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Die
Erfindung betrifft im Allgemeinen eine Tintenzufuhrvorrichtung und
einen Tintenbehälter, der
auf einem Schreibwagen befestigt ist, der einen Aufzeichnungskopf
vom Tintenstrahltyp darauf trägt, und
insbesondere eine Tintenzufuhrvorrichtung, die Tinte in einem Behälter bei
einem konstanten negativen Druck hält unabhängig von der Tinte, die von
einem Aufzeichnungskopf verbraucht wird, um dadurch Tinte mit großer Genauigkeit
zum Aufzeichnungskopf zuzuführen.
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Ein
herkömmlicher
Tintenstrahldrucker umfasst einen Schreibwagen, auf dem ein Aufzeichnungskopf
vom Tintenstrahltyp befestigt ist. Der Aufzeichnungskopf übt Druck
auf eine Druckerzeugungskammer in Verbindung mit einer gemeinsamen Tintenkammer
und einer Düsenöffnung aus,
um dadurch zu verursachen, dass Tintentropfen aus der Düsenöffnung herausgespritzt
werden. Der Aufzeichnungskopf umfasst des Weiteren eine Tintenpatrone, um
Tinte zum Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp zuzuführen. Auf
diese Weise werden, wenn der Schreibwagen sich hin und her bewegt,
die Tintentropfen entsprechend den zu druckenden Daten auf das Aufzeichnungspapier
herausgespritzt.
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Bei
einem früheren
Tintenstrahldrucker, der in Dokument
EP 0 581 531 A1 oder in Dokument
EP 0 580 433 A1 beschrieben
ist, ist die Düsenöffnung des
Aufzeichnungskopfes an einer Stelle angeordnet, die niedriger gelegen
ist als die Tintenflüssigkeitsoberfläche der
Tintenpatrone. Daher wird ein Kopfdruck auf die Düsenöffnung ausgeübt. Um diesen
Druck aufzunehmen, wird ein poröses
elastisches Element aus Schaum, Gummi oder ähnlichem in der Tintenpatrone
gelagert und der Druck der Tintenpatrone wird auf Grund der Oberflächenspannung des
porösen
elastischen Elementes etwas niedriger als die Düsenöffnung gesetzt, um zu vermeiden, dass
die Tinte aus der Düsenöffnung austritt.
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Diese
Struktur löst
nicht alle Druckprobleme. Zum Beispiel wenn der Verbrauch an Tinte
fortschreitet, so dass die Menge an Tinte, die im porösen elastischen
Element absorbiert ist, auf eine kleine Menge verringert wird, dann
wird die Oberflächenspannung des
porösen
elastischen Elementes erhöht.
Daher ist die Zufuhr der Tinte zum Aufzeichnungskopf nicht stabil,
so dass die Tinte, die in der Patrone gelagert ist, nicht vollständig verbraucht
werden kann. Außerdem
muss, da die Menge an Tinte, die in der Patrone gelagert werden
soll, um eine Menge verringert wird, die dem tatsächlichen
Volumen des porösen
elastischen Elementes entspricht, die Größe der Tintenpatrone erhöht werden,
um das größere Volumen
auszugleichen. Des Weiteren besteht eine Möglichkeit, dass Luftblasen,
die im porösen
elastischen Element enthalten sind, in den Aufzeichnungskopf gelangen.
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US-Patent
Nr. 4,794,409 wurde entwickelt, um einige der oben genannten Probleme
zu überwinden.
Dieses Patent offenbart ein Tintenzufuhrsystem, bei dem ein poröses Element
zusammengedrückt und
zwischen einem Tintenbehälter,
der nicht in Verbindung mit der Luft steht, und einem Aufzeichnungskopf
auf so eine Weise eingesetzt wird, dass Kapillarräume in einem
Teil des porösen
Elementes gebildet werden. Des Weiteren ist angrenzend an das poröse Element
ein Hohlraum gebildet, der als Tintenspeicher dient. Bei diesem
Aufbau wird die Tinte des Tintenbehälters in den Tintenspeicher
abgegeben und die Tinte wird vom Tintenspeicher durch das poröse Element
zum Aufzeichnungskopf zugeführt,
um auf Grund der Kapillarkraft des porösen Elementes einen negativen
Druck auf den Aufzeichnungskopf auszuüben. Allerdings kann die Tinte,
da der Tintenbehälter, der
Tintenspeicher und die Kapillarräume
alle als geschlossene Bereiche ausgebildet sind, nicht gleichmäßig vom
Tintenbehälter
zum Aufzeichnungskopf zugeführt
werden.
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Um
das oben angeführte
Problem zu lösen, ist
es möglich,
eine Struktur bereitzustellen, wie sie in 25(a), 25(b) und 25(c) gezeigt ist. Unter
Bezugnahme auf 25(a) ist
ein feines Rohr C mit einem unteren Abschnitt B eines Tintenbehälters A
verbunden. Ein Raum D des Tintenbehälters A ist für eine Lüftungsöffnung E
des feinen Rohres C offen. Tinte wird von einer Tintenzufuhröffnung F
des unteren Abschnittes B zu einem Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp
zugeführt.
Aufbauend auf dieser Struktur kann die Luft von einem unteren Abschnitt
G des feinen Rohres C eintreten, um dadurch Luftblasen K zu erzeugen,
bevor der Raum D in Verbindung mit der Lüftungsöffnung E gebracht werden kann.
wie in 25(b) gezeigt,
funktioniert der Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp wie eine
Saugpumpe P, wenn der Druck des Raumes D des Tintenbehälters A
auf ein Niveau absinkt, um die Kapillarkraft des feinen Rohres C
zu überwinden.
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Auf
Grund des oben beschriebenen Vorganges ist es möglich, den Raum D des Tintenbehälters A
bei einem negativen Druck zu halten, um den Druckvorgang des Aufzeichnungskopfes
vom Tintenstrahltyp aufrechtzuerhalten. Beim grafischen Drucken
oder ähnlichem,
wo der Aufzeichnungskopf eine große Menge an Tinte verbraucht,
kommt allerdings die Luftzufuhr durch das feine Rohr C nicht mit der
Menge an Tinte mit, die vom Aufzeichnungskopf verbraucht wird. Daher
wird der negative Druck im Raum D des Tintenbehälters A erhöht, so dass die Zufuhr an Tinte
zum Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp häufig still steht, wodurch der
Druckvorgang des Aufzeichnungskopfes vom Tintenstrahltyp unterbrochen
wird, wie in 25(c) gezeigt.
Zusätzlich gibt
es, wenn die Flüssigkeitsoberfläche der
Tinte bis zum unteren Abschnitt G des feinen Rohres C absinkt, keine
Kapillarkraft im feinen Rohr C. Dadurch kann der negative Druck
von Raum D nicht aufrechterhalten werden. Als Folge davon kann eine
große Menge
an Tinte zugeführt
werden, was bewirkt, dass Tinte ausläuft und Luftblasen in den Aufzeichnungskopf
vom Tintenstrahltyp eintreten.
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Daher
ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen Tintenbehälter und
eine Tintenzufuhrvorrichtung bereitzustellen, um die oben genannten
Probleme zu beheben.
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Dieses
Problem wird durch einen Tintenbehälter, wie im unabhängigen Anspruch
1 definiert, und eine Tintenzufuhrvorrichtung, wie im unabhängigen Anspruch
25 definiert, gelöst.
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Weitere
vorteilhafte Aspekte und Details der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen, der
Beschreibung und den Zeichnungen hervor. Die Ansprüche sollen
als erster, nicht einschränkender Versuch
verstanden werden, die Erfindung allgemein zu definieren.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Tintenzufuhrvorrichtung bereit,
die Tinte in einem Tintenbehälter
bei konstantem negativen Druck halten kann, ungeachtet der Menge
an Tinte, die durch einen Aufzeichnungskopf verbraucht wird, um
dadurch die Tinte genau zum Aufzeichnungskopf zuzuführen.
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Allgemein
gesprochen ist gemäß der Erfindung
eine Tintenzufuhrvorrichtung zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker
bereitgestellt, der einen Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp
zum Abgeben von Tinte aufweist. Die Tintenzufuhrvorrichtung umfasst
einen Träger
mit einer ersten Seite und einer zweiten Seite. Der Aufzeichnungskopf
vom Tintenstrahltyp wird an der ersten Seite des Trägers befestigt.
Der Träger
umfasst wenigstens einen Raum zum Aufnehmen von wenigstens einem
porösen
Element, das eine Affinität
für Tinte
aufweist. Der Tintenbehälter
umfasst einen geschlossenen Raum zur Lagerung von Tinte. Der Tintenbehälter ist
abnehmbar an der zweiten Seite des Trägers befestigt. Der Tintenbehälter umfasst
des Weiteren wenigstens eine Öffnung
zur Verbindung mit dem Träger.
Ein Tintenzufuhrkanal ist zwischen dem Träger und dem Aufzeichnungskopf
vom Tintenstrahltyp angeordnet. Eine Lüftungsöffnung ist auf dem Träger angeordnet, um
Luft aufzunehmen. Die Lüftungsöffnung steht
mit dem wenigstens einen porösen
Element in Kontakt. Von dieser Anordnung ausgehend strömt Tinte,
die im Tintenbehälter
gelagert wird, von der Öffnung
des Tintenbehälters
durch den Tintenzufuhrkanal in den Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp.
Der Tintenbehälter
steht mit der Luft in Verbindung, die durch die Lüftungsöffnung aufgenommen
wird, die mit dem wenigstens einen porösen Element in Verbindung steht.
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In
einem weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Tintenzufuhrvorrichtung
bereitgestellt, die Tinte in einem Tintenbehälter bei einem konstanten negativen
Druck halten kann ungeachtet der Menge an Tinte, die durch den Aufzeichnungskopf
verbraucht wird, um dadurch die Tinte genau zum Aufzeichnungskopf
zuzuführen.
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Gemäß einem
noch anderen Aspekt der Erfindung werden die Kosten für die Herstellung
einer Tintenzufuhrvorrichtung gesenkt.
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Für ein besseres
Verständnis
der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung Bezug genommen,
die im Zusammenhang mit den begleitenden Zeichnungen vorgenommen
wird, wobei:
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1 eine perspektivische Ansicht
einer Aufzeichnungsvorrichtung vom Tintenstrahltyp ist;
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2(a) eine Seitenansicht
einer ersten Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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2(b) eine Draufsicht auf
das poröse
Element ist, das in 2(a) verwendet
wird;
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3 eine teilweise vergrößerte Schnittansicht
der Struktur der Öffnung
ist, die in der Tintenzufuhrvorrichtung von 2(a) ausgebildet ist;
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4 ein Blockdiagramm des
Tintenendfühlers
von 2(a) ist;
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5 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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6 eine Seitenschnittansicht
einer noch anderen Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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7 eine Seitenschnittansicht
einer noch anderen Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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8 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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9 eine Seitenschnittansicht
einer noch anderen Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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10 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Tintenzufuhrvorrichtung ist;
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11 eine Seitenschnittansicht
einer Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
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12 eine auseinander gezogene
perspektivische Ansicht der Tintenzufuhrvorrichtung von 11 ist;
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13 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
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14 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
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15 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
eines Tintenbehälters
gemäß der Erfindung
ist;
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16 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
eines Tintenbehälters
gemäß der Erfindung
ist;
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17 eine Seitenschnittansicht
eines veranschaulichenden Beispiels eines Tintenbehälters ist,
der nicht Teil der Erfindung ist;
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18 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung ist;
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19(a) eine Seitenschnittansicht
des Tintenbehälters
von 18 ist;
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19(b) eine Seitenschnittansicht
des Tintenbehälters
von 18 ist und den Zustand
des Tintenverbrauchs zeigt;
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20(a) eine Seitenschnittansicht
des Tintenbehälters
von 18 ist und einen
Zustand davon zeigt, bevor die Tinte in den Tintenbehälter geleert wird;
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20(b) eine Seitenschnittansicht
des Tintenbehälters
von 18 ist und einen
Zustand davon zeigt, wenn die Tinte in den Tintenbehälter geleert wird;
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21 eine Diagrammansicht
von der Menge des Tintenverbrauchs und von Variationen eines negativen
Drucks innerhalb des Tintenbehälters
von 18 ist;
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22 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
eines Tintenbehälters
gemäß der Erfindung
ist;
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23 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
eines Tintenbehälters
gemäß der Erfindung
ist;
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24 eine Seitenschnittansicht
einer anderen Ausführungsform
eines Tintenbehälters
gemäß der Erfindung
ist; und
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25(a), 25(b) und 25(c) Ansichten
eines Tintenzufuhrvorganges sind, wie sie gemäß dem Stand der Technik durchgeführt werden
sollen.
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Es
wird zuerst auf 1 Bezug
genommen, die eine Aufzeichnungsvorrichtung vom Tintenstrahltyp
zum Befestigen einer Tintenpatrone auf einer Tintenzufuhrvorrichtung
zeigt.
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Ein
Aufzeichnungskopf vom Tintenstrahltyp 2 wird auf einem
Schreibwagen 1 befestigt. Der Aufzeichnungskopf 2 wird
an der unteren Oberfläche
des Schreibwagens 1 angeordnet, während ein Tintenbehälter 3,
der eine Tintenzufuhrvorrichtung bildet, abnehmbar an der oberen
Oberfläche
des Schreibwagens 1 befestigt wird. Ein Schrittmotor 4 ist
bereitgestellt, um den Schreibwagen 1 parallel zu einer Schreibwalze 7 durch
einen Synchronriemen 13 zu bewegen, der sich zwischen dem
Schrittmotor 4 und einer Schleppwalze 6 erstreckt,
die an einem Ende eines Basiselementes 5 bereitgestellt
ist. Der Schreibwagen 1 bewegt sich ebenfalls auf einem Führungselement 11.
Ein flexibles Kabel 12 gibt ein Antriebssignal an den Aufzeichnungskopf 2 weiter, um
Tinte auf das Aufzeichnungspapier 14 abzugeben.
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Eine
Abdeckungsanordnung 8 ist außerhalb eines Druckbereiches
angeordnet. Wenn die Tintenzufuhrvorrichtung außer Betrieb ist, dichtet die
Abdeckungsanordnung 8 die Düsenoberfläche des Aufzeichnungskopfes 2 mit
einem Deckelelement 9 davon ab. Wenn eine Tintenpatrone
ersetzt wird, wird ein negativer Druck durch eine Saugpumpe 10 auf die
Düsenöffnung des
Aufzeichnungskopfes vom Tintenstrahltyp 2 durch die Abdeckungsanordnung 8 ausgeübt, um dadurch
die Tinte zwangsweise abzugeben.
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Unter
Bezugnahme auf 2(a), 2(b) und 3 ist eine Tintenzufuhrvorrichtung in
einen Tintenbehälter 20 und
einen Träger 30 unterteilt,
an dem der Tintenbehälter 20 abnehmbar
befestigt ist. Ein Aufzeichnungskopf 35 erstreckt sich
vom Träger 30.
Der Tintenbehälter 20 ist
ein geschlossener Behälter
mit einer Öffnung 21,
die am Bodenabschnitt davon ausgebildet ist, wie es genauer in 3 gezeigt ist. Die Öffnung 21 wird
durch ein Ventil 22 abgedichtet, das durch einen elastischen
Film oder eine Membran gebildet wird, das geöffnet werden kann, wenn es
nach oben gedrückt
wird, wie ebenfalls nachfolgend genauer beschrieben wird. Ringförmige Rippen 38,
die die Öffnung 21 umgeben,
sind am unteren Ende des Tintenbehälters 20 bereitgestellt,
um mit kreisförmigen
Manschetten 30b auf der oberen Oberfläche des Trägers 30 zusammenzuwirken,
um den abgedichteten Zustand der Öffnung 21 aufrechtzuerhalten.
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Der
Tintenbehälter 20 kann
auf der oberen Oberfläche
des Trägers 30 befestigt
werden. Der Träger 30 ist
ebenfalls ein geschlossener Behälter
zur Lagerung des porösen
Elementes 33, wie nachfolgend genauer beschrieben wird.
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Ein
vorstehender Abschnitt 30a auf dem Träger 30 wird verwendet,
um das Ventil 22 des Behälters 20 zu öffnen, indem
er es in eine Aufwärtsrichtung
drückt.
Der vorstehende Abschnitt 30a umfasst Löcher 30c, um zu ermöglichen,
dass Tinte vom Ventil 22 in einen Tintenspeicher 34 fließt. Der
Träger 30 umfasst
eine Luftverbindungsöffnung 31,
die entfernt von der Öffnung 21 angeordnet
ist.
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Das
poröse
Element 33 ist in zwei Bereiche 33a und 33b unterteilt,
wie in 2(b) gezeigt.
Unterhalb der Öffnung 21 des
Tintenbehälters 20 ist
ein Raum gebildet, um einen Tintenspeicher 34 bereitzustellen.
Das poröse
Element 33 ist so aufgebaut, dass der Bereich 33b,
der im Wesentlichen zwischen dem Tintenspeicher 34 und
der Luftverbindungsöffnung 31 angeordnet
ist, eine höhere
Affinität
für die Tinte
aufweist als der Bereich 33a, der zwischen dem Tintenspeicher 34 und
dem Tintenzufuhrkanal 36 angeordnet ist. Das poröse Element 33 kann
aus Keramik oder hohlen Fadenbündeln
mit einem Porendurchmesser von 20 μm gebildet werden, die (1) ermöglichen,
dass die Tinte hindurchgeht, (2) ermöglichen, dass Luftblasen, die
in der Tinte enthalten sind, in dessen Poren aufgefangen werden,
und (3) das natürliche
Ausfließen
der Tinte durch dessen Kapillarkraft verhindern. Elektroden S1 und
S2, die verwendet werden, um das Ende der Tinte als elektrischen
Widerstand zu fühlen,
sind im offenen Behälterabschnitt
des Trägers 30 angeordnet.
Im Falle der Ausführungsform
von 2(a) sind die Elektroden
in beabstandeter Beziehung mit Abschnitten von Bereich 33a des
porösen
Elementes 33 dazwischen angeordnet.
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Wenn
der Tintenbehälter 20 am
Träger 30 befestigt
ist, wird das Ventil 22 durch den vorstehenden Abschnitt 30a geöffnet. Dadurch
wird ermöglicht, dass
Tinte im Tintenbehälter 20 durch Öffnungen 21 und 30c in
den Tintenspeicher 34 fließt. Die Tinte wird zuerst in
den Bereich 33b des porösen
Elementes 33 absorbiert und dann in den Bereich 33a.
Da der Bereich 33b zuerst mit Tinte gefüllt wird, wird die Luftverbindungsöffnung 31 vom
Tintenspeicher 34 abgeschnitten. Auf diese Weise wird ermöglicht,
dass Tinte im Tintenspeicher 34 des Trägers 30 vom Tintenzufuhrkanal 36 in
den Aufzeichnungskopf 35 durch den Bereich 33a des
porösen
Elementes 33 fließt, ohne
dass Luft von der Luftverbindungsöffnung 31 hereingelassen
wird.
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Wenn
der Tintenbehälter 20 auf
dem Schreibwagen 1 befestigt ist, ist der Tintenzufuhrkanal
mit einer Tintenzufuhröffnung
(nicht gezeigt) des Aufzeichnungskopfes 2 verbunden. Wenn
der Aufzeichnungskopf 2 in eine Abdeckstellung bewegt wird,
berührt
das Deckelelement 9 die Düsenoberfläche des Aufzeichnungskopfes 2,
um dadurch einen negativen Druck der Saugpumpe 10 auf die
Düsenoberfläche des
Aufzeichnungskopfes 2 auszuüben.
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Da
die Fließgeschwindigkeit
der Tinte in diesem Saugvorgang im Vergleich zu der Zeit, in der
die Tinte beim Drucken verbraucht wird, sehr hoch ist, werden Luftblasen
und die verbleibende Luft im Tintenspeicher 34 durch den
Fluss der Tinte mitgeführt und
extern durch den Aufzeichnungskopf 2 abgegeben. Wenn ein
schwacher negativer Druck auf den Tintenzufuhrkanal 36 ausgeübt wird
und der Tintenspeicher 34 durch das poröse Element 33 mit
der Luftverbindungsöffnung 31 in
Verbindung steht, bewirkt dies, dass die Tinte, die im Tintenspeicher 34 gelagert
ist, durch das poröse
Element 33 mit einer sehr geringen Fließgeschwindigkeit in den Tintenzufuhrkanal 36 fließt. Bei
diesem Vorgang werden die Luftblasen, die in der Tinte enthalten
sind, in den Poren, die im porösen
Element 33 gebildet sind, aufgefangen, und es wird somit
verhindert, dass sie in den Aufzeichnungskopf 35 fließen.
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Die
Luftblasen werden stark an den Poren des porösen Elementes 33 gehalten
und treten dadurch als Verschlussstöpsel auf, um den Tintenfließweg zu
blockieren. Dementsprechend wird die Tinte gezwungen, um die Poren
mit den darin gefangenen Luftblasen zu fließen. Auf diese Weise werden
die Luftblasen, die in der Tinte enthalten sind, nacheinander in
den Poren aufgefangen, und dadurch kann nur die Tinte, aus der die
Luftblasen entfernt worden sind, in den Aufzeichnungskopf 35 fließen.
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Wenn
der Verbrauch der Tinte durch eine Unterbrechung des Druckbetriebes
des Aufzeichnungskopfes angehalten wird, werden die Luftblasen,
die in den Poren gefangen sind, von den feinen Löchern oder Poren des porösen Elementes 33 getrennt.
Auf Grund der Ausdehnung der Poren, die durch Schwankungen in der
Temperatur verursacht werden, werden die Luftblasen dann in den
Tintenspeicher 34 bewegt. Danach werden die Luftblasen in
den Tintenbehälter 20 abgegeben.
Als Alternative lösen
sich die Luftblasen in der Tinte auf und verschwinden, da die Wirkung
des negativen Drucks, der durch den Verbrauch der Tinte durch den
Aufzeichnungskopf 35 erzeugt wird, ausgeschaltet wird. Während des
Betriebes des Druckers werden die Luftblasen, die in der Tinte enthalten
sind, in den Poren des porösen
Elementes 33 aufgefangen. Wenn der Tintenverbrauch gestoppt
wird, werden die Luftblasen in den Tintenbehälter 20 abgegeben.
Dieser Vorgang dauert so lange an, wie die Tinte verbraucht wird.
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Auf
der Grundlage dieses Aufbaus steht der Tintenbehälter 20 in Verbindung
mit der Luft auf Grund der Luft, die im Tintenbereich 33b des
porösen Elementes 33 absorbiert
ist. Daher ist der Behälter 20 in
der Lage, Luft aufzunehmen, auch wenn eine große Menge an Tinte vom Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
wird. Daher wird die Möglichkeit,
dass die Tinte ausgehen kann, wie bei einer Struktur, in der ein Tintenbehälter durch
das feine Rohr C mit der Luft in Verbindung steht, wie in 25 gezeigt, ausgeschaltet,
und die Tinte kann richtig zugeführt
werden je nach der Menge an Tinte, die durch den Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
wird.
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Wenn
die Tinte, die im Tintenbehälter 20 enthalten
ist, verbraucht wird und die Tinte im porösen Element 33 verringert
wird, werden die Widerstandswerte der Elektroden S1 und S2 schnell
erhöht.
Das Steuern der Tintenzufuhr im porösen Element 33 wird durch
die Schaltung von 4 durchgeführt. Insbesondere
sind die Elektroden S1 und S2 mit einer Differenzialschaltung 40 verbunden,
die mit einer Vergleichsschaltung 41 verbunden ist. Wenn
die Vergleichsschaltung 41 bestimmt, dass der Widerstandswert
zwischen den Elektroden S1 und S2 einen Sollwert erreicht hat, was
anzeigt, dass die Menge an verbleibender Tinte gegen Null geht,
wird ein Signal ausgesendet, das das Ende der Tinte anzeigt. Tatsächlich verhindert
die Kapillarkraft des porösen Elementes 33 das
Einfließen
der Luft, auch wenn die Tinte, die im Tintenbehälter 20 gelagert ist,
vollständig
verbraucht ist, wodurch verhindert wird, dass Luftblasen in den
Aufzeichnungskopf 35 fließen, weil der Speicher 34 und
der Tintenbehälter 20 durch
die Tinte, die im Bereich 33b des porösen Elementes 33 absorbiert
ist, mit der Öffnung 31 in
Verbindung stehen.
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Es
wird nun auf 5 und 6 Bezug genommen, die jeweils
eine zweite und dritte Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung zeigen. Gleiche Bezugsziffern werden
verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen. In diesen Ausführungsformen
wird der Raum des Trägers 30 durch
eine Unterteilungswand 30d in zwei Kammern 43 und 44 unterteilt.
Die porösen
Elemente 43a und 44a werden jeweils in die Kammern 43 und 44 gegeben.
An den oberen Enden der porösen
Elemente 43a und 44a in der Ausführungsform
von 5 sind nach oben
vorstehende Abschnitte 43b und 44b ausgebildet.
Ein Abschnitt des porösen
Elementes 43a, der entfernt vom vorstehenden Abschnitt 43b angeordnet
ist, steht mit einer Luftverbindungsöffnung 31 in Verbindung,
während die
untere Oberfläche
des porösen
Elementes 44a mit einem Tintenzufuhrkanal 36 in
Verbindung steht. Der untere Abschnitt des Tintenbehälters 20 umfasst Durchgangslöcher 45 und 46,
die von Membranventilen 47 und 48 abgedeckt sind,
in die jeweils die vorstehenden Abschnitte 43b und 44b eingeführt werden
können.
Im Gebrauch werden die Membranventile 47 und 48 jeweils
durch die vorstehenden Abschnitte 43b und 44b geöffnet. An
Stelle der vorstehenden Abschnitte 43b und 44b,
die verwendet werden, um die Membranventile 47 und 48 zu öffnen, können die
vorstehenden Abschnitte 30f und 30e im Träger 30 verwendet
werden, um eine ähnliche
Wirkung zu erzielen, wie in 6 gezeigt.
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Wenn
der Behälter 20 auf
dem Träger 30 in der
Ausführungsform
von 5 und 6 befestigt ist, ähnlich wie
in der oben angeführten
ersten Ausführungsform,
werden die Membranventile 47 und 48 durch die
vorstehenden Abschnitte 43b und 44b nach oben
gedrückt,
so dass die Tinte, die im Tintenbehälter 20 gelagert ist,
in die jeweiligen porösen
Elemente 43a und 44a absorbiert werden kann. Wenn die
Tinte im porösen
Element 44a vom Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
wird, führt
der Tintenbehälter 20 die
Tinte durch das poröse
Element 44a dem Aufzeichnungskopf 35 zu.
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Auch
wenn eine große
Menge an Tinte vom Aufzeichnungskopf 35 verbraucht wird,
kann der Tintenbehälter 20 die
Luft hereinlassen, um ein Ausgehen der Tintenzufuhr zu vermeiden,
da der Tintenbehälter 20 durch
die Tinte, die durch die Öffnung 31 in das
poröse
Element 43a absorbiert wird, mit der Luft in Verbindung
steht. Auf diese Weise kann die Tinte richtig entsprechend der Menge
an Tinte, die vom Aufzeichnungskopf 35 zum Drucken verbraucht
wird, zugeführt
werden. Zusätzlich
verhindert die Kapillarkraft des porösen Elementes 43a,
auch wenn die Tinte im Tintenbehälter 20 vollständig verbraucht
ist, das Einfließen
der Luft, da der Tintenbehälter 20 durch die
Luft, die in das poröse
Element 43a absorbiert wird, mit der Luft in Verbindung
steht. Auf diese Weise wird verhindert, dass Luftblasen in den Aufzeichnungskopf 35 strömen.
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Wenn
die Tinte anfänglich
in den Träger 30 und
den Aufzeichnungskopf 35 unter Verwendung einer Saugpumpe 10 zum
Saugen von Tinte vom Tintenbehälter 20 in
Richtung Aufzeichnungskopf 35 durch das Deckelelement 9 geladen
wird, wie in 1 gezeigt,
ist es möglich
zu vermeiden, dass Luft von der Luftverbindungsöffnung 31 in den Tintenbehälter 20 strömt, indem
beim porösen
Element 43a, das mit der Luftverbindungsöffnung 31 in
Zusammenhang steht, die Affinität
größer oder
die Porengröße kleiner
gemacht wird, als beim porösen
Element 44a.
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7 offenbart eine Modifikation
der Ausführungsform,
die in 5 und 6 gezeigt ist. Gleiche Bezugsziffern
werden verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen. In dieser vierten
Ausführungsform
wird das poröse
Element 43a in der Kammer des Trägers 30 an der Seite
der Luftverbindungsöffnung 31 gelagert.
Allerdings ist kein poröses
Element in der Kammer 44a des Trägers 30 an der Seite
des Tintenzufuhrkanals 36 untergebracht. In dieser Ausführungsform
werden, wenn der Tintenbehälter 20 am
Träger 30 befestigt
ist, Membranventile 47 und 48 durch vorstehende
Abschnitte 30a und 30e geöffnet. Danach wird Tinte, die
im Tintenbehälter 20 gelagert
ist, in das poröse
Element 43a absorbiert. Die Luftverbindungsöffnung 31 wird
mit der Tinte, die in das poröse Element 43a absorbiert
wird, vom Tintenbehälter 20 abgeschnitten.
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Bei
diesem Aufbau fließt,
wenn ein negativer Druck auf den Aufzeichnungskopf 35 von
außen durch
eine Saugpumpe 10 ausgeübt
wird, die Tinte im Tintenbehälter 20 durch
eine Öffnung 46 in
eine Kammer 49. Zusätzlich
steht der Tintenbehälter 20 zu
einer Zeit mit Luft in Verbindung, wenn der Druck des Tintenbehälters 20 auf
ein Niveau absinkt, das gleich ist wie die Oberflächenspannung
der Tinte im porösen
Element 43a. Auf diese Weise wird ein konstanter negativer
Druck innerhalb des Tintenbehälters 20 aufrechterhalten.
Wenn die Tinte in der Kammer 49 vom Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
wird und der Druck der Tinte dadurch auf die Oberflächenspannung
des porösen
Elementes 43a verringert wird, strömt die Luft durch die Luftverbindungsöffnung 31 in
den Tintenbehälter 20.
In der Folge kehrt der Druck des Behälters 20 zum Optimaldruck
für das Drucken
zurück.
Bei dem Aufbau von 7 kann
ein Filterelement 50 auf der Öffnung des Tintenzufuhrkanals 36 angeordnet
werden, um weiter die Luftblasen zu entfernen.
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Es
wird jetzt auf 8 Bezug
genommen, die eine fünfte
Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung offenbart.
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Gleiche
Bezugsziffern werden verwendet, um gleiche Teile zu bezeichnen.
Der Tintenbehälter 20 ist
auf einer oberen Oberfläche
eines Trägers 51 befestigt.
Der Träger 51 ist
als Behälter
zum Lagern eines porösen
Elementes 52 gebaut, wie nachfolgend beschrieben wird.
Ein vorstehender Abschnitt 51a des Trägers 51 ist gegenüber der Öffnung 21 des Tintenbehälters 20 angeordnet.
Der vorstehende Abschnitt 51a wird verwendet, um das Membranventil 22 des
Tintenbehälters 20 zu öffnen. Der
vorstehende Abschnitt 51a umfasst ein Durchgangsloch 51c, das
ermöglicht,
dass die Tinte vom Membranventil 22 hindurchgehen kann.
Ein Tintenzufuhrkanal 53 erhält Tinte vom Tintenspeicher 54,
der mit dem Aufzeichnungskopf 35 verbunden ist, während das
poröse Element 52 im
Träger 51 angeordnet
ist, um die Öffnung 21 und
den Luftverbindungsabschnitt 55 abzudichten. Wenn der Tintenbehälter 20 auf
dem Träger 51 befestigt
wird, wird das Membranventil 22 durch den vorstehenden
Abschnitt 51a geöffnet,
so dass die Tinte im Tintenbehälter 20 in
das poröse
Element 52 absorbiert werden kann. In der Folge wird die
Luftverbindungsöffnung 55 vom
Tintenbehälter 20 durch die
Tinte, die in das poröse
Element 52 absorbiert wird, abgeschnitten.
-
Wenn
negativer Druck von außen
auf den Aufzeichnungskopf 35 ausgeübt wird, fließt die Tinte durch
das poröse
Element 52 in den Tintenspeicher 54. Zur selben
Zeit kann der Tintenbehälter 20 mit
der Luft in Verbindung stehen, wenn der Druck des Behälters 20 auf
ein Niveau absinkt, das gleich der Oberflächenspannung des porösen Elementes 52 und
der Tinte ist. In der Folge wird ein konstanter negativer Druck
innerhalb des Tintenbehälters 20 aufrechterhalten.
wenn die Tinte im Tintenspeicher 54 vom Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
wird, sinkt der Druck des Tintenbehälters 20 auf die Oberflächenspannung
von Tinte im porösen
Element 52. Dann strömt
die Luft von der Luftverbindungsöffnung 55 in den
Tintenbehälter 20,
um dadurch den wesentlich gesunkenen Druck des Tintenbehälters 20 wieder
auf den Optimaldruck für
das Drucken zu bringen.
-
9 offenbart eine andere
Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung. In dieser Ausführungsform ist, anstatt einen
vorstehenden Abschnitt 51a eines Trägers 51 zu verwenden,
wie in der Ausführungsform
von 8 offenbart, ein
vorstehender Abschnitt 52a ähnlich der Ausführungsform
von 5 auf dem porösen Element 52 gebildet.
Der vorstehende Abschnitt 52a wird verwendet, um das Membranventil 22 zu öffnen.
-
Es
wird nun auf 10 Bezug
genommen, die eine noch andere Ausführungsform einer Tintenzufuhrvorrichtung
offenbart. Gleiche Bezugsziffern werden verwendet, um gleiche Teile
zu bezeichnen. Eine Pufferkammer 160 ist einstückig mit
dem Tintenbehälter 20 ausgebildet.
Die Pufferkammer 160 umfasst eine Luftverbindungsöffnung 162 am
oberen Abschnitt davon und ein Durchgangsloch 163 am unteren
Abschnitt davon. Das Durchgangsloch 163 ist mit einer Luftverbindungsöffnung 55 verbunden,
die auf dem Träger 51 ausgebildet
ist. Das Durchgangsloch 163 und die Luftverbindungsöffnung 55 können miteinander
durch einen vorstehenden Abschnitt 164 auf flüssigkeitsdichte
Weise eingreifen.
-
In
dieser Ausführungsform
wird durch die Kapillarkraft des porösen Elementes 52 verhindert,
dass die Tinte, die im Tintenbehälter 20 und
im Tintenspeicher 54 enthalten ist, in die Luftverbindungsöffnung 55 überfließt. Gleichzeitig
wird die Tinte bei negativem Druck gehalten, so dass das Drucken
vom Aufzeichnungskopf 35 mittels der Kapillarkraft des
porösen
Elementes 52 durch die Luftverbindungsöffnung 55, die Pufferkammer 160 und
die Verbindungsöffnung 162 durchgeführt werden
kann.
-
Wenn
die Temperatur ansteigt, um den Druck eines Raumes 20a des
Tintenbehälters 20 zu erhöhen, ist
die Menge an Tinte, die in den Tintenspeicher abgegeben wird, größer als
die Menge an Tinte, die vom Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
werden soll. Zusätzlich
wird der Druck des Raumes 20a größer als die Kapillarkraft des
porösen
Elementes 52. In der Folge fließt die Tinte durch die Luftverbindungsöffnung 55 in
die Pufferkammer 160 über,
so dass verhindert werden kann, dass die Tinte nach außen ausläuft. Danach,
wenn die Temperatur sinkt, um den Druck des Inneren des Tintenbehälters 20 zu verringern,
oder die Menge an Tinte, die durch den Aufzeichnungskopf 35 verbraucht
wird, ansteigt, um den Druck im Tintenspeicher 54 zu verringern,
kann die Tinte, die in die Pufferkammer 60 geflossen ist, durch
das poröse
Element 52 in den Tintenspeicher 54 fließen, wo
die Tinte gesammelt wird und für
das Drucken zugeführt
wird.
-
Dementsprechend
können
die Kosten des porösen
Elementes 52 verringert werden, da die Kapillarkraft des
porösen
Elementes 52 verringert werden kann, während gleichzeitig ein negativer
Druck aufrechterhalten wird, der zum Drucken geeignet ist. In den
oben angeführten
Ausführungsformen
ist es, obwohl die porösen
Elemente 33 und 44, die mit dem Tintenzufuhrkanal 36 in
Verbindung stehen, mit einer Affinität für die Tinte ausgebildet sind,
nicht immer nötig,
ein poröses
Element mit einer Affinität
für die
Tinte bereitzustellen, da die Tinte durch den negativen Druck, der
von der Saugpumpe 10 auf den Aufzeichnungskopf ausgeübt wird,
wenn eine neue Tintenpatrone auf dem Kopf befestigt worden ist,
durch die porösen
Elemente zum Aufzeichnungskopf treten kann.
-
Es
wird nun auf 11 und 12 Bezug genommen, die eine
Ausführungsform
einer Tintenzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung offenbaren.
Ein Tintenbehälter 60 aus
durchsichtigem Polyolefin oder ähnlichem
ist abnehmbar auf einem Träger 63 befestigt.
Der Tintenbehälter 60 umfasst
eine Entlastungsanordnung 61 für positiven Druck an einer
seiner Seiten. In dieser Ausführungsform
wird ein Rückschlagventil
als Entlastungsanordnung 61 für positiven Druck verwendet,
während
die Öffnung
des Tintenbehälters 60 von
einem plattenförmigen
porösen
Element 62 abgedichtet wird, das mit der Öffnung durch Ultraschallschweißen oder ähnliches
verbunden ist. Das poröse
Element 62 ist durch Sintern eines pulverförmigen Materials
aus Polyolefin oder ähnlichem zu
einer Platte mit einer Porosität
von 35% erhältlich. Ein
oberflächenaktiver
Stoff wird auf das poröse
Element 62 aufgetragen, so dass das poröse Element 62 eine
Affinität
für die
Tinte aufweisen kann. Das Material des porösen Elementes, das dadurch
anders als die gesinterten Materialien hydrophil für Tinte
ist, kann auch ein geschäumtes
Material aus Polyvinylalkohol oder eine Polyethylenfaser sein, die
durch ein Bindemittel, wie z. B. Harz oder ähnliches, gelötet wird.
-
Der
Träger 63 umfasst
einen Kopfbefestigungsabschnitt 65 an seinem unteren Abschnitt
mit einem Aufzeichnungskopf 64, der auf dem Kopfbefestigungsabschnitt 65 befestigt
ist. Ein Verbindungselement 68 ist ebenfalls am Inneren
des Trägers 63 angeordnet
und umfasst ein Fenster 67 in Deckung mit dem porösen Element 62 und
in Verbindung mit der Luft, wie nachfolgend beschrieben. Der Tintenbehälter 60 wird
auf so eine Weise auf dem Träger 63 befestigt,
dass das poröse
Element 62 dessen untere Oberfläche bildet. Der Träger 63 umfasst
vertiefte Abschnitte 63a und 63b zum Eingreifen
der vorstehenden Abschnitte 60a und 60b des Tintenbehälters 60.
Ein Tintenzufuhrkanal 66 ist auf der unteren Wand des Trägers 63 angeordnet.
Der Tintenzufuhrkanal 66 steht mit einer ersten engeren Öffnung 66b im
Verbindungselement 68 in Verbindung, das wiederum mit einer
größeren Öffnung 66a in
Deckung mit der zum Aufzeichnungskopf gerichteten Seite des porösen Elementes 62 in
Verbindung steht. Der Tintenbehälter 60 hält das Verbindungselement 68 im
Inneren des Trägers 63.
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Eine
durchgehende Kerbe 69 ist zwischen dem Träger 63 und
dem Verbindungselement 68 angeordnet. Ein Ende der durchgehenden
Kerbe 69 steht mit dem Fenster 67 in Verbindung
und das andere Ende steht mit der Luft in Verbindung, um eine Kapillare
durch den Kanal 69a zwischen einer Seite des Verbindungselementes 68 und
einer Seitenwand des Trägers 63 und
durch einen Kanal 69b zwischen dem vorstehenden Abschnitt 60a und
dem vertieften Abschnitt 63a zu bilden. Ein Verbindungselement 70 ist
aus einem porösen
Material mit einer Affinität
für Tinte
gebildet und ist in der Öffnung 66a aufgenommen
und steht leicht von dieser vor. Das Verbindungselement 70 steht
mit dem porösen
Element 62 in elastischem Kontakt.
-
Der
Tintenbehälter 60 ist
abnehmbar auf dem Träger 63 befestigt.
Das poröse
Element 62 bildet die untere Oberfläche des Tintenbehälters 60,
so dass Tinte 71 im Tintenbehälter 60 in das poröse Element 62 absorbiert
wird. Da das poröse
Element 62 naturgemäß auf Grund
seiner Kapillarkraft Tinte 71 hält, gibt es keine Möglichkeit,
dass die Tinte vom porösen
Element 62 nach außen
auslaufen kann. Andererseits kann die Tinte, da das Verbindungselement 70 mit
dem porösen
Element 62 in elastischem Kontakt steht, auf Grund der
Kapillarkraft des Verbindungselementes 70 in das Verbindungselement 70 eindringen.
-
Wenn
ein negativer Druck auf den Aufzeichnungskopf 64 ausgeübt wird,
fließt
die Tinte aus dem Verbindungselement 70 in den Tintenzufuhrkanal 66 und
weiter in den Aufzeichnungskopf 64. Wenn das Drucken beginnt,
wenn der Tinteneinfüllvorgang
beendet ist, wird die Tinte vom Aufzeichnungskopf 64 verbraucht,
so dass ein negativer Druck, der gleich oder größer als die Kapillarkraft des
porösen
Elementes 62 ist, auf den Tintenzufuhrkanal 66 ausgeübt wird.
In der Folge kann die Tinte vom Tintenbehälter 60 durch das
poröse
Element 62 und das Verbindungselement 70 in den
Tintenzufuhrkanal 66 fließen.
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Auf
diese Weise kann, wenn der Druck des Tintenbehälters 60 auf ein Niveau
gesenkt wird, das gleich oder geringer als die Kapillarkraft des
porösen Elementes 62 ist,
die Luft vom Fenster 67 durch das poröse Element 62 in den
Tintenbehälter 60 strömen. Wenn
der Druck des Tintenbehälters 60 dann
auf ein Niveau ansteigt, das ungefähr gleich der Kapillarkraft des
porösen
Elementes 62 ist, hört
das Einströmen der
Luft durch das poröse
Element 62 auf, wodurch der Tintenbehälter 60 bei einem
gegebenen negativen Druck gehalten wird. Unter diesen Bedingungen wird
das Tintenlösemittel,
das von dem Abschnitt des porösen
Elementes 62 verdampft wird, der zum Fenster 67 gerichtet
ist, von der Kerbe 69 aufgefangen. Dadurch nähert sich
der Teildruck des verdampften Lösemittels
der Sättigung.
Daher kann das Verdampfen der Tinte aus dem Abschnitt des porösen Elementes 62,
der zum Fenster 67 gerichtet ist, im Wesentlichen verhindert
werden.
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Andererseits
wird, wenn die Umgebungstemperatur ansteigt und der Druck des Tintenbehälters 60 ebenfalls
auf atmosphärischen
Druck oder mehr ansteigt, die Entlastungsanordnung 61 für positiven
Druck geöffnet,
um dadurch den Druck des Tintenbehälters 60 zu verringern.
Das verhindert, dass die übermäßige Zufuhr
von Tinte zum Aufzeichnungskopf 64 geleitet wird, sowie
das Auslaufen der Tinte vom Fenster 67.
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In
der Ausführungsform
von 11 und 12 wird die Tinte zum Druckkopf
in einer Anordnung zugeführt,
wo das poröse
Element 62 als untere Oberfläche des Tintenbehälters 60 dient.
Als Alternative, wie in 13 gezeigt,
ist der Tintenbehälter 60 auf eine
solche Weise befestigt, dass das poröse Element 62 in vertikaler
Richtung angeordnet ist, aber dennoch auf eine ähnliche Weise arbeitet. Ein
Tintenzufuhrabschnitt 75, der einen Aufzeichnungskopf 74 umfasst,
ist an der unteren Oberfläche
eines Trägers 73 ausgebildet.
Um den Tintenbehälter 60 so
anzuordnen, dass das poröse
Element 62 in vertikaler Richtung angeordnet ist, umfasst
der Träger 73 vertiefte
Abschnitte 73a und 73b, die mit den vorstehenden
Abschnitten 61a und 61b eingreifen, die im Tintenbehälter 60 bereitgestellt
sind. Ein Verbindungselement 78 ist im Inneren des Trägers 73 angeordnet und
umfasst ein Fenster 77 in einem oberen Abschnitt davon,
das mit einem Luftverbindungskanal 80 verbunden ist. Der
Luftverbindungskanal 80 ist durch die Kanäle 80a und 80b mit
der Luft verbunden. Ein Tintenzufuhrkanal 76, der eine Öffnung 76a in
luftdichtem Kontakt mit dem unteren Abschnitt des porösen Elementes 62 umfasst,
ist im unteren Abschnitt des Inneren des Trägers 73 und des Verbindungselementes 78 angeordnet
und steht mit dem Tintenzufuhrkanal 75' im Tintenzufuhrabschnitt 75 in Verbindung.
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Eine Öffnung 61' ist am oberen
Abschnitt des Tintenbehälters 60 angeordnet.
Ein Membranventil 79 ist gegenüber der Öffnung 61' angeordnet.
Unter normalen Bedingungen ist die Öffnung 61' geöffnet, wenn
der Druck des Inneren des Tintenbehälters 60 ein positiver
Druck wird. Wenn der Tintenbehälter 60 auf
dem Träger 73 befestigt
wird, kommt die Tinte mit dem porösen Element 62 in
Kontakt. Die Kapillarkraft des porösen Elementes 62 ermöglicht,
dass die Tinte in den gesamten Bereich des porösen Elementes 62 vom
unteren Abschnitt zur oberen Oberfläche davon eindringt. Da das
poröse
Element 62 die Tinte durch seine Kapillarkraft halten kann,
besteht keine Möglichkeit,
dass die Tinte aus dem porösen
Element nach außen
ausläuft.
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Beim
anfänglichen
Tintenfüllvorgang
kann die Tinte, wenn ein negativer Druck durch die Saugpumpe 10 durch
das Deckelelement 9 auf den Aufzeichnungskopf 74 ausgeübt wird,
aus dem porösen Element 62 in
den Tintenzufuhrkanal 76 und weiter in den Aufzeichnungskopf 74 fließen. Wenn
der Tintenfüllvorgang
abgeschlossen ist und mit dem Drucken begonnen wird, wird die Tinte
vom Aufzeichnungskopf 74 verbraucht. Somit wird ein negativer Druck, der
gleich oder größer als
die Kapillarkraft des porösen
Elementes 62 ist, auf den Tintenzufuhrkanal 76 ausgeübt. In der
Folge kann die Tinte des Tintenbehälters 60 durch das
poröse
Element 62 und in den Tintenzufuhrkanal 76 fließen.
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Wenn
der Druck des Tintenbehälters 60 auf ein
Niveau verringert wird, das gleich oder kleiner als die Kapillarkraft
des porösen
Elementes 62 ist, kann die Luft vom Fenster 77 durch
das poröse
Element 62 in den Tintenbehälter 60 strömen. Wenn
der Druck des Tintenbehälters 60 auf
ein Niveau ansteigt, das ungefähr
gleich wie die Kapillarkraft des porösen Elementes 62 ist,
stoppt das Einfließen
der Luft durch das poröse
Element 62. Daher kann der Druck des Tintenbehälters 60 bei
einem gegebenen negativen Druck gehalten werden. wenn sich der Druck
des Tintenbehälters 60 auf
Grund der erhöhten
Umgebungstemperatur auf atmosphärischen
Druck oder mehr erhöht,
wird das Membranventil 79 geöffnet, um dadurch den Druck
des Tintenbehälters 60 zu
verringern. Das verhindert die überschüssige Zufuhr
von Tinte zum Aufzeichnungskopf 74, sowie das Auslaufen
der Tinte aus dem Fenster 77.
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Als
Alternative kann der Aufbau von 13 modifiziert
werden, wie in 14 gezeigt.
Dort ist ein Verbindungselement 81 in der Öffnung 76a des
Tintenzufuhrkanals 76 angeordnet und arbeitet auf dieselbe
Weise wie das Verbindungselement 70 von 11. Eine bogenförmige Kerbe 83 ist
zwischen einem Kanal 80a und einem Luftverbindungskanal 82 bereitgestellt,
um den verdampften Bestandteil des Tintenlösemittels auf dieselbe Weise
aufzufangen, wie oben bei 11 und 12 besprochen. Ein Kanal 80' stellt eine
Verbindung zwischen dem Fenster 77 und dem Kanal 82 her.
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Es
wird nun Bezug genommen auf 15 und 16, die weitere Ausführungsformen
des Tintenbehälters
offenbaren, der bei der Erfindung eingesetzt wird, und insbesondere
auf die Ausführungsformen,
wo eine Seitenoberfläche
des Behälters
ein poröses
Element ist. Bei diesen Ausführungsformen kann
eine Kerbe 84 an der unteren Innenseite des Behälters 60 (15) angeordnet sein, oder
ein Faltenabschnitt 62a kann im unteren Abschnitt des porösen Elementes 62 gebildet
sein und sich in den Tintenbehälter
erstrecken (16). Auf
diese Weise kann die Tinte, wenn die Menge an Tinte klein wird, mit
Hilfe der Kerbe 84 oder des Faltenabschnittes 62a wirksam
zum porösen
Element 62 geführt
werden.
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Bei
den Ausführungsformen
von 15 und 16 ist die gesamte Oberfläche der Öffnung des
Tintenbehälters 60 durch
das poröse
Element abgedichtet. Allerdings ist dieser Aufbau nicht einschränkend zu
verstehen. Wie in 17 gezeigt,
ist die Öffnung des
Tintenbehälters 60,
der nicht Teil der Erfindung ist, mit einem Abdeckelement 85 abgedichtet,
das Durchgangslöcher 85a und 85b umfasst,
die an Stellen gebildet sind, die jeweils dem Tintenzufuhrkanal und
dem Fenster zur Verbindung mit der Luft zugewandt sind. Des Weiteren
können
die Durchgangslöcher 85a und 85b durch
ein poröses
Element 86 abgedichtet sein. Dann ist es möglich, ein
poröses
Material mit geringer Stärke
für das
poröse
Element 86 zu verwenden. In der Folge kann das Reißen des
porösen
Elementes 86 im Wesentlichen verhindert werden. Auch ein
poröses
Element mit einer kleinen Fläche
kann effektiv in einem großen
Tintenbehälter
verwendet werden, wodurch dessen Kosten verringert werden können.
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An
Stelle der Durchgangslöcher 85a und 85b,
die auf dem Abdeckelement 85 in den oben angeführten Ausführungsformen
gebildet sind, kann ein Wandelement, das den Tintengehäusekörper darstellt,
mit Durchgangslöchern
gebildet werden.
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Es
wird jetzt auf 18 Bezug
genommen, die eine andere Ausführungsform
der Tintenzufuhrvorrichtung gemäß der Erfindung
zeigt. Ein Tintenbehälter 90 umfasst
eine flexible Wand 91 an einer Seite. Der Behälter 90 umfasst
auch ein poröses
Element 92, das auf eine ähnliche Weise befestigt ist, wie
bei 11 und 12 besprochen. Der Tintenbehälter 90 wird
normalerweise von innen durch eine Aufweitungsfeder 93 betrieben,
die innerhalb des Tintenbehälters 90 bereitgestellt
ist, um den Druck des Tintenbehälters 90 einzustellen.
Vorstehende Abschnitte 90a und 90b greifen in
die vertieften Abschnitte 63a und 63b ein, die
im Träger 63 ausgebildet
sind.
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Die
flexible Wand 91 ist nach der folgenden Formel aufgebaut:
Vf ≥ 1,5
Ve, wobei Vf das Volumen des Tintenbehälters ausdrückt, wenn er mit Tinte gefüllt ist,
wie in 18 gezeigt, und
Ve sein Volumen ausdrückt,
wenn die Tinte durch die Luft ersetzt wird, wie in 19(a) und 19(b) gezeigt.
Die Formel berücksichtigt
die Volumenausdehnungsgeschwindigkeit eines Gases, wenn es unter
Umgebungstemperatur von 0°C
bis 60°C
verwendet wird, so dass das Volumen des Tintenbehälters vom
Volumen Vf zum Volumen Ve variieren kann.
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Um
die Tinte im Tintenbehälter 90 zu
lagern, wenn der Tintenbehälter 90 im
Zustand ohne Ladung betrieben und durch die Aufweitungsfeder 93 aufgeweitet
wird, wie in 20(a) gezeigt,
wird der Behälter 90 von
beiden Seiten gedrückt
und gehalten, wie in 20(b) gezeigt.
Die Tinte wird durch ein Tintenfüllloch 94 in
den Tintenbehälter 90 geleert,
das im oberen Abschnitt des Behälters 90 ausgebildet
ist. Das Tintenfüllloch 94 wird
durch eine Dichtung oder ähnliches
verschlossen. Die Ausübung
der externen Kraft auf den Tintenbehälter 90 wird dann
entfernt. In der Folge, wie in 18 gezeigt,
nimmt die flexible Wand 91 des Tintenbehälters 90 die
Kraft auf, um sich durch die nach außen ausdehnende Eigenschaft der
Aufweitungsfeder 93 nach außen auszudehnen, um dadurch
einen negativen Druck innerhalb des Tintenbehälters 90 zu erzeugen.
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Die
Tinte tritt in die winzigen Poren des porösen Elementes 92 ein.
Danach wird durch die Kapillarkräfte
der winzigen Poren verhindert, dass die Tinte daraus ausfließt. Zugleich
wird auch das Eintreten der Luft in den Tintenbehälter 90 verhindert.
Daher besteht, auch wenn der Tintenbehälter 90 vom Träger 63 entfernt
wird, keine Gefahr, dass Tinte aus dem Tintenbehälter 90 ausläuft. Wenn
der Tintenbehälter 90 auf
dem Träger 63 befestigt
ist und das Drucken ausgeführt
wird, wird die Menge an Tinte 96 innerhalb des Tintenbehälters 90 verringert.
Infolgedessen verformt sich die flexible Wand 91 als Reaktion
auf die verringerte Menge an Tinte 96 nach innen.
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Wie
in 21 gezeigt, nimmt
der negative Druck des Tintenbehälters 90 allmählich zu.
Wenn die Menge an Tinte 96 verringert wird und dadurch die
Verformung der flexiblen Wand 91 nach innen den Punkt erreicht,
wo die Federkraft gleich der Kapillarkraft des porösen Elementes 92 ist, überwindet
der negative Druck die Kapillarkraft, die im porösen Element 92 erzeugt
wird. Daher wird, wie in 19(a) gezeigt,
die Luft vom porösen
Element 92 aufgenommen, um dadurch einen Raum 97 zu
bilden und das Innere des Tintenbehälters 90 in einen
Gleichgewichtszustand zu bringen. Dieser Vorgang wird ausgeführt, bis
die Tinte im Tintenbehälter 90 fast
vollständig
aufgebraucht ist, einschließlich
der Verringerung der Menge der Tinte 96 und des Einströmens der
Luft, wie in 19(b) gezeigt.
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In
der oben angeführten
Ausführungsform
ist die Öffnung
des Tintenbehälters 90 durch
ein einzelnes Stück
des porösen
Elementes 92 abgedichtet. Allerdings ist das nicht einschränkend zu
verstehen. Wie in 22 gezeigt,
sind poröse
Elemente 100 und 101 nur in beschränkten Bereichen
des Tintenbehälters 90 bereitgestellt
und zwar jeweils gegenüber
einem Luftverbindungsfenster 98 und einer Tintenzufuhröffnung 99.
Die porösen
Elemente 100 und 101 sind so voneinander getrennt,
dass eines von ihnen für
die Tintenzufuhr und das andere für die Luftverbindung verwendet
werden kann, so dass es möglich
ist, poröse
Elemente mit Porendurchmessern zu haben, die für ihren jeweiligen Zweck geeignet
sind. Zum Beispiel kann das poröse
Element 101 winzige Poren aufweisen, um als Filter für die Tintenzufuhr
zu dienen.
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Auch
wenn das poröse
Element 92, das die Öffnung
des Tintenbehälters 90 bedeckt,
so eine Struktur aufweist, dass es einen Erweiterungsabschnitt 92a umfasst,
der sich entlang der inneren Wand des Tintenbehälters 90 erstreckt,
wie in 23 gezeigt, kann
der Tintenbehälter 90 horizontal
angeordnet werden, bevor er verwendet wird. Auf diese Weise kann
die Tinte, die in Kontakt mit dem Erweiterungsabschnitt 92a steht,
durch die Kapillarwirkung des Erweiterungsabschnittes 92a zum
porösen
Element 92 geführt
werden. In der Folge erreicht diese Anordnung eine Luft- und Tintenaustauschwirkung wie
die oben beschriebenen Ausführungsformen.
Die flexible Wand 91 wird normalerweise durch die Feder 93 in
der oben erwähnten
Ausführungsform
nach außen
ausgeweitet. Allerdings kann die flexible Wand 91 aus Gummi
oder ähnlichem
gebildet werden, das Elastizität
in einer Halbkugelform aufweist, und eine betreibende Kraft kann
auf die flexible Wand ausgeübt
werden, so dass die flexible Wand selbst sich nach außen ausweiten
kann.
-
Des
Weiteren, wie in 24 gezeigt,
umfasst ein Tintenbehälter 103 eine
flexible Wand (nicht gezeigt) an einer Seite. Der Tintenbehälter 103 umfasst
eine Befestigungsoberfläche 103a zum
Befestigen des Tintenbehälters
auf einem Träger.
Eine Tintenzufuhröffnung 104 kann
zur Verbindung mit dem Aufzeichnungskopf bereitgestellt sein, und
eine Öffnung 105 zur
Verbindung mit der Luft. Ein poröses Element 106 kann
bereitgestellt sein, um die Tintenzufuhröffnung 104 und die Öffnung 105 zu
bedecken, und eine Blattfeder 107 kann verwendet werden,
um die flexible Wand normal zu betreiben und nach außen auszuweiten.
Auf dieser Basis kann die Tintenzufuhrvorrichtung kompakt gemacht
werden.
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Es
ist also offensichtlich, dass die oben angeführte Aufgabe und Aspekte, die
aus der vorangehenden Beschreibung hervorgehen, wirksam erreicht werden,
und, da bestimmte Veränderungen
am oben beschriebenen Aufbau vorgenommen werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung abzuweichen, ist es beabsichtigt, dass
alles, was in der oben angeführten
Beschreibung enthalten ist oder in den begleitenden Zeichnungen
gezeigt wird, als Veranschaulichung und nicht in einem einschränkenden
Sinn verstanden werden soll.
-
Es
versteht sich auch von selbst, dass die folgenden Ansprüche alle
generischen und speziellen Eigenschaften der hier beschriebenen
Erfindung und alle Angaben zum Umfang der Erfindung abdecken sollen,
die aus sprachlichen Gründen
dazwischen fallen können.