DE69306366T2

DE69306366T2 - Druckregelung für Tintenstrahlschreiber

Info

Publication number: DE69306366T2
Application number: DE69306366T
Authority: DE
Inventors: John M Altendorf; Marc A Baldwin; Bruce Cowger; Ella M Duyck; Joseph B Elliot; Mark L Mccarty; Lowell R Mcdaniel
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1992-10-05
Filing date: 1993-09-30
Publication date: 1997-03-27
Anticipated expiration: 2013-10-01
Also published as: JPH06210866A; US5526030A; EP0598481B1; DE69306366D1; HK91697A; JP3406027B2; EP0598481A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstifte für Tintenstrahldrucker und insbesondere auf eine Vorrichtung zum Steuern des Drucks innerhalb des Behälters eines Tintenstiftes.

2. Beschreibung der verwandten Technik

Tintenstrahldrucker etablierten sich als zuverlässige und wirksame Druckgeräte. Ein Tintenstrahldrucker verwendet typischerweise einen Druckkopf, welcher relativ zu einer Druckoberfläche bewegt wird. Ein Steuerungssystem aktiviert den sich bewegenden Druckkopf an den geeigneten Positionen, indem dasselbe bewirkt, daß der Druckkopf Tintentropfen auf die Druckoberfläche auswirft oder ausstrahlt, um gewünschte Abbildungen und Zeichen zu bilden. Derartige Drucker umfassen typischerweise einen Tintenstift, welcher als ein Behälter zum Speichern von Tinte dient und eine Einrichtung zum Zuführen von Tinte, wie sie benötigt wird, zu dem Druckkopf schafft.
Es existieren zwei allgemein verwendete Systeme zum Auswerfen von Tinte aus einem Druckkopf. Das erste ist ein thermisches Blasensystem und das zweite ist ein piezoelektrisches System. Ein Druckkopf, der eines von beiden Systemen verwendet, umfaßt typischerweise eine Mehrzahl von Öffnungen, wobei jede Öffnung eine zugeordnete Kammer aufweist. Im Betrieb wird Tinte über einen Einlaß zu der Kammer zugeführt. Bei einer Aktivierung wird die Tinte aus der Kammer durch die Öffnung und auf die Druckoberfläche gedrängt oder gestrahlt. Bei Druckköpfen vom thermischen Blasentyp wird die Tinte in der Kammer erwärmt oder verdampft, und zwar typischerweise durch einen Dünnfilmwiderstand. Die schnelle Ausbreitung, welche aus der Verdampfung der Tinte resultiert, zwingt eine Tintenmenge durch die Öffnung aus der Kammer. Bei Druckköpfen vom piezoelektrischen Typ erzeugt ein piezoelektrisches Element eine Druckwelle innerhalb der Kammer, welche eine Tintenmenge durch die Öffnung auswirft.
Obwohl sowohl Druckköpfe vom thermischen Blasentyp als auch vom piezoelektrischen Typ eine zuverlässige und wirksame Einrichtung zum Strahlen von Tinte aus einer Öffnung schaffen, weisen beide Druckkopftypen im allgemeinen keine Vorrichtung auf, um den freien Fluß von Tinte durch die Öffnung zu verhindern, wenn der Druckkopf nicht aktiviert ist. Wenn dies auftritt, kann Tinte unsteuerbar auf die Druckoberfläche austreten oder auslaufen, um einen unerwünschten Tintenfleck zu erzeugen. Zusätzlich kann sich ausgelaufene Tinte in dem Druckkopf aufbauen und den korrekten Betrieb des Druckkopfs beeinträchtigen.
Um diese Probleme zu lindern, führen viele Tintenstrahldrucker Tinte von dem Tintenstift zu dem Druckkopf bei einem leichten Unterdruck oder Gegendruck. Bezüglich seiner Verwendung in dieser Anmeldung wird der Ausdruck positiver Gegendruck verwendet, um einen Druck in einem Tintenstift zu bezeichnen, der kleiner als der Umgebungsdruck ist, der die Druckkopföffnung umgibt.
Damit er wirksam ist, muß der Gegendruck in einem gewünschten Betriebsbereich gehalten werden. Das heißt, daß der Gegendruck groß genug sein muß, um den unerwünschten freien Fluß von Tinte durch die Öffnung zu verhindern. Gleichzeitig muß der Gegendruck klein genug sein, daß der Druckkopf, wenn er aktiviert ist, den Gegendruck überwinden kann und die Tinte auf eine konsistente und voraussagbare Art und Weise auswirft. Um diese Begrenzungen zu erfüllen und einen optimalen Betrieb des Tintenstrahldruckers zu schaffen, sollte ein ziemlich konstanter und voraussagbarer Gegendruck beibehalten werden.
Der Gegendruck eines Tintenstifts wird durch Veränderungen entweder im Umgebungsdruck oder im internen Druck beeinträchtigt. Wenn ein Tintenstift beispielsweise einer Zunahme der Höhe unterworfen wird, wie z.B. während eines Transports in einem Flugzeug, kann der Umgebungsdruck wesentlich abnehmen. Wenn der Gegendruck des Tintenstifts demgemäß ansteigt, kann der Umgebungsdruckpegel unter den des Gegendrucks abfallen, wonach Tinte wahrscheinlich aus dem Druckkopf austritt. Wenn die Tinte in dem Tintenstiftbehlter abnimmt, wird der Gegendruck in dem Tintenstift zusätzlich ansteigen. Ohne eine bestimmte Vorrichtung zum Kompensieren dieser genannten Punkte, kann der Gegendruck den Betriebsbereich des Druckkopfs überschreiten, wonach der Tintenstift unwirksam wird. Temperaturvariationen können bewirken, daß sich Tinte und Luft in dem Tintenstift zusammenziehen oder ausbreiten, wodurch der Gegendruck beeinträchtigt wird. Alle diese Faktoren müssen berücksichtigt werden, um einen konsistenten störungsfreien Betrieb des Tintenstrahldruckers sicherzustellen.
Ein Typ eines Tintenstifts verwendet einen Behälter mit variablem Volumen, um die Probleme zu lösen. Der Behälter kann beispielsweise aus einem flexiblen Material sein, welches sich ausbreiten oder sich zusammenziehen kann. Alternativ kann der Behälter eine Buchse-und-Kolben-Konfiguration aufweisen oder einen ausdehnbaren Balg als einen internen Akkumulator verwenden. Bei diesem Tintenstifttyp variiert das Volumen des Behälters ebenfalls, wenn das Volumen an Tinte in dem Behälter aufgrund von Entleerung, thermischen Variationen oder dergleichen variiert. Obwohl dies eine wesentliche Verbesserung gegenüber früheren Tintenstiften darstellt, leiden solche Geräte an bestimmten Nachteilen.
Derartige Geräte schaffen beispielsweise nicht notwendigerweise einen konstanten Gegendruck. Stattdessen wird ein Behälter mit einem frei variierbaren Volumen dahin tendieren, einen internen Behälterdruck zu halten, welcher gleich dem Umgebungsdruck ist, d.h. einen Gegendruck von Null. Um dieses Problem zu überwinden, verwenden viele Behälter mit variablem Volumen ein elastisches Bauglied, wie z.B. eine Feder, um den Behälter durchgehend zu einem erhöhten Volumen hin zu drängen. Auf diese Art und Weise wird der gewünschte Gegendruck erzeugt.
Da Behälter mit variablem Volumen inhärent maximale und minimale Begrenzungen bezüglich der Größe des Behälters aufweisen, sind sie typischerweise am wenigsten wirksam, wenn der Tintenstift entweder fast voll oder fast leer ist. Wenn ein neuer Tintenstift mit einem Behälter mit variablem Volumen beispielsweise bis zu seiner Tintenkapazität gefüllt wird, ist der Behälter nicht in der Lage, sich als Reaktion auf Gegendruckveränderungen weiter auszudehnen. Wenn das Fluidvolumen innerhalb des Behälters aufgrund einer Veränderung im Gegendruck größer wird, kann als Ergebnis eine Menge an Tinte durch den Druckkopf herausgedrängt werden. Um dies zu kompensieren, sind viele neue Stifte nicht vollständig mit Tinte gefüllt. Noch bedeutsamer ist die Tatsache, daß Behälter mit variablem Volumen typischerweise ein minimales Volumen aufweisen, welches größer als Null ist. Wenn der Stift sich der vollständigen Entleerung annähert und der Behälter auf dieses minimale Volumen schrumpft, erhöht eine weitere Tintenentleerung den Gegendruck über den Betriebsbereich des Druckkopfs. Als Ergebnis wird eine Menge an nicht verwendbarer Tinte in jedem weggeworfenen Stift bleiben.
Um dieses Problem zu reduzieren, weisen bestimmte Tintenstifte einen "Blasengenerator" auf. Ein Blasengenerator ist eine Öffnung, die in dem Tintenbehälter eines Tintenstifts gebildet ist, um eine fluidmäßige Verbindung zwischen dem Inneren des Behälters und der Umgebungsatmosphäre zu ermöglichen. Die Öffnung ist derart dimensioniert, daß die Kapillarität der Tinte normalerweise eine kleine Tintenmenge in der Öffnung als eine Flüssigdichtung zurückhält. Die Geometrie der Öffnung ist derart beschaffen, daß, wenn sich der Druck an die Grenze des Betriebsbereichs des Druckkopfs annähert, der Gegendruck die Kapillarität der Tinte überwindet, wodurch die Flüssigdichtung gebrochen wird. Daraufhin tritt Umgebungsluft "blasenartig" in den Behälter ein, um den Gegendruck zu reduzieren. Wenn der Gegendruck abfällt, tritt idealerweise Tinte von dem Behälter wieder in die Öffnung ein und stellt die Flüssigdichtung wieder her.
Wenn die Dichtung jedoch bricht und die Öffnung nicht untergetaucht wird, existiert keine Tinte, um die Dichtung wieder herzustellen, wodurch der Gegendruck verloren werden kann. Wenn der Tintenpegel zusätzlich abfällt oder der Stift derart ausgerichtet ist, daß die Öffnung über dem Tintenpegel in dem Behälter ist, kann die Flüssigdichtung abgeschwächt werden und nach und nach versagen. Dies würde den freien Fluß von Umgebungsluft in den Behälter erlauben, den Gegendruck eliminieren und es ermöglichen, daß der Tintenstift ausläuft.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen Tintenstift mit einer Vorrichtung zum Halten eines Gegendrucks innerhalb des Betriebsbereichs des Druckkopfs zu schaffen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Regeln des Drucks in einem Tintenstift zu schaffen, die das wirksame Herausnehmen von Tinte aus dem Stift ermöglicht und den Betrag an nicht verwendbarer Tinte minimiert, welche mit einem Tintenstift weggeworfen wird, der das Drucken beendet, da der Gegendruck den Betriebsbereich überschritten hat.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Regeln des Drucks in einem Tintenstift zu schaffen, die zuverlässig und konsistent unabhängig von der Stiftausrichtung arbeitet.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, eine Druckregelungsvorrichtung für einen Tintenstift zu schaffen, die in der Herstellung einfach und günstig ist und wenig komplizierte Teile aufweist.
Ein Tintenstift gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist einen Behälter zum Halten einer Tintenversorgung auf. Der Behälter ist mit einer Öffnung versehen, die eine fluidmäßige Verbindung zwischen dem Behälter und einem Zusatzfluid, wie z.B. einer Umgebungsatmosphäre, erlaubt. Ein Kapillarbauglied ist positioniert, um eine Menge an Tinte neben der Öffnung unabhängig von der Stiftausrichtung oder dem Tintenpegel in dem Behälter zu halten. Die zurückgehaltene Menge an Tinte schafft eine Flüssigdichtung, die die Öffnung abdichtet und es doch ermöglicht, daß Blasen durch die Dichtung kommen, um den Druck in dem Behälter zu regeln.
Weitere Ziele und Aspekte der Erfindung werden für Fachleute aus der detaillierten Beschreibung der Erfindung, welche mittels eines Beispiels präsentiert wird und nicht als Begrenzung der vorliegenden Erfindung aufgefaßt werden soll, offensichtlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine perspektivische Teilexplosionsansicht von unten eines Tintenstifts gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 ist eine Ansicht von unten des Tintenstifts von Fig. 1.
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 2.
Fig. 4 ist eine Ansicht von unten des Blasengenerators und des Kapillarbauglieds des Ausführungsbeispiels, das in Fig. 1 dargestellt ist.
Fig. 5 ist eine Querschnittsseitenansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Blasengenerators und eines Kapillarbauglieds gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 6 ist eine Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiels.

BESCHREIBUNG DES DARGESTELLTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS

Ein Tintenstift gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt und durch das Bezugszeichen 10 bezeichnet. Der Tintenstift weist einen Behälter 12 zum Lagern einer Tintenversorgung 14 auf. Der Behälter befindet sich in fluidmäßiger Verbindung mit einem Druckkopf 16, welcher Tintentropfen auf eine Druckoberfläche auswirft, um Zeichen und Abbildungen zu bilden. Die Tinte in dem Behälter ist einem anfänglichen Gegendruck unterworfen, um zu verhindern, daß die Tinte durch den Druckkopf ausläuft.
Um den Gegendruck in einem gewünschten Bereich zu halten, ist der Behälter 12 mit einem Blasengenerator 18 versehen, welcher eine fluidmäßige Verbindung zwischen dem Inneren des Behälters und einem Zusatzfluid, wie z.B. der Umgebungsatmosphäre, erlaubt. Wenn der Gegendruck in dem gewünschten Bereich ist, ist der Blasengenerator mit einer Tintenmenge abgedichtet. Wenn der Gegendruck jedoch den gewünschten Bereich überschreitet, überwindet der Gegendruck die Kapillarkräfte der Flüssigdichtung und erlaubt es, daß das Zusatzfluid, in diesen dargestellten Ausführungsbeispielen Umgebungsluft, blasenmäßig in den Behälter gelangt, um den Gegendruck zu reduzieren. Wenn der Gegendruck auf den gewünschten Pegel zurückkehrt, wird die Flüssigdichtung wieder hergestellt, um ein weiteres Eintreten des Zusatzfluids zu verhindern.
Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, besteht der Blasengenerator 18 aus einem röhrenförmigen Vorsprung 22 und einer Kugel 24, die konzentrisch in dem Vorsprung angeordnet ist. Der Außendurchmesser der Kugel ist kleiner als die Innendurchmesser des Vorsprungs 22, um eine ringförmige Öffnung 20 zu definieren (in Fig. 4 zu sehen). Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kugel in dem Vorsprung durch eine Anzahl von erhöhten Quetschrippen 26 gehalten, die um das Innere des Vorsprungs gebildet sind. Auf diese Art und Weise kann die Kugel 24 ohne weiteres eine Preßpassung in dem Vorsprung 22 einnehmen und durch die Quetschrippen 26 fest in Position gehalten werden. Zusätzliche erhöhte Rippen 28 sind ebenfalls vorgesehen, um dabei zu helfen, die Kugel in ihrer Position von der Innenwand des Vorsprungs weg zu halten. Bei einem alternativen und bevorzugten Ausführungsbeispiel sind sechs erhöhte Rippen und keine Quetschrippen vorhanden. Die erhöhten Rippen sind dimensioniert, um die notwendige Interferenz fur eine Preßpassung zu schaffen, um die Kugel in dem Vorsprung zu halten, und um den notwendigen Spielraum zu der Innenwand des Vorsprungs zu schaffen.
Die Kugel 24 dient als Kapillarbauglied, um eine Tintenmenge in dem Vorsprung 22 zu halten. Als Ergebnis ist eine Tintenmenge in dem Vorsprung eingefangen, selbst wenn der Stift derart ausgerichtet ist, daß der Vorsprung nicht in der Behältertinte untergetaucht ist. Aufgrund der gekrümmten Oberfläche der Kugel ist der Zwischenraum zwischen der äußeren Oberfläche der Kugel und der Innenwand des Vorsprungs an der Öffnung am kleinsten und nimmt mit dem Abstand von der Öffnung zu. Diese Geometrie gekoppelt mit der Kapillarität der Tinte drängt durchgehend die eingefangene Tintenmenge zu der Öffnung, d.h. zu dem kleinsten Abschnitt des Zwischenraums, hin, um eine robuste Dichtung zu schaffen.
Um zu verhindern, daß die eingefangene Tintenmenge als Ergebnis einer verlängerten Aussetzung der Atmosphäre gegnüber trocknet oder sich verfestigt, ist der Blasengenerator mit einem Einlaßlabyrinth 30 versehen, welches als Dampfsperre dient. Das Einlaßlabyrinth, das am besten in den Fig. 1 und 2 zu sehen ist, ist ein Weg, durch den die Umgebungsluft laufen muß, bevor sie die eingefangene Tinte kontaktiert. Das nahe Ende 31 des Labyrinths öffnet sich zu dem Vorsprung, während das ferne Ende 33 sich zu der Umgebungsluft öffnet. Die Länge des Labyrinths ist sowohl von der Umgebung als auch dem Behälter abgedichtet. Als Ergebnis variiert die Feuchtigkeit in dem Labyrinth entlang seiner Länge von etwa 100% an dem nahen Ende 31 zu etwa der Umgebungsfeuchtigkeit an dem fernen Ende 33. Dieser Feuchtigkeitsgradient dient dazu, die eingefangene Tinte von einem direkten Kontakt mit Umgebungsluft abzuschirmen und zu verhindern, daß die eingefangene Tinte trocknet oder sich verfestigt.
Das Einlaßlabyrinth ist ein Weg mit einem halbkreisförmigen Querschnitt. Das Verhältnis der Querschnittfläche zu der Länge des Einlaßlabyrinths sollte derart bemessen sein, daß das Luftvolumen in dem Einlaßlabyrinth wirksam einen konvektiven Massentransfer blockiert. Diffusionsdampfverluste werden durch die Partialdruckgradienten durch das Einlaßlabyrinth getrieben. Wie es durch die Fick'schen Diffusionsgesetze gezeigt ist, sind diese Verluste proportional zur Querschnittsfläche des Einlaßlabyrinths und umgekehrt proportional zur Länge des Einlaßlabyrinths. Die geeigneten Abmessungen eines Einlaßlabyrinths für irgendein spezielles Ausführungsbeispiel können durch einen Fachmann empirisch bestimmt werden.
Wie es in den Fig. 2 und 3 zu sehen ist, ist das Einlaßlabyrinth bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel eine Rinne 32, die direkt in die äußere Oberfläche des Behälters 12 geformt ist. Eine Abdeckung 34 ist an dem Behälter angebracht, um die Rinne 32 zwischen ihren Enden abzudichten. Ein Loch 36 durch die Abdeckung an dem fernen Ende 33 der Rinne 32 schafft eine fluidmäßige Verbindung zwischen der Rinne und der Umgebungsatmosphäre. Die kreisartige Konfiguration der Rinne spart Raum und reduziert die Größe der Abdeckung.
Das Einlaßlabyrinth 30 dient ebenfalls als Überlaufaufnahme. Wenn der Stift einer Umgebungsveränderung unterworfen ist, wie z.B. einer Temperatur- oder Höhenvariation, welche bewirkt, daß sich das fluidmäßig Volumen in dem Behälter über die Kapazität des Behälters ausbreitet, kann die überschüssige Tinte über den Blasengenerator den Behälter verlassen und in das Einlaßlabyrinth 30 eintreten. Wenn die Umgebungsbedingungen zu einem normalen Zustand zurückkehren, oder wenn Tinte aus dem Behälter entnommen wird, kann die überschüssige Tinte folglich wieder in den Behälter eintreten.
Um sicherzustellen, daß überschüssige Tinte in dem Labyrinth vollständig in den Behälter zurückkehren wird, wird es bevorzugt, daß die größte Querschnittsabmessung des Labyrinths klein genug ist, um es zu ermöglichen, daß die Tinte einen vollständigen Meniskus über den Querschnitt an jeder Position entlang des Labyrinths bildet. Andernfalls würden kleine Mengen oder Perlen aus Tinte in dem Labyrinth liegen bleiben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt die maximale Querschnittsabmessung des Labyrinths etwa 0,89 mm.
Die Wirksamkeit des dargestellten Tintenstifts hängt von der geeigneten Dimensionierung der Öffnung 20, des röhrenförmigen Vorsprungs 22 und der Kugel 24 ab, um sicherzustellen, daß die Flüssigdichtung unter dem maximal zulässigen Gegendruck nachgibt und über dem minimal zulässigen Gegendruck wieder hergestellt wird. Die exakten Abmessungen der verschiedenen Elemente des Tintenstifts werden von einer Anzahl von Faktoren, wie z.B. den Oberflächenenergien der Materialien, der Dichte und Oberflächenspannung der Tinte, dem gewünschten Gegendruckbereich und der Gestalt der Öffnung, abhängen. Sobald diese Faktoren bekannt sind, können die geeigneten Abmessungen ohne weiteres berechnet oder empirisch durch Fachleute bestimmt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel läuft der gewünschte Gegendruckbereich von 10 cm bis 16 cm Wassersäule, wobei die verwendete Tinte eine Dichte von etwa 1 g/cm³ und eine Oberflächenspannung von 60,2 Dyn/cm aufweist. Eine Kugel aus rostfreiem Stahl mit einem Durchmesser von etwa 3,18 mm und ein Polysulfonvorsprung mit einem Innendurchmesser von zwischen 3,34 mm und 3,39 mm wurden als zufriedenstellend herausgefunden. Natürlich kann jedes einzelne Ausführungsbeispiel der Erfindung unterschiedliche Abmessungen gemäß seinen speziellen Parametern erfordern.
Ein Blasengenerator gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung, das in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist, weist eine Basisplatte 40 auf, welche in dem Inneren des Tintenstiftbehälters 12 angebracht ist. Die Basisplatte 40 ist mit einer gewölbten Rinne 42 und einer Ausnehmung 46 versehen. Eine Abdeckungsplatte 44 paßt in die Aussparung 46, um die Rinne 42 zu bedecken. Die Abdeckungsplatte 44 weist eine Öffnung 48 direkt über der Spitze der gewölbten Rinne auf. Ein Ende der Rinne ist zu der Tinte in dem Inneren des Behälters offen, während das andere Ende über eine Entlüftung 50 zur Umgebungsatmosphäre hin entlüftet ist. Als Ergebnis wird die Tinte durch Kapillarkräfte in die Rinne gezogen, um unter der Öffnung 48 eine Flüssigdichtung zu bilden.
Unabhängig von der Ausrichtung des Tintenstifts wird eine Tintenmenge in der Rinne durch Kapillarkräfte eingefangen. Als Ergebnis der gewölbten Gestalt der Rinne ist die Querschnittsfläche der Rinne an der Spitze der Wölbung neben der Öffnung minimal. Diese Geometrie in Kombination mit der Tintenkapillarität dringt die eingefangene Tinte zu der Spitze der Wölbung, wodurch die Öffnung daher eine starke und robuste Dichtung hält. Die Rinne ist derart dimensioniert, daß, wenn der Gegendruck den Arbeitsbereich des Druckkopfs überschreitet, die Umgebungsluft die Flüssigdichtung die Rinne hoch drängt und es erlaubt, daß Umgebungsluft blasenmäßig durch die Öffnung in den Behälter eintritt, um den Gegendruck zu erniedrigen. Sobald der Gegendruck in den gewünschten Bereich zurückkehrt, bewirkt die Kapillarität der Tinte, daß sich dieselbe in die Rinne bewegt, um die Öffnung wieder abzudichten.
Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen werden gekrümmte Kapillarbauglieder, wie z.B. eine Kugel oder eine gewölbte Rinne, verwendet, um eine Tintenmenge zu einer Öffnung hin zu drängen. Bei anderen Ausführungsbeispielen muß das Kapillarbauglied nicht gekrümmt sein. Ein Zylinder beispielsweise, der konzentrisch in einem Vorsprung oder einer flachen Rinne angebracht ist, könnte ebenfalls dazu dienen, eine Tintenmenge neben einer Öffnung einzufangen.
Bei noch einem weiteren Ausführungsbeispiel, das in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, bildet ein fibröses oder poröses Material 53 einen Tintenweg zwischen dem Blasengenerator und dem Kapillarbehälter 57. Der Zweck des fibrösen oder porösen Materials besteht darin, zu verhindern, daß das Blasengeneratorzusatzfluid, das durch die Öffnungen 52 und 54 eintritt, in den Kapillarbehälter 57 entweicht und den Tintenvorrat in dem Kapillarbehälter 57 entleert. Die Öffnung 54 ist derart dimensioniert, daß die Kapillarkräfte in der Öffnung 54 stärker als in dem Kapillarbehälter 57 sind, wodurch von dem Behälter durch das fibröse Material hindurch Flüssigkeit gezogen wird, um die Dichtung wieder auf zufüllen. Die geeigneten Größen für die Öffnungen und den Kapillarbehälter können durch Fachleute bestimmt werden.
Diese detaillierte Beschreibung ist lediglich zwecks darstellenden Beispielen der vorliegenden Erfindung dargelegt und sollte nicht aufgefaßt werden, um den Bereich derselben auf irgendeine Weise zu begrenzen. Natürlich können unzählige Hinzufügungen, Ersetzungen und weitere Modifikationen der Erfindung durchgeführt werden, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen, welcher in den beigefügten Ansprüchen und Äquivalenten zu denselben definiert ist.

Claims

1. Ein Stift für einen Tintenstrahldrucker, mit folgenden Merkmalen:

einem Behälter (12) zum Halten von Tinte (14), welcher eine Öffnung (20), die in demselben gebildet ist, aufweist, um eine fluidmäßige Verbindung zwischen dem Inneren des Behälters und einem Volumen an Zusatzfluid zu erlauben;

einem Kapillarbauglied (24), das neben der Öffnung positioniert ist, wobei das Kapillarbauglied strukturiert ist, um eine Menge von Flüssigkeit neben der Öffnung zurückzuhalten, wodurch ein Anteil der Flüssigkeitsmenge in die Öffnung gezogen wird, um die Öffnung abzudichten.

2. Der Stift gemäß Anspruch 1, der ferner eine Einrichtung (30) zum Verhindern eines Aussetzens der Flüssigkeitsmenge der Umgebungsfeuchtigkeit gegenüber aufweist.

3. Der Stift gemäß Anspruch 1, der ferner eine Kammer (30) zum Halten eines Volumens von Zusatzfluids aufweist, wobei die Kammer in fluidmäßiger Verbindung mit der Öffnung und mit einer Umgebungsatmosphäre ist.

4. Der Stift gemäß Anspruch 1, der ferner ein Einlaßlabyrinth (30) mit einem nahen Ende neben der Öffnung (20), mit einem Mittelabschnitt und mit einem fernen Ende, das zu der Umgebung hin offen ist, aufweist, wobei der Mittelabschnitt dimensioniert ist, um einen Feuchtigkeitsgradienten zwischen dem nahen und dem fernen Ende zu erzeugen.

5. Der Stift gemäß Anspruch 1, bei dem das Kapillarbauglied (24) positioniert ist, um einen Zwischenraum zwischen dem Kapillarbauglied und dem Behälter zu definieren, wobei der Zwischenraum derart dimensioniert ist, daß die Tintenkapillarität eine Tintenmenge in dem Zwischenraum zurückhält.

6. Der Stift gemäß Anspruch 5, bei dem die Größe des Zwischenraums bezüglich des Abstandes von der Öffnung (20) variiert, derart, daß Kapillarkräfte die zurückgehaltene Tintenmenge zu der Öffnung hin drängen.

7. Der Stift gemäß den Ansprüchen 1 oder 6, bei dem das Kapillarbauglied eine Platte (42) ist.

8. Der Stift gemäß Anspruch 7, bei dem die Platte (42) eine gekrümmte Oberfläche aufweist.

9. Der Stift gemäß Anspruch 1 oder 6, bei dem das Kapillarbauglied eine Kugel (24) ist.

10. Ein Verfahren zum Bilden einer druckempfindlichen Dichtung an einer Öffnung in einem Tintenbehälter eines Tintenstiftes, mit folgenden Schritten:

Bilden eines Zwischenraums neben der Öffnung; und

Eintauchen des Zwischenraums in ein Fluid, wobei der Zwischenraum derart dimensioniert ist, daß, wenn er eingetaucht ist, eine Fluidmenge in dem Zwischenraum eingefangen wird;

Führen der eingefangenen Fluidmenge in die Öffnung, um eine druckempfindliche Dichtung zu bilden.