DE69716661T2 - Tintenstrahlaufzeichnungsgerät und Tintenkartusche - Google Patents

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf eins Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zum Aufzeichnen auf einem Aufzeichnungsträger durch das Ausstoßen von Tintentröpfchen aus Düsen eines Aufzeichnungskopfes.
• Eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß dem den Stand der Technik betreffenden Teil von Anspruch 1 ist zum Beispiel in EP-A-0 661 160 offenbart. Sie weist einen auf einem verschiebbaren Schlitten angebrachten Aufzeichnungskopf, einen Tintenbehälter zum Lagern der Tinte sowie Zufuhrröhrchen auf, die den Tintenbehälter mit dem Aufzeichnungskopf verbinden.
• Der Tintenbehälter (Tintenaufnahmeglied) ist üblicherweise ein Kunststoffgehäuse, welches einen Gummibeutel oder ein mit Tinte vollgesaugtes, poröses Teil enthält. Wenn eine solche Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung über längere Zeit hinweg in Gebrauch ist, führt das Hindurchströmen von Luft durch den Behälter zum Ansammeln von Luftbläschen im Innern des Behälters, und einige der Luftbläschen fließen in die Tintenzufuhrröhrchen. Bläschen können auch dann in die Zufuhrröhrchen gelangen, wenn die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung starken, abrupten Stößen unterworfen wird, beispielsweise wenn die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung versehentlich fallengelassen wird. Bei Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtungen, deren Tintenbehälter ausgewechselt werden kann, können Luftbläschen auch im Verlauf des Austausches des Tintenbehälters in die Zufuhrröhrchen gelangen. Außerdem können Bläschen auftreten, wenn in der Tinte enthaltener Stickstoff aufgrund eines Temperaturanstiegs verdampft.
• Wenn solche Luftbläschen auftreten, ist vorzuziehen, die Bläschen aus dem Aufzeichnungskopf zu spülen oder zu blasen, da sie dazu neigen, den ordnungsgemäßen Betrieb des Aufzeichnungskopfes ernsthaft zu beeinträchtigen. Dieses Reinigen kann mittels einer Wiederherstellungsvorrichtung wie den in EP-A-0 661 160 bzw. US-A-4 967 209 offenbarten vorgenommen werden. Bei den in diesen Dokumenten offenbarten Wiederherstellungsvorrichtungen wird ein Verfahren angewandt, bei dem auf die Tinte im Behälter Druck aufgebracht wird, um dadurch stark viskose Tinte in der Nähe der Düsen und Luftbläschen im Innern des Aufzeichnungskopfes in einem Vorgang, der als "Vorbereiten" oder "Wiederherstellen" bezeichnet wird, auszutreiben. Bei einem weiteren bekannten Verfahren werden die Düsen des Aufzeichnungskopfes mit einer Kappe abgedeckt und eine an die Kappe angeschlossene Pumpe benutzt, um Luftbläschen und Tinte in der Umgebung aus dem Aufzeichnungskopf abzusaugen. Der nachfolgend verwendete Ausdruck "Vorbereitung" soll diese beiden und weitere ähnliche Verfahren abdecken.
• Bei jedem der oben genannten Verfahren gibt es jedoch Fälle, in denen die Luftbläschen im Inneren des Tintenzufuhrweges vom Behälter zu den Düsen nicht beseitigt werden können. Unter anderem ist ein im Tintenzufuhrweg bestehender Stagnationspunkt häufig der Grund dafür, daß Luftbläschen im Tintenzufuhrweg zurückbleiben, das heißt an einer Stelle, an der die Tintenströmung im wesentlichen Null ist, auch wenn auf die Tinte im Innern des Tintenzufuhrweges Druck ausgeübt wird. An diesem Stagnationspunkt sammeln sich Luftbläschen und können unter Umständen nicht einmal mit dem Vorbereitungsverfahren vollständig entfernt werden, es sei denn, man entfernte zusammen mit den Luftbläschen auch ein viel größeres Volumen an Tinte.
• Ein Beispiel eines Tintenzufuhrweges, in dem Luftbläschen die Tendenz haben sich anzusammeln, wird nachfolgend unter Hinweis auf Fig. 14 beschrieben. In Fig. 14 ist die Verbindung zwischen einem Aufzeichnungskopf 155 und einem Tintenzufuhrröhrchen 153 gezeigt. Der Aufzeichnungskopf 155 weist eine Tinteneinlaßöffnung 158 auf, der das Tintenzufuhrröhrchen 153 die in einem nicht gezeigten Tintenbehälter aufbewahrte Tinte zuführt. Der Endbereich des Aufzeichnungskopfes ist in die im Endbereich des Tintenzufuhrröhrchens 153 ausgebildete Tintenzufuhröffnung 152 eingesetzt. Der Außenumfang der Verbindung ist mit einem Klebstoff 159 abgedichtet und damit ein Tintenzufuhrweg für die Zufuhr von Tinte zu den Düsen geschaffen.
• Wie Fig. 14 zeigt, hat der so erhaltene Tintenzufuhrweg an der von der Stirnfläche der Tinteneinlaßöffnung 158 bestimmten Grenzebene 151 eine Schulter, an der die Querschnittsfläche des Tintenzufuhrweges sich abrupt ändert. Relativ große Luftbläschen 168 neigen dazu, an dieser Grenzebene 151 anzuhalten. Auch die Berührungsfläche zwischen dem verhältnismäßig großen Luftbläschen 168 und den Seitenwänden des Tintenzufuhrweges ist groß. Durch die große Berührungsfläche wird die Strömungshemmung erhöht, wenn sich das verhältnismäßig große Luftbläschen 168 bewegt, und an dieser Grenzebene angehaltene Luftbläschen können selbst durch die vorstehende Vorbereitungstätigkeit nicht ausreichend entfernt werden. Zwar werden manchmal die Luftbläschen vollständig beseitigt, aber dabei wird gewöhnlich gleichzeitig viel Tinte verbraucht, und damit steigt die Tintenverschwendung.
• Wenn ein verhältnismäßig kleines Luftbläschen 169 von der stromaufwärts liegenden Seite angeströmt kommt, wird das kleinere Luftbläschen von dem verhältnismäßig großen Luftbläschen 168 absorbiert, und das verhältnismäßig größe Luftbläschen 168 wächst damit noch mehr. Im schlimmsten Fall kann das Luftbläschen so stark wachsen, daß es die gesamte Grenzebene bedeckt und damit die Tinteneinlaßöffnung 158 blockiert. Wenn das geschieht, kann dem Aufzeichnungskopf 155 keine Tinte mehr zugeführt werden, und damit wird das Aufzeichnen unmöglich gemacht.
• Zusätzlich zu Tintenzufuhrwegen mit einer solchen abrupten Innenschulter gibt es eine andere Art von Tintenzufuhrweg mit einer Grenzebene, an der Luftbläschen dazu neigen, sich anzusammeln, nämlich Tintenzufuhrwege, in denen ein Filter angeordnet ist, um das Einströmen von Fremdstoffen zum Aufzeichnungskopf zu verhindern. Verhältnismäßig große Luftbläschen neigen dazu, sich vor dem Filter zu sammeln, was die gleichen Probleme hervorruft wie oben beschrieben.
• In der Veröffentlichung US-A-4 537 680 ist ein Kammfilter offenbart, der eine erste Kapillarwegeinrichtung in Form einer ersten Vielzahl insgesamt paralleler Nuten, eine zweite Kapillarwegeinrichtung in Form einer einzigen Nut sowie eine dritte Kapillarwegeinrichtung in Form einer zweiten Vielzahl von insgesamt parallelen Nuten umfaßt. Die drei Kapillarwegeinrichtungen sind in dieser Reihenfolge zwischen dem stromaufwärts liegenden Ende und dem stromabwärts liegenden Ende des Filters angeordnet. Auch wenn die Querschnittsfläche der einzelnen Nut größer ist als die jeder jener parallelen Nuten, wird natürlich die Querschnittsfläche des Filters kleiner zwischen dem stromabwärts liegenden Ende der ersten Kapillarwegeinrichtung und dem stromaufwärts liegenden Ende der zweiten Kapillarwegeinrichtung, so wie sie größer wird zwischen dem stromabwärts liegenden Ende der zweiten Kapillarwegeinrichtung und dem stromaufwärts liegenden Ende der dritten Kapillarwegeinrichtung.
• Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, das vorstehend genannte Problem des Standes der Technik zu lösen und eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zu schaffen, die es erlaubt, Luftbläschen verhältnismäßig leicht auszutreiben und selbst für den Fall, daß ein Luftbläschen nicht vollständig ausgetrieben werden kann, verhindert, daß die Tintenzufuhr zum Aufzeichnungskopf durch ein Luftbläschen blockiert wird.
• Dieses Ziel wird erreicht mit einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 und einer Tintenstrahlpatrone gemäß Anspruch 11. Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
• Gemäß der Erfindung sind von mehreren Wandoberflächen gebildete Kapillarwege im wesentlichen parallel zur Tintenströmungsrichtung im Innern des Tintenzufuhrweges an der stromaufwärts liegenden Seite der Grenzebene angeordnet, an welcher Luftbläschen dazu neigen, anzuhalten. Folglich werden Luftbläschen im Innern des Tintenzufuhrweges beim Durchlaufen der Kapillarwege fraktioniert, wenn die Tinte im Innern des Tintenzufuhrweges von Wiederherstellungs- (Vorbereitungs-) Einrichtungen herausgesaugt oder druckbeaufschlagt wird. Die fraktionierten Luftbläschen können damit leichter zur stromabwärts liegenden Seite der Grenzebene fließen. Luftbläschen können also zuverlässiger weggespült und das Anhalten eines großen Luftbläschens im Innern des Tintenzufuhrweges verhütet werden.
• Für den Querschnitt der Kapillarwege ist eine dreieckige, rechteckige oder sonstige nichtkreisförmige Gestalt vorzuziehen. Wenn man eine Gestalt vorsieht, die mindestens einen Winkel oder eine Ecke hat, wird verhindert, daß Luftbläschen, die im Innern des Kapillarweges anwachsen mögen, den Weg vollständig einnehmen. Da die stromabwärts liegenden Enden der die Kapillarwege bildenden Wandelemente in einem bestimmten Abstand von der Grenzebene angeordnet sind, wird es Luftbläschen außerdem schwer gemacht, den Raum zwischen diesen Enden und der Grenzebene einzunehmen. Folglich kann trotz der Anwesenheit von Luftbläschen Tinte durch den Winkel oder den Eckbereich des Kapillarweges zugeführt werden und zu den stromabwärts liegenden Enden der den Kapillarweg bildenden Wandoberflächen fließen, um dann leicht zur stromabwärts liegenden Seite der Grenzebene zu gelangen. Probleme, wie Luftbläschen, die die Zufuhr von Tinte zum Aufzeichnungskopf verhindern, können damit vermieden werden.
• Ferner wird bevorzugt, daß der Abstand vom stromabwärts liegenden Ende der Wandelemente bis zur Grenzebene im Bereich von 0,05 mm-0,5 mm liegt. Bei einem Abstand in diesem Bereich kann die Zufuhr von Tinte zum Aufzeichnungskopf zuverlässiger selbst dann sichergestellt werden, wenn Luftbläschen im Tintenzufuhrweg angehalten werden.
• Die bevorzugten Gestalten der Kapillarwege werden dadurch erzielt, daß Wandelemente in einer kammartigen oder gitterartigen Konfiguration stromabwärts von der Grenzebene angeordnet werden und die Wandoberflächen dieser Wandelemente die Kapillarwege bilden, oder daß eine poröse Platte mit mehreren Durchgangslöchern stromaufwärts von der Grenzebene angeordnet wird. In jedem Fall ist aber der Querschnitt der so gebildeten Kapillarwege nicht kreisförmig.
• Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend unter Hinweis auf die Zeichnungen im einzelnen beschrieben.
• Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Beispiels eines bekannten Tintenstrahldruckers, bei dem die vorliegende Erfindung angewendet werden kann.
• Fig. 2 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht der in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahlpatrone.
• Fig. 3 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels der in Fig. 1 gezeigten Tintenstrahlpatrone.
• Fig. 4 ist eine schematische Ansicht des Tintenströmungsweges der in Fig. 2 und 3 gezeigten Tintenstrahlpatronen.
• Fig. 5 zeigt Kapillarwegmittel gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Fig. 6 ist eine Draufsicht auf die Kapillarwege in Richtung des Pfeiles D in Fig. 5, das heißt von der Tinteneinlaßöffnung des Kopfchips aus gesehen.
• Fig. 7 ist eine Draufsicht auf die Kapillarwege in Richtung des Pfeiles C in Fig. 5, das heißt der Verbindung zwischen dem Kopfchip und der Kapillarwege aus gesehen.
• Fig. 8 ist ein Querschnitt zur Beschreibung der Luftbläschenaustreibung in Fig. 5.
• Fig. 9 ist eine Draufsicht der Gestalt der Kapillarwege in einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung von der Tinteneinlaßöffnungsseite des Kopfchips gesehen.
• Fig. 10 ist eine Draufsicht (aus der Richtung des Pfeiles E in Fig. 9) auf die Verbindung zwischen dem Kopfchip und den Kapillarwegen in dem in Fig. 9 gezeigten Ausführungsbeispiel.
• Fig. 11 ist eine Draufsicht auf die Gestalt der Kapillarwege in einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung von der Tinteneinlaßöffnungsseite des Kopfchips aus gesehen.
• Fig. 12 ist eine Draufsicht (aus der Richtung des Pfeiles F in Fig. 11) auf die Verbindung zwischen dem Kopfchip und den Kapillarwegen in dem in Fig. 11 gezeigten Ausführungsbeispiel.
• Fig. 13 ist ein Querschnitt der Kapillarwege in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung.
• Fig. 14 ist ein Querschnitt von Luftbläschen, die sich an der Grenzebene des Tintenzufuhrweges im Stand der Technik ansammeln.
• Als ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung anwendbar ist, zeigt Fig. 1 den in EP-A-0 661 160 beschriebenen Tintenstrahldrucker. Bei diesem Tintenstrahldrucker ist eine Tintenstrahlpatrone 1 an einem Wagen 2 angebracht und wird von einem Motor 3 über einen Riemen 5 in Aufzeichnungsrichtung des Aufzeichnungsträgers 6 angetrieben, wobei der Wagen 2 auf einer Führungsschiene 4 geführt ist.
• Fig. 2 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht der Tintenstrahlpatrone 1. Abgesehen von dem weiter unten beschriebenen besonderen Merkmal der vorliegenden Erfindung kann diese Tintenstrahlpatrone 1 die gleiche sein wie die in EP-A-0 661 160 gezeigte und beschriebene und wird aus diesem Grund nachfolgend nur so weit erläutert, wie es für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nötig ist. Die Tintenstrahlpatrone 1 weist hauptsächlich ein Kopfgehäuse 10, einen Kopfchip 55, einen Tintenbeutel 30 sowie ein Tintenvorratsgehäuse 50 auf. An der rechten vorderen Schulter des Kopfgehäuses 10 ist eine Düsenplatte 11 angebracht, die eine Öffnung 11a hat, in welcher Düsen 57 des Kopfchips 55 erscheinen, wenn dieser angebracht ist. An der unteren Vorderseite des Kopfgehäuses 10 ist eine Tinteneinspritzöffnung 13 vorgesehen und von einem Stöpsel 14 verstopft, außer wenn der Tintenbeutel 30 mit Tinte gefüllt wird. Wie weiter unten im einzelnen beschrieben, ist ein Tintenzufuhrröhrchen einstückig an der Rückseite des Kopfgehäuses 10 ausgebildet. Mit dem Einlaßteil dieses Tintenzufuhrröhrchens ist ein Filter 15 thermisch verschweißt. Das an der Rückseite des Kopfgehäuses 10 ausgebildete Tintenzufuhrröhrchen ist unter Verwendung eines O-Ringes 16 mit einem einstückig mit dem Tintenvorratsgehäuse 50 ausgebildeten Tintenzufuhrröhrchen verbunden. Der O-Ring 16 ist zwischen dem Kopfgehäuse 10 und dem Tintenvorratsgehäuse 50 angeordnet und bildet folglich einen Teil des Tintenzufuhrröhrchens. An der Rückseite des Kopfgehäuses 10 sind außerdem mehrere Stifte 17 zur Kopplung mit dem Tintenvorratsgehäuse 50 vorgesehen.
• Der Tintenbeutel 30 ist aus einem Butylgummimaterial hergestellt. Das offene Ende 31 des Tintenbeutels 30 ist kreisförmig, wie Fig. 2 zeigt, und weist um den Umfang herum eine Dichtung 32 auf. Die Dichtung 32 ist zwischen dem Kopfgehäuse 10 und dem Tintenvorratsgehäuse 50 gehalten und dichtet dadurch ab. An dem dem Kopfgehäuse 10 zugewandten Ende des Tintenvorratsgehäuses 50 ist eine Öffnung 51 vorgesehen, und in dieser Öffnung 51 ist der Tintenbeutel 30 aufgenommen. Außerdem sind Eingriffslöcher 52 zum Koppeln des Tintenvorratsgehäuses 50 mit dem Kopfgehäuse 10 ausgebildet, indem die Stifte 17 des Kopfgehäuses 10 mit Preßsitz in die Eingriffslöcher 52 eingeführt werden. An der Seite des Tintenvorratsgehäuses 50, die dem Kopfgehäuse 10 zugewandt ist, ist eine Tintenzufuhröffnung 53 von gleicher Gestalt wie die Öffnung 11a in der Düsenplatte 11 ausgebildet.
• Die mehreren Düsen 57 sind in gleichmäßigen Abständen an einem Ende des Kopfchips 55 angeordnet. Am anderen Ende des Kopfchips 55 ist eine Tinteneinlaßöffnung 58 vorgesehen. Die Tinteneinlaßöffnung 58 hat einen in groben Zügen rechteckigen, langen, schmalen Querschnitt, der im wesentlichen parallel zur Düsenanordnung ausgerichtet ist. Der Kopfchip 55 ist in dem an der Rückseite des Kopfgehäuses 10 ausgebildeten Raum 18 angeordnet. Die Düsen 57 werden in die Öffnung 11a der Düsenplatte 11 eingeführt und mit um den Umfang des Düsenblocks herum aufgetragenen Klebstoff an Ort und Stelle befestigt. Die Tinteneinlaßöffnung 58 wird in die Tintenzufuhröffnung 53 eingesetzt, das heißt die Tintenzufuhröffnung im Tintenvorratsgehäuse 50, und der Umfang wird mit einem Klebstoff abgedichtet und befestigt.
• Fig. 3 ist eine teilweise auseinandergezogene Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels einer Tintenstrahlpatrone 1. Die in Fig. 3 gezeigte Tintenstrahlpatrone ist mit der in Fig. 2 gezeigten mit Ausnahme eines Tintenaufnahmegliedes 70 identisch, welches aus einem porösen Material gemacht ist und anstelle des Tintenbeutels 30 verwendet wird. Das Tintenaufnahmeglied 70 kann zum Beispiel aus einem Urethanschaumstoff gemacht sein, der viele feine Poren hat und wird als ein mit Tinte vollgesaugter Absorber benutzt. Das Tintenaufnahmeglied 70 ist im Innern der Öffnung 51 des Tintenvorratsgehäuses 50 aufgenommen.
• Fig. 4 ist eine vereinfachte perspektivische Ansicht der Anordnung der Tintenzufuhrröhrchen der in Fig. 2 und 3 gezeigten Tintenstrahlpatronen. Das Tintenzufuhrröhrchen 66 ist mit dem Kopfgehäuse 10 und dem Tintenvorratsgehäuse 50, welches den Tintenbeutel 30 oder das Tintenaufnahmeglied 70 beherbergt, einstückig ausgebildet.
• Wie weiter unten im einzelnen erklärt, sind die Kapillarwege, die ein Merkmal der vorliegenden Erfindung darstellen, in der Tintenzufuhröffnung 53 des Tintenvorratsgehäuses 50 angeordnet, wo das Tintenzufuhrröhrchen 66 an die Tinteneinlaßöffnung 58 des Kopfchips 55 angeschlossen ist.
• Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Kapillarwege gemäß der Erfindung wird als nächstes unter Hinweis auf Fig. 5 bis 8 beschrieben.
• Wie mit den gestrichelten Linien in Fig. 6 gezeigt, hat die Tinteneinlaßöffnung 58 des Kopfchips 55 eine rechteckige Gestalt mit einer Breite L, die größer ist als die Höhe h2. Die Höhe h1 der Tintenzufuhröffnung 53 ist signifikant größer als die Höhe h2 der Tinteneinlaßöffnung 58, so daß eine Grenzebene 151 entsteht, an der große Luftbläschen dazu neigen, sich anzusammeln.
• Wie am besten in Fig. 5 zu sehen ist, sind innerhalb der Tintenzufuhröffnung 53 mehrere lange, schmale Wandelemente 69 in einer Reihe in Richtung grob gesagt senkrecht zur langen Seite der rechteckigen Tinteneinlaßöffnung 58 angeordnet, wenn das Tintenvorratsgehäuse 50 in die Tintenzufuhröffnung 53 eingesetzt ist. Wie Fig. 7 zeigt, sind die Enden 69a dieser Wandelemente 69 in einem bestimmten Abstand d von der Stirnfläche (Grenzebene 151) der Tinteneinlaßöffnung 58 positioniert. Hierdurch wird eine Serie sehr schmaler Strömungskanäle (Kapillarwege) 67a (Breite c, Höhe h3) stromaufwärts von dieser Grenzebene gebildet, die ein kammartiges Muster darstellen. Diese Wandelemente 69 können einstückig mit dem Tintenvorratsgehäuse 50 ausgebildet sein, welches vorzugsweise aus Polyacrylat (PAR), Polysulfon (PSF), Polycarbonat (PC) oder einem anderen durchsichtigen Material gemacht ist.
• Fig. 8 ist ein Querschnitt, der das Austreiben von Luftbläschen bei diesem Ausführungsbeispiel der Erfindung beschreiben soll. Luftbläschen 68 im Innern des Tintenzufuhrröhrchens 66 werden durch das Vorbereitungsverfahren zum Kopfchip 55 bewegt und von Kapillarwegen (Strömungskanäle) 67a fraktioniert. Der Widerstand gegen das Einströmen in die Tinteneinlaßöffnung 58 wird dadurch verringert, die Tinte fließt also leicht hinein, und Luftbläschen können zuverlässig weggespült werden.
• Gute Ergebnisse wurden erzielt in Versuchen, die mit einem Aufzeichnungskopf vorgenommen wurden, der eine Tinteneinlaßöffnung mit einer Breite L von 4,5 mm und eine Höhe h2 von 0,087 mm sowie sechs Kapillarwege hatte, jeder mit einer Höhe h3 von 0,84 mm und einer Breite c von 0,3 mm in einem Abstand d von 0,15 mm von der Grenzebene. Bei einem Tintenzufuhrröhrchen, welches diese Kapillarwege nicht aufwies, hielten insbesondere große Luftbläschen an der Grenzebene an und konnten selbst mit dem Vorbereitungsverfahren nicht ausreichend ausgetrieben werden. Bei Verwendung der oben beschriebenen Kapillarwege konnten aber die Luftbläschen mit verhältnismäßiger Leichtigkeit ausgetrieben werden.
• Bei einem Tintenzufuhrröhrchen, welches diese Kapillarwege nicht aufweist, ist es möglich, daß ein Luftbläschen so groß wird, daß es die Tinteneinlaßöffnung vollständig blockiert und damit verhindert, daß dem Aufzeichnungskopf Tinte zugeführt wird und verhindert, daß die Aufzeichnung fortschreitet. Mit dem Tintenzufuhrröhrchen, welches Kapillarwege gemäß der Erfindung aufweist, wird aber die Tintenzufuhr zum Aufzeichnungskopf selbst dann nicht angehalten, wenn ein Luftbläschen wächst. Versuche haben gezeigt, daß das Verhindern einer Blockierung der Tintenzufuhr zum Aufzeichnungskopf besonders zuverlässig ist, wenn der Abstand von der Grenzebene zu den Kapillarwegen irgendwo im Bereich von 0,05 mm bis 0,5 mm liegt.
• Fig. 9 und 10 sind Ansichten ähnlich denen der Fig. 6 und 7 und zeigen ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein gitterartiges Element 82 innerhalb der Tintenzufuhröffnung 53 angeordnet. Das Element 82 hat zahlreiche extrem enge Löcher oder Kanäle, die Kapillarwege 67b bilden. Es sei darauf hingewiesen, daß in dem gezeigten Ausführungsbeispiel Kapillarwege 67b auch von Nuten in der Umfangsfläche des Elements 82 und benachbarten Oberflächenbereichen der die Tintenzufuhröffnung 53 bestimmenden Innenfläche gebildet sind. Das Element 82 ist vorzugsweise aus Polysulfon (PSF) oder einem anderen gegenüber Tinte beständigen Kunststoff hergestellt, kann aber auch aus rostfreiem Stahl oder sonstigem Metall, einem anderen metallischen Werkstoff gemacht sein. Es ist klar, daß gleichgültig welcher Werkstoff verwendet ist, dieser gegenüber der Tinte widerstandsfähig sein sollte. Es reicht, wenn das Gitter gitterartige Element die Innenseite der Tintenzufuhröffnung 53 in ein Gittermuster unterteilt, das den Tintenströmungsweg vom Tintenzufuhrröhrchen 66 zur Tinteneinlaßöffnung 58 in eine Vielzahl getrennter, paralleler Kanäle aufteilt. Die Kanäle haben vorzugsweise einen nicht- kreisförmigen, insbesondere einen polygonalen Querschnitt. So werden Luftbläschen im Innern des Tintenzufuhrröhrchens 66 durch das Vorbereitungsverfahren oder Saugbetrieb zum Kopfchip bewegt und vom Element 82 fraktioniert. Hierdurch wird der Strömungswiderstand in die Tinteneinlaßöffnung 58 verringert, Luftbläschen können zuverlässig weggespült werden und infolgedessen ist eine zuverlässige Vorbereitung und Wiederherstellung möglich.
• Fig. 11 und 12 sind Ansichten ähnlich denen der Fig. 6 und 7 und zeigen ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist innerhalb der Tintenzufuhröffnung 53 eine poröse Platte 83 aufgenommen. Die bevorzugten Werkstoffe für die poröse Platte 83 sind die gleichen wie für das Element 82. Kapillarwege 67c sind von mehreren Durchgangslöchern in der porösen Platte 83 gebildet. Tinte wird an den von der Tintenzufuhröffnung 53 gebildeten Hohlraum durch das Tintenzufuhrröhrchen 66 geliefert. Die Kapillarwege 67c haben einen dreieckigen Querschnitt. Folglich werden Luftbläschen, die einen Kapillarweg 67c durchlaufen, daran gehindert, den Kapillarweg vollständig zu verstopfen. Es sei darauf hingewiesen, daß der Querschnitt dieser Kapillarwege 67c nicht auf dreieckige Formen beschränkt ist, sondern sie können jede beliebige Gestalt haben, die geeignet ist, kugelförmige Luftbläschen daran zu hindern, die gesamten Wandoberflächen der Kapillarwege zu berühren.
• Fig. 13 ist ein Querschnitt der Kapillarwege in einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Es sei darauf hingewiesen, daß sowohl Kapillarwege 67d als auch ein Filter 115, der verhindert, daß Fremdstoffe stromabwärts fließen, im Innern des Tintenzufuhrröhrchens 166 angeordnet sind. Der Filter 115 ist ein außerordentlich feinmaschiger Filter, der vorgesehen ist, um Fremdstoffe zurückzuhalten, die die Düsen verstopfen könnten, welche die kleinste Querschnittsfläche jeglichen Teils des Tintenzufuhrweges haben. Folglich werden selbst verhältnismäßig kleine Luftbläschen, die von stromaufwärts kommen, an der Filterfläche angehalten, wachsen mit fortlaufend weiter heranfließenden Bläschen zu ziemlich großen Luftbläschen und können selbst mit dem Vorbereitungsvorgang schwer wegzuspülen sein. Es ist auch möglich, daß die Luftbläschen den Tintenzufuhrweg vollständig blockieren und es dadurch schwierig machen, Tinte stromabwärts zu liefern.
• Im einzelnen ist eine Grenzebene 151, an der Luftbläschen dazu neigen, sich anzusammeln, auch vor dem im Inneren des Tintenzufuhrröhrchens angeordneten Filter 115 gebildet. Durch das Vorsehen von Kapillarwegen 67d in einem festgelegten Abstand d stromaufwärts von der Grenzebene 151 wird die oben beschriebene Wirkung einer verbesserten Austreibung von Luftbläschen erzielt, und das Verstopfen des Tintenzufuhrweges durch sich ansammelnde und wachsende Luftbläschen kann verhindert werden.
• Es sei erwähnt, daß die Kapillarwege 67d bei diesem Ausführungsbeispiel entsprechend irgendeinem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele ausgebildet sein können, nämlich durch Wandelemente 69, ein gitterartiges Element 82 oder eine poröse Platte 83. Es können auch andere Mittel gewählt werden, um die Kapillarwege und/oder Gestaltungen der Kapillarwege zu schaffen, sofern die Gestaltung der Kapillarwege entsprechend der Querschnittsgestalt des Tintenzufuhrröhrchens angemessen festgelegt ist.
• Die obigen Ausführungsbeispiele wurden unter Hinweis auf eine Tintenpatrone beschrieben, die einen Aufzeichnungskopf (Kopfchip 55) und eine Tintenzufuhreinheit umfaßt. Für den Fachmann ist klar, daß die Erfindung auf Fälle anwendbar ist, bei denen ein Aufzeichnungskopf und eine Tintenzufuhreinheit getrennte Einheiten sind. In solch einem Fall sind die Kapillarwege gemäß der Erfindung im Tintenzufuhrröhrchen vorgesehen, welches den Aufzeichnungskopf mit der Tintenzufuhreinheit verbindet.
• Durch die Ausbildung von Kapillarwegen an der Tinteneinlaßöffnung des Aufzeichnungskopfes können gemäß der vorliegenden Erfindung Luftbläschen im Innern des Tintenzufuhrröhrchens wirksam ausgetrieben und damit die Düsen zuverlässig aufgefrischt und das Drucken wieder aufgenommen werden. Mit der Erfindung wird außerdem die Menge Tinte auf ein Minimum eingeschränkt, die beim Austreiben von Luftbläschen gleichfalls ausgetrieben wird. Und selbst wenn Luftbläschen nicht vollständig ausgetrieben werden, wird ein Verstopfen der Tintenzufuhrröhrchen durch wachsende Luftbläschen verhindert, und ein Unterbrechen der Tintenzufuhr zum Aufzeichnungskopf durch derartige Luftbläschen kann zuverlässig unterbunden werden.

Claims (11)

1. Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit

einem Tintenaufnahmeglied (30, 50; 50, 70) zum Speichern von Tinte,

einem Aufzeichnungskopf (55), der Düsen (57) zum Ausstoßen von Tinte aufweist; und

einem Tintenzufuhrweg (66), der die Düsen mit dem Tintenaufnahmeglied verbindet, wobei der Tintenzufuhrweg eine Grenzebene (151) hat, an der die Querschnittsfläche des Tintenzufuhrweges von der stromaufwärts liegenden Seite zur stromabwärts liegenden Seite abrupt abnimmt,

bei der eine Kapillarwegeinrichtung (67d; 69; 82; 83), welche die Querschnittsfläche des Tintenzufuhrweges in eine Vielzahl getrennter Kanäle (67a; 67b; 67c) unterteilt, die sich im wesentlichen parallel zur Tintenströmungsrichtung erstrecken, an der stromaufwärts liegenden Seite der Grenzebene angeordnet ist, wobei das stromabwärts liegende Ende der Kanäle sich in einem vorherbestimmten Abstand (d) von der Grenzebene befindet.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der der vorherbestimmte Abstand (d) im Bereich von 0,05 bis 0,5 mm liegt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kapillarwegeinrichtung eine Vielzahl von Wandelementen (69) aufweist, die parallel zueinander in einer kammartigen Gestaltung angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der der Querschnitt des Tintenzufuhrweges in der Nähe der Grenzebene (151) eine rechteckige Gestalt hat und die Wandelemente (69) etwa rechtwinklig zur langen Seite der rechteckigen Gestalt angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kapillarwegeinrichtung ein gitterartiges Wandelement (82) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Kapillarwegeinrichtung eine poröse Platte (83) mit mehreren die Kanäle bildenden Durchgangslöchern (67c) aufweist, bei der die Querschnittsgestalt der Durchgangslöcher nicht kreisförmig ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der

der Aufzeichnungskopf (55) eine Tinteneinlaßöffnung (58) aufweist,

der Tintenzufuhrweg (66) eine Tintenzufuhröffnung (53) aufweist, die zum Anschluß an die Tinteneinlaßöffnung geeignet ist,

die Querschnittsfläche der Tintenzufuhröffnung größer ist als die Querschnittsfläche der Tinteneinlaßöffnung, und

die Kapillarwegeinrichtung (67d; 69; 82; 83) in dem vorherbestimmten Abstand (d) zur Grenzebene (151) angeordnet ist, die von der Stirnfläche der Tinteneinlaßöffnung bestimmt ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit einem Filter (115) in dem Tintenzufuhrweg zum Verhindern, daß Fremdstoffe zu den Düsen (57) fließen, bei der die Kapillarwegeinrichtung (67d; 69; 82; 83) in dem vorherbestimmten Abstand (d) zur Grenzebene (151) angeordnet ist, die von der dem Tintenaufnahmeglied (30, 50; 50, 70) zugewandten Filteroberfläche bestimmt ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Saugeinrichtung zum Absaugen von Tinte aus dem Aufzeichnungskopf (55) durch die Düsen (57).

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, ferner mit einer Druckbeaufschlagungseinrichtung, die geeignet ist, den Druck im Innern des Tintenzufuhrweges (66) stromaufwärts der Kapillarwegeinrichtung anzuheben, um Tinte aus dem Inneren des Aufzeichnungskopfes durch die Düsen auszutreiben.

11. Tintenpatrone mit dem in einem der Ansprüche 1 bis 8 beschriebenen Tintenaufnahmeglied (30, 50; 50, 70), Aufzeichnungskopf (55), Tintenzufuhrweg (66) und der Kapillarwegeinrichtung (67d; 69; 82; 83) sowie einem Gehäuse zur Aufnahme dieser Bauteile.