DE69613162T2

DE69613162T2 - Tintenzufuhrvorrichtung und Drucker

Info

Publication number: DE69613162T2
Application number: DE69613162T
Authority: DE
Inventors: Katsuyuki Fujii; Yoshihiko Fujimura; Kazuyuki Oda; Katsuhide Ogawa; Jun Takagi; Ichiro Tomikawa; Junichi Yoshida
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1995-02-21
Filing date: 1996-02-19
Publication date: 2002-01-17
Anticipated expiration: 2016-02-20
Also published as: JP2817656B2; EP0728586A3; DE69613162D1; JPH08224884A; EP0728586A2; EP0728586B1; US5821965A; TW316879B

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung betrifft eine Aufzeichnungsvorrichtung, die flüssige Tinte verwendet, wie einen Tintenstrahldrucker, und eine Tintenzufuhreinheit, die mit der Aufzeichnungsvorrichtung verwendet wird, und insbesondere eine Tintenzufuhreinheit zum Halten von Tinte in einem negativen Druckzustand, die leicht an einen Druckkopfabschnitt und eine Aufzeichnungsvorrichtung angebracht und abgenommen wird.
In den letzten Jahren ist eine Aufzeichnungsvorrichtung mit einem abnehmbaren Tintenzufuhrabschnitt entwickelt worden, der einem Druckkopfabschnitt Tinte zur Aufzeichnung mit flüssiger Tinte zuführt. Eine solche Aufzeichnungsvorrichtung kann nur mit Tinte nachgefüllt werden, indem der Tintenzufuhrabschnitt ersetzt wird. Der ersetzte Tintenzufuhrabschnitt kann mit niedrigen Kosten hergestellt werden, um die Betriebskosten der Aufzeichnungsvorrichtung zu reduzieren.
Zum Beispiel wird eine Struktur, wobei eine Membran einer Verbindung an der Patronenseite mit einer Nadel durchbrochen wird, die an einem Druckkopf zu Verbindung dazwischen angeordnet ist, wenn eine Patrone, die in einem porösen Glied gehaltene Tinte enthält, an eine Aufzeichnungsvorrichtung angebracht wird, in USP Nr. 4,436,439, USP Nr. 5,119,115, der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-87,266, usw. offenbart. In einer solchen Struktur, wird sie, bevor die Patrone angebracht wird, mit der Membran abgedichtet, so daß keine Tinte aus der Verbindung herausläuft, und es wird eine Flüssigkeitskopplung beabsichtigt, wenn die Patrone angebracht wird, was folglich die Patronenanbringung erleichtert.
Jedoch wird in der Struktur der Innendurchmesser der Nadel tatsächlich klein gemacht, um eine gute Verbindung an der Verbindung bereitzustellen. Folglich nimmt der Fließwegwiderstand zu, es wird keine ausreichende Fließmenge erhalten, und Tinte, die erforderlich ist, um auf einen Schnelldruck zu reagieren, wird mangelhaft zugeführt. Wenn im Gegensatz dazu die Nadel stark gemacht wird, wird eine Öffnung in der Membran hergestellt, wenn die Patrone angebracht wird, und wenn die Patrone abgenommen wird, läuft Tinte aus der Öffnung. Abgerissene Stücke der Membran mischen sich in die Nadel, wenn die Nadel die Membran bei der Anbringung der Patrone durchbricht, oder die Nadel ist anfällig dafür, mit Staub usw. in der Patrone verstopft zu werden. Wenn ferner der Benutzer die Patrone unvorsichtig handhabt, berührt er oder sie die Spitze der Nadel, da die Nadel vorsteht, und wird verletzt.
Zum Beispiel wird ein Verfahren zum Halten von Tinte in einem porösen Glied und Drücken eines Tintenzufuhrgliedes, das in einem Druckkopf angeordnet ist, direkt gegen das poröse Glied zur Verbindung dazwisschen in USP Nr. 5,158,377 offenbart. Jedoch erfordert dieses Verfahren eine Öffnung zum Einsetzen des Tintenzufuhrgliedes, das im Druckkopf angeordnet ist, in einen Tintentank; es besteht eine Gefahr, daß Tinte in einem Zustand aus der Öffnung auslaufen wird, in der der Tintentank abgenommen ist.
Andererseits sind eine Struktur, die ein elastisches Material oder ein Gefäß mit einer Vorspannungseinrichtung verwendet, wie in USP Nr. 4,422,084 beschrieben, und eine Struktur, wobei Blasen als Reaktion auf die Tintenverbrauchsmenge von einem Blasengenerator eingeleitet werden, der in einem abgedichtet Gehäuse zur Erzeugung eines negativen Druckzustandes angeordnet ist, wie in der japanischen Offenlegungsschrift Nr. Hei 3-180,357 beschrieben wird, als eine Einrichtung, Tinte zu halten und einen negativen Druck zu ergeben, zusätzlich zu dem Kapillarglied bekannt, wie einer porösen Substanz, wie oben erwähnt. Jedoch zeigen die Dokumente die Struktur integral mit dem Druckkopf und zeigen keine Struktur, die von einem Druckkopf abnehmbar ist.
Die europäische Patentanmeldung EP-A-529 879 offenbart eine Tintenzufuhreinheit, die ein Speicherglied zur Speicherung von Tinte in einem negativen Druckzustand, einen Austritt der zur Lieferung von Tinte nach außen mit dem Speicherglied in Verbindung steht, und ein Meniskusbildungsglied aufweist, das an dem Austritt angeordnet ist. Dieses Dokument offenbart folglich den Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 15.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Tintenzufuhreinheit, um zu verhindern, daß Luft in das Innere derselben eintritt, selbst wenn die Tintenzufuhreinheit abgenommen und in irgendeiner Position stehengelassen wird, und eine Aufzeichnungsvorrichtung bereitzustellen, die die Tintenzufuhreinheit verwendet.
Erfindungsgemäß wird eine Tintenzufuhreinheit bereitgestellt mit einem Speicherabschnitt zur Speicherung von Tinte in einem negativen Druckzustand, einem Austritt, der mit dem Speicherabschnitt zur Lieferung von Tinte nach außen in Verbindung steht, und einem Meniskusbildungsglied, das am Austritt angeordnet ist, wobei, wenn ein durch das Speicherglied erzeugter negativer Druck PR ist, ein Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes PB ist, ein hydrostatischer Druck (Wassersäule) von Tinte, der auf eine Speicherglied-Seitenfläche des Meniskusbildungsgliedes wirkt, PH ist, und ein innerer Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes wirkt, ΔP ist, ΔP = PR + PH und Beziehung PB > ΔP erfüllt wird.
In der Tintenzufuhreinheit weist das Speicherglied ein poröses Glied zur Erzeugung des negativen Druckes durch eine Kapillarkraft des porösen Gliedes auf.
In der Tintenzufuhreinheit weist das Speicherglied ein Gehäuse und einen Blasengenerator, der in dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erzeugung des negativen Druckes durch den Blasenpunktdruck des Blasengenerators auf.
In der Tintenzuführeinheit weist das Speicherglied ein bewegliches Glied zur Speicherung von Tinte auf, wobei das bewegliche Glied so arbeitet, daß es einen inneren negativen Druck aufrecht erhält.
In der Tintenzufuhreinheit kann der Austritt mit einem Druckkopf verbunden werden und kann flüssigkeitsmäßig abgedichtet werden, wenn er mit dem Druckkopf verbunden ist.
In der Tintenzufuhreinheit ist das Meniskusbildungsglied aus der Gruppe einer Siebsubstanz, einem Filter aus einem Gewebe, einer Harzfaser und einem Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser ausgewählt.
In der Tintenzufuhreinheit wird der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes so eingestellt, daß er die Beziehung PB > PR + PH erfüllt.
In der Tintenzuführeinheit besteht das poröse Glied aus Polyesterfilz, wobei eine Dichte desselben sich zwischen 0,06 g/- cm³ und 0,1 g/cm³ bewegt.
In der Tintenzufuhreinheit ist das Meniskusbildungsglied ein SUS-Tatami-Twill-Filter mit einer Filterteilchengröße, die sich ztqischen 5 um und 60 um oder so bewegt.
Erfindungsgemäß wird eine Tintenaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt mit:
einer Haupttintenkammer mit einer Atmosphären-Verbindungsöffnung, die mit einer äußeren Atmosphäre in Verbindung steht, einem Verbindungsloch zur Lieferung von Tinte und einem ersten Meniskusbildungsglied, das an dem Verbindungsloch angeordnet ist und mit winzigen Löchern augebildet ist, wobei die Haupttintenkammer fähig ist, Tinte in einem negativen Druckzustand zu speichern;
einer sekundären Tintenkammer, die abgedichtet ist und ein Verbindungsteil, das mit dem Verbindungsloch in Verbindung steht, und ein zweites Meniskusbildungsglied aufweist, das an dem Verbindungsteil angeordnet ist und mit winzigen Löchern ausgebildet ist; und
einem Druckkopf, der mit dem Verbindungsteil zum Ausspritzen von Tinte verbunden ist, wobei
wenn ein in der Haupttintenkammer erzeugter negativer Druck PR ist, ein Blasenpunktdruck des zweiten Meniskusbildungsgliedes PB ist, und ein hydrostatischer Tintendruck, der auf eine Haupttintenkammer-Seitenfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes wirkt, PH ist, die Beziehung PB PR + PH erfüllt wird. In der Tintenaufzeichnungsvorrichtung weist die Haupttintenkammer ein poröses Glied zur Erzeugung des negativen Druckes durch eine Kapillarkraft des porösen Gliedes auf.
In der Tintenaufzeichnungsvorrichtung ist das Meniskusbildungsglied aus der Gruppe einer Siebsubstanz, einem Filter aus einem Gewebe, einer Harzfaser und einem Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser ausgewählt.
In der Tintenaufzeichnungsvorrichtung wird der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes so eingestellt wird, daß die Beziehung PB FR + PH erfüllt wird.
Erfindungsgemäß wird eine Aufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt mit einem Druckkopf und einer Tintenzufuhreinheit jeweils mit einem Verbindungsteil, das es ihnen ermöglicht, getrennt zu werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzufuhreinheit aufweist: einen Speicherabschnitt zur Speicherung von Tinte in einem negativen Druckzustand; einen Austritt, der mit dem Speicherabschnitt zur Lieferung von Tinte nach außen in Verbindung steht; und ein Meniskusbildungsglied, das an dem Austritt angeordnet ist; wobei, wenn ein durch das Speicherglied erzeugter negativer Druck PR ist, ein Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes PB ist, ein hydrostatischer Kopftintendruck, der auf eine Speicherglied-Seitenfläche des Meniskusbildungsgliedes wirkt, PH ist, und ein innerer Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes wirkt, ΔP ist, ΔP = PR + PH und die Beziehung PB > ΔP erfüllt wird.
In der Aufzeichnungsvorrichtung weist das Speicherglied ein poröses Glied zur Erzeugung des negativen Druckes durch eine Kapillarkraft des porösen Gliedes auf.
In der Aufzeichnungsvorrichtung ist das Meniskusbildungsglied ein Gewebe.
In der Aufzeichnungsvorrichtung wird der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes so eingestellt, daß er die Beziehung PB FR + PH erfüllt.
In der Aufzeichnungsvorrichtung besteht das poröse Glied aus Polyesterfilz, wobei eine Dichte desselben sich zwischen 0,06 g/cm³ und 0,1 g/cm³ bewegt.
In der Aufzeichnungsvorrichtung ist das Meniskusbildungsglied ein SUS-Tatamini-Twill-Filter mit einer Filterteilchengröße, die sich zwischen 5 um und 60 um oder so bewegt.
Erfindungsgemäß wird, wenn der durch den Speicherabschnitt erzeugte negative Druck PR ist, der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes, das am Austritt angeordnet ist, PB ist, ein hydrostatischer Kopftintendruck, der auf die Speicherabschnitt- Seitenfläche des Meniskusbildungsgliedes wirkt, PH ist, und ein innerer Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes wirkt, ΔP ist, ΔW = PR + PH und die Beziehung PB > ΔP erfüllt.
Wenn die Tintenzufuhreinheit von der Aufzeichnungsvorrichtung abgenommen und stehengelassen wird, wird atmosphärischer Druck auf die Außenfläche des Meniskusbildungsgliedes ausgeübt. Der hydrostatische Köpftintendruck PH und der negative Druck PR, der im Speicherabschnitt auftritt, wirkt zusammen mit dem atmosphärischen Druck auf die Innenfläche des Meniskusbildungsgliedes. Der negative Druck PR, der im Speicherabschnitt auftritt, wirkt immer von der Innenfläche des Meniskusbildungsabschnitt in die Richtung zum Speicherabschnitt hin. Der hydrostatische Kopftintendruck ist immer eine Kraft in die Schwerkraftrichtung. Das heißt, wenn die Tintenzufuhreinheit mit dem nach unten angeordneten Meniskusbildungsglied stehengelassen wird, wirkt eine Kraft auf die Innenfläche des Meniskusbildungsgliedes in eine zum Speicherabschnitt entgegengesetzte Richtung; es wird eine Kraft in die zum negativen Druck im Speicherabschnitt entgegengesetzte Richtung ausgeübt. Wenn die Tintenzufuhreinheit mit dem nach oben angeordneten Meniskusbildungsglied stehengelassen wird, wirkt eine Kraft auf die Innenfläche des Meniskusbildungsgliedes in eine Richtung zum Speicherabschnitt hin; es wird eine Kraft in dieselbe Richtung wie der negative Druck im Speicherabschnitt ausgeübt. Zieht man den Differenzdruck ΔP zwischen den Drücken, die auf beide Seiten des Meniskusbildungsgliedes ausgeübt werden, in Betracht, wenn das Tintenzufuhreinheit mit dem nach oben angeordneten Meniskusbildungsglied stehengelassen wird, wird der Differenzdruck ΔP maximal, nämlich die Summe des negativen Druckes PR im Speicherabschnitt und dem hydrostatischen Kopftintendruck PH oder ΔP = PR + PH.
Um zu verhindern, daß Luft in die Tintenzufuhreinheit durch das Meniskusbildungsglied eintritt, wenn die Tintenzufuhreinheit mit dem nach oben weisenden Meniskusbildungsglied stehengelassen wird, kann die Innenfläche des Meniskusbildungsgliedes mit einer Kraft in eine entgegengesetzte Richtung versehen werden, die mit der Kraft konkurriert, die in die Richtung zum Speicherabschnitt hin ausgeübt wird. Der Meniskusbildungsabschnitt ist mit Menisken ausgebildet, und wenn die Tintenmenisken durch Luft gedrückt werden, wirkt die Oberflächenspannung gegen die Kraft. Der Druck, wenn Luft die Oberflächenspannung überwindet, und in die Tintenzufuhreinheit eintritt, wird als Blasenpunktdruck bezeichnet. Wenn der Blasenpunktdruck PB größer als der Maximalwert des Differenzdruckes ΔP = PR + PH ist, tritt keine Luft in die Tintenzufuhreinheit ein. Das heißt, da der Blasenpunktdruck PB des Meniskusbildungsgliedes so eingestellt wird, daß Blasenpunktdruck PB > Differenzdruck ΔP ist, tritt keine Luft in die Tintenzufuhreinheit ein, selbst wenn die Tintenzufuhreinheit mit dem nach oben weisenden Meniskusbildungsglied stehengelassen wird.
Der Speicherabschnitt der Tintenzufuhreinheit kann ein poröses Glied, einen Blasengenerator oder ein bewegliches Glied zur Speicherung von Tinte aufweisen. Der Austritt der Tintenzufuhreinheit kann flüssigkeitsmäßig abgedichtet sein, wenn sie mit einem Druckkopf verbunden ist. Ferner kann das Meniskusbildungsglied aus einem Gewebe bestehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Konstruktionszeichnung, die eine erste Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt;
Fig. 2 eine Darstellung eines Meniskus, der in einem Meniskusbildungsglied 6 gebildet wird;
Fig. 3A und 3B eine Darstellung des Druckes, der auf das Meniskusbildungsglied ausgeübt wird, wenn die Tintenzufuhreinheit in der ersten Ausführungsform der Tintenzufuhreinheit der Erfindung stehengelassen wird;
Fig. 4 eine schematische Konstruktionszeichnung, die eine zweite Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt;
Fig. 5 eine Schnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht im Schnitt, die die dritte Ausführungsform der Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt;
Fig. 7 eine Schnittansicht, die eine vierte Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine Schnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt;
Fig. 9 eine Schnittansicht von Hauptteilen zur Erläuterung der Anbringung einer Tintenzufuhreinheit in einer Ausführungsform einer Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung;
Fig. 10 eine perspektivische Ansicht der Hauptteile zur Erläuterung der Anbringung der Tintenzufuhreinheit in der Ausführungsform der Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung;
Fig. 11 eine vergrößerte Schnittansicht in der Nähe einer Verbindungsöffnung, wenn ein Tintentank in der Ausführungsform der Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung abgenommen ist;
Fig. 12 eine vergrößerte Schnittansicht in der Nähe der Verbindungsöffnung, wenn der Tintentank in der Ausführungsform der Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung angebracht ist; und
Fig. 13 eine Außenansicht in einer Ausführungsform einer Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Nun auf die beigefügten Zeichnungen bezugnehmend, werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt.
Fig. 1 ist eine schematische Konstruktionszeichnung, die eine erste Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt, wobei Ziffer 1 ein Tintentank ist, Ziffer 2 eine Tintenkammer ist, Ziffer 3 ein Kapillarglied ist, Ziffer 4 ein atmosphärisches Verbindungsloch ist, Ziffer 5 eine Verbindungsöffnung ist, Ziffer 6 ein Meniskusbildungsglied ist und Ziffer 7 ein Vorsprung ist.
Der Tintentank 1 enthält die Tintenkammer 2 und ist mit dem Atmosphären-Verbindungsloch 4 auf der Oberseite und dem Verbindungsöffnung 5 zur Ableitung von Tinte am unteren Teil ausgebildet. Er ist an der Verbindungsöffnung 5 mit einem (nicht gezeigten) Druckkopf verbunden. Zu dieser Zeit werden die Vorsprünge 7 zum Beispiel gegen ein elastisches Glied des (nicht gezeigten) Druckkopfes gedrückt, um den Verbindungsteil abzudichten, wobei ein Flüssigkeitsverbindungsdurchgang gebildet wird. Natürlich kann der Tintentank 1 mit einem elastischen Glied anstelle der Vorsprünge 7 versehen sein, und der Druckkopf kann mit den Vorsprüngen anstelle des elastischen Gliedes ausgebildet sein.
Das Kapillarglied 3 ist in der Tintenkammer 2 angeordnet, um Tinte zu halten und einen negativen Druck durch eine Kapillarkraft aufrecht zu erhalten. Die Tinte in der Tintenkammer 2 wird über die Verbindungsöffnung 5 dem Druckkopf zugeführt. Wenn Tinte dem Druckkopf zugeführt wird, verhindert der durch das Kapillarglied 3 erzeugte negative Druck, daß die Tinte aus dem Druckkopf ausläuft, hält die Druckbedingungen aufrecht und hält die Druckqualität.
Das atmosphärische Verbindungsloch 4 ist ein Loch, um eine Atmosphäre in die Tintenkammer 2 aufzunehmen. Das Kapillarglied 3 steht mit der aufgenommenen Atmosphäre auf der Oberseite in Verbindung und wird mit dem atmosphärischen Druck freigegeben. Wenn dem Druckkopf Tinte zugeführt wird, wird die Tinte im Kapillarglied 3 durch den atmosphärischen Druck gedrückt und wird von unterhalb des Kapillargliedes 3 durch negativen Druck abgeleitet, der durch den Druckkopf erzeugt wird, so daß sie effizient verwendet werden kann. Zu dieser Zeit wird der negative Druck im Druckkopf durch die Kapillarkraft des Kapillargliedes 3 konstant gehalten.
Das Meniskusbildungsglied 6, das mit einer großen Anzahl winziger Löcher ausgebildet ist, ist in der Verbindungsöffnung 5 angeordnet. Der untere Teil des Kapillargliedes 3 kommt in Kontakt mit, bzw. wird vorzugsweise zur Anordnung in Kontakt mit dem Meniskusbildungsglied 6 gedrückt. Das Meniskusbildungsglied 6 kann zum Beispiel eine Siebsubstanz wie ein Drahtnetz oder Harznetz, eine poröse Substanz, usw. verwenden. Ein Metallmaschenfilter, ein Filter, der als ein Grundmaterial eine Substanz verwendet, die Metallfasern aufweist, zum Beispiel feine SUS-Drähte, die wie Filz ausgebildet sind und weiter zusammengedrückt und gesintert werden, ein Elektroformmetallfilter, usw. können als spezifische Beispiele der Siebsubstanz verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Filter aus einem Gewebe aus Metall- oder Harzfasern, wie Tatami-Twill oder ein Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser, der durch Laserstrahlbearbeitung, Elektronenstrahlbearbeitung, usw. hergestellt wird, verwendet werden.
Wenn der Tintentank 1 an eine Aufzeichnungsvorrichtung angebracht ist, dient das Meniskusbildungsglied 6 als ein Filter im Tintenfließweg, um zu verhindern, daß Staub oder Blasen in den Druckkopf eintreten. Wenn der Tintentank 1 abgenommen ist, bildet die im Kapillarglied 3 gehaltene Tinte in den winzigen Öffnungen des Meniskusbildungsgliedes 6 Menisken, um ein Auslaufen von Tinte zu verhindern. Wie unten beschrieben, wird auch der Eintritt von Luft: aus dem Meniskusbildungsglied 6 verhindert.
Fig. 2 ist eine Darstellung eines Meniskus, der im Meniskusbildungsglied 6 ausgebildet ist, wobei nur eine Öffnung des Meniskusbildungsgliedes 6 gezeigt wird. Wenn das Meniskusbildungsglied 6 in Tinte eingetaucht wird und ein Innendruck des Filters ausgeübt wird, wird der in der Öffnung gebildete Meniskus geschoben und eingebeult, wie in Fig. 2 gezeigt. Wenn der Innendruck allmählich erhöht wird, wächst die Einbeulung des Meniskus um Grade. Wenn der Innendruck einen bestimmten Druck erreicht, treten Blasen auf der Tinte auf. Dieser Druck wird als Blasenpunktdruck bezeichnet.
Nehmen wir an, daß das Meniskusbildungsglied 6 in die Tinte bis zu einer Tiefe h eingetaucht wird und daß der Innendruck p ausgeübt wird, wie in Fig. 2 gezeigt. Nehmen wir zu dieser Zeit an, daß ein Meniskus aus Tinte, wie in Fig. 2 gezeigt, in der Öffnung gebildet wird. Zu dieser Zeit wirkt eine Kraft FS, die durch die Grenzflächenspannung auf den Tintenmeniskus verursacht wird, in eine Richtung, die entgegengesetzt zur Druckkraft FP verläuft, die von unten nach oben in der Figur gerichtet ist. Zusätzlich wirkt eine Kraft, die von der Tinte aufgenommen wird, Fh, in eine Richtung, die von oben nach unten in 1 der Figur gerichtet ist. Die Beziehung zwischen den Kräften wird durch den Ausdruck FS = FP - Fh repräsentiert. Nimmt man an, daß die Tintengrenzflächenspannung S ist, daß die Tintendichte ty ist, daß der Benetzungswinkels 0 ist, und daß der Öffnungsdurchmesser D ist, dann ist bekannt, daß der Ausdruck wie folgt repräsentiert werden kann:
Wenn dies bezüglich dem Druck P aufgelöst wird,
wenn h = 0,
Der Blasenpunktdruck wird aus dem Öffnungsdurchmesser D, dem Benetzungswinkel θ und der Tintengrenzflächenspannung S bestimmt.
Die Fig. 3A und 3B sind eine Darstellung des Druckes, der auf das Meniskusbildungsglied ausgeübt wird, wenn die Tintenzufuhreinheit in der ersten Ausführungsform der Tintenzufuhreinheit der Erfindung stehengelassen wird. Es wird der Druckzustand in der ersten Ausführungsform der Erfindung, die in Fig. 1 gezeigt wird, betrachtet. Fig. 3A zeigt einen Zustand, in dem der Tintentank: 1 von der Aufzeichnungsvorrichtung abgenommen ist und mit dem auf dem Boden angeordneten Meniskusbildungsglied 6 stehengelassen wird. Das Kapillarglied 3 ist zur Bildung des angenommenen Flüssigkeitspegel mit Tinte getränkt, der in der Figur gezeigt wird. Zu dieser Zeit wird das Kapillarglied 3 der Atmosphäre durch das atmosphärische Verbindungsloch 4 ausgesetzt. Folglich nimmt der angenommene Flüssigkeitspegel den atmosphärischen Druck auf. Der atmosphärische Druck in der Umgebungsatmosphäre sei zu dieser Zeit Pair- Ferner tritt die Kapillarkraft des Kapillargliedes, nämlich der nach oben gerichtete Druck Pcap' der durch die Grenzflächenspannung zwischen der Tinte und dem Kapillarglied erzeugt wird, auf dem Flüssigkeitspegel auf. Nimmt man an, daß der vertikale Abstand vom Meniskusbildungsglied 6, der an der Bodenfläche des Tintentanks 1 vorhanden ist, zum angenommenen Flüssigkeitspegel h ist, wird der hydrostatische Kopftintendruck, pgh, auf das Meniskusbildungsglied 6 nach oben ausgeübt, wobei p die Tintendichte und g die Gravitationskonstante ist. Zusammengefaßt wird der Druck, der auf die Tintentankseitenfläche des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, Pair - Pcap - pgh).
Der Druck, der auf die Außenfläche des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, ist Pair' atmosphärischer Druck. Nimmt man folglich an, daß der Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, ΔP ist,
Dieser Differenzdruck ΔP wirkt in die Richtung des Zuges der Umgebungsluft in den Tintentank 1 und ist eine Kraft, die dem Druck P vom Boden entspricht, der in der oben erwähnten Fig. 2 gezeigt wird. Die Kapillarkraft des Kapillargliedes 3 wird so eingestellt, daß ΔP immer positiv wird, um den Tintendruck, der dem Druckkopf zugeführt wird, immer auf einem negativen Druck zu halten.
In einem solchen Zustand kann, um zu verhindern, daß Umgebungsluft in den Tintentank eintritt, der Blasenpunktdruck PB des Meniskusbildungsg·liedes mit Tinte immer PB > ΔP sein. In diesem Fall ist der Blasenpunktdruck PB des Meniskusbildungsgliedes mit Tinte definiert. Jedoch kann es möglich sein, die obige Beziehung zu erfüllen, indem ein negativer Druck infolge einer Verminderung der Kapillarkraft des Filzes eingestellt wird.
Als nächstes wird der Fall, wo der Tintentank 1 in einer umgekehrten Position angeordnet und stehengelassen wird, so daß das Meniskusbildungsglied 6 zur Oberseite wird, wie in Fig. 3B gezeigt, betrachtet. In diesem Fall bleibt der Druck, der auf die Außenfläche des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, Pair, atmosphärischer Druck. Jedoch ändert sich die Kraft, die auf die Seitenfläche des Tintentanks 1 des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, von der Richtung, in der der Druck, der durch die Tintenschwerkraft verursacht wird, das Meniskusbildungsglied 6 drückt, in die Richtung, in der sie das Meniskusbildungsglied 6 zieht. Folglich wird der Druck, der auf die Tintentankseitenfläche des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, Pair (Pcap + Pgh).
Nimmt man folglich an, daß der Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes 6 wirkt, ΔP ist,
Als dieser Differenzdruck ΔP wirkt die Kraft, die verglichen mit dem Fall in Fig. 3A oben um 2 pgh stärker ist, in die Richtung des Zuges der Umgebungsluft in den Tintentank 1.
Betrachtet man die Beziehung mit der restlichen Tintenmenge, wird der Höhenunterschied des angenommenen Flüssigkeitspegels h maximal, wenn die Packung des Tintentanks 1 geöffnet wird. Wenn der Benutzer den Tintentank in einer umgekehrten Position anordnet und das Meniskusbildungsglied 6 auf die Oberseite des Tintentanks 1 kommt, erreicht der Differenzdruck das Maximum; der Differenzdruck von ΔPmax = Pcap + pghmax wirkt auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes. Um auch den Eintritt von Luft zu der Zeit zu verhindern, kann ein feines Meniskusbildungsglied fi mit dem Blasenpunktdruck PB, der
erfüllt, installiert werden. Wenn das Meniskusbildungsglied mit dem Blasenpunktdruck PB verwendet wird, der eine solche Bedingung erfüllt, wird, wenn der Tintentank 1 mit restlicher Tinte abgenommen wird, PB > ΔP immer erfüllt, und der Eintritt von Luft kann verhindert werden. Wenn natürlich der Tintentank in dem Zustand in Fig. 3A angeordnet wird, tritt keine Luft ein.
Fig. 4 ist eine schematische Konstruktionszeichnung, die eine zweite Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu jenen sind, die vorhergehend unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurden, werden in Fig. 4 mit denselben Bezugsziffern bezeichnet und werden nicht erneut erläutert. In Fig. 4 ist Ziffer 8 eine bewegliche Einrichtung. In der zweiten Ausführungsform wird die bewegliche Einrichtung 8 als eine Tintenkammer in einem Tintentank 1 verwendet. Sie ist ein abgedichtetes Gefäß, wie ein Balgen, und ist mit Tinte gefüllt. Wenn die Tinte verbraucht wird, schrumpft die bewegliche Einrichtung 8 nach unten, jedoch wirkt immer eine Kraft in die Ausdehnungsrichtung nach oben, die den inneren negativen Druckzustand aufrecht erhält.
In der Ausführungsform ist, wenn der Tintentank 1 abgenommen und stehengelassen wird, der maximale Wert des Differenzdrucks, der auf beide Oberflächen eines Meniskusbildungsgliedes 6 ausgeübt wird, ΔPmax auch die Summe des negativen Drucks Pcap' der in der beweglichen Einrichtung 8 auftritt, und der maximale Wert der Tinte, pghmax, wie in der ersten Ausführungsform. Als das Meniskusbildungsglied 6 kann ein Glied, dessen Blasenpunktdruck PB PB > ΔPmax erfüllt, verwendet werden.
Fig. 5 ist eine Schnittansicht, die eine dritte Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht im Schnitt, die die dritte Ausführungsform der Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt. In den Figuren ist Ziffer 11 ein Tintentank, Ziffer 12 ist eine Haupttintenkammer, Ziffer 13 ist ein Kapillarglied, Ziffer 14 ist eine Zwischentintenkammer, Ziffer 15 ist ein Verbindungsdurchgang, Ziffer 16 ist eine Atmosphären-Verbindungsöffnung, Ziffer 17 ist ein Verbindungsloch, Ziffer 18 ist ein erstes Meniskusbildungsglied, Ziffer 19 ist ein Tintenzufuhrabschnitt, Ziffer 20 ist ein zweites Meniskusbildungsglied und Ziffer 21 ist eine Verbindungsöffnung. Diese Ausführungsform zeigt ein spezifisches Beispiel der 2-Kammer-Tintenzufuhreinheit. In Fig. 6 sind die Seitenwand auf der Vorderseite und das Kapillarglied 13 weggelassen.
Der Tintentank 11 enthält die Haupttintenkammer 12 und die Zwischentintenkammer 14 an dessen Seite. Es wird ein Material, das eine Steifigkeit und eine gute Tintenbeständigkeit aufweist, um eine Langzeittintenbewahrung zu ermöglichen, für das Gehäuse des Tintentanks 11 ausgewählt. Der Tintentank 11 ist an der Verbindungsöffnung 21 mit einem (nicht gezeigten) Druckkopf verbunden. Tinte in der Haupttintenkammer 12 geht durch den Verbindungsdurchgang 15 und wird über die Verbindungsöffnung 21 dem Druckkopf zugeführt.
Das Verbindungsloch 17 ist im Boden der Haupttintenkammer 12 hergestellt, die mit der Zwischentintenkammer 14 und der Verbindungsöffnung 21 über den Verbindungsdurchgang 15 in Verbindung steht. Das Verbindungsloch 17 kann im Querschnitt wie ein Kreis, eine Ellipse, ein Polygon, ein Stern, ein Kreuz, ein Schlitz oder dergleichen geformt sein. Die Bodenfläche der Haupttintenkammer 12 ist als eine Schräge mit einem Winkel α ausgebildet, so daß das Verbindungsloch 17 der unterste Teil ist.
Das Kapillarglied 13 ist in der Haupttintenkammer 12 angeordnet, um Tinte durch eine Kapillarkraft zu halten und einen negativen Druck aufrechtzuerhalten. Es kann aus einem Fasermaterial mit einer zweidimensionalen Struktur, einem porösen Material mit einer dreidimensionalen Struktur, Filz, der ein Fasermaterial aufweist, das in eine dreidimensionale Form gesponnen ist, einem ungewebten Stoffmaterial oder dergleichen bestehen. Insbesondere kann zum Beispiel Polyesterfilz, der Polyesterfasern aufweist, die in einer dreidimensionalen Form gesponnen sind, als das Material des Kapillargliedes 13 verwendet werden. Ein Material mit einer Dichte von 0,06 g/cm³-0,1 g/cm³ kann verwendet werden; ein Material, mit einer Dichte in der Größenordnung dieses Wertes wird von Standpunkt der Kapillarkraft und des Fluidwiderstandes bezüglich der Tinte bevorzugt. Das Material ist nicht auf Polyesterfasern beschränkt und irgendein anderes Material kann entsprechend der Tinte verwendet werden, wenn es eine geeignete Kapillarkraft aufweist und Tinte widersteht.
Die umgebende Form des Kapillargliedes 13 ist dieselbe wie die Innenform der Haupttintenkammer 12, und das Kapillarglied 13 wird in die Haupttintenkammer 12 so eingefügt, daß die Umgebung des ersteren in engen Kontakt mit den Seitenwänden der letzteren kommen, wodurch verhindert wird, daß Luft, die aus dem Atmosphären-Verbindungsloch 16 eingeleitet wird, in die Haupttintenkammer 12 längs deren Seitenwänden eintritt. Die Bodenfläche des Kapillargliedes 13 ist mit einer Schräge ausgebildet, die eine größere Neigung als die Neigung α der Schräge aufweist, die an der Bodenseite der Haupttintenkammer 12 hergestellt ist. Ferner ist nur der Abschnitt des Kapillargliedes 13, der in Kontakt mit dem ersten Meniskusbildungsglied 18 kommt, konvex ausgebildet. Das Kapillarglied 13 einer solchen Form ist so in die Haupttintenkammer 12 eingefügt, daß es mit der gesamten Unterseite der Haupttintenkammer 12 in Kontakt kommt. Dann wird es insbesondere am ersten Meniskusbildungsglied 18 zerdrückt und die Dichte des Kapillarglied 13 nimmt zu, und sinkt allmählich mit dem Abstand vom ersten Meniskusglied 18, wodurch ferner Luft gesperrt wird, die versucht, zwischen der Innenfläche der Haupttintenkammer 12 und dem Kapillarglied 13 hindurch zu gehen und in die Haupttintenkammer 12 einzutreten, um die Luftmenge zu senken, die an der Oberfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 in einem Zustand ankommt, in dem Tinte in der Haupttintenkammer 12 bleibt. Eine Struktur, wobei das Kapillarglied 13 nicht in Kontakt mit dem ersten Meniskusbildungsglied 18 gedrückt wird, ist ebenfalls möglich, jedoch muß das Kapillarglied 13 mindestens in Kontakt mit dem ersten Meniskusglied 18 stehen.
Die Atmosphären-Verbindungsöffnung 16, durch die das Kapillarglied 13 mit der Atmosphäre in Verbindung stehen kann, ist im oberen Teil der Haupttintenkammer 12 ausgebildet. In der Ausführungsform ist der Durchmesser der Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 größer als das Loch des Kapillargliedes 13 oder die Lücke zwischen Fasern gemacht. Das Kapillarglied 13 steht mit der Atmosphäre an der Oberseite in Verbindung und ist dem atmosphärischen Druck ausgesetzt wenn dem Druckkopf Tinte zugeführt wird, wird die Tinte im Kapillarglied 13 durch den atmosphärischen Druck gedrückt und wird von unterhalb des Kapillargliedes 13 in den Verbindungsdurchgang 15 durch den negativen Druck abgeleitet, so daß sie effizient verwendet werden kann. Zu dieser Zeit wird der negative Druck im Druckkopf durch die Kapillarkraft des Kapillargliedes 13 konstant gehalten. Die Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 kann auch mit einer Lage versehen werden, die keine Tinte durchleitet und es zuläßt, daß Luft hindurch geht, so daß keine Tinte aus dem Atmosphären-Verbindungsloch 16 herausspritzt. Alternativ kann sie auch mit einer großen Anzahl winziger Löcher ausgebildet sein, durch die keine Tinte herausfließt.
Das erste Meniskusbildungsglied 18 ist am Verbindungsloch 17 angeordnet, das in der Unterseite der Haupttintenkammer 12 hergestellt ist. Der untere Teil des Kapillargliedes 13 wird zur Anordnung in Kontakt mit dem ersten Meniskusbildungsglied 18 gedrückt. Das erste Meniskusbildungsglied 18 kann zum Beispiel eine Siebsubstanz wie ein Drahtnetz oder Harznetz, eine poröse Substanz, usw. verwenden. Ein Metallmaschenfilter, ein Filter, der als ein Grundmaterial eine Substanz verwendet, die Metallfasern aufweist, zum Beispiel feine SUS-Drähte, die wie Filz ausgebildet sind und weiter zusammengedrückt und gesintert werden, ein Elektroformmetallfilter, usw. können als spezifische Beispiele der Siebsubstanz verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Filter aus einem Gewebe aus Metall- oder Harzfasern, wie Tatami-Twill oder ein Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser, der durch Laserstrahlbearbeitung, Elektronenstrahlbearbeitung, usw. hergestellt wird, verwendet werden. Die Form ist ein Kreis, ein Rechteck, oder irgendeine andere Form, wenn sie das Verbindungsloch 17 abdecken kann.
Wenn das Kapillarglied 3 mit Tinte getränkt ist, geht die Tinte durch das erste Meniskusbildungsglied 18 und bewegt sich zur Zwischentintenkammer 14. Das erste Meniskusbildungsglied 18 verhindert auch, daß überflüssige Luft in die Zwischentintenkammer 14 eintritt, wenn sich das Kapillarglied 13 von Tinte entleert. Wenn weiter Tinte verbraucht wird, geht Luft, die durch die Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 kommt, durch das Kapillarglied 13, drückt Tintenmenisken, die die winzigen Löcher bedecken, die im ersten Meniskusbildungsglied 18 hergestellt sind, in Kontakt mit dem Kapillarglied 13 durch eine Zunahme des negativen Drucks in der Haupttintenkammer 12, überwindet die Oberflächenspannung, und geht durch die Menisken, wobei Blasen gebildet werden. Die Blasen bewegen sich durch den Verbindungsdurchgang 15 zur Zwischentintenkammer 14. Der Druck, wenn die Blasen auftreten (Blasenpunktdruck) hängt von der Filterteilchengröße des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 ab. Die Filterteilchengröße wird optimal gemacht, wodurch der negative Druck im Tintentank 11, d. h. der Tintenzufuhrdruck zum Druckkopf konstant gehalten wird. Die Filterteilchengröße des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 kann zum Beispiel im Bereich von 40 um bis 70 um oder so liegen.
Der Tintenzufuhrabschnitt 19 ist auf der Unterseite des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 angeordnet, um mit der Unterseite in Kontakt zu kommen. Er weist eine Querschnittsabmessung auf, die kleiner als der Durchmesser des Verbindungslochs 17 ist. Wenn sich Blasen an der Unterseite des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 sammeln und eine Luftschicht gebildet wird oder die Haupttintenkammer 12 sich von Tinte entleert und der Tintenstand niedriger als die Höhe des Verbindungsdurchganges 15 wird, saugt der Tintenzufuhrabschnitt 19 die Tinte vom Boden des Verbindungsdurchganges 15 auf und liefert sie an das erste Meniskusbildungsglied 18, wodurch das erste Meniskusbildungsglied 18 immer in einem nassen Zustand gehalten werden kann und ein negativer Druck aufrechterhalten werden kann, wodurch die beste Bedingung aufrechterhalten werden kann, bis die gesamte Tinte verbraucht ist. Die Tintenzufuhrabschnitt kann jede Form, wie einen Schlitz, ein rechteckiges Parallelepiped, ein Prisma, wie ein dreieckiger Stab, einen Zylinder oder einen elliptischen Zylinder aufweisen. Es kann auch mehr als ein Tintenzufuhrabschnitt 19 vorgesehen werden. Der Tintenzufuhrabschnitt 19 kann aus jedem Material bestehen, wenn das Material in der Lage ist, Tinte zum ersten Meniskusbildungsglied 18 durch eine Kapillarkraft hochzuziehen; zum Beispiel kann ein Füllmaterial, das in eine Richtung gebündelte Polyesterfasern aufweist, ein poröses Glied aus PoLyurethan, Melaminschaum, usw. oder eine zwei- oder dreidimensionale Faserstruktur verwendet werden.
Der Tintenzufuhrabschnitt 19 kann direkt an das erste Meniskusbildungsglied 18 angebracht werden oder kann auch durch eine Rippe von der Seitenwand des Verbindungslochs 17 befestigt werden. Alternativ kann ein Teil des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 zur Unterseite des Verbindungsdurchganges 15 als der Tintenzufuhrabschnitt 19 ausgedehnt werden.
Es wird dafür gesorgt, daß die Zwischentintenkammer 14, die Haupttintenkammer 12 und die Verbindungsöffnung 21 hintereinander miteinander über den Verbindungsdurchgang 15 in Verbindung stehen. Die obere Wand des Verbindungsdurchganges 15 kann eben sein; sie kann geneigt sein, so daß sie allmählich zur Zwischentintenkammer 14 hin ansteigt, wodurch Blasen, die in der Verbindungsöffnung 21 oder dem Verbindungsloch 17 auftreten, reibungslos zur Zwischentintenkammer 14 bewegt werden können. Obwohl die Neigung nur in dem Abschnitt hergestellt wird, der die Zwischentintenkammer 14 und die Haupttintenkammer 12 verbindet, kann auch die Oberseite des Abschnittes geneigt sein, der die Haupttintenkammer 12 und die Verbindungsöffnung 21 verbindet, um Blasen reibungslos zum Zwischentintentank 14 bewegen, die von der Verbindungsöffnung 21 eingeleitet werden, wenn der Tintentank 11 an eine Aufzeichnungsvorrichtung angebracht ist. Die Unterseite des Verbindungsdurchgangs 15 kann eben sein; in der Ausführungsform ist sie so ausgebildet, daß die Seite zur Zwischentintenkammer 14 ansteigt, und daß die Verbindungsöffnung 21 zum untersten Teil wird, um die restliche Tintenmenge so weit wie möglich zu reduzieren.
Die Zwischentintenkammer 14 ist im Anfangszustand mit Tinte gefüllt. Blasen, die von der Haupttintenkammer 12 durch das erste Meniskusbildungsglied 18 gehen und in den Verbindungsdurchgang 15 eintreten, und Blasen, die von der Verbindungsöffnung 21 eingeleitet werden, wenn der Tintentank 11 an der Aufzeichnungsvorrichtung angebracht ist, werden gesammelt. Die Zwischentintenkammer 14 kann so bemessen sein, daß die Sammlung von Blasen ermöglicht wird, die zu seltenen Gelegenheiten zu der Zeit eintreten, zu der sich die Haupttintenkammer 12 von Tinte entleert; sie kann aus einer kleinen Kammer bestehen. Um Blasen zu sammeln, muß die Oberseite der Zwischentintenkammer 14 so geformt sein, daß sie über das Verbindungsloch 17 der Haupttintenkammer 12 kommt. Da die Luftmenge in der Zwischentintenkammer 14 schnell zunimmt, nachdem die Haupttintenkammer 12 sich von Tinte entleert, kann ein Fenster, um sie zu beobachten, auf einer Seitenfläche der Zwischentintenkammer angeordnet werden, um die restliche Tintemenge zu kennen.
Die Verbindungsöffnung 21 ist mit dem zweiten Meniskusbildungsglied 20 ausgebildet, das zum gleichen Zweck wie das Meniskusbildungsglied 6 in der ersten oder zweiten Ausführungsform dient. In einem Zustand, in dem der Tintentank 11 abgenommen und stehengelassen wird, verhindert die Oberflächenspannung der Tinte, die in winzigen Löchern gebildet wird, die im zweiten Meniskusbildungsglied 20 hergestellt sind, daß Tinte in der Zwischentintenkammer 14 und dem Verbindungsdurchgang 15 aus der Verbindungsöffnung 21 läuft. Wenn der Tintentank 11 an einer Aufzeichnungsvorrichtung angebracht ist, wird Luft, die in der Verbindungsöffnung 21 infolge von Druck zur Anbringungszeit bleibt, durch einen Tintenfilm des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 und wird zur Zwischentintenkammer 14 bewegt. Folglich kann die Mischung von Blasen im Druckkopf reduziert werden. Wenn ferner der Tintentank 11 angebracht ist, dient das zweite Meniskusbildungsglied 20 als ein Filter mit einer feinen Filterteilchengröße, um Staub und Fremdsubstanzen zu entfernen, die in der Tinte im Tintentank 11 enthalten sind, und auch um eine Vibration und einen Stoß, die auf den Tintentank 11 ausgeübt werden, eine durch Beschleunigung verursachte Druckschwankung und die Mischung von Blasen aus der Düse des Druckkopfes zu verhindern.
Eine Siebsubstanz wie ein Drahtnetz oder Harznetz, eine poröse Substanz, usw. kann als ein Material des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 wie des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 verwendet werden. Ein Metallmaschenfilter, ein Filter aus einer zusammengedrückten und gesinterten Substanz aus Metallfasern, ein Elektroformmetallfilter können als spezifische Beispiele der Siebsubstanz verwendet werden. Zum Beispiel kann ein Filter aus einem Gewebe aus Metall- oder Harzfasern, wie Tatami-Twill oder ein Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser, der durch Laserstrahlbearbeitung, Elektronenstrahlbearbeitung, usw. hergestellt wird, verwendet werden.
Wie oben beschrieben, kann das zweite Meniskusbildungsglied 20 das Auslaufen von Tinte verhindern, wenn der Tintentank 11 abgenommen und stehengelassen wird, und kann auch den Einritt von Luft in den Tintentank 11 verhindern. Insbesondere wenn Tinte im Kapillarglied 13 in der Haupttintenkammer 12 gehalten wird, dient das erste Meniskusbildungsglied 18 als ein Filter, und die Haupttintenkammer 12, der Verbindungsdurchgang 15 und die Zwischentintenkammer 14 stehen miteinander flüssigkeitsmäßig in Verbindung. Folglich kann, obwohl der Tintentank 11 aus einer Zweikammer-Struktur besteht, der Blasenpunktdruck PB des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 so eingestellt werden, daß er größer als der Differenzdruck ΔPmax zur Zeit der vollen Tinte ist, der auf beide Oberflächen des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 ausgeübt wird, das in der Verbindungsöffnung 21 angeordnet ist, d. h. die Beziehung PB > ΔPmax erfüllen, wie in der ersten Ausführungsform. Wenn eine solche Beziehung erfüllt wird, tritt keine Luft vom zweiten Meniskusbildungsglied 20 ein, selbst wenn der in Fig. 5 gezeigte Tintentank 11 in einer umgekehrten Position stehengelassen wird. Die Meniskus-Filterteilchengröße des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 wird aus dem Blasenpunktdruck, der Grenzflächenspannung mit der verwendeten Tinte und dem Benetzungswinkel definiert, wie oben beschrieben; insbesondere kann sie in einem Bereich von 5 um bis 60 um oder so liegen.
Ein Absorptionsglied kann ebenfalls vorgesehen werden, so daß an der Verbindungsöffnung 21 abgelagerte Tinte nicht tropft, wenn der Tintentank 11 abgenommen wird. Es wird ein Material mit einer ausgezeichneten Absorptionsleistung als das Absorptionsglied verwendet; zum Beispiel kann es aus einem Schwamm, einem Füllmaterial, das in eine Richtung gebündelte Polyesterfasern aufweist, oder dergleichen bestehen. Es ist wünschenswert, daß das Absorptionsglied einen niedrigen Fließwiderstand aufweist. Es kann auch in der Aufzeichnungsvorrichtung angeordnet werden, an der der Tintentank 11 angebracht ist. Als nächstes wird die Arbeitsweise der dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Im Anfangszustand ist die Haupttintenkammer 12 bis zu der Grenze mit Tinte gefüllt, die durch die Kapillarkraft des Kapillargliedes 13 gehalten werden kann. Es ist als die Verwendungsanfangsbedingung wünschenswert, daß die Haupttintenkammer 12 vom Standpunkt der Tintenverwendungseffizienz so viel wie möglich mit Tinte gefüllt ist. Jedoch benötigt das Kapillarglied 13 einen vernünftigen Abschnitt, der nicht mit Tinte gefüllt ist, um einen negativen Druck durch die Kapillarkraft des Kapillargliedes 13 zu erzeugen. Der erzeugte negative Druck kann im Anfangszustand zum Beispiel etwa -20 mmH&sub2;O betragen. Die Zwischentintenkammer 14 ist mit Tinte gefüllt. Die Tinte in der Zwischentintenkammer 14 und dem Verbindungsdurchgang 15 nimmt auch einen negativen Druck an, der durch eine Tintengrenzfläche gehalten wird, die in den winzigen Löchern des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 gebildet wird. Vor dem Gebrauch kann eine luftdichte Dichtung auf die Verbindungsöffnung 21 und die Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 gelegt werden. In diesem. Zustand wird der Tintentank 11 verpackt. Um den Tintentank 11 zu verwenden, wird die luftdichte Dichtung abgezogen, bevor der Tintentank 11 an eine Aufzeichnungsvorrichtung angebracht wird.
Wenn das zweite Meniskusbildungsglied 20 mit der abgezogenen luftdichte Dichtung in einer nach oben weisenden Richtung angeordnet wird, wird der Differenzdruck auf beide Oberflächen des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 maximal. Jedoch ist der Blasenpunktdruck PB des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 größer als der maximale Differenzdruck ΔPmax eingestellt, der auf beide Oberflächen des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 ausgeübt wird, wie oben beschrieben, so daß keine Luft vom zweiten Meniskusbildungsglied 20 ins Innere eintritt. Wenn im Gegensatz dazu das zweite Meniskusbildungsglied 20 in einer nach unten weisenden Richtung angeordnet wird, läuft keine innere Tinte aus. Natürlich trifft dies auch zu, wenn der Tintentank 11 abgenommen und stehengelassen wird, nachdem Tinte im Tintentank verbraucht worden ist.
Wenn der Tintentank an einer Aufzeichnungsvorrichtung angebracht wird, stößt die Verbindungsöffnung 21 an eine elastische Substanz usw. der Aufzeichnungsvorrichtung, wobei ein abgedichteter Fließweg gebildet wird. Zu der Zeit bleibt Luft in der Verbindungsöffnung 21 und eine Druckbeaufschlagung wird zur Dichtungszeit ausgeübt. Die Druckbeaufschlagung zur Dichtungszeit überschreitet den Blasenpunktdruck, wodurch die Tintengrenzfläche hochgedrückt wird, die im zweiten Meniskusbildungsglied 20 ausgebildet ist, und die Luft, die in der VerbindungsÖffnung 21 bleibt, in den Verbindungsdurchgang 15 als Blasen aufgenommen wird. Die Blasen, die in den Verbindungsdurchgang 15 eintreten, kommen durch die Auftriebskraft der Blasen an der Oberseite des Verbindungsdurchgangs 15 an. Da die Oberseite des Verbindungsdurchgangs 15 zur Zwischentintenkammer 14 schräg ausgeführt ist, bewegen sich die aufgenommenen Blasen zur Zwischentintenkammer 14 und werden darin gesammelt. Folglich wird die Luftmenge, die in der Verbindungsöffnung 21 bleibt, reduziert, und die Ansaugmenge der Anfangsvorbereitungszeit wird J vermindert.
Wenn das Drucken begonnen wird, nachdem der Tintentank 11 angebracht ist, wird Tinte am Druckkopf verbraucht. Dann breitet sich allmählich so viel Luft wie die verbrauchte Tinte von der Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 im Kapillarglied 13 aus. Wenn die im Kapillarglied 13 gehaltene Tinte abnimmt, nimmt die Wassersäule der Tinte ab, und der negative Druck nimmt allmählich zu, hält sich jedoch im zulässigen Bereich auf. Selbst wenn die Tinte weniger wird, kann sie durch die Kapillarkraft des Kapillargliedes 13 mit einem stabilen negativen Druck geliefert werden. Die im Kapillarglied 13 gehaltene Tinte bewegt sich reibungslos durch das erste Meniskusbildungsglied 18 zum Verbindungsdurchgang 15.
Bei der Tintenzufuhr beim normalen Druckbetrieb versucht Luft, die durch die Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 eingetreten ist, längs der Seitenwand der Haupttintenkammer 12 in das erste Meniskusbildungsglied 18 einzutreten, jedoch kommt eine sehr kleine Luftmenge an der Oberfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 an, da es in Kontakt mit dem Kapillarglied 13 auf der Unterseite der Haupttintenkammer 12 gedrückt wird. Wenn D eine geringfügige Luftmenge an der Oberfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 ankommt, bleibt sie am ersten Meniskusbildungsglied 18 gefangen und die Tinte bewegt sich weiter. Wenn in die Tinte gemischte Blasen durch das Kapillarglied 13 gehen und Luft in Kontakt mit der Oberseite des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 kommt, bleibt sie ebenfalls am ersten Meniskusbildungsglied 18 gefangen und Tinte bewegt sich weiter, indem die Filterteilchengröße des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 feiner als jene des Kapillargliedes 13 eingestellt wird. Die Tintenbewegung von der Haupttintenkammer 12 zur Zwischentintenkammer 14 wird durchgeführt, bis die im Kapillarglied 13 gehalten Tinte fast verbraucht ist.
Als Wartungsoperation, um eine Düsenverstopfung usw. zu vermeiden, kann Tinte von der Düsenspitze in einem Zustand angesogen werden, in dem Blasen an der Oberfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 gefangen sind. In diesem Fall tritt, da die Tinte zwangsweise von der Düsenspitze angesogen wird, ein größerer negativer Druck als üblich auf. Wenn eine große Menge Tinte verbraucht ist, wie beim gänzlichen Drucken, wird der negative Druck größer als üblich. Zu einer solchen Zeit werden Blasen, die an der Oberfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 gefangen sind, zu seltenen Gelegenheiten zusammen mit Tinte durch die winzigen Löchern in den Verbindungsdurchgang 15 gezogen. Die Blasen am ersten Meniskusbildungsglied 18, die in den Verbindungsdurchgang 15 gezogen werden, wachsen mit anderen Blasen zusammen, überschwemmen das Verbindungsloch 17 und bewegen sich durch die Auftriebskraft der Blasen längs der geneigten Oberseite des Verbindungsdurchgangs 15 zur Zwischentintenkammer 14 und werden dann im oberen Teil der Zwischentintenkammer 14 gesammelt. Wenn die Fläche des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 an der Seite des Verbindungsdurchgangs 15 mit Blasen bedeckt ist, wird der negative Druck durch die Oberflächenspannung der Tintengrenzfläche gehalten, die in den winzigen Löchern des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 ausgebildet ist.
Wenn die im Kapillarglied 13 gehaltene Tinte fast verbraucht ist, kommt Luft in Kontakt mit dem oberen Teil des ersten Meniskusbildungsgliedes 18. In diesem Zustand sind die winzigen Löcher des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 mit einer Tintengrenzfläche oder Tintenmenisken ausgebildet. Wenn die Tinte weiter verbraucht wird, nimmt der negative Druck allmählich zu. Wenn er den Blasenpunktdruck des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 überschreitet, treten feine Luftblasen an der Seite des Verbindungsdurchgangs 15 des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 durch die Tintengrenzfläche oder Tintenmenisken auf, die am ersten Meniskusbildungsglied 18 ausgebildet sind. Wenn die feinen Blasen das Verbindungsloch 17 überschwemmen, bewegen sie sich durch die Auftriebskraft der Blasen längs der Schräge des Verbindungsdurchgangs 15 zum Inneren der Zwischentintenkammer 14. Zu dieser Zeit neigt sich die Oberseite des Verbindungsdurchgangs 15, so daß die Blasen reibungslos zur Zwischentintenkammer 14 bewegt werden. Die zur Zwischentintenkammer 14 bewegten Blasen bleiben allmählich darin. Der statische Druck der nachfolgenden Tinte wird durch das erste Meniskusbildungsglied 18 gesteuert und fast konstant gehalten, bis die Tinte ausgeht. Nachdem die im Kapillarglied 13 gehaltene Tinte ausgeht, werden beide Seiten des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 Luft ausgesetzt. Das heißt, die Seite der Haupttintenkammer 12 des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 wird, wenn sich die Haupttintenkammer 12 von Tinte entleert, Luft ausgesetzt, die durch die Atmosphären-Verbindungsöffnung 16 eingeleitet wird. Die Seite des Verbindungsdurchgangs 15 des ersten Meniskusbildungsgliedes 18, wo eine winzige Luftschicht durch Blasen gebildet wird, die über das ersten Meniskusbildungsglied 18 eintreten, wird ebenfalls Luft ausgesetzt. Jedoch saugt der Tintenzufuhrabschnitt 19 die Tinte im Verbindungsdurchgang 15 zum ersten Meniskusbildungsglied 18 an, um das erste Meniskusbildungsglied 18 immer in einem nassen Zustand zu halten. Folglich ist das erste Meniskusbildungsglied 18 kontinuierlich mit einem Tintenfilm ausgebildet und die Steuerungsoperation durch negativen Druck, nachdem Blasen auftreten, wird effektiv durchgeführt.
Wenn Blasen in die Seite des Verbindungsdurchgangs 15 des ersten Meniskusbildungsgliedes 18 eingeleitet werden, bewegen sie sich längs der geneigten Oberseite des Verbindungsdurchgangs 15 zur Zwischentintenkammer 14, wie oben beschrieben, unabhängig davon, ob die Haupttintenkammer 12 Tinte enthält. Die Blasenbewegungsrichtung in eine Richtung vom Verbindungsloch 17 zur Zwischentintenkaiwner 14 hin und die Bewegungsrichtung der Tinte, die dem Druckkopf zugeführt wird, ist eine Richtung vom Verbindungsloch 17 zur Verbindungsöffnung 21. Da die Blasenbewegungsrichtung und die Tintenbewegungsrichtung entgegengesetzt zueinander sind, werden die Tinte und die Blasen zuverlässig getrennt, um die Mischung von Blasen in den Druckkopf zu veringern.
Fig. 7 ist eine Schnittansicht, die eine vierte Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu jenen sind, die vorhergehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben werden, werden in Fig. 7 durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet und werden nicht erneut erläutert. In Fig. 7 ist Ziffer 22 eine bewegliche Einrichtung. Die vierte Ausführungsform wird bereitgestellt, indem die zweite Ausführungsform zu einer Zweikammer-Struktur abgeändert wird. Wie in der zweiten Ausführungsform, ist die bewegliche Einrichtung 22 mit Tinte gefüllt und schrumpft, wenn die Tinte verbraucht wird, nach unten. Jedoch wirkt immer eine Kraft in die nach oben gerichtete Ausdehnungsrichtung, die das Innere in einem negativen Druckzustand hält. Obwohl die in Fig. 7 gezeigte bewegliche Einrichtung 22 ein abgedichtetes Gefäß, wie ein Balgen ist, kann auch eine abgedichtete Tasche, eine Struktur, die eine elastische Kraft, wie eine Feder verwendet, oder dergleichen auf die bewegliche Einrichtung angewendet werden. Auch verhindert in der vierten Ausführungsform, wenn ein Tintentank 11 abgenommen wird, ein zweites Meniskusbildungsglied 20 ein Auslaufen der inneren Tinte und verhindert auch den Eintritt von Luft ins Innere. Zu dieser Zeit wird der Blasenpunktdruck PB des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 größer als der maximale Differenzdruck ΔPmax eingestellt, der auf beide Oberflächen des zweiten Meniskusbildungsglied 20 wirkt, wodurch zum Beispiel, wenn der Tintentank 11 in einer umgekehrten Position im Anfangszustand des Tintentanks 11 stehengelassen wird, keine Luft in den Tintentank 11 vom zweiten Meniskusbildungsglied 20 eintritt.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die eine fünfte Ausführungsform einer Tintenzufuhreinheit der Erfindung zeigt. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu jenen sind, die vorhergehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben werden, werden in Fig. 8 durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet und werden nicht erneut erläutert. In Fig. 8 ist Ziffer 23 eine Haupttintenkammer und Ziffer 24 ist ein kleines Loch. Die Ausführungsform zeigt eine Struktur, wobei das kleine Loch 24 dazu verwendet wird, den negativen Druck in der Haupttintenkammer 23 zu steuern. Ein Tintentank 11 enthält die Haupttintenkammer 23 und eine Zwischentintenkammer 14 auf deren Seite. Die Haupttintenkammer 23 ist abgedichtet und speichert Tinte. Das kleine Loch 24 ist im Boden der Haupttintenkammer 23 hergestellt. Es ist durch die Tinte mit Menisken ausgebildet, die in der Haupttintenkammer 23 gespeichert ist, um eine Blasengeneratorfunktion zur Erzeugung von Blasen in der Haupttintenkammer 23 durch äußere Luft bereitzustellen, wenn der Druck in der Haupttintenkammer 23 sinkt. Folglich wird der Blasenpunktdruck des kleinen Lochs 24 abhängig vom negativen Druck der Tinte bestimmt, der gesteuert werden soll.
In der fünften Ausführungsform kann, da die Haupttintenkammer 23 nur Tinte speichert, soviel Tinte wie fast 100% des Volumens der Haupttintenkammer 23 gespeichert werden, was die Effizienz des Tintentanks 11 verbessert. Um die Tinte im Tintentank 23 vollständig zu verbrauchen, wird das kleine Loch 24 vorzugsweise so nahe zum tiefsten Abschnitt des Tintentanks wie möglich hergestellt.
Betrachtet man den Fall, wo die in der fünften Ausführungsform gezeigte Tintenzufuhreinheit von einer Aufzeichnungsvorrichtung abgenommen und stehengelassen wird, ist der Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 ausgeübt wird, die Summe des negativen Drucks in der Haupttintenkammer 23 und die Wassersäule von Tinte durch den Höhenunterschied zwischen dem ersten Meniskusbildungsglied 18 und dem zweiten Meniskusbildungsglied 20. Der Blasenpunktdruck des zweiten Meniskusbildungsgliedes 20 wird größer als der Differenzdruck eingestellt, wodurch keine Luft in den Tintentank 11 eintritt, auch nicht wenn das zweite Meniskusbildungsglied 20 nach oben zeigt.
Fig. 9 ist eine Schnittansicht von Hauptteilen zur Erläuterung der Anbringung einer Tintenzufuhreinheit in einer Ausführungsform einer Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung. Fig. 10 ist eine perspektivische Ansicht der Hauptteile. Fig. 11 ist eine vergrößerte Schnittansicht in der Nähe einer Verbindungsöffnung, wenn ein Tintentank abgenommen ist. Fig. 12 ist eine vergrößerte Schnittansicht in der Nähe der Verbindungsöffnung, wenn der Tintentank angebracht ist. Teile, die identisch mit oder ähnlich zu jenen sind, die vorhergehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 beschrieben werden, werden in den Fig. 9 bis 12 durch dieselben Bezugsziffern bezeichnet und werden nicht erneut erläutert. Ziffer 25 ist ein konvexer Teil, Ziffer 31 ist ein Druckkopf, Ziffer 32 ist ein Tinteneinleitungsteil, Ziffer 33 ist eine Dichtung, Ziffer 34 ist ein Filter und Ziffer 35 ist ein Tintenfließweg. Die Fig. 9 bis 11 zeigen den Zustand, bevor ein Tintentank 11 angebracht ist, und Fig. 12 zeigt den Zustand, in dem er angebracht ist. Die Fig. 9 bis 12 zeigen die Struktur zur Anbringung des Tintentanks 11 an den Druckkopf 31, der an einer Aufzeichnungsvorrichtung angebracht ist, und zeigen nur den Tintentank 11 und den Druckkopf 31. In den Figuren wird der in der dritten Ausführungsform der Tintenzufuhreinheit gezeigte Tintentank verwendet, wenn jedoch der in irgendeiner anderen Ausführungsform gezeigte Tintentank verwendet wird, trifft ebenfalls dieselbe Beschreibung zu.
Der Tintentank 11 und der Druckkopf 31 sind an der Verbindungsöffnung 21 und dem Tinteneinleitungsteil 32 verbunden. Die Verbindungsöffnung 21 des Tintentanks 11 wird gegen den Tinteneinleitungsteil 32 des Druckkopfes 31 gedrückt, wodurch der Tintenfließweg zur Lieferung von Tinte vom Tintentank 11 angeschlossen wird.
Der Druckkopf 11 ist am Tinteneinleitungsteil 32 mit der Verbindungsöffnung 21 des Tintentanks 11 verbunden. Die Verbindungsöffnung 21 des Tintentanks 11 weist einen äußeren peripheren Teil auf, der mit dem konvexen Teil 25 ausgebildet ist. Zum Beispiel ist die wulstförmige Gummidichtung 33 im Tinteneinleitungsteil 32 angeordnet, das dem konvexen Teil 25 entspricht. Wie in Fig. 12 gezeigt, wird der konvexe Teil der VerbindungsÖffnung 21 durch die Dichtung 33 gedrückt, wodurch der Tintenfließweg abgedichtet wird, um ein Auslaufen von Tinte in dem Abschnitt zu verhindern. Es ist wünschenswert, ein Material, das gegenüber der verwendeten Tinte beständig ist, für die Dichtung 33 zu verwenden; insbesondere kann ein Produkt der Härte 30 aus Silikongummi oder Butylgummi oder dergleichen verwendet werden.
Der Filter 34 ist am Tintenfließdurchgang 35 vom Tinteneinleitungsteil 32 zu einer Düse angeordnet, um keinen Staub usw., der auf dem Tinteneinleitungsteil 32 abgelagert ist, bei abgenommenen Tintentank 11 in den Tintenfließweg 35 zu mischen. Zum Beispiel kann ein rostfreier Maschenfilter mit einer Filterteilchengröße von 10 bis 60 Mikrometern oder dergleichen als das Material des Filters 34 verwendet werden. Zum Beispiel kann auch ein keramischer Filter für den Filter 34 verwendet werden. Insbesondere kann ein rostfreier Maschenfilter mit einer Filterteilchengröße von 20 Mikrometern verwendet werden.
Fig. 13 ist eine Außenansicht in einer Ausführungsform einer Aufzeichnungsvorrichtung der Erfindung. In der Figur ist Ziffer 41 eine Aufzeichnungsvorrichtung, Ziffer 42 ist ein unteres Gehäuse, Ziffer 43 ist ein oberes Gehäuse, Ziffer 44 ist ein Papiernachfüllmagazin-Einsteckschlitz, Ziffer 45 ist ein DIP-Schalter, Ziffer 46 ist ein Hauptschalter, Ziffer 47 ist ein Papierbehälter, Ziffer 48 ist ein Bedienungspult, Ziffer 49 ist ein manueller Einsteckschlitz, Ziffer 50 ist ein manuelles Papiernachfüllmagazin, Ziffer 51 ist ein Tintentankeinsetzdekkel, Ziffer 52 ist ein Tintentank, Ziffer 53 ist ein Papiervorschubwalze, Ziffer 54 ist ein Papiernachfüllmagazin, Ziffer 55 ist ein Schnittstellenkabel und Ziffer 56 sind Speicherkarten.
Fig. 13 zeigt die Gesamtheit der Aufzeichnungsvorrichtung, auf die die ersten bis fünften Ausführungsformen der Tintenzufuhreinheit angewendet werden.
Ein Gehäuse der Aufzeichnungsvorrichtung 41 besteht hauptsächlich aus dem oberen Gehäuse 42 und dem unteren Gehäuse 43, in dem ein (nicht gezeigter) elektrischer Schaltungskomplex, Antriebsteile usw. untergebracht sind. Das untere Gehäuse 42 ist mit einem Papiernachfüllmagazin-Einsteckschlitz 44 versehen, durch den das Papiernachfüllmagazin 54, das Aufzeichnungspapier speichert, eingeführt wird, um Papier in die Aufzeichnungsvorrichtung 41 zu laden.
Der DIP-Schalter 45 und der Hauptschalter 46 sind am unteren Gehäuse 42 befestigt. Der DIP-Schalter 45 wird verwendet, uni einen Teil der Arbeitsweise der Aufzeichnungsvorrichtung 41 einzustellen und ist Funktionseinstellungen zugeordnet, die weniger häufig geändert werden. Wenn er nicht verwendet wird, is t der DIP-Schalter 45 mit einer Abdeckung bedeckt. Der Hauptschalter 46 ist ein Schalter, um den Strom der Aufzeichnungsvorrichtung 41 ein- und auszuschalten. Das untere Gehäuse 42 ist ferner mit Einsetzschlitzen eines (nicht gezeigten) Schnittstellenverbinders, der Speicherkarten 56 usw. versehen. Das Schnittstellenkabel 55 ist mit dem Schnittstellenverbinder verbunden, um Daten zu und von einem externen Computer usw. zu übertragen. Die Speicherkarte 56 wird als ein Erweiterungsspeicher verwendet, wenn die Aufzeichnungsvorrichtung 41 arbeitet; sie kann Zeichensätze zur Verwendung zur Aufzeichnungszeit speichern.
Das obere Gehäuse 43 ist mit dem Papierbehälter 47 zur Abgabe aufgezeichneten Papiers versehen. Es ist auch mit dem Bedienungspult 48 versehen, das häufig verwendete Eingabeeinrichtungen für den Benutzer, um einen Aufzeichnungsmodus einzustellen und Befehle zum Papiervorschub, zur Papierabgabe, usw. zu geben, Anzeigeeinrichtungen für Meldungen von der Aufzeichnungsvorrichtung, und dergleichen aufweist. Ferner sind der manuelle Einsteckschlitz 49 und das manuelle Papiernachfüllmagazin 50 vorgesehen, die es dem Benutzer ermöglichen, Papier von hier zuzuführen.
Das obere Gehäuse 43 ist auch mit dem Tintentankeinsetzdeckel 51 versehen. Der Benutzer kann den inneren Tintentank 52 anbringen oder abnehmen, indem er den Deckel öffnet. Es können die Tintentanks 52 der Strukturen, wie sie in den oben erläuterten Ausführungsformen gezeigt werden, verwendet werden. In Fig. 13 sind vier Tintentanks 52 angebracht. Jeder Tintentank 52 ist an einen (nicht gezeigten) Aufzeichnungskopf angebracht, wie in den Fig. 9 bis 12 gezeigt. Der Aufzeichnungskopf ist an einem (nicht gezeigten) Schlitten befestigt.
Papierbögen, die im Papiernachfüllmagazin 54 gespeichert sind, werden einzeln entnommen und durch ein (nicht gezeigtes) internes Transportsystem transportiert und längs des Umfangs der Papiervorschubwalze 53 zugeführt. Der (nicht gezeigte) Aufzeichnungskopf, an dem der Tintentank 52 angebracht ist, bewegt sich in einer zur Papiertransportrichtung senkrechten Richtung, um Daten auf jeden Streifenbereich aufzuzeichnen. Der Papierbogen wird in die Längsrichtung des Bogens durch die Papiervorschubwalze 53 zur Aufzeichnungsposition des nächsten Streifenbereiches vorgeschoben. Dieser Vorgang wird zur Aufzeichnung von Daten auf dem Bogen wiederholt. Dann wird der Bogen in den Papierbehälter 47 des oberen Gehäuses 43 abgegeben.
Obwohl der Tintentank 11 in der Ausführungsform der Aufzeichnungsvorrichtung am Druckkopf 31 angebracht ist, kann zum Beispiel der Druckkopf 31 auch vom Schlitten der Aufzeichnungsvorrichtung abnehmbar gemacht werden, und der Tintentank 11 kann am Schlitten angebracht werden.
Wie aus der soweit vorgenommenen Beschreibung zu entnehmen ist, wird erfindungsgemäß der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes, das am Austritt der Tintenspeichereinrichtung angeordnet ist, auf einen Druckkopf so eingestellt, daß er eine vorbestimmte Beziehung erfüllt, wodurch sowohl das Auslaufen von Tinte aus dem Meniskusbildungsglied als auch das Ansaugen von Luft von außen verhindert werden kann. Folglich kann die Aufzeichnungsvorrichtungs-Verschmutzung, die auftritt, wenn die Tintenzufuhreinheit vom Druckkopf abgenommen ist, und der Erholungsvorgang, der durch die Ansaugung von Luft verursacht wird, reduziert werden, wobei ein hochzuverlässiger, vom Aufzeichnungskopf getrennter Tintentank und eine Aufzeichnungsvorrichtung, die den Tintentank verwendet, bereitgestellt wird.

Claims

1. Tintenzufuhreinheit mit:

einem Speicherglied (2) zur Speicherung von Tinte in einem negativen Druckzustand;

einem Austritt (5), der zur Lieferung von Tinte nach außen mit dem Speicherglied (2) in Verbindung steht, und;

einem Meniskusbildungsglied (6), das am Austritt (5) angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein durch das Speicherglied (2) erzeugter negativer Druck PR ist, ein Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes (6) PB ist, ein hydrostatischer Tintendruck, der auf eine Speicherglied-Seitenfläche des Meniskusbildungsgliedes (6) wirkt, PH ist, und ein innerer Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes (6) wirkt, ΔP ist,

ΔP = PR + PH und die Beziehung PB > ΔP erfüllt wird.

2. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei das Speicherglied ein poröses Glied zur Erzeugung des negativen Druckes durch eine Kapillarkraft des porösen Gliedes aufweist.

3. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei das Speicherglied ein Gehäuse und einen Blasengenerator, der in dem Gehäuse angeordnet ist, zur Erzeugung des negativen Druckes durch den Blasenpunktdruck des Blasengenerators aufweist.

4. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei das Speicherglied ein bewegliches Glied zur Speicherung von Tinte aufweist, wobei das bewegliche Glied so arbeitet, daß es einen inneren negativen Druck aufrecht erhält.

5. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei der Austritt mit einem Druckkopf verbunden werden kann und flüssigkeitsmäßig abgedichtet werden kann.

6. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei das Meniskusbildungsglied aus der Gruppe einer Siebsubstanz, einem Filter aus einem Gewebe, einer Harzfaser und einem Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser ausgewählt ist.

7. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes so eingestellt wird, daß er die Beziehung 13 PR + PH erfüllt.

8. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 2, wobei das poröse Glied aus der Gruppe eines Fasermaterials mit einer zweidimensionalen Struktur, einem porösen Material mit einer dreidimensionalen Struktur, einem Filz, der ein zu einer dreidimensionalen Form gesponnenes Fasermaterial aufweist, und einem ungewebten Stoffmaterial ausgewählt ist.

9. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 2, wobei das poröse Glied aus Polyesterfilz besteht, wobei eine Dichte desselben sich zwischen 0,06 g/cm³ und 0,1 g/cm³ bewegt.

10. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 1, wobei das Meniskusbildungsglied ein SUS-Tatami-Twill-Filter mit einer Filterteilchengröße ist, die sich zwischen 5 um und 60 um oder so bewegt,

11. Tintenaufzeichnungsvorrichtung mit:

einer Haupttintenkammer (12) mit einer Atmosphären-Verbindungsöffnung (18), die mit einer äußeren Atmosphäre in Verbindung steht, einem Verbindungsloch (17) zur Lieferung von Tinte und einem ersten Meniskusbildungsglied (18), das an dem Verbindungsloch (17) angeordnet ist und mit winzigen Löchern augebildet ist, wobei die Haupttintenkammer (12) fähig ist, Tinte in einem negativen Druckzustand zu speichern;

einer sekundäre Tintenkammer, die abgedichtet ist und ein Verbindungsteil (21), das mit dem Verbindungsloch (17) in Verbindung steht und ein zweites Meniskusbildungsglied (20) aufweist, das an dem Verbindungsteil (21) angeordnet ist und mit winzigen Löchern ausgebildet ist; und

einem Druckkopf (31), der mit dem Verbindungsteil (21) zum Ausspritzen von Tinte verbunden ist, wobei wenn ein in der Haupttintenkammer (12) erzeugter negativer Druck PR ist, ein Blasenpunktdruck des zweiten Meniskusbildungsgliedes (20) PB ist, und ein hydrostatischer Tintendruck, der auf eine Haupttintenkammer-Seitenfläche des ersten Meniskusbildungsgliedes (18) wirkt, PH ist, die Beziehung PB PR + PH erfüllt wird.

12. Tintenaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei die Haupttintenkammer ein poröses Glied zur Erzeugung des negativen Druckes durch eine Kapillarkraft des porösen Gliedes aufweist.

13. Tintenaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei das Meniskusbildungsglied ein Gewebe ist.

14. Tintenaufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der gestellt wird, das die Beziehung PB S PR + PH erfüllt wird.

15. Aufzeichnungsvorrichtung (41) mit einem Druckkopf (31) und einer Tintenzufuhreinheit jeweils mit einem Verbindungsteil (21), das es ihnen ermöglicht, getrennt zu werden, wobei

die Tintenzufuhreinheit aufweist:

ein Speicherglied (21) zur Speicherung von Tinte in einem negativen Druckzustand;

einen Austritt (5), der mit dem Speicherglied (2) zur Lieferung von Tinte nach außen in Verbindung steht; und

ein Meniskusbildungsglied (6), das an dem Austritt (5) angeordnet ist;

dadurch gekennzeichnet, daß wenn ein durch das Speicherglied (2) erzeugter negativer Druck PR ist, ein Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes (6) PB ist, ein hydrostatischer Kopftintendruck, der auf eine Speicherglied-Seitenfläche des Meniskusbildungsgliedes (6) wirkt, PH ist, und ein innerer Differenzdruck, der auf beide Oberflächen des Meniskusbildungsgliedes wirkt, yP ist, yP = PR + PH und die Beziehung PB > yP erfüllt wird.

16. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Speicherglied ein poröses Glied zur Erzeugung des negativen Druckes durch eine Kapillarkraft des porösen Gliedes aufweist.

17. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Meniskusbildungsglied aus der Gruppe einer Siebsubstanz, eines Filters aus einem Gewebe, einer Harzfaser und einem Filter mit einem hochpräzisen Öffnungsdurchmesser ausgewählt ist.

18. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei der Blasenpunktdruck des Meniskusbildungsgliedes so eingestellt wird, daß er die Beziehung PB PR + PH erfüllt.

19. Tintenzufuhreinheit nach Anspruch 16, wobei das poröse Glied aus der Gruppe eines Fasermaterials mit einer zweidimensionalen Struktur, einem porösen Material mit einer dreidimensionalen Struktur, einem Filz, der ein zu einer dreidimensionalen Form gesponnenes Fasermaterial aufweist, und einem ungewebten Stoffmaterial ausgewählt ist.

20. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 16, wobei das poröse Glied aus Polyesterfilz besteht, wobei eine Dichte desselben sich zwischen 0,06 g/cm³ und 0,1 g/cm³ bewegt.

21. Aufzeichnungsvorrichtung nach Anspruch 15, wobei das Meniskusbildungsglied ein SUS-Tatami-Twill-Filter mit einer Filterteilchengröße ist, die sich zwischen 5 um und 60 um oder so bewegt.