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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenbehälter zur
Aufnahme von Tinte sowie einen Tintenstrahldrucker mit einem Tintenbehälter als
Tintenvorratsquelle und bezieht sich insbesondere auf einen Tintenbehälter, der
mit einem Mechanismus versehen ist, welcher exakt einen Zustand
feststellen kann, bei dem keine Tinte mehr vorhanden ist ("Tinte zu Ende").
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Es
gibt unter den Tintenbehältern
zur Benutzung in Tintenstrahldruckern einen bekannten einer Art,
bei der die Tinte von einem Tinte absorbierenden Werkstoff, beispielsweise
Schaumstoff und Filz absorbiert und gehalten wird. Ein Tintenbehälter der Schaumstoffart
besitzt beispielsweise einen Behälter,
in welchem Schaumstoff enthalten ist, der Tinte absorbiert und gehalten
hat, sowie einen Tintenauslaß,
der mit dem Schaumstoffbehälter
in Verbindung steht, und eine Entlüftungsöffnung, die mit der Umgebung
in Verbindung steht, um den Schaumstoffbehälter zur Umgebung zu öffnen. Wenn
durch den Ausstoßdruck
eines Tintenstrahlkopfes Tinte aus dem Tintenauslaß gesaugt
wird, veranlaßt
dies, Luft entsprechend der abgesaugten Tintenmenge in den Schaumstoffbehälter zu
strömen.
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Bei
einem solchen Tintenbehälter
des Schaumstofftyps erfolgt die Berechnung der Tintenverbrauchsmenge
entsprechend der Anzahl der vom Tintenstrahlkopf ausgestoßenen Tintentröpfchen,
der durch eine Tintenpumpe zum Absaugen aus dem Tintenstrahlkopf
gesaugten Tintenmenge und so weiter, so daß die Erfassung des Vorhandenseins
oder der Abwesenheit von Tinte darin entsprechend den berechneten
Ergebnissen erfolgt.
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Übrigens
wird ein Zustand, bei dem Tinte im Tintenbehälter fast aufgebraucht ist,
allgemein als "tatsächliches
Ende" bezeichnet,
und ein Zustand, bei dem eine Tintenrestmenge im Tintenbehälter auf eine
kleinere als die vorherbestimmte Menge abgenommen hat, wird als "nahes Ende" bezeichnet. Der in
der vorliegenden Beschreibung benutzte Ausdruck "Tinte zu Ende" schließt, wenn nichts anderes angegeben,
die beiden genannten Bedingungen ein.
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Allerdings
gibt es bei der Methode, das Tintenende durch Berechnen der Tintenverbrauchsmenge
und der gleichen festzustellen, folgendes Problem. Da die aus dem
Tintenstrahlkopf ausgestoßene
Tintenmenge und die durch die Tintenpumpe abgesaugte Tintenmenge
stark schwanken, hat auch der gemäß den obigen Mengen berechnete
Tintenverbrauch eine viel größere Variationsbreite
als die tatsächlich
verbrauchte Menge an Tinte. Aus diesem Grund muß eine große Spanne gesetzt werden, um das
Tintenende richtig festzustellen. Deshalb kann eine größere Tintenmenge
zu einem Zeitpunkt verblieben sein, an dem das Ende der Tinte erfaßt wird, wodurch
Tinte häufig
verschwendet werden mag.
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Mit
einer Rückseite
einer reflektierenden Fläche
eines Prismas als Grenzfläche
gegenüber
Tinte ist es denkbar, das Ende der Tinte unmittelbar mit einem optischen
Erfassungssystem wahrzunehmen, in welchem optische Merkmale genutzt
werden, denn die reflektierende Fläche des Prismas wird, wenn Tinte
aufgebraucht ist, so wieder hergestellt, wie sie war. Ein solches
Erfassungssystem geht beispielsweise aus der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 10-323993A und dem US Patent Nr. 5616929 hervor.
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Im
Fall eines Tintenbehälters
vom Schaumstofftyp wird allerdings von dem Tinte absorbierenden
Werkstoff (Schaumstoff) absorbierte und gehaltene Tinte ständig mit
der Reflexionsfläche
des Prismas in Berührung
gehalten. Auch wenn die Rückseiten
der Reflexionsfläche
des Prismas so angeordnet ist, daß sie im Schaumstoffbehälter freiliegt,
bleiben die Reflexionseigenschaften des Prismas auch dann unverändert, wenn
die Tinte zu Ende ist. Folglich ist das vorstehend offenbarte Erfassungssystem
nicht unmittelbar auf den Tintenbehälter des Schaumstofftyps anwendbar.
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Es
ist auch denkbar, eine Anordnung zu treffen, bei der Luft unter
Drucksteuerung in eine Tintennebenkammer eingeführt wird. Tinte in der Tintenhauptkammer
wird dabei zu einem gewissen Grad aufgebraucht, indem eine derartige
Tintennebenkammer in kleiner Kapazität ausgeführt wird und geeignet ist,
Tinte zwischen der Tintenhauptkammer (Schaumstoffbehälter) und
einem Tintenauslaß zu
speichern. Die Reflexionsfläche
des Prismas wird in der Tintennebenkammer so angeordnet, daß die Rückseiten der
Reflexionsfläche
eine Grenzfläche
gegenüber Tinte
bilden.
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Bei
abnehmender Menge an in der Tintenhauptkammer verbliebener Tinte
werden aus der Tintenhauptkammer immer dann Bläschen in die Tintennebenkammer
eingeführt,
wenn Tinte vom Tintenauslaß in
den Tintenstrahlkopf gefördert
wird. Ist die Tinte in der Tintenhauptkammer vollständig aufgebracht,
wird die Restmenge an Tinte im Tintenbehälter im wesentlichen gleich
allein der Menge an in der Tintennebenkammer verbliebener Tinte.
Mit der weiteren Abnahme der restlichen Tintenmenge in der Tintennebenkammer
gelangt die Rückseiten
der Reflexionsfläche
des Prismas als Grenzfläche
gegenüber
Tinte aus dem Flüssigkeitspegel
der Tinte, und die Reflexionsbedingung der Reflexionsfläche ändert sich.
Mit anderen Worten, die Reflexionsfläche, die nicht als Reflexionsfläche dienen
konnte, während die
Rückseiten
derselben mit Tinte bedeckt ist, erhält allmählich wieder ihre reflektierende
Funktion, wenn der Flüssigkeitspegel
der Tinte sinkt. Damit ist die Bedingung, daß die Tintenrestmenge auf die
vorherbestimmte Menge oder darunter abgenommen hat, entsprechend
der Menge an reflektiertem Licht auf der Reflexionsfläche wahrnehmbar.
Folglich ist das Ende der Tinte in einem Zeitpunkt nachweisbar,
in dem die Tintenrestmenge im wesentlichen vollständig aufgebraucht
ist, indem man das Fassungsvermögen
der Tintennebenkammer ausreichend klein macht.
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Aber
die in die Tintennebenkammer eingeführte Luft verursacht, daß sich in
der Tintennebenkammer Bläschen
entwickeln. Wenn eine Bedingung besteht, bei der Bläschen an
den Rückseiten
der Reflexionsfläche
des Prismas haften oder drumherum schweben, bleibt es bei dem Zustand,
daß die
Reflexionsfläche
des Prismas mit Tinte bedeckt ist, die zwischen den Bläschen gehalten
wird, und zwar auch dann, wenn der Flüssigkeitspegel der Tinte unter
die Reflexionsfläche
des Prismas sinkt. Folglich ändert sich
die Reflexionsbedingung der Reflexionsfläche des Prismas selbst dann
nicht, wenn der Tintenflüssigkeitspegel
abnimmt. Da es lange dauert, bis die Reflexionsfläche des
Prismas bedeckende Bläschen verschwinden,
kommt es zur Nichtübereinstimmung, denn
das Ende der Tinte wird erst dann erfaßt. Die Zeitgebung des Nachweises
des Tintenendes ist also verzögert,
und das hat eine schädliche
Wirkung, beispielsweise Punktausfall, weil infolge fehlender Absaugung
von Tinte Bläschen
in einen Tintenstrahlkopf geschickt werden.
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Ein
Tintenbehälter
gemäß dem Oberbegriff von
Anspruch 1 ist aus jedem der Dokumente
EP 0 706 888 A und
US 5 079 570 A bekannt.
In dem Dokument
EP 0
706 888 A besteht der Boden der Tintenkammer aus lichtdurchlässigem Kunststoff
und bildet das optische Glied. Ein absorbierendes Glied, welches
einen Teil der Tintenkammer ausfüllt,
ist am entsprechenden Bereich des Bodens unter Freilassung eines
Zwischenraums vorgesehen. Im US Patent
US 5 079 570 A ist die Tintenkammer
mit Schaumstoff als Tintenvorrat gefüllt. Es ist eine Vielzahl von
Tintenpegelsensoren jeweils in Form eines Kapillarröhrchens
vorgesehen, deren Enden mit dem Tintenvorrat an zwei in senkrechter
Richtung im Tintenbehälter
beabstandeten Stellen in Verbindung stehen. Die Positionen eines
Sensors sind in senkrechter Richtung gegenüber denen der anderen Sensoren
verlagert. Mehr oder weniger der Sensorröhrchen sind mit Tinte gefüllt, je
nach dem Tintenpegel im Tintenvorrat, wodurch eine binäre Anzeige
des Tintenpegels geboten wird.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Es
ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, ist es, einen Tintenbehälter zu
schaffen, der geeignet ist, einen schädlichen Einfluß zu umgehen,
welcher durch die Tatsache hervorgerufen wird, daß die Reflexionsbedingung
einer Reflexionsfläche
eines Prismas unverändert
bleibt unmittelbar nachdem der Flüssigkeitspegel der Tinte sinkt
wegen Bläschen
in einer Tintennebenkammer.
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Es
ist auch eine Aufgabe der Erfindung ist es, einen Tintenstrahldrucker
zu schaffen, der es möglich
macht, sofort einen Zustand zu erkennen, bei dem ein Tintenende
hervorgebracht wird durch Erfassen der Reflexionsbedingung der Reflexionsfläche eines
Tintenbehälters.
Diese Aufgaben werden erzielt durch einen Tintenbehälter gemäß Anspruch 1.
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In
einer solchen Konfiguration tritt Luft in die Tintenkammer von der
Entlüftungsöffnung ein,
wenn Tinte vom Tintenauslaß gefördert wird,
so daß der Flüssigkeitspegel
der Tinte sinkt. Die Nachweisfläche des
optischen Gliedes wird allmählich
freigelegt vom Flüssigkeitspegel
der Tinte demgemäß. Infolgedessen ändert sich
die optische Eigenschaft der Nachweisfläche (z.B. Reflexionsvermögen oder
Durchlässigkeit).
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Genauer
gesagt ist es so, daß im
Fall, daß sich
das Reflexionsvermögen
der Nachweisfläche ändert, die
Nachweisfläche,
die nicht als Reflexionsfläche
gedient hat, während
die Tintenberührungsfläche mit
Tinte bedeckt ist, allmählich
die Reflexionsfunktion wiedergewinnt, wenn der Flüssigkeitspegel der
Tinte sinkt. Im Fall, daß sich
die Durchlässigkeit der
Nachweisfläche ändert, wenn
die Durchlässigkeit von
Tinte, die unmöglich
war, während
die Nachweisfläche
mit Tinte bedeckt ist, wiederhergestellt wird, wird ein Zustand,
bei dem die Tintenrestmenge auf eine vorherbestimmte Menge oder weniger
abnimmt, nachweisbar entsprechend der Menge an reflektiertem Licht
oder durchgelassenem Licht. Wenn die Tintenrestmenge kleiner wird,
werden häufig
Bläschen erzeugt.
Die so erzeugten Bläschen
kleben an der Nachweisfläche
oder schweben in der Nachbarschaft der Nachweisfläche. In
einem Fall, daß die
Nachweisfläche
mit solchen Bläschen
bedeckt ist, bleibt, auch wenn der Flüssigkeitspegel der Tinte sinkt,
die optische Eigenschaft der Nachweisfläche unverändert, was dazu führen kann,
daß das
Erfassen des Tintenendes unmöglich
ist.
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Da
das erste Tinte absorbierende Glied in einer Position der Tintenkontaktfläche benachbart
angeordnet ist, wird aber gemäß der Erfindung
die in den in der Nachweisfläche
erzeugten Bläschen
gehaltene Tinte in das erste Tinte absorbierende Glied durch dessen
Kapillarkraft eingesaugt. Deshalb werden Bläschen schnell gelöscht, so
daß die
optische Eigenschaft der Nachweisfläche unmittelbar geändert wird,
wenn der Flüssigkeitspegel
der Tinte in der Tintenkammer sinkt, um zu gewährleisten, daß das Tintenende
rasch erfaßt
wird.
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Da
das optische Glied in der zweiten Kammer angeordnet ist, ist das
Tintenende in einem Zeitpunkt erfaßbar, in dem die Restmenge
an Tinte im wesentlichen vollständig
aufgebraucht ist, indem das Fassungsvermögen der zweiten Kammer ausreichend
klein gewählt
ist. Außerdem
tritt Luft zusammen mit Tinte von der ersten Kammer in die zweite Kammer
ein, wenn die Tintenrestmenge geringer wird, so daß der Einfluß der in
der zweiten Kammer erzeugten Bläschen
durch das erste Tinte absorbierende Glied beseitigt werden kann.
Das erste Tinte absorbierende Glied ist vorzugsweise an einem Tintenströmungsweg
zwischen dem optischen Glied und dem Tintenauslaß angeordnet. In einer solchen Konfiguration
werden Bläschen
wirksam gelöscht, weil
in den Bläschen
gehaltene Tinte vom ersten Tinte absorbierenden Glied angesaugt
wird, wenn sich der Tintenverbrauch fortsetzt.
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Vorzugsweise
ist das erste Tinte absorbierende Glied im Abstand von der Nachweisfläche angeordnet.
In einer solchen Konfiguration können
an der Nachweisfläche
klebende Bläschen
vom ersten Tinte absorbierenden Glied rasch abgesaugt und gelöscht werden,
ohne den optischen Nachweis zu stören.
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Der
Tintenbehälter
weist vorzugsweise ferner folgendes auf: einen ersten Filter, der
die erste Kammer und die zweite Kammer unterteilt, wobei der erste
Filter aus einem ersten porösen
Material einer ersten Porosität
besteht, um es Tinte und Luftbläschen
zu erlauben, hindurchzutreten; und einen zweiten Filter, der die
zweite Kammer und den Tintenauslaß unterteilt, wobei der zweite
Filter aus einem zweiten porösen
Material besteht, welches eine zweite Porosität, feiner als die erste Porosität hat, um
es nur Tinte zu erlauben, hindurchzutreten. Hier hat das erste Tinte
absorbierende Glied eine dritte Porosität, die gröber ist als die erste Porosität.
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Zum
Beispiel besteht das erste Tinte absorbierende Glied aus mindestens
einem Schaumstoff und/oder einem Filz.
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Das
optische Glied ist vorzugsweise ein Prisma, das mit zwei Reflexionsflächen versehen
ist, die als Nachweisfläche
dienen.
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Der
Tintenbehälter
weist vorzugsweise ferner ein Trennglied auf, welches die zweite
Kammer in einen Bläschenspeicher,
der in der Nähe
der ersten Kammer angeordnet ist, und einen Tintenvorratsbehälter unterteilt,
der sich in der Nähe
des Tintenauslasses befindet. Das Trennglied ist mit einer Einführungsöffnung versehen,
durch die Tinte aus dem Bläschenvorrat
in den Tintenvorratsbehälter
eingeführt
wird. Die Nachweisfläche
des optischen Gliedes ist hier im Tintenvorrat angeordnet.
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Bei
einer solchen Ausführung
wird von der ersten Kammer in den Bläschenspeicher fließende Tinte
durch das Einführungsloch
im Trennglied geleitet, ehe sie in den Tintenvorratsbehälter eingeführt wird.
Wenn Tinte in der ersten Kammer vollständig aufgebraucht ist, tritt
Luft in den Bläschenspeicher der
zweiten Kammer aus der mit der Umgebung in Verbindung stehenden
ersten Kammer ein, wodurch sich Bläschen bilden. Die Bläschen sammeln
sich allmählich
im Bläschenspeicher,
der dann mit Bläschen gefüllt wird.
Mit zunehmender Menge an Bläschen nimmt
die Resttintenmenge in der zweiten Kammer allmählich ab, und der Flüssigkeitspegel
der Tinte sinkt allmählich
von der Innenhöhenposition
des Bläschenspeichers.
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Wenn
der Bläschenspeicher
mit Bläschen gefüllt ist
und nachdem der Flüssigkeitspegel
der Tinte bis zur Innenhöhenposition
der zweiten Kammer sinkt, gibt es keine Tinte zur Verwendung in
neu entstehenden Bläschen,
denn der Bläschenspeicher
ist mit Bläschen
gefüllt,
wenn Luft aus der ersten Kammer eintritt. Infolgedessen werden die
den Bläschenspeicher
füllenden
Bläschen
nach und nach zu großen
Blasen zerquetscht, wenn sich das Eindringen von Luft fortsetzt,
und Bläschen
im Bläschenspeicher verschwinden
allmählich,
während
eine nur Luft enthaltende Schicht sich schrittweise von seiten des oberen
Endes des Bläschenspeichers
ausbildet.
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Mit
anderen Worten, der Bläschenspeicher ist
durch das Trennglied vom Tintenvorrat getrennt, steht aber mit nur
dem Einführungsloch
in Verbindung. Die zur Ausbildung von Bläschen nötige Tinte kann also durch
das Trennglied gegen die Zufuhr zum Bläschenspeicher blockiert werden.
So dient das Trennglied als etwas, das den Flüssigkeitspegel der Tinte von
Bläschen
trennt, und wenn der Flüssigkeitspegel
der Tinte abnimmt, ist die Trennung von Bläschen im Bläschenspeicher vom Flüssigkeitspegel
der Tinte erleichtert.
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Die
im Bläschenspeicher
angesammelten Bläschen
werden also nach und nach im Bläschenspeicher
gelöscht,
weil keine Tinte zur Ausbildung von Bläschen mehr vom Tintenvorrat
zugeführt
wird und die Ausbildung der nur Luft enthaltenden Schicht im oberen
Endbereich beginnt. Diese nur Luft enthaltende Schicht breitet sich
allmählich
zum Tintenvorratsbehälter
aus, in dem Maß,
in dem der Flüssigkeitspegel
der Tinte in der zweiten Kammer abnimmt, das heißt, wenn das Einströmen von
Luft aus der ersten Kammer sich fortsetzt. Da Bläschen im Bläschenspeicher dann gelöscht und
durch Luft ersetzt sind, nimmt der Flüssigkeitspegel der Tinte im
Tintenvorratsbehälter
ab, ohne daß Bläschen gebildet
werden.
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Folglich
werden Bläschen
daran gehindert, in den Tintenvorratsbehälter einzudringen und die Nachweisfläche zu bedecken.
Da das erste Tinte absorbierende Glied gemäß der Erfindung an einer Stelle
der im Tintenvorratsbehälter
vorgesehenen Tintenkontaktfläche
benachbart angeordnet ist, werden die in den in der Nachbarschaft
der Nachweisfläche
schwebenden Bläschen
gehaltene Tinte durch die Kapillarkraft des ersten Tinte absorbierenden Gliedes
angesaugt, wodurch die in der Nachweisfläche erzeugten Bläschen rasch
gelöscht
werden. Folglich ändert
sich die optische Eigenschaft der Nachweisfläche mit einer ausgezeichneten
Reaktionszeit beim Absinken des Flüssigkeitspegels der Tinte,
so daß das
Tintenende präzise
ohne Verzögerung
erfaßt
werden kann.
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Vorzugsweise
ist hier die Nachweisfläche
in der Nähe
der Einführungsöffnung vorgesehen.
Bei einer derartigen Konfiguration kann die Nachweisgenauigkeit
verbessert werden, wenn der Effekt ausgenutzt wird, an der Nachweisfläche haftende
Bläschen
durch Tinte auszutreiben, die durch das Einführungsloch zum ersten Tinte
absorbierenden Glied zugeführt
wird.
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Es
wird auch bevorzugt, die Einführungsöffnung an
einem Eckbereich anzuordnen, der von Wandflächen entweder des Trenngliedes
oder der zweiten Kammer gebildet ist. In einer derartigen Ausführung konzentrieren
sich die vom Einführungsloch eintretenden
Bläschen
durch die Oberflächenspannung
hauptsächlich
im Eckbereich und werden längs der
Wandflächen
zum ersten Tinte absorbierenden Glied bewegt, so daß schwebende
Bläschen
verringert werden können.
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Es
wird auch bevorzugt, das Trennglied mit in den Tintenvorratsbehälter vorstehenden
Stücken zu
versehen, um das erste Tinte absorbierende Glied zwischen ihnen
festzuhalten.
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Vorzugsweise
bildet ferner das Trennglied einen Tintenströmungsweg, der sich von der
Einführungsöffnung über die
Nachweisfläche
zum ersten Tinte absorbierenden Glied erstreckt. Bei einer solchen
Konfiguration kann die Tinte, die in den an der Nachweisfläche erzeugten
Bläschen
gehalten ist, wirkungsvoll vom ersten Tinte absorbierenden Glied absorbiert
werden, und außerdem
werden die Bläschen
rasch ausgelöscht.
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Gemäß der Erfindung
wird auch ein Tintenstrahldrucker geschaffen, der folgendes aufweist:
einen Tintenstrahldruckkopf; den obigen Tintenbehälter, der
dem Tintenstrahldruckkopf über
den Tintenauslaß Tinte
zuführt;
und einen Detektor, der die Resttintenmenge im Tintenbehälter anhand
eines Zustands der Nachweisfläche
optisch erfaßt.
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In
einer solchen Ausführungsform ändert sich
die optische Eigenschaft der Nachweisfläche in ausgezeichneter Reaktionszeit
mit dem Absinken des Flüssigkeitspegels
der Tinte, wodurch das Ende der Tinte im Tintenbehälter schnell
erfaßbar
ist.
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Kurzbeschreibung
der Zeichnungen
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Die
vorstehenden Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
durch die detaillierte Beschreibung bevorzugter, exemplarischer
Ausführungsbeispiele
derselben unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen klarer. Es
zeigt:
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1A eine
Draufsicht auf einen Tintenbehälter
des Schaumstofftyps gemäß einem
ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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1B eine
Stirnansicht des Tintenbehälters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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2 eine
perspektivische Ansicht des Tintenbehälters gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel von
unten;
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3 eine
auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Tintenbehälters gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel;
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4 eine
Schnittansicht des Tintenbehälters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
längs der
Linie IV-IV in 1A;
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5 eine
Schnittansicht des Tintenbehälters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
längs der
Linie V-V in 1B;
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6A eine
vergrößerte Schnittansicht
einer Tintennebenkammer im Tintenbehälter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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6B eine
Schnittansicht des Tintenbehälters
gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
längs der
Linie b-b in 6A;
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7 eine
perspektivische Ansicht eines Trenngliedes im Tintenbehälter gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
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8 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils eines Tintenbehälters gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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9A eine
perspektivische Ansicht eines Trenngliedes im Tintenbehälter gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
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9B eine
Draufsicht auf das in 9A gezeigte Trennglied;
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9C eine
Stirnansicht des in 9A gezeigten Trenngliedes;
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10 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teils in einem Tintenbehälter gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung;
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11 eine
Querschnittsansicht des wesentlichen Teils im Tintenbehälter gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel;
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12 eine
Querschnittsansicht des wesentlichen Teils im Tintenbehälter des
dritten Ausführungsbeispiels,
von der entgegengesetzten Seite zu 11 gesehen;
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13 eine
schematische Darstellung eines wesentlichen Teils eines Tintenstrahldruckers.
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Detaillierte
Beschreibung der Erfindung
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Bevorzugte
Ausführungsbeispiele
der Erfindung werden nun unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben. Genauer gesagt, bezieht sich die folgende Beschreibung
auf Ausführungsbeispiele
der Erfindung in Anwendung an einem Tintenbehälter, der an einem Behälterhalterungsteil
eines Tintenstrahldruckers lösbar
angebracht ist. Aber die Erfindung ist gleichermaßen anwendbar
auf einen im voraus in einem Tintenstrahldrucker angeordneten Tintenbehälter.
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Wie 13 zeigt,
ist ein Tintenstrahldrucker 91 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ein Serielldrucker, in welchem ein Tintenstrahlkopf 94 auf
einen Schlitten 93 geladen ist, der längs einer Führungswelle 92 in
Richtung der Pfeile A hin- und herbewegt wird. Tinte wird von einem
in einem Behälterhalterungsteil 95 angebrachten
Tintenbehälter 1 über einen
flexiblen Schlauch 96 dem Tintenstrahlkopf 94 zugeführt.
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Der
Tintenbehälter 1 zur
Benutzung bei diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in dem im Tintenstrahldrucker 91 ausgebildeten
Behälterhalterungsteil 95 abnehmbar
angebracht. Wie die 1A, 1B, 2 und 3 zeigen,
besitzt der Tintenbehälter 1 einen
Behälterkörper 2 in
Gestalt eines Quaders, dessen Oberseite geöffnet ist, wobei ein Behälterdeckel 4 vorgesehen
ist, eine Öffnung 3 in der
Oberseite zu blockieren. Im Inneren ist eine Tintenhauptkammer 5 ausgebildet,
und in der Tintenhauptkammer 5 ist ein quaderförmiger Schaumstoff 6 enthalten,
wobei Tinte von dem Schaumstoff 6 absorbiert und gehalten
wird. Im Boden des Behälterkörpers 2 ist
ein Tintenauslaß 7 ausgebildet,
und in dem Tintenauslaß 7 ist
eine scheibenförmige
Gummipackung 8 angebracht, wobei ein in die Mitte der Gummipackung 8 gebohrtes
Durchgangsloch 8a als Tintenauslaßloch dient. Im hinteren Teil
der Gummipackung 8 im Tintenauslaß 7 ist ein Ventil 9 angeordnet, welches
das Tintenauslaßloch 8a schließen kann und üblicherweise
von einer Schraubenfeder 10 gegen die Gummipackung 8 gedrückt wird,
um das Auslaßloch 8a zu
blockieren.
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Die
Tintenhauptkammer 5 steht mit dem Tintenauslaßloch 8a über eine
Tintennebenkammer 20 in Verbindung, die von einem ersten
Filter 11 und einem zweiter Filter 12 unterteilt
ist. Die Tintenhauptkammer 5 ist auch zu einer Entlüftungsöffnung 13 geöffnet, welche
mit der Umgebung in Verbindung steht und im Behälterdeckel 4 ausgebildet
ist. Wenn die von dem in der Tintenhauptkammer 5 angebrachten Schaumstoff 6 absorbierte
und gehaltene Tinte durch das Tintenauslaßloch 8a gesaugt wird,
wird Luft in einer der abgesaugten Tinte entsprechenden Menge von
den mit der Umgebung in Verbindung stehenden Öffnungen 13 in die
Tintenhauptkammer 5 eingeführt.
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Die
Tintennebenkammer 20, die nachfolgend unter Hinweis auf 4 bis 7 noch
näher beschrieben
wird, ist im Inneren von einem Trennglied 30 in einen Bläschenspeicher 21 auf
der Seite der Tintenhauptkammer und einen Tintenbehälter 22 auf der
Seite des Tintenauslaßlochs
unterteilt, wobei Speicher 21 und Vorratsbehälter 22 über ein
Einführungsloch 33 im
Trennglied 30 miteinander in Verbindung stehen. In den
Tintenvorratsbehälter 22 ist
ein poröser
Bläschenlöschkörper 40 eingebaut.
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Die
mit der Umgebung in Verbindung stehende Entlüftungsöffnung 13 im Behälterdeckel 4 ist
mit einer in die Oberfläche
des Behälterdeckels
eingravierten Windungsnut 13a verbunden, und das Ende 13b der
Nut 13a erstreckt sich bis in die Nähe der Kante des Behälterdeckels 4.
Wenn der Tintenbehälter 1 versandt
wird, wird eine Dichtung 14 an denjenigen Teil geheftet,
wo sich die Entlüftungsöffnung 13 und
die Nut 13a des Behälterdeckels 4 befinden. Wenn
der Tintenbehälter 1 andererseits
benutzt wird, wird ein Teil 14b der Dichtung 14 längs Schnittlinien 14a der
Dichtung 14 abgerissen, um das Ende 13b der Nut 13a freizulegen,
wodurch die Öffnungen 13 zur
Umgebung geöffnet
werden.
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Ferner
wird auch eine Dichtung 15 an den Bereich des Tintenauslaßlochs 8a im
Boden des Behälterhalterungsteils 95 angeheftet,
so daß eine
daran befestigte, nicht gezeigte Zufuhrnadel die Dichtung 15 aufbrechen
muß, ehe
sie in das Tintenauslaßloch 8a gestoßen wird,
wenn der Tintenbehälter 1 im
Behälterhalterungsteil 95 des
Tintenstrahldruckers 91 angebracht wird.
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Wie 3 zeigt,
ist das Trennglied 30 mit einer Trennplatte 31 zum
Abtrennen der Tintennebenkammer 20 und einem zylindrischen
Rahmen 32 versehen, der von der Mitte der Trennplatte 31 auf
der Seite des Tintenvorratsbehälters
senkrecht vorsteht. Ferner ist das Einführungsloch 33 zum
Einführen
von Tinte aus dem Bläschenspeicher 21 in
den Tintenvorratsbehälter 22 in
einem seitlichen Endbereich der Trennplatte 31 ausgebildet.
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Der
Tintenbehälter 1 ist
mit einem erfaßten Bereich
versehen, der ein Rechtwinkelprisma 51 zur Benutzung bei
der optischen Erfassung, ob der Tintenbehälter 1 im Behälterhalterungsteil 95 des
Tintenstrahldruckers 91 angebracht ist, und ein Rechtwinkelprisma 52 zur
Verwendung bei der optischen Erfassung des Tintenendes im Tintenbehälter 1 enthält. Die
Rückseiten
der Reflexionsfläche
des Rechtwinkelprismas 52 ist im Tintenvorratsbehälter 22 der Tintennebenkammer 20 freigelegt,
um als Grenzfläche
gegenüber
der Tinte zu dienen.
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Im
einzelnen ist, wie 4 zeigt, ein Rahmen 202 mit
rechteckigem Querschnitt durch die Bodenplatte 201 des
Behälterkörpers 2 geführt, der
sich vertikal und rechtwinklig erstreckt. Eine rechteckige Öffnung in
einem oberen Rahmenteil 203, der in der Tintenhauptkammer 5 senkrecht
aufgerichtet ist, bildet eine Verbindungsöffnung 205 zur Seite
der Tintenhauptkammer hin. Der erste rechteckige Filter 11 sitzt
an der Verbindungsöffnung 205.
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Das
untere Ende eines unteren Rahmenbereichs 204, der von der
Bodenplatte 201 rechtwinklig nach unten vorsteht, ist von
einer Bodenplatte 206 geschlossen, welche die Bodenplatte 201 fortsetzt, und
der Tintenauslaß 7 befindet
sich in der Mitte der Bodenplatte 206. Der Tintenauslaß 7 hat
einen zylindrischen, vorstehenden Bereich 207, der von
der Mitte der Bodenplatte 206 senkrecht nach oben ragt
(innerhalb des Tintenvorratsbehälters 22),
und das zentrale Loch im vorstehenden Bereich 207 bildet
einen Tintendurchlaß 208,
der mit dem Tintenauslaßloch 8a in
Verbindung steht. In dem Tintendurchlaß 208 ist die Gummipackung 8,
das Ventil 9 und die Schraubenfeder 10 angebracht.
Ein Federhalter 209 für
die Schraubenfeder 10 ist einstückig mit der inneren Umfangsfläche des
vorstehenden Bereichs 207 gebildet. Die Öffnung oben
im vorspringenden Bereich 207 stellt eine kreisförmige Verbindungsöffnung 210 auf der
Seite des Auslaßlochs
dar, und der zweite Filter 12 ist auf die Verbindungsöffnung 210 gesetzt.
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Der
erste Filter 11 besteht aus einem porösen Material, welches Tinte
durchläßt und gleichzeitig
geeignet ist, den Durchlaß von
Bläschen
zu veranlassen, weil Tintensaugkraft am Tintenauslaßloch 8a wirkt.
Anders ausgedrückt,
der Filter 11 besteht aus einem porösen Werkstoff, dessen Porengröße der kapillaren
Schwerkraft entspricht, mit der der Meniskus wegen der Tintensaugkraft
zerstört
wird. In diesem Fall besteht der erste Filter 1 aus Vliesstoff,
einem Siebfilter oder dergleichen.
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Der
zweite Filter 12 seinerseits besteht aus einem porösen Werkstoff,
dessen Porengröße kleiner
ist als die des ersten Filters 11, so daß der Filter 12 keine
Bläschen,
sondern nur Tinte hindurchläßt, wenn
die Tintensaugkraft auf das Tintenauslaßloch wirkt, außer daß eine Tintenpumpe
in Betrieb ist. Die Porengröße des zweiten
Filters 12 sollte so groß sein, daß in die Tinte eingemischte
Fremdstoffe abgefangen werden. Der zweite Filter 12 kann
gleichfalls aus Vließstoff,
einem Siebfilter oder dergleichen bestehen.
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Hier
bedeutet "Tintensaugkraft" die Kraft, die am
Tintenauslaßloch 8a entweder
durch den Tintenausstoßdruck
des Tintenstrahlkopfes 94 oder die Saugkraft der Tintenpumpe
wirkt.
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Unter
Hinweis hauptsächlich
auf die 3 bis 5 sollen
nun die Rechtwinkelprismen 51 und 52 beschrieben
werden. Eine längliche,
rechteckige Platte 54 ist am unteren Endbereich einer Seitenplatte 53 des
Behälterkörpers 2 fest
angeschweißt.
Die Rechtwinkelprismen 51 und 52 sind mit der
Innenseite der rechteckigen Platte 54 unter Einhaltung
eines vorherbestimmten Abstandes zwischen ihnen einstückig ausgebildet.
Das Rechtwinkelprisma 51 besitzt ein Paar Reflexionsflächen 51a und 51b,
die sich unter einem rechten Winkel kreuzen, und das Rechtwinkelprisma 52 besitzt
ein Paar Reflexionsflächen 52a und 52b,
die sich unter einem rechten Winkel kreuzen.
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Das
Rechtwinkelprisma 51 ist der Seitenplatte 53 über eine
Luftschicht 55, die einen vorherbestimmten Spalt bildet,
zugewandt. Anders ausgedrückt,
in der Seitenplatte 53 ist eine der Gestalt des Rechtwinkelprismas 51 entsprechende
Ausnehmung 56 gebildet, wodurch die Reflexionsflächen 51a und 51b der
Seitenplatte 53 über
die Luftschicht 55 mit dem vorherbestimmten Spalt dazwischen
zugewandt sind. Das Rechtwinkelprisma 52 zum Erfassen des Tintenendes
ist seinerseits der Innenseite des Tintenvorratsbehälters 22 durch
eine Öffnung 202b unmittelbar
ausgesetzt, die in dem den Tintenvorratsbehälter 22 begrenzenden
Rahmen 202 vorgesehen ist, und die Rückseiten jeder der Reflexionsflächen 52a und 52b dient
als eine Grenzfläche
gegenüber
Tinte.
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Wie
in 4 und 5 gezeigt, sind auf der mit
dem Tintenbehälter 1 versehenen
Seite des Tintenstrahldruckers 91 optische Sensoren 57 und 58 des
Reflexionstyps vorgesehen. Die optischen Sensoren 57 und 58 sind
jeweils mit Licht aussendenden Elementen 57a und 58a und
Licht empfangenden Elementen 57b und 58b ausgestattet.
Die Position des optischen Sensors 57 ist so gewählt, daß der optische
Sensor 57 das vom Licht aussendenden Element 57a emittierte
Licht unter einem Winkel von 45° auf
die Reflexionsfläche 51a auftreffen
läßt, und
das Licht empfangende Element 57b das von der Reflexionsfläche 51a und
der Reflexionsfläche 51b zurückgeworfene
Licht empfängt. Ähnlich ist
die Position des optischen Sensors 58 so gewählt, daß der optische
Sensor 58 das vom Licht aussendenden Element 58a emittierte
Licht unter einem Winkel von 45° auf
die Reflexionsfläche 52a auftreffen
läßt, und
das Licht empfangende Element 58b das von der Reflexionsfläche 52a und
der Reflexionsfläche 52b zurückgeworfene
Licht empfängt.
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Wie 6A und 7 zeigen,
ist die Außenfläche 302a eines
Umfangsrahmens 302 flüssigkeitsdicht
mit einer inneren Umfangsseite 205a der Verbindungsöffnung 205 in
dem die Tintennebenkammer 20 bildenden rechteckigen Rahmen 202 verbunden.
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Die
Oberfläche
eines Plattenkörpers 301 (die Oberfläche auf
der Seite des Bläschenspeichers 21) ist
als unebene Oberfläche 303 gebildet.
Die unebene Oberfläche 303 dient
als Bläschenabscheider zum
Einfangen von Bläschen,
die von der aus der Tintenhauptkammer 5 über den
ersten Filter 11 in den Bläschenspeicher 21 eingeführten Luft
gebildet wurden, damit die Bläschen
nicht zum Einführungsloch 33 strömen können.
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Die
unebene Oberfläche 303 ist
so gestaltet, daß vertiefte
Bereiche 304 und vorstehende Bereiche 305 von
fester Breite, die sich in Richtung der kurzen Seite des Plattenkörpers 301 erstrecken,
abwechselnd in vorherbestimmten Intervallen in Richtung der langen
Seite des Plattenkörpers 301 gebildet
sind. Auf der Oberfläche
jedes vorstehenden Bereichs 305 sind Vorsprünge 306 von
vorherbestimmter Länge
einzeln in vorherbestimmten Intervallen ausgebildet. Längs der
Richtung der langen Seite des Plattenkörpers 301 gesehen,
sind die Vorsprünge 306,
die auf der Oberfläche
jedes vorspringenden Bereichs 304 einzeln gebildet sind,
abwechselnd angeordnet. Unter Bezugnahme auf den vertieften Bereich 304 hat
jeder vorstehende Bereich 305 beispielsweise eine Höhe von 0,1
mm, und die auf der Oberfläche
des vorspringenden Bereichs 305 gebildeten Vorsprünge 306 beispielsweise
eine Höhe
von 0,2 mm. Der vertiefte Bereich 304 und der vorstehende
Bereich 305 haben zum Beispiel eine Breite von 0,5 mm.
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Das
elliptische Einführungsloch 33,
welches in Richtung der kurzen Seite des Plattenkörpers 301 länger ist,
befindet sich im mittleren Abschnitt des Endbereichs auf derjenigen
Seite, wo das Rechtwinkelprisma 52 in Richtung der langen
Seite des Plattenkörpers 301 angeordnet
ist. Der Umfang des Einführungslochs 33 ist
von einem vorspringenden Rahmen 307 von gleicher Höhe wie die
Vorsprünge 306 umgeben.
Ferner sind Ausnehmungen 308 und Vorsprünge 309, die sich
in Richtung der langen Seite des Plattenkörpers 301 erstrecken,
abwechselnd in vorherbestimmten Intervallen in Richtung der kurzen Seite
des Plattenkörpers 301 gebildet.
Der Vorsprung 309 hat die gleiche Höhe wie der Vorsprung 305.
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In
der Mitte des Plattenkörpers 301 ist
eine kreisförmige
Ausnehmung 310 gebildet. Das Trennglied 30 ist
ein Spritzgußteil,
welches aus einem Harz gemacht ist, und diese kreisförmige Ausnehmung 310 ist
eine Angußmarkierung.
Ferner ist an einer Unterseite (Oberfläche auf der Seite des Tintenvorratsbehälters 22)
des Plattenkörpers 301 eine
Tropfwand 311 ausgebildet, die weiter nach unten vorsteht als
die mittlere Position in vertikaler Richtung des Rechtwinkelprismas 52.
Die Tropfwand 311 ist über die
gesamte Breite in Richtung der kurzen Seite des Plattenkörpers 301 ausgebildet.
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Der
sich von der Mitte der Unterseite des Plattenkörpers 301 senkrecht
erstreckende, zylindrische Rahmen 32 dient zum Aufsaugen
von Tinte, die sich am Boden des Tintenvorratsbehälters 22 bis
zur Verbindungsöffnung 210 ansammelt,
auf der oben der zweite Filter 12 sitzt.
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Wie
aus 6A bis 7 hervorgeht, steht eine Vielzahl
von Vorsprüngen 322 in
Abständen
vorherbestimmter Winkel senkrecht von einer kreisförmigen Randfläche 321 der
unteren Öffnung
des zylindrischen Rahmens 32 vor. Bei diesem Ausführungsbeispiel
sind vier Vorsprünge 322 in
gleicher Höhe
in Abständen
von 90° ausgebildet.
Die innere Umfangsfläche
des zylindrischen Rahmens 32 hat einen unteren Teil 323,
einen den unteren Teil 323 fortsetzenden, verjüngten Teil 324,
der geringfügig
nach innen vorsteht, sowie einen oberen Teil 325, der den
verjüngten
Teil 324 fortsetzt.
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Das
mit dem zylindrischen Rahmen 32 versehene Trennglied 30 ist
unter Abdeckung von der Oberseite am zylindrischen Vorsprung 207 angebracht.
Im unteren Seitenteil der äußeren Umfangsfläche des
vorspringenden Bereichs 207 sind Rippen 207a gebildet,
die in Abständen
von vorherbestimmten Winkeln nach außen ragen. Es sind vier Rippen 207a in
Abständen
von 90° vorgesehen,
und das Maß des
Vorsprungs jeder Rippe 207a ist so gewählt, daß diese Rippen 207 gerade
in die äußere Umfangsfläche 323 am
unteren Ende der Seite des zylindrischen Rahmens 32 passen.
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Wenn
der zylindrische Rahmen 32 des Trenngliedes 30 auf
den vorspringenden Bereich 207 unter Abdeckung aufgepaßt wird,
entstehen vier Lücken 220,
deren Querschnitt gebogen ist, die zum Aufsaugen von Tinte dienen
und die von den vier Rippen 207a zwischen der inneren Umfangsfläche des zylindrischen
Rahmens 32 und der äußeren Umfangsfläche des
vorspringenden Bereichs 207 gebildet sind. Folglich gibt
es einen Tintensaugdurchlaß von
einem Spalt 221 zu dem oben angeordneten zweiten Filter 12, über die
zwischen den Vorsprüngen 322 am
unteren Ende des zylindrischen Rahmens 32 gebildeten Lücken 220.
Dabei nimmt die Menge der im Tintenvorratsbehälter 22 verbliebenen
Tinte ab, und selbst wenn der Flüssigkeitspegel
niedriger wird als der zweite Filter 12, wird die im Tintenvorratsbehälter 22 verbliebene
Tinte bis zu der Position des zweiten Filters 12 gesaugt
und kann vom Tintendurchlaß 208 dem
Tintenauslaßloch 8a zugeführt werden.
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Der
poröse
Bläschenlöschkörper 40,
der im Tintenvorratsbehälter 22 der
Tintennebenkammer 20 angeordnet ist, wird unter Hinweis
auf die 3 bis 6B beschrieben.
Der poröse
Körper 40 in
Form eines rechtwinkligen Parallelepipeds ist aus einem flexiblen
Material gemacht, wie Filz und Schaumstoff, und unterhalb des Einführungslochs 33 und
an einer Stelle dem Rechtwinkelprisma 52 benachbart angeordnet.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der poröse
Körper 40 unter
solcher Bedingung angeordnet, daß er mit einem Eckbereich 52c an
den Rückseiten der
Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52 in Berührung gehalten wird.
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Mit
anderen Worten, der poröse
Körper 40 ist zwischen
eine Innenseitenfläche 202c des
Rahmens 202, die mit dem Rechtwinkelprisma 52 versehen
ist, und den zylindrischen Rahmen 32 des Trenngliedes 30 gestopft.
Der poröse
Körper 40 ist
gegenüber
den Reflexionsflächen 52a und 52b zurückgezogen,
so daß seine
Oberkantenfläche 40a sich
in der Mitte der Höhe
der Reflexionsflächen 52a und 52b befindet.
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Wie
aus 5 hervorgeht, befindet sich eine Seite 40b des
porösen
Körpers 40,
die dem Rechtwinkelprisma 52 zugewandt ist, in herabgedrücktem Zustand,
wenn der mittlere Bereich mit dem Eckbereich 52c in Berührung gebracht
ist. Jeglicher Seitenbereich außer
diesem mittleren Bereich ist von den Reflexionsflächen 52a und 52b getrennt,
so daß der poröse Körper 40 insbesondere
an der Berührung von
Reflexionsbereichen 52A und 52B gehindert ist, von
denen das dem Nachweis dienende Licht reflektiert wird. Außerdem sind
auch die oberen Kantenflächen 52d und 52 des
Rechtwinkelprismas 52 von vertikalen Kantenflächen 202d und 202e einer
im Rahmen 202 ausgebildeten Öffnung 202b getrennt. Infolgedessen
ist ein Raum A zwischen den Reflexionsflächen 52a und 52b und
dem porösen
Körper 40 so
gebildet, daß er
die Reflexionsflächen 52a und 52b umgibt.
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Im
vorliegenden Fall kann der poröse
Körper 40 Tinte
absorbieren und halten, und er ist aus einem Material gemacht, das
größere Maschen
hat als der erste Filter 11.
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Die
Feststellung, ob der Tintenbehälter 1 im Behälterhalterungsteil 95 des
Tintenstrahldruckers 91 angebracht wurde und der Nachweis,
ob die Tinte im Tintenbehälter 1 zu
Ende ist, geschieht wie folgt.
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Wenn
der Tintenbehälter 1 im
Behälterhalterungsteil 95 des
Tintenstrahldruckers 91 angebracht wird, dringt der vordere
Endbereich der nicht gezeigten Tintenzufuhrnadel, die an der Seite
des Tintenstrahldruckers 91 vorgesehen ist, durch das Durchgangsloch
der Gummipackung 8 im Tintenauslaß 7 des Tintenbehälters 1 und
schiebt das im Tintendurchlaß 208 angeordnete
Ventil 9 nach oben. Da das Tintenauslaßloch 8a damit offen
gelassen ist, wird die im Schaumstoff 6 in der Tintenhauptkammer 5 absorbierte
und gehaltene Tinte veranlaßt, über den
ersten Filter 11 und die Tintennebenkammer 20 in
den Tintendurchlaß 208 zu
fließen
und sich längs der
in das Tintenauslaßloch 8a eingeschobenen
Tintenzufuhrnadel zu bewegen, so daß die Tinte dem Tintenstrahlkopf 94 an
der Seite des Tintenstrahldruckers 91 zugeführt werden
kann. Da ein solcher Tintenzufuhrmechanismus bekannt ist, wird er
nicht näher
beschrieben.
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Bei
diesem Einbau des Tintenbehälters 1 gelangt
das Rechtwinkelprisma 51 an der Seite des Tintenbehälters 1 in
Gegenüberstellung
zum optischen Sensor 57 an der Seite des Tintenstrahldruckers 91. Damit
wird das vom optischen Sensor 57 emittierte Licht von den
Reflexionsflächen 51a und 51b des Rechtwinkelprismas 51 zurückgeworfen,
ehe es vom optischen Sensor 57 empfangen wird, womit nachgewiesen
ist, daß der
Tintenbehälter 1 montiert
wurde.
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Wenn
der Tintenstrahldrucker 94 angesteuert wird, um Tinte auszustoßen, wirkt
aufgrund des Tintenausstoßdrucks
Tintensaugkraft auf das Tintenauslaßloch 8a, so daß Tinte
dem Tintenstrahldrucker 94 zugeführt wird. In dem Maß, in dem
die im Schaumstoff 6 gehaltene Tinte nach der Zufuhr abnimmt,
wird Luft durch das Entlüftungsloch 13 in
die Tintenhauptkammer 5 eingeführt. Mit fortgesetztem Tintenverbrauch
nimmt die in den Schaumstoff 6 infiltrierte Tinte allmählich ab,
und dann dringen stattdessen Bläschen
in den Schaumstoff 6 ein. Wenn die Tintenrestmenge im Schaumstoff
noch weiter abnimmt, strömt
Luft aus der Tintenhauptkammer 5 durch den ersten Filter 11 und
bildet dabei Bläschen, die
in den Bläschenspeicher 21 der
Tintennebenkammer 20 gelangen. Aber der zweite Filter 12,
der zur Trennung zwischen dem Tintenvorratsbehälter 22 der Tintennebenkammer
und dem Tintenauslaßloch 8a dient,
läßt keine
Bläschen
durch. Deshalb sammeln sich die Bläschen allmählich in dem Bläschenspeicher 21 mit
kleinem Fassungsvermögen,
der im obersten Bereich der Tintennebenkammer 20 gebildet
ist.
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Wenn
die Tintenrestmenge noch weiter abnimmt, nimmt der Flüssigkeitspegel
der in der Tintenhauptkammer 5 und der Tintennebenkammer 20 verbliebenen
Tinte allmählich
ab und die beiden Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52 werden allmählich aus dem Flüssigkeitspegel
der Tinte freigelegt. Folglich werden die beiden Reflexionsflächen 52a und 52b nun
als reflektierendes Element nützlich.
Wenn der Flüssigkeitspegel
der Tinte in der Tintennebenkammer 20 unter eine vorherbestimmte
Nachweisposition sinkt (z.B. Position L in 4), übersteigt
die empfangene Lichtmenge des Licht empfangenden Elements 58b des
optischen Sensors 58 einen Schwellenwert. Der Nachweis
des Fehlens von Tinte (der "Tinte
zu Ende" Zustand)
im Tintenbehälter 1 beruht
auf einer Zunahme der empfangenen Lichtmenge am Licht empfangenden
Element 58b.
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Da
das Tintenende in einem Zeitpunkt erfaßt wird, in dem die Restmenge
an Tinte sehr klein wird, weil das Fassungsvermögen der Tintennebenkammer 20 ausreichend
klein gewählt
wurde, ist das Tintenende bei der kleinstmöglichen Tintenrestmenge nachweisbar,
so daß keine
Tinte verschwendet wird. Hierbei wird das von den Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas erfaßte
Ende der Tinte als das nahe Ende betrachtet, woraufhin das folgende
Verfahren durchgeführt
wird, mit dem mit größerer Sicherheit verhindert
wird, daß Tinte
verschwendet wird. Es wird also zuerst das nahe Ende der Tinte vom
optischen Sensor 58 erfaßt, und dann wird eine danach
zu verwendende Tintenmenge berechnet und über das tatsächliche
Ende entschieden, wenn der erhaltene Wert einen Wert erreicht, der
dem Fassungsvermögen
des Tintenvorratsbehälters 22 der
Tintennebenkammer 20 gleichwertig ist. Damit ist Tinte
verwendbar, bis die Tintenrestmenge im wesentlichen aufgebraucht
ist.
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Für den Fall,
daß in
der Tintennebenkammer 20 erzeugte Bläschen in der Nähe der Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52 schweben, werden die Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas im wesentlichen mit Tinte bedeckt. Selbst wenn der Flüssigkeitspegel
der Tinte tiefer sinkt als die Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas in dem beschriebenen Zustand, bleiben die Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas mit Tinte bedeckt, und auch die Reflexionsbedingung bleibt unverändert, so
daß das
Tintenende nicht erfaßt
werden kann.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
der Erfindung jedoch ist der Bläschenspeicher 21 von
dem Trennglied 31 im oberen Endbereich der Tintennebenkammer 20 gebildet,
und der Flüssigkeitspegel der
Tinte sinkt bei von Bläschen
getrenntem Tintenflüssigkeitspegel,
wenn die Tintenrestmenge kleiner wird als die vorherbestimmte Menge.
Deshalb ist es möglich,
die erzeugte Menge an Bläschen,
die in den Tintenvorratsbehälter 22 gelangen
und in der Nähe der
Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas schweben, zu unterdrücken.
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Die
aus dem Bläschenspeicher 21 durch
das Einführungsloch 33 in
den Tintenvorratsbehälter 22 eingeführte Tinte
fließt
längs der
Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52, ehe sie vom porösen Körper 40 absorbiert
wird. Dann wird die Tinte vom Bodenbereich des Tintenvorratsbehälters 22 längs des
Spaltes zwischen dem zylindrischen Rahmen 32 und dem vorspringenden
Bereich 207 gesaugt und durch den zweiten Filter 12 zum
Tintenauslaßloch 8a geleitet.
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Zusammen
mit der vom Einführungsloch 33 in
den Tintenvorratsbehälter 22 eingeführten Tinte werden
die Bläschen
im oberen Bereich der Oberkantenfläche 40a des porösen Körpers 40 und
in dem Raum A zwischen dem porösen
Körper 40 und
den Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52 gesammelt. Aber die in den an diesen
Orten gesammelten Bläschen
gehaltene Tinte wird aufgrund der Kapillarwirkung des porösen Körpers 40 in den
porösen
Körper 40 gesaugt.
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Im
einzelnen wird die im porösen
Körper 40 absorbierte
und gehaltene Tinte mit dem Tintensaugvorgang herausgenommen, der
vor sich geht, nachdem der Flüssigkeitsspiegel
der Tinte niedriger wird als die Oberkantenfläche 40a des porösen Körpers 40,
wenn die Tintenrestmenge abnimmt. Wenn Tinte aus dem porösen Körper 40 entnommen
wird, wird die im oberen Bereich der Oberkantenfläche 40a gehaltene
Tinte und die in den Bläschen
im Bereich an den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b gehaltene
Tinte durch die Kapillarkraft abgesaugt. Infolgedessen werden die
Bläschen
schnell gelöscht. Wenn
der Flüssigkeitspegel
der Tinte im Tintenvorratsbehälter 22 sinkt, ändert sich
der Reflexionszustand der Reflexionsflächen 52a und 52b mit
ausgezeichneter Reaktionszeit. So kann das Tintenende präzise und
prompt erfaßt
werden.
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Im
Tintenbehälter 1 gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
ist die Tintennebenkammer 20 vom Trennglied 30 in
den Bläschenspeicher 21 und
den Tintenvorratsbehälter 22 unterteilt,
die miteinander nur über
das Einführungsloch 33 in
Verbindung stehen. Folglich wird für die Schaffung von Bläschen erforderliche
Tinte vom Trennglied 30 blockiert und so weit wie möglich an
der Zufuhr aus dem Bläschenspeicher 21 in
den Tintenvorratsbehälter 22 gehindert.
Das Trennglied 30 dient also als Abscheider, der Bläschen im
Bläschenspeicher 21 ohne
weiteres von der Tinte trennt, wenn der Flüssigkeitspegel der Tinte absinkt.
Ferner werden die im Tintenvorratsbehälter 22 erzeugten
Bläschen
wegen des Absaugens der Tinte durch die Kapillarkraft des im Tintenvorratsbehälter 22 angeordneten
porösen
Körpers 40 schnell gelöscht.
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Die
Reflexionsbedingung für
die Reflexionsflächen 52a und 52b ändert sich
also mit ausgezeichneter Reaktionszeit, und aus diesem Grund ist
das Tintenende schnell und sicher nachweisbar.
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Im
Tintenstrahldrucker 91 mit dem Tintenbehälter 1 als
Tintenzufuhrquelle gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
bietet der reflektierende Zustand der Reflexionsflächen 52a und 52b die
Basis für
die Sicherheit des Nachweises des Tintenendes im Tintenbehälter.
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Wie
die 8 bis 9C zeigen, hat ein Tintenbehälter 1A gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung grundsätzlich
einen ähnlichen Aufbau
wie der vorstehend beschriebene Tintenbehälter 1. Deshalb sind
gleiche, einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen und werden nicht noch einmal beschrieben. Der Tintenbehälter 1A gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
zeichnet sich dadurch aus, daß in
einem Trennglied 30A ein Halter 34 für einen
porösen
Körper
vorgesehen ist, der einen porösen
Bläschenlöschkörper 40A hält. Das
Trennglied 30A dient außerdem zur Schaffung eines
Tintendurchlasses, durch den vom Einführungsloch 33 eingeführte Tinte über die
Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b und
den porösen
Körper 40A in
den Tintenvorratsbehälter 22 geleitet
wird.
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Das
Trennglied 30A des Tintenbehälters 1A ist mit der
Trennplatte 31, dem von den Rückseiten des Tintenvorratsbehälters 22 vorstehenden,
zylindrischen Rahmen 32 und dem Halter 34 für den porösen Körper in
einer der Seite des Rechtwinkelprismas 52 näheren Seite
als der zylindrische Rahmen 32 versehen. Der Halter 34 für den porösen Körper ist mit
einer Tropfwand 35 versehen, die die gleiche Breite wie
die Trennplatte 31 hat und von einer Bodenfläche der
Trennplatte 31 senkrecht so vorsteht, daß das untere
Ende der Tropfwand 25 bis zu einer Stelle in der Nähe des Bodens
des Tintenvorratsbehälters 22 reicht.
Am unteren Ende der Tropfwand 35 stehen Haltestücke 36a und 36b im
rechten Winkel von den beiden seitlichen Endbereichen der Tropfwand 35 zum
Rechtwinkelprisma 52 vor. In den jeweiligen oberen Positionen
dieser Haltestücke
stehen auch Haltestücke 36c und 36d von
der Tropfwand 35 zum Rechtwinkelprisma 52 vor.
Die Haltefähigkeit
für den
porösen
Körper 40A ist
durch das Paar oberer Haltestücke 36c und 36d und
das Paar unterer Haltestücke 36a und 36b gegeben.
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Der
poröse
Körper 40A ist
ein rechtwinkliges Parallelepiped mit der gleichen Breite wie die
Tropfwand 35 und etwas größerer Höhe als ein vertikaler Abstand
zwischen den Haltestücken,
so daß der
poröse
Körper 40A unter
leichtem Zusammendrücken zwischen
die Haltestücke
gestopft wird.
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Wenn
der poröse
Körper 40A zwischen
den Haltestücken
gehalten ist, wird die Oberfläche 41 des porösen Körpers 40A auf
der Seite des Rechtwinkelprismas 52 mit der Innenseitenfläche 202c des
Rahmens 202 in Berührung
gehalten. Die obere Stirnfläche 42 des
porösen
Körpers 40A nimmt
eine solche Lage ein, daß sie
im wesentlichen auf gleicher Höhe liegt
wie die untere Stirnfläche 52e des
Rechtwinkelprismas 52. Deshalb befindet sich die obere
Hälfte der
Oberfläche 41 des
porösen
Körpers 40A in
solcher Lage, daß sie
dem Raum A zugewandt ist, der geeignet ist, die Reflexionsflächen 52a und 52b des Rechtwinkelprismas 52 zu
umgeben.
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Übrigens
ist die Oberfläche
der Trennplatte 31 des Trenngliedes 30A keine
unebene Oberfläche, sondern
eine ebene, und zwei Rippen 38 und 39 sind auf
dieser Oberfläche
ausgebildet, um Tinte in Richtung zum Einführungsloch 33 einzuleiten.
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Selbst
im Tintenbehälter 1A gemäß diesem Ausführungsbeispiel
dient das Trennglied 30A als Abscheider, der das Abtrennen
von Tinte aus Bläschen
fördert.
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Vom
Einführungsloch 33 in
den Tintenvorratsbehälter 22 strömende Tinte
fließt
zwischen der Tropfwand 35 des Trenngliedes 30A und
den Reflexionsflächen 52a und 52b hinunter
und wird vom porösen
Körper 40A absorbiert.
Dann wird die Tinte über
das Trennglied 30A dem zweiten Filter 12 zugeleitet.
Mit anderen Worten, geregelt durch die Tropfwand 35 wird
Tinte veranlaßt,
längs des
Tintendurchlasses zu fließen,
wie durch Pfeile in 8 angedeutet.
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Der
poröse
Körper 40A hat
die Aufgabe, die in den Tintenvorratsbehälter 22 gelangten
Bläschen schnell
zu löschen.
Im einzelnen dringen Bläschen
in den zwischen den Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas und dem porösen
Körper 40A gebildeten
Raum A ein, wenn die Tintenrestmenge abnimmt und der Verbrauch an
Tinte zunimmt, mit der der poröse
Körper 40A des
Tintenvorratsbehälters 22 getränkt ist.
Der untere Seitenbereich des Rechtwinkelprismas 52 in dem
Raum A steht mit dem porösen Körper 40A in
Berührung.
Wenn Tinte aus dem porösen
Körper 40A entnommen
wird, wird die in den im Raum A angesammelten Bläschen gehaltene Tinte durch
die Kapillarkraft des porösen
Körpers 40A in den
porösen
Körper 40A gesaugt.
Infolgedessen werden an den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas klebende Bläschen
und die in der Nähe
der Rückseiten
schwebenden vom porösen
Körper 40A schnell
gelöscht.
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Bei
einem so ausgelegten Tintenbehälter 1A werden
an den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b des
Prismas klebende Bläschen
und die in der Nähe
der Hinterseite schwebenden schnell vom porösen Körper 40A gelöscht. Der
Zustand "Tinte zu
Ende" kann daher
im Zeitpunkt, wenn dieser Zustand eintritt, unmittelbar erfaßt werden,
ohne von Bläschen
behindert zu werden.
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Da
das Fassungsvermögen
der Trennplatte 31 klein ist, kann die restliche Tintenmenge
im porösen
Körper 40A verkleinert
werden, und der Vorteil besteht darin, daß auch die zu verschwendende
Tintenmenge verringerbar wird.
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Bei
den vorstehenden Ausführungsbeispielen
ist jedes der Trennglieder 30 und 30A so ausgelegt,
daß die
Innenseite der Tintennebenkammer 20 in den Bläschenspeicher 21 und
den Tintenvorratsbehälter 22 unterteilt
ist. Es ist auch hinnehmbar, den porösen Körper an einer Stelle den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b benachbart
unter Weglassung der Trennglieder 30 und 30A anzuordnen.
Selbst in diesem Fall sind im Bereich an den Rückseiten der Reflexionsflächen erzeugte
Bläschen rasch
löschbar.
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Als
Werkstoff für
die porösen
Körper 40 und 40A kann
jedes Material benutzt werden, das Tinte absorbieren und halten
kann. Es kann zum Beispiel poröses
Material genommen werden, welches durch Verzwirnen natürlicher
oder synthetischer Fasern oder durch Bündeln von Fasern geschaffen
ist. Aber die Verwendung von Filz und Schaumstoff als Material ist
nicht besonders wirksam.
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Obwohl,
unnötig
zu sagen, ein kleinerer Raum A besser ist, ist noch mehr vorzuziehen,
den Raum A zu umgehen, indem die obere Stirnfläche 42 des porösen Körpers 40A mit
der unteren Stirnfläche 52e des
Rechtwinkelprismas 52 in Berührung gebracht wird.
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10 bis 12 zeigen
einen Tintenbehälter 1B gemäß einem
dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, das grundsätzlich
einen ähnlichen
Aufbau hat wie der vorstehende Tintenbehälter 1. Gleiche, einander
entsprechende Teile sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen
und werden nicht noch einmal beschrieben.
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Wie 11 zeigt,
ist der Tintenbehälter 1B dieses
Ausführungsbeispiels
dadurch gekennzeichnet, daß an
einer Ecke des Tafelkörpers 301 in
derjenigen Seite, wo sich das Rechtwinkelprisma 52 befindet,
ein kreisförmiges
Einführungsloch 61 ausgebildet
ist. Der Umfang des Einführungslochs 61 ist
von dem vorstehenden Rahmen 307 umgeben, der die gleiche
Höhe wie
die Vorsprünge 306 hat.
Außerdem sind
Ausnehmungen 308 und Vorsprünge 309, die sich
in Richtung der langen Seite des Plattenkörpers 301 erstrecken,
abwechselnd in vorherbestimmten Intervallen in Richtung der kurzen
Seite in einer Zone zwischen dem vorstehenden Rahmen 307 und
der langen Seitenkante des Plattenkörpers 301 gebildet. Der
Vorsprung 309 hat die gleiche Höhe wie die Vorsprünge 306.
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Wie
aus den 10 und 12 hervorgeht, ist
auf einer Bodenfläche
des Plattenkörpers 301 eine Tropfwand 62 ebenso
wie Rippen 62a und 62b ausgebildet, die weiter
nach unten vorstehen als die mittlere Position in vertikaler Richtung
des Rechtwinkelprismas 52. Die Rippen 62a und 62b sind
von der Tropfwand 62 zum Rechtwinkelprisma 52 hin
gerichtet. Die Rippe 62a an einer Seite und die Tropfwand 62 sind
so ausgebildet, daß sie
das Einführungsloch 61 umgeben.
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Zwischen
die Innenseitenfläche 202c des Rahmens 202,
wo das Rechtwinkelprisma 52 angeordnet ist, und eine vom
zylindrischen Rahmen 32 zum Rechtwinkelprisma 52 vorstehende
Rippe 32a ist ein poröser
Körper 60 gestopft,
daß der
poröse Körper 60 mit
der Tropfwand 62 und den unteren Enden der Rippen 62a und 62b in
Berührung
gehalten wird. Der poröse
Körper 60 ist
in einer Lage in Strömungsrichtung
der Tinte nach unten zurück-
gezogen im Verhältnis
zu den Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52 angeordnet.
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Bei
dem so ausgelegten Tintenbehälter 1B fließt die Tinte,
die veranlaßt
wird, vom Einführungsloch 61 in
den Tintenvorratsbehälter 22 zu
strömen, zwischen
der Tropfwand 62 des Trenngliedes 30B und den
Reflexionsflächen 52a und 52b nach
unten. Dann wird die Tinte vom porösen Körper 60 absorbiert,
so daß Tinte über den
porösen
Körper 60 zum zweiten
Filter 12 geleitet wird. Anders ausgedrückt, geregelt durch die Tropfwand 62 und
die Rippe 62a fließt
Tinte längs
des Tintendurchlasses. Hierbei wird bevorzugt nicht nur das Einführungsloch 61 an
einem von den Reflexionsflächen 52a und 52b getrennten Ort
vorgesehen, sondern auch eine Labyrinthwand, so daß schwebende
Bläschen,
die zwischen dem Einführungsloch 61 und
den Reflexionsflächen 52a und 52b bestehen,
ohne weiteres daran eingefangen werden.
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Bei
der vorstehenden Anordnung werden die vom Einführungsloch 61 zum
Tintenvorratsbehälter 22 zu
fließen
veranlaßten
Bläschen
im Eckbereich zwischen Wandflächen 62c und 62d der
Tropfwand aufgrund der daran erzeugten Oberflächenspannung gefangen. Dann
werden die Bläschen
längs der Wandflächen 62c und 62d nach
unten bewegt und vom porösen
Körper 60 absorbiert,
der mit den unteren Enden der Wandflächen in Berührung steht, ehe sie gelöscht werden.
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Im
Fall des Tintenbehälters 1B gemäß diesem
Ausführungsbeispiel
werden folglich Bläschen, die
an den Rückseiten
der Reflexionsflächen 52a und 52b des
Rechtwinkelprismas 52 kleben oder drumherum schweben, vom
porösen
Körper 60 schnell
gelöscht,
wie auch beim zweiten Ausführungsbeispiel. Ferner
werden die sich vom Einführungsloch 61 zu bewegen
veranlaßten
Bläschen
im Eckbereich zwischen den Wandflächen 62c und 62d so
eingefangen, daß sie
zum porösen
Körper 60 geführt werden, wodurch
die schwebenden Bläschen
verringert werden können.
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Die
Bedingung "Tinte
zu Ende" kann also ohne
Behinderung durch Bläschen
unmittelbar in einem Zeitpunkt festgestellt werden, in dem dieser
Zustand des Tintenendes sich einstellt. Da Bläschen, die nach dem Erfassen
des Zustands "Tinte
zu Ende" aus dem
Einführungsloch 61 fließen, längs der Wandflächen 62c und 62d strömen, werden
die Bläschen
daran gehindert, sich erneut an das Rechtwinkelprisma 52 zu
heften, so daß die
Nachweisgenauigkeit verbessert wird, da das Vorhandensein von Tinte
niemals unrichtig erfaßt
wird.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele
beschränkt,
sondern kann auf verschiedene Weise geändert werden. Auch wenn hier
ein Fall beschrieben wurde, bei dem die Tintenkammer einschließlich der
Tintenhauptkammer und der Tintennebenkammer, die voneinander getrennt
sind, als Beispiel verwendet wird, kann auch nur eine der Tintennebenkammer
entsprechende Tintenkammer verwendet werden, ohne daß eine der
Tintenhauptkammer entsprechende Tintenkammer vorgesehen wird. Selbst
in diesem Fall ist die gleiche Wirkung erzielbar, da die so erzeugten
Bläschen
vom porösen
Körper
in der Position gelöscht werden,
wo sie dem Nachweis unterliegen.
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Auch
wenn als Ausführungsbeispiele
ein nachgewiesener Bereich als vom Reflexionstyp beschrieben wurde,
kann auch ein Photosensor des Durchlässigkeitstyps gemäß der Beschreibung
in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 6-115089A verwendet werden. Da Bläschen in der dem Nachweis unterzogenen
Position löschbar
sind, wird auch in diesem Fall die Durchlässigkeit im Zeitpunkt, wo die
Tinte zu Ende gegangen ist, verbessert. Das hat eine Verbesserung
der Genauigkeit beim Nachweis der Anwesenheit oder Abwesenheit von
Tinte, insbesondere schwarzer Tinte zur Folge, deren Durchlässigkeit
gering ist.
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Statt
die Wandflächen
am Trennplattenkörper
in der Nähe
des Einführungslochs
zu nutzen, kann ferner die Innenwand der Tintenhauptkammer zur Begrenzung
des Tintenströmungsweges
herangezogen werden.