DE69704465T2

DE69704465T2 - Tintenzufuhrvorrichtung für einen Tintenstrahldrucker mit Tintenrohr unter Druck zur Verhinderung des Luftzugangs

Info

Publication number: DE69704465T2
Application number: DE69704465T
Authority: DE
Inventors: Paul D. Gast; Pawlowski, Jr.
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-13
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2017-08-14
Also published as: EP0826505A2; EP0826505B1; JPH1086402A; JP4021012B2; DE69704465D1; USRE37874E1; EP0826505A3; US5988802A

Description

Gebiet der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucker und spezieller auf einen Tintenstrahldrucker, der einen Abtastdruckkopf mit einer stationären Tintenversorgung aufweist.

Hintergrund der Erfindung

Tintenstrahldrucker sind gut bekannt. Ein allgemeiner Typ eines Tintenstrahldruckers verwendet eine ersetzbare Druckkassette, die einen Druckkopf und eine Tintenversorgung enthält, die in der Druckkassette enthalten ist. Die Druckkassette ist nicht vorgesehen, um nachfüllbar zu sein, wobei die Druckkassette weggeworfen und eine neue Druckkassette in den Abtastwagen eingebaut wird, wenn die anfängliche Tintenversorgung entleert ist. Ein häufiges Ersetzen der Druckkassette ergibt relativ hohe Betriebskosten.
Der Druckkopf weist eine verwendbare Lebenszeit auf, die merklich länger als die Zeit ist, die benötigt wird, um die Tinte in der Druckkassette zu entleeren. Es ist bekannt, Druckkassetten intermittierend nachzufüllen, indem eine Öffnung durch die Druckkassette hergestellt wird und die Druckkassette manuell mit Tinte nachgefüllt wird. Diese Nachfüllverfahren erfordern jedoch eine Manipulation durch den Benutzer und sind aus verschiedenen anderen Gründen nicht wünschenswert.
Es ist ferner bekannt, einen äußeren, stationären Tintenbehälter, wie beispielsweise einen schlaffen Beutel, der Tinte enthält, bereitzustellen, der über einen Schlauch mit der Abtastdruckkassette verbunden ist. Diese Typen eines Drucksystems weisen jedoch verschiedene Nachteile auf, die unerwünschte Schwankungen bezüglich des Tintendrucks in der Druckkassette, eine unzuverlässige und komplexe Fluiddichtung zwischen der Druckkassette und der äußeren Tintenversorgung, eine erhöhte Druckergröße aufgrund der äußeren Verbindung der Tintenversorgung mit der Druckkassette, eine Blockierung in dem Tintenzufuhrsystem, eine Luftansammlung in den Schläuchen, die zu der Druckkassette führen, ein Auslaufen von Tinte, hohe Kosten und eine Komplexität umfassen. Derartige äußere Tintenversorgungen werden als außer-axiale Tintenversorgungen bezeichnet.
Die EP-A-0 666 178 offenbart ein Drucksystem gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksystems gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 8.
Am meisten relevant bezüglich der vorliegenden Offenbarung, haben Anmelder erkannt, daß ein Diffusionsmechanismus existiert, der die Wirkung von wachsenden Blasen aufweist und sogar das Tintenversorgungssystem Druck-beaufschlagt. Eine Blase in dem Schlauchsystem weist innen eine relative Luftfeuchtigkeit von 100% auf. Typischerweise befindet sich der Schlauch in einer Fluidverbindung mit einem schlaffen Beutel, der Tinte enthält. Der Druck in der Blase wird daher durch einen atmosphärischen Druck ausgeglichen. Bei den meisten Umgebungen weist eine Umgebungsluftfeuchtigkeit weniger als 100% auf. Da der Gesamtdruck in dem Schlauch die Summe der Partialdrücke ist, ist der Partialdruck von Luft in dem Schlauch niedriger als der Partialdruck von Umgebungsluft. Wie es ersichtlich ist, nimmt dieser Druckunterschied auf null ab, wenn sich die Luftfeuchtigkeit der Umgebung 100% annähert. Dieser Druckunterschied tendiert daher dazu, am größten in Regionen wie Arizona und am geringsten für Regionen wie Florida zu sein. Folglich tritt eine schnelle Luftdiffusion in den Schlauch ein, wodurch die Blase wächst. In heißen trockenen Umgebungen können sich manche Schläuche (abhängig von deren Material, Durchmesser und Dicke) innerhalb weniger Tage mit Luft füllen.
Überschußluft in dem Schlauch wird überdies in den Druckkopf gezogen. Luft in dem Druckkopf wird jeden Druckregler unwirksam machen, der sich in der Druckkassette befindet oder zu derselben führt. Bei einem nicht Druck-baufschlagten Tintenversorgungssystem wird Überschußluft, die durch die Schläuche zugeführt wird, ferner ein Aushungern des Druckkopfs bewirken.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, einen Tintenstrahldrucker mit einer Druckkassette und einem getrennten Tintenversorgungssystem zu schaffen, das über einen oder mehrere Schläuche mit der Druckkassette verbunden ist, was die Probleme bezüglich einer Luftansammlung, die obig beschrieben wurden, vermeidet.

Zusammenfassung

Die Erfindung liefert ein Drucksystem gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksystems gemäß Anspruch 8. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt ein Tintenstrahldrucker eine ersetzbare Druckkassette, die in einen Abtastwagen eingebracht ist. Ein Tintenschlauch erstreckt sich von dem Abtastwagen zu einer getrennten Tintenversorgung, die in dem Drucker angeordnet ist. Die äußere Tintenversorgung kann konstant Druck-beaufschlagt, intermittierend Druck-beaufschlagt oder nicht Druck-beaufschlagt sein.
Ein getrenntes Ventil zwischen dem Schlauch oder den Schläuchen und der Tintenversorgung stellt sicher, daß der Druck in dem Schlauch im wesentlichen gleich dem Umgebungsdruck sein wird. Dies minimiert einen Wasserverlust und eine Luftaufnahme in den Schlauch. Ferner verhindert dies, daß eine Luftausdehnung in dem Schlauch die Tintenversorgung erreicht. Dieses Ventil wird automatisch betätigt, wenn erfaßt wird, daß der Drucker nicht verwendet wird.
Wenn die Druckkassette kein Reglerventil umfaßt, ist ein zweites Ventil zwischen der Druckkassette und dem Schlauch eingebracht, so daß der Schlauch an seinen Enden durch zwei Ventile abgedichtet ist, wenn der Drucker nicht verwendet wird.
Anstelle eines Ventils zwischen der Tintenversorgung und dem Schlauch, kann der. Schlauch durch eine Überdruckquelle Druck-beaufschlagt werden.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers dar, der die vorliegende Erfindung enthält.
Fig. 2 stellt eine perspektivische Ansicht dar, die auf einen Wagen herabschaut, bei dem eine Druckkassette eingebaut ist.
Fig. 3 stellt eine Querschnittansicht der Druckkassette von Fig. 2 entlang einer Linie 3-3 dar, die mit der Fluidverbindung an dem Wagen verbunden ist.
Fig. 4 stellt einen Tintendruckregler in der Druckkassette von Fig. 3 dar, der ein Tintenventil öffnet und schließt.
Fig. 5 und 6 stellen zwei Seiten eines Drehhebels in Fig. 4 dar.
Fig. 7A, 7B und 7C stellen den Betrieb des Druckreglers bezüglich eines Öffnens und Schließens des Druckventils dar.
Fig. 8 stellt eine Tintenversorgungsstation, die Tintenversorgungskassetten aufweist, die in derselben eingebaut sind, mit einem Ventil zwischen den Tintenschläuchen und den Tintenversorgungskassetten gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung dar.
Fig. 9 stellt einen Graph einer Luftdiffusion in die Schläuche über eine Zeit dar.
Fig. 10 stellt einen Graph eines Luftdrucks bei einem Gleichgewicht in dem Schlauch gegen eine Temperatur dar.
Fig. 11A und 11B stellen Querschnittansichten des Ventils von Fig. 5 entlang einer Linie 11-11 dar, das die Schläuche der Tintenversorgungsstation verbindet.
Fig. 12 stellt ein Ausführungsbeispiel eines Tintendruckers dar, das die Tintenschläuche unter Verwendung einer Druckquelle Druck-beaufschlagt.
Fig. 13 stellt eine auseinandergezogene Ansicht einer nicht Druck-beaufschlagten Tintenversorgungskassette dar.
Fig. 14 zeigt eine intermittierend Druck-beaufschlagte Tintenversorgungskassette, die in ein Kopplungsfach eines Tintenstrahldruckers eingebracht wird.
Fig. 15 stellt eine Querschnittansicht entlang einer Linie 15-15 in Fig. 14 dar, die die Tintenversorgungskassette von Fig. 14 vollständig in das Kopplungsfach eingebracht zeigt.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 stellt eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers 10 dar, dessen Abdeckung entfernt ist, wobei derselbe verschiedene erfindungsgemäße Merkmale umfaßt. Im allgemeinen umfaßt der Drucker 10 eine Ablage 11 zum Halten eines unbedruckten Papiers. Wenn eine Druckoperation ausgelöst wird, wird ein Papierblatt unter Verwendung einer Blattzufuhrvorrichtung von der Ablage 11 in den Drucker 10 zugeführt, daraufhin in einer U-Richtung herumgebracht, um sich daraufhin in der entgegengesetzten Richtung zu der Ablage 11 hin zu bewegen. Das Blatt wird in einer Druckzone 12 angehalten, wobei ein Abtastwagen 13, der eine oder mehrere Druckkassetten 14 enthält, daraufhin über das Blatt abgetastet wird, um ein Band von Tinte auf dasselbe zu drucken.
Nach einem einzelnen Abtastvorgang oder mehreren Abtastvorgängen wird das Blatt unter Verwendung eines herkömmlichen Schrittmotors und Zufuhrrollen 15 um einen inkrementalen Betrag in eine nächste Position in der Druckzone 12 verschoben, wobei der Wagen 13 zum Drucken eines nächsten Bands von Tinte erneut über das Blatt abtastet. Wenn das Drucken auf das Blatt fertiggestellt ist, wird das Blatt in eine Position über der Ablage 11 nach vorne befördert, in dieser Position gehalten, um sicherzustellen, daß die Tinte trocken ist, und daraufhin freigegeben.
Drucker von alternativen Ausführungsbeispielen umfassen diejenigen, bei denen eine Ausgabeablage an der Rückseite des Druckers 10 angeordnet ist, wobei das Papierblatt durch die Druckzone 12 zugeführt wird, ohne in einer U-Richtung zurückgeführt zu werden.
Der Abtastmechanismus des Wagens 13 kann herkömmlich sein und umfaßt im allgemeinen einen Gleitstab 16, entlang dem der Wagen 13 gleitet, und einen codierten Streifen 17, der durch einen Photodetektor in dem Wagen 13 optisch erfaßt wird, um den Wagen 13 präzise zu positionieren. Ein Schrittmotor (der nicht gezeigt ist), der mit dem Wagen 13 unter Verwendung einer herkömmlichen Antriebsband- und Riemenscheiben-Anordnung mit dem Wagen 13 verbunden ist, wird zum Transportieren des Wagens 13 über die Druckzone 12 verwendet.
Die neuartigen Merkmale des Tintenstrahldruckers 10 und der anderen Tintenstrahldrucker, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, beziehen sich auf das Tintenzufuhrsystem zum Liefern von Tinte zu den Druckkassetten 14 und insbesondere auf die Tintenausstoßkammern in den Druckköpfen. Dieses Tintenversorgungssystem umfaßt eine außer-axiale Tintenversorgungsstation 30, die ersetzbare Tintenversorgungskassetten 19, 20, 21 und 22 enthält, die Druck-beaufschlagt oder auf einem atmosphärischen Druck sein können. Bei Farbdruckern wird typischerweise eine separate Tintenversorgungskassette für schwarze Tinte, gelbe Tinte, magentafarbene Tinte und cyanfarbene Tinte existieren.
Vier Schläuche 23 übertragen Tinte von den vier ersetzbaren Tintenversorgungskassetten 19-22 zu den vier Druckkassetten 14.
Elemente, die in den verschiedenen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen identifiziert sind, können identisch sein.
Fig. 2 stellt eine auf den Wagen 13 herabschauende, perspektivische Ansicht dar, die die Druckkassette 14 und eine Trennwand 28 zeigt.
Fig. 3 stellt eine Querschnittansicht einer Druckkassette 14 entlang einer Linie 3-3 in Fig. 2 dar. Eine Öffnung auf der unteren Seite des Wagens 13 legt den Druckkopf-Ort 29 (Fig. 3) jeder Druckkassette 14 frei. Wagenelektroden befinden sich gegenüber Berührungsanschlußflächen, die auf der Druckkassette 14 angeordnet sind.
Wenn ein Reglerventil 27 (Fig. 3) in der Druckkassette 14 geöffnet wird, befindet sich eine hohle Nadel 30 in einer Fluidverbindung mit einer Tintenkammer 31 in der Druckkassette 14. Die hohle Nadel 30 erstreckt sich durch einen selbstabdichtenden Schlitz, der durch die Mitte der Trennwand 28 gebildet ist. Dieser selbstabdichtende Schlitz ist automatisch durch die Nachgiebigkeit der Gummitrennwand 28 abgedichtet, wenn die Nadel 30 entfernt ist.
Ein Tintenkanal 32 aus Kunststoff (der in Fig. 3 mit seiner entfernten Abdeckung gezeigt ist) führt über ein Loch 34 (Fig. 3) von der Nadel 30 zu der Tintenkammer 31. Ein Anfangs-Tintenfülloch 33 wird verwendet, um die Tintenkammer 31 anfänglich zu füllen, wobei dasselbe daraufhin mit einem Stöpsel permanent abgedichtet wird.
Tinte wird durch die Schläuche 23 (Fig. 2), die aus einem Polyvinyliden-Chlorid (PVDC), wie beispielsweise SaranTM, oder einem anderen geeigneten Kunststoff gebildet und mit einer Kunststoffverzweigung 35 verbunden sind, zu dem Wagen 13 geliefert. Die Verzweigung 35 liefert mehrere Umleitungen des Tintenflußes um 90º. Eine derartige Verzweigung 35 kann nicht erforderlich sein, wenn die Schläuche 23 ausreichend dünn sind und ohne ein Einknicken gebogen werden können. Eine Druck-beaufschlagte (oder intermittierend Druck-beaufschlagte) außer-axiale Tintenversorgung (die später beschrieben wird) kann einen solchen dünnen Schlauch verwenden. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen nicht Druck-beaufschlagte Tintenschläuche 23 einen Innendurchmesser zwischen annähernd 1,5-2,5 mm auf, während Druckbeaufschlagte Tintenschläuche 23 einen Innendurchmesser zwischen annähernd 1-1,5 mm aufweisen.
Ein Trennwand-Ellbogen 36 (Fig. 3) leitet Tinte von der Verzweigung 35 zu der Trennwand 28 und hält die Trennwand 28. Die Trennwand 28 ist unter Verwendung eines Umfaltedeckels bzw. Crimpdeckels 38 an dem Ellbogen 36 befestigt.
Ein flexibler Faltenbalg 39 (Fig. 2) ist bei jedem der einzelnen Boxen 40 in der Kassette 13 vorgesehen, um der Trennwand 28 einen Grad einer x-, y- und z-Bewegung zu ermöglichen, wenn die Nadel 30 in die Trennwand 28 eingebracht wird, um die x-, y- und z-Belastung auf der Nadel 30 zu minimieren und eine fluiddichte und luftdichte Abdichtung um die Nadel 30 sicherzustellen. Die Faltenbälge 39 können aus Butyl-Gummi, Hoch-ACN-Nitril oder einem anderen flexiblen Material mit Eigenschaften einer geringen Dampf- und Luftübertragung hergestellt werden. Alternativ können die Faltenbälge 39 durch einen U-förmigen oder kreisförmigen biegbaren Schlauch ersetzt werden.
Ein Luftventil 41, das auf der vorderen Seite der Druckkassette 14 gebildet ist, wird durch einen Druckregler in der Druckkassette 14 verwendet, der hinsichtlich der Fig. 4 -7C und vollständiger in der WO-A-97/16315 beschrieben ist. Der innere Regler bewirkt dort, daß ein leichter Unterdruck, z. B. -50, 8 bis -152, 4 mm (-2 bis -6 zoll) Wassersäule, in der Tintenkammer 31 existiert. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel kann ein getrennter Regler zwischen die außer-axiale Tintenversorgung und jede Druckkassette 14 geschaltet werden.
Falls es erforderlich ist, können die Druckkassetten in dem Abtastwagen durch jeweilige Einrastvorrichtungen befestigt werden, die manuell oder Feder-vorgespannt betrieben werden können, wobei die Einrastvorrichtung auf einen Streifen oder eine Ecke der Druckkassette herabdrückt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel hält eine einzige Einrastvorrichtung, wie beispielsweise ein drehbarer Stab, alle vier Druckkassetten in dem Wagen in Stellung.
Eine Abdeckung 42 umgibt die Nadel 30, um eine unerwünschte Berührung mit der Nadel 30 zu verhindern, wobei dieselbe ferner hilfreich ist, die Trennwand 28 mit der Nadel 30 auszurichten, wenn die Druckkassette 14 in den Wagen 13 eingebaut wird. Tinte fließt aufgrund des Druckunterschieds zwischen der Tinte in dem Schlauch 23 und dem inneren Tintenbehälter durch die Nadel 30 in die Druckkassette 14.
Codierte Streifen 43 sind mit codierten Schlitzen in den Wagenboxen 40 ausgerichtet, um sicherzustellen, daß die ordnungsgemäße Farb-Druckkassette 14 in der ordnungsgemäßen Box 40 plaziert ist. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist die Nadel 30 ein Teil einer getrennten Teilanordnung, wobei die Abdeckung 42 eine getrennte Teilanordnung ist, um die Herstellung zu erleichtern und ein Wechseln der Farbschlüssel durch ein Wechseln der Abdeckung zu ermöglichen, unter der Annahme, daß die Farbschlüsselstreifen auf der Abdeckung angeordnet sind.
Die Druckkopfanordnung, die bei dem Ort 29 in Fig. 3 angebracht ist, ist vorzugsweise ein flexibles Polymerband, das Düsen aufweist, die in demselben durch eine Laserablation gebildet sind. Leiter sind auf der Rückseite des Bands gebildet und weisen Enden mit Berührungsanschlußflächen zum Berühren von Elektroden auf dem Wagen 13 auf. Die anderen Enden der Leiter sind durch Fenster in dem Band mit Anschlüssen eines Substrats verbunden, auf dem die verschiedenen Tintenausstoßkammern und Tintenausstoßelemente gebildet sind. Die Tintenausstoßelemente können Wärmewiderstände oder piezoelektrische Elemente sein. Die Druckkopfanordnung kann gleichartig zu derjenigen sein, die in dem US-Patent Nr. 5,278,584 von Brian Keefe u. a. mit dem Titel "Ink Delivery System for an Inkjet Printhead" beschrieben ist, das dem vorliegenden Anmelder übertragen und hiermit unter Bezugnahme aufgenommen ist. Bei einer derartigen Druckkopfanordnung fließt Tinte in der Druckkassette um die Kanten des rechteckigen Substrats und in Tintenkanäle, die zu jeder der Tintenausstoßkammern führen.
Die bisher beschriebenen Tintenkassetten und Tintenversorgungsverbindungen sind Typen mit einer Abwärts-Verbindung, bei denen die Tintenverbindung hergestellt wird, wenn die Druckkassette 14 abwärts in den Wagen 13 gedrückt wird. Dies ermöglicht, daß ein entsprechender Drucker ein sehr niedriges Profil aufweist. Die Nadel 30, die sich von der Druckkassette 14 erstreckt, kann durch eine Trennwand und die Trennwand 28 auf dem Abtastwagen 13 kann durch eine hohle Nadel ersetzt werden.
Fig. 4-7C beschreiben einen Druckregler 45, der in jedem der Druckkassettenausführungsbeispiele verwendet werden kann, die hierin zum Regeln des Drucks der Tintenkammer in der Druckkassette beschrieben sind. Folglich kann der Druck in dem außer-axialen Tintenversorgungssystem unreguliert sein. Der Regler bewirkt, daß die Tintenkammer in der Druckkassette einen leichten, jedoch im wesentlichen konstanten Unterdruck (z. B. -2 bis -7 Zoll Wassersäule) aufweist, um zu verhindern, daß Tinte aus den Düsen des Druckkopfs tröpfelt. Wenn sich das außer-axiale Tintenversorgungssystem bei atmosphärischem Druck befindet, bewirkt dieser leichte Unterdruck in der Druckkassette ferner, daß Tinte von dem außer-axialen Tintenversorgungssystem zurückgezogen wird, selbst wenn sich der Ort des Tintenversorgungssystems leicht unterhalb der Druckkassette befindet. Der Regler ermöglicht ferner die Verwendung von Druck-beaufschlagten außer-axialen Tintenversorgungen, während der gewünschte Unterdruck in der Tintenkammer in der Druckkassette aufrecht erhalten wird. Der Regler kann entworfen sein, um abhängig von dem Entwurf des Druckkopfs einen breiten Bereich von Unterdrücken (oder Gegendrücken) von 0 bis -50 Zoll Wassersäule zu liefern.
Fig. 4 stellt den Reglerabschnitt der Druckkassette ohne seinen aufblasbaren Luftbeutel (der später beschrieben wird) dar, um den Betrieb des Reglers 45 besser zu verstehen. Der Regler enthält einen Druckreglerhebel 46 und einen Sammlerhebel 47. Die Hebel 46 und 47 drehen sich auf Drehstiften, die in Löcher 48 (Fig. 3) eingebracht sind, die in Trageabschnitten des oberen Abschnitts 50 (Fig. 4) des Druckkassettengehäuses gebildet sind. Der obere Abschnitt 50 des Kassettengehäuses in. Fig. 4 ist dahingehend vereinfacht, daß die Tintenverbindung, die die Nadel 30 und die Abdeckung 42 umfaßt, nicht dargestellt ist, um den Regler 45 besser zu enthüllen.
Das Luftventil 41 (Fig. 3) führt zu einem Luftbeutel (der in Fig. 4 nicht gezeigt ist, jedoch in den Fig. 7A-7C dargestellt ist). Wenn der Luftbeutel sich aufgrund der Tatsache aufbläst, daß der Tintendruck in der Druckkassette einen größeren Unterdruck annimmt, dehnen sich die Hebel 46 und 47 auswärts, um die Federkraft, die durch die Feder 52 geliefert wird, zu überwinden. Der Reglerhebel 46 umfaßt einen Ventilsitz 54, der mit dem Reglereinlaßventil 27 zusammenpaßt, wenn sich der Hebel 46 in seiner geschlossenen Stellung befindet. Wenn sich der Hebel 46 auswärts ausdehnt, wird ermöglicht, daß Tinte in die Tintenkammer der Druckkassette eintritt, um den Unterdruck der Tinte zu reduzieren, um den Luftbeutel zum Zusammenfallen zu bringen und das Ventil 27 erneut zu schließen.
Fig. 5 stellt eine perspektivische Ansicht des Reglerhebels 46 dar, die seine Außenseite zeigt, während Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Reglerhebels 46 darstellt, die seine Innenseite zeigt.
Die Fig. 7A-7C stellen den Betrieb des Reglers 45 unter verschiedenen Zuständen dar. Der Sammlerhebel 47 und der Luftbeutel 56 wirken zusammen, damit eine Anpassung an Volumenänderungen aufgrund einer Luft, die in den Druckkassettenkörper eingeschlossen sein kann, ebenso wie aufgrund jeder anderen Druckänderungen, durchgeführt wird. Der Sammlerhebel 47 wirkt, um jede Schwankungen des Gegendrucks zu regulieren. Der Sammlerhebel 47 drückt den Beutel 56 zusammen, dessen Inneres sich auf einem Umgebungsdruck befindet, treibt Luft aus dem Beutel, und ermöglicht, daß sich eingeschlossene Luft in der Druckkassette ausdehnen kann. Die Feder 52 ist mit dem Sammlerhebel 47 in der Nähe seiner Drehachse verbunden, um zu bewirken, daß der Sammlerhebel 47 betätigt wird, bevor sich der Reglerhebel 46 bewegt.
Fig. 7A stellt die Druckkassette 14 mit einer Seite offen dar; um den Regler 45 zu enthüllen. Fig. 7A stellt den Anfangszustand der Druckkassette 14 dar, bei dem sich in der Tintenkammer 31 keine Tinte befindet und der Luftbeutel 56 schlaff ist. Der Gegendruck in der Tintenkammer 31 ist gleich dem Umgebungsdruck, wobei die Feder 52 die zwei Hebel 46 und 47 ganz zusammen treibt.
Wenn die Druckkassette in dem Wagen 13 eingebaut ist und die hohle Nadel 30 (Fig. 3) der Druckkassette Tinte von dem Tintenschlauch 23 empfängt, wird durch eine Wartungsstation in dem Drucker ein Vakuum an den Druckkopfdüsen gezogen. Solche Wartungsstationen sind gut bekannt und erzeugen eine Abdichtung über die Düsen, während ein Vakuum angelegt ist. Ansprechend auf dieses Vakuum bewegt sich der Sammlerhebel 47 zuerst, wobei der Beutel 56 anfängt sich auszudehnen, wie es in Fig. 7B gezeigt ist. Der Sammlerhebel 47 fährt fort, sich um seine Drehachse zu drehen, bis derselbe eine Seitenwand des Druckkassettenkörpers in Eingriff nimmt, wie es in der Fig. 7B dargestellt ist. Zu diesem Zeitpunkt beginnt der Reglerhebel 46, sich auswärts zu bewegen, während die Tinte 57 beginnt, durch das Einlaßventil 27 (Fig. 4) in die Tintenkammer 31 einzutreten.
Fig. 7C stellt die voll geöffnete Stellung des Tinteneinlaßventils 27 dar, um einen maximalen Tintenfluß in die Druckkassette zu liefern. Die Stellung des Reglerhebels 46 ist von der Druckgeschwindigkeit abhängig.
Sobald die Tintenkammer 31 mit Tinte gefüllt ist oder das Drucken angehalten ist, wird der Reglerhebel 46 das Ventil 27 (Fig. 4) durch den Trieb der Feder 52 schließen, wobei die Hebel 46 und 47 zu dem in der Fig. 7B dargestellten Zustand zurückkehren werden.
Fig. 8 stellt eine perspektivische Ansicht einer Tintenversorgungsstation 18 dar. Bei dem bestimmten Ausführungsbeispiel, das in der Fig. 4 gezeigt ist, sind lediglich drei von vier Farbtintenversorgungskassetten 20, 21 und 22 in die Tintenversorgungsstation 18 eingebaut. Eine hohle Nadel 60, die sich von einer Box in der Tintenversorgungsstation 18 befindet, befindet sich in einer Fluidverbindung mit einem der Schläuche 23, der wiederum mit einer der Druckkassetten 14 verbunden ist. Die Tinte in jeder der Tintenversorgungskassetten 20-22 befindet sich auf einem atmosphärischen Druck, wobei durch einen Unterdruck in jeder Druckkassette 14, der durch einen Regler 45, der sich in jeder Druckkassette befindet, bestimmt wird, Tinte in jede der Druckkassetten 14 gezogen wird. Eine durch eine Feder vorgespannte Feuchthaltekammer (die nicht gezeigt ist) um die Nadel 60 weist einen Gummiabschnitt auf, der ein Seitenloch an dem Ende der Nadel 60 bedeckt, wenn eine Tintenversorgungskassette 20 bis 22 entfernt ist. Ein Ellbogen oder eine Verzweigung 62 aus Kunststoff leitet Tinte von der Nadel 60 um.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel, das später beschrieben wird, werden die außer-axialen Tintenversorgungskassetten intermittierend Druck-beaufschlagt, Sowohl bei den Ausführungsbeispielen mit einer Druck-beaufschlagten Tintenversorgung als auch bei den Ausführungsbeispielen ohne eine Druck-beaufschlagte Tintenversorgung regelt der Regler, der sich in jeder Tintenkassette befindet, den Druck der Tinte, die zu der Druckkassette geliefert wird.
Ein getrenntes Ventil 64 ist zwischen die Schläuche 23 und die Tintenversorgungsstation 18 geschaltet. Das Ventil 64 kann ferner einen Teil der Tintenversorgungsstation 18 bilden. Das Ventil 64 kann jeder Typ eines geeigneten Ventils sein, das eine hoch zuverlässige Fluiddichtung der Schläuche 23 liefert, wenn sich dasselbe in einer geschlossenen Stellung befindet. Das Ventil 64 wird durch die Drehung einer Motorwelle 65 oder einer anderen Einrichtung in eine geschlossene Stellung plaziert, wenn ein Motor 66 durch eine Steuerungsschaltung 67 gesteuert wird, um eine geschlossene Stellung aufzuweisen. Die Steuerungsschaltung 67 erfaßt, wenn der Drucker ausgeschaltet wird (oder andersweitig nicht verwendet wird) und liefert einfach eine Steuerungsspannung zu dem Motor 66, die notwendig ist, um das Ventil 64 zu schließen. Umgekehrt, wenn der Drucker eingeschaltet wird oder auf eine andere Art und Weise für eine Verwendung bereit ist, liefert die Steuerschaltung 67 ein Signal zu dem Motor 66, um das Ventil 64 zu öffnen, um zu ermöglichen, daß die Schläuche 23 in einer Verbindung mit der Tintenversorgungsstation 18 stehen. Die Steuerungsschaltung 67 kann ein einfacher Latch oder Schalter sein, der durch ein Aus/Ein-Signal 68 eines Druckers gesetzt und rückgesetzt wird.
Der Zweck des Ventils 64 besteht darin, einen Zustand eines konstanten Volumens in dem Schlauch 23 zu erzeugen, um sicherzustellen, daß der Partialdruck von Luftblasen (die hauptsächlich aus Sauerstoff und Stickstoff bestehen) während Zeiträumen, in denen der Drucker nicht verwendet wird, in dem Schlauch 23 nicht geringer als der Umgebungsdruck von Luft außerhalb der Schläuche 23 ist. Die Hauptfunktion des Ventils 64 besteht darin, eine Luftaufnahme in die Schläuche 23 zu begrenzen.
Bei einem Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahldruckers versucht ein Ein-Weg-Klappenventil bei der Tintenversorgungskassette zu verhindern, daß ein Rückfluß von Tinte aus den Schläuchen 23 in die Tintenversorgungskassetten stattfindet. Bei den Tintenversorgungskassetten 20 bis 22 sind Ein-Weg-Ventile, wie beispielsweise Klappenventile, passiv (nicht elektrisch betätigt) und kostengünstig, um in der Lage zu sein, die Tintenversorgungskassette wegzuwerfen, wenn sie entleert ist. Ein derartiges Klappenventil weist einen sehr niedrigen Pegel einer Durchsickerung auf und ist lediglich in der Lage, höhere Tintendrücke für lediglich kurze Zeitdauern zurückzuhalten. Ein derartiges Klappenventil kann folglich nicht den Platz eines Ventils 64 einnehmen.
Eine Luftaufnahme durch die Schläuche 23 tritt über relativ lange Zeitdauern auf und ist hauptsächlich von Bedeutung, wenn der Drucker langen Zeiträumen einer Nicht-Verwendung ausgesetzt ist. Eine Luftaufnahme umfaßt das Wachstum von Blasen, die in einem Schlauch 23 vorher existieren, was einen schlaffen, Tinte enthaltenden Beutel, der bei der stationären Versorgungsstation 18 entfernbar angebracht ist, fluidmäßig mit der Druckkassette 14 verbinden kann, die mit dem Wagen 13 ein Abtasten durchführt. Die Blasen in dem Schlauch 23 befinden sich in einem Druckgleichgewicht (d. h. annähernd gleichem Gesamtdruck) mit der Umgebungsatmosphäre. Die relative Luftfeuchtigkeit in den Blasen beträgt jedoch etwa 100%, was normalerweise wesentlich höher als die Luftfeuchtigkeit einer Umgebungsluft ist. Da die Gesamtdrücke etwa gleich sind, und da der Gesamtdruck eines Gases die Summe seiner Partialdrücke ist, ist der Partialdruck von Luft in der Blase normalerweise geringer als derjenige einer Umgebungsluft. Dieser Partialdruckunterschied ist sogar noch größer für trockene Umgebungen, wie beispielsweise diejenigen, die in Arizona zu finden sind. Folglich wird Luft von der Außenluft durch den Schlauch 23 mit der Diffusionsrate im Verhältnis zu seinem Partialdruckunterschied in die Blase diffundieren. Wenn ein Schlauchsystem aus Polyethylen in einer heißen und trockenen Umgebung, wie beispielsweise Arizona im Sommer, verwendet wird, kann sich eine Blase ausdehnen und das Schlauchsystem innerhalb von Tagen füllen. Dies wird quantitativ durch die folgenden Formeln ausgedrückt:
PGesamt Schlauch = PGesamt Beutel = PGesamt außen
PGesamt Schlauch = PLuft Schlauch + PDampf Schlauch = PLuft außen + PDampf außen
Folglich,
(PLuft, außen - PLuft, Schlauch) = (PDampf, Schlauch - PDampf, außen)
Wie zu sehen ist, ist der Unterschied in den Dampfdrücken proportional zu der Diffusionsrate von Luft von außen in die Blase. Der Dampfdruck in dem Schlauch 23 nimmt mit der Temperatur zu und basiert auf Dampfdrucktabellen (die eine 100% relative Luftfeuchtigkeit annehmen).
Eine andere Problemquelle stellt Wasser dar, das aus dem Schlauchsystem diffundiert. Es existieren viele Schlauchsystemmaterialien, wie beispielsweise FEP, die kein Wasserdiffusionsproblem aufweisen, jedoch existieren sehr wenige, die niedrige Luftdiffusionsraten aufweisen. Momentan scheinen Schlauchsystemmaterialien aus PCTFE und Polyvinyliden- Chlorid (PVDC) von dem Standpunkt einer Luftdiffusion aus bevorzugt zu sein. Diese Materialien sind jedoch teuer oder es kann schwierig sein, bei denselben die erforderlichen Eigenschaften zu erreichen.
Durch ein Kontrollventil zwischen dem Schlauch 23 und dem Druckkopf, das ein Anwachsen von Luft in diese Richtung begrenzt, wird sich die Luft zu der Tintenversorgung hin und in dieselbe ausdehnen. Der Tintenbeuteldruck wird schließlich den Tintendampfdruck erreichen. Bei einer warmen Umgebung kann dies bewirken, daß der Beutel platzt, wodurch Tinte in den Drucker verschüttet wird. Auf jeden Fall wird Luft in den Schläuchen 23 schließlich in den Druckkopf gezogen. Dies kann den Regler funktionsunfähig machen, wodurch ein Tröpfeln von Tinte und ein Druckerschaden während warmer Perioden verursacht wird. Zusätzlich kann die Luft ein Aushungern der Tinte in dem Druckkopf bewirken.
Wenn die Tintenkassette einen Regler aufweist, der ein Ventil umfaßt, um den Tinteneinlaß der Druckkassette (Tintenventil 27 in Fig. 3) abzusperren, dehnt sich Luft in dem Schlauch in die Richtung zu der Tintenversorgungsstation hin aus.
Wenn das Ventil 64 unmittelbar nach der Tintenversorgungsstation oder bei der Tintenversorgungsstation selbst hinzugefügt ist, wird sich eine eingeschlossene Luft in dem Schlauch nicht ausdehnen können, da keine Tintendurchsickerung zurück in die Tintenversorgungskassette existieren wird. Der Gleichgewichtsdruck wird etwa gleich dem Dampfdruck der Tinte sein, wobei daher Tinte das System verlassen muß oder das System selbst expandieren muß, damit die Luftblase wächst. Das Wachstum der Luftblase wird daraufhin gleich der Fluidverlustrate, die mit dem ordnungsgemäßen Schlauchsystemmaterial leicht zu kontrollieren ist.
Das Hinzufügen des Ventils 64 ermöglicht die Verwendung eines breiteren Bereichs von Materialien zum Bilden der Schläuche 23. Das Material, das zum Bilden der Schläuche 23 verwendet wird, kann daher auf der Basis von Attributen wie beispielsweise einer Flexibilität, Biegeradien und einer Arbeitslebenszeit und nicht auf der Basis seiner Luftdurchlässigkeit ausgewählt werden. Dies ermöglicht ferner die Verwendung eines Schlauchs mit geringeren Kosten und ein sich ergebendes kleineres System.
Das Ventil 64 liefert ferner einen zusätzlichen Schutz gegen Tintenlecks zwischen der Tintenversorgungskassette und der Tintenversorgungsstation. Die Lebensdauer der Tintenkassette ist ferner erhöht, da weniger Luft in den Druckkassettenkörper eintritt. Bei Druckern, die keinen Druckregler zwischen der Tintenversorgungsstation und der Abtastdruckkassette aufweisen, würde ein weiteres Ventil zwischen die Schläuche 23 und den Wagen 13 (oder unmittelbar vor der Druckkassette) geschaltet, um zu verhindern, daß Tinte in die Druckkassette durchsickert. Ein derartiges Ventil 69 ist in Fig. 2 dargestellt, wobei das Ventil 69 zwischen die Schläuche 23 und die Verzweigung 35 geschaltet ist. Das Ventil 69 kann ein Drehventil sein, das durch einen Motor oder eine andere Antriebsvorrichtung betätigt wird, wie es hinsichtlich des Ventils 64 in Fig. 4 beschrieben ist.
Fig. 9 stellt die Luftdiffusion (in Kubikzentimeter Luft) in das Schlauchsystem über eine Zeit dar, während der Drucker außer Betrieb ist, unter der Annahme eines Schlauchsystems aus FEP. Wie es zu sehen ist, beginnt ein beträchtlicher Betrag von Luft, startend bei dem Zeitraum von drei Monaten, in das System einzutreten.
Fig. 10 stellt die Zunahme des Gleichgewichtsdrucks (in Zoll Wassersäule) in dem Schlauch (unter Annahme eines konstanten Volumens in dem Schlauch) dar, wenn die Temperatur zunimmt. Dies läßt auf eine perfekte Dichtung bei der Druckkassette und der Tintenversorgungsstation schließen. Eine derartige Zunahme des Luftdrucks in dem Schlauch wird die Luft in dem Schlauch zur Ausdehnung zu bringen.
Fig. 11A und 11B liefern zusätzliche Details eines Ausführungsbeispiels des Ventils 64, obwohl das Ventil 64 tatsächlich jeder Ventiltyp sein kann, der eine hoch zuverlässige Dichtung liefert und aktiviert werden kann, wenn der Drucker ein- oder ausgeschaltet oder festgestellt wird, daß eine Druckoperation aufgehört oder angefangen hat.
Fig. 11A zeigt ein in zwei Teile geschnittenes Ventil 64 in einer offenen Stellung entlang einer Linie 11-11 in Fig. 4, wobei das Ventil 64 ein Drehtyp ist, der einen Mittelzylinder 70 mit Durchführungskanälen aufweist, die mit den Eingangs- und Ausgangs-Toren des Ventils 64 ausgerichtet sind, wenn sich dasselbe in einer offenen Stellung befindet. Die Schläuche 23 sind mit den Ausgangstoren verbunden, während die Schläuche 74 oder andere Tintenkanäle mit den Eingangstoren und einer Tintenversorgungsstation verbunden sind. Der Tintenfluß ist durch einen Pfeil 75 gezeigt. Eine eingefettete Dichtung 76 ist zwischen dem Mittelzylinder 70 und dem äußeren Körper des Ventils 64 vorgesehen.
Fig. 11B stellt das Ventil 64 in seiner durch die Drehung des mit der Motorwelle 65 verbundenen Zylinders 70 geschlossenen Stellung dar. Wie es zu sehen ist, ist der Tintendurchgang zwischen den Eingangs- und Ausgangs-Toren durch den Mittelzylinder 70 versperrt.
Andere Ventile können ferner verwendet werden.
Fig. 12 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, bei dem der Schlauch oder die Schläuche 23 unter Verwendung einer Überdruckquelle 77 Druck-beaufschlagt werden, wenn durch die Steuerschaltung 67 erfaßt wird, daß der Drucker nicht verwendet wird. Die Druckquelle 77 führt eine Druckbeaufschlagung bei dem Schlauch 23 derart durch, daß der Partialdruck von Luft in dem Schlauch 23 annähernd gleich dem Außenluftdruck ist, wodurch eine Luftdiffusion in den Schlauch 23 verhindert wird. Die Druckquelle 77 kann viele Formen annehmen. Die Druckquelle 77 kann ein Kolben, ein Faltenbalg oder eine andere geeignete Vorrichtung sein. Eine geeignete Druckquelle wird später hinsichtlich Fig. 14 und 15 beschrieben. Die Kraft, die durch den Kolben oder den Faltenbalg geliefert wird, kann durch eine konstante Federkraft, die durch eine mechanische Feder oder ein Gas erzeugt wird, geliefert werden. Ein Ventil, das durch die Steuerschaltung 67 gesteuert wird, kann die Druckquelle 77 mit dem Schlauch 23 koppeln, wenn der Drucker ausgeschaltet ist, oder die Druckquelle 77 kann durch die Steuerschaltung 67 selektiv betätigt werden.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann die Tintenversorgungskassette oder die Tintenversorgungsstation 18 die Tinte mit einer Konstant-Druck-Quelle, wie beispielsweise einem durch eine Feder vorgespannten Tintenbeutel, einem Kolben oder einem Faltenbalg, ausreichend Druck-beaufschlagt werden, so daß eine getrennte Druckquelle und die Steuerschaltung 67 nicht benötigt werden.
Ein Ventil 69 zwischen dem Schlauch 23 und der Druckkassette 14, das entweder ein Reglerventil oder ein getrenntes Ventil bildet, wird verwendet, um zu verhindern, daß Tinte von den Druckkopfdüsen tröpfelt.
Fig. 13 stellt eine auseinandergezogene Ansicht einer nicht Druck-beaufschlagten Tintenversorgungskassette 78 dar, wie es in den Fig. 1 und 8 gezeigt ist. Eine derartige Tintenversorgungskassette 78 wird einfach von der Tintenversorgungsstation 18 (Fig. 8) entfernt und weggeworfen, sobald sich die Tintenversorgung derselben entleert hat. Die Verbindung einer derartigen Tintenversorgungskassette 78 mit der Fluidverbindung wurde hinsichtlich Fig. 8 beschrieben.
Die nicht Druck-beaufschlagte Tintenversorgungskassette 78 besteht aus einem zusammenlegbaren Tintenbeutel 79 und zwei festen Kunststoffgehäusegliedern 80 und 81. Der Tintenbeutel 79 kann aus einem flexiblen Film, wie beispielsweise Mylar oder EVA, oder einem Mehrschichtfilm gebildet sein. Ein geeigneter Film ist der Film mit neun Schichten, der in dem US-Patent Nr. 5,450,112 beschrieben ist, das dem vorliegenden Anmelder übertragen und hiermit unter Bezugnahme aufgenommen ist. Die Enden des Tintenbeutels 79 können mit dem Gehäuseglied 80 oder 81 Wärme-gefügt oder Ultraschallgeschweißt sein, um die Bewegung des Tintenbeutels 79 zu begrenzen.
Codierte Streifen 82 sind mit Schlitzen, die in dem Tintenversorgungsträger gebildet sind, ausgerichtet, um sicherzustellen, daß die ordnungsgemäße Farbtintenversorgungskassette in die korrekte Box des Tintenversorgungsträgers eingebracht wird. Bei einem Ausführungsbeispiel rastet der Tintenversorgungsträger ferner unter Verwendung einer federvorgespannten Einrastvorrichtung in die Streifen 82 ein, um die Kassette 78 zu befestigen und eine greifbare Rückmeldung an den Benutzer zu liefern, daß die Kassette 78 ordnungsgemäß eingebaut ist.
Ein Kunststoff-Tintenbeutel-Anschlußstück 83 ist durch eine Öffnung 84 teilweise in den Tintenbeutel 79 eingebracht und hinsichtlich der Öffnung 84 durch einen Kleber oder ein Wärmeverbinden abgedichtet. Ein Tellerventilstück 85 (eine Docke) erstreckt sich von dem Anschlußstück 83. Das Beutel-Anschlußstück 83 ist durch einen Schlitz 86, der in den Kunststoffgehäusegliedern 80 und 81 gebildet ist, fest in Stellung gebracht.
Durch ein Loch 88 ist eine Tellerventilstück-Feder 87 in das Tellerventilstück 85 gefolgt von einer Tellerventilstückkugel 89 eingebracht. Die Kugel 89 kann aus einem rostfreien Stahl oder einem Kunststoff bestehen.
Ein Ende 90 einer Gummitrennwand 91 ist darauf in das Loch 88 in dem Tellerventilstück 85 eingebracht. Die Trennwand 91 ist umgefaltet (gecrimpt) und an dem Tellerventilstück 85 unter Verwendung eines umgefalteten Deckels 92 befestigt.
Die Trennwand 91 weist einen Schlitz 93 auf, der durch die Mitte derselben gebildet ist, durch den eine hohle Nadel 60 (Fig. 8), die sich in einer Fluidverbindung mit einem Schlauch 23 befindet, eingebracht ist. Der Schlitz 93 in der Trennwand 91 wird durch die Nachgiebigkeit der Trennwand ·91 automatisch in die geschlossene Stellung getrieben, wenn die Nadel 60 entfernt ist.
Die Tellerventilstück-Feder 87 und die Tellerventilstück- Kugel 89 dienen dazu, eine zusätzliche Sicherheit zu liefern, daß für kurze Zeiträume keine Tinte durch den Schlitz 93 in der Trennwand 91 durchsickert. Wenn durch den Schlitz 93 keine Nadel eingebracht ist, treibt die Tellerventilstück-Feder 87 die Tellerventilstück-Kugel 89 gegen den geschlossenen Schlitz 93, so daß die Kugel 89 in Verbindung mit dem Schließen des Schlitzes 93 eine Dichtung gegen eine Tintendurchlässigkeit liefert.
Es ist möglich, die Fluidverbindung unter Verwendung einer Trennwand ohne das Tellerventilstück, oder ein Tellerventilstück ohne die Trennwand zu entwerfen. Eine Trennwand ohne das Tellerventilstück wird mit einer radialen Dichtung um eine Nadel zuverlässig dichten. Wenn jedoch die Tintenversorgung mit einer Trennwand vor langer Zeit in den Drucker eingebaut wurde, wird die Trennwand dazu tendieren, eine bleibende Verformung anzunehmen. Beim Entfernen kann sich die Trennwand nicht vollständig selbst wieder abdichten.
Wenn die Versorgung gekippt oder fallen gelassen wird, kann Tinte austreten. Ein Tellerventil (für sich selbst genommen) bietet den Vorteil (relativ zu einer Trennwand) einer Selbstdichtung ohne das Problem einer bleibenden Verformung. Es ist jedoch weniger verläßlich, dahingehend, daß es um die Nadel nicht abdichtet. Um daher bei der Kassette eine Durchlaß-dichte Fluidverbindung sicherzustellen, muß eine Art von Flächendichtung eingerichtet werden. Zusätzlich variieren Tellerventile bezüglich einer Verläßlichkeit, wenn die Oberfläche, gegen die dieselben abdichten, ein harter Kunststoff ist, wobei kleine Mängel der Dichtoberfläche dazu tendieren, zu Lecks zu führen. Die Kombination Trennwand/Tellerventil überwindet diese Begrenzungen, indem die Vorteile von beiden verwendet werden: die sehr gute Abdichtung der Trennwand um die Nadel, während das Problem einer bleibenden Verformung beseitigt ist. Zusätzlich liefert die innere Oberfläche der Trennwand eine nachgiebige Dichtungsoberfläche für das Tellerventil, die weniger empfindlich bezüglich Mängel ist.
Beidem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein integrierter Schaltungssensor/Speicher 94 permanent an der Tintenversorgungskassette 78 befestigt. Diese Schaltung liefert eine Anzahl von Funktionen, einschließlich dem Verifizieren einer Einbringung der Tintenversorgung, einer Lieferung einer Anzeige von verbleibender Tinte in der Versorgung und einem Liefern eines Codes, um die Kompatibilität der Tintenversorgung mit dem Rest des Systems sicherzustellen.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel ist ein Tintenbeutel 79 mit einem Überdruck versehen. Dies ermöglich, daß die Schläuche 36, die die Tintenversorgung mit den Druckkassetten verbinden, dünner sein können und ermöglicht ferner, daß die Tintenversorgungsstation unterhalb der Druckkassetten angeordnet werden kann. Um einen konstanten Überdruck zu erreichen, kann eine Feder verwendet werden, um die Seiten eines Tintenbeutels 79 zusammen zu treiben, um einen inneren Überdruck zu erzeugen. Wenn eine derartige Feder verwendet wird, ist der Tintenbeutel 79 mit festen Seitenplatten versehen, um die Federkraft zu verteilen. Bogenfeder, Spiralfeder, ein Schaumstoff, ein Gas oder andere elastische Vorrichtungen können die Federkraft liefern.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann der Tintenbeutel 79 durch eine intermittierende Druckquelle, wie beispielsweise ein Gas, Druck-beaufschlagt werden.
Fig. 14 und 15 stellen eine intermittierend unter Druck gesetzte außer-axiale Tintenversorgungskassette 95 und eine Vorrichtung zum Druck-beaufschlagen der Tintenversorgungskassette dar.
Die Tintenversorgungskassette 95 weist ein Gestell 96 (Fig. 15), das einen Tintenbehälter 97 zum Aufnehmen von Tinte trägt, eine Pumpe 98 und ein Fluid-Auslaß 99 auf. Das Gestell 96 ist von einem harten Schutzgehäuse 98 umschlossen, das einen Deckel 100 aufweist, der an dessen unterem Ende befestigt ist. Der Deckel 100 ist zum Ermöglichen eines Zugriffs auf die Pumpe 98 mit einer Öffnung 102 und zum Ermöglichen eines Zugriffs auf den Fluid-Auslaß 99 mit einer Öffnung 104 versehen.
Die Tintenversorgungskassette 95 wird in ein Kopplungsfach 106 eines Tintenstrahldruckers eingebracht. Bei der Einbringung der Tintenversorgungskassette 95 wird eine Antriebsvorrichtung 108 in dem Kopplungsfach 106 durch die Öffnung 102 in eine Berührung mit der Pumpe 98 gebracht. Zusätzlich ist ein Fluideinlaß 110 in dem Kopplungsfach 106 durch die Öffnung 104 mit dem Fluidauslaß 99 gekoppelt, um einen Fluidweg von der Tintenversorgung zu dem Drucker zu erzeugen. Der Betrieb der Antriebsvorrichtung 108 bewirkt, daß die Pumpe 98 Tinte von dem Behälter 97 zurückzieht und die Tinte durch den Fluid-Auslaß 99 und den Fluid-Einlaß 110 zu dem Drucker geliefert.
Die Tintenversorgungskassette 95 kann bei der Entleerung der Tinte aus dem Behälter 97 oder für einen anderen Grund von dem Kopplungsfach 106 leicht entfernt werden. Bei der Entfernung sind der Fluid-Auslaß 99 und der Fluid-Einlaß 110 geschlossen, um zu verhindern, daß eine restliche Tinte in den Drucker oder auf den Benutzer ausläuft. Die Tintenversorgungskassette 95 kann daraufhin weggeworfen oder für einen erneuten Einbau zu einem späteren Zeitpunkt gelagert werden. Auf diese Art und Weise liefert die vorliegende Tintenversorgungskassette 95 einem Benutzer eines Tintenstrahldruckers einen einfachen, ökonomischen Weg, um für einen Tintenstrahldrucker eine verläßliche und leicht ersetzbare Tintenversorgung zu liefern.
Der Tintenbehälter 97 ist aus einem flexiblen Kunststoffgehäuse gebildet, um zu ermöglichen, daß das Volumen des Behälters variieren kann, wenn Tinte aus dem Behälter entleert wird. Dies ist hilfreich, um durch eine Reduzierung des Betrags eines Gegendrucks, der erzeugt wird, wenn Tinte aus dem Behälter entleert wird, zu ermöglichen, daß alle Tinte in den Behälter herausgezogen und verwendet wird. Die dargestellte Tintenversorgungskassette 95 ist vorgesehen, um in einem vollen Zustand etwa 30 Kubikzentimeter Tinte zu enthalten. Folglich weisen die allgemeinen Abmessungen des Tintenreservoirs, das durch den Rahmen definiert ist, eine Höhe von etwa 57 mm, eine Breite von etwa 60 mm und eine Dicke von etwa 5,25 mm auf. Diese Abmessungen können abhängig von der gewünschten Größe der Tintenversorgung und den Abmessungen des Druckers, bei dem die Tintenversorgung verwendet wird, variieren.
Die Tintenversorgungskassette 95 ist mit einem Fülltor 114 versehen, um zu ermöglichen, daß Tinte anfänglich in den Behälter eingebracht wird. Nach dem Füllen des Behälters wird ein Stöpsel 116 in das Fülltor 114 eingebracht, um zu verhindern, daß Tinte durch das Fülltor entkommt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Stöpsel eine Kugel aus Polypropylen, die in das Fülltor preßangepaßt ist.
Die Pumpe 98 dient dazu, Tinte aus dem Behälter zu pumpen und dieselbe über den Fluid-Auslaß 99 zu dem Drucker zu liefern. Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, umfaßt die Pumpe 98 eine Pumpenkammer 118, die mit dem Gestell 96 einstückig gebildet ist.
Ein Pumpeneinlaß 120 ist an der oberen Seite der Kammer 118 gebildet, um eine Fluidverbindung zwischen der Kammer 118 und dem Tintenbehälter 97 zu ermöglichen. Ferner ist ein Pumpenauslaß 122 vorgesehen, durch den Tinte aus der Kammer 118 ausgestoßen werden kann. Ein Ventil 124 ist in dem Pumpeneinlaß 120 positioniert. Das Ventil 124 ermöglicht den Tintenfluß aus dem Tintenbehälter 97 in die Kammer 118, wobei dasselbe jedoch den Tintenfluß aus der Kammer 118 zurück in den Tintenbehälter 97 begrenzt. Auf diese Weise kann Tinte aus dem Tintenbehälter durch den Pumpeneinlaß und in die Kammer gezogen werden, wenn die Kammer nicht Druckbeaufschlagt ist. Wenn die Kammer Druck-beaufschlagt ist, kann Tinte in der Kammer durch den Pumpenauslaß ausgestoßen werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Ventil 124 ein Klappenventil, das an der unteren Seite des Pumpeneinlasses positioniert ist. Das Klappenventil 124 ist ein rechteckiges Teil aus einem flexiblen Material. Das Ventil 124 ist über der oberen Seite des Pumpeneinlasses 120 positioniert und mit dem Gestell 96 an den Mittelpunkten seiner kürzeren Seiten Wärme-gefügt. Wenn der Druck in der Kammer ausreichend unter denjenigen in dem Behälter fällt, biegt sich jede der nicht-gefügten Seiten des Ventils abwärts, um den Tintenfluß um das Ventil 124 durch den Pumpeneinlaß 120 und in die Kammer 110 zu ermöglichen.
Eine flexible Membran 126 umschließt die untere Seite der Kammer 118. Die Membran 126 ist leicht größer als die Öffnung an der unteren Seite der Kammer 118 und ist um die untere Kante der Kammerwand abgedichtet. Das Überschußmaterial bei der überdimensionierten Membran ermöglicht, daß sich die Membran auf und ab biegt, um das Volumen in der Kammer zu verändern. Bei der dargestellten Tintenversorgung ermöglicht die Verschiebung der Membran, daß das Volumen der Kammer 118 um etwa 0,7 Kubikzentimeter variieren kann. Das voll ausgedehnte Volumen der dargestellten Kammer 118 liegt etwa zwischen 2, 2 und 2,5 Kubikzentimeter.
Eine Druckplatte 130 und eine Feder 132 sind in der Kammer 118 positioniert. Die Druckplatte 130 weist eine glatte untere Fläche mit einer Wand auf, die sich um die Außenbegrenzung derselben aufwärts erstreckt. Der Mittelbereich der Druckplatte 130 ist geformt, um das untere Ende der Feder 132 aufzunehmen, und ist mit einem Dorn 134, der die Feder zurückhält, versehen.
Die Druckplatte 130 ist in der Kammer 118 mit der unteren Fläche benachbart zu der flexiblen Membran 126 positioniert. Das obere Ende der Feder 132, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel aus rostfreiem Stahl besteht, wird auf dem Dorn 134 zurückgehalten, der in dem Gestell gebildet ist, wobei das untere Ende der Feder 132 auf dem Dorn 134 auf der Druckplatte 130 zurückgehalten wird. Auf diese Art und Weise spannt die Feder die Druckplatte abwärts gegen die Membran vor, um das Volumen der Kammer zu erhöhen. Die Seitenwände dienen dazu, die Ausrichtung der Druckplatte 130 zu stabilisieren, während die freie, kolbenartige Bewegung derselben in der Kammer 118 ermöglicht ist.
Wie es in Fig. 15 dargestellt ist, verbindet ein Kanal 136 den Pumpenauslaß 138 mit dem Fluid-Auslaß 99. Der Fluid-Auslaß 99 ist in einem hohlen zylindrischen Vorsprung 140 untergebracht, der sich von dem Gestell 96 abwärts erstreckt. Die obere Seite des Vorsprungs 140 öffnet sich in den Kanal 136, um zu ermöglichen, daß Tinte von dem Kanal in den Fluid-Auslaß fließt. Eine Feder 142 und eine Dichtungskugel 144 sind in dem Vorsprung 140 positioniert und werden durch eine nachgebende Trennwand 146 und eine Crimp-Abdeckung 148 in Stellung gehalten. Die Feder 142 ist leicht zusammengedrückt, so daß die Feder 142 die Dichtungskugel 144 gegen die Trennwand 146 vorspannt, um eine Dichtung zu bilden. Die Crimp-Abdeckung 148 paßt über die Trennwand 146 und nimmt einen ringförmigen Überstand auf dem Vorsprung 140 in Eingriff, um die gesamte Anordnung in Stellung zu halten. Die Dichtungskugel 144 ist derart dimensioniert, daß sich dieselbe frei in dem Vorsprung 140 bewegen und den Tintenfluß um die Kugel ermöglichen kann, wenn sich dieselbe nicht in der Dichtungsstellung befindet.
Die Kopplungsstation 150, die in Fig. 14 dargestellt ist, ist für eine Verwendung bei einem Farbdrucker vorgesehen. Folglich weist dieselbe vier benachbarte Kopplungsfächer 106 auf, von denen jedes eine Tintenversorgungskassette 95 einer unterschiedlichen Farbe aufnehmen kann. Die Struktur der dargestellten Tintenversorgung ermöglicht eine relativ schmale Breite. Dies ermöglicht, daß vier Tintenversorgungen bei einer kompakten Kopplungsstation benachbart zueinander angeordnet werden können, ohne daß die Standfläche des Druckers übermäßig zunimmt.
Jedes Kopplungsfach 106 umfaßt gegenüberliegende Wände, die nach innen gewandte vertikale Kanäle definieren. Eine Blattfeder mit einem Ineingriffnahme-Zinken 152 ist in dem unteren Abschnitt jedes Kanals positioniert, um an den zusammenpassenden Schlüsseln oder Keilen 154, die an der Tintenversorgungskassette 95 gebildet sind, einzurasten. Die zusammenpassenden Schlüssel in den Kanälen der anderen Wände sind für jedes Kopplungsfach unterschiedlich und identifizieren die Farbe einer Tinte, die in diesem Kopplungsfach verwendet wird. Eine Basisplatte 156 definiert die untere Seite jedes Anschlußfachs 106. Die Basisplatte 156 umfaßt Öffnungen, die die Antriebsvorrichtung 108 und den Fluid-Einlaß 110 aufnehmen.
Das obere Ende der Antriebsvorrichtung 108 erstreckt sich aufwärts durch die Basisplatte 156 und in das Kopplungsfach 106. Der untere Abschnitt der Antriebsvorrichtung 108 ist unter der Basisplatte positioniert und drehbar mit einem Ende eines Hebels 160 gekoppelt, der an dem Drehpunkt 162 gehalten wird. Das andere Ende des Hebels 160 ist durch eine Kompressionsfeder 163 (zur Einfachheit ist lediglich eine Feder gezeigt), die einen Federtrageabschnitt 164 berührt, abwärts vorgespannt. Auf diese Art und Weise treibt die Kraft der Kompressionsfeder die Antriebsvorrichtung 108 abwärts. Eine Nocke 166, die auf einer drehbaren Welle 168 befestigt ist, ist derart positioniert, daß eine Drehung der Welle zu einer Ineingriff-genommenen Position bewirkt, daß die Nocke die Kraft der Kompressionsfeder 163 überwindet und die Antriebsvorrichtung 108 abwärts bewegt. Die Bewegung der Antriebsvorrichtung bewirkt, daß die Pumpe 98 Tinte aus dem Behälter 97 zieht und dieselbe durch den Fluid-Auslaß 99 und den Fluid-Einlaß 110 zu dem Drucker liefert.
Eine Kennzeichnungseinrichtung bzw. Flag (die nicht gezeigt ist) erstreckt sich von der unteren Seite der Antriebsvorrichtung 108 abwärts, wo dieselbe in einem optischen Detektor aufgenommen ist. Der optische Detektor weist einen herkömmlichen Aufbau auf und richtet einen Lichtstrahl zu einem Sensor hin. Der optische Detektor ist derart positioniert, daß, wenn sich die Antriebsvorrichtung 108 in ihrer obersten Position befindet, die der oberen Seite des Pumpenhubs entspricht, sich die Kennzeichnungseinrichtung über den Lichtstrahl erhebt, wodurch ermöglicht wird, daß derselbe den Sensor erreicht und den Detektor aktiviert. In jeder niedrigeren Stellung versperrt die Kennzeichnungseinrichtung den Lichtstrahl und verhindert, daß derselbe den Sensor erreicht, wodurch sich der Detektor in einem deaktivierten Zustand befindet. Auf diese Art und Weise kann der Sensor verwendet werden, um den Betrieb der Pumpe zu steuern und zu erfassen, wenn eine Tintenversorgung leer ist, wie es nachfolgend vollständiger erklärt wird.
Der dargestellte Fluid-Einlaß 110 (Fig. 15) umfaßt eine sich aufwärts erstreckende Nadel 170, die ein geschlossenes, stumpfes oberes Ende, eine Mittelbohrung und ein laterales Loch 172 aufweist. Ein Schleppschlauch 23, der in Fig. 14 zu sehen ist, ist über das Ventil 64 mit dem unteren Ende der Nadel 170 verbunden. Das Ventil 64, der Motor 66 und die Steuerungsschaltung 67 können identisch zu denjenigen sein, die hinsichtlich den Fig. 8, 11A und 11B beschrieben wurden. Der Schleppschlauch 23 führt zu einem Druckkopf (der nicht gezeigt ist). Für jedes Kopplungsfach 106 existiert ein Schleppschlauch 23. Bei den meisten Druckern wird der Druckkopf gewöhnlich einen kleinen Tintenbehälter umfassen, um eine kleine Tintenmenge unterzubringen und einen Typ eines Druckreglers, um einen geeigneten Druck in dem Tintenbehälter aufrecht zu erhalten. Typischerweise ist es erwünscht, daß der Druck in dem Tintenbehälter leicht geringer als in der Umgebung ist. Dieser Gegendruck ist hilfreich, um zu verhindern, daß Tinte aus dem Druckkopf tropft. Der Druckregler an dem Druckkopf kann allgemein ein Kontrollventil umfassen, das den Rückfluß von Tinte aus dem Druckkopf und in den Schleppschlauch verhindert.
Ein Gleitring 174 umgibt die Nadel 170 und ist durch eine Feder 176 aufwärts vorgespannt. Der Gleitring 174 weist einen nachgebenden Dichtungsabschnitt 178 mit einer inneren Oberfläche auf, die sich in einer direkten Berührung mit der Nadel 170 befindet. Zusätzlich umfaßt der dargestellte Gleitring einen im wesentlichen festen Abschnitt 180, der sich abwärts erstreckt, um die Feder 176 teilweise unterzubringen. Ein ringförmiger Anschlag 182 erstreckt sich von der unteren Kante des im wesentlichen festen Abschnitts 180 auswärts. Der ringförmige Anschlag 182 stößt an die Basisplatte 156 an, um die Aufwärtsbewegung des Gleitrings 174 zu begrenzen und eine obere Position des Gleitrings auf der Nadel 170 zu definieren. In der oberen Stellung ist das laterale Loch 172 durch den Dichtungsabschnitt 178 des Rings umgeben, um das laterale Loch abzudichten, während das stumpfe Ende der Nadel 170 im allgemeinen bündig mit der oberen Oberfläche des Rings ist.
Die Fluidverbindung zwischen der Tintenversorgungsstation 18 in Fig. 8 und einer Tintenversorgungskassette 20-22 kann identisch zu derjenigen sein, die obig beschrieben wurde.
Wenn die Tintenversorgungskassette 95 in das Kopplungsfach 106 eingebracht ist, tritt die Antriebsvorrichtung 108 durch die Öffnung 102 in den Deckel 100 und in eine Stellung ein, um die Pumpe 98 zu betreiben. Wenn sich die flexible Membran · 126 in ihrer untersten Position befindet, befindet sich das Volumen der Kammer 118 auf seinem Maximum, wobei eine Kennzeichnungseinrichtung, die sich von der unteren Seite der Antriebsvorrichtung 108 erstreckt, den Lichtstrahl von einem Sensor versperrt. Die Antriebsvorrichtung 108 wird gegen die Membran 126 gedrückt, indem die Kompressionsfeder 163 auf dem Federtrageabschnitt 164 abwärts drückt, um die Kammer zu einem reduzierten Volumen zu treiben und in der Pumpenkammer 118 einen Druck zu erzeugen. Wenn das Ventil 124 den Tintenfluß von der Kammer zurück in den Behälter begrenzt, läuft die Tinte von der Kammer durch den Pumpenauslaß 122 und den Kanal 136 zu dem Fluid-Auslaß 99. Die Kompressionsfeder 163 ist ausgewählt, so daß ein Druck von etwa 1,5 Pfund pro Quadratzoll in der Kammer erzeugt wird. Der gewünschte Druck kann natürlich abhängig von den Anforderungen eines bestimmten Druckers und durch den Pumpenhub variieren. Beispielsweise wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der Druck in der Kammer während des Pumpenhubs von etwa 90-45 Zoll Wassersäule variieren.
Wenn Tinte aus der Pumpenkammer 118 entleert wird, fährt die Kompressionsfeder 163 fort, die Antriebsvorrichtung 108 aufwärts gegen die Membran 126 zu drücken, um einen Druck in der Pumpenkammer 118 aufrecht zu erhalten. Dies bewirkt, daß die Membran aufwärts in eine Zwischenposition bewegt wird, wodurch das Volumen der Kammer abnimmt. In der Zwischenstellung fährt die Kennzeichnungseinrichtung fort, den Lichtstrahl vom Erreichen des Sensors in dem optischen Detektor zu versperren.
Wenn noch mehr Tinte aus der Pumpenkammer 118 entleert wird, wird die Membran 126 in ihre oberste Position gedrückt. In der obersten Position befindet sich das Volumen der Kammer 118 bei ihrem Minimum-Betriebsvolumen, wodurch die Kennzeichnungseinrichtung hoch genug aufsteigt, um zu ermöglichen, daß der Lichtstrahl den Sensor erreicht und den optischen Detektor aktiviert.
Ein Druckersteuerungssystem (das nicht gezeigt ist) erfaßt die Aktivierung des optischen Detektors und beginnt einen Auffrischzyklus. Während des Auffrischzyklusses wird die Nocke 166 in eine Ineingriffnahme mit dem Hebel 160 gedreht, um die Kompressionsfeder zusammenzudrücken und die Antriebsvorrichtung 108 in ihre unterste Stellung zu bewegen. In dieser Stellung berührt die Antriebsvorrichtung 108 nicht die Membran 126.
Da die Antriebsvorrichtung 108 nicht länger gegen die Membran 126 drückt, spannt die Pumpenfeder 132 die Druckplatte 130 und die Membran 126 auswärts vor, wodurch sich das Volumen ausdehnt und der Druck in der Kammer 118 abnimmt. Der erniedrigte Druck in der Kammer 118 ermöglicht, daß sich das Ventil 124 öffnet und Tinte aus dem Reservoir 97 in die Kammer 118 zieht, um die Pumpe 98 aufzufrischen. Das Kontrollventil an dem Druckkopf, der Flußwiderstand in dem Schleppschlauch 23, oder beides, wird Tinte von einer Rückkehr durch den Kanal 136 zu der Kammer 118 begrenzen. Alternativ kann ein Kontrollventil an dem Auslaßtor 99 oder an einem anderen Ort vorgesehen sein, um die Rückkehr von Tinte durch das Auslaßtor 99 und in die Kammer 118 zu verhindern.
Nachdem ein vorbestimmter Zeitbetrag verstrichen ist, wird der Auffrischungszyklus abgeschlossen, indem die Nocke 166 zurück in ihre nicht in Eingriff genommene Stellung gedreht wird.
Es ist zu erkennen, daß ein mechanischer Schalter, ein elektrischer Schalter oder ein anderer Schalter, der in der Lage ist, die Stellung der Antriebsvorrichtung zu erfassen, anstelle des optischen Detektors verwendet werden könnte.
Die Konfiguration der vorliegenden Tintenversorgung ist besonders vorteilhaft, da lediglich der relativ kleine Betrag von Tinte in der Kammer Druck-beaufschlagt wird. Die große Mehrheit der Tinte ist in dem Behälter bei annähernd Umgebungsdruck untergebracht. Es ist daher weniger wahrscheinlich, daß dieselbe ausläuft, wobei in dem Fall eines Auslaufens dieselbe leichter aufgenommen werden kann.
Die dargestellte Membranpumpe hat sich als sehr zuverlässig und gut geeignet für die Verwendung bei der Tintenversorgung erwiesen. Ferner können jedoch andere Typen von Pumpen verwendet werden. Beispielsweise können eine Kolbenpumpe, eine Klappenpumpe oder andere Typen von Pumpen für die Verwendung angepaßt werden.
Zusätzliche Details der intermittierend Druck-beaufschlagten Tintenversorgung sind in der EP-A-0 778 145 beschrieben. Eine konstante Druckbeaufschlagung der verschiedenen beschriebenen Tintenversorgungskassetten weist die folgenden Vorteile gegenüber einer intermittierenden Druckbeaufschlagung auf.
(1) Geringere Produktionskosten/minimale Produktkomplexität durch das Eliminieren jeder Pumpenstation;
(2) Eine Druckbeaufschlagung der Schläuche reduziert oder beseitigt eine Luftdiffusion in die Schläuche (abhängig von dem Druckpegel).
Eine intermittierende Druckbeaufschlagung weist gegenüber einer konstanten Druckbeaufschlagung die folgenden Vorteile auf:
(1) Das Fluid ist abgedichtet und Ventile brauchen nicht einem konstanten Druck zu widerstehen, wodurch sich eine verbesserte Verläßlichkeit ergibt;
(2) Tintenvorräte sind weniger teuer, da das Kunststoffgehäuse nicht so stark zu sein braucht.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sind die Pumpenantriebsvorrichtung 108 und der Steuerungsmechanismus der Kopplungsstation 150, auch wenn der Drucker nicht verwendet wird, aktiviert, um den Schlauch 23 zur Verhinderung einer Luftaufnahme mit einer Druckbeaufschlagung zu versehen. Dieser konstante Druck kann den Bedarf nach dem Ventil 64 in Fig. 8 beseitigen.

Schlußfolgerung

Mehrere Ausführungsbeispiele eines Tintenversorgungssystems für einen Tintendrucker wurden beschrieben, die eine außeraxiale Tintenversorgung, ein Ventil (oder eine andere Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des Schlauchs), das basierend auf der Verwendung oder Nicht-Verwendung eines Druckers betätigt wird, und Schläuche, die von dem Ventil zu einer Abtastdruckkassette führen, umfassen. Das Einbringen des Ventils oder einer anderen Vorrichtung zur Druckbeaufschlagung des Schlauchs verbessert die Verläßlichkeit des Druckers nach langen Zeitperioden einer Nicht-Verwendung und ermöglicht die Verwendung von dünneren und flexiblen Schläuchen, da eine Luftdiffusion durch die Schläuche eine geringere Bedeutung besitzt.

Claims

1. Ein Drucksystem (10) mit folgenden Merkmalen:

einer Tintenquelle (22), die Tinte enthält;

einem Abtastwagen (13);

zumindest einer Druckkassette (14), die durch den Abtastwagen gehalten wird;

zumindest einem flexiblen Schlauch (23), der zwischen die Tintenquelle und die zumindest eine Druckkassette geschaltet ist, um Tinte von der Tintenquelle zu der zumindest einen Druckkassette zu liefern;

einem ersten Ventil (27, 54), das zwischen eine Tintenkammer (31) in der zumindest einen Druckkassette und den zumindest einen flexiblen Schlauch geschaltet ist, um in einer geschlossenen Stellung den zumindest einen Schlauch von der Tintenkammer automatisch abzudichten, wenn das Drucksystem nicht verwendet wird; und

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (64, 77), die mit dem zumindest einen flexiblen Schlauch verbunden ist, um zu verhindern, daß ein Partialdruck einer Gasmischung in dem Schlauch für einen wesentlichen Zeitbetrag wesentlich unter den Umgebungsdruck fällt.

2. Das System nach Anspruch 1, bei dem die Einrichtung zum Verhindern folgende Merkmale aufweist:

ein zweites Ventil (64), das zwischen die Tintenquelle (22) und den zumindest einen flexiblen Schlauch (23) geschaltet ist, um den zumindest einen flexiblen Schlauch in einer geschlossenen Stellung automatisch von der Tintenquelle abzudichten, wenn bestimmt wird, daß das Drucksystem (10) nicht verwendet wird, und um in einer offenen Stellung eine Fluidkopplung zwischen dem zumindest einen flexiblen Schlauch und der Tintenquelle zu liefern, wenn bestimmt wird, daß das Drucksystem verwendet wird.

3. Das System nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Einrichtung zum Verhindern eine Druckquelle (77) ist, die sich in einer Fluidverbindung mit dem zumindest einen flexiblen Schlauch (23) befindet, wenn das Drucksystem (10) nicht verwendet wird.

4. Das System nach Anspruch 3, bei dem die Druckquelle (77) in der Tinte enthaltenden Tintenquelle (22) angeordnet ist.

5. Das System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner folgendes Merkmal aufweist: eine Steuerung (67), die mit der Einrichtung zum Verhindern verbunden ist, um die Einrichtung zum Verhindern zu betätigen, wenn bestimmt, daß das Drucksystem (10) nicht verwendet wird.

6. Das System nach Anspruch 5, bei dem die Steuerung (67) erfaßt, daß eine Leistung zu dem Drucksystem (10) ausgeschaltet ist, und ansprechend darauf die Einrichtung zum Verhindern betätigt.

7. Das System nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Tinte intermittierend einem Druck über dem Umgebungsdruck und zu anderen Zeitpunkten einem annähernden Umgebungsdruck ausgesetzt ist.

8. Ein Verfahren zum Betreiben eines Drucksystems (10), wobei das Drucksystem eine Tinte enthaltende Tintenquelle (22), einen Abtastwagen (12), zumindest eine Druckkassette (14), die durch den Abtastwagen gehalten wird, und zumindest einen flexiblen Schlauch (23) aufweist, der zwischen die Tintenquelle und die zumindest eine Druckkassette geschaltet ist, um Tinte von der Tintenquelle zu der zumindest einen Druckkassette zu liefern, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Aktivieren eines ersten Ventils (27, 54), das zwischen eine Tintenkammer (31) in der Druckkassette und den zumindest einen flexiblen Schlauch geschaltet ist, wenn das Drucksystem nicht verwendet wird; und

gekennzeichnet durch:

eine Einrichtung (64, 77), die mit dem zumindest einen flexiblen Schlauch verbunden ist, um zu verhindern, daß ein Partialdruck eines Gases in dem Schlauch wesentlich unter einen Umgebungsdruck fällt.

9. Das Verfahren nach Anspruch 8, das ferner den Schritt eines Betätigens der Einrichtung (64, 77) zum Verhindern aufweist, wenn bestimmt wird, daß das Drucksystem (10) nicht verwendet wird.

10. Das Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt eines Betätigens folgende Schritte aufweist:

Betätigen eines zweiten Ventils (64) zwischen der Tintenquelle (22) und dem zumindest einen flexiblen Schlauch (23), um eine geschlossene Stellung aufzuweisen, um den zumindest einen flexiblen Schlauch von der Tintenquelle abzudichten, wenn wird, daß das Drucksystem (10) nicht verwendet werden soll; und

Betätigen des zweiten Ventils, um eine offenen Stellung aufzuweisen, um eine Fluidkopplung zwischen dem zumindest einen flexiblen Schlauch und der Tintenquelle zu liefern, wenn es bestimmt ist, daß das Drucksystem nicht verwendet wird.