DE3486482T2 - Ink tank - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenbehälter zum Zuführen einer benötigten geeigneten Menge Tinte zu einem Rasterdruckerkopf.The present invention relates to an ink container for supplying a required appropriate amount of ink to a raster printer head.
FR-A-2,229,320 offenbart einen Tintenbehälter zu Zuführen einer benötigten geeigneten Menge Tinte, wobei der Tintenbehälter einen Zufuhranschluss zum Zuführen von Tinte und Enthalten eines tintenaufnehmenden Mittels aufweist, welches mindestens ein poröses Element umfaßt, dessen Poren in einer Richtung zum Tintenzufuhranschluss progressiv kleiner werden. Der Tintenzufuhranschluss ist an der Vorderseite einer Tintenbehälterwand angeordnet, und das tintenaufnehmende Mittel ist in der Nähe des Tintenzufuhranschlusses zusammengedrückt.FR-A-2,229,320 discloses an ink container for supplying a required appropriate amount of ink, the ink container having a supply port for supplying ink and containing an ink-absorbing means comprising at least one porous member whose pores become progressively smaller in a direction towards the ink supply port. The ink supply port is arranged at the front of an ink container wall, and the ink-absorbing means is compressed in the vicinity of the ink supply port.
Demzufolge ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen qualitativ hochwertigen und hochgradig zuverlässigen Tintenbehälter für einen Rasterdruckerkopf bereitzustellen, welcher von einfacher Bauart ist, in der Lage ist, eine stabile und geeignete Menge Tinte von einem Tintenbehälter davon zuzuführen, und in geringerem Maße als frühere Konstruktionen durch Änderungen der Umgebungsbedingungen wie etwa Temperaturschwankungen beeinflusst wird.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a high quality and highly reliable ink tank for a raster printer head which is simple in construction, capable of supplying a stable and appropriate amount of ink from an ink tank thereof, and is less affected by changes in environmental conditions such as temperature fluctuations than previous designs.
Demzufolge wird gemäß der vorliegenden Erfindung ein Rasterdruckerkopf gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 bereitgestellt. Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung gehen deutlich aus den abhängigen Ansprüchen hervor.Accordingly, according to the present invention there is provided a raster printer head according to independent claim 1. Further advantageous features of the invention will become apparent from the dependent claims.
Gemäß einem weiteren Aspekt des Tintenbehälters umfaßt das tintenaufnehmende Mittel eine Mehrzahl tintenaufnehmender Elemente, welche derart angeordnet sind, dass Tinte von einem zum anderen fließen kann, wobei das tintenaufnehmende Element vorteilhafterweise Poren mit unterschiedlichem durchschnittlichen Durchmesser aufweist, derart, dass der durchschnittliche Durchmesser der Poren in Richtung des Tintenzufuhranschlusses kleiner wird.According to a further aspect of the ink container, the ink-receiving means comprises a plurality of ink-receiving elements arranged such that ink can flow from one to the other, the ink-receiving element advantageously having pores with different average diameters, such that the average diameter of the pores becomes smaller towards the ink supply port.
Vorzugsweise weisen die tintenaufnehmenden Elemente entsprechende Oberflächen auf, welche in direktem Kontakt miteinander stehen.Preferably, the ink-absorbing elements have corresponding surfaces which are in direct contact with each other.
Die tintenaufnehmenden Elemente werden vorzugsweise unter einem Druck, der niedriger als der atmosphärische Druck ist, mit Tinte getränkt. Demnach kann der Druck im Bereich von 5 bis 10 mmHg liegen.The ink-receiving elements are preferably impregnated with ink under a pressure that is lower than atmospheric pressure. Accordingly, the pressure can be in the range of 5 to 10 mmHg.
Vorzugsweise weist der Tintenzufuhrbehälter ein Luftloch darin auf, welches mit Luft in mindestens einem Zwischenraum zwischen dem tintenaufnehmenden Mittel und einer Wand des Tintenzufuhrbehälters kommuniziert.Preferably, the ink supply container has an air hole therein which communicates with air in at least one space between the ink-receiving means and a wall of the ink supply container.
Das tintenaufnehmende Mittel kann in der Nähe des Tintenzufuhranschlusses zusammengedrückt sein.The ink absorber may be compressed near the ink supply port.
Der Tintenzufuhrbehälter kann mindestens eine innere Wand aufweisen, von der nur ein Abschnitt das tintenaufnehmende Mittel berührt, so dass der übrige Abschnitt der inneren Wand vom tintenaufnehmenden Mittel beabstandet ist.The ink supply container may have at least one inner wall, only a portion of which contacts the ink-receiving means, such that the remaining portion of the inner wall is spaced from the ink-receiving means.
Der Tintenzufuhrbehälter kann in einem Druckkopf verwendet werden, welcher nicht einen Teil der vorliegenden Erfindung darstellt, und dieser Kopf kann ein Drahtführungsmittel umfassen, welches einen Abschnitt aufweist, welcher angeordnet ist, um Tinte vom tintenaufnehmenden Mittel zu empfangen, wobei ein kapillarer Tintenweg durch das tintenaufnehmende Mittel vorliegt, wobei die Kapillaranziehungskraft darin in Richtung des Drahtführungsmittels zunimmt, wobei sich der Abschnitt des Drahtführungsmittels in den Tintenbehälter hinein erstreckt, um Tinte direkt von einem Teil des tintenaufnehmenden Mittels zu empfangen, in welchem der durchschnittliche Durchmesser der Poren am geringsten ist.The ink supply container may be used in a print head which does not form part of the present invention, and this head may comprise a wire guide means having a portion arranged to receive ink from the ink receiving means, there being a capillary ink path through the ink receiving means, the capillary attraction force therein increasing towards the wire guide means, the portion of the wire guide means extending into the ink container to supply ink directly from a portion of the ink-absorbing agent in which the average diameter of the pores is the smallest.
Das tintenaufnehmende Mittel verringert die Wahrscheinlichkeit, dass Staubteilchen in den kapillaren Tintenweg gelangen. Überdies kann Luft, welche durch Kapillarkraft in die Tinte gezogen wurde, daraus durch eine Tintesammelrille oder Tintensammelrillen entweichen, während letztere dazu dienen kann(können) zu verhindern, dass sich übermäßige Mengen von Tinte auf der fernen Endoberfläche des Drahtführungsmittels ansammeln.The ink absorbing means reduces the likelihood of dust particles entering the capillary ink path. Moreover, air drawn into the ink by capillary force can escape therefrom through an ink collecting groove or grooves, while the latter can serve to prevent excessive amounts of ink from accumulating on the far end surface of the wire guide means.
Vorzugsweise weist der Abschnitt des Drahtführungsmittels eine Tintenführungsrille darin auf, deren Breite kleiner als der durchschnittliche Durchmesser der kleinsten Poren ist.Preferably, the portion of the wire guide means has an ink guide groove therein, the width of which is smaller than the average diameter of the smallest pores.
Vorzugsweise ist die Breite des Zwischenraums zwischen einem Drahtführungsloch im Drahtführungsmittel und einem Draht darin im Wesentlichen kleiner als die Breite der Tintenführungsrille.Preferably, the width of the gap between a wire guide hole in the wire guide means and a wire therein is substantially smaller than the width of the ink guide groove.
Vorzugsweise weist die Unterseite des Tintenbehälters mindestens einen Schlitz in seiner inneren Oberfläche auf, welcher mit dem Tintenzufuhranschluss kommuniziert, in welchem der Abschnitt des Drahtführungsmittels angeordnet ist, wobei die Breite des Schlitzes oder jedes Schlitzes im wesentlichen kleiner ist als der durchschnittliche Durchmesser der kleinsten Poren.Preferably, the bottom of the ink container has at least one slot in its inner surface communicating with the ink supply port in which the portion of the wire guide means is disposed, the width of the or each slot being substantially smaller than the average diameter of the smallest pores.
Der Abschnitt des Drahtführungsmittels kann ein poröses Element umfassen.The portion of the wire guide means may comprise a porous element.
Die Erfindung wird in den beiliegenden Zeichnungen lediglich beispielhaft dargestellt. Es zeigen:The invention is shown in the accompanying drawings only by way of example. They show:
Fig. 1 eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Druckerkopfes, welcher sich zum Verwenden des Tintenbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung eignet;Fig. 1 is an exploded perspective view of a printer head suitable for using the ink container according to the present invention;
Fig. 2 eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische, zum Teil weggeschnittene Ansicht eines erfindungsgemäßen Tintenbehälters und einer Tintenzufuhrführung, welche einen Teil des Druckerkopfes aus Fig. 1 bilden;Fig. 2 is an exploded perspective, partially cutaway view of an ink container and ink supply guide according to the invention, which form part of the printer head of Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht, welche die Art und Weise veranschaulicht, auf welche der Tintenbehälter in einem Kopfkörper des Druckerkopfes aus Fig. 1 angebracht ist;Fig. 3 is a side view illustrating the manner in which the ink tank is mounted in a head body of the printer head of Fig. 1;
Fig. 4 eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Tintenführung, welche mit dem Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann;Fig. 4 is an exploded perspective view of an ink guide that can be used with the ink container of the present invention;
Fig. 5 eine in Einzelteile auseinandergezogene, zum Teil weggebrochene perspektivische Ansicht eines Tintenbehälters, welcher den Anmeldern bereits bekannt war;Fig. 5 is an exploded, partially broken away perspective view of an ink container already known to the applicants;
Fig. 6 eine schematische Ansicht, um die Art und Weise zu veranschaulichen, auf welche Luft, welche im Tintenbehälter aus Fig. 5 eingeschlossen ist, expandiert wird;Fig. 6 is a schematic view for illustrating the manner in which air trapped in the ink container of Fig. 5 is expanded;
Fig. 7 eine schematische Ansicht eines Sieben-Spalten- Druckers, um eine Anordnung von Drähten desselben zu veranschaulichen, undFig. 7 is a schematic view of a seven-column printer to illustrate an arrangement of wires thereof, and
Fig. 8 eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform eines Tintenbehälters gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 8 is an exploded perspective view of another embodiment an ink container according to the present invention.
Fig. 5 und 6 der beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen eine Tintenbehälterkonstruktion, welche den Anmeldern bereits zuvor bekannt war, umfassend ein mit Tinte getränktes Element 160, beispielsweise aus einem porösem Material, welches einen Behälter 140 ausfüllt. Die Tintenbehälterkonstruktion aus Fig. 5 und 6 ist von einfacher Gestalt und kann unter geeigneter Kapillaranziehung durch das mit Tinte getränkte Element 160 eine geeignete Menge Tinte zu einem Druckerkopfkörper zuführen. Das Element 160 kann mit einer großen Menge Tinte getränkt sein, während es das unerwünschte Ausströmen von Tinte aus einem Luftloch 142 im Behälter 140 und aus einem Tintenzufuhranschluss 141 verhindert.Figs. 5 and 6 of the accompanying drawings illustrate an ink container construction previously known to the applicants comprising an ink-impregnated member 160, for example of a porous material, which fills a container 140. The ink container construction of Figs. 5 and 6 is of simple design and can supply an appropriate amount of ink to a printer head body under appropriate capillary attraction through the ink-impregnated member 160. The member 160 can be impregnated with a large amount of ink while preventing the undesirable outflow of ink from an air hole 142 in the container 140 and from an ink supply port 141.
Wenn Tinte aus dem Tintenbehälter 140 von einer derartigen Bauart zugeführt wird, wird die Tinte in jenem Tintenbehälter, welcher fern von dem Tintenzufuhranschluss angeordnet ist, zum Tintenzufuhranschluss 141 hinbewegt, unter einer Druckdifferenz, welche sich zwischen der Tinte in der Nähe des Tintenzufuhranschlusses 141 und der davon entfernt befindlichen Tinte entwickelt, wenn die Kapillaranziehung des mit Tinte getränkten Elements 160 in der Nähe des Tintenzufuhranschlusses 141 in Folge des Tintenverbrauchs ansteigt. Wie jedoch bei porösen Materialien zu sehen ist, werden, wenn die Menge der zur Tränkung verwendeten Tinte gesenkt wird, mit Tinte getränkte Elemente im Allgemeinen einem erhöhten Widerstand gegenüber dem Tintenfluss und der Tatsache ausgesetzt, dass unterbrochene Tintenwege das reibungslose Fließen der Tinte verhindern. Wird der Tintenstrom verhindert, ehe ein Druckunterschied erzeugt wird, der hoch genug ist, um die Tinte in den Tintenbehälter 140 zu bewegen, so bleibt die von dem Tintenzufuhranschluss 141 fern befindliche Tinte an Ort und Stelle und unbenutzt, was eine kurze Tintenzufuhrdauer zur Folge hat.When ink is supplied from the ink container 140 of such a construction, the ink in that ink container which is located remote from the ink supply port is moved toward the ink supply port 141 under a pressure differential which develops between the ink near the ink supply port 141 and the ink remote therefrom as the capillary attraction of the ink-soaked member 160 near the ink supply port 141 increases as a result of ink consumption. However, as seen with porous materials, as the amount of ink used for soaking is reduced, ink-soaked members are generally subjected to increased resistance to ink flow and to the fact that interrupted ink paths prevent the smooth flow of ink. If the flow of ink is prevented before a pressure differential is created which is high enough to move the ink into the ink container 140, the ink remote from the ink supply port 141 remains at In place and unused, resulting in a short ink supply time.
Wie in Fig. 6 schematisch dargestellt wird, weist der Tintenbehälter 140 häufig darin eingeschlossene Luftblasen oder -schichten auf. Wenn unter derartigen Umständen die Umgebungstemperatur ansteigt oder der atmosphärische Druck gesenkt wird, wird eine Luftschicht 143, welche direkt mit dem Luftloch 142 kommuniziert, expandiert und aus dem Luftloch 142 abgegeben, wie durch Pfeile A angezeigt wird, ohne die zum Tränken verwendete Tinte mit jeglichem Druck zu beaufschlagen, wohingegen eine Blase 144 aus zur Gänze eingeschlossener Luft expandiert wird, wie durch die Pfeile B angezeigt wird, und somit die umliegende Tinte bewegt. Nach Eintreffen einer derartigen Luftblase 144 an dem Tintenzufuhranschluss 142 kann das resultierende unerwünschte Ausströmen von Tinte bewirken, dass ein Blatt von Druckpapier durch einen Tintenfleck verschmiert wird, oder ermöglichen, dass Tinte in den Druckerkopfmechanismus gelangt und eine Fehlfunktion von letzterem herbeiführt.As shown schematically in Fig. 6, the ink container 140 often has air bubbles or layers enclosed therein. Under such circumstances, when the ambient temperature rises or the atmospheric pressure is lowered, an air layer 143 directly communicating with the air hole 142 is expanded and discharged from the air hole 142 as indicated by arrows A without applying any pressure to the ink used for impregnation, whereas a bubble 144 of entirely enclosed air is expanded as indicated by arrows B, thus agitating the surrounding ink. Upon arrival of such an air bubble 144 at the ink supply port 142, the resulting undesirable ink outflow may cause a sheet of printing paper to be smeared by an ink stain, or allow ink to enter the print head mechanism and cause the latter to malfunction.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demnach, eine Konstruktion vorzusehen, bei welcher die Tintenzufuhr weniger stark durch Schwankungen der Temperatur- und anderer Umgebungsbedingungen beeinflusst wird.The object of the present invention is therefore to provide a construction in which the ink supply is less influenced by fluctuations in temperature and other environmental conditions.
Bei einem Drucker, der sich der vorliegenden Erfindung bedient, wird ein Druckerkopf zur Verwendung in einem Mehrfarbendrucker ausgebildet. Eine Bewegung wird vom Kopf eines derartigen Druckers oder von einem Blatt Druckpapier oder von beiden ausgeführt, wobei ein Draht, welcher einer gewünschten Farbe entspricht, gegen das Druckpapier an einer vorgegebenen Position davon geführt wird, um einen Tintenpunkt zu bilden. Auf diese Weise können gewünschte Zeichen und Figuren durch Wiederholen des oben genannten Zyklus erzeugt werden. Bei einem derartigen Farbbilddrucker, der verschiedenfarbige Tinten verwendet, kann ein Blatt Druckpapier (oder anderes Material) durch einen Druckerkopf in einer Richtung, welche auf die Vorschubrichtung des Druckpapiers normal steht, abgetastet werden, um eine Einpunktlinie in einer Abtastbewegung zu bilden, und das Druckpapier kann in Zeilenabständen vorgeschoben werden, um Bilder aufzuzeichnen. Die Konstruktion eines Mehrfarbendruckers wird in Fig. 7 schematisch dargestellt. Ein Druckerkopf 70 ist in die Richtungen des Pfeils X hin- und herbewegbar, und ein Blatt Druckpapier (oder anderes Material) 71 wird allmählich in Einzeilenabständen in Richtung eines Pfeiles Y vorgeschoben. Eine geordnete Anordnung aus Drahtpositionen 72, 73, 74, 75 auf dem Druckerkopf 70 erstreckt sich in einer geraden Linie, welche in einem Winkel θ in Bezug auf die Abtastrichtungen X geneigt ist, wobei die Drahtpositionen in der Richtung Y in einem Abstand von Lsinθ angeordnet sind. Drähte für gelbe Tinte, magentarote Tinte, zyanfarbene Tinte und schwarze Tinte (nicht dargestellt) sind an den Positionen 72, 73, 74 bzw. 75 angeordnet, um den Farbdruck ohne jegliche unerwünschte Farbvermischung durchzuführen. Da zum Bilden von Mischfarben ein Punkt einer Farbe auf einen Punkt einer anderen Farbe aufgetragen wird, neigen Mehrfarbenbilddrucker im Allgemeinen zu unerwünschter Farbvermischung, da die Tinte der vorhergehenden Farbe auf den Draht aufgebracht wird, welcher die Tinte der nachfolgenden Farbe trägt. Bei der Druckerkonstruktion aus Fig. 7 wird gelbe Tinte, bei der es sich um die Tinte handelt, welche der Farbe nach am meisten durch andersfarbige Tinten beeinflusst wird, zuerst auf das Druckpapier aufgetragen, um zu verhindern, dass die andersfarbigen Tinten auf die Spitze des Drahtes, welcher die gelbe Tinte trägt, aufgetragen werden, wodurch das Vermischen der gelben Tinte mit den andersfarbigen Tinten vermieden wird.In a printer utilizing the present invention, a printer head is formed for use in a multi-color printer. A movement is made by the head of such a printer or by a sheet of printing paper or by both, whereby a wire corresponding to a desired color is guided against the printing paper at a predetermined position thereof to form an ink dot. In this way, desired characters and figures can be formed by repeating the above-mentioned cycle. In such a color image printer using different colored inks, a sheet of printing paper (or other material) can be scanned by a printer head in a direction normal to the feeding direction of the printing paper to form a one-dot line in one scanning motion, and the printing paper can be fed at line intervals to record images. The construction of a multi-color printer is schematically shown in Fig. 7. A printer head 70 is movable back and forth in the directions of arrow X, and a sheet of printing paper (or other material) 71 is gradually fed at one-line intervals in the direction of arrow Y. An ordered array of wire positions 72, 73, 74, 75 on the printer head 70 extends in a straight line inclined at an angle θ with respect to the scanning directions X, the wire positions being arranged in the direction Y at a distance of Lsinθ. Wires for yellow ink, magenta ink, cyan ink and black ink (not shown) are arranged at positions 72, 73, 74 and 75 respectively to perform color printing without any undesirable color mixing. Since a dot of one color is applied to a dot of another color to form mixed colors, multi-color image printers are generally prone to undesirable color mixing because the ink of the preceding color is applied to the wire carrying the ink of the succeeding color. In the printer construction of Fig. 7, yellow ink, which is the ink most affected in color by other colored inks, is applied first to the printing paper to prevent the other colored inks from being applied to the tip of the wire carrying the yellow ink, thereby avoiding the mixing of the yellow ink with the other colored inks.
Die vorliegende Erfindung betrifft in erster Linie den Tintenbehälter eines Druckerkopfes, und es wird daher keine weitere detaillierte Beschreibung der gesamten Druckerkonstruktion bereitgestellt.The present invention relates primarily to the ink tank of a printer head, and therefore no further detailed description of the overall printer construction is provided.
Fig. 1 ist eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines Druckerkopfes zur Verwendung mit dem Tintenbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung.Fig. 1 is an exploded perspective view of a printer head for use with the ink container according to the present invention.
Ein Tintenbehälter 2 ist durch eine Halterung abnehmbar an der Oberseite eines Druckerkopfkörpers 1 angebracht. Der Tintenbehälter 2 ist eine Doppelkonstruktion, bestehend aus einem Luftbehälter 2b zum Aufnehmen einer schwarzen Tinte und einem Tintenbehälter 2a, welcher in drei Abschnitte für farbige Tinten unterteilt ist. Die Tinten sind in mit Tinte getränkten Elementen 61, 62 (Fig. 2) aus einem porösen Material, welche im Tintenbehälter 2 enthalten sind, bereitgestellt.An ink tank 2 is detachably mounted on the top of a printer head body 1 by a bracket. The ink tank 2 is a dual structure consisting of an air tank 2b for containing a black ink and an ink tank 2a divided into three sections for colored inks. The inks are provided in ink-impregnated members 61, 62 (Fig. 2) made of a porous material contained in the ink tank 2.
Für jede Tinte weist der Druckerkopfkörper 1 an seinem vorderen Abschnitt eine Tintenzufuhrführung 12 (Fig. 2) auf, welche Tintenführungsrillen 12b mit Enden aufweist, welche zum jeweiligen mit Tinte getränkten Element 62 hinführen, und eine Drahtführung 13 (Fig. 4), welche ein Drähtführungsloch 13a zum Führen der Spitze oder des fernen Endabschnittes eines entsprechenden Druckdrahtes (nicht dargestellt) darin aufweist.For each ink, the printer head body 1 has at its front portion an ink supply guide 12 (Fig. 2) having ink guide grooves 12b with ends leading to the respective ink-soaked member 62, and a wire guide 13 (Fig. 4) having a wire guide hole 13a for guiding the tip or distal end portion of a corresponding printing wire (not shown) therein.
Demnach werden, wie aus Fig. 1 hervorgeht, vier Tintenbehälter und zugeordnete Drähte usw. bereitgestellt, um jedoch die nachfolgende Beschreibung zu vereinfachen, wird im Normalfall nur auf einen einzigen Tintenbehälter und seinen zugeordneten Draht usw. Bezug genommen.Thus, as shown in Fig. 1, four ink containers and associated wires, etc. are provided, but to simplify the following description, only a single ink container and its associated wire, etc. will normally be referred to.
Die Tintenzufuhrführung 12 und die Drahtführung 13, welche keinen Teil der vorliegenden Erfindung darstellen, bilden gemeinsam einen Tintenweg vom Tintenbehälter 2 zum fernen Endabschnitt des Drahtes. Der in Fig. 1 und 2 dargestellte Druckerkopf ist zur Verwendung in einem Vierfarbendruckerplotter oder in einem Vierfarbenbilddrucker ausgebildet, und vier Drähte werden verwendet, welche der jeweiligen der vier Farben entsprechen.The ink supply guide 12 and the wire guide 13, which do not form part of the present invention, together form an ink path from the ink container 2 to the distal end portion of the wire. The printer head shown in Figs. 1 and 2 is for use in a Four-color printer plotter or in a four-color image printer, and four wires are used, each corresponding to the four colors.
In einer Standby-Stellung ist der ferne Endabschnitt des Drahtes hinter einer fernen Endoberfläche 13c (Fig. 4) der Drahtführung 13 angeordnet, und die Länge des Drahtes wird derart gewählt, dass ein Tintenmeniskus, welcher in einem vorderen Abschnitt des Drahtführungsloches 13a gebildet wird, das ferne Ende des Drahtes abdeckt.In a standby position, the distal end portion of the wire is disposed behind a distal end surface 13c (Fig. 4) of the wire guide 13, and the length of the wire is selected such that an ink meniscus formed in a front portion of the wire guide hole 13a covers the distal end of the wire.
Eine Tintenführungsbaueinheit, welche die Tintenzufuhrführung 12 und die Drahtführung 13 umfasst, wird mit Bezugnahme auf Fig. 4 ausführlicher beschrieben.An ink guide assembly including the ink supply guide 12 and the wire guide 13 will be described in more detail with reference to Fig. 4.
Eine Tintenzufuhrführung 12" weist ein mittiges Loch 12"f zum Führen des fernen Endabschnittes des Drahtes auf. Die Tintenzufuhrführung 12" weist auch eine axiale Tintenführungsrille 12"b auf, welche zum mit Tinte getränkten Element 62 führt. Die Tintenführungsrille 12"b weist eine Breite und eine Tiefe auf, welche derart gewählt sind, dass Tinte vom Tintenbehälter 2 stabil zugeführt wird, wie später beschrieben wird. Die Tintenzufuhrführung 12" weist auf einer vorderen Oberfläche 12" davon eine kreisförmige Rille 12"a auf, welche mit der Tintenführungsrille 12"b über einen inneren Abschnitt (nicht dargestellt) kommuniziert. Die Drahtführung 13 weist ein nahes Ende 13d davon auf, welche in der kreisförmigen Rille 12"a angeordnet ist. Zwischen dem Draht und der Umfangsoberfläche, welche das Drahtführungsloch 13a in der Drahtführung 13 definiert, befindet sich nur ein kleiner Zwischenraum. Die Tinte wird unter Kapillaranziehung aus dem Tintenbehälter 2 durch die Tintenführungsrillen 12b, 12"b in der Tintenzufuhrführung 12, 12" und durch die Drahtführung 13 zum fernen Endabschnitt des Drahtes geführt.An ink supply guide 12" has a central hole 12"f for guiding the distal end portion of the wire. The ink supply guide 12" also has an axial ink guide groove 12"b leading to the ink-soaked member 62. The ink guide groove 12"b has a width and a depth selected such that ink is stably supplied from the ink tank 2, as will be described later. The ink supply guide 12" has on a front surface 12" thereof a circular groove 12"a which communicates with the ink guide groove 12"b via an inner portion (not shown). The wire guide 13 has a proximal end 13d thereof which is disposed in the circular groove 12"a. There is only a small gap between the wire and the peripheral surface defining the wire guide hole 13a in the wire guide 13. The ink is guided under capillary attraction from the ink tank 2 through the ink guide grooves 12b, 12"b in the ink supply guide 12, 12" and through the wire guide 13 to the distal end portion of the wire.
Eine Ausführungsform des Tintenbehälters 2 gemäß der vorliegenden Erfindung wird nunmehr mit Bezugnahme auf Fig. 2 im Detail beschrieben.An embodiment of the ink container 2 according to the present invention will now be described in detail with reference to Fig. 2.
Der Tintenbehälter 2, oder jeder Tintenbehälter 2a, 2b, umfasst einen Tintenbehälterkörper 40, zwei gestapelte mit Tinte getränkte Elemente 61, 62 aus einem porösen Material, welche im Raum im Tintenbehälterkörper 40 angeordnet sind, um letzteren auszufüllen, und einen Deckel 50. Die mit Tinte getränkten Elemente 61, 62 werden bei einem Druck unter dem atmosphärischen Druck im Bereich von 5 bis 10 mmHg mit Tinte getränkt, so dass Luft, welche in den porösen, mit Tinte getränkten Elementen zurückbleibt, möglichst weit verringert wird, um die Menge an zur Tränkung verwendeter Tinte zu erhöhen. Der Tintenbehälterkörper 40 weist eine Unterseite 40a auf, welche mit einem vorderen Tintenzufuhranschluss 41 und einer vorderen Wand 40b versehen ist, welche ein Luftloch 42 aufweist, das in einem abgestuften Abschnitt davon abgegrenzt ist. Der Tintenzufuhranschluss 12 weist einen Arm 12d auf, welcher in den Tintenzufuhranschluss 41 eingeschoben ist und vom Druckerkopfkörper 1 vorragt. Die Unterseite 40a des Tintenbehälterkörpers 40 weist einen erhabenen Abschnitt 44 auf, in welchem eine Mehrzahl Schlitze 45a, 45b, 45c vorgesehen sind, welche mit dem Tintenzufuhranschluss 41 kommunizieren. Die Schlitze 45a, 45b, 45c sind den Tintenzufuhrrillen 12b, welche im Arm 12d der Tintenzufuhrführung 12 vorgesehen sind, gegenüberliegend angeordnet und kommunizieren mit diesen. Wenngleich nicht dargestellt, sind die Schlitze 45a, 45b zusammengefügt, um einen einzigen Schlitz zu bilden, welcher die Tinte gemeinsam mit dem Schlitz 45c in die Tintenzufuhrrillen 12b führt. Der Tintenbehälterkörper 40 weist auch eine Seitenwand 40c auf, welche auf ihrer inneren Wand eine Mehrzahl senkrechter Rippen 47 aufweist, welche untere Enden aufweisen, welche gegen die Unterseite 40a gehalten werden, und obere Enden, welche außer Kontakt mit dem Behälterdeckel 50 gehalten werden.The ink container 2, or each ink container 2a, 2b, comprises an ink container body 40, two stacked ink-impregnated members 61, 62 made of a porous material arranged in the space in the ink container body 40 to fill the latter, and a lid 50. The ink-impregnated members 61, 62 are impregnated with ink at a pressure below atmospheric pressure in the range of 5 to 10 mmHg so that air remaining in the porous ink-impregnated members is reduced as much as possible to increase the amount of ink used for impregnation. The ink container body 40 has a bottom 40a provided with a front ink supply port 41 and a front wall 40b having an air hole 42 defined in a stepped portion thereof. The ink supply port 12 has an arm 12d which is inserted into the ink supply port 41 and protrudes from the printer head body 1. The bottom surface 40a of the ink tank body 40 has a raised portion 44 in which a plurality of slits 45a, 45b, 45c are provided which communicate with the ink supply port 41. The slits 45a, 45b, 45c are arranged opposite to and communicate with the ink supply grooves 12b provided in the arm 12d of the ink supply guide 12. Although not shown, the slits 45a, 45b are joined together to form a single slit which guides the ink into the ink supply grooves 12b together with the slit 45c. The ink container body 40 also has a side wall 40c having on its inner wall a plurality of vertical ribs 47 having lower ends held against the bottom 40a and upper ends held out of contact with the container lid 50.
Der Tintenbehälterkörper 40 weist ferner eine vordere Abteilung 48 auf, welche hinter dem Luftloch 42 und vor dem Tintenzufuhranschluss 41 angeordnet ist, wobei die vordere Abteilung 48 ein Ende aufweist, welches an die Seitenwand 40c angefügt ist. Der Behälterdeckel 50 weist auf einer unteren Oberfläche 50a davon eine Mehrzahl von Längsrippen 51 auf.The ink container body 40 further includes a front compartment 48 disposed behind the air hole 42 and in front of the ink supply port 41, the front compartment 48 having one end joined to the side wall 40c. The container lid 50 includes a plurality of longitudinal ribs 51 on a lower surface 50a thereof.
Der Raum oder das hohle Innere, welcher(s) durch die untere Wand 40a, die seitliche Wand 40c, die Abteilung 48 und den Deckel 50 des Tankkörpers 50 definiert wird, nimmt darin die beiden porösen Elemente 61, 62 als doppelte Lagen auf, welche nur mit der erhabenen Oberfläche 44 der unteren Wand 40a, den senkrechten Rippen 47 der seitlichen Wand 40c, der Abteilung 48 und den Rippen 51 des Deckels 50 in Kontakt gehalten werden. Die porösen Elemente 61, 62 weisen verschiedene durchschnittliche Lochgrößen oder -durchmesser auf. Das poröse Element 61, welches einen größeren durchschnittlichen Lochdurchmesser aufweist, wird an der Oberseite des anderen porösen Elements 62 angeordnet. Somit besteht das poröse Element 62, welches sich näher bei dem Tintenzufuhranschluss 41 befindet, aus einem porösen Material, welches einen kleineren durchschnittlichen Lochdurchmesser als jenen des porösen Elements 61 aufweist, während das poröse Element 61, welches weiter von dem Tintenzufuhranschluss 41 entfernt angeordnet ist, einen größeren durchschnittlichen Lochdurchmesser als jenen des porösen Elements 62 aufweist.The space or hollow interior defined by the bottom wall 40a, the side wall 40c, the compartment 48 and the lid 50 of the tank body 50 accommodates therein the two porous elements 61, 62 as double layers, which are held in contact only with the raised surface 44 of the bottom wall 40a, the vertical ribs 47 of the side wall 40c, the compartment 48 and the ribs 51 of the lid 50. The porous elements 61, 62 have different average hole sizes or diameters. The porous element 61 having a larger average hole diameter is arranged on the top of the other porous element 62. Thus, the porous member 62 located closer to the ink supply port 41 is made of a porous material having a smaller average hole diameter than that of the porous member 61, while the porous member 61 located farther from the ink supply port 41 has a larger average hole diameter than that of the porous member 62.
In der auf diese Weise konstruierten Tintenführungsbaueinheit und in dem auf diese Weise konstruierten Tintenbehälter ist die Kapillaranziehung entlang dem Tintenweg allmählich größer, das heißt, allmählich vom porösen Element 61, welches den größeren durchschnittlichen Lochdurchmesser aufweist, zum porösen Element 62, welches den kleineren durchschnittlichen Lochdurchmesser aufweist, und von dort zu den Tintenführungsschlitzen 45a, 45b, 45c, welche in der erhabenen Oberfläche 44 der Unterseite 40a des Tintenbehälterkörpers 40 vorgesehen sind, und so zu den Tintenführungsrillen 12b, welche im Tintenzufuhrführungsarm 12d vorgesehen sind, und von da zu Zwischenräumen zwischen der Tintenzufuhrführung 12 und der Drahtführung 13 und schließlich zu dem Zwischenraum zwischen der Tintenzufuhrführung 12 und dem Draht und dem Zwischenraum zwischen der Drahtführung 12 und dem Draht. Die oben genannte Kapillaranziehungseinstellung kann durch Bereitstellen der folgenden Abmessungen erreicht werden:In the ink guide assembly and ink container constructed in this manner, the capillary attraction is gradually larger along the ink path, that is, gradually from the porous member 61 having the larger average hole diameter to the porous member 62 having the smaller average hole diameter and from there to the ink guide slots 45a, 45b, 45c, which are provided in the raised surface 44 of the bottom surface 40a of the ink container body 40, and so to the ink guide grooves 12b provided in the ink supply guide arm 12d, and from there to gaps between the ink supply guide 12 and the wire guide 13, and finally to the gap between the ink supply guide 12 and the wire and the gap between the wire guide 12 and the wire. The above-mentioned capillary attraction adjustment can be achieved by providing the following dimensions:
Durchschnittlicher Lochdurchmesser des porösen Elements 61 0,4 mmAverage hole diameter of the porous element 61 0.4 mm
Durchschnittlicher Lochdurchmesser des porösen Elements 62 0,3 mmAverage hole diameter of the porous element 62 0.3 mm
Breite jedes der Tintenführungsschlitze 45a, 45b, 45c 0,12 mmWidth of each of the ink guide slots 45a, 45b, 45c 0.12 mm
Breite der Tintenführungsrillen 12b 0,1 mmWidth of ink guide grooves 12b 0.1 mm
Zwischenräume zwischen der Tintenzufuhrführung 12 und der Drahtführung 13 0,1 mmClearances between the ink feed guide 12 and the wire guide 13 0.1 mm
Zwischenraum zwischen der Oberfläche, welche das Drahtführungsloch 13a definiert, und dem Draht 0,01 mmClearance between the surface defining the wire guide hole 13a and the wire 0.01 mm
Eine Konstruktion zum abnehmbaren Anbringen des Tintenbehälters 2 wird mit Bezugnahme auf Fig. 1 und 3 beschrieben.A structure for detachably attaching the ink tank 2 will be described with reference to Figs. 1 and 3.
Der Druckerkopfkörper 1 weist einen Kopfrahmen 30 auf, welcher Seitenwände umfasst, die sich von oberen und hinteren Abschnitten des Druckerkopfkörpers 1 weg erstrecken und als Halterungsstütze 31 dienen. Jede der Seitenwände der Halterungsstütze 31 weist ein Halterungsstützenloch 32, eine Blattfeder 36, welche durch zwei senkrechte Ausnehmungen 33a, 33b in der Halterungsstütze 31 definiert wird und welche ein Halterungsbefestigungsloch 34 aufweist, und einen Führungsschlitz 35 auf. Eine Halterung 70a weist auf jeder ihrer entgegengesetzten Seiten einen zylindrischen Vorsprung 71a auf, welcher drehbar in einem Halterungsstützenloch 32 im Kopfrahmen 30 angebracht ist, und einen halbkugelförmigen Vorsprung 72a, welcher in einem Halterungsbefestigungsloch 34 einzugreifen imstande ist. Jeder der Tintenbehälter 2a, 2b weist eine Seite auf, welche näher bei der entsprechenden Halterungsstütze 31 angeordnet ist und einen zylindrischen Vorsprung 49 aufweist, welcher mit einer unteren Kante des entsprechenden Führungsschlitzes 35 einzugreifen imstande ist.The printer head body 1 has a head frame 30 which includes side walls extending from upper and rear portions of the printer head body 1 and serving as a support bracket 31. Each of the side walls of the support bracket 31 has a support bracket hole 32, a leaf spring 36 which is defined by two vertical recesses 33a, 33b in the support bracket 31 and which has a bracket mounting hole 34, and a guide slot 35. A bracket 70a has on each of its opposite sides a cylindrical projection 71a rotatably mounted in a support post hole 32 in the head frame 30 and a hemispherical projection 72a capable of engaging in a support mounting hole 34. Each of the ink containers 2a, 2b has a side located closer to the corresponding support post 31 and a cylindrical projection 49 capable of engaging with a lower edge of the corresponding guide slot 35.
Der Tintenbehälter 2 kann auf folgende Weise an der Halterung 70a befestigt und davon gelöst werden.The ink tank 2 can be attached to and detached from the holder 70a in the following manner.
Die Halterung 70a wird in der in Fig. 3 dargestellten Position gelagert, und der Tintenbehälter 2 wird in die Halterung 70a in der Richtung des Pfeiles C eingeschoben. Zu dieser Zeit muss der Tintenbehälter 2 nicht exakt in der Halterung 70a positioniert werden und kann somit einfach in die Halterung 70a eingeschoben werden. Dann wird die Halterung 70a in Richtung des Pfeiles D gedreht, um den Vorsprung 49 auf jeder der Seiten des Tintenbehälters 2 in Kontakt mit einer Kante des entsprechenden Führungsschlitzes 35 im Kopfrahmen 30 zu bringen, woraufhin der Tintenbehälter 2 in Bezug auf den Kopfrahmen 30 positioniert wird.The holder 70a is stored in the position shown in Fig. 3, and the ink container 2 is inserted into the holder 70a in the direction of arrow C. At this time, the ink container 2 does not need to be precisely positioned in the holder 70a and can thus be easily inserted into the holder 70a. Then, the holder 70a is rotated in the direction of arrow D to bring the projection 49 on each of the sides of the ink container 2 into contact with an edge of the corresponding guide slot 35 in the head frame 30, whereupon the ink container 2 is positioned with respect to the head frame 30.
Der Tintenzufuhranschluss 41 wird nun richtig oberhalb des Arms 12d der Tintenzufuhrführung 12 positioniert, welcher nach oben aus dem Druckerkopfkörper 1 vorragt. Eine fortgesetzte Drehbewegung der Halterung 70a bewirkt, dass der Arm 12d in den Tintenzufuhranschluss 41 eingreift und in den Tintenbehälter 2 eingeschoben wird. Der halbkugelförmige Vorsprung 72a auf jeder Seite der Behälterhalterung 70a kommt mit den Blattfedern 36 zum Eingriff und spreizt diese auseinander. Die halbkugelförmigen Vorsprünge 72a greifen schließlich in die Befestigungslöcher 34 in den Blattfedern 36 ein, woraufhin die Blattfedern 36 zu den vertikalen Positionen zurückkehren, um die Halterung 70a sicher in ihrer Position festzuhalten. Zu diesem Zeitpunkt sind die Tintenführungsschlitze 45a, 45b, 45c in der unteren oder inneren Wandoberfläche 40a des Tintenbehälters 2 den Tintenführungsrillen 12b im Arm 12d der Tintenzufuhrführung 12 gegenüberliegend angeordnet und bilden auf diese Weise einen Teil des Tintenwegs vom Tintenbehälter 2 zum Druckerkopfkörper 1. Der Tintenbehälter 2 kann in einem Verfahren, welches das umgekehrte des oben beschriebenen Befestigungsverfahrens ist, entfernt werden.The ink supply port 41 is now properly positioned above the arm 12d of the ink supply guide 12, which projects upward from the printer head body 1. Continued rotation of the bracket 70a causes the arm 12d to engage the ink supply port 41 and be inserted into the ink tank 2. The hemispherical projection 72a on each side of the tank bracket 70a engages the leaf springs 36 and spreads them apart. The hemispherical projections 72a finally engage the mounting holes 34 in the leaf springs 36, whereupon the leaf springs 36 return to the vertical positions to securely hold the bracket 70a in position. At this time, the ink guide slots 45a, 45b, 45c in the lower or inner wall surface 40a of the ink tank 2 are arranged opposite the ink guide grooves 12b in the arm 12d of the ink supply guide 12, thus forming part of the ink path from the ink tank 2 to the printer head body 1. The ink tank 2 can be removed in a process which is the reverse of the mounting process described above.
Beim Betrieb ragt das ferne Ende des Drahtes durch den Tintenmeniskus, führt Tinte darauf mit und berührt ein Blatt Druckpapier (nicht dargestellt), um die Tinte auf das Druckpapier zu übertragen. Ist der Draht in einer Standby- Position, so ist das ferne Ende davon innerhalb der fernen Endoberfläche 13c der Drahtführung 13 angeordnet, so dass ein Tintenmeniskus vor dem fernen Ende des Drahtes gebildet wird. Demzufolge wird Tinte immer wieder am fernen Ende des Drahtes aufgebracht, während letzterer vorgeschoben und zurückgezogen wird. Der Transfer von Tinte zum fernen Ende des Drahtes und andere Einzelheiten eines Tintendrahtrasterdruckverfahrens werdenIn operation, the distal end of the wire extends through the ink meniscus, carries ink thereon, and contacts a sheet of printing paper (not shown) to transfer the ink to the printing paper. When the wire is in a standby position, the distal end thereof is disposed within the distal end surface 13c of the wire guide 13 so that an ink meniscus is formed in front of the distal end of the wire. Accordingly, ink is repeatedly applied to the distal end of the wire as the latter is advanced and retracted. The transfer of ink to the distal end of the wire and other details of an ink wire screen printing process will be described later.
in EP-A-97009 beschrieben und daher hier nicht ausführlicher beschrieben.described in EP-A-97009 and therefore not described in more detail here.
Jedwede überschüssige Tinte auf der fernen Endoberfläche 13c der Drahtführung 13 wird unter Kapillarwirkung in - dem Querschnitt nach - V-förmige Sammelrillen 13b (Fig. 3) gezogen, welche in der vorderen und den seitlichen Oberflächen der Drahtführung 13 vorgesehen sind, und wird zur Tintenzufuhrführung 12 zurückgeführt, ohne das Druckpapier zu verschmieren. Die Rillen 13b sind demnach in der fernen Endoberfläche der Drahtführung 13 vorgesehen und kommunizieren mit dem Drahtführungsloch 13a. Wie aus Fig. 3 hervorgeht, erstrecken sich die Rillen 13b zum äußeren Umfang der Drahtführung 13, um zur Umgebung hin offen zu sein.Any excess ink on the distal end surface 13c of the wire guide 13 is drawn by capillary action into V-shaped collecting grooves 13b (Fig. 3) in cross section provided in the front and side surfaces of the wire guide 13, and is returned to the ink supply guide 12 without smearing the printing paper. The grooves 13b are thus provided in the distal end surface of the wire guide 13 and communicate with the wire guide hole 13a. As shown in Fig. 3, the grooves 13b extend to the outer periphery of the wire guide 13 to be open to the outside.
Der Betrieb des Tintenzufuhrmechanismus des oben genannten Tintendrahtrasterdruckerkopfes wird nunmehr beschrieben.The operation of the ink supply mechanism of the above-mentioned ink wire raster printer head will now be described.
Um eine geeignete Punktdichte zu erzielen, ist es erforderlich, eine geeignete Tintenmenge stabil am fernen Ende des Drahtes aufzubringen. Daher sollte das Drahtführungsloch 13a eine geeignete Größe in der Nähe des fernen Endes des Drahtes aufweisen, und eine geeignete Tintenmenge, ohne Überschuss oder Mangel an Tinte, sollte aus dem Tintenbehälter 2 zugeführt werden.In order to obtain an appropriate dot density, it is necessary to stably apply an appropriate amount of ink to the far end of the wire. Therefore, the wire guide hole 13a should have an appropriate size near the far end of the wire, and an appropriate amount of ink, without excess or shortage of ink, should be supplied from the ink tank 2.
Bei der oben beschriebenen Druckerkopfkonstruktion setzt sich der Tintenführungsweg vom Tintenbehälter 2 zu einer Position in der Nähe des fernen Endes des Drahtes aus Schlitzen, Rillen und Zwischenräumen zusammen. Durch Wählen geeigneter Abmessungen der Breiten der Schlitze, Rillen und Zwischenräume kann die zum Drucken erforderliche Tintenmenge unter Kapillaranziehung zum fernen Ende des Drahtes geführt werden, ohne ein Überlaufen zu bewirken. Da die Zwischenräume zwischen der Drahtführung 13 und der Tintenzufuhrführung 12 bemessen werden können, um Tinte unter Kapillaranziehung darin zurückzuhalten, kann eine geeignete Menge Tinte zugeführt werden, auch wenn die Tintenzufuhr von den Tintenzufuhrrillen 12b auf Grund erhöhten Tintenverbrauchs reduziert ist.In the above-described printer head construction, the ink guide path from the ink tank 2 to a position near the distal end of the wire is composed of slits, grooves and spaces. By selecting appropriate dimensions of the widths of the slits, grooves and spaces, the amount of ink required for printing can be guided to the distal end of the wire under capillary attraction without causing overflow. Since the spaces between the wire guide 13 and the ink supply guide 12 can be sized to retain ink therein under capillary attraction, an appropriate amount of ink can be supplied even if the ink supply from the ink supply grooves 12b is reduced due to increased ink consumption.
Die Abmessungen der Tintenzufuhrrillen und - zwischenräume, die Lochdurchmesser der porösen Elemente 61, 62 und die Breiten der Schlitze 45a, 45b, 45c werden derart gewählt, dass die Kapillaranziehung entlang dem Tintenweg progressiv größer wird. Daher wird die Tintenzufuhr auf dem Tintenweg nicht unterbrochen, wie unten beschrieben wird.The dimensions of the ink supply grooves and spaces, the hole diameters of the porous elements 61, 62 and the widths of the slots 45a, 45b, 45c are selected such that the capillary attraction along the ink path becomes progressively larger. Therefore, the ink supply on the ink path is not interrupted as described below.
Die Tinte aus dem Tintenbehälter 2 wird mit Fortdauer des Druckvorgangs verbraucht, Tinte fließt aus dem porösen Element 62 durch die Tintenführungsrillen 12b, oder durch die Tintenführungsrillen 12b und die Schlitze 45a, 45b, 45c, in den Druckerkopfkörper 1. Da sich die Tinte zu jenem Zeitpunkt quer über das poröse Element 62 bewegt, ist die Entfernung, welche die Tinte durch das poröse Element 62 zurücklegt, gering und es kommt zu keiner Unterbrechung des Tintenflusses. Wenn Tinte im porösen Element 62 verbraucht wird, kommt es sofort zu einer Druckdifferenz zwischen der Tinte im porösen Element 61 und der Tinte im porösen Element 62, in Folge des Unterschieds ihrer durchschnittlichen Lochdurchmesser, und dieselbe Tintenmenge, welche verbraucht wird, wird aus dem porösen Element 61 zum porösen Element 62 zugeführt. Zu diesem Zeitpunkt kommt es zu keiner Unterbrechung des Tintenflusses, da sich die Tinte quer im und über das poröse Element 61 bewegt. Die Tintenmenge, welche im porösen Element 62 festgehalten wird, entspricht somit im Wesentlichen jener, die abgegeben wurde. Daher wird mit Fortdauer des Druckvorgangs zunächst die Tinte im porösen Element 61 und dann die Tinte im porösen Element 62 aufgebraucht.The ink in the ink tank 2 is consumed as the printing process continues, ink flows from the porous member 62 through the ink guide grooves 12b, or through the ink guide grooves 12b and the slits 45a, 45b, 45c, into the printer head body 1. Since the ink moves across the porous member 62 at that time, the distance that the ink travels through the porous member 62 is small and there is no interruption in the flow of ink. When ink in the porous member 62 is consumed, a pressure difference immediately occurs between the ink in the porous member 61 and the ink in the porous member 62 due to the difference in their average hole diameters, and the same amount of ink that is consumed is supplied from the porous member 61 to the porous member 62. At this time, there is no interruption in the flow of ink because the ink moves across and across the porous member 61. The amount of ink retained in the porous member 62 is thus substantially equal to that which has been discharged. Therefore, as the printing process continues, the ink in the porous member 61 is consumed first and then the ink in the porous member 62 is consumed.
Der Tintenführungsmechanismus im Druckerkopfkörper funktioniert derart, dass er denselben Vorteil ermöglicht. Wenn der Tintenfluss im Tintenweg auf Grund von Vibrationen oder dergleichen unterbrochen wird, wird eine Tintenmasse, welche auf diese Weise unterbrochen wurde, vorwärts bewegt, bis sie mit einer vorhergehenden Tintenmasse verbunden ist, da die Kapillaranziehung im Tintenweg größer als im Tintenbehälter ist. Da die Kapillaranziehung in der Nähe des fernen Endes des Drahtes größer als in jenem Abschnitt des Tintenwegs ist, in welchem der Fluss unterbrochen ist, wird keine Tinte vom fernen Ende des Drahtes zurückgezogen, und somit wird die Punktdichte nicht einmal für einen Moment instabil, so dass die gesamte Tinte am fernen Ende des Drahtes aufgebraucht werden kann.The ink guide mechanism in the printer head body functions to provide the same advantage. When the flow of ink in the ink path is interrupted due to vibration or the like, a mass of ink which has been interrupted in this way is moved forward until it is connected to a preceding mass of ink, since the capillary attraction in the ink path is greater than in the ink tank. Since the capillary attraction near the distal end of the wire is greater than in that portion of the ink path where the flow is interrupted, no ink is drawn back from the distal end of the wire, and thus the dot density does not become unstable even for a moment, allowing all the ink to be used up at the far end of the wire.
Bei der oben beschriebenen Tintenbehälterkonstruktion werden die mit Tinte getränkten Elemente 61, 62 auf den Rippen 47, 51 im Tintenbehälterkörper 40 getragen. Die mit Tinte getränkten Elemente 61, 62 sind demnach von einer Luftschicht umgeben, welche über das Luftloch 42 mit der Umgebungsluft kommuniziert. Da das Tränken mit Tinte unter niedrigem Druck erfolgt, findet sich in den mit Tinte getränkten Elementen 61, 62 im Wesentlichen keine von der Tinte umschlossene Luftschicht oder -blase. Daher wird jedwede Expansion von Luft im Behälter 2, welche durch einen Anstieg der Temperatur oder eine Reduktion des atmosphärischen Drucks bewirkt wird, durch das Luftloch 42 abgelassen, so dass der Druck im Behälter 2 auf atmosphärischen Druck eingestellt wird und Tinte nicht aus dem Tintenbehälter 2 hinausdrängt.In the ink container construction described above, the ink-soaked elements 61, 62 are supported on the ribs 47, 51 in the ink container body 40. The ink-soaked elements 61, 62 are thus surrounded by an air layer which communicates with the ambient air via the air hole 42. Since the ink soaking is carried out under low pressure, there is essentially no air layer or bubble enclosed by the ink in the ink-soaked elements 61, 62. Therefore, any expansion of air in the container 2 caused by a rise in temperature or a reduction in atmospheric pressure is vented through the air hole 42 so that the pressure in the container 2 is adjusted to atmospheric pressure and ink is not forced out of the ink container 2.
Der Tintenbehälter 2 ist daher gegen ein Ausströmen von Tinte in Folge von Schwankungen der Temperatur und des atmosphärischen Drucks geschützt und ist imstande, Tinte stabil zuzuführen.The ink tank 2 is therefore protected against ink leakage due to fluctuations in temperature and atmospheric pressure and is capable of supplying ink stably.
Der Tintenbehälter 2 und der Tintenführungsweg zum Zuführen von Tinte zum Draht, weisen Abmessungen auf, welche von der Genauigkeit der Formen der Komponenten abhängen. Da die Komponenten einfach mit hoher Maßgenauigkeit geformt werden können, beispielsweise durch Formverfahren, können der Tintenbehälter 2 und der Tintenführungsweg höchst maßhaltig sein und sich für eine stabile Tintenzufuhr eignen. Der Tintenbehälter 2 und der Tintenführungsweg können einfach zusammengebaut werden, da sie sich aus einer kleinen Anzahl von Teilen zusammensetzen. Sie können über einen langen Einsatzzeitraum frei von Verschleiß und Verformung gehalten werden und ihr ursprüngliches Leistungsvermögen zum Teil auf Grund der Schmierung durch die Tinte beibehalten.The ink tank 2 and the ink guide path for supplying ink to the wire have dimensions which depend on the accuracy of the shapes of the components. Since the components can be easily formed with high dimensional accuracy, for example, by molding, the ink tank 2 and the ink guide path can be highly dimensionally stable and suitable for stable ink supply. The ink tank 2 and the ink guide path can be easily assembled since they are composed of a small number of parts. They can be kept free from wear and deformation over a long period of use and their original performance is retained partly due to the lubrication provided by the ink.
Fig. 4 ist eine in Einzelteile auseinandergezogene Ansicht einer weiteren Version eines Tintenführungselements 12".Fig. 4 is an exploded view of another version of an ink guide element 12".
Das Tintenführungselement 12" weist eine Tintenführungsrille 12"b auf, in welcher ein poröses Tintenführungselement 12e angebracht ist, welches als Verlängerung der mit Tinte getränkten Elemente im Tintenbehälter dient. Die Wirkungsweise des Tintenführungselements 12" ist im Wesentlichen dieselbe wie jene der vorhergehenden Ausführungsform.The ink guide element 12" has an ink guide groove 12"b in which a porous ink guide element 12e is mounted, which serves as an extension of the ink-soaked elements in the ink container. The operation of the ink guide element 12" is essentially the same as that of the previous embodiment.
Fig. 8 ist eine in Einzelteile auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Tintenzufuhrsektion eines Tintenbehälters 2" gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Teile des Tintenbehälters aus Fig. 8 sind abgesehen von einem porösen Element 60" dieselben wie jene, welche in Fig. 2 dargestellt werden. Das poröse Element 60" weist eine unterschiedliche vordere und hintere Stärke auf, so dass der dickere Vorderabschnitt, welcher dem Tintenzufuhranschluss 41 benachbart angeordnet ist, durch den Behälterdeckel 50 zusammengedrückt wird, wenn das poröse Element 60" in den Behälterkörper 40 eingeführt wird. Demnach weist, auch wenn das poröse Element 60" gleichförmige Lochdurchmesser aufweist, der Vorderabschnitt davon, welcher dem Tintenzufuhranschluss 41 benachbart liegt, einen kleineren durchschnittlichen Lochdurchmesser auf, wobei der Lochdurchmesser zum hinteren Abschnitt hin, welcher von dem Tintenzufuhranschluss 41 entfernt liegt, progressiv größer wird, zu dem Zeitpunkt, zu dem das poröse Element 60" im Tintenbehälterkörper 40 angeordnet wird. Das poröse Element 60" entspricht von der Struktur her einer Mehrzahl poröser Filmlagen mit unterschiedlichen durchschnittlichen Lochdurchmessern, welche im Tintenbehälterkörper 40 angeordnet werden, wobei die durchschnittlichen Lochdurchmesser vom Vorderabschnitt zum hinteren Abschnitt des Elements 60" hin progressiv größer werden. Demnach ist die Funktion des porösen Elements 60" im Wesentlichen dieselbe wie jene der porösen Elemente 61, 62, welche in Fig. 4 dargestellt werden.Fig. 8 is an exploded perspective view of another embodiment of the ink supply section of an ink container 2" according to the present invention. The parts of the ink container of Fig. 8 are the same as those shown in Fig. 2 except for a porous member 60". The porous member 60" has a different front and rear thickness so that the thicker front portion, which is located adjacent the ink supply port 41, is compressed by the container lid 50 when the porous member 60" is inserted into the container body 40. Therefore, even if the porous member 60" has uniform hole diameters, the front portion thereof adjacent to the ink supply port 41 has a smaller average hole diameter, and the hole diameter becomes progressively larger toward the rear portion remote from the ink supply port 41 at the time the porous member 60" is disposed in the ink container body 40. The porous member 60" is structurally equivalent to a plurality of porous film layers having different average hole diameters arranged in the ink container body 40, the average hole diameters becoming progressively larger from the front portion to the rear portion of the member 60". Accordingly, the function of the porous member 60" is substantially the same as that of the porous members 61, 62 shown in Fig. 4.
Wenngleich bei der Ausführungsform aus Fig. 1 der Tintenbehälter 2 oberhalb des Druckerkopfs 1 angeordnet ist, kann der Tintenbehälter 2 unterhalb der Drähte angeordnet werden, um eine stabile Druckdichte durch das oben beschriebene Tintenführungsverfahren zu erzielen.Although in the embodiment of Fig. 1 the ink tank 2 is arranged above the printer head 1, the ink tank 2 may be arranged below the wires to achieve a stable printing density by the ink guiding method described above.
Bei den oben beschriebenen Konstruktionen kann Tinte durch eine einfache Konstruktion stabil aus einem Tintenbehälter zum fernen Ende eines Drahtes zugeführt werden, und Tinte wird stabil am fernen Ende des Drahtes aufgebracht, um für eine stabile und geeignete Punktdichte zu sorgen. Die Tinte wird im Tintenweg nicht unterbrochen, und das Risiko eines Ausfalls der Zufuhr wird verringert. Die im Tintenführungsweg aufgenommene Tintenmenge ist kleiner als bei einer bekannten Anordnung der Fall wäre, bei welcher ein poröses Element verwendet wird, um Tinte am fernen Ende des Drahtes aufzubringen. Demnach ist die Menge an verschwendeter Tinte, welche nicht zum Drucken verwendet wird, gering, und somit kann im Wesentlichen die gesamte Tinte im Tintenbehälter effizient zum Drucken verwendet werden.In the above-described constructions, ink can be stably supplied from an ink tank to the distal end of a wire by a simple construction, and ink is stably applied to the distal end of the wire to provide a stable and appropriate dot density. Ink is not interrupted in the ink path, and the risk of supply failure is reduced. The amount of ink accommodated in the ink guide path is smaller than would be the case with a known arrangement in which a porous member is used to apply ink to the distal end of the wire. Accordingly, the amount of wasted ink that is not used for printing is small, and thus substantially all of the ink in the ink tank can be efficiently used for printing.
Wenn die Tinte im Tintenbehälter zu Ende geht, oder wenn die Tinte im Tintenbehälter durch Trocknen bei einer hohen Temperatur hochgradig zähflüssig wird, oder wenn die Zufuhr von Tinte auf Grund ihrer Verfestigung ausfällt, kann ein neuer Patronentintenbehälter angebracht werden, so dass frische Tinte unverzüglich zum fernen Ende des Drahtes zugeführt werden kann, um den gewünschten Druckvorgang fortzusetzen.When the ink in the ink tank runs out, or when the ink in the ink tank becomes highly viscous due to drying at a high temperature, or when the supply of ink stops due to its solidification, a new cartridge ink tank can be attached so that fresh ink can be immediately supplied to the far end of the wire. can be fed to continue the desired printing process.
Beim oben beschriebenen Druckerkopf findet auf Grund von Schwankungen der Temperatur und des atmosphärischen Drucks kein Tintenfluss statt und eine stabile Tintenpunktdichte ist möglich. Ein unerwünschter Tintenfluss aus dem Tintenbehälter wird verhindert, wodurch ein Beschmieren des Druckpapiers mit unerwünschten Tintenflecken verhindert wird. Keine Tinte dringt in den Druckerkopfmechanismus ein, wodurch eine Fehlfunktion desselben verhindert wird. Der Patronentintenbehälter kann zum Erneuern des Tintenvorrats einfach abgenommen und angebracht werden.With the printer head described above, no ink flow occurs due to fluctuations in temperature and atmospheric pressure, and a stable ink dot density is possible. Unwanted ink flow from the ink tank is prevented, thus preventing unwanted ink stains from smearing the printing paper. No ink enters the printer head mechanism, thus preventing it from malfunctioning. The cartridge ink tank can be easily removed and attached to renew the ink supply.
Da das oben beschriebene erfindungsgemäße Tintenzufuhrsystem von einfacher Bauart ist, ist der dafür erforderliche Platz gering. In Fällen, in denen sich ein Mehrfarbendruckerkopf oben beschriebener Tintenzufuhrsysteme bedient, können die Tintenzufuhrsysteme für verschiedene Tintenfarben weit voneinander beabstandet werden, so dass ein unerwünschtes Vermischen der Farben vermieden werden kann.Since the ink supply system according to the invention described above is of a simple design, the space required for it is small. In cases where a multi-color printer head uses the ink supply systems described above, the ink supply systems for different ink colors can be spaced far apart from each other so that undesirable mixing of the colors can be avoided.
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