DE69404739T2

DE69404739T2 - Schreibgerät

Info

Publication number: DE69404739T2
Application number: DE69404739T
Authority: DE
Inventors: Jiro Hiro
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-05-13
Filing date: 1994-05-13
Publication date: 1998-01-02
Anticipated expiration: 2014-05-14
Also published as: JPH06320895A; US5556215A; JP2534821B2; EP0624483A1; DE69404739D1; EP0624483B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schreibgerät, mit einer hohlen, eine große Kapazität aufweisenden Zuführkammer
Im allgemeinen umfaßt ein flüssige Tinte aufnehmendes Schreibgerät ein Tintenreservoir, eine Spitze, einen Tinten-Zuführkanal zum Zuführen von Tinte vom Tintenreservoir zur Spitze, sowie ein sogenanntes Zuführelement, um den Druck im Tintenreservoir zu kompensieren.
Das Zuführelement kommuniziert nicht nur mit dem Tintenreservoir, sondern auch mit der Atmosphäre bzw. Umgebung. Das Zuführelement kann eine vorgegebene Tintenmenge aufnehmen bzw. halten. Wenn sich die Tinte im Tintenreservoir durch Temperaturänderungen oder dergleichen ausdehnt oder zusammenzieht, wird der Druck im Tintenreservoir konstant gehalten, indem die Tinte in das Zuführelement oder vom Zuführelement in das Reservoir rückgeführt wird. Wird die Tinte im Tintenreservoir verbraucht, wird eine der verbrauchten Tintenmenge entsprechende Luftmenge bzw. Luftvolumen aus der Umgebung dem Tintenreservoir durch das Zuführelement zugeführt, um den Druck im Tintenreservoir konstant zu halten.
Wie oben erläutert, wird das Zuführelement eingesetzt, um aus dem Tintenreservoir abgeführte Tinte temporär zu halten und die Tinte in den Innenraum des Tintenreservoirs rückzuführen. Das bekannte Zuführelement hält die Tinte durch Kapillarwirkung.
In den Fig. 1 bis 3 ist ein Schreibgerät mit einem Schreibgerätgehäuse 1 dargestellt, welches ein bekanntes Zuführelement 6 aufweist. Das Tintenreservoir 2 ist im Schreibgerätgehäuse 1 ausgebildet sowie ein Halteelement 3 für die Spitze am vorderen Ende des Schreibgerätes 1 vorgesehen. Die Spitze 4 weist eine Filzspitze oder dergleichen auf und ist am entfernten Ende des Halteelementes 3 für die Spitze ausgebildet. Ein Tintenzuführkanal 5 zum Zuführen von Tinte aus dem Tintenreservoir 2 zur Spitze 4 läuft durch die Achse des Halteelementes 3.
Im entfernten Endbereich des Halteelementes 3 für die Spitze ist das bekannte Zuführelement 6 angeordnet, welches eine große Anzahl an dünnen scheibenförmigen Flanschbereichen 7 und eine große Anzahl an ringförmigen engen Tintenaufnahmebzw. -haltespalten 8 aufweist, die zwischen den benachbarten Flanschbereichen 7 ausgebildet sind.
Im nahen Endbereich des Halteelementes 3 für die Spitze, in welchem die Flanschbereiche 7 ausgebildet sind, ist eine axiale, kontinuierlich verlaufende Atmosphären-verbindungsnut 9 vorgesehen, deren vorderes Ende mit der Umgebung bzw. Atmosphäre kommuniziert. In dem Teil des entfernten Endbereiches des Halteelementes 3 für die Spitze, welcher in Umfangsrichtung um 180º von der Atmosphären-verbindungsnut 9 getrennt ist, ist eine axial kontinuierlich verlaufende Tinten-Führungsnut 10 ausgebildet, deren Rückende mit dem Tintenreservoir 2 kommuniziert.
Wenn der Druck im Tintenreservoir 2 zunimmt, wird die Tinte aus dem Tintenreservoir 2 in die Tinten-Haltespalte 8 durch die Tinten-Führungsnut 10 gedrückt und in den Tintenhaltespalten 8 gespeichert. Durch die Kapillarwirkung wird die Tinte von beiden Seiten der Tinten-Führungsnut 10 zu den Tinten-Haltespalten 8 bewegt und sukzessive von der Innenseite zum Außenumfang aufgefüllt. Nach der Druckabnahme im Tintenreservoir 2 wird die Tinte in das Tintenreservoir 2 von den Tinten-Haltespalten 8 durch die Tinten-Führungsnut 10 zurückgezogen bzw. rückgeführt. Die komplette Tintenmenge in den Tinten-Haltespalten 8 wird durch die Kapillarwirkung ohne Unterbrechung in das Tintenreservoir 2 rückgeführt.
Wenn die Tinte im Zuführelement 6 verbraucht ist, wird Luft in das Tintenreservoir 2 durch den Atmosphären-Verbindungskanal 9, die Tinten-Haltespalten 8 und die Tinten-Führungsnut 10 zugeführt, um die Volumenverminderung der Tinte im Tintenreservoir 2 zu kompensieren.
Jeder Tinten-Haltespalt 8 ist ausreichend eng ausgebildet, um die Tinte durch die Kapillarwirkung zu halten. Die Breite des Tinten-Haltespaltes 8 ist in Richtung zum Tintenreservoir 2 enger ausgebildet, so daß die Innenseite des Tinten- Haltespaltes 8 eine höhere Kapillarkraft als dessen Außenseite aufweist. Dieser Aufbau ermöglicht, daß die Tinte des Tintenreservoirs 2 den Tinten-Haltespalt 8 von dessen Innenseite zu dessen Außenseite auffüllt. Die Breite der Tinten- Führungsnut 10 ist kleiner als die geringste Breite der Tinten-Haltespalten 8, um eine größere Kapillarwirkung als in den Tinten-Haltespalten 8 zu erzeugen, so daß eine Unterbrechung des Tintenflusses verhindert sowie ein Verbleib der Tinte in den Spalten unterbunden wird, wenn die Tinte zum Tintenreservoir 2 rückgeführt wird.
Jedoch weist das bekannte Zuführelement die folgenden Nachteile bzw. Probleme auf.
Zum einen muß das Volumen des Zuführelementes erhöht werden, um das momentane Erfordernis, das Reservoirvolumen zu vergrößern, zu erfüllen. Jedoch ist die Volumenzunahme des bekannten Zuführelementes begrenzt, da die engen, zwischen der großen Anzahl an Flanschbereichen ausgebildeten Tinten-Haltespalten den die Tinte haltenden bzw. aufnehmenden Raum vermindern, wodurch eine Zunahme des Tintenhaltevolumens des Zuführelementes erschwert wird.
Zum zweiten weist das Zuführelement 6 eine große Anzahl an dünnen Flanschbereichen 7 sowie die Tinten-Führungsnut 10 somit eine sehr enge Breite, wie etwa 0,1 mm auf. Wenn das Zuführelement 6 durch Gießen eines Kunststoffmaterials oder dergleichen hergestellt wird, ist die Gießform kostenintensiv und der Gießwirkungsgrad gering. Demzufolge muß ein hochwertiges Gießverfahren eingesetzt werden und sind die Herstellungskosten hoch, wenn ein derartiges Zuführelement produziert wird.
Zum dritten ist die Tinten-Führungsnut 10 eng und die Querschnittsfläche des Strömungskanals sehr schmal. Die engen Tinten-Haltespalten 8 kreuzen die Tinten-Führungsnut 10 und sind labyrinthförmig. Somit wird ein hoher Widerstand erzeugt, wenn die Tinte in die Tinten-Führungsnut 10 strömt. Wenn demzufolge das Schreibgerät abrupt mit der Spitze nach unten gerichtet umgedreht wird, nimmt der hydraulische Druck im Tintenreservoir 2 schlagartig zu. Da jedoch der Widerstand in der Tinten-Führungsnut 10, wie oben erläutert, groß ist, wird eine lange Zeitdauer in Anspruch genommen, bis die Tinte in das Zuführelement 6 strömt und die Änderung im hydraulischen Druckkopf kompensiert. In diesem Zustand kann folglich die Änderung des hydraulischen Druckkopfes nicht in kurzer Zeit kompensiert werden. Die Tintenzuführung zur Spitze ist groß und geschriebene Buchstaben oder dergleichen werden bei Schreibbeginn in unerwünschtem Maße dick.
GB-A-1 405 383 beschreibt ein Schreibinstrument mit einem zylindrischen Reservoir, einer Filzspitze und einem Tinten- Zuführkanal, welcher durch das Reservoir koaxial verläuft und das Reservoir mit der Filzspitze verbindet, so daß innerhalb des Reservoirs befindliche Tinte der Filzspitze durch die Kapillarwirkung des Zuführkanals zugeführt wird. Zwischen der inneren Umfangsfläche des Innenrohres der äußeren Umfangsfläche des Tinten-Zuführkanals ist somit ein sehr kleines ringförmiges Spiel ausgebildet, welches einen Luftspalt festlegt, so daß bei Zuführung von Tinte in den Luftkanal eine starke Kapillarwirkung darin erzeugt wird.
EP-A-0 097 474 beschreibt ein Schreibgerät entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1, welches ein Stiftelement und ein Tintenabsorptionselement aufweist. Zudem ist ein Spalt vorgesehen, welcher mit einem Tintenreservoir durch einen Kanal kommuniziert, der lediglich auf einem Bereich des Außenumfanges eines Gemeinschaftselementes ausgebildet ist. Der Querschnitt des Kanals ist größer als die Abmessung des Spaltes. Zudem ist die Kapillarwirkung des Kanals kleiner als diejenige des Spalts.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Schreibgerät mit einem Zuführelement zu schaffen, welches einen einfachen Aufbau und ein hohes Tinten-Aufnahmevolumen aufweist, wobei das Schreibgerät einfach und mit niedrigen Kosten herstellbar ist, ein hohes Ansprechvermögen auf Druckänderungen aufweist und mit hoher Genauigkeit betätigbar ist, um eine geeignete Zuverlässigkeit zu erzielen.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst; die Unteransprüche haben bevorzugte Ausgestaltungsformen der Erfindung zum Inhalt.
Der kapillarische Strömungskanal hält durch die Kapillarkraft die Tinte bzw. nimmt sie auf. Wenn der Druck im Tintenreservoir gleich oder im wesentlichen dem Umgebungsdruck bzw. Atmosphärendruck gleich ist, strömt die Tinte im Tintenreservoir aufgrund der Kapillarwirkung nicht in die Zuführkammer, welche als Tinten-Haltekraft wirkt.
Nach einer Druckzunahme im Tintenreservoir strömt die Tinte vom Tintenreservoir in die Zuführkammer durch den kapillanschen Strömungskanal. Ein Absenken des Druckes im Tintenreservoir führt zu einer Rückführung der in der Tintenkammer verbleibenden Tinte zum Tintenreservoir durch den kapillanschen Strömungskanal. Sobald die zum Tintenreservoir rückgeführte Tinte von der Zuführkammer während eines Schreibvor ganges verbraucht ist, wird Luft durch den atmosphärischen Verbindungskanal, die Zuführkammer und den kapillarischen Strömungskanal zugeführt und ein vorgegebener Druck im Tintenreservoir aufrechterhalten.
Wenn sich das hydraulische Druckgefälle abrupt aufgrund einer Änderung der Lage des Schreibgerätes ändert, strömt ein Teil der Tinte im Tintenreservoir in die Zuführkammer, wodurch die im Tintenreservoir gespeicherte Tintenmenge entsprechend variiert. Das Luftvolumen im Tintenreservoir ändert sich und somit wird auch der Druck im Tintenreservoir verändert, um die Variation des hydraulischen Druckgefälles zu kompensieren. Der kapillarische Strömungskanal ist vom Tinten-Zuführkanal getrennt vorgesehen. Hierdurch kann die Querschnittsfläche des kapillarischen Strömungskanals größer als diejenige des Tinten-Zuführkanals ausgebildet werden. Die Form des kapillarischen Strömungskanals ist einfach und dieser einfache Aufbau des kapillarischen Strömungskanals kann den Widerstand vermindern. Bei einer schnellen Lageänderung des Schreibgerätes wird Tinte vom Tintenreservoir zur Zuführkammer schnell zugeführt und eine Änderung im hydraulischen Druckgefälle mit einem geeigneten Ansprechvermögen kompensiert. Somit wird der Nachteil - das Schreiben wird zu Beginn in unerwünschtem Maße dick - vermieden, wenn ein Schreibvorgang aus einer anderen Lage des Schreibgerätes, mit der Spitze nach unten gekehrt, durchgeführt wird.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein ringförmiger kapillarischer Strömungskanal zwischen dem Außenumfang eines Trennelementes und dem Innenumfang des Schreibgerätgehäuses festgelegt. Die Breite des kapillarischen Strömungs kanals ist ausreichend schmal, um die notwendige Kapillarkraft einerseits zu erzielen sowie eine große komplette Querschnittsfläche des Strömungskanals zu erreichen.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein Widerstandselement oder ein Ventil- bzw. Absperrmechanismus im Tinten-Zuführkanal angeordnet, um eine Verbindung zwischen Tintenreservoir und Spitze zu erzielen. Das Widerstandselement liefert einen vorgegebenen Strömungswiderstand bei der vom Tintenreservoir zur Spitze zugeführten Tinte, so daß die zur Spitze zugeführte Tintenmenge gesteuert bzw. geregelt wird. Der Ventilmechanismus öffnet, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen der Spitze und dem Tintenreservoir erzeugt und Tinte in gleichmäßiger Form der Spitze zugeführt wird.
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung ersichtlich. Es zeigt:
Fig. 1 eine Längsschnittansicht eines Schreibgerätes mit bekanntem Zuführelement;
Fig. 2 eine Querschnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1;
Fig. 3 eine Querschnittansicht entlang der Linie 3-3 von Fig. 1;
Fig. 4 eine Längsschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine Querschnittansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 4;
Fig. 6 eine Querschnittansicht entlang der Linie 6-6 von Fig. 4;
Fig. 7 eine Längsschnittansicht eines zweiten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schreibgerätes;
Fig. 8 eine Längsschnittansicht eines dritten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schreibgerätes;
Fig. 9 eine Längsschnittansicht eines vierten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Schreibgerätes;
Fig. 10 eine Längsschnittansicht eines fünften Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Schreibgerätes;
Fig. 11 eine Querschnittansicht entlang der Linie 12-12 von Fig. 10;
Fig. 12 eine Längsschnittansicht eines sechsten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Schreibgerätes;
Fig. 13 eine Längsschnittansicht eines siebten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Schreibgerätes;
Fig. 14 eine Längsschnittansicht eines achten Ausführungsbeispieles des erfindungsgemäßen Schreibgerätes; und
Fig. 15 eine vergrößerte Längsschnittansicht einer Spitze und eines Absperrmechanismus von Fig. 14.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.
In den Fig. 4 bis 6 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schreibgerätes zum direkten Speichern von Flüssigtinte dargestellt. Ein Gehäuse 21 des Schreibgerätes ist zylindrisch sowie das Tintenreservoir 22 im hinteren Endbereich des Schreibgerätgehäuses 21 ausgebildet. Das hintere Ende des Tintenreservoirs 22 ist durch einen Verschluß verschlossen. Auf dem vorderen Ende des Schreibgerätes 21 ist ein Halteelement 23 für die Spitze vorgesehen, welches am entfernten Ende eine Spitze 24 mit einer Filzspitze oder dergleichen aufweist.
Eine Zuführkammer 26 ist im vorderen Bereich des Schreibge rätes 21 ausgebildet. Ein hohler zylindrischer Strömungs- Hemmbereich 29 steht axial nach innen vom mittleren Bereich der vorderen Endwand der Zuführkammer 26 vor. Die vordere Öffnung des Strömungs-Hemmbereiches 29 ist beabstandet vom Innenumfang der Zuführkammer 26 in dessen Mitte vorgesehen. Der Innenraum des Strömungs-Hemmbereiches 29 ist mit der Umgebung bzw. Atmosphäre durch einen Atmosphären-Verbindungskanal 30 verbunden, welcher am äußeren Umfangsbereich des Halteelementes 23 für die Spitze ausgebildet ist. Somit ist der Innenraum der Zuführkammer 26 mit der Atmosphäre verbunden und im Innenraum der Zuführkammer 26 verbleibende Tinte tritt nicht aus, selbst wenn das Schreibgerät seine Lage aus unterschiedlichen Positionen ändert.
Ein Trennelement 27 ist im Gehäuse 21 des Schreibgerätes vorgesehen, welches den Innenraum des Gehäuses 21 des Schreibgerätes in das Tintenreservoir 21 und die Zuführkammer 26 unterteilt. Das Trennelement 27 besteht aus einem synthetischen Kunststoffmaterial und ist scheibenförmig sowie dessen Außendurchmesser geringfügig kleiner als der Innendurchmesser des Gehäuses 21 des Schreibgerätes. Mehrere (etwa vier) Vorsprünge 32 sind am Außenumfang des Trennelementes 27 ausgestaltet. Das Trennelement 27 ist im Gehäuse 21 des Schreibgerätes mit dem vorderen Bereich jedes Vorsprunges 32 in engem Kontakt mit dem Innenumfang des Gehäuses 21 des Schreibgerätes preßgepaßt. Ein ringförmiger Raum ist zwischen dem Außenumfang des Trennelementes 27 und dem Innenumfang des Gehäuses 21 des Schreibgerätes ausgebildet. Der ringförmige Raum bildet einen kapillarischen Strömungskanal 31. Die Breite des Raumes wird auf einen Wert eingestellt, welcher eine vorgegebene Kapillarkraft erzielt. Das Tintenreservoir 22 ist mit dem Innenraum der Zuführkammer 26 durch den kapillarischen Strömungskanal 31 verbunden.
In der Mitte der Zuführkammer 26 ist ein axial verlaufender Tinten-Zuführkanal 28 ausgebildet, welcher durch ein Metallrohr mit einem kleinen Durchmesser gebildet ist. Der hintere Endbereich des Tinten-Zuführkanals 28 verläuft durch das Trennelement 27 und ist mit dem Tintenreservoir 22 verbunden. Der vordere Endbereich des Tinten-Zuführkanals 28 ist in den Strömungs-Hemmbereich 29 eingefügt und mit der Spitze 24 verbunden. Die Querschnittsfläche des Strömungskanals des Tinten-Zuführkanals 28 wird auf einen Wert eingestellt, welcher kleiner 1/10 der kompletten Querschnittsfläche des ringförmigen kapillarischen Strömungskanals 31 beträgt.
Die Betriebsweise des ersten Ausführungsbeispiels wird nachfolgend erläutert. In dem Tintenreservoir 22 befindliche Tinte wird der Spitze 24 durch den Tintenversorgungskanal 28 zugeführt. Tinte wird durch den kapillarischen Strömungskanal 31 mittels Kapillarwirkung gehalten. Da der kapillarische Strömungskanal einen engen ringförmigen Raum bildet, wird die Tinte gleichförmig durch die Kapillarwirkung des kapillarischen Strömungskanals in dessen kompletten Umfang aufgenommen bzw. gehalten. Der kapillarische Strömungskanal 31 ist durch die Kapillarwirkung der Tinte abgedichtet. Wenn der Druck in der kapillarischen Kammer 22 gleich oder im wesentlichen dem Atmosphärendruck gleich ist, strömt die Tinte nicht in die Zuführkammer 26.
Sobald sich die Luft im Tintenreservoir 22 aufgrund eines Temperaturanstieges oder dergleichen ausdehnt und der Druck im Tintenreservoir 22 zunimmt, strömt die Tinte vom Tintenreservoir 22 in die Zuführkammer 26 durch den kapillarischen Strömungskanal 31 und die Druckzunahme im Tintenreservoir 22 wird kompensiert, um den darin auftretenden Druck konstant zu halten. Wenn der Druck im Tintenreservoir 22 durch das Zusammenziehen der Luft im Tintenreservoir 22 aufgrund einer Temperaturabnahme und dergleichen vermindert wird, wird die in der Tinten-Zuführkammer 26 verbleibende Tinte in das Tintenreservoir 22 durch den kapillarischen Strömungskanal 31 rückgeführt. Somit wird die Temperaturabnahme im Tintenreservoir 22 kompensiert und der darin befindliche Druck konstant gehalten.
Da die Zuführkammer 26 hohl ist und Flanschbereiche oder dergleichen darin nicht existieren, weist es ein großes Volumen auf und kann somit eine große Tintenmenge speichern und halten. Die öffnung am vorderen Ende des Strömungs-Hemmbereiches 29 ist in der Mitte der Zuführkammer 26 beabstandet vom Innenumfang der Zuführkammer 26 angeordnet. Bei dieser Anordnung gelangt die Oberfläche der Tinte nicht an der vorderen öffnung des Strömungs-Hemmbereiches 29 an, solange Tinte akkumuliert ist, so daß sie das Niveau der axialen zentralen Linie des Schreibgerätes übersteigt. Folglich tritt die Tinte in der Zuführkammer 26 nicht aus, selbst wenn die Lage des Schreibgerätes auf irgendeine erdenkliche Weise verändert wird.
Beim ersten Ausführungsbeispiel weist der kapillarische Strömungskanal 31 einen engen ringförmigen Raum auf. Selbst wenn die Breite ausreichend klein ist, um eine vorgegebene Kapillarwirkung bzw. -kraft zu erzielen, kann somit die komplette Querschnittsfläche des Strömungskanals groß ausgestaltet werden. In Anbetracht dieser Tatsache kann die Querschnittsfläche des kapillarischen Strömungskanals 31 in einfacher Form auf einen Wert eingestellt werden, welcher größer als das Zehnfache der Querschnittsfläche des Tinten- Zuführkanals 28 ist. Der kapillarische Strömungskanal 31 ist kurz und einfach ausgestaltet. Somit wirkt auf die Tinte eine geringe Reibungskraft, wenn die Tinte in den kapillarischen Strömungskanal 31 strömt und die Tinte fließt sehr schnell zwischen das Tintenreservoir 22 und die Zuführkammer 26, wenn der Druck im Tintenreservoir 22 variiert, so daß ein hohes Ansprechvermögen zur Kompensation der Druckänderung der Tinte im Tintenreservoir 22 erzielbar ist. Wenn das hydraulische Druckgefälle der Tinte im Tintenreservoir 22 abrupt durch eine schnelle Lageänderung des Schreibgerätes geändert wird, so daß die Spitze 24 beim Schreibvorgang nach unten gerichtet ist, bewegt sich die Tinte schnell vom Tintenreservoir 22 in die Zuführkammer 26, um die Druckänderung in schneller Form zu kompensieren. Bei diesem Aufbau wird die Tinte nicht übermäßig zur Spitze zugeführt und das Geschriebene wird bei Schreibbeginn nicht in unerwünschter Form sehr dick.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das erste Ausführungsbeispiel beschränkt. Fig. 7 zeigt beispielsweise ein zweites Ausführungsbeispiel, bei welchem ein kapillarischer Rückflußkanal 42 in der Zuführkammer 26 angeordnet ist und sich entlang deren Innenumfang erstreckt. Mit anderen Worten ist ein Rückflußkanalrohr 40 in der Zuführkammer 26 aufgenommen. Das Rückflußkanalrohr bzw. das Rückflußrohr 40 ist hohl, zylindrisch und weist eine dünne Dicke auf. Dessen Außendurchmesser ist geringfügig kleiner als der Innendurchmesser der Zuführkammer 26. Mehrere Vorsprünge 41 sind auf dem Außenumfang von dessen beiden Endbereichen ausgebildet. Das Rückflußrohr 40 ist in die Zuführkammer 26 mit den Vorsprüngen 41 in Kontakt mit dem Innenumfang der Zuführkammer 26 preßgepaßt. Zwischen dem Außenumfang des Rückflußrohres 40 und dem Innenumfang der Zuführkammer 26 ist ein enger ringförmiger Raum ausgebildet, welcher eine vorgegebene Kapillarwirkung bzw. -kraft erzielt. Der Raum bildet den kapillarischen Rückflußkanal 42.
Zwischen dem Trennelement 27 und der Endfläche des Rückflußrohres 40 - auf der Seite des Tintenreservoirs 22 - ist ein enger ringförmiger Raum in der Größenordnung von 0,1 mm ausgebildet. Der Raum bildet einen Rückfluß-Verbindungskanal 43. Mehrere Vorsprünge 45, welche eine vorgegebene Breite des Rückfluß-Verbindungskanals 43 beibehalten, verlaufen von der hinteren Endfläche des Rückflußrohres 40. Im vorderen Ende des Rückflußrohres 40 sind mehrere Kerben 44 ausgebildet, welche den Widerstand aufgrund der Kapillarkraft verringern, wenn Tinte vom kapillarischen Rückflußkanal 42 zur Zuführkammer 26 strömt.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel wird die Tinte sowohl im kapillarischen Rückflußkanal 42 als auch im Rückfluß-Verbindungskanal 43 durch die Kapillarwirkung gehalten. Somit kommuniziert der kapillarische Rückflußkanal 42 im wesentlichen mit dem kapillarischen Strömungskanal 31. Wenn das Schreibgerät eine Lage mit der Spitze nach unten gerichtet einnimmt und der Druck im Tintenreservoir 22 vermindert wird, strömt Tinte in die Zuführkammer 26 vom vorderen Ende des Rückflußrohres 40 in den kapillarischen Rückflußkanal 42 und wird zum Tintenreservoir 22 durch den kapillarischen Strmungskanal 31 rückgeführt. Wenn das Schreibgerät eine mit der Spitze nach oben gerichtete Lage einnimmt, strömt Tinte von der Zuführkammer 26 in den kapillarischen Strömungskanal 31 durch den Rückfluß-Verbindungskanal 34 und wird zum Tintenreservoir 22 rückgeführt. Somit bleibt die Tinte nicht in der Zuführkammer 26, sondern wird in das Tintenreservoir 22 rückgeführt, selbst wenn das Schreibgerät des zweiten Ausführungsbeispieles irgendeine Position einnimmt.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist der kapillarische Strömungskanal 31 im allgemeinen mit dem kapillarischen Rück flußkanal 42 verbunden. Der kapillarische Rückflußkanal 42 verläuft vom vorderen Ende der Zuführkammer 26 und weist eine im wesentlichen der Länge des Tinten-Zuführkanals 28 entsprechende Länge auf. Wenn ein Schreibvorgang mit nach unten gerichteter Spitze durchgeführt wird, wird der Druck im Tintenreservoir 22 durch das hydraulische Druckgefälle entsprechend der Länge des kapillarischen Rückflußkanals 42 abgesenkt. Der Grad des verminderten Druckes entspricht im wesentlichen dem hydraulischen Druckgefälle der Tinte, welches der Länge des Tinten-Zuführkanals 28 gleicht. Das hydraulische Druckgefälle der Tinte entsprechend der Länge des Tinten-Zuführkanals 28 wird ausgeschaltet, so daß der an die Spitze 24 angelegte Tintendruck konstant gehalten und die Tintenzuführung stabilisiert wird. Der Aufbau und die Betriebsweise des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht demjenigen des ersten Ausführungsbeispiels, ausgenommen dem oben beschriebenen Aufbau und der oben beschriebenen Wirkungsweise.
Fig. 8 zeigt ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welcher ein Rückflußkanalrohr bzw. Rückflußrohr 50 analog demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels einstückig mit dem Trennelement 27 ausgebildet ist. Eine Rückfluß-Verbindungsöffnung 53 mit kleinem Durchmesser, welche eine Kapillarkraft bzw. -wirkung liefert, ist im nahen Endbereich des Rückflußrohres 50 anstelle der ringförmigen Rückfluß-Verbindungsnut des zweiten Ausführungsbeispiels angeordnet. Der Aufbau des dritten Ausführungsbeispiels entspricht demjenigen der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele, ausgenommen dem Aufbau der Rückfluß-Verbindungsöffnung 53.
In Fig. 9 ist ein viertes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung dargestellt, in welchem ein zylindrisches kapillarisches Rückflußelement 60, das aus einem porösen Material, wie etwa Filz besteht und als kapillarischer Rückfluß kanal wirkt, in der Zuführkammer 26 vorgesehen ist. Ausgenommen diesem Element entspricht der Aufbau des vierten Ausführungsbeispieles demjenigen der ersten und zweiten Ausführungsbeispiele.
Die Fig. 10 und 11 zeigen ein fünftes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieses Ausführungsbeispiel ist im wesentlichen dem dritten Ausführungsbeispiel von Fig. 8 gleich, jedoch treten Unterschiede darin auf, daß ein zweiter ringförmiger, kapillarischer Kanal 31a zwischen dem Außenumfang des vorderen Bereiches eines Tintenzuführkanals 28a und dem Trennelement 27 ausgebildet ist. Vom Innenumfang des Tintenzuführkanals 28a erstrecken sich mehrere feine bzw. leichte Vorsprünge 71 nach innen, von denen jeder eine Verzweigungsstruktur bzw. -form aufweist, so daß ein Strömungskanal mit einem komplizierten Querschnitt durch die Vorsprünge 71 im Tintenversorgungskanal 28a, wie in Fig. 11 dargestellt, festgelegt wird. Wenn die Tinte in den Tinten Zuführkanal 28a strömt, wird ein vorgegebener Strömungswiderstand durch den Tinten-Zuführkanal 28a auf die Tinte aufgebracht. Somit wird die maximale Tinten-Strömungsmenge, welche vom Tintenreservoir 22 der Spitze 24 zugeführt wird, begrenzt und kann die der Spitze 24 zugeführte Tintenmenge in stabiler bzw. gleichmäßiger Form gesteuert bzw. geregelt werden.
Fig. 12 zeigt ein sechstes Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen demjenigen des dritten Ausführungsbeispiels gleicht. Es unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel dadurch, daß eine stabförmige kapillarische Stange 72, welche aus porösem Material, wie etwa Faserbündel besteht, in den rohrförmigen Tinten-Zuführkanal 28 eingefügt ist. Die stangenförmige bzw. rohrförmige kapillarische Stange 72 verläuft durch das Tintenreservoir 22 und das hintere Ende der rohrförmigen kapillarischen Stange 72 reicht bis zum hinteren Ende des Tintenreservoirs 22. Das sechste Ausführungsbeispiel ist für einen weißen Marker geeignet, dessen Spitze 24 eine Filzspitze ist. Da weiße Zeichen mit einem weißen Marker bzw. "White Marker" auf eine (weiße) Tafel aufgebracht werden, welche im wesentlichen vertikal angeordnet ist, wird der weiße Marker horizontal oder mit der Spitze leicht nach oben gerichtet (in den meisten Fällen) verwendet. In diesen Fällen bleibt die Tinte im Tintenreservoir 22 im hinteren Endbereich des Tintenreservoirs 22 bei den bekannten weißen Markern. Bei diesem Ausführungsbeispiel verläuft jedoch die kapillarische Stange 72 zum hinteren Ende des Tintenreservoirs 22, wodurch Tinte durch die Kapillarwirkung angesaugt und der Spitze zugeführt werden kann.
Wenn der weiße Marker mit der Spitze nach unten gerichtet verwendet wird, bietet die rohrförmige kapillarische Stange 72 einen großen Strömungswiderstand gegenüber in den Tinten-Zuführkanal 28 strömende Tinte. Folglich kann die der Spitze 24 zugeführte Tintenmenge analog dem siebten Ausführungsbeispiel gesteuert bzw. geregelt werden.
Fig. 13 zeigt ein siebtes Ausführungsbeispiel, welches im wesentlichen demjenigen des dritten in Fig. 8 dargestellten Ausführungsbeispiel entspricht. Der Unterschied ist darin zu sehen, daß ein Absperr- bzw. Ventilmechanismus 75 im Tinten-Zuführkanal 28 angeordnet ist, um eine Verbindung des Tintenreservoirs 22 mit der Spitze 24 zu bewirken. Ein rohrförmiger Haltebereich 76 verläuft vom hinteren Ende des Trennelementes 27 und ein becherförmiger Ventilkurper 77 aus synthetischem Gummimaterial oder dergleichen ist im Haltebereich 76 angeordnet, um die Verbindung zwischen dem Tintenreservoir 22 und der Spitze 24 zu unterbrechen. Eine in Umfangsrichtung verlaufende abgeschnittene Nut 78 ist in einem Teil der Umfangswand des becherförmigen Ventilkörpers 77 ausgebildet. Die geschnittene bzw. abgeschnittene Nut 78 wird durch die elastische Kraft des Gummiventilkörpers 77 im Ruhezustand geschlossen. Wenn jedoch in der Spitze 24 enthaltene Tinte bei Betrieb bzw. Einsatz des Schreibgerätes verbraucht wird, sinkt der Druck in der Spitze 24 unter denjenigen im Tintenreservoir 22 ab und die Druckdifferenz zwischen der Spitze 24 und dem Tintenreservoir 22 verformt den becherförmigen bzw. tassenförmigen Ventilkörper 77, so daß die Nut 78 geöffnet wird. Somit wird Tinte vom Tintenreservoir 22 der Spitze 24 durch die abgeschnittene Nut 78 zugeführt. Der Ventilmechanismus 75 öffnet sich und Tinte wird lediglich zugeführt, wenn eine vorgegebene geringe Druckdifferenz zwischen der Spitze und dem Tintenreservoir nach dem Verbrauch von in der Spitze enthaltener Tinte beim Schreibvorgang erzeugt wird. Somit wird die der Spitze 24 zugeführte Tintenmenge stabilisiert und die Dicke beim Schreiben fortwährend konstant gehalten.
Die Fig. 14 und 15 zeigen das achte Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, welches mit einem Ventilmechanismus 80 mit ähnlicher Funktion wie der Ventilmechanismus 75 des in Fig. 13 dargestellten siebten Ausführungsbeispiels sowie einer kapillarischen Stange 72, wie in Fig. 12 gezeigt, aus gebildet ist. Die kapillarische Stange 72 verläuft vom hinteren Ende des Tintenreservoirs 22 und der Ventil- bzw. Absperrmechanismus 80 ist in dem Halteelement 23 für die Spitze aufgenommen. Wie in Fig. 15 dargestellt, ist ein Ventilgehäusebereich 81 im Halteelement 23 für die Spitze ausgebildet und ein aus einem elastischen Material, wie etwa synthetischem Gummi bestehender stopfenförmiger Ventilkörper 82 in den Ventilgehäusebereich 81 eingefügt, um die Verbindung zwischen der Spitze 24 und dem Tinten-Zuführkanal 28 (das heißt dem Tintenreservoir 22) zu unterbrechen. Ein Lippenbereich 83 ist einstückig mit dem Ventilkörper 82 ausgebildet und verläuft von dessen Außenumfang radial nach außen. Der Lippenbereich 83 befindet sich in leichtem Kontakt sowie flüssigkeitsundurchlässigen Zustand mit dem Innenumfang des Ventilgehäusebereiches 81. Die Spitze 24 (das hintere Ende einer Filzspitze etwa) stößt gegen das vordere Ende des stopfenförmigen Ventilkörpers 82 an, so daß eine Bewegung des Ventilkörpers 82 verhindert wird.
Lediglich wenn in der Spitze enthaltene Tinte beim achten Ausführungsbeispiel verbraucht wird und eine kleine Druckdifferenz zwischen der Spitze 24 und dem Tintenreservoir 22 erzeugt wird, wird der Lippenbereich 83 verformt und eine gesteuerte bzw. geregelte Tintenmenge der Spitze 24 zugeführt, analog dem siebten Ausführungsbeispiel.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise ist die Spitze nicht auf eine Filzspitze beschränkt, sondern kann aus jedem anderen Material bestehen. Der Aufbau des kapillarischen Kanals ist nicht auf einen der oben genannten begrenzt, sondern kann aus einem Kanal bestehen, welcher die notwendige Strömungs-Querschnittsfläche liefert.

Claims

1. Schreibgerät, mit:

einem Schreibgerät-Gehäuse (21) mit einem vorderen Ende;

einer Spitze (24), welche am vorderen Ende des Schreibgerätgehäuses angeordnet ist;

einem Tintenreservoir (22), welches im Schreibgerätgehäuse zur Aufnahme von Tinte ausgebildet ist;

einem Tinten-Zuführkanal (28) zum Zuführen von Tinte vom Tintenreservoir zur Spitze;

einer hohlen Zuführkammer (26), welche im Schreibgerätgehäuse (21) ausgebildet ist;

einem Verbindungskanal (29, 30) zur Atmosphäre, um eine Verbindung zwischen der Zuführkammer (26) und der Atmosphäre zu erzielen; und

einem kapillarischen Strömungskanal (31), welcher getrennt vom Tinten-Zuführkanal (28) ausgebildet ist, um eine Verbindung des Tintenreservoirs (22) mit der Zuführkammer (26) zu erzeugen, wobei der kapillarische Strömungskanal (31) eine derart kleine Querschnittsfläche aufweist, daß die Tinte im kapillarischen Strömungskanal (31) aufgrund der Oberflächenspannung der Tinte gehalten wird,

wobei das Schreibgerätgehäuse (21) einen Innenraum und einen Innenumfang aufweist sowie ein Trennelement (27) umfaßt, welches einen Außenumfang aufweist und den Innenraum des Schreibgerätgehäuses (21) in das Tintenreservoir (22) und die Zuführkammer (26) unterteilt, dadurch gekennzeichnet,

daß der kapillarische Strömungskanal (31) einen ringförmigen zwischen einem Innenumfang des Schreibgerät-Gehäuses (21) und dem Außenumfang des Trennelementes (27) ausgebildeten Raum aufweist.

2. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführkammer (26) einen zentralen Bereich und einen hohlen Strömungs-Hemmbereich (29) aufweist, welcher sich axial vom zentralen Bereich der Zuführkammer (26) erstreckt, wobei der Strömungs-Hemmbereich (29) ein zur Zuführkammer (26) geöffnetes entferntes Ende und ein mit der Atmosphäre verbundenes nahes Ende umfaßt, der Strömungs-Hemmbereich (29) einen Teil des Atmosphären- Verbindungskanals bildet und der Tinten-Zuführkanal (28) ein Rohr mit einem kleinen Durchmesser umfaßt, welches in den Strömungs-Hemmbereich (29) axial eingefügt ist.

36 Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführkammer (26) einen Innenumfang und ein zylindrisches Rückflußrohr (40) mit einem Außenumfang aufweist, und der Innenumfang der Zuführkammer (26) und der Außenumfang des Rückflußrohres (40) zwischen sich einen schmalen Raum festlegen, welcher den kapillarischen Rückflußkanal (42) bildet.

4. Schreibgerät nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückflußrohr (40) einstückig mit dem Trennelement (27) ausgebildet ist.

5. Schreibgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tinten-Zuführkanal (28), welcher das Tintenreservoir mit der Spitze (24) verbindet, einen Strömungswiderstand für die Tinte erzeugt, welche im Tinten-Zuführkanal (28) strömt.