DE69011605T2 - Aufzeichnungskopf mit Abdeckung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft einen Aufzeichnungskopf gemäß dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 2, eine Abdeckung für einen Aufzeichnungskopf gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6 und ein Verfahren zur Inbetriebnahme einer Tintenstrahlpatrone gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7.
• Es ist bekannt, daß ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf verwendet wird, der eine Abdeckung zum Schließen der Ausstoßöffnungen für einen Regenerationsvorgang zum Verbessern des Ausstoßvermögens aufweist. Es ist ferner bekannt, daß ein großes Abdeckelement zur Abdeckung der Ausstoßöffnungen und zur Entlüftung nach der Beendigung des Aufzeichnungsvorganges verwendet wird.
• Es befindet sich ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf mit einem integralen Tintenbehälter auf dem Markt. Im Verkaufszustand besitzt der Aufzeichnungskopf ein Abdichtungsband, das an der Seite der Ausstoßöffnungen haftet. In manchen Fällen ist er in einer Verpackung enthalten.
• Wenn jedoch der Aufzeichnungskopf gekauft wird und die erste Aufzeichnung begonnen werden soll, befindet sich eine unterschiedliche Menge von Luft oder Gas im Aufzeichnungskopf, je nach der Länge, über die der Aufzeichnungskopf gelagert wurde. In manchen Fällen ist es schwierig, einen stabiiisierten Betrieb zu erreichen, selbst wenn die Regenerationseinrichtung verwendet wird. Um dieses Problem zu beseitigen, hat man versucht, ein Band mit größerem Haftungsvermögen zu verwenden. Es wird jedoch dann eine größere Kraft benötigt, um das Band abzuziehen, wodurch jedoch möglicherweise der Aufzeichnungskopf herunterfällt oder die Tinte aus dem Aufzeichnungskopf verspritzt wird. Selbst wenn das Abdichtungsband ordnungsgemäß abgezogen wird, verbleibt der Kleber in den Ausstoßöffnungen oder um diese herum, wodurch ein ordnungsgeinäßes Aufzeichnen verhindert wird.
• Wenn die Fläche der Ausstoßseite des Aufzeichnungskopfes eine abgestufte Form besitzt, wird normalerweise kein Abdichtungsband verwendet. Dies ist auf die vorstehend genannten Probleme und auf die Schwierigkeiten beim Befestigen des Bandes zurückzuführen.
• Aus der DE-35 22 799 A1 ist eine Abdeckeinrichtung für einen Aufzeichnungskopf bekannt, bei der die Tintenausstoßöffnungen mit einer Abdeckung abgedeckt sind, die einen mit Tinte gefüllten Raum begrenzt. Diese bekannte Abdeckung hat jedoch den Nachteil, daß der Aufzeichnungskopf nach Entfernung der Abdeckung durch die Tinte verunreinigt werden kann.
• Hauptziel der Erfindung ist es daher, einen Aufzeichnungskopf, eine Abdeckung für einen Aufzeichnungskopf und ein Verfahren zum Beginnen des Gebrauches einer Tintenstrahlpatrone zu schaffen, die keine komplizierte Konstruktion einer Regenerationseinrichtung benötigen, sondern nach einer langen Stillegezeit eine gute anfängliche Aufzeichnung ermöglichen.
• Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem nicht vorhergesagten Problem. In bezug auf Aufzeichnungsköpfe sind diverse Vorschläge unterbreitet worden, um die während des Aufzeichnungsvorganges auftretenden Probleme zu lösen. Die vorstehend beschriebenen Probleme sind jedoch nicht gelöst worden. Von den Erfindern sind diverse Versuche und Untersuchungen in bezug auf die Situation durchgeführt worden, in der die Aufzeichnungsköpfe auf den Markt gebracht werden, wobei die nachfolgenden Probleme ermittelt wurden.
• In manchen Fällen wird die Tinte verspritzt, und Tinte erscheint in der Verpackung, obwohl die Gründe dafür nicht bekannt sind. Wenn die Ausstoßöffnungen geschlossen sind, findet während der üblichen Langzeittests oder Vibrationstests kein Lecken der Tinte statt. Wenn jedoch der Aufzeichnungskopf langsam und kontinuierlich gedreht oder verschwenkt wird, wurde jedoch überraschend festgestellt, daß Tinte durch die Entlüf tung leckt. Diese Neigung zum Lecken ist im Anfangsstadium, bevor der Aufzeichnungskopf in das Geschäft zum Verkauf gelangt, stärker. Wenn einmal mit dem Aufzeichnungsvorgang begonnen worden ist, tritt kein Lecken mehr auf.
• Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht in der Schaffung eines Lagerverfahrens und einer Abdeckung für einen Aufzeichnungskopf, der abgestufte Flächen besitzt.
• Ferner sollen erfindungsgemäß ein Aufzeichnungskopf, ein Lagerverfahren und eine Abdeckung hierfür geschaffen werden, bei denen der anfängliche Aufzeichnungsvorgang nach einer bestimmten Lagerdauer stabilisiert wird.
• Diese Ziele der Erfindung werden durch die Merkmale der Patentansprüche 1, 2, 6 und 7 gelöst.
• Weitere vorteilhafte Entwicklungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
• Diese und weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen besser verständlich. Es zeigen:
• Figur 1 eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht einer Tintenstrahlpatrone;
• Figur 2 eine perspektivische Ansicht der Tintenstrahlpatrone;
• Figur 3 eine perspektivische Ansicht des Tintenbehälters der Tintenstrahlpatrone in der Seitenansicht, wenn der Tintenstrahlaufzeichnungskopf an einer Aufzeichnungsvorrichtung montiert ist;
• Figur 4 eine Draufsicht auf die an der Haupteinheit montierte Tintenstrahlpatrone;
• Figur 5 eine perspektivische Ansicht der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung;
• Figur 6 eine auseinandergezogene Teildarstellung einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• Figur 7 eine Schnittansicht des Aufzeichnungskopfes der Figur 6;
• die Figuren 8 und 9 perspektivische Ansichten einer Abdeckung und eines Aufzeichnungskopfes gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• die Figuren 10A und 10B eine perspektivische Ansicht und eine auseinandergezogene Teildarstellung der Dichtung und der Entlüftung;
• die Figuren 11A, 11B und 11C die Verwendung des Aufzeichnungskopfes, der die erfindungsgemäß ausgebildete Konstruktion aufweist; und
• Figur 12 eine perspektivische Ansicht der Montage der Tintenstrahlpatrone der Figur 1 am Schlitten der Figur 4.
• Die Figuren 1 bis 5 zeigen eine Tintenstrahleinheit IJU, eine Tintenstrahlerhitzungseinheit IJH, einen Tintenbehälter IT, eine Tintenstrahlpatrone IJC, einen Kopfschlitten HC und eine Haupteinheit IJRA einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sowie die Relationen zwischen diesen Bestandteilen. Der Aufbau der entsprechenden Elemente wird nachfolgend erläutert.
• Wie aus der perspektivischen Ansicht der Figur 2 hervorgeht, besitzt die Tintenstrahlpatrone IJC bei dieser Ausführungsform einen relativ großen Tintenaufnahmeraum, und ein Endabschnitt der Tintenstrahleinheit IJU steht geringfügig von der vorderen Seitenfläche des Tintenbehälters IT vor. Die Tintenstrahlpatrone IJC ist über geeignete Positionierungseinrichtungen und elektrische Kontakte, die im Detail hiernach beschrieben werden, in ihrer korrekten Position am Schlitten HC (Figur 4) der Haupteinheit IJRA der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung montierbar. Bei dieser Ausführungsform ist ein beseitigbarer Kopf vorgesehen, der lösbar am Schlitten HC montierbar ist. Die in den Figuren 1-5 dargestellten Bauteile enthalten verschiedene neuartige Merkmale, die nachfolgend zuerst allgemein beschrieben werden.
(i) Tintenstrahleinheit IJU
• Bei der Tintenstrahleinheit IJU handelt es sich um eine mittels Blasen arbeitende Tintenstrahlaufzeichnungseinheit, bei der elektrothermische Wandler Verwendung finden, die in Abhängigkeit von elektrischen Signalen thermische Energie erzeugen, um ein Filmsieden der Tinte zu verursachen.
• Wie aus Figur 1 hervorgeht, umfaßt die Einheit eine Heizplatte 100, bei der elektrothermische Wandler (Ausstoßheizelemente) in einer Linie auf einem Si-Substrat und elektrische Leitungen aus Aluminium o.a. zur Zuführung von elektrischer Energie angeordnet sind. Die elektrothermischen Wandler und die elektrischen Leitungen sind über einen Filmerzeugungsprozeß hergestellt. Eine Verdrahtungsplatte 200 ist der Heizplatte 100 zugeordnet und umfaßt eine Verdrahtung, die der Verdrahtung der Heizplatte 100 entspricht (beispielsweise über die Drahtverbindungstechnik angeschlossen), und an einem Ende der Verdrahtung angeordnete Kissen 201 zum Empfang von elektrischen Signalen von der Haupteinheit der Aufzeichnungsvorrichtung.
• Eine obere Platte 1300 ist mit Nuten versehen, die Trennwände zum Trennen von benachbarten Tintenkanälen und eine gemeinsame Flüssigkeitskammer zur Aufnahme der in entsprechenden Tintenkanälen zuzuführenden Tinte bilden. In die obere Platte 1300 ist eine Tintenstrahlöffnung 1500 integriert, um die vom Tintenbehälter IT zugeführte Tinte aufzunehmen und die Tinte zu der gemeinsamen Kammer zu führen. Ferner ist eine Öffnungsplatte 400 integriert, die eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen aufweist, die den Tintenkanälen entsprechen. Das Material der integrierten Einheit ist vorzugsweise Polysulfon. Es kann jedoch auch irgendein anderes formbares Harzmaterial Verwendung finden.
• Ein Lagerelement 300 besteht beispielsweise aus Metall, lagert die Rückseite der Verdrahtungsplatte 200 in einer Ebene und bildet eine Bodenplatte der Tintenstrahleinheit IJU. Eine Begrenzungsfeder 500 besitzt die Form eines "M" und hat einen mittleren Abschnitt, der mit geringem Druck gegen die gemeinsame Kammer drückt. Eine Klemme 501 preßt auf konzentrierte Weise mit linearem Druck gegen einen Teil des Flüssigkeitskanales, vorzugsweise den Teil in der Nachbarschaft der Ausstoßöffnungen. Die Begrenzungsfeder 500 besitzt Schenkel zum Festklemmen der Heizplatte 100 und der oberen Platte 1300, indem sie die Öffnungen 3121 der Lagerplatte 300 durchdringt und mit der Rückseite der Lagerplatte 300 in Eingriff steht. Somit werden die Reizplatte 100 und die obere Platte 1300 durch die konzentrierte Druckkraft der Schenkel und der Klemme 501 der Feder 500 festgeklemmt. Die Lagerplatte 300 besitzt Positionierungsöffziungen 312, 1900 und 2000, die mit zwei Positionierungsvorsprüngen 1012 in Eingriff bringbar sind und Vorsprünge 1800 und 1801 des Tintenbehälters IT Positionieren sowie schmelzfixieren. Sie umfaßt ferner Vorsprünge 2500 und 2600 an ihrer Rückseite zur Positionierung relativ zum Schlitten HC der Haupteinheit IJRA.
• Ferner besitzt das Lagerelement 300 ein Loch 320, durch das ein Tintenzuführrohr 2200, das hiernach beschrieben wird, dringt, um Tinte vom Tintenbehälter zuzuführen. Die Verdrahtungsplatte 200 ist über einen Kleber o.a. am Lagerelement 300 montiert. Das Lagerelement 300 ist mit Ausnehmungen 2400 und 2400 benachbart zu den Positionierungs vorsprüngen 2500 und 2600 versehen.
• Wie in Figur 2 gezeigt, besitzt die zusammengebaute Tintenstrahlpatrone IJC einen vorstehenden Kopfabschnitt, der drei Seiten aufweist, die mit mehreren parallelen Nuten 3000 und 3001 versehen sind. Die Ausnehmungen 2400 und 2400 sind an Verlängerungen der parallelen Nuten an der oberen und unteren Seite vorgesehen, um zu verhindern, daß Tinte oder Fremdpartikel sich entlang der Nut bewegen und die Vorsprünge 2500 und 2600 erreichen. Das Abdeckelement 800, das die parallelen Nuten 3000 aufweist, wie in Figur 1 gezeigt, bildet ein äußeres Gehäuse der Tintenstrahlpatrone IJC und wirkt mit dem Tintenbehälter zusammen, um einen Raum zur Aufnahme der Tintenstrahleinheit IJU zu bilden. Das Tintenzuführelement 600, das die parallele Nut 3001 aufweist, besitzt ein Tintenleitungsrohr 1600, das mit dem vorstehend genannten Tintenzuführrohr 2200 in Verbindung steht und an der Seite des Zuführrohres 2200 vorsteht. Um an der festen Seite des Tintenleitungsrohres 1600 und des Tintenzuführrohres 2200 die Kapillarwirkung sicherzustellen, ist ein Dichtungsstift 602 eingesetzt.
• Ein Dichtungsring 601 dichtet den Verbindungsabschnitt zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Zuführrohr 2200 ab. Ein Filter 700 ist am Behälterseiten,ende des Zuführrohres angeordnet. Das Tintenzuführelement 600 ist ein Formteil und daher mit niedrigen Kosten mit hoher Positionsgenauigkeit hergestellt. Die vorkragende Konstruktion der Leitung 1600 stellt den Preßkontakt zwischen der Leitung 1600 und dem Tinteneinlaß 1500 selbst dann sicher, wenn das Tintenzuführelement 600 aus der Massenproduktion stammt.
• Bei dieser Ausführungsform kann der vollständige Verb indungszustand auf gesicherte Weise dadurch erreicht werden, daß einfach im Preßkontaktzustand ein abdichtendes Klebemittel von der Tintenzuführelementseite aus fließt. Das Tintenzuführelement 600 kann am Lagerelement 300 fixiert werden, indem Rückseitenstifte (nicht gezeigt) des Tintenzuführelementes 600 durch die Öffnungen 1901 und 1902 des Lagerelementes 3 eingesetzt und hindurchgeführt werden und indem der Abschnitt, an dem die Stifte durch die Rückseite des Lagerelementes 300 vorstehen, heißverschmolzen wird. Die auf diese Weise geringfügig vorstehenden heißverschmolzenen Abschnitte sind in Ausnehmungen (nicht gezeigt) in der Montageseitenfläche des Tintenbehälters IT der Tintenstrahleinheit (IJU) aufgenommen, so daß auf diese Weise die Einheit IJU korrekt positioniert werden kann.
(ii) Tintenbehälter IT
• Der Tintenbehälter besitzt einen Hauptkörper 1000, ein Tintenabsorptionsmaterial und ein Abdeckelement 1100. Das Tintenabsorptionsmaterial 900 ist von derjenigen Seite, die der Montageseite der Einheit (IJU) gegenüberliegt, in den Hauptkörper 1000 eingesetzt, wonach das Abdeckelement 1100 den Hauptkörper abdichtet.
• Das Tintenabsorptionsmaterial 900 befindet sich somit im Hauptkörper 100. Die Tintenzuführöffnung 1200 führt die Tinte der Tintenstrahleinheit IJU, die die vorstehend beschriebenen Teile 100-600 aufweist, zu und wirkt ferner als Tinteninjektionseinlaß, um eine anfängliche Tintenzufuhr zum Absorptionsmaterial 900 zu ermöglichen, bevor die Einheit IJU am Abschnitt 1010 des Hauptkörpers montiert wird.
• Hei dieser Ausführungsform kann die Tinte durch eine Entlüftungsöffnung und diese Zuführöffnung zugeführt werden. Um eine gute Tintenzufuhr zu gewährleisten, sind Rippen 2300 auf der Innenfläche des Hauptkörpers 1000 und Rippen 2301 und 2302 auf der Innenseite des Abdeckelementes 1101 ausgebildet, die innerhalb des Tintenbehälters einen Tintenanwesenheitsbereich schaffen, der sich kontinuierlich von der Seite der Entlüftungsöffnung bis zu dem Eckabschnitt des Hauptkörpers erstreckt, der am entferntesten von der Tintenzuführöffnung 1200 angeordnet ist. Um daher die Tinte gut gleichmäßig zu verteilen, wird bevorzugt, die Tinte durch die Zuführöffnung 1200 zuzuführen. Dieses Tintenzuführverfahren ist praktisch besonders wirksam. Die Zahl der Rippen 2300 bei dieser Ausführungsform beträgt 4, und die Rippen 2300 verlaufen parallel zu einer Bewegungsrichtung des Schlittens benachbart zur Rückseite des Hauptkörpers des Tintenbehälters, über die das Absorptionsmaterial 900 daran gehindert wird, in engen Kontakt mit der Innenfläche der Rückseite des Hauptkörpers zu treten. Die Rippen 2301 und 2302 sind auf der Innenfläche des Abdeckelementes 1100 an einer Stelle geformt, die im wesentlichen einer Verlängerung der Rippen 2300 entspricht. Im Gegensatz zu der großen Rippe 2300 ist jedoch die Größe der Rippen 2301 und 2302 gering, da es sich um geteilte Rippen handelt, so daß der vorhandene Luftraum mit den Rippen 2301 und 2302 größer ist als mit der Rippe 2300. Die Rippen 2302 und 2301 sind über den gesamten Bereich des Abdeckelementes 1100 verteilt, und ihr Bereich beträgt nicht mehr als eine Hälfte der Gesamtfläche. Durch die Anordnung der Rippen kann die Tinte im Eckbereich des Tintenabsorptionsmateriales, der von der Zuführöffnung 1200 am entferntesten ist, durch Kapillarwirkung auf beständige und gesicherte Weise der Einlaßöffnung zugeführt werden. Der Schlitten ist mit einer Entlüftungsöffnung versehen, um eine Verbindung zwischen dem Inneren des Schlittens und der Außenluft herzustellen. Innerhalb der Entlüftungsöffnung 1400 befindet sich ein wasserabstoßender Stoff 1400, der verhindert, daß die im Inneren befindliche Tinte durch die Entlüftungsöffnung 1400 nach außen leckt.
• Der Tintenaufnahmeraum im Tintenbehälter IT besitzt im wesentlichen die Form eines rechteckigen Parallelepipedes, dessen lange Seitenflächen in Richtung der Schlittenbewegung liegen. Daher ist die vorstehend beschriebene Rippenanordnung besonders wirksam. Wenn sich die lange Seite in Bewegungsrichtung des Schlittens eistreckt oder wenn der Tintenaufnahmeraum die Form eines Kubus besitzt, sind die Rippen vorzugsweise auf der gesamten Fläche der Innenseite des Abdeckeleinentes 1100 ausgebildet, um die Tintenzufuhr vom Tintenabsorptionsmaterial 900 zu stabilisieren. Die Form des Kubus wird vom Standpunkt der Aufnahme von so viel Tinte wie möglich in einem begrenzten Raum bevorzugt. Vom Standpunkt der Verwendung der Tinte unter Ausnutzung eines minimalen Teiles des Tintenbehälters ist jedoch die Anordnung der auf den beiden Flächen gebildeten Rippen in der Form einer Ecke günstig.
• Bei dieser Ausführungsform sind die inneren Rippen 2301 und 2302 des Tintenbehälters IT im wesentlichen gleichmäßig in Richtung der Dicke des Tintenabsorptionsmateriales, das die Form des rechteckigen Parallelepipedes besitzt, verteilt. Eine solche Konstruktion ist vorteilhaft, da die Luftdruckverteilung im Tintenbehälter IT gleichmäßig wird, wenn die Tinte im Absorptionsmaterial verbraucht wird, so daß die Menge der verbleibenden, nicht zur Verfügung stehenden Tinte im wesentlichen Null wird. Vorzugsweise sind die Rippen auf der Fläche oder den Flächen außerhalb eines Kreisbogens angeordnet, dessen Mittelpunkt an der vorstehenden Stelle an der Tintenzuführöf fnung 1200 auf der oberen Fläche des rechteckigen Tintenabsorptionsmateriales liegt und der einen Radius besitzt, der der langen Seite der Rechteckform entspricht, da dann der Umgebungsluftdruck für das außerhalb des Kreisbogens vorhandene Tintenabsorptionsmaterial rasch aufgebaut wird. Die Position der Entlüftung des Tintenbehälters IT ist nicht auf die Position dieser Ausführungsform begrenzt, wenn sie zum Einführen der Umgebungsluft an die Stelle, an der die Rippen angeordnet sind, günstig ist.
• Bei dieser Ausführungsform ist die Rückseite der Tintenstrahlpatrone IJC flach, so daß auf diese Weise der zur Montage in der Vorrichtung erforderliche Raum minimiert wird, während ein maximales Tintenaufnahmevermögen aufrechterhalten wird. Die Größe der Vorrichtung kann daher reduziert werden. Gleichzeitig wird die Häufigkeit des Patronenaustausches minimiert. Der hintere Teil des zur Ausbildung der Tintenstrahleinheit IJU verwendeten Raumes bildet einen Vorsprung für die Entlüftungsöffnung 1401. Das Innere des Vorsprungs ist im wesentlichen leer, wobei der Leerraum 1402 dazu dient, die Luft gleichmäßig in Richtung der Dicke des Absorptionsmateriales in den Tintenbehälter IT zu führen. Aufgrund dieser vorstehend beschriebenen Merkmale besitzt die Patrone als Ganzes ein besseres Betriebsverhalten als die herkömmliche Patrone. Der Luftzuführraum 1402 ist viel größer als der einer herkömmlichen Patrone. Ferner ist die Entlüftungsöffnung 1401 an einer oberen Stelle angeordnet. Wenn daher Tinte aus dein einen oder anderen Grunde aus dem Absorptionsmaterial aus tritt, kann der Luftzuführraum 1402 versuchsweise die Tinte zurückhalten, damit diese wieder vom Absorptionsma terial absorbiert werden kann. Auf diese Weise kann ein nutzloser Verbrauch an Tinte verhindert werden.
• Figur 3 zeigt die Ausbildung einer Fläche des Tintenbehälters IT, an der die Einheit IJU montiert ist. Zwei Positionierungsvorsprunge 1012 befinden sich auf einer Linie L1, die sich durch nahezu den Mittelpunkt der Anordnung der Ausstoßöffnungen in der Öffnungsplatte 400 erstreckt und parallel zur Bodenfläche des Tintenbehälters IT oder parallel zur Tintenbehälterlagerbezugsfläche des Schlittens verläuft. Die Höhe der Vorsprünge 1012 ist geringfügig kleiner als die Dicke des Lagerelementes 300, und die Vorsprünge 1012 dienen zum korrekten Positionieren des Lagerelementes 300. Auf einer Verlängerung (rechte Seite dieser Figur) befindet sich eine Klinke 2100, mit der eine rechtwinklige Eingriffsfläche 4002 eines Schlittenpositionierungshakens 4001 in Eingriff bringbar ist. Daher wirkt die Kraft zur Positionierung der Tintenstrahleinheit relativ zum Schlitten in einer Ebene, die parallel zu einer die Linie L1 enthaltenden Bezugsebene verläuft. Diese Beziehung ist von Vorteil, da die Genauigkeit der Tintenbehälterpositionierung somit der Positionierungsgenauigkeit der Ausstoßöffnung des Aufzeichnungskopfes entspricht, was hiernach in Verbindung mit Figur 4 beschrieben wird.
• Die Vorsprünge 1800 und 1801, die den Fixierlöchern 1900 und 2000 zum Fixieren des Lagerelementes 300 an der Seite des Tintenbehälters IT entsprechen, sind länger als die Vorsprünge 1012, so daß sie durch das Lagerelement 300 dringen. Die vorstehenden Abschnitte werden zur Fixierung des Lagerelementes 300 an der Seitenfläche angeschmolzen. Wenn eine Linie L3, die sich durch den Vorsprung 1800 erstreckt und senkrecht zur Linie L1 verläuft, und eine Linie L2, die sich durch den Vorsprung 1801 erstreckt und senkrecht zur Linie L1 verläuft, gezogen werden, befindet sich der Mittelpunkt der Zuführöffnung 1200 im wesentlichen auf der Linie L3, und die Verbindung zwischen der Zuführöf fnung 1200 und einer Zuführtype 2200 wird stabilisiert. Selbst wenn daher die Patrone herabfällt oder durch einen Stoß belastet wird, kann die auf den Verbindungsabschnitt ausgeübte Kraft minimiert werden. Da sich ferner die Linien L2 und L3 nicht überlappen und da die Vorsprünge 1800 und 1801 benachbart zu dem Vorsprung 1012 angeordnet sind, der sich näher an den Tintenausstoßöffnungen des Tintenstrahlkopfes befindet, wird die Positionierung der Tintenstrahleinheit relativ zum Tintenbehälter weiter verbessert. In dieser Figur gibt eine Kurve L4 die Position der Außenwand des Tintenzuführelementes 600 wieder, wenn es montiert ist. Da die Vorsprünge 1800 und 1801 entlang der Kurve L4 verlaufen, sorgen sie für eine ausreichende mechanische Festigkeit und Positionsgenauigkeit gegen das Gewicht der Endeinheit des Kopfes IJH.
• Ein Endvorsprung 2700 des Tintenbehälters IT ist mit einem Loch in Eingriff bringbar, das in der Vorderplatte 4000 des Schlittens ausgebildet ist, um eine extreme Verschiebung der Tintenpatrone aus ihrer Position heraus zu verhindern. Ein Anschlag 2101 ist mit einem nicht gezeigten Stab des Schlittens HC in Eingriff bringbar. Wenn die Patrone IJC korrekt drehbar montiert ist, was nachfolgend beschrieben wird, nimmt der Anschlag 2101 eine Position unter dem Stab ein, so daß selbst dann, wenn eine überflüssige Aufwärtskraft aufgebracht wird, die die Patrone aus ihrer korrekten Position lösen will, der korrekte Montagezustand aufrechterhalten wird. Der Tintenbehälter IT wird nach dem Anmontieren der Einheit IJU mit einer Abdeckung 800 versehen. Dann ist die Einheit IJU mit Ausnahme ihres Bodens umhüllt. Durch die Bodenöffnung kann jedoch die Patrone IJC am Schlitten HC montiert werden und befindet sich nahe am Schlitten HC, so daß auf diese Weise die Tintenstrahleinheit an den sechs Seiten im wesentlichen umhüllt ist. Durch die Wärmeerzeugung vom Tintenstrahlkopf IJH, der sich in dem umschlossenen Raum befindet, kann daher die Temperatur des umschlossenen Raumes auf wirksame Weise aufrecherhalten werden.
• Wenn jedoch die Patrone IJC kontinuierlich über eine lange Betriebsdauer betätigt wird, steigt die Temperatur geringfügig an. Gegen diesen Temperaturanstieg ist die obere Fläche der Patrone IJC mit einem Schlitz 1700 versehen, dessen Breite geringer ist als der umschlossene Raum und über den eine spontane Wärmeabstrahlung verbessert wird, um diesen Temperaturanstieg zu verhindern, während eine gleichmäßige Temperaturverteilung über die gesamte Einheit IJU durch die Umgebungsbedingungen nicht beeinflußt wird.
• Nachdem die Tintenstrahlpatrone IJC montiert ist, wird Tinte von der Innenseite der Patrone der Kammer dem Tintenzuführelement 600 zugeführt, und zwar über eine Zuführöffnung 1200, das Loch 320 des Lagerelementes 300 und einen in der Rückseite des Tintenzuführelementes 600 ausgebildeten Einlaß. Von der Kammer des Tintenzuführelemen tes 600 wird die Tinte durch den Einlaß, das Zuführrohr und einen in der oberen Platte 1300 ausgebildeten Tinteneinlaß 1500 der gemeinsamen Kammer zugeführt. Der Verbindungsabschnitt für die Tintenzuführung ist durch Silikonkautschuk oder Butylkautschuk o.ä. abgedichtet, um eine hermetische Dichtung sicherzustellen.
• Bei dieser Ausführungsform besteht die obere Platte 1300 aus Kunstharz, der widerstandsfähig gegenüber Tinte ist, wie beispielsweise Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylenoxid, Polypropylen. Sie wird zusammen mit einem Öffnungsplattenabschnitt 400 einstückig in einer Form hergestellt.
• Wie vorstehend beschrieben, umfaßt das einstückige Teil das Tintenzuführelement 600, die obere Platte 1300, die Öffnungsplatte 400 und hiermit einheitliche Teile sowie den Tintenbehälterkörper 1000. Daher wird die Genauigkeit bei der Montage verbessert, und eine Massenproduktion ist günstig. Die Zahl der Teile ist geringer als bei der herkömmlichen Vorrichtung, so daß ein gutes Betriebsverhalten sichergestellt wird.
• Wie in den Figuren 1-3 gezeigt, wirkt bei dieser Ausführungsform nach der Montage der obere Abschnitt 603 des Tintenzuführelementes 600 mit einem Ende der Oberseite desselben, das die Schlitze 1700 besitzt, zusammen, so daß ein Schlitz S gebildet wird, wie in Figur 2 gezeigt. Der untere Abschnitt 604 wirkt mit dem Zuführseitenende 4011 einer dünnen Platte zusammen, mit der die untere Abdeckung 800 des Tintenbehälters IT verklebt ist, so daß ein dem Schlitz S entsprechender Schlitz (nicht gezeigt) gebildet wird. Die Schlitze zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzuführelement 600 verbessern die Wärmeabstrahlung und verhindern darüber hinaus eine Druckbelastung des Tintenbehälters IT durch eine direkte Beeinflussung des Zuführelementes oder der Tintenstrahleinheit IJT.
• Die vorstehend beschriebenen diversen Teile sind einzeln wirksam, um die entsprechenden Vorteile zu erzielen. Sie sind besonders wirksam, wenn sie miteinander kombiniert sind.
(iii) Montage der Tintenstrahlpatrone IJC am Schlitten HC
• Gemäß Figur 4 führt eine Walze 5000 das Aufzeichnungsmedium P von unten nach oben. Der Schlitten HC ist entlang der Walze 5000 bewegbar. Er umfaßt eine Vorderplatte 4000, eine Lagerplatte 4003 zum elektrischen Anschluß und einen Positionierungshaken 4001. Die Vorderplatte 400 besitzt eine Dicke von 2 mm und ist näher an der Walze angeordnet. Sie ist eng benachbart zur Vorderseite der Tintenstrahlpatrone IJC angeordnet, wenn die Patrone IJC am Schlitten montiert ist. Die Lagerplatte 4003 trägt eine flexible Lage 4005, die mit Kissen 2011 versehen ist, die dem Kissen 201 der Verdrahtungsplatte 200 der Tintenstrahlpatrone IJC entsprechen, und eine Gummikissenlage 4007 zur Erzeugung einer elastischen Kraft, um die Rückseite der flexiblen Lage 4005 gegen die Kissen 2001 zu pressen. Der Positionierungshaken 4001 fixiert die Tintenstrahlpatrone IJC in der Aufzeichnungsposition Die Vorderplatte 4000 ist mit zwei vorstehenden Positionierungsflächen 4010 versehen, die den Positionierungsvorsprüngen 2500 und 2600 des Lagerelementes 300 der vorstehend beschriebenen Patrone entsprechen. Nachdem die Patrone montiert worden ist, nimmt die Vorderplatte die Kraft in der Richtung senkrecht zu den vorstehenden Flächen 4010 auf. Daher verläuft eine Vielzahl von Verstärkungsrippen (nicht gezeigt) in Richtung der Kraft an der Seite der Walze der Vorderplatte. Die Rippen stehen geringfügig von der Vorderseitenflächenposition L5 zur Walze hin vor (etwa 0,1 mm), wenn die Patrone IJC montiert ist, und wirken daher als Kopfschutzvorsprünge. Die Lagerplatte 4003 ist mit einer Vielzahl von Verstärkungsrippen 4004 versehen, die sich in einer Richtung senkrecht zu den vor stehend erwähnten Vorderplattenrippen erstrecken. Die Verstärkungsrippen 4004 besitzen eine Höhe, die von der Walzenseite zur Hakenseite hin abnimmt. Hierdurch ist die Patrone im montierten Zustand geneigt, wie in Figur 4 gezeigt.
• Die Lagerplatte 4003 ist am unteren linken Abschnitt, d.h. an der näher zum Haken gelegenen Stelle, mit zwei zusätzlichen Positionierungsflächen 4006 versehen. Diese Positionierungsflächen 4006 entsprechen den vorstehenden Flächen 4010. Durch die zusätzlichen Positionierungsflächen 4006 nimmt die Patrone eine Kraft in einer Richtung auf, die der Richtung der Kraft entgegengesetzt ist, welche durch die Patrone über die vor stehend beschriebenen vorstehenden Positionierungsflächen 4010 aufgenommen wird, so daß die elektrischen Kontakte stabilisiert werden. Zwischen der oberen und unteren vorstehenden Fläche 4010 befindet sich eine Kissenkontaktzone, so daß die Größe der Verformung der Vorsprünge der Gummilage 4007, die der des Kissens 2011 entspricht, festgelegt wird. Wenn die Patrone IJC in der Aufzeichnungsposition fixiert wird, werden die Positionierungsflächen mit der Fläche des Lagerelementes 300 in Kontakt gebracht. Bei dieser Ausführungsform sind die Kissen 201 des Lagerelementes 300 so verteilt, daß sie in bezug auf die vorstehend erwähnte Linie L1 symmetrisch sind. Daher wird die Größe der Verformung der entsprechenden Vorsprünge der Gummilage 4007 vergleichmäßigt, um den Kontaktdruck der Kissen 2011 und 201 zu stabilisieren. Bei dieser Ausführungsform sind die Kissen 201 in zwei Spalten und einer oberen und unteren Reihe angeordnet.
• Der Haken 4001 ist mit einem Langloch versehen, das mit einem festen Stift 4009 in Eingriff bringbar ist. Unter Ausnutzung des durch das Langloch vorgesehenen beweglichen Bereiches dreht sich der Haken 4001 gegen den Uhrzeigersinn und bewegt sich danach nach links entlang der Walze 5000, wodurch die Tintenstrahlpatrone IJC am Schlitten HC angeordnet wird. Ein solcher bewegbarer Mechanismus des Hakens 4001 kann auch durch eine andere Konstruktion verwirklicht werden, wobei jedoch die Verwendung eines Hebels o.ä. bevorzugt wird. Während der Drehung des Hakens 4001 bewegt sich die Patrone IJC aus der in Figur 4 gezeigten Position in die Position zur Walzenseite hin, und die Positionierungsvorsprünge 2500 und 2600 gelangen in die Position, in der sie mit den Positionierungsflächen 4010 in Eingriff bringbar sind. Dann wird der Haken 4001 nach links bewegt, so daß die Hakenfläche 4002 mit der Klinke 2100 der Patrone IJC in Kontakt tritt, und die Tintenpatrone IJC dreht sich um den Kontakt zwischen der Positionierungsfläche 2500 und dem Positionierungsvorsprung 4010 in einer horizontalen Ebene, so daß die Kissen 201 und 2011 miteinander in Kontakt treten. Wenn der Haken 4001 verriegelt ist, d.h. in der Fixier- oder Verriegelungsstellung gehalten wird, werden gleichzeitig sämtliche Kontakte zwischen den Kissen 201 und 2011, zwischen den Positionierungsabschnitten 2500 und 4010, zwischen der Standfläche 4002 und der Standfläche der Klinke und zwischen dem Lagerelement 300 und der Positionierungsfläche 4006 hergestellt, so daß daher die Patrone IJC vollständig am Schlitten montiert ist.
(iv) Allgemeine Anordnung der Vorrichtung
• Figur 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung IJRA, bei der die vorliegende Erfindung Verwendung findet. Eine Gewindespindel 5005 wird über Transmissionsräder 5011 und 5009 durch die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung eines Antriebsmotors 5013 gedreht. Die Gewindespindel 5005 besitzt eine Schraubennut 5004, mit der ein Stift (nicht gezeigt) des Schlittens HC in Eingriff steht, über den der Schlitten HC in den Richtungen a und b hin- und herbewegbar ist. Eine Bogenbegrenzungsplatte 5002 begrenzt einen Bogen auf der Walze über den Schlittenbewegungsbereich. Ausgangspositionsdektions einrichtungen 5007 und 5008 sind in der Form eines Fotokopplers ausgebildet, um das Vorhandensein eines Hebels 5006 des Schlittens zu detektieren, in Abhängigkeit von dem die Drehrichtung des Motors 5013 geschaltet wird. Ein Lagerelement 5016 lagert die Vorderseitenfläche des Aufzeichnungskopfes an einem Abdeckelement 5022 zum Abdecken des Aufzeichnungskopfes. Eine Absaugeinrichtung 5015 saugt den Aufzeichnungskopf durch die Öffnung 5023 der Abdeckung ab, um diesen zu regenerieren.
• Ein Reinigungsblatt 5017 wird über ein Bewegungselement 5019 nach vorne und hinten bewegt. Diese Elemente sind am Lagerrahmen 5018 der Haupteinheit der Vorrichtung gelagert. Das Blatt kann auch eine andere Ausführungsform besitzen, beispielsweise als bekanntes Reinigungsblatt ausgebildet sein. Ein Hebel 5021 leitet den Beginn des Absaugvorganges ein und wird mit der Bewegung eines Nockens 5020, der mit dem Schlitten in Eingriff steht, bewegt. Die Antriebskraft vom Antriebsmotor wird über bekannte Transmissionseinrichtungen, wie beispielsweise eine Kupplung o.a., gesteuert.
• Die Abdeck-, Reinigungs- und Absaugvorgänge können bei dieser Ausführungsform durchgeführt werden, wenn sich der Schlitten durch die Gewindespindel 5005 in der Ausgangsstellung befindet. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei einer anderen Ausführungsform eines Systems Verwendung finden, bei der diese Vorgänge zu unterschiedlichen Zeiten durchgeführt werden. In jedem Fall sind die einzelnen Teile von Vorteil, wobei deren Kombination noch größere Vorteile mit sich bringt.
• Die Tintenstrahlaufzeichnungspatrone besitzt ein Dichtungselement zum Schließen der Ausstoßöffnungen, der elektrischen Kontakte oder der Entlüftung (oder ein Tintenausstoßöffnungsabdeckelement) sowie ein Preßelement, das gegen das Dichtungselement gepreßt wird und mit dem die Ausstoßöffnungen sowie die Entlüftung vor dem Gebrauch (keine Aufzeichnung) geschlossen werden.
• Es wird nunmehr zuerst auf die Figuren 10A und 10B Bezug genommen. Figur 10A zeigt eine Tintenstrahlpatrone IJC, die die vorstehend beschriebene Konstruktion besitzt. Figur 10B zeigt den Zustand, in dem ein Dichtungselement 3 und eine Abdeckung 4 (Preßelement) von der Patrone IJC entfernt sind. Die Figuren 6 und 7 zeigen den Aufzeichnungskopf. Gemäß Figur 10A sind in die Tintenstrahlpatrone IJC ein Aufzeichnungskopf und ein Tintenbehälter integriert. Der Tintenbehälter enthält ein Tintenabsorptionsmaterial und führt Tinte dem Aufzeichnungskopf zu. Der Aufzeichnungskopf ist mit Elementen 91 zur Erzeugung von thermischer Energie, wie in Figur 6 gezeigt, einer Basisplatte 100, auf der der elektrische Kontakt 92 ausgebildet ist, und einer Öffnungsplatte 400, die eine Vielzahl von Ausstoßöffnungen aufweist, versehen. Bei dieser Ausführungsform ist die obere Platte 1300 mit Nuten, die einen Teil der Flüssigkeitskanäle bilden, einstückig mit der Öffnungsplatte 400 geformt. Mit S ist eine Öffnung bezeichnet, durch die der elektrische Kontakt beobachtet werden kann und die in der oberen Fläche des Aufzeichnungskopfes angeordnet ist. Mit 10 ist eine Aluminiumplatte bezeichnet, die einen integralen Positionierungsabschnitt 8 aufweist, der mit einem Positionierungsabschnitt 4010 der Patrone der Haupteinheit der Aufzeichnungsvorrichtung in Eingriff bringbar ist, um den ganzen Aufzeichnungskopf zu positionieren. Mit 1 ist eine Ausstoßseitenfläche bezeichnet, die die Öffnungsplatte 400 umfaßt. Mit 41 ist die Tintenausstoßfläche bezeichnet. In dieser Figur sind eine Öffnung zum Absorbieren einer rückwärts gerichteten Welle während der Aufzeichnung oder eine andere Öffnung, wie beispielsweise eine Leerdüse, nicht gezeigt. Eine solche Öffnung oder solche Öffnungen können in der Ausstoßseitenfläche 1 ausgebildet sein. Mit 2 sind auf der oberen und unteren Seite hinter der Ausstoßseitenfläche ausgebildete Nuten bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind vier Nuten ausgebildet. Mit 53 sind Seitennuten bezeichnet, die an einer Seite ausgebildet sind, die der Basisplatte 10 gegenüberliegt. Vier solche Nuten sind vorgesehen, die die Nuten 2 verbinden. Wenn verspritzte Tinte in der Nut 2 angesammelt wird, können die Seitennuten die Tinte zum Boden führen. Die Nuten 2 des Aufzeichnungskopfes halten über die elastische Kraft an den Nuten 51 den Eingriff mit der Abdeckung 4 aufrecht.
• Mit 3 ist eine Dichtungsfolie bezeichnet, die so groß ausgebildet ist, daß sie die Ausstoßseitenfläche des Aufzeichnungskopfes vollständig abdeckt und sich bis zur Entlüftung erstreckt, so daß auch diese vollständig abgedeckt wird.
• Die Dichtungsfolie 3 ist über ein Klebemittel oder eine Klebemittelschicht (auf der Folie) mit der Seitenfläche der Patrone IJC und dem Abschnitt um die Entlüftungsöffnung 13 herum verklebt.
• Wie in Figur 10A gezeigt, besitzt die Abdeckung 4 eine Breite, die der der Aussstoßseitenfläche 1 entspricht, und ist mit gegenüberliegenden Armen 5 und 5, einem Begrenzungsabschnitt 7 für eine elastische Verformung, der an der zur Basisplatte 10 weisenden Seite zu Positionierungszwecken angeordnet ist, und Vorsprüngen 9 und 9 versehen, die Verwendung finden, wenn die Abdeckung 4 am Aufzeichnungskopf montiert oder hiervon demontiert wird. Diese Abschnitte sind als Einheit ausgebildet. Die Arme 5 und 5 besitzen jeweils drei Nuten 51 auf ihrer Innenfläche, die mit den vorstehend beschriebenen Nuten 2 in Eingriff bringbar sind. Wie aus den Figuren 10B und 11C hervorgeht, verläuft bei dieser Ausführungsform die Dichtung 3 bis zur Basisplatte 10, wobei gleichzeitig ein elastisches Element 6 der Basisplatte gegenüberliegt. Hierdurch wird der Dichtungseffekt in bezug auf die Ausstoßöffnungen 41 verbessert, da sich eine große Nähe zur Basisplatte 10 ergibt. Der Begrenzungsabschnitt 7 besitzt solch eine Länge, daß bei der Montage der Abdeckung 4 am Aufzeichnungskopf die Rückseite der Basisplatte 10 hiermit geringfügig in Kontakt tritt. Der Grad dieses Kontaktes beträgt etwa 1 mm. Durch die vorstehend beschriebene einfache Konstruktion wird das elastische Element 6 der Abdeckung 4 korrekt positioniert, so daß es durch die Arme 5 und 5 und den Begrenzungsabschnitt 7 gegen die Basisplatte gepreßt wird. Auf diese Weise kann mit dieser einfachen Konstruktion und ohne Probleme, die aus der Verwendung des Klebemittels herrühren, der Abdichtungseffekt der Öffnung erzielt werden.
• Es wird nunmehr der Eingriff zwischen den Nuten 2 und 51 erläutert. Bei der Montage werden die Vorsprünge 9 und 9 gegeneinander geneigt, wodurch sich die Arme 5 und 5 durch die elastische Verformung voneinander weg bewegen. Mit dieser Expansion wird der Aufzeichnungskopf zwischen den Armen der Abdeckung angeordnet, wonach die Vorsprünge 9 und 9 freigegeben werden. Hierdurch treten die Nuten 2 und 51 miteinander in Eingriff. Selbst wenn zu diesem Zeitpunkt eine Abweichung um eine Nut auftritt, ist die Einstellung durch das Gleichgewicht zwischen der elastischen Kraft der Arme und der aus der Verformung des elastischen Elementes 6 resultierenden Kraft einfach. Wenn daher die gleiche Zahl von Nuten in Eingriff steht, ist der Gesamtausgleich in Ordnung, so daß daher ein guter Abdichtungseffekt mit der richtigen Druckverteilung für die Abdichtung erzielt wird. Es wird somit eine gute Abdichtung erreicht. Das Material und die Dicke des elastischen Elementes 6 sind derart ausgewählt, daß die Folie 3 so unter Druck gesetzt wird, daß sie für einen ausreichenden Abdichtungseffekt sorgt, wenn die Nuten 2 und 51 miteinander in Eingriff stehen.
• Bei dieser Ausführungsform besteht die Folie 3 aus Polyethylenterephthalat oder Tetrafluorethylenharz mit einer Dicke von 12-30 µm und entsprechender Flexibilität. Das elastische Element 6 besteht aus Schaumstoff einer Dicke von 3 mm. Es kann sich hierbei um Silikonschaumstoff oder Polyurethanschaumstoff handeln. Eine Beschränkung auf diese Materialien ist nicht gegeben.
• Die Figuren 6 und 7 zeigen eine weitere Ausführungsform, bei der die Ausstoßseitenfläche abgestufte Flächenabschnitte, die eine Höhe von etwa 30 µm besitzen, und einen kontinuierlichen Flächenabschnitt, der eine Höhe von etwa 70 µm besitzt, aufweist. Die vorliegende Erfindung ist auch für eine derartige abgestufte Fläche besonders geeignet und stellt einen guten Abdichtungseffekt sicher.
• Figur 7 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der eine gemeinsame Kammer eine Zone Z, die die Verbindung vom Flüssigkeitskanal herstellt und sich in Richtung auf eine Tintenaufnahme (nach rechts) erweitert, und eine Schrägfläche 21 aufweist, die sich von der Tintenaufnahme zu dieser Zone erstreckt. Eine Verlängerung der Schrägfläche 21 stößt gegen die Fläche der Basisplatte 100 an einem Punkt Po, bei der es sich um die Fläche handelt, an der die Einrichtung H zur Erzeugung der Ausstoßenergie angeordnet ist. Bei dieser Ausführungsform ist die Schrägfläche relativ zur Mittellinie C2 des Tintenkanales oder zur Verlängerung des Flüssigkeitskanales um etwa 220 geneigt, und die seitlichen Wände sind um einen Winkel von 15º (B) geneigt.
• Durch die Anordnung der Expansionszone Z können hier feine Blasen konzentriert werden. Die konzentrierten Blasen werden an einer Stelle gehalten, die von der Verlängerung des Flüssigkeitskanales, welche mit der Einrichtung H zur Erzeugung der Ausstoßenergie versehen ist, entfernt ist. Durch diese entfernte Lage allein können die Blasen vom Flüssigkeitskanal weggeführt werden. Selbst wenn sich daher aus den Blasen eine große Blase bildet, wird die Tintenzuführung über eine relativ lange Zeitdauer nicht behindert. Das Auftreten einer unkorrekten Aufzeichnung kann daher wesentlich verzögert werden. Darüber hinaus kreuzt die Verlängerung der Schrägfläche die Basisplatte 100. Selbst wenn sich daher die Blase entlang der Schrägfläche in Richtung auf den Flüssigkeitskanal bewegt, wirkt die Basisplatte dieser Bewegung entgegen, so daß die große Blase daher nicht in den Flüssigkeitskanal eindringt. Die entsprechenden Winkel sind keinen Beschränkungen ausgesetzt.
• Die nachfolgend beschriebene Konstruktion ist besonders wirksam, wenn der Regenerierungsvorgang durch Absaugen der Tinte durchgeführt wird. Sie ist jedoch auch dann geeignet, wenn der Regenerierungsvorgang durch Unterdrucksetzen realisiert wird. Mit 41 ist eine symmetrische Trapezform der Öffnung des Flüssigkeitskanales an der Seite der Öffnungsplatte bezeichnet. Mit 111 ist die symmetrische Trapezform des Innenteiles der Ausstoßöffnung in der Öffnungsplatte bezeichnet. Bei dieser Ausführungsform sind der Querschnitt des Flüssigkeitskanales und der sich hieran anschließenden Ausstoßöffnung symmetrisch trapezförmig. Die lange Seite des Trapezes entspricht der Anordnung der Einrichtung zur Erzeugung der Ausstoßenergie. Hierdurch kann die Verteilung der Blasen in der Flüssigkeit ungleichmäßig gemacht werden, wodurch die Blasen zum kurzen Ende des Trapezes hin konzentriert werden. Darüber hinaus kann der Ablauf des Blasenausstoßes beim Regenerierungsvorgang konzentriert werden, so daß die Blasenabgabeeffekte verbessert werden können. Die kurze Seite des Trapezes des Flüssigkeitskanales entspricht der kurzen Seite der Ausstoßöffnung, während die lange Seite der langen Seite entspricht. Hierdurch kann die Erzeugung einer turbulenten Tintenströmung beim Regenerierungsvorgang minimiert werden, so daß der Blasenabgabeeffekt stabilisiert werden kann. Diese symmetrische trapezförmige Gestalt wird besonders bevorzugt.
• Bei dieser Ausführungsform gibt es einen ersten Bereich, der sich benachbart zur Ausstoßöffnung erweitert, wobei die symmetrische trapezförmige Gestalt aufrechterhalten wird (der Temperatur von Linie P1 zu den Öffnungen 141 und 111), und einen zweiten Bereich, der mit der aufrechterhaltenen symmetrischen trapezförmigen Konfiguration konvergiert und sich zur symmetrischen trapezförmigen Ausstoßöffnung fortsetzt. Hierdurch tritt keine turbulente Strömung der Tinte auf, so daß daher die Blasen auf gesicherte Weise entfernt werden können. Des weiteren sind bei dieser Ausführungsform gemäß Figur 7 der erste und zweite Bereich symmetrisch in bezug auf eine Ebene (Linie C1) ausgebildet, die durch Verbinden der Seiten des symmetrischen Trapezes gebildet ist, so daß daher die Druckverteilung beim Regenerierungsvorgang vergleichmäßigt werden kann. Beim Regenerierungsvorgang können daher Wirbelströme unterdrückt werden. Ferner kreuzt eine Verlängerung der Linie C1 an einem Punkt P3 die Fläche, an der das Wärmeerzeugungeiement vorgesehen ist. Daher wird die Ausstoßenergie wirksam zum Ausstoßen der Tinte eingesetzt.
• Die vorliegende Erfindung kann bei, einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf Verwendung finden, bei dem die obere Platte und die Basisplatte über ein Klemmelement festgeklemmt sind, das einen linearen Druck auf eine Platte ausübt und somit diese festklemmt.
• Bei einer weiteren Ausführungsform besitzt die Öffnungsplatte 3 Flächen OP1, OP2 und OP3, die durch die Linien H und I aufgeteilt sind. Die Richtung des Flüssigkeitströpfchenausstoßes wird auf einer Verlängerung der Linie C1 stabilisiert, so daß daher die Aufzeichnungsfläche senkrecht zur Linie C1 verläuft. Bei diesem Ausführungsbeispiel bewegt sich der Aufzeichnungsbogen nach oben. Da die Öffnungsplatte eine abgestufte Fläche mit einer geringen Neigung besitzt, kann die Ausstoßseitenfläche durch Abwischen der Fläche ordnungsgemäß gereinigt werden. Ferner kann ein Zurückziehen des Meniskus der Tinte an der Ausstoßöffnung, das zum Zeitpunkt des Abdeckungsvorganges auftreten kann, verhindert werden. Daher können durch diese einfache Konstruktion diverse Probleme, die aus einem unkorrekten Tintenausstoß resultieren, und andere Probleme gelöst werden.
• Gemäß Figur 7 entspricht die Höhe der Zone Z vorzugsweise der des Flüssigkeitskanales oder ist geringer als diese, und der Winkel θ2 der Zone Z beträgt 10º. Er beträgt vorzugsweise nicht mehr als die Hälfte des Winkels θ1 der Schrägfläche 21.
• Wie aus Figur 7 hervorgeht, werden die Ausstoßseitenfläche und deren Umfangsfläche auf gesicherte Weise durch die Folie 3 abgedichtet, wobei die Abdichtung durch die elastische Verformung des elastischen Elementes 6 sichergestellt wird und ausreichende Abdichtungseffekte erzielt werden.
• Darüber hinaus wird die Entlüftungsöffnung 13 der Patrone IJC durch die gleiche Folie 3 abgedichtet, so daß auf diese Weise eine Verdampfung der Tintenkomponente verhindert wird.
• Bei der vorhergehenden Ausführungsform werden die Entlüftungsöffnungen und die Ausstoßöffnungen durch das gleiche Dichtungselement abgedichtet, und ein (elastisches) Druckelement stellt die Abdichtung der Ausstoßöffnungen sicher.
• Bei dieser Ausführungsform wird die Verbindung zwischen dem Abdichtungselement und den Ausstoßöffnungen vorzugsweise mit einem Klebemittel hergestellt. Dies ist jedoch nicht unverzichtbar.
• Die Figuren 8 und 9 zeigen eine Modifikation. Gemäß Figur 8 besitzen die Vorsprünge 9, die Arme 5 und 5 und das elastische Element 6 der Abdeckung 4 des Preßelementes eine Größe, die der des gesamten Kopfabschnittes entspricht. Hierdurch werden die Montagebedingungen der Abdeckungen 4 verbessert. In diesem Fall wird die Eingriffslänge zwischen den Nuten 51 und 2 erhöht, so daß daher die Montage und Demontage der Abdeckung 4 durchgeführt werden kann, indem dieses in der Richtung, in der sich die Nuten 2 erstrecken, gleitend geführt wird. Gemäß Figur 9 bilden bei der Abdeckung 4 die Dichtung 3 und das elastische Material 6 eine Einheit. Das Dichtungselement 3 kann irgendeine Form besitzen, wenn es nur die Lüftungsöffnungen 13 und die Ausstoßöffnungen 41 abdichtet. Vorzugsweise kann das Dichtungselement abgezogen werden, so daß die Lüftungsöffnung zuerst geöffnet wird und dann die Ausstoßöffnungen geöffnet werden, wie in Figur 11 gezeigt.
• Figur 12 zeigt eine weitere Ausführungsform, bei der das Dichtungselement 3 nicht nur die Ausstoßöffnungen abdichtet, sondern auch einen elektrischen Kontakt 201 schützt. Mit F ist ein flexibles Kabel für die elektrische Verdrahtung bezeichnet, das an die elektrischen Kontakte 2001 eines Anschlußvorsprunges 4003 des Kopfschlittens Hc angeschlossen ist. Die Öffnung 1701 des Aufzeichnungskopfes besitzt eine Größe, die ausreicht, um den Vorsprung 4003 auf zunehmen (a x b). Die Öffnung 1700 im oberen Teil des Kopfes ist kleiner als dieser. Es wird daher bevorzugt, die Öffnung 1701 durch die Dichtung zu schützen.
• Die Tintenstrahlpatrone IJC wird so am Druckerschlitten Hc montiert, daß der Anschlußvorsprung 4003 durch die Öffnung 1701 eingesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist die Öffnung 1701 mit dem Schutzband 3 versehen, das dem die Ausstoßöffnungen schützenden Band entspricht. Nach dem Abziehen des Bandes ist daher eine Montage erforderlich. Es wird somit verhindert, daß die Benutzer das Abziehen der Dichtung vergessen. Da der Schutz der Kontakte durch das gleiche Abdichtungselement wie für die Ausstoßöffnungen erreicht wird, kann man durch Versagen des Aufzeichnungsvorganges feststellen, daß man das Abziehen der Dichtung vergessen hat. Durch die Verwendung der gleichen Dichtung wird daher die Bedienungsperson vor diversen Fehlfunktionen gewarnt.
• Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für einen Blasenstrahlaufzeichnungskopf und eine Aufzeichnungsvorrichtung, die von der Firma Canon Kabushiki Kaisha, Japan entwickelt wurden. Hierdurch können nämlich eine hohe Dichte des Bildelementes und eine hohe Auflösung der Aufzeichnung erreicht werden.
• Die typische Konstruktion und das Funktionsprinzip einer solchen Ausführungsform sind vorzugsweise in den US-PS'en 47 23 129 und 47 40 796 erläutert. Das Funktionsprinzip findet insbesondere bei einem sogenannten Aufzeichnungssystem, das auf Anforderung arbeitet, und einem kontinuierlichen Aufzeichnungssystem Verwendung. Es ist deshalb für das auf Anforderung arbeitende Aufzeichnungssystem geeignet, da das Prinzip derart ist, daß mindestens ein Antriebssignal an einen elektrothermischen Wandler gelegt wird, der an einer Flüssigkeits (Tinten)-Haltelage oder einem Flüssigkeitskanal angeordnet ist, wobei das Antriebssignal ausreicht, um einen raschen Temperaturanstieg von einer Verdampfungskeimungsstelle aus zu bewirken, über den die thermische Energie vom elektrothermischen Wandler zur Verfügung gestellt wird, um ein Filmsieden am Heizabschnitt des Aufzeichnungskopfes zu erzielen, über das eine Blase in der Flüssigkeit (Tinte) erzeugt werden kann, die jedem Antriebssignal entspricht. Durch die Erzeugung und das Zusammenfallen der Blase wird die Tinte (Flüssigkeit) über eine Ausstoßöffnung ausgestoßen, um mindestens ein Tröpfchen zu erzeugen. Das Antriebssignal besitzt vorzugsweise die Form eines Impulses, da die Erzeugung und das Zusammenfallen der Blase sofort bewirkt werden kann, so daß die Flüssigkeit (Tinte) daher mit einem raschen Ansprechvermögen ausgestoßen wird. Das Antriebssignal in der Form eines Impulses ist vorzugsweise ein solches, wie es in den US-PS'en 44 63 359 und 43 45 262 beschrieben ist. Ferner entspricht die Temperaturanstiegsrate der Heizfläche vorzugsweise der in der US-PS 43 13 124 beschriebenen.
• Die Konstruktion des Aufzeichnungskopfes kann der der US- PS'en 45 58 333 und 44 59 600 entsprechen, bei der der Heizabschnitt an einem gebogenen Abschnitt angeordnet ist. Ferner kann die Kombination aus der Ausstoßöffnung, dem Flüssigkeitskanal und dem elektrothermischen Wandler der der vorstehend genannten Veröffentlichungen entsprechen. Zusätzlich kann die vorliegende Erfindung bei einer Konstruktion Verwendung finden, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 123670/1984 beschrieben ist, bei der ein gemeinsamer Schlitz als Ausstoßöffnung für eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlern verwendet wird; ferner auch bei einer Konstruktion, wie sie in der offengelegten japanischen Patentanmeldung 138461/1984 beschrieben ist, bei der eine Öffnung zum Absorbieren der stoßabschnitt geformt ist. Dies ist darauf zurückzuführen, daß mit der vorliegenden Erfindung der Aufzeichnungsvorgang mit großer Sicherheit und hohem Wirkungsgrad durchgeführt werden kann, und zwar unabhängig von der Art des Aufzeichnungskopfes.
• Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für einen sogenannten Vollzeilen-Aufzeichnungskopf, dessen Länge der maximalen Aufzeichnungsbreite entspricht. Ein solcher Aufzeichnungskopf kann einen einzigen Aufzeichnungskopf und eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, die zur Abdeckung der Gesamtbreite miteinander kombiniert sind, umfassen.
• Ferner ist die vorliegende Erfindung für einen seriellen Aufzeichnungskopf geeignet, bei dem der Aufzeichnungskopf an der Haupteinheit fixiert ist, für einen Aufzeichnungskopf mit versetzbarem Chip, der elektrisch mit der Hauptvorrichtung in Verbindung steht und mit Tinte versorgt werden kann, indem er in der Haupteinheit montiert wird, oder für einen Patronen-Aufzeichnungskopf, der einen integrierten Tintenbehälter besitzt.
• Eine Anordnung der Regenerationseinrichtung und der Hilfseinrichtung für den einleitenden Betrieb wird bevorzugt, da hierdurch der Effekt der vorliegenden Erfindung weiter stabilisiert werden kann. Zu solchen Einrichtungen können Abdeckeinrichtungen für den Aufzeichnungskopf, Reinigungseinrichtungen hierfür, Preß- oder Absaugeinrichtungen, vorläufige Heizeinrichtungen durch den elektrothermischen Wandler für das Ausstoßen oder durch eine Kombination aus dem elektrothermischen Wandler für das Ausstoßen und einem zusätzlichen Heizelement und Einrichtungen zum Bewirken eines vorläufigen Ausstoßes nicht für den Aufzeichnungsvorgang gehören, durch die der Aufzeichnungsvorgang stabilisiert wird.
• Was die Bauarten des montierbaren Aufzeichnungskopfes anbetrifft, so kann es sich hierbei um einen einzigen Aufzeichnungskopf handeln, der Tinte einer einzigen Farbe entspricht, oder um eine Vielzahl von Aufzeichnungsköpfen, die einer Vielzahl von Tinten entsprechen, die eine unterschiedliche Aufzeichnungsfarbe oder Dichte besitzen. Die vorliegende Erfindung ist besonders geeignet für eine Vorrichtung, die mindestens eine der folgenden Betriebsarten aufweist: eine monochromatische Betriebsart, die hauptsächlich mit schwarzer Tinte arbeitet, eine Mehrfarbenbetriebsart mit Tinten unterschiedlicher Farben und eine Vollfarbbetriebsart durch Mischung der Farben, wobei es sich hierbei um eine integrierte Aufzeichnungseinheit oder eine Kombination von mehreren Aufzeichnungsköpfen handeln kann.
• Ferner wurde bei der vorhergehenden Ausführungsform die Tinte als Flüssigkeit beschrieben. Es kann sich jedoch auch um ein Tintenmaterial handeln, das sich bei Raumtemperatur oder darunter verfestigt und bei Raumtemperatur verflüssigt. Da im Tintenstrahlaufzeichnungssystem die Tinte innerhalb eines Temperaturbereiches von nicht weniger als 30ºC und nicht mehr als 70ºC gesteuert wird, um die Viskosität der Tinte zu stabilisieren und einen stabilisierten Ausstoß zu erzielen, ist bei einer üblichen Aufzeichnungsvorrichtung dieses Typs die Tinte so ausgebildet, daß sie innerhalb des Temperaturbereiches, wenn das Aufzeichnungssignal angelegt wird, flüssig ist. Ferner wird ein Temperaturanstieg durch die thermische Energie zwangsläufig verhindert, da die Energie zur Zustandsänderung der Tinte vom festen Zustand zum flüssigen Zustand verbraucht wird oder das zurückgelassene, verfestigte Tintenmaterial zum Verhindern des Verdampfens der Tinte verwendet wird. In jedem dieser Fälle kann durch das Anlegen des Aufzeichnungssignales, durch das thermische Energie erzeugt wird, die Tinte verflüssigt werden, und die verflüssigte Tinte kann ausgestoßen werden. Die Verfestigung der Tinte kann zu dem Zeitpunkt beginnen, an dem die Tinte das Aufzeichnungsmaterial erreicht. Die vorliegende Erfindung ist für ein derartiges Tintenmaterial, das durch das Anlegen der thermischen Energie verflüssigt wird, geeignet. Ein solches Tintenmaterial kann durch Löcher oder Ausnehmungen, die in einer porösen Lage ausgebildet sind, als Flüssigkeit oder festes Material zurückgehalten werden, wie dies in den offengelegten japanischen Patentanmeldungen 56847/1979 und 71260/1985 beschrieben ist. Die entsprechende Lage liegt den elektrothermischen Wandlern gegenüber. Das wirksamste System für die vorstehend beschriebenen Tintenmaterialien ist das Filmsiedesystem.
• Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung kann als Ausgabeterminal einer Informationsverarbeitungsvorrichtung, wie beispielsweise eines Computers o.a., als Kopiergerät, da mit einem Bildleser o.a. kombiniert ist, oder als Faxgerät, das Informationssende- und Empfangsfunktionen besitzt, verwendet werden.

Claims (7)

1. Aufzeichnungskopf mit einem Tintenbehälter (IT), der mit einer Lüftungsöffnung (13, 1400) versehen ist, und einer Tintenausstoßöffnung (41, 141),

gekennzeichnet durch ein Abdichtungselement (3) zum Abdichten der Ausstoßöffnung (41, 141) und der Lüftungsöffnung (13, 1400) und ein Preßelement (4, 6) zum Pressen des Abdichtungselementes (3) gegen die Ausstoßöffnung (41, 141).

2. Aufzeichnungskopf mit einem Tintenbehälter (IT), der mit elektrischen Kontakten (2011) versehen ist, und einer Tintenausstoßöffnung (4, 141),

gekennzeichnet durch ein Abdichtungselement (3) zum Abdichten der Ausstoßöffnung (41, 141) und der elektrischen Kontakte (2011) des Aufzeichnungskopfes und ein Preßelement (4, 6) zum Pressen des Abdichtungselementes (3) gegen die Ausstoßöffnung (41, 141).

3. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Preßelement (4, 6) einen Eingriffsabschnitt (5, 51), der mit dem Aufzeichnungskopf in Eingriff bringbar ist, und einen elastischen Abschnitt (6) zum Pressen des Abdichtungselementes (3) gegen die Ausstoßöffnung (41, 141), wenn der Eingriffsabschnitt (5, 51) mit dem Auf zeichnungskopf (IJH) in Eingriff steht, besitzt.

4. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 3, bei dem der Eingriffsabschnitt (5) eine Vielzahl von Nuten (51) aufweist, die mit entsprechenden Nuten (53) des Aufzeichnungskopfes (IJH) in Eingriff bringbar sind.

5. Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 3 bis 4, bei dem zwei Eingriffsabschnitte (5, 51; 53) auf gegenüberliegenden Seiten des Aufzeichnungskopfes (IJH) vorgesehen sind.

6. Abdeckung für einen Aufzeichnungskopf mit einem Eingriffsabschnitt (5, 51), der mit einem Aufzeichnungskopf (IJH) in Eingriff bringbar ist,

einer flexiblen Lage (3) zum Abdichten einer Ausstoßöffnung (41, 141) und einer Lüftungsöffnung (13, 1400) des Aufzeichnungskopfes (IJH) und

einem elastischen Element (6) zum Pressen der flexiblen Lage (3) gegen die Ausstoßöffnung (41, 141), um einen ausreichenden Abdichtungseffekt zu erreichen.

7. Verfahren zur Inbetriebnahme einer Tintenstrahlpatrone, die einen Aufzeichnungskopf gemäß Anspruch 1 mit einer Tintenausstoßöffnung (41, 141) und einem in diesen integrierten Tintenbehälter (IT) und eine Lüftungsöffnung (13, 1400) aufweist, wobei die Ausstoßöffnung (41, 141) und die Lüftungsöffnung (13, 1400) abgedichtet sind, bei dem die Lüftungsöffnung (13, 1400) zuerst und danach die Ausstoßöffnung (41, 141) freigegeben wird.