eine ringförmige Aufnahmekehle 843C rund um die Peripherie des Ringbundes 8438 ausgestaltet, so daß eine elastische O-Ringdichtung 844, die einen gegenüber dem Ringbund 843B größeren Durchmesser hat, rund um die ringförmige Aufnahmekehle 843C angebracht wird. Andererseits ist im in Fig. 21B gezeigten Fall ein ringförmiges, elastisches Dichtungselement 844, das eine L-förmige Querschnittsgestalt hat, rund um den Ringbund 843 herum angebracht. Das den Ringbund 843B besitzende Verbindungsstück 843, das in Fig. 33B gezeigt ist, ist für eine in Fig. 34 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungseinheit verwendbar.
In Fig. 34 ist mit dem Bezugszeichen 835 ein elastisches Dichtelement bezeichnet, das um die Tintenzuführöffnung 801A des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 herum sitzt. Bei dem gezeigten Fall kann der Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 direkt mit einer Tintenbehälterkartusche 820 der in Fig. 31 gezeigten Art verbunden werden. Im Gegensatz zu dem in Fig. 31 gezeigten Fall, bei dem das elastische Dichtelement 825 an der Seite der Tintenbehälterkartusche 820 gehalten wird, wird bei dem in Fig. 34 gezeigten Fall das elastische Dichtelement 835 an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 für den gleichen Zweck gehalten.
Nachstehend ist der Fall beschrieben, bei dem der in Fig. 34 gezeigte Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 mit der in Fig. 29 gezeigten Tintenbehälterkartusche 802 mit der Hilfe des Verbindungselements 843 verbunden wird. Während der Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 mit der Tintenbehälterkartusche 802 durch die Hilfe der (nicht gezeigten) Eingriffseinrichtung verbunden wird, wird der Raum zwischen ihnen durch das in dem vorstehend beschriebenen Verbindungsbereich angeordnete elastische Dichtelement 844 flüssigkeitsdicht gehalten. Da das vorderste Ende des Verbindungselements 843 in das Innere der Tintenbehälterkartusche 802 gedrängt wird, um mit dem Tintenabsorptionselement 808 in Kontakt zu gelangen, wird ein Teil des Tintenabsorptionselements 808 so zusammengedrückt, das Tinte 811 in dem Tintenabsorptionselement 808 zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 über ein Verbindungsabschnitt 810 zugeführt wird. Bei dem gezeigten Fall wirkt das an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 angeordnete elastische Dichtelement 835 nicht, aber das elastische Dichtelement 844 zeigt eine flüssigkeitsdichte Abdichtfunktion in den entgegengesetzten Richtung, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 mit der Tintenbehälterkartusche 802 in der gleichen Weise wie bei Fig. 31 verbunden wird.
Außerdem zeigen die Fig. 35A und 35B anhand von Schnittansichten ein gemäß einem anderen abgewandelten Beispiel aufgebautes Verbindungsstück. Das Verbindungsstück 843 enthält einen Ringbund 8438 in derselben Weise, wie in den Fig. 33A und 33B gezeigt ist. Im Fall der Fig. 35A ist ein elastisches O- Ringdichtungselement 844 um den Ringbund 843B des Verbindungsstücks 843 wie auch um eine zylindrische Stufenfläche 8430 von diesem herum angebracht. Andererseits ist im in Fig. 35B gezeigten Fall ein konisch verlaufendes elastisches Dichtungselement 844 um das Stufenteil 8430 des Verbindungsstücks 843 herum innerhalb des Bereichs angebracht, der sich von der rückwärtigen Fläche des Ringbundes 8438 zur vordersten Kante des Verbindungsstücks erstreckt, so daß das Verbindungsstück 843 flüssigkeitsdicht im Preßsitz in die Tintenbehälterkartusche 820 eingepaßt wird.
Durch das ein elastisches Dichtungselement in der oben beschriebenen Weise, z. B. im in Fig. 35A gezeigten Fall, enthaltende Verbindungsstück wird der Raum zwischen dem Verbindungsstück 843 sowie der Tintenbehälterkartusche 820 mtitels eines elastischen Dichtungselements 844 abgedichtet, während der Raum zwischen dem Verbindungsstück 843 und dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil 801 durch das um den Tintenzuführstutzen 801A des Kopfbauteils herum angebrachte Dichtungselement 835 dicht verschlossen wird.
Fig. 36 zeigt anhand einer Schnittansicht den Fall, bei dem ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 der in Fig. 34 gezeigten Art mit einer Tintenbehälterkartusche 802 mit der Hilfe des Verbindungselements 843 verbunden wird, dass das in Fig. 35B gezeigte elastische Dichtelement hat. Damit bei dem gezeigten Fall sichergestellt ist, dass ein Tintenabsorptionselement 808 eine ausreichend hohe Tintenhaltekapazität derart hat, dass eine große Menge an Tinte in ihm aufgenommen werden kann, dient lediglich ein Öffnungsabschnitt 810A als ein Verbindungsabschnitt zum Verbinden des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitts 801 mit der Tintenbehälterkartusche 802, jedoch ist keinerlei zylindrischer Verbindungsabschnitt, wie er in den Fig. 29 und 34 gezeigt ist, zwischen ihnen angeordnet. Aus diesem Grund ist es bei diesem Fall erforderlich, dass das Verbindungselement 843 in dem Öffnungsabschnitt 810A der Tintenbehälterkartusche 802 im Presssitz sitzt, um ein Teil des Tintenabsorptionselements 808 dadurch zusammen zu drücken, wodurch in dem Tintenabsorptionselement 808 enthaltene Tinte 811 zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 über das Verbindungselement 843 zugeführt werden kann. Außerdem kann in diesem Fall der Raum zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnitt 801 und der Tintenbehälterkartusche 802 nicht nur mit dem an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfabschnittes 801 angeordneten elastischen Dichtelement 835 flüssigkeitsdicht abgedichtet werden, sondern auch mit dem an dem Verbindungselement 843 angeordneten konischen elastischen Dichtelement 844.
Wie aus der obigen Beschreibung deutlich wird, macht es die Anordnung des Verbindungsstücks, weil ein Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil mit einer Tintenbehälterkartusche über ein rohrförmiges Verbindungsstück mit einem elastischen Dichtungselement verbunden werden kann, so daß der Raum zwischen diesen durch das Dichtungselement dicht verschlossen wird, möglich, daß ein übliches Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil beliebig mit einer unterschiedlichen Art einer Tintenbehälterkartusche verbunden werden kann. Somit kann eine aus einer Mehrzahl von Tintenbehälterkartuschen, die jeweils eine unterschiedliche Art oder Farbe einer Tinte enthalten, mit dem üblichen Tintenstrahlaufzeichnungskopfbauteil nach Wunsch in Abhängigkeit von einem Verwendungsgebiet der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit verbunden werden. Folglich kann das Verwendungsgebiet der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, bei der die vorliegende Erfindung anwendbar ist, wesentlich erweitert werden.
Vor der Beschreibung anderer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun eine typische Tintenstrahlaufzeichnungseinheit nachstehend erneut unter Bezugnahme auf die Fig. 37 bis Fig. 39 erläutert.
Die Fig. 37 ist eine Perspektivdarstellung der TintenstrahlAufzeichnungseinheit, die einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1103 sowie eine Tintenbehälterkartusche 1101 enthält, die beide einstückig miteinander zusammengefaßt sind, und die Fig. 38 ist eine Schnittdarstellung der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit nach der Linie X-Y in der Fig. 37.
Gemäß der Fig. 38 ist ein aus einem schwammartigen Material gefertigtes Tintenabsorptionselement 1102 in der Tintenbehälterkartusche 1101 aufgenommen, und eine Tintenabflußöffnung 1105, die geeignet ist, einen Stutzen 1104 des TintenstrahlAufzeichnungskopfes 1103 darin aufzunehmen, sowie eine Lufteinlaßöffnung 1106, durch welche Atmosphärenluft eingeführt wird, so daß diese als Ersatz für die im Tintenabsorptionselement 1102 enthaltene Tinte, da die Tinte zunehmend verbraucht wird, dienen kann, sind durch die Tintenbehälterkartusche 1101 hindurch ausgebildet.
Der Raum zwischen der Tintenbehälterkartusche 1101 und dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1103 ist mittels eines Gummibauteils 1111 dicht abgeschlossen.
Das Tintenabsorptionselement 1102 wird durch die Seitenwände 1107, die sich jeweils rechtwinklig mit Bezug zu der Fläche erstrecken, in der die Tintenabflußöffnung 1105 ausgebildet ist, komprimiert, wodurch eine Tintenrückhaltekapazität des Tintenabsorptionselements 1102 mittels der Seitenwände 1107 restriktiv beibehalten wird.
Ein Teil des Tintenabsorptionselements 1102 wird durch den Stutzen 1104 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 1103 komprimiert, und eine am vorderen Teil auftretende Meniskuskraft wird so eingestellt, daß sie größer als diejenige im übrigen Teil des durch die Seitenwände 1107 kopmrimierten Tintenabsorptionsele.ments1102 ist. Wenn die im Tintenabsorptionselement 1102 aufgenommene Tinte verbraucht wird, so wird sie dadurch kontinuierlich mittels einer Kapillarwirkung ohne Auftreten einer Fehlfunktion, daß das Zuführen der Tinte im Verlauf eines jeden Aufzeichnungsvorgangs unterbrochen wird, zur Tintenabflußöffnung 1105 hin verdrängt.
Ein Filter 1108 ist an einem Teil des Tintenabsorptionselements 1102 fest angebracht, das imstande ist, mit dem vordersten Ende des vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1103 vorragenden Stutzens in Berührung zu kommen, um zu verhindern, daß Staub oder ähnliche Fremdstoffe in der Tinte in den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1103 fließen.
Wenn die Tinte vom Tintenabsorptionselement 1102 durch das Filter 1108 abgeführt wird, so fließt sie durch einen Tintenfließweg 1109, um eine Tintenausstoßöffnung 1110 zu erreichen, so daß sie von der Öffnung 1110 zu einem Aufzeichnungsträger hin, z. B. einem Papier od. dgl., in der a-Pfeilrichtung durch Aktivieren von (nicht dargestellten) Tintenausstoßeinrichtungen ausgestoßen wird.
Die Fig. 39 ist eine Rückansicht der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit bei Betrachtung von der Rückseite, in der die Lufteinlaßöffnung 1106 durch die Tintenbehälterkartusche 1101 hindurch bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die in Fig. 37 und Fig. 38 gezeigt ist, ausgebildet ist.
Die Lufteinlaßöffnung 1106 wird als ein unabhängiges Bauteil unter Berücksichtigung der Vorteile eines Formens der Tintenbehälterkartusche 1101 aus einem Kunstharz geformt, indem z. B. ein Spritzgießprozeß angewendet wird.
Wenn bei der in der oben beschriebenen Weise konstruierten Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ein Teil des Tintenabsorptionselements 1102 durch den Stutzen 1104 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 1103 komprimiert wird, steigt die Meniskuskraft, die am vorderen Teil des Tintenabsorptionselements 1102 eine größere Intensität als im übrigen Teil von diesem hat, an, was bewirkt, daß die im Tintenabsorptionselement 1102 enthaltene Tinte kontinuierlich im Verlauf eines jeden Aufzeichnungsvorgangs zur Tintenabflußöffnung 1105 ohne irgendeine Möglichkeit einer Unterbrechung des Zuflusses der Tinte verdrängt wird.
Um sicherzustellen, daß irgendwelche Tinte nicht zur Außenseite der Lufteinlaßöffnung 1106 fließt, nachdem sie in letztere eintritt, wird die Lufteinlaßöffnung 1106 üblicherweise in einer komplizierten Art konstruiert, wobei mehrere Kammern darin angeordnet werden, um das Innere der Lufteinlaßöffnung 1106 in mehrere Abschnitte zu teilen, und sie wird in die Tintenbehälterkartusche 1101 mit einem gewissen Abstand eingesetzt.
Falls das Volumen der Tintenbehälterkartusche 1101 vermindert wird, um eine Forderung zur Konstruktion eines Druckers mit kleinen Abmessungen zu erfüllen, ist es notwendig, daß trotz des kleinen Volumens der Tintenbehälterkartusche 1101 selbst das Volumen des Tintenabsorptionselements 1102 soweit wie möglich vergrößert wird, so daß eine möglichst große Tintenmenge im Tintenabsorptionselement 1102 aufgenommen ist. In diesem Fall kommt ein innenseitig der Tintenbehälterkartusche 1101 befindlicher Teil der Lufteinlaßöffnung 1106 direkt mit einem porösen Material, z. B. einem Schwamm od. dgl., das das Tintenabsorptionselement 1102 bildet, in Berührung, was bewirkt, daß das Tintenabsorptionselement an einer Stelle 1112 örtlich stark durch die Lufteinlaßöffnung 1106 komprimiert wird.
Aus diesem Grund wird die im Tintenabsorptionselement an der Stelle 1112 in der Nähe der Lufteinlaßöffnung 1106 entstehende Meniskuskraft nicht nur im Überschuß über die Meniskuskraft, die durch restriktives Komprimieren des Tintenabsorptionselements 1102 mittels der Seitenwände 1107 der Tintenbehälterkartusche 1101 hervorgerufen wird, sondern auch im Überschuß über die Meniskuskraft, die durch Komprimieren des Tintenabsorptionselements 1102 mittels des Stutzens 1104 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 1103 verursacht wird, vergrößert. Das kann zu dem Ergebnis führen, daß die im Tintenabsorptionselement 1102 verbleibende Tinte, wenn sie zunehmend verbraucht wird, irregulär im Tintenabsorptionselement 1102 verteilt wird.
Das heißt mit anderen Worten, daß die Tinte dazu neigt, in der Nähe der Lufteinlaßöffnung 1106 zu verbleiben, was darin resultiert, daß der Tintenausnutzungsgrad der Tintenbehälterkartusche 1101 verschlechtert wird.
Aufgrund der Tatsache, daß die Tinte dazu neigt, in der Nähe der Lufteinlaßöffnung 1106 zu verbleiben, wie oben erwähnt wurde, besteht bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit die Möglichkeit, daß die Tinte ohne weiteres in die Lufteinlaßöffnung 1106 in dem Fall, wenn die Tintenbehälterkartusche 1101 einer hohen Temperatur während eines Transports der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit ausgesetzt wird, oder in dem Fall, wenn ein von einer niedrigen Temperatur zu einer hohen Temperatur reichender Temperaturzyklus bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit wiederholt auftritt, eindringt.
Ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 40, die eine Perspektivdarstellung von dieser ist, beschrieben.
Wie in Fig. 40 gezeigt ist, enthält die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1203 sowie eine Tintenbehälterkartusche 1201, die beide im gezeigten Fall einstückig miteinander verbunden sind, die jedoch nach Wunsch voneinander getrennt werden können. Die Fig. 41 ist übrigens eine Schnittdarstellung der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit nach der Linie X-Y in der Fig. 40, und die Fig. 42 ist eine Rückansicht der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit bei Betrachtung von der Rückseite, in der eine Lufteinlaßöffnung 1206 in der Tintenbehälterkartusche 1201 ausgebildet ist.
Gemäß der Fig. 41 ist ein aus einem Schwamm od. dgl. hergestelltes Tintenabsorptionselement 1202 in der Tintenbehälterkartusche 1201 aufgenommen, und eine Tintenabflußöffnung 1205, die imstande ist, einen vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1203 herausragenden Stutzen 1204 aufzunehmen, sowie eine Lufteinlaßöffnung 1206, durch welche Atmosphärenluft rasch eingeführt wird, so daß diese eingeführte Luft als Ersatz für die im Tintenabsorptionselement 1202 enthaltene Tinte bei deren zunehmenden Verbrauch dient, sind durch die Tintenbehälterkartusche 1201 hindurch ausgebildet. Der Raum zwischen der Tintenbehälterkartusche 1201 und dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1203 ist durch ein aus einem Gummi od. dgl. geformtes elastisches Dichtungselement 1211 dicht abgeschlossen.
Das Tintenabsorptionselement 1202 wird durch die Seitenwände 1207, die sich unter einem rechten Winkel mit Bezug zur Frontfläche erstrecken, welche die in der Tintenbehälterkartusche 1201 ausgebildete Tintenabflußöffnung 1205 besitzt, komprimiert, was bewirkt, daß eine Tintenrückhaltekapazität des Tintenabsorptionselements 1202 durch die beiden Seitenwände 1207 restriktiv aufrechterhalten wird.
Der Stutzen 1204 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 1203 wird mit einem Teil des Tintenabsorptionselements 1202 in Berührung gebracht, um dieses Teil dadurch zu komprimieren, und die in diesem vorderen Teil entstehende Meniskuskraft wird größer als diejenige festgesetzt, die im übrigen Teil des hauptsächlich durch die beiden Seitenwände 1207 komprimierten Tintenabsorptionselements auftritt. Durch das Vorhandensein der vorerwähnten Meniskuskraft wird die im Tintenabsorptionselement 1202 enthaltene Tinte kontinuierlich mit ihrem Verbrauch zur Tintenabflußöffnung 1205 verdrängt. Auf diese Weise tritt eine Fehlfunktion, daß eine Tintenzufuhr während jedes Aufzeichnungsvorgangs unterbrochen wird, nicht auf.
Ein Filter 1208 ist am Stutzen 1204 des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 1203 befestigt, an welchem der vordere Teil des Tintenabsorptionselements 1202 damit in Berührung kommt, um zu verhindern, daß Staub oder ähnliche Fremdstoffe im Tintenabsorptionselement 1202 in den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1203 fließen.
Wenn die Tinte vom Tintenabsorptionselement 1202 durch das Filter 1208 abgeführt wird, so fließt sie durch einen Tintenfließweg 1209, um eine Tintenausstoßöffnung 1210 zu erreichen, so daß sie von der Tintenausstoßöffnung 1210 zu einem Aufzeichnungsträger, z. B. einem Papier od. dgl., in der a- Pfeilrichtung durch Betätigen von (nicht dargestellten) Tintenausstoßeinrichtungen ausgeschleudert wird.
Wie am besten in Fig. 41 zu erkennen ist, ist eine Aussparung oder Nische 1212 (die als ein Vorsprung mit Bezug zum Tintenabsorptionselement 1202 dient) unter der Lufteinlaßöffnung 1206 in der Rückfläche der Tintenbehälterkartusche 1201, in der die Lufteinlaßöffnung 1206 ausgebildet ist, ausgestaltet. Somit wird ein Teil aus der Tintenbehälterkartusche 1201, d. h. der unter der Lufteinlaßöffnung 1206 angeordnete Raum, durch Ausgestalten der Aussparung 1212 in dieser Weise herausgenommen. Die Anordnung der Aussparung 1212 in der oben beschriebenen Weise macht es möglich, das Auftreten der bisher bekannten Fehlfunktion, daß das Tintenabsorptionselement 1202 übermäßig durch die Lufteinlaßöffnung 1206 komprimiert wird, zu verhindern.
Insbesondere kann der Berührungsdruck, der erzeugt wird, indem ein Teil der Lufteinlaßöffnung 1206 in enge Berührung mit dem Tintenabsorptionselement 1202 gebracht wird, durch die Anordnung der Aussparung 1212 abgeschwächt werden. Das heißt mit anderen Worten, das Tintenabsorptionselement 1202 kommt nicht nur mit der Lufteinlaßöffnung 1206 sondern auch mit der Aussparung 1212 mit einer vergrößerten Berührungsfläche in engen Kontakt. Somit kann das Auftreten einer örtlichen übermäßigen Kompression des Tintenabsorptionselements 1202 zuverlässig mit Hilfe der Aussparung 1212 verhindert werden.
Da die Aussparung 1212 an der Rückseite der Tintenbehälterkartusche 1201, in der die Lufteinlaßöffnung 1206 durch die Tintenbehälterkartusche 1201 hindurch ausgebildet ist, angeordnet ist, kann eine größte Tintenmenge in die Tintenbehälterkartusche 1201 trotz des reduzierten Innenvolumens der letzteren eingefüllt werden, ohne daß eine unregelmäßige Verteilung der Tinte im Tintenabsorptionselement 1202 hervorgerufen wird, wenn die Tinte zunehmend verbraucht wird. Somit kann durch die in der oben beschriebenen Weise konstruierte Tintenstrahlaufzeichnungseinheit der Tintenausnutzungsgrad der Tintenbehälterkartusche 1201 gesteigert werden.
Im Gegensatz zu der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, bei der Tinte örtlich in der Nähe der Lufteinlaßöffnung gesammelt wird, kann die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit von diesem Beispiel zuverlässig ein Auftreten eines Funktionsfehlers, daß die Tinte unerwünschterweise in die Lufteinlaßöffnung 1206 eindringt und dann durch die Lufteinlaßöffnung 1206 in dem Fall, da die TintenstrahlAufzeichnungseinheit einer hohen Temperatur während ihres Transports ausgesetzt wird, oder in dem Fall, da ein von einer niedrigen Temperatur zu einer hohen Temperatur reichender Temperaturzyklus wiederholt an der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit wirksam wird, zur Außenseite der Tintenbehälterkartusche 1201 austritt, verhindern.
Die Fig. 43 bis 45 zeigen anhand von Rückansichten Beispiele des Aufbaus einer Tintenstrahlaufzeichnungseinheit.
In den Fig. 43 bis 45 bezeichnen die Bezugszahlen 1312, 1412 und 1512 jeweils Aussparungen oder Nischen. Die Aussparung 1312 ist an der Rückfläche einer Tintenbehälterkartusche 1301, in der eine Lufteinlaßöffnung 1306 ausgestaltet ist, ausgebildet, die Aussparung 1412 ist in der Rückfläche einer Tintenbehälterkartusche 1401, in der eine Lufteinlaßöffnung 1406 ausgestaltet ist, ausgebildet, und die Aussparung 1512 ist in der Rückfläche einer Tintenbehälterkartusche 1501, in der eine Lufteinlaßöffnung 1506 ausgestaltet ist, ausgebildet.
Im Fall der Fig. 43 hat die Aussparung 1312 eine große Breite, als ob die in Fig. 42 gezeigte Aussparung 1212, so wie sie ist, in Querrichtung verbreitert ist.
Im in Fig. 44 gezeigten Fall ist die Aussparung 1412, die im wesentlichen gleich der in Fig. 42 gezeigten Aussparung 1212 ist, im mittigen Teil der Tintenbehälterkartusche 1401 ausgebildet.
In dem in Fig. 45 gezeigten Fall ist die Aussparung 1512 in einer von der Lufteinlaßöffnung 1506 entfernten Position, d. h. bei Betrachtung der Fig. 45 auf der linken Seite der Tintenbehälterkartusche 1501, ausgebildet.
Gemäß jedem der Beispiele werden dieselben vorteilhaften Effekte wie jene, die durch die in Fig. 40 bis Fig. 42 gezeigte Tintenbehälterkartusche 1201 zu erreichen sind, bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gewährleistet.
Insbesondere macht es die Anordnung der Aussparung 1312, 1412 und 1512, die in den Fig. 43 bis 45 gezeigt sind, möglich, eine Fläche des komprimierten Teils des (nicht dargestellten) Tintenabsorptionselements, die komprimiert wird, indem das Tintenabsorptionselement in enge Anlage jeweils mit der Lufteinlaßöffnung 1306, 1406 und 1506 wie auch mit der Aussparung 1312, 1412 und 1512 gebracht wird, zu vergrößern. Dadurch tritt ein Funktionsfehler, daß ein Teil des Tintenabsorptionselements örtlich übermäßig allein durch die Lufteinlaßöffnung 1306, 1406 und 1506 komprimiert wird, nicht auf.
Da die Aussparung 1312, 1412 und 1512 entlang der Rückfläche der Tintenbehälterkartusche 1301, 1401 und 1501, in der die Lufteinlaßöffnung 1306, 1406 und 1506 ausgebildet ist, angeordnet ist, kann eine größte Tintenmenge in die ein vermindertes Innenvolumen aufweisende Tintenbehälterkartusche 1301, 1401 und 1501 ohne das Auftreten einer irregulären Verteilung der Tinte im Tintenabsorptionselement, die bei zunehmendem Verbrauch der Tinte hervorgerufen wird, eingefüllt werden. Somit kann der Tintenausnutzungsgrad der Tintenbehälterkartusche 1301, 1401 und 1501 bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit verbessert werden.
Beispiele von Tintenstrahlaufzeichnungseinheiten werden nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 46 bis 48 beschrieben.
Bei den in den Fig. 46 bis 48 gezeigten Beispielen ist eine Lufteinlaßöffnung 1606, 1706 und 1806 jeweils an einer mittigen Stelle einer Tintenbehälterkartusche 1601, 1701 und 1801 ausgebildet.
Gemäß den Fig. 46 bis 48 ist an der Rückfläche der Tintenbehälterkartusche 1601, 1701 und 1801, in der die Lufteinlaßöffnung 1606, 1706 und 1806 ausgebildet ist, eine Aussparung 1612, 1712 und 1812 angeordnet.
Die Anordnung der Aussparungen 1612, 1712 und 1812 auf diese Weise gewährleistet dieselben vorteilhaften Effekte, wie sie bei der in den Fig. 40 bis 45 gezeigten Tintenbehälterkartusche 1201, 1301, 1401 und 1501 zu erreichen sind.
Bei jeder der vorerwähnten Beispielen wird ein Ausmaß eines Vorragens der Lufteinlaßöffnung im wesentlichen gleich einer Tiefe der Aussparung, gemessen innenseitig der Rückfläche der Tintenbehälterkartusche, gemacht, und diese Tiefe der Aussparung wird innerhalb des Bereichs bestimmt, in dem die vorteilhaften Effekte der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gewährleistet werden. Deshalb können die beiden Faktoren, d. h. das Ausmaß des Vorragens der Lufteinlaßöffnung und die Tiefe der Aussparung, geringfügig voneinander verschiedenartig sein unter der Voraussetzung, daß die vorteilhaften Effekte der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit nicht herabgesetzt werden.
Eine Tintenbehälterkartusche für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Fig. 51A bis 51C beschrieben.
Fig. 51A zeigt anhand einer Querschnittsansicht, dass ein Endfilter F in einen engen Kontakt mit einem porösen Element SP gelangt, das in gleicher Weise in einen engen Kontakt mit der umgebenden Wand einer Tintenbehälterkartusche gelangt, wobei die Tintenbehälterkartusche entlang der Linie 51A-51A in Fig. 51B gezeigt ist, Fig. 51B zeigt anhand einer Schnittansicht die Tintenbehälterkartusche entlang einer Symmetrieebene, die sich durch die Mitte O des Endfilters F d. h. entlang der Linie 51B- 51B in Fig. 51A erstreckt, wobei die Tintenbehälterkartusche in der durch den Pfeil X markierten Richtung in Fig. 51A betrachtet wird, und Fig. 51C zeigt anhand einer Schnittansicht die Tintenbehälterkartusche entlang einer anderen Symmetrieebene, die sich durch die Mitte O des Endfilters F d. h. entlang der Linie 51C-51C in Fig. 51A erstreckt, wobei die Tintenbehälterkartusche in der durch den Pfeil Y markierten Richtung in Fig. 51A betrachtet wird.
In den Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen R eine Vielzahl an Rippen bezeichnet, die sich jeweils in der Längsrichtung um einen Abstand erstrecken, der länger als die Länge des porösen Elements P ist, um den Endfilter F unter Betrachtung in Fig. 51C zu erreichen. Bei dem gezeigten Fall sind drei Paare an Rippen R entlang der gegenüberstehenden Seitenwände der Tintenbehälterkartusche ausgebildet. Wie dies aus Fig. 51A ersichtlich ist, hat der Flüssigkeitsspeicherbehälter d. h. die Tintenbehälterkartusche zwei symmetrische Ebenen in Bezug auf die Längsquerschnittsebene des porösen Elements SP, die die Mitte O des Endfilters A umfasst. Während der Endfilter F in einen engen Kontakt mit dem porösen Element SP gelangt, wird er unbeweglich in der Tintenbehälterkartusche gehalten. Da durch diesen Aufbau der auf das poröse Element SP aufgebrachte externe Druck sich nicht ändert, kann das Zuführen einer Flüssigkeit sehr stabil erreicht werden. Mit dem Bezugszeichen C ist ein Paar an Klemmeinrichtungen zum Verbinden der Tintenbehälterkartusche mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zum Zeitpunkt des Flüssigkeitszuführens bezeichnet. Die Klemmeinrichtungen C werden eingesetzt anstelle eines Paares an Klemmeinrichtungen 222 an der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes, wie dies nachstehend beschrieben ist. Mit dem Bezugszeichen B ist ein Ventilmechanismus bezeichnet, der normalerweise zu einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden der Tintenbehälterkartusche mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf hin vorgespannt ist. Wenn ein Flüssigkeitszuführrohr in die Tintenbehälterkartusche eingeführt wird, wird der Ventilmechanismus B verschoben, um eine Verbindung zwischen dem porösen Element SP mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf über das Flüssigkeitszuführrohr herzustellen. Mit dem Bezugszeichen BR ist eine Vielzahl an hinteren Rippen bezeichnet, die daran angepasst sind, dass sie mit dem hinteren Ende des porösen Elements SP unter Betrachtung in der Längsrichtung in Kontakt gelangen. Mit dem Bezugszeichen ST ist ein Anschlag bezeichnet, der dazu dient, den Endfilter F an dem vorderen Ende des porösen Elements SP zu halten, während verhindert wird, dass der Endfilter F zu der Seite des Ventilmechanismus B verschoben wird. In der Praxis ist der Anschlag ST so gestaltet, dass er einen in den Fig. 64A und 64B gezeigten Aufbau zeigt.
In Fig. 64B ist mit dem Bezugszeichen (F) eine Ebene des Anschlags ST bezeichnet, an der der Endfilter F gestützt ist. Eine Mehrzahl von Durchgangslöchern P2 (zwölf Löcher im gezeigten Fall), von denen jedes einen Durchmesser größer als eine Maschenweite des Endfilters F hat, ist mit gleich beabstandeter Lagebeziehung bei Betrachtung in der Umfangsrichtung mit dem Zentrum 0 des Endfilters F als Mittelpunkt angeordnet, und ein anderes Durchgangsloch P1 mit demselben Durchmesser wie derjenige eines jeden Lochs P2 ist durch das Zentrum des Anschlags ST hindurch ausgestaltet. Der Anschlag ST hat eine ebene, einwärts sich verjüngende Querschnittsgestalt derart, daß ein Abstand zwischen dem Anschlag und dem Endfilter F allmählich zum Zentrum des Endfilters F von dessen Peripherie aus größer wird, um dazwischen einen kegeligen Raum zu bilden, so daß die Flüssigkeit vorübergehend darin gespeichert werden kann. Das Bezugssymbol R1 bezeichnet übrigens eine Mehrzahl von Rippen, von denen jede dazu dient, die Verlagerung des Endfilters F zu unterdrücken.
Die Symmetrieebenen der Tintenbehälterkartusche werden nachstehend beschrieben.
Der Berührungsbereich, in dem das Endfilter F mit dem porösen Körper SP in Berührung kommt, zeigt eine kreisförmige Gestalt, deren Mitte hinsichtlich der Position mit der Mittelachse der Tintenbehälterkartusche übereinstimmt. Eine obere Wand US des Behälters und eine untere Wand LS von diesem, die jeweils als eine Symmetrieebene dienen, sind vom Außenumfang des Berührungsbereichs des Endfilters F mit einer kürzesten Entfernung X beabstandet. In gleichartiger Weise sind gemäß Fig. 51C eine Seitenwand SLS des Behälters und eine Seitenwand SRS von diesem, die jeweils als eine Symmetrieebene dienen, vom Außenumfang des Berührungsbereichs des Endfilters F durch eine kürzeste Entfernung Y beabstandet. Bei einem typischen Beispiel nimmt die kürzeste Entfernung X einen Wert von 4,2 mm an, während die kürzeste Entfernung Y einen Wert von 2,9 mm annimmt. Wenn angenommen wird, daß das Endfilter F einen effektiven Durchmesser von 8 mm hat, dann ist die vorgenannte kürzeste Entfernung X geringfügig größer als ein Radius von 4 mm des Endfilters F. Das heißt mit anderen Worten, die kürzeste Entfernung X wird durch einen Wert von 5% im Überschuß des Radius des Endfilters F vergrößert. Jedoch sind diese wesentlichen Entfernungen X und Y geringer als der effektive Durchmesser (tatsächlich die Hälfte des effektiven Durchmesser · 1,3) des Endfilters F. Aus diesem Grund wird der poröse Körper SP wesentlich durch den Berührungsbereich des Endfilters F beeinflußt.
Bei dem obigen typischen Beispiel wird der poröse Körper SP mit Bezug auf die parallelepipedische Ausgestaltung gemäß Fig. 51A so bemessen, daß die Querschnittsarbeitsfläche des porösen Körpers SP einschließlich des Berührungsbereichs des Endfilters F durch eine Breite von 28 mm · eine Höhe von 30 mm im unkomprimierten Zustand wiedergegeben wird, jedoch durch eine Breite von 13,8 bis 15,8 mm · eine Höhe von 16,4 mm im komprimierten Zustand dargestellt wird, wobei die gesamte Fläche des porösen Körpers SP durch die Peripherie des Behälters komprimiert wird. Während gemäß Fig. 51B das Endfilter F in enge Berührung mit dem porösen Körper SP gebracht wird, wird eine Länge von 35 mm des porösen Körpers SP vor dessen Einsetzen in den Behälter auf diese Weise auf 23 mm, nachdem der poröse Körper SP komprimiert ist, vermindert.
Somit kann ein Kompressionsverhältnis des porösen Körpers SP durch (13,5 bis 15,8)/28 in der Querrichtung, durch 16,4/30 in der Vertikalrichtung und durch 23/35 in der Längsrichtung ausgedrückt werden. Wenn die vorgenannten Werte unter Berücksichtigung der zum Komprimieren des porösen Körpers SP angewendeten Arbeitsbedingungen geprüft werden, ist das Kompressionsverhältnis in der Längsrichtung kleiner als das Kompressionsverhältnis in der Querrichtung wie auch das Kompressionsverhältnis in der Vertikalrichtung, und das Kompressionsverhältnis in der Querrichtung ist im wesentlichen gleich dem Kompressionsverhältnis in der Vertikalrichtung. Darüber hinaus liegt ein Unterschied zwischen dem Kompressionsverhältnis in der Längsrichtung und dem Kompressionsverhältnis in der Umfangsrichtung innerhalb des Bereichs von 0,09 oder mehr bis 0,18 oder weniger, während ein Unterschied zwischen dem Kompressionsverhältnis in der Querrichtung und dem Kompressionsverhältnis in der Vertikalrichtung innerhalb des im wesentlichen gleichen Bereichs, wie oben erwähnt wurde, liegt. Somit ist zu erkennen, daß der poröse Körper SP im wesentlichen gleichförmig nicht nur in der Querrichtung, sondern auch in der Vertikalrichtung komprimiert wird. Folglich werden die vorteilhaften Effekte, die bei der herkömmlichen Tintenbehälterkartusche nicht zu erlangen sind, bei der Tintenbehälterkartusche der vorliegenden Erfindung gewährleistet.
Die Fig. 52 bis 63 zeigen nun schematisch einen Mechanismus, der in vorteilhafter Weise anwendbar ist, um einen Flüssigkeitsspeicherbehälter der vorliegenden Erfindung an einem speziellen Schlitten anzubringen. In den Figuren bezeichnet die Bezugszahl 200 einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, um Tinte im Ansprechen auf ein elektrisches Signal auszustoßen, bezeichnet die Bezugszahl 201 eine Tintenbehälterkartusche, in der die Tinte gespeichert ist und von der dann die Tinte dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zugeführt wird, bezeichnet die Bezugszahl 203 einen Schlitten, der an einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert ist, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 sowie die Tintenbehälterkartusche 201 zum Zweck der Durchführung eines Abtastvorgangs zu lagern, bezeichnet die Bezugszahl 204 einen Kopfhebel, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 festzuhalten und aus dem festgehaltenen Zustand freizugeben, bezeichnet die Bezugszahl 205 einen Tintenbehälterhebel, um die Tintenbehälterkartusche 201 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zu verbinden sowie die erstere vom letzteren zu lösen, bezeichnet die Bezugszahl 207 eine Kopffixierfeder, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 fest am Schlitten 203 zu halten, und bezeichnet die Bezugszahl 208 ein Tintenbehältergehäuse, um die Tintenbehälterkartusche 201 zu halten. Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und eine Schlittensektion für letztere werden durch die vorerwähnten Komponenten gebildet.
Die Fig. 52 zeigt anhand einer Perspektivansicht die Anordnung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 und der Tintenbehälterkartusche 201. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 220 eine Tintenempfangsmuffe, die ein darin ausgebildetes Loch hat, um als Weg zur Zuführung von Tinte zum Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zu dienen. Die Zahl 221 bezeichnet eine Tinteneinführöffnung, durch welche Tinte von der Tintenbehälterkartusche 201 dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zugeführt wird, die Zahl 222 bezeichnet eine Verbindungsklinke, die als ein Führungsmittel dient, um den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und die Tintenbehälterkartusche 201 festzuhalten, wenn diese miteinander als Einheit verbunden werden, die Zahl 223 bezeichnet eine Führungskehle, um die Verbindungsklinke 222 zu führen sowie zu erfassen, und die Zahl 232 bezeichnet eine Kopflasche, um auf einfache Weise einen Vorgang zum Herausnehmen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 aus dem Schlitten 203 durchzuführen. Durch die vorerwähnten Komponenten wird eine Tintenstrahlaufzeichnungseinheit 202 gebildet.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 enthält eine Mehrzahl von elektrothermischen Wandlerelementen, um zum Ausstoßen von Tinte zu verwendende Wärmeenergie zu erzeugen, ein Substrat mit einer daran ausgebildeten Treiberschaltung, um die elektrothermischen Wandlerelemente zu aktivieren, eine Mehrzahl von Ausstoßöffnungen und Tintenpfaden, die am Substrat in übereinstimmung mit den elektrothermischen Wandlerelementen ausgestaltet sind, und eine Abdeckplatte mit einer gemeinsamen, darin ausgebildeten Tintenkammer, um eine Verbindung mit den Tintenpfaden herzustellen. Die vorgenannten Komponenten sind eine über der anderen angeordnet, um eine geschichtete Struktur aufzubauen. Des weiteren enthält der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 elektrische Kontakte, durch die ein von einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ausgegebenes Signal den Treiberkreisen übertragen wird. Um den Betriebszustand des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 von der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts zu ermitteln, können mehrere (nicht dargestellte) Fühler im Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnet sein. Als typische Fühler für die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit 202 können insbesondere genannt werden: ein Temperaturermittlungsfühler, um eine Temperatur in der Nachbarschaft des elektrothermischen Wandlerelements zu ermitteln; ein Tintenrestmenge- Ermittlungsfühler, um festzustellen, daß die Zufuhr der Tinte unterbrochen und keine Tinte in der gemeinsamen Tintenkammer vorhanden ist; und ein Kopftyp-Unterscheidungsfühler, um den Typ einer Tintenbehälterkartusche zu bestimmen, wenn die Tintenbehälterkartusche gegen eine eine unterschiedliche Art von darin gespeicherter Tinte aufweisende Tintenbehälterkartusche ausgewechselt und darüber hinaus der Tintenstrahlaufzeichnungskopf gegen einen unterschiedlichen Typ eines Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgewechselt wird. Im Ansprechen auf von diesen Fühlern übertragene Signale bestimmt das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät den gegenwärtigen Betriebszustand des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200, um in geeigneter Weise ein an das elektrothermische Wandlerelement zu legendes Signal zur Optimierung eines jeden durchzuführenden Aufzeichnungsvorgangs zu kontrollieren.
Der Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz 202 wird am TintenstrahlAufzeichnungsgerät in einer solchen Weise montiert, daß eine eine Mehrzahl von daran angeordneten Tintenausstoßöffnungen besitzende Ausstoßfläche einem Aufzeichnungsträger, z. B. einem Papier od. dgl., gegenüberliegt.
Die Tintenbehälterkartusche 201 wird in Gestalt eines Behälters hergestellt, in dem Tinte gespeichert ist, um die Tinte dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zum Zweck einer Kompensation einer verbrauchten Tintenmenge zuzuführen. In dem Fall, da die Tintenbehälterkartusche 201 allein vorliegt, wird die Tinteneinführöffnung 221 durch (nicht dargestellte) Verschlußorgane dicht verschlossen, um ein Lecken von Tinte aus der Tinteneinführöffnung 221 zu verhindern. Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 einstückig mit der Tintenbehälterkartusche 201 verbunden wird, werden die Verschlußorgane selbsttätig oder manuell von der Tinteneinführöffnung 221 getrennt, um einen Tintenpfad für den Tintenstrahlaufzeichnungskopf auszubilden. Es ist zu empfehlen, daß die Verschlußorgane in einer solchen Weise konstruiert werden, um einer normalerweise durch eine Schraubenfeder belasteten Metallkugel zu ermöglichen, mit einem Gummipfropfen für die Tinteneinführöffnung 221 in enge Berührung zu kommen.
Um zu gewährleisten, daß der Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz 202 in korrekter Weise betrieben wird, ist es erwünscht, daß er einen Mechanismus zum Einführen von atmosphärischer Luft in die Tintenbehälterkartusche 201 entsprechend der Tintenmenge, die vermindert wird, wenn die Tinte zunehmend verbraucht wird, enthält. Ferner ist es erwünscht, daß der Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz 202 einen Mechanismus enthält, um den Druck der dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zuzuführenden Tinte auf einem Niveau eines geringfügigen Unterdrucks zu halten, um dadurch die Qualität eines jeden Aufzeichnungsvorgangs ohne das Auftreten einer Tintenleckage zu steigern.
Um einen Druckregelmechanismus mit einem wesentlich vereinfachten Aufbau zu verwirklichen, wird ein aus einem Schwammmaterial gefertigtes Tintenabsorptionselement in der Tintenbehälterkartusche 201 aufgenommen, um zu ermöglichen, daß darin Tinte enthalten ist. Weil in diesem Fall eine Kraft zum Zurückhalten der Tinte im Tintenabsorptionselement, die dem Auftreten einer Kapillarerscheinung zuzuschreiben ist, am Tintenabsorptionselement aufgebracht wird, wird der Unterdruckzustand automatisch erzeugt sowie aufrecherhalten, wenn die Tinte vom Tintenabsorptionselement entnommen wird. Zu diesem Zweck wird eine Lufteinführöffnung durch die Tintenbehälterkartusche 201 hindurch ausgebildet und Luft in die Tintenbehälterkartusche 201 von der Außenseite in einer dem Volumen der verbrauchten Tinte entsprechenden Menge eingebracht.
Während der Tintenstrahlaufzeichnungskof 200 und die Tintenbehälterkartusche 201 einstückig miteinander verbunden sind, wird der Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz 202 an einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät montiert, um mit diesem einen Aufzeichnungsvorgang durchzuführen. Nachfolgend wird eine Methode zur integrierten Verbindung des Tintenstrahlkopfes 200 mit der Tintenbehälterkartusche 201 beschrieben.
Da der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und die Tintenbehälterkartusche 201 grundsätzlich einstückig miteinander durch Zusammenfügen der Tintenempfangsmuffe 220 mit der Tinteneinführöffnung 221 verbunden werden, wird ein Verbindungsteil so ausgestaltet, um eine Fehlfunktion, daß Tinte vom Verbindungsteil zwischen diese aussickert oder Luft in den Tintenfließweg über das Verbindungsteil eindringt, zu vermeiden. Hierbei wird eine Methode der Verwendung einer soliden Röhre und eines aus einem elastischen Material gefertigten Pfropfens für die Tintenbehälterkartusche 201 angewendet, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Insbesondere wird die Tintenempfangsmuffe 220 aus einem Kunstharz geformt, um eine zylindrische Gestalt aufzuweisen, während die Tinteneinführöffnung 221, die mit der Tintenempfangsmuffe 220 zusammenwirkt, aus einem Gummi in der Form eines zylindrischen Bauteils mit einem durch dieses hindurch ausgebildeten Loch geformt wird. Ein Außendurchmesser der Tintenempfangsmuffe 220 wird so dimensioniert, daß er etwas größer als ein Innendurchmesser der Tinteneinführöffnung 221 ist. Wenn die Tintenempfangsmuffe 220 im Preßsitz in die Tinteneinführöffnung 221 eingebaut wird, wird diese Tinteneinführöffnung 221 geringfügig in der radialen Richtung verformt, so daß die Tintenempfangsmuffe 220 und die Tinteneinführöffnung miteinander einstückig zusammengefügt werden, um einen dicht zusammengepaßten Zustand hervorzubringen.
Das Verbindungsteil soll übrigens im Aufbau nicht nur auf die Kombination eines soliden Materials mit einem elastischen Material beschränkt werden. Alternativ ist die Kombination einer aus einem Kunstharz geformten Röhre mit einer aus einem Kunstharz geformten Öffnung, um zuzulassen, daß die Röhre abgedichtet in die Öffnung unter einer geringen elastischen Verformung der Röhre und der Öffnung eingepaßt wird, möglich. Des weiteren kann das Verbindungsteil durch die Kombination einer als Injektionsnadel ausgebildeten Röhre mit einem aus einem Gummi geformten Dichtungselement, ohne daß irgendeine Öffnung durch dieses hindurch ausgestaltet ist, konstruiert werden.
Wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und die Tintenbehälterkartusche 201 einstückig miteinander verbunden sind, genügt es, daß die Tintenempfangsmuffe 220 mit der Tinteneinführöffnung 221 vereinigt wird. Um zu gewährleisten, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 nicht ohne weiteres von der Tintenbehälterkartusche 201 gelöst wird, wenn eine unerwartete äußere Kraft am Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz 202 einwirkt, oder daß eine gewisse Führungseinrichtung verfügbar ist, wenn sie auf einfache Weise einstückig miteinander verbunden werden, wird bei diesem Beispiel die zuverlässige integrierte Verbindung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 mit der Tintenbehälterkartusche 201 erreicht, indem die Verbindungsklinke 222 in die Führungskehle 223 eingepaßt wird. Die Verbindungsklinke 222 ist einstückig mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf einschließlich der Tintenempfangsmuffe 222 aus einem Kunstharz in der Weise geformt, um elastisch verformt zu werden, und am vorderen Endstück der Verbindungsklinke 222 wird eine Nase ausgebildet. Wenn die Verbindungsklinke 222 in die Führungskehle 223 eingesetzt wird, wird die Nase der Verbindungsklinke 222 mit einer in der Führungskehle 223 ausgestalteten Vertiefung in Eingriff gebracht, während die Verbindungsklinke 222 elastisch verformt wird. Bei Vervollständigung des Eingriffs der Nase der Verbindungsklinke 222 mit der Vertiefung der Führungskehle 223 wird die integrierte Verbindung zwischen diesen Teilen erreicht.
Zusätzlich dient die Verbindungsklinke 222 als eine Führungseinrichtung, um die Tintenempfangsmuffe 220 auf einfache Weise in Ausrichtung mit der Tinteneinführöffnung 221 anzuordnen, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und die Tintenbehälterkartusche 201 miteinander vereinigt werden. Zu diesem Zweck wird die Verbindungsklinke 222 so bemessen, daß sie eine größere Länge als diejenige der Tinteneinführöffnung 221 hat, so daß die Verbindungsklinke 222 mit der Tintenbehälterkartusche 201 in Berührung kommt, bevor die Tintenempfangsmuffe 220 in die Tinteneinführöffnung 221 eingepaßt wird. Ein Teil der Verbindungsklinke 222 ist am vorderen Ende von dieser schräg herausgeschnitten, so daß der schräg ausgeschnittene Teil der Verbindungsklinke 222 als eine in der a-Pfeilrichtung wirksame Führungseinrichtung dient, um die Tintenempfangsmuffe 220 leicht in die Tinteneinführöffnung 221 einzupassen. Zusätzlich wird ein Teil der am vorderen Endstück der Verbindungsklinke 222 ausgebildeten Nase schräg ausgeschnitten, so daß der schräg geschnittene Teil der Nase als eine Führungseinrichtung dient, die in der b-Pfeilrichtung wirksam ist, um die Tintenempfangsmuffe 220 in die Tinteneinführöffnung 221 einzusetzen.
Die Verbindungsklinke 220 ist hier auf der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 angeordnet. Alternativ kann die Verbindungsklinke 222 auf der Seite der Tintenbehälterkartusche 201 angebracht sein. Andererseits kann ein entgegengesetztes Paar von Verbindungsklinken sowohl am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 wie auch an der Tintenbehälterkartusche 201 angeordnet sein.
Nachfolgend wird eine Methode zur mechanischen und elektrischen Verbindung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 mit dem Schlitten 203 unter Bezugnahme auf die Fig. 53 und 54 beschrieben.
Die Fig. 53 ist eine abgebrochene Schnittdarstellung eines Verbindungsteils zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 sowie dem Schlitten 203, und die Fig. 54 ist eine schematische Perspektivdarstellung der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, die insbesondere zeigt, wieder Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 mit dem Schlitten 203 verbunden wird.
In diesen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 225 einen fest am Schlitten 203 angebrachten Positionierzapfen, der in ein im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 ausgebildetes Loch einzupassen ist, so daß der Kopf 200 nicht nur in der a-Pfeilrichtung, sondern auch in der b-Pfeilrichtung positioniert wird, wie der Fig. 54 zu entnehmen ist. Die Bezugszahl 226 bezeichnet einen fest am Schlitten 203 angebrachten Anschlag, um den bei Betrachtung von Fig. 53 in der a-Pfeilrichtung gedrückten Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu halten. Die Bezugszahl 211 bezeichnet ein flexibles Kabel zur elektrischen Verbindung eines (nicht dargestellten) Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200. Die Bezugszahl 211a bezeichnet ein erstes, durch das flexible Kabel 211 hindurch ausgebildetes Positionierloch, die Bezugszahl 211b bezeichnet ein zweites, durch das flexible Kabel 211 hindurch ausgebildetes Positionierloch und die Bezugszahl 212 bezeichnet ein Stützorgan zwischen dem flexiblen Kabel 211 und dem Schlitten 203, um im eingeklemmten Zustand das elastische Kabel 211 elastisch zu lagern. Die Bezugszahl 212a bezeichnet eine erste, durch das Stützorgan 212 hindurch ausgebildete Positionieröffnung, während die Bezugszahl 212b eine zweite, durch das Stützorgan hindurch ausgebildete Positionieröffnung bezeichnet. Mit der Bezugszahl 212c ist eine Tintensperre bezeichnet, um ein Eindringen von Tinte in einen Kontaktbereich zu verhindern. Die Bezugszahl 227 bezeichnet ein Kopfkontaktbauteil, das am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 angeordnet ist, um mit einem Heizteil im Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 elektrisch verbunden zu werden. Die Bezugszahl 227a bezeichnet eine erste, durch das Kopfkontaktbauteil 227 hindurch ausgebildete Positionieröffnung, während die Bezugszahl 227b eine zweite, durch das Kopfkontaktbauteil 227 hindurch ausgestaltete Positionieröffnung bezeichnet. Mit der Bezugszahl 227c ist eine Anschlag-Berührungsstelle bezeichnet, an welcher der Anschlag 226 mit dem Kopfkontaktbauteil 227 in Anlage kommt.
Der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 wird durch die Federkraft einer Kopffixierfeder 207 mit Hilfe eines (nicht dargestellten) Hebels in der a-Pfeilrichtung geschoben, und die Position des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 wird definitiv durch die durch den Aufzeichnungskopf 200 hindurch ausgebildeten Öffnungen, durch den Eingriffszustand der Positionierzapfen 225 in bezug auf die vorgenannten Öffnungen und durch den Anlagezustand des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 mit Bezug auf die Anschläge 226 bestimmt. Durch diese Konstruktion wird der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 mechanisch mit dem Schlitten 203 verbunden.
Zusätzlich sind elektrische Kontakte in einer Mehrzahl an vorbestimmten Stellen nicht nur am Kopfkontaktbauteil 227, das am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 befestigt wird, sondern auch an der einen Fläche des flexiblen Kabels 211 angeordnet, und wenn die elektrischen Kontakte mit einer vorbestimmten starken Kraft gegen den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 gedrückt werden, wird das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät über diese elektrischen Kontakte mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 elektrisch verbunden. Da es zu dieser Zeit notwendig ist, daß die elektrischen Kontakte gleichzeitig gegen den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 gedrückt werden, wird das aus einem elastischen Material gefertigte Stützorgan 212 für das flexible Kabel in ein Schubbauteil eingesetzt, um so zu ermöglichen, daß die elektrischen Kontakte gleichförmig gegen den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 gepreßt werden: Üblicherweise wird das Stützorgan 212 für das flexible Kabel aus einem Silikonkautschuk geformt und enthält eine Mehrzahl von Höckern an den elektrischen Kontakten entsprechenden Stellen, wodurch bewirkt wird, daß eine vorbestimmte Stärke einer Schubkraft konzentriert mit Hilfe der vorgenannten Höcker an den jeweiligen elektrischen Kontakten aufgebracht wird. Übrigens kann jeder der am flexiblen Kabel 211 angeordneten elektrischen Kontakte in einer halbkugelförmigen Kontur ausgebildet sein, um zu gewährleisten, daß sie mit einer mehr konzentriert aufgebrachten Schubkraft zuverlässig elektrisch mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 verbunden werden.
Da die Gegenkraft, die entsteht, wenn die elektrischen Kontakte gegen den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 gepreßt werden, als sehr viel kleiner als die elastische Kraft der Kopffixierfeder 207, die imstande ist, den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 gegen die elektrischen Kontakte zu drücken, festgesetzt wird, tritt eine Fehlfunktion, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 aufgrund der vom Stützorgan 212 des flexiblen Kabels hervorgerufenen Gegenkraft aus der Sollposition heraus verschoben wird, nicht auf.
Um eine zuverlässige elektrische Verbindung zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 sowie dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät aufrechtzuerhalten und um darüber hinaus jeden Aufzeichnungsvorgang mit einer hohen Qualität durch Aktivieren des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 durchzuführen, ist es erforderlich, daß eine Baugruppe aus dem Schlitten 203, dem Stützorgan 212 des flexiblen Kabels, dem flexiblen Kabel 211, dem Kopfkontaktbauteil 227 und dem Aufzeichnungskopfbausatz 202 exakt in der vorbestimmten Position angeordnet wird. Um diese Forderung zu erfüllen, werden die folgenden Maßnahmen ergriffen.
Weil insbesondere die zwei Positionierzapfen 225 als Bezüge genommen werden, wobei der eine Positionierzapfen 225a durch die ersten Positionieröffnungen 212a, 211a und 227a geführt wird, während der andere Positionierzapfen 225b in ähnlicher Weise durch die zweiten Positionieröffnungen 212b, 211b und 227b eingesetzt wird, so wird dadurch die Baugruppe exakt nicht nur in der a-Pfeilrichtung, sondern auch in der b-Pfeilrichtung bei Betrachtung der Fig. 54 lokalisiert.
Darüber hinaus wird, wie der Fig. 53 zu entnehmen ist, der Anschlag 226 einem Schub in der a-Pfeilrichtung unterworfen, bis die Stirnfläche des Anschlags 226 mit der Anschlag- Berührungsstelle 227c in Anlage gelangt, wodurch die Position des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes in der c-Pfeilrichtung bei Betrachtung der Fig. 54 exakt mit Bezug zum Schlitten 203 bestimmt wird.
Wenn Tinte in die Ebene der elektrischen Kontakte aus irgendeinem Grund eindringt, d. h. in den Raum zwischen dem flexiblen Kabel 211 und dem Kopfkontaktteil 227, so erhebt sich ein Problem, daß bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 ein elektrischer Kurzschluß auftritt. Um dieses Problem zu meistern, wird hierbei ein Teil des Stützorgans 212 für das flexible Kabel in einem einen Vorsprung bildenden Profil konstruiert, um als eine Tintensperre 212c zu dienen, die ihrerseits mit der Stirnfläche des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes in Berührung gebracht wird, um so zu verhindern, daß aus den Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes nach außen fließende Tinte in die Ebene der elektrischen Kontakte eintritt.
Vorstehend ist beschrieben worden, daß das elektrische/mechanische Verbindungsteil auf der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 angeordnet ist. Alternativ kann es auf der Seite der Tintenbehälterkartusche 201 oder nicht nur auf der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200, sondern auch auf der Seite der Tintenbehälterkartusche 201 angeordnet sein. Darüber hinaus können das elektrische Verbindungsteil sowie das mechanische Verbindungsteil separat am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und/oder an der Tintenbehälterkartusche 201 angebracht werden.
Im folgenden wird eine Methode zur Handhabung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 sowie der Tintenbehälterkartusche 201 unter Bezugnahme auf die Fig. 55 bis 63 beschrieben, d. h. eine Methode zum Austauschen der keine Tinte enthaltenden Tintenbehälterkartusche 201 gegen eine neue oder zum Austauschen des aus irgendeinem Grund inoperativ gehaltenen Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 gegen einen neuen.
Eine erste Art einer Austauschmethode wird so praktiziert, daß ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf zuerst aus dem mit Bezug zum Schlitten 203 fixierten Zustand gelöst wird, daß dann ein Bausatz aus dem mit einer Tintenbehälterkartusche 201 einstückig verbundenen Tintenstrahlaufzeichnungskopf vom Schlitten 203 als ein Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz abgenommen wird, und daß anschließend der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 sowie die Tintenbehälterkartusche 201 voneinander getrennt oder miteinander verbunden werden, und zwar in einem solchen Zustand, wobei sie vom Schlitten gelöst sind (was hiernach einfach als schlittengelöster Zustand bezeichnet wird).
Die Fig. 55 zeigt anhand einer Perspektivdarstellung den Zustand, wobei ein Bausatz aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und der Tintenbehälterkartusche 201 als eine Einheit vom Schlitten 203 gelöst werden. In diesem Fall wird ein Kopfhebel 204 in der a-Pfeilrichtung zu der Position verschwenkt, in der er aufrechtsteht, wie in Fig. 55 gezeigt ist, und anschließend verschiebt ein am Kopfhebel 204 angebrachter (nicht dargestellter) Nocken eine (nicht dargestellte) Stange, die dazu dient, mit ihr zusammen den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zu verschieben, wobei die am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 aufgebrachte Schubkraft verschwindet.
Weil zu dieser Zeit ein Behältergehäuse 208, das im Schlitten 203 aufgenommen ist, verschoben wird, während ein Vorsprung am Behältergehäuse 208 mit der Stirnfläche der Tintenbehälterkartusche 201, die auf der Seite am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 angeordnet ist, in Berührung kommt, wird der Bausatz aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 sowie der Tintenbehälterkartusche 201 als eine integrierte Einheit in der b-Pfeilrichtung bei Betrachtung der Fig. 55 verlagert. Da somit die Positionierzapfen 225 von den zugeordneten, im TintenstrahlAufzeichnungskopf ausgebildeten Öffnungen freikommen, können der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und die Tintenbehälterkartusche 201 als zusammengefaßte Einheit in der c-Pfeilrichtung bei Betrachtung der Fig. 55 bewegt werden, um einen schlittengelösten Zustand anzunehmen. Zu diesem Zeitpunkt wird die am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 befestigte Kopflasche 232 mit den Fingern des Benutzers ergriffen und dann hochgezogen, so daß der gesamte Tintenstrahlaufzeichnungsbausatz 202 ohne weiteres aus dem Schlitten 203 herausgenommen werden kann. Es ist zu bemerken, daß die Kopflasche 232 aus einem flexiblen Material (z. B. Polyesterharz) geformt und mindestens ein Teil der Kopflasche 232, d. h. deren Fläche, die mit dem flexiblen Kabel 211 in Berührung kommt, aus einem elektrisch isolierenden Material gefertigt ist. Während ein Aufzeichnungsvorgang durchgeführt wird, wird die Kopflasche 232 zwischen den Kopfhebel 204 und das flexible Kabel 211 eingefügt, um so das flexible Kabel 211 gegen eine Beschädigung oder eine Verletzung zu schützen und gleichzeitig eine elektrische Isolierung mit Bezug zur Außenseite herzustellen. Nachdem der schlittengelöste Zustand eingenommen ist, wird eine Kraft mit einer gewissen Intensität, die in der zur Verbindungsrichtung zur Zeit einer Kopplung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 mit der Tintenbehälterkartusche 201 entgegengesetzten Richtung wirksam ist, an dem Bausatz aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und der Tintenbehälterkartusche 201 aufgebracht, so daß es möglich ist, den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 20() von der Tintenbehälterkartusche 201 zu trennen. Anschließend wird eine neue, gegen die Tintenbehälterkartusche 201 auszutauschende Tintenbehälterkartusche mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 vereinigt, so daß ein Bausatz aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und der neuen Tintenbehälterkartusche in dem Schlitten in Übereinstimmung mit der zur oben beschriebenen Reihenfolge umgekehrten Reihenfolge aufgenommen wird. Bei Abschluß der Aufnahme des vorgenannten Bausatzes ist ein Austauschvorgang beendet.
Hierbei wird der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 20C aus dem schubbelasteten Zustand durch eine Schwenkbetätigung des Kopfhebels 205 freigegeben. Alternativ kann der Hebel für eine Schubbelastung des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 unmittelbar durch Betätigen gewisser Mittel verlagert werden. Darüber hinaus wird die Fixiermethode für den Tintenstrahlaufzeichnungskopf so praktiziert, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 durch die Kopffixierfeder 207 belastet wird. Alternativ kann der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 mit Hilfe eines Sperrhakens od. dgl. eindeutig festgehalten werden.
In dem Fall, da die erste Austauschmethode für die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit angewendet wird, sind Vorteile mit dieser Methode, wie nachstehend angegeben wird, zu erzielen.
Insbesondere genügt es in dem Fall, da es erforderlich ist, daß ein Bauteil von entweder dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf oder der Tintenbehälterkartusche gegen ein neues ausgetauscht wird, daß lediglich das eine von diesen, das ausgetauscht werden soll, praktisch durch ein neues dagegen ausgewechselt wird, was darin resultiert, daß eine Wirtschaftlichkeit der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit verbessert wird.
Eine zweite Art einer Austauschmethode wird so praktiziert, daß nur die Tintenbehälterkartusche 201 vom Schlitten 203 entfernt wird, indem die Tintenbehälterkartusche 201 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 am Schlitten 203 in einem solchen Zustand, wobei der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 fest am Schlitten 203 gehalten wird, gelöst wird (was nachfolgend einfach als schlittengelagerter Zustand bezeichnet wird).
Die Fig. 56 zeigt anhand einer Perspektivdarstellung, daß die Tintenbehälterkartusche 201 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 am Schlitten 203 gelöst wird. In diesem Fall dient ein am Behälterhebel 205 angebrachter (nicht dargestellter) Nocken dazu, das Behältergehäuse 208 in der b-Pfeilrichtung in Fig. 56 zu verlagern, indem der Behälterhebel 205 in der a-Pfeilrichtung verschwenkt wird, um die dargestellte Position zu erreichen, in der er aufrechtsteht. Wenn ein Vorsprung am Behältergehäuse 208 mit der Stirnfläche der Tintenbehälterkartusche 201 auf der Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 in Berührung kommt, wird die Tintenbehälterkartusche 201 in der b- Pfeilrichtung verschoben. Da zu dieser Zeit der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und der Tintenbehälter 201 beide zusammen überhaupt nicht bewegt werden, wird das Verbindungsteil zwischen dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und der Tintenbehälterkartusche 201 aus dem gekoppelten Zustand gelöst. Somit kann die Tintenbehälterkartusche 201 vom TintenstrahlAufzeichnungskopf 200 getrennt werden. Anschließend kann die Tintenbehälterkartusche 201 aus dem Schlitten 203 entfernt werden, indem sie in der c-Pfeilrichtung in Fig. 56 herausgenommen wird.
Wenn gegensätzlich hierzu eine neue Tintenbehälterkartusche 201 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 verbunden wird, so wird sie in das Behältergehäuse 208 eingesetzt, worauf dann der Behälterhebel 205 in Übereinstimmung mit der zur vorerwähnten Reihenfolge entgegengesetzten Reihenfolge betätigt wird. Das bewirkt, daß das Behältergehäuse 208 eine Schubkraft auf die Tintenbehälterkartusche 201 an deren rückwärtigem Ende ausübt, wodurch die Tintenbehälterkartusche 201 mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 durch die vom Behältergehäuse 208 vermittelte Schubkraft verbunden werden kann.
Falls der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 durch die Kopffixierfeder 207 einer elastischen Schubkraft unterliegt, kann sich ein Problem ergeben, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 aus dem fixierten Zustand freikommt, wenn die Schubkraft exzentrisch an der Tintenbehälterkartusche 201 aufgebracht wird. Um dieses Problem zu meistern, ist zu empfehlen, daß eine Maßnahme, wie sie nachstehend beschrieben wird, ergriffen wird.
Die Fig. 57 ist eine schematische Draufsicht auf die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit und zeigt insbesondere, wie die Schubkraft über die Tintenbehälterkartusche 201 am Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 aufgebracht wird. Gemäß der Fig. 57 wird der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 mit einer Kraft f1 durch die Kopffixierfeder 207 gegen den Schlitten 203 gedrückt. Um die Tintenbehälterkartusche 201 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zu trennen, ist es notwendig, daß die Verbindungsklinke 222 aus der Führungskehle 223 gelöst und die Tintenempfangsmuffe 220 mit einer Kraft von f2 aus der Tinteneinführöffnung 221 herausgelöst wird. Wenn hierbei die Beziehung zwischen der Kraft f1 und der Kraft f2 so bestimmt wird, daß zwischen diesen eine Ungleichung von f1 > f2 besteht, dann tritt eine Fehlfunktion, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf während des Lösevorgangs aus dem fixierten Zustand freikommt, nicht auf.
Die Kraft, die der Größe der Kraft f2 entspricht, wird hier durch die Schwenkbetätigung des Behälterhebels 205, um die Tintenbehälterkartusche 201 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 zu trennen, erzeugt. Die Tintenbehälterkartusche 201 kann direkt vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 gelöst werden, indem die Tintenbehälterkartusche 201 unter Erfassen durch die Finger eines Benutzers in der b-Pfeilrichtung bei Betrachtung der Fig. 56 gezogen wird.
Wenn die zweite Art einer Austauschmethode für die Tintenstrahlaufzeichnungseinheit angewendet wird, sind mit dieser Methode nachstehend angegebene vorteilhafte Effekte zusätzlich zu jenen, die im Fall der ersten Austauschmethode zu erreichen sind, zu erlangen.
Insbesondere kann, wenn die Tintenbehälterkartusche 201 vom Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 getrennt wird, die Ziehgeschwindigkeit in angemessener Weise geregelt werden, indem der Nocken am Behälterhebel 205 mit einer anderen Kontur ausgelegt wird, die zum Zweck der Trennung vorteilhafter anwendbar ist, und darüber hinaus tritt eine Fehlfunktion, wobei Tinte von der Tintenempfangsmuffe 220 und/oder von der Tinteneinführöffnung 221 verspritzt wird, nicht auf.
Weil zusätzlich keine Notwendigkeit zum direkten Erfassen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 durch die Finger eines Benutzers vorliegt, besteht keine Möglichkeit, daß die Hand eines Benutzers mit einem Ort in der Nähe der Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes in Berührung gebracht wird. Insofern erhebt sich kein Funktionsfehler, daß die Tintenausstoßöffnungen durch Tinte verschmutzt werden, was in einer Verschlechterung der Aufzeichnungsqualität resultieren würde.
Weil ferner die Stelle, an der eine Schubkraft auf die Tintenbehälterkartusche 201 aufgebracht wird, ganz speziell bestimmt ist, genügt es, daß lediglich die vorgenannte Stelle ausreichend verstärkt wird, um der Schubkraft zu widerstehen. Insofern wird der übrige Teil außer der vorgenannten Stelle so ausgelegt, daß er unter Beibehaltung einer geringen Masse eine kleine Dicke aufweist. Das macht es möglich, das Arbeitsvolumen der Tintenbehälterkartusche 201 zu vergrößern.
Nachfolgend wird eine Beschreibung gegeben, wie verhindert wird, daß die Tintenbehälterkartusche 201 fälschlicherweise in das im Schlitten 203 aufgenommene Behältergehäuse 208 eingesetzt wird. Die Tintenbehälterkartusche 201 besitzt eine Stirnfläche, in der eine Tinteneinführöffnung 221 ausgebildet ist, um mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 verbunden zu werden, und eine zur vorgenannten Stirnfläche entgegengesetzt angeordnete weitere Stirnfläche. Die Richtung des Einsetzens der Tintenbehälterkartusche 201 in das Behältergehäuse 208 ist in Abhängigkeit von der Richtung eines Einpassens der Verbindungsklinke 222 in die Führungskehle 223 restriktiv bestimmt. Um im voraus die Richtung des Einsetzens festzulegen, wird ein Ansatz auf der Seite des Behältergehäuses 208 ausgebildet, während eine Vertiefung, die imstande ist, den Ansatz darin aufzunehmen, auf der Seite des Tintenbehälters 201 ausgearbeitet wird.
Die Fig. 59 zeigt anhand einer Perspektivdarstellung den Aufbau des Behältergehäuses 208. In dieser Figur bezeichnet die Bezugszahl 208a einen Behältergehäuse-Stirnansatz, der in das Innere des Behältergehäuses 208 ragt, um die Stelle zu erreichen, bis zu welcher der Tintenbehälter 201 in das Behältergehäuse 208 eingesetzt wird, und die Bezugszahl 208b bezeichnet eine Behältergehäuse-Stirnwand, die dazu dient, einen Schub an der Tintenbehälterkartusche 201 aufzubringen. Das rückwärtige Endteil des Behältergehäuses 208 wird maßlich durch den Behältergehäuse-Stirnansatz 208a sowie die Behältergehäuse- Stirnwand 208b bestimmt. Der Behältergehäuse-Stirnansatz 208a besitzt eine parallelepipedische Gestalt, worauf er jedoch nicht begrenzt ist, und er wird so bemessen, daß er eine Höhe H&sub2;, eine Breite W2 und eine Dicke T2 hat.
Die Fig. 60 ist eine schematische Perspektivansicht der Tintenbehälterkartusche 201 bei Betrachtung in der entgegengesetzten Richtung mit Bezug zur Verbindungsrichtung des (nicht dargestellten) Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 mit der Tintenbehälterkartusche 201. In der Figur bezeichnet die Bezugszahl 201a eine Tintenbehälterausnehmungoder -nische, die nach innen hin bezüglich der Tintenbehälterkartusche 201 ausgearbeitet ist. Die Tintenbehälternische 201a weist eine parallelepipedische Kontur auf und wird mit einer Höhe H&sub1;, einer Breite T1 und einer Tiefe W1 dimensioniert. Übrigens soll die dreidimensionale Kontur der Tintenbehälternische 201a nicht nur auf die parallelepipedische Kontur begrenzt sein.
Die Anordnung des Behältergehäuse-Stirnansatzes 208a und der Tintenbehälternische 201a auf diese Weise begrenzt restriktiv die Richtung des Einsetzens der Tintenbehälterkartusche 201 in das Tintenbehältergehäuse 208. Wenn die Tintenbehälterkartusche 201 korrekt in das Tintenbehältergehäuse 208 eingesetzt ist, ist der Behältergehäuse-Stirnansatz 208a in der Tinterbehälternische 201a aufgenommen, womit dann die Tintenbehälterkartusche 201 in das Behältergehäuse 208 eingesetzt ist. Falls aus irgendeinem Grund die Tintenbehälterkartusche 201 nicht richtig eingesetzt wird, passen der Behältergehäuse-Stirnansatz 208a und die Tintenbehälterkartusche 201 nicht zusammen, was darin resultiert, daß die Tintenbehälterkartusche 201 nicht in die vorbestimmte Position gebracht werden kann. Das ermöglicht es einem Benutzer zu erkennen, daß er die Tintenbehälterkartusche 201 in einer fälschen Richtung eingesetzt hat. Insofern tritt eine Fehlfunktion, daß das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät aufgrund des inkorrekten Einsetzens der Tintenbehälterkartsuche 201 beschädigt oder zerbrochen wird, nicht auf.
Nachfolgend wird eine Beschreibung mit Bezug auf eine maßliche Beschränkung am Behältergehäuse 208 und an der Tintenbehälterkartusche 201 gegeben. Die Fig. 61 zeigt anhand einer schematischen Seitenansicht die maßliche Beziehung zwischen dem Behältergehäuse und der Tintenbehälterkartusche. In dieser Figur bezeichnet eine Position Ö ein Zentrum einer Schwenkbewegung, um welches die Tintenbehälterkartusche 201 in der Gegenuhrzeigerrichtung, d. h. in der c-Pfeilrichtung in Fig. 46, gedreht wird, bezeichnet eine Stelle A eine untere Ecke auf der rechten Seite, die zur Seite des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes entgegengesetzt ist, der Tintenbehälterkartusche 201, und bezeichnet eine Stelle B eine obere Ecke der Tintenbehälter-Stirnwand 208b. Eine Länge L1 gibt einen Abstand an, der in schräger Richtung von der Position 0 zur Stelle A gemessen wird, während L2 eine Länge angibt, die in schräger Richtung von der Position 0 zur Stelle B gemessen wird.
Die Fig. 62A und 62B zeigen anhand einer abgebrochenen Draufsicht die maßliche Beziehung zwischen dem Behältergehäuse 208 und der Tintenbehälterkartusche 201. In diesen Figuren gibt eine Strecke T3 einen Abstand, gemessen von der äußeren Seitenwandfläche der Tintenbehälterkartusche 201 zur Tintenbehälternische 201a, an, während eine Strecke T4 einen Abstand bezeichnet, der von der inneren Seitenwandfläche des Behältergehäuses 208 zum Behältergehäuse-Stirnansatz 208a gemessen wird. Eine Strecke T3 gibt eine Breite der Tintenbehälterkartusche 201 an, eine Strecke T6 bezeichnet eine innere Breite des Tintenbehältergehäuses 208, eine Strecke T7 gibt einen Abstand, gemessen von der äußeren Seitenwandiläche der Tintenbehälterkartusche zur Tintenbehälternische 201 in der zur Strecke T3 entgegengesetzten Richtung an, und eine Strecke T8 bezeichnet einen Abstand, der von der inneren Seitenwandfläche des Behältergehäuses 208 zum Behältergehäuse- Stirnansatz 208a in der zur Strecke T4 entgegengesetzten Richtung gemessen wird.
Da bezüglich der Fig. 61 eine durch L1 < L2 wiedergegebene Ungleichheit zwischen der Länge L1 und der Länge L2 besteht, kann die Tintenbehälterkartusche 201 aus dem Behältergehäuse 208 durch deren Drehbewegung in der Gegenuhrzeigerrichtung gelöst werden, was zur herkömmlichen Tintenbehälterkartusche gegensätzlich ist, die vom gegenüberliegenden Behältergehäuse lediglich durch einen linearen Ziehvorgang dieser in der Aufwärtsrichtung entnommen werden kann. Somit kann die Handhabbarkeit der Tintenbehälterkartusche 201 verbessert werden. Falls die Länge L2 übermäßig groß bemessen wird, kann die Handhabbarkeit der Tintenbehälterkartusche 201 weiter verbessert werden, jedoch wird der Schlitten 203 entsprechend vergrößert, was dazu führt, daß das gesamte Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit größeren Abmessungen ausgelegt werden muß. In dem oben erwähnten Umstand ist es erwünscht, daß die Länge L2 so bemessen wird, um den durch die folgende Ungleichung wiedergegebenen Zustand zu erfüllen: (Länge L2) < (Länge der Tintenbehälterkartusche 21)1, und zwar gemessen in der Hauptabtastrichtung) multipliziert mit 2.
Wenn die maßliche Beziehung zwischen der Breite W2 des Behältergehäuse-Stirnansatzes 208a und der Tiefe W1 der Tintenbehälternische 201a, die durch eine Ungleichung von W1 > W2 wiedergegeben wird, hergestellt wird, kann die Tintenbehälterkartusche 201 durch die Behältergehäuse-Stirnwand 208b an ihrem rechten Ende einem Druck ausgesetzt werden. Auf diese Weise kann die Druckkraft durch die Behältergehäuse- Stirnwand 208b ohne Rücksicht auf den vorhandenen Behältergehäuse-Stirnansatz 208a an der Tintenbehälterkartusche 201 zu allen Zeiten konstant aufgebracht werden, so daß die Tintenbehälterkartusche 201 und der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 glatt miteinander verbunden werden können. Die maßliche Beziehung zwischen der Höhe H&sub1; der Tintenbehälternische 201a und der Höhe H2 des Behältergehäuse- Stirnansatzes 208a wird später beschrieben.
Um zu gewährleisten, daß die Tintenbehälterkartusche 201 korrekt im Behältergehäuse 208 aufgenommen wird, soll gemäß den Fig. 62A und 62B die durch eine Ungleichung von T5 < T6 wiedergegebene maßliche Beziehung zwischen der Länge T5 und der Länge T6 bestimmt werden. Um ferner sicherzustellen, daß die Tintenbehälterkartusche 201 glatt in das Behältergehäuse 208 ohne ein störendes Zusammentreffen mit dem BehältergehäuseStirnansatz 208a eingesetzt wird, ist es notwendig, daß die folgenden Ungleichungen zwischen den Längen T1, T2, T3, T4, T7 und T8 hergestellt werden:
(Länge T2) + (Länge T4) < (Länge T1) + (Länge T3) und
(Länge T2) + (Länge T8) < (Länge T1) + (Länge T7).
Wenn die obige maßliche Beziehung hergestellt wird, kann der Behältergehäuse-Stirnansatz 208a glatt in die Tintenbehälternische 201a eingesetzt werden.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 63 die mit der Kopfkartusche (der Tintenstrahlaufzeichnungseinheit) und dem Schlitten 203 verknüpfte maßliche Beschränkung beschrieben.
Die Fig. 63 ist eine Seitenansicht eines Bausatzes der Kopfkartusche 202 und des Schlittens 203 und zeigt insbesondere wesentliche Abmessungen, die die Kopfkartusche 202 und den Schlitten 203 bestimmen. In der Fig. 63 bezeichnet eine Bezugszahl 208c einen Behältergehäuse-Stirnansatz, der auf der linken Stirnseite des Behältergehäuses 208 angeordnet ist, um mit dem linken Ende der Tintenbehälterkartusche 2C11 in Eingriff zu kommen. Die Bezugszahl 206a bezeichnet einen Kopfhalterungsansatz, der auf der rechten Stirnseite der Kopf- Halterung 206 angeordnet ist, um auf den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 Druck auszuüben. Eine Stelle 0 bezeichnet ein oberes Ende des Behältergehäuses 208, das in der Position mit dem Zentrum 9 der Schwenkbewegung der Tintenbehälterkartusche 201, das in Fig. 61 angegeben ist, zusammenfällt.
Die Fig. 63 zeigt ein Zwischenstadium der Kopfkartusche 202 im Verlauf ihres Einsetzens in den Schlitten 203 (oder im Verlauf ihrer Entnahme aus dem Schlitten 203), und das Befestigen der Kopfkartusche 202 im Schlitten 203 oder ihr Lösen aus dem letzteren werden erreicht, indem die Kopfkartusche 202 in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung verlagert wird, während sie in der C- Pfeilrichtung mit einem Winkel Θ gedreht wird. Andererseits ist es möglich, die Kopfkartusche 202 in den Schlitten 203 einzubauen und sie aus letzterem zu entnehmen, und zwar ohne jegliche Drehbewegung der Kopfkartusche 202 allein durch ihre Verlagerung in der Aufwärts-/Abwärtsrichtung.
Falls die Kopfkartusche 202 in den Schlitten 203 durch die Drehbewegung der Kopfkartusche eingebaut und aus diesem entnommen wird, wie in Fig. 63 gezeigt ist, kommt die Tintenbehälterkartusche 201 nicht in störende Beeinflussung mit dem Behältergehäuse-Stirnansatz 208a, wobei vorauszusetzen ist, daß die maßliche Beziehung zwischen der Höhe H1 der Tintenbehälternische 201a und der Höhe H2 des Behältergehäuse- Stirnansatzes 208a, das durch die folgende Ungleichung wiedergegeben ist, hinreichend hergestellt wird:
(Länge H1) · cos Θ > (Höhe H&sub2;).
Wenn Tinte in der Nähe der Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200 verfestigt ist, während die Kopfkartusche 202 in den Schlitten 203 eingesetzt oder aus diesem entnommen wird, besteht eine Möglichkeit, daß aufgrund eines Anhaftens der Tinte am Kontaktbereich des flexiblen Kabels 211 ein elektrischer Kurzschluß auftritt. Aus diesem Grund ist es erwünscht, daß der Tintenstrahlaufzeichnungskopf 200 und das flexible Kabel 211 so angeordnet werden, daß eine Lücke d zwischen diesen zuverlässig im Bereich von Null oder mehr während eines Einbaus der Kopfkartusche 202 in den Schlitten 203 und während eines Ausbaus der Kartusche aus letzterem eingehalten wird. Da der Behältergehäuse-Stirnansatz 208c und der Kopf-Halterungsansatz 206a lediglich an einem Teil des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200, welcher durch schraffierte Linien in Fig. 48 gekennzeichnet ist, während des Ein-/Ausbaus der Kopfkartusche 202 vorbeigehen, wird die maßliche Beziehung zwischen einem Abstand Lo, gemessen vom Ort 0 zur Berührungsfläche des flexiblen Kabels 211, und einer Länge LH des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes 200, gemessen in der Hauptabtastrichtung, durch die folgende Ungleichung wiedergegeben:
(Abstand Lo) - (Länge Lh) > 0.
Solange die obige Ungleichung besteht und darüber hinaus die maßliche Beziehung zwischen einer Höhe Ho des Ortes 0 und einer maximalen Höhe Hc der Kontaktfläche des flexiblen Kabels 211, die durch die folgende Ungleichung wiedergegeben wird, gilt, tritt eine Fehlfunktion, daß Tinte am flexiblen Kabel 211 haftet, nicht auf:
(Höhe Ho) + (Länge Lh) · sin Θ > (Höhe H c).
Die Fig. 65A und 65B zeigen Schnittansichten zur Erläuterung eines Verfahrens zum Füllen eines Flüssigkeitsspeicherbehälters wie beispielsweise eine Tintenbehälterkartusche mit einer Flüssigkeit wie beispielsweise Tinte. Genauer gesagt zeigt Fig. 65A eine Schnittansicht des in den Fig. 5 und 51A bis 51C gezeigten Flüssigkeitsspeicherbehälters 303 und insbesondere den Zustand des Flüssigkeitsspeicherbehälters 303, bevor der Ventilmechanismus 311 aus dem geschlossenen Zustand in den geöffneten Zustand verschoben wird, indem an den Flüssigkeitsspeicherbehälter 303 ein Flüssigkeitseinfüllbehälter gesetzt wird, der einen Verbindungsmechanismus TF hat, in ähnlicher Weise wie der vorstehend erwähnte Tintenstrahlaufzeichnungskopf, und Fig. 65B zeigt eine Schnittansicht des Flüssigkeitsspeicherbehälters 303 und insbesondere, dass der Flüssigkeitseinfüllbehälter an dem Flüssigkeitsspeicherbehälter 303 gesetzt wird und dann um eine Mittelinie C des Verbindungsmechanismus TF gedreht wird. In diesen Zeichnungen ist mit dem Bezugszeichen BB ein Kugelventil bezeichnet. Wenn das Kugelventil BB in dem in Fig. 65A gezeigten Zustand gehalten wird, unterbricht es die Verbindung zwischen der Umgebung und dem Inneren des Flüssigkeitseinfüllbehälters. Wenn im Gegensatz dazu es in dem in Fig. 65B gezeigten Zustand gehalten wird, ermöglicht das Kugelventil BB die Verbindung zwischen ihnen. Der Verbindungsmechanismus TF dient dem Ausbilden eines Raumes zwischen dem Ventilmechanismus 311 und einem Filter F durch die gleiche Funktion wie bei dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf. Somit werden vorteilhafte Effekte sichergestellt, die durch das Flüssigkeitseinfüllverfahren erzielt werden können.
Im Übrigen wird bevorzugt, dass der durch die vorstehend erwähnten Ungleichungen wiedergegebene Aufbau zum Ausführen des Flüssigkeitseinführverfahrens mit der Hilfe einer (nicht gezeigten) Wiederherstellsaugeinrichtung für den Flüssigkeitsspeicherbehälter 303 angewendet wird.
Die vorliegende Erfindung erzielt ausgeprägte Effekte, wenn sie auf einen Aufzeichnungskopf oder ein Aufzeichnungsgerät, der/das Mittel zur Erzeugung von Wärmeenergie besitzt, wie elektrothermische Wandler oder Laserlicht, und der/das Änderungen in der Tinte durch die Wärmeenergie hervorruft, um Tinte auszustoßen, angewendet wird. Das beruht darauf, daß ein solches System eine Aufzeichnung mit hoher Dichte und hoher Auflösung erzielen kann.
Eine typische Konstruktion und ein typisches Funktionsprinzip hierfür sind im US-Patent Nr. 4 723 129 sowie Nr. 4 740 796 offenbart, und es ist vorzuziehen, dieses Grundprinzip anzuwenden, um ein solches System zu verwirklichen. Obgleich dieses System auf ein Tintenstrahlaufzeichnungssystem entweder des signalabhängigen oder des kontinuierlichen Typs anwendbar ist, ist es insbesondere für das signalabhängige Gerät geeignet. Das beruht darauf, daß das signalabhängige Gerät elektrothermische Wandler besitzt, von denen jeder an einer Schicht oder einem Flüssigkeitskanal, die/der Flüssigkeit (Tinte) zurückhält, angeordnet ist und in der folgenden Weise wirkt: erstens werden ein oder mehrere Treibersignale an die elektrothermischen Wandler gelegt, um Wärmeenergie in Übereinstimmung mit einer Aufzeichnungsinformation zu erzeugen; zweitens ruft die Wärmeenergie einen plötzlichen Temperaturanstieg hervor, der den Keimbildungssiedepunkt überschreitet, um so das Filmsieden an Erhitzungsteilen des Aufzeichnungskopfes zu verursachen; und drittens werden Blasen in Übereinstimmung mit den Treibersignalen in der Flüssigkeit (Tinte) zum Entstehen gebracht. Unter Anwendung des Anwachsens und Zusammenfallens der Blasen wird die Tinte von mindestens einer der Tintenausstoßdüsen des Kopfes ausgetrieben, um ein oder mehrere Tintentröpfchen zu bilden. Das Treibersignal in Form eines Impulses ist vorzuziehen, weil das Anwachsen und Zusammenfallen der Blasen augenblicklich und in geeigneter Weise durch diese Art eines Treibersignals erzielt werden können. Als ein Treibersignal in der Impulsform sind solche, wie in den US- Patenten Nr. 4 463 359 und Nr. 4 345 262 beschrieben ist, zu bevorzugen. Zusätzlich ist vorzuziehen, daß die Temperaturanstiegsrate der Erhitzungsteile, die im US-Patent Nr. 4 313 124 beschrieben ist, zur Anwendung kommt, um ein besseres Aufzeichnen ztu erreichen.
Die US-Patente Nr. 4 558 333 und Nr. 4 459 600 beschreiben die folgende Konstruktion eines Aufzeichnungskopfes, die bei der vorliegenden Erfindung einbezogen wird: diese Konstruktion umfaßt zusätzlich zu einer Kombination der Ausstoßdüsen, der Flüssigkeitskanäle und der elektrothermischen Wandler, die in den obigen Patenten beschrieben sind, an gebogenen Teilen angeordnete Erhitzungsteile. Darüber hinaus kann die vorliegende Erfindung auf Konstruktionen angewendet werden, die in den Japanischen offengelegten Patentanmeldungen Nr. 123 670/ 1984 und Nr. 138 461/1984 offenbart sind, um gleichartige Effekte zu erzielen. Die erstgenannte beschreibt eine Konstruktion, wobei ein allen elektrothermischen Wandlern gemeinsamer Schlitz als Ausstoßdüse der elektrothermischen Wandler verwendet wird, und die letztgenannte beschreibt eine Konstruktion, wobei in Übereinstimmung mit den Ausstoßdüsen Öffnungen ausgebildet sind, um durch die Wärmeenergie hervorgerufene Druckwellen zu absorbieren. Somit kann ohne Rücksicht auf den Typ des Aufzeichnungskopfes die vorliegende Erfindung ein Aufzeichnen absolut sicher und wirksam erzielen.
Die vorliegende Erfindung kann auch auf einen sog. Ganzzeilen- Aufzeichnungskopf Anwendung finden, dessen Länge der maximalen Länge quer über ein Aufzeichnungsmedium gleich ist. Ein solcher Aufzeichnungskopf kann aus einer Mehrzahl von miteinander zusammengefügten Aufzeichnungsköpfen bestehen oder ein einstückig angeordneter Aufzeichnungskopf sein.
Es ist ferner vorzuziehen, ein Regeneriersystem oder ein präliminäres Hilfssystem für einen Aufzeichnungskopf als ein konstituierendes Bauteil des Aufzeichnungsgeräts hinzuzufügen, weil sie dazu dienen, den Effekt der vorliegenden Erfindung zuverlässiger zu machen. Als Beispiele des Regeneriersystems gibt es eine Abdeckeinrichtung sowie eine Reinigungseinrichtung für den Aufzeichnungskopf und eine Druck- oder Saugeinrichtung für den Aufzeichnungskopf. Als Beispiele des präliminären Hilfssystems gibt es eine präliminäre Heizeinrichtung, die elektrothermische Wandler oder eine Kombination von anderen Heizelementen und den elektrothermischen Wandler verwendet, sowie eine Einrichtung, um einen präliminären Tintenausstoß unabhängig von dem Ausstoß für ein Aufzeichnen auszuführen. Diese Systeme sind für ein zuverlässiges Aufzeichnen effektiv.
Auch kann die Anzahl und die Art von Aufzeichnungsköpfen, die an einem Aufzeichnungsgerät anzubringen sind, verändert werden. Beispielsweise kann nur ein Aufzeichnungskopf, der einer einzigen Farbtinte entspricht, oder können mehrere Aufzeichnungsköpfe, die einer Mehrzahl von Tinten mit unterschiedlichen Farben oder unterschiedlicher Konzentration entsprechen, angewendet werden. Mit anderen Worten kann die vorliegende Erfindung effektiv auf ein Gerät Anwendung finden, das mindestens eine aus der monochromatischen, Mehrfarben- und Vollfarben-Betriebsarten aufweist. Die monochromatische Betriebsart führt hier ein Aufzeichnen unter Anwendung von lediglich einer Hauptfarbe, wie Schwarz, aus. Die Mehrfarbenbetriebsart führt ein Aufzeichnen unter Verwendung unterschiedlicher Farbtinten aus, während die Vollfarben- Betriebsart ein Aufzeichnen durch Farbmischung bewirkt.
Die vorliegende Erfindung ist höchst wirksam, wenn sie die Filmsiedeerscheinung zum Austreiben der Tinte anwendet.
Darüber hinaus kann das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das die vorliegende Erfindung verwendet, nicht nur in einem Bildausgabe- Endgerät einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie einem Computer, sondern auch in einer Ausgabevorrichtung eines ein Lesegerät einschließenden Kopiergeräts und in einer Ausgabevorrichtung eines Faksimilegeräts mit einer Übertragungs- und Empfangsfunktion verwendet werden.

Claims

1. Tintenbehälterkartusche (303) mit einer Umgebungslufteinlassöffnung (340) und einer Tintenausströmöffnung (330), die an ihr an voneinander verschiedenen Positionen derart ausgebildet sind, dass ermöglicht ist, dass die Tinte von der Tintenausströmöffnung (330) zu der Außenseite zugeführt wird, wobei in der Tintenbehälterkartusche ein aus einem porösen Material hergestelltes Tintenabsorptionselement (310) aufgenommen ist, wobei eine Vielzahl an Rippen (164, 201, 371, 372, 373, 374, 501, 601) entlang einer Innenwand der Tintenbehälterkartusche (303) so ausgebildet ist, dass ermöglicht wird, dass durch die Umgebungslufteinlassöffnung (340) hereingenommene Umgebungsluft über eine Fläche des Tintenabsorptionselements (310) an der Seite der Umgebungslufteinlassöffnung (340) und über zumindest eine Seitenfläche des Tintenabsorptionselements (310) verteilt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (164, 201, 371, 372, 373, 374, 501, 601) so eingerichtet sind, dass sie mit der Umgebungsluft von der Seite der Umgebungslufteinlassöffnung (340) über eine Fläche des Tintenabsorptionselements (310) an der Seite der Tintenausströmöffnung zu einem Abschnitt der Fläche des Tintenabsorptionselements (310) in Verbindung stehen, die an die Tintenausströmöffnung (330) grenzt.

2. Tintenbehälterkartusche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bewirkt wird, dass jede Rippe (164, 201, 371, 372, 373, 374, 501, 601) sich von der Position erstreckt, bei der eine ausreichende Menge an Luft in die Tintenbehälterkartusche (303) über die Umgebungslufteinlassöffnung (340) zu dem Ort, der in Bezug auf die Position mit der Fläche übereinstimmt, an der die Tintenausströmöffnung (330) ausgebildet ist, hereingenommen werden kann, ohne dass ein geschlossener Raum zwischen dem Tintenabsorptionselement (310) und der Innenwandfläche der Tintenbehälterkartusche ausgebildet ist.

3. Tintenbehälterkartusche gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenbehälterkartusche (303) einen parallelepipedförmigen oder kubischen Tintenabsorptionselementaufnahmeabschnitt hat, in dem das Tintenabsorptionselement (310) aufgenommen wird, und die Rippen (164, 201, 371, 372, 373, 374, 501, 601) an zumindest zwei Innenflächen des Tintenabsorptionselementaufnahmeabschnitts ausgebildet sind.

4. Tintenbehälterkartusche gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenbehälterkartusche (303) einen parallelepipedförmigen oder kubischen Tintenabsorptionselementaufnahmeabschnitt hat, in dem das Tintenabsorptionselement (310) aufgenommen wird, und die Rippen (164, 201, 371, 372, 373, 374, 501, 601) an zwei Flächen des Tintenabsorptionselementaufnahmeabschnitts abgesehen von der Fläche, an der die Umgebungslufteinlassöffnung (340) ausgebildet ist, und der Fläche, an der die Tintenausströmöffnung (330) ausgebildet ist, ausgebildet sind.

5. Tintenbehälterkartusche gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass 70% oder mehr des gesamten Flächenbereiches des Tintenabsorptionselements (310) gegenüber der Luft freigelegt ist, während ein Teil des Tintenabsorptionselements (310) mit den Rippen (164, 201, 371, 372, 373, 374, 501, 601) in Kontakt gelangt.