DE69609549T2

DE69609549T2 - Tintenstrahlkopf und Verfahren zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE69609549T2
Application number: DE69609549T
Authority: DE
Inventors: Teruo Arashima; Yuji Kamiyama; Masami Kasamoto; Jun Kawai; Kazuaki Masuda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-04-13
Filing date: 1996-04-11
Publication date: 2001-04-19
Anticipated expiration: 2016-04-12
Also published as: EP0737579A3; US6133926A; JPH08281960A; EP0737579A2; EP0737579B1; DE69609549D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

BEREICH DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahlkopf und ein Verfahren der Herstellung des Tintenstrahlkopfes. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahlkopf derjenigen Bauart, die elektrothermische Wandler als Elemente zur Erzeugung von Ausstoßenergie einsetzt. Noch mehr im Einzelnen bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen verbesserten Aufbau zum Halten einer Heiztafel, an der die elektrothermischen Wandler ausgebildet sind, und einer Oberteilplatte des Tintenstrahlkopfes in einem engen und dichten Kontakt miteinander an ihren Verbindungsflächen.

BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK

Bisher war ein Tintenstrahlkopf bekannt, in dem elektrothermische Wandler als die Elemente verwendet werden, die die Energie für das Ausstoßen der Tinte erzeugen. Bei dieser Bauart des Tintenstrahlkopfes ist eine Verdrahtungsschicht an einer exothermen Widerstandsschicht ausgebildet, so daß Paare von Elektroden ausgebildet sind, die elektrisch mit den exothermen Widerständen verbunden sind. Beim Betrieb wird Tinte in jedem der Vielzahl der Kanäle durch die Wärme von dem zugehörigen exothermen Element, das zwischen der exothermen Widerstandsschicht und den Elektroden ausgebildet- ist, erwärmt, so daß eine Blase der Tinte in dem Kanal erzeugt wird, um einen Tintentropfen aus der Ausspritzöffnung, die aus dem Kanal führt, auszuspritzen, wodurch das Drucken ausgeführt wird.
Eine Form des Tintenerwärmungskopfes der beschriebenen Bauart wird durch getrenntes Vorbereiten eines Substrates (im folgenden auch als "Heiztafel" bezeichnet), an dem eine Vielzahl von exothermen Widerständen ausgebildet ist, und einer Oberteilplatte, an der eine Vielzahl von Nuten ausgebildet ist, hergestellt, und die Heiztafel und die Oberteilplatte werden miteinander verbunden, um einen engen Kontakt miteinander herzustellen, so daß Tintenkanäle (auch als "Düsen" bezeichnet) in Übereinstimmung mit den exothermen Widerständen durch die Nuten in der Oberteilplatte ausgebildet werden.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes der beschriebenen Bauart, welches in dem US-Patent Nr. 5095321 offenbart ist, verwendet eine Heiztafel als ein erstes Element mit darauf ausgebildeten elektrothermischen Wandlern und eine Oberteilplatte als ein zweites Element. Das zweite Element ist so auf das erste Element gesetzt, daß die Tintenkanäle direkt über den Verdrahtungen der elektrothermischen Wandler gelegen sind, und ein Druck wird durch eine Druckvorrichtung wie z. B. Federn aufgebracht, um das erste und das zweite Element in engen Kontakt miteinander zu halten.
Im Einzelnen ist eine Oberteilplatte 1300, wie dies in den Fig. 7 und 8 gezeigt ist, derart angrenzend an eine Heiztafel 100 angeordnet, daß die Tintenkanäle an den elektrothermischen Wandlern ausgerichtet sind, und eine Druckvorrichtung, wie z. B. eine Vorrichtung, die Federn integriert, bringt eine Drucklast an der Oberteilplatte 1300 auf, um diese zwei Elemente in engem und richtigem Kontakt miteinander zu halten.
Dieser Aufbau wird aufgegriffen, um Probleme zu beseitigen, die verursacht werden können, wenn ein Klebstoff verwendet wird. Wenn nämlich ein Klebstoff verwendet wird, um die Oberteilplatte an die Heiztafel zu kleben, kann sich der Klebstoff aus dem Zwischenraum zwischen diesen zwei Elementen ausbreiten und gequetscht werden, so daß die sehr kleinen Tintenkanäle gefüllt oder verunreinigt werden, was dazu führt, daß die Tinte blockiert ist oder das sichere Ausspritzen von der Tinte behindert wird. In den meisten Fällen ist die Oberteilplatte 1300 aus einem synthetischen Harzmaterial hergestellt, weil ein solches Material für eine hohe Effizienz bei der Herstellung sorgt und weil die Verwendung von einem solchen Material jede Gefahr eines Bruches der Heiztafel 100 beseitigt.
Der beschriebene bekannte Aufbau leidet jedoch unter einem Nachteil dahingehend, daß es extrem schwierig ist, den anfänglichen hohen Grad der Ebenheit der Tintenkanäle, die die Düsenaufreihung bilden, zu halten, weil die Oberteilplatte 1300 nach der Ausbildung dazu neigt, sich aufgrund der dem Harzmaterial eigenen Charakteristik zu verziehen.
Im Einzelnen stellt Fig. 6 eine Oberteilplatte 1300 dar, die sich so verzieht, daß sie aufwärts an dem mittleren Abschnitt der Düsenaufreihung oberhalb der Höhe der beiden Endbereiche der Düsenaufreihung konvex ist. Wenn diese Oberteilplatte 1300 an die Heiztafel 100 angrenzend angeordnet wird und auf die Heiztafel mit einer angemessenen Höhe einer Kraft auf die Heiztafel gepreßt wird, so kann ein enger Kontakt zwischen der Oberteilplatte 1300 und der Heiztafel 100 nicht an dem mittleren Abschnitt der Düsenreihe erhalten werden, was ein Queransprechen zwischen den benachbarten Düsen erlaubt, d. h. ein Abfallen der Ausspritzenergie von der einen zu der anderen Düse und ein Versagen beim Vorsehen einer hohen Genauigkeit des Ausspritzens der Tinte, was eine ernsthafte Herabsetzung der Qualität des Druckes ergibt.
Es kann möglich sein, dieses Problem durch Aufbringen von Druck in einer Höhe, die die obenerwähnte angemessene Höhe übersteigt, zu beseitigen, um die Oberteilplatte zwangsweise zu begradigen und auszurichten. Die Anwendung eines solchen hohen Druckes neigt jedoch dazu, eine Verformung und den Bruch der Tintenkanäle in dem Bereich, in dem die Oberteilglatte 1300 mit der Heiztafel in Kontakt steht, zu verursachen, was dazu führt, daß die Querschnittsformen von solchen Tintenkanälen verformt werden, so daß die Qualität des Druckes erheblich beeinträchtigt wird.
Folglich ist das Verziehen der Oberteilplatte, die aus einem synthetischen Harz ausgebildet ist, einer der Faktoren, der den Nutzen des Tintenstrahlkopfes reduziert.
Die Druckschrift EP-A2-0 636 480 offenbart einen Tintenstrahlkopf gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 und ein Verfahren zur Herstellung von einem Tintenstrahlkopf gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 4.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Dem gemäß ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintenstrahlkopf zu schaffen, bei dem das erste und das zweite oben erwähnte Element in einem optimalen Grad eines engen Kontaktes miteinander gehalten werden, um jegliches Queransprechen zwischen den Tintenkanälen zu beseitigen, was folglich die Genauigkeit des Ausspritzens der Tinte und als Folge eine hohe Qualität des Druckens sicherstellt, wodurch die oben beschriebenen Probleme des bekannten Standes der Technik beseitigt werden.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen von einem Tintenstrahlkopf zu schaffen, das sicherstellt, daß das erste und das zweite Element des Tintenstrahlkopfes in einem optimalen Grad eines engen Kontaktes miteinander, ungeachtet eines Verzuges von einem dieser Elemente gehalten werden, wodurch das Ergebnis bei der Herstellung des Tintenstrahlkopfes verbessert wird.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenstrahlkopf vorgesehen, der folgendes aufweist: Ein erstes Element, das eine Vielzahl von energieerzeugenden Elementen zur Erzeugung von Energie hat, die notwendig für das Ausspritzen von Tinte ist; ein zweites Element, das eine Vielzahl von Nuten hat, die durch Stegabschnitte getrennt sind, wobei die Nuten für das Bilden von einer Reihe von Tintenkanälen, die in eine Reihe von Tintenausspritzöffnungen führen, und die Stegabschnitte für das Bilden der Tintenkanalwände, die die Tintenkanäle trennen, sind;
Und ein Druckelement zu Drücken des ersten Elementes und des zweiten Elementes aneinander, wodurch diese Elemente verbunden werden, so daß die Tintenkanäle durch Zusammenwirkung zwischen dem erstem Element und den Nuten in dem zweiten Element ausgebildet werden; Wobei die Höhe der Tintenkanalwände an den beiden Endbereichen der Reihe der Tintenkanäle kleiner ist, als in den mittleren Bereichen der Reihe der Tintenkanäle, und dadurch gekennzeichnet ist, daß die Tintenkanalwände, die eine geringere Höhe haben, mit einem verformbaren Vorsprung versehen sind, der daran ausgebildet ist, um berührbar mit dem ersten Element zu sein.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Tintenstrahlkopfes vorgesehen, das die folgenden Schritte aufweist: Vorbereiten eines ersten Elementes, das eine Vielzahl von energieerzeugenden Elementen zur Erzeugung von Energie hat, die notwendig für das Ausspritzen der Tinte ist; Vorbereiten eines zweiten Elementes, das eine Vielzahl von Nuten hat, die durch Stegabschnitte getrennt sind, wobei die Nuten dem Bilden von einer Reihe von Tintenkanälen dienen, die zu einer Reihe von Tintenausspritzöffnungen führen, und die Stegabschnitte dem Bilden der Tintenkanalwände dienen, die die Tintenkanäle trennen; Vorbereiten eines Druckelementes zum Drücken des ersten Elementes und des zweiten Elementes aneinander; In Berührung Bringen des ersten Elementes und des zweiten Elementes so miteinander, daß die energieerzeugenden Elemente an den Nuten ausgerichtet sind; Drücken des ersten Elementes und des zweiten Elementes aneinander durch das Druckelement, wodurch diese Elemente verbunden werden, so daß die Tintenkanäle durch Zusammenwirkung zwischen dem ersten Element und den Nuten in dem zweiten Element ausgebildet werden; Wobei die Höhe der Tintenkanalwände geringer an den beiden Endbereichen der Reihe von Tintenkanälen ist, als in dem mittleren Bereich der Reihe von Tintenkanälen, und ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenkanalwände, die eine geringere Höhe haben, mit einem verformbaren Vorsprung versehen sind, der darauf ausgebildet ist, um berührbar mit dem ersten Element zu sein.
Diese Merkmale dienen dazu, die nicht wünschenswerte breite Verteilung der Drucklast zu beseitigen, die aufgebracht wird, um einen engen und dichten Kontakt zwischen dem ersten Element, d. h. einer Heiztafel, und dem zweiten Element, zum Beispiel einer Oberteilplatte, zu erreichen, so dass eine gemäßigte Höhe der Drucklast auf dem Bereich aufgebracht werden kann, an dem Tintenausspritzdüsen vorgesehen sind. Es ist daher möglich, einen dichten und engen Kontakt zwischen den zwei Elementen ohne Erfordernis eines Aufbringens von einer übermäßig großen Berührungsdrucklast, die zu der Zerstörung der Oberteilplatte führen würde, zu erhalten. Folglich kann das Ausspritzen von Tinte genau ausgeführt werden, ohne unter einem Queransprechen zwischen benachbarten Tintenausspritzöffnungen zu leiden, was folglich eine hohe Druckqualität sicherstellt.
Außerdem kann die Oberteilplatte mit einem größeren Spielraum oder einer großen Toleranz gegenüber einem Verziehen ausgebildet werden, so dass das Ergebnis zum Verringern der Kosten im Bezug auf die Herstellung des Tintenstrahlkopfes verbessert wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt in einer Schnittansicht ein düsenausbildendes Element gemäß dem Stand der Technik der Druckschrift EP-A2-0 636 480, wobei ein Aufbau der Verbindungsfläche gezeigt ist, an der das düsenausbildende Element mit der Heiztafel verbunden ist;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht eines Abschnittes von einem Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung, wobei der Zustand gezeigt ist, bei dem die Oberteilplatte mit der Heizplatte verbunden ist;
Die Fig. 3A und 3B sind schematische Darstellungen von der Oberteilplatte und der Heizplatte, die miteinander Verbunden sind;
Fig. 4 ist eine Schnittansicht von einem düsenausbildenden Element gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Aufbau der Verbindungsfläche gezeigt ist, an der das düsenausbildende Element mit der Heiztafel verbunden ist;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht von einem düsenausbildenden Element gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, wobei der Aufbau der Verbindungsfläche gezeigt ist, an der das düsenausbildende Element mit einer Heiztafel verbunden ist.
Fig. 6 ist eine schematische Darstellung des Zustandes der Verbindung zwischen einem düsenausbildenden Element und einer Heiztafel bei einem bekannten Tintenstrahlkopf;
Fig. 7 ist eine perspektivische Explosionsansicht von einem Tintenstrahlkopf gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8 ist eine perspektivische Ansicht von einem Tintenstrahlkopf im zusammengebauten Zustand;
Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht von einem Tintenstrahlkopf; und
Die Fig. 10 und 11 sind Darstellungen voa einem Aufzeichnungsgerät, in dem der Tintenstrahlkopf der vorliegenden Erfindung eingebaut ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die vorliegende Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben.
Die Fig. 7 bis 11 sind Darstellungen von einem Tintenstrahlsystem, in dem ein Tintenstrahlkopf, der die vorliegende Erfindung verwirklicht, eingebaut ist, wobei eine Tintenstrahleinheit IJU, ein Tintenstrahlkopf IJH, ein Tintenbehälter IT, eine Tintenstrahlkartusche IJC, ein Tintenstrahlgerät IJA und ein Schlitten HC, und deren Beziehungen zueinander gezeigt ist.
Die Tintenstrahlkartusche IJC ist eine Einwegkartusche, die abnehmbar an dem Schlitten HC befestigt ist und von dem Schlitten HC, der in ein Tintenstrahlgerät IJA eingebaut ist, getragen wird. Die Tintenstrahlkartusche IJC befindet sich an dem Schlitten HC gelegen und befestigt durch das Zusammenwirken zwischen der Anordnungseinrichtung des Schlittens HC, die später beschrieben wird, und elektrische Kontakte, die an dem Schlitten HC vorgesehen sind.
Bei dem in den Fig. 7 bis 11 gezeigte Tintenstrahlsystem sind verschiedene neue Verfahren angewendet worden, die auf dem Weg der Ausführung der vorliegenden Erfindung entwickelt und erzielt wurden. Das gesamte Tintenstrahlsystem ist unter Bezugnahme auf diese Verfahren beschrieben.
Zunächst wird die Tintenstrahleinheit IJU Beschrieben.
Die Tintenstrahleinheit ist eine Einheit der Blasenstrahlbauart, die elektrothermische Wandler anwendet, die aktiviert werden, um Wärme zu erzeugen, die ein Filmsieden der Tinte gemäß den elektrischen Signalen verursacht, wodurch das Drucken ausgeführt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 7 hat eine Heiztafel 100 ein Si- Substrat, das eine Vielzahl von elektrothermischen Wandlern (Ausspritzheizeinrichtungen) trägt, die in der Form einer Reihe angeordnet sind, wobei die Wandler durch ein Filmausbildungsverfahren zusammen mit Leitungsdrähten wie z. B. solche aus Al (Aluminium) zur Zufuhr der elektrischen Energie zu den Wandlern ausgebildet sind.
Eine Verdrahtungstafel 200 hat Verdrahtungen in Übereinstimmung mit den Verdrahtungen an der Heiztafel 100 und ist mit dieser durch zum Beispiel ein Drahtverbindungsverfahren verbunden. Die Verdrahtungstafel 200 hat auch Anschlußflächen 201, die mit den Enden der Verdrahtungen verbunden sind und daran angepaßt sind, mit elektrischen Signalen von dem Hauptteil von einem Gerät wie zum Beispiel einem Drucker versorgt zu werden.
Eine mit Nuten versehene Oberteilplatte 1300 hat Nuten, die Tintenkanäle ausbilden sollen und die von den Stegabschnitten, die als Tintenkanalwände dienen, getrennt sind. Diese Oberteilplatte 1300 hat auch eine Vertiefung, die als eine Gemeinschaftstintenkammer dient, aus der Tinte den jeweiligen Tintenkanälen zugeführt wird. Die Oberteilplatte 1300 ist durch das Formen von einer Öffnungsplatte 400 hergestellt, die Mündungsöffnungen oder Ausspritzöffnungen in Übereinstimmung mit den Tintenkanälen einstückig mit einer Tintenfüllöffnung 1500 hat, die Tinte von dem Tintenbehälter TT bezieht und selbige an die obengenannte Gemeinschaftstintenkammer abgibt. Vorzugsweise wird Polysulfon als das Material eingesetzt, aus dem die Oberteilplatte 1300 einstückig geformt wird, obwohl die Erfindung die Verwendung von anderen Arten von Harz nicht ausschließt, das als Formmaterial verwendet werden kann.
Ein metallisches Stützelement 300 sorgt für eine Sicherungsfläche zum Stützen der Verdrahtungstafel 200 und dient als eine Bodenplatte der Tintenstrahleinheit. Mit Bezugszeichen 500 ist eine Feder bezeichnet, die als ein Druckelement zum Drücken der Heiztafel 100 in einen Kontakt mit der Oberteilplatte 1300 dient. Die Druckfeder 500 hat im einen im wesentlichen M-förmigen Querschnitt entlang einer zu der Aufreihungsrichtung der Tintenkanäle parallelen Ebene genommen ist, wobei ein mittlerer Abschnitt in Richtung der Oberteilplatte vocrragt, um den Abschnitt der Oberteilplatte 1300 leicht zu drücken, an dem die gemeinsame Tintenkammer ausgebildet ist. Die Druckfeder 500 hat auch einen vorderen Streifenabschnitt 501, der den Druck entlang einer Linie an einem Bereich von einer Tintenkanalreihe ausübt und konzentriert, wobei dies vorzugsweise an einem Bereich in der Nähe der Ausspritzöffnungen geschieht.
Die Anordnung ist derart, daß sich die Schenkel der Druckfeder 500 sich durch die Öffnungen 3121, die in dem Stützelement 300 ausgebildet sind, in Eingriff mit der Rückseite des Stützelementes 300 befindlich erstrecken, wodurch die Heiztafel 100 und die Oberteilplatte 1300 sicher miteinander durch den konzentrierten Druck verbunden sind, der von dem Hauptteil der Druckfeder 500 und dem vorderen Streifen 501 ausgeübt wird. Das Stützelement 300 hat Anordnungsbohrungen 312, 1900 und 2000 für den Eingriff mit einem Paar Anordnungsvorsprünge 1012 an dem Tintenbehälter IT und Anordnungs-/Schweißvorsprünge 1800, 1801, die an dem Tintenbehälter IT vorgesehen sind. Das Stützelement 300 ist auch an dessen Rückseite mit Anordnungsvorsprüngen 2500 und 2600 zum Anordnen des Schlittens HC bezüglich des Tintenstrahlgerätes IRA versehen.
Des weiteren ist das Stützelement 300 mit einem Loch 320 versehen, das daran angepaßt ist um von dem später erwähnten Tintenzufuhrrohr 2200 durchdrungen zu werden, durch das Tinte von dem Tintenbehälter IT zugeführt wird. Die Befestigung der Verdrahtungstafel 200 mit dem Stützelement 300 wird durch Kleben unter Verwendung von einem Klebstoff oder desgleichen hergestellt.
Die Vertiefungen 2400, 2400 sind an den Abschnitten des Stützelementes 300 ausgebildet, die an die Anordnungsvorsprünge 2500, 2600 angrenzend sind. Im zusammengebauten Zustand der Tintenstrahlkartusche IJC, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, sind diese Vertiefungen 2400, 2400 an den Verlängerungen der parallelen Nuten 3000, 3001 angeordnet, die an drei Seiten des Kopfendbereiches ausgebildet sind, und dienen dazu, zu verhindern, daß eine Fremdsubstanz wie z. B. Staubpartikel und Tinte die Anordnungsvorsprünge 2500, 2600 erreicht.
Die oben erwähnten parallelen Nuten 3000 sind in einem Abdeckelement 800 ausgebildet, das eine äußere Wand der Tintenstrahlkartusche IJC bildet, wie dies in Fig. 10 ersichtlich wird, und definiert in Zusammenwirken mit dem Tintenbehälter IT einen Raum zum Unterbringen der Tintenstrahleinheit IJU.
Die parallelen Nuten 3001 sind in einem Tintenzufuhrelement 600 ausgebildet. Das Tintenzufuhrelement 600 hat eine Tintenkanalleitung 1600, die mit dem obenerwähnten Tintenzufuhrrohr 2200 in Verbindung steht und an dem an das Tintenzufuhrrohr 2200 benachbarte Ende einseitig eingespannt ist. Ein Abdichtzapfen 602 ist eingesteckt, um die Kapillarwirkung in dem Bereich zwischen dem befestigten Ende der Tintenkanalleitung 1600 und dem Tintenzufuhrrohr 2200 sicherzustellen.
Mit dem Bezugszeichen 601 ist eine Dichtung bezeichnet, die für ein Abdichten der Verbindung zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzufuhrrohr 2200 sorgt, während mit Bezugszeichen 700 ein Filter bezeichnet ist, der in dem Ende des Tintenzufuhrrohres 2200 vorgesehen ist, das an den Tintenbehälter IT angrenzt.
Das Tintenzufuhrelement 600 wird durch Formen ausgebildet und kann daher bei niedrigen Kosten mit hoher Maßgenauigkeit hergestellt werden, was folglich den Fehler bei der Herstellung minimiert. Außerdem beseitigt der einseitig eingespannte Aufbau der Kanalleitung 1600 jegliche Veränderung im Druckkontaktzustand zwischen dem freien Ende der Kanalleitung 1600 und der obengenannten Tinteneinfüllöffnung 1500 ungeachtet eines geringfügigen Maßfehlers, der verursacht werden kann, wenn das Tintenzufuhrelement 600 in Massenproduktion hergestellt wird.
Bei diesem Ausführungsbeispiel wird eine flüssigkeitsdichte Verbindung durch einfaches Zuführen von Dichtungsmasse aus dem Tintenzufuhrelement erreicht, während das freie Ende der Kanalleitung in Druckkontakt mit der Tinteneinfüllöffnung 1500 gehalten wird.
Das Befestigen des Tintenzufuhrelementes 600 an dem Stützelement 300 kann durch ein Setzen des Tintenzufuhrelementes 600 auf das Stützelement 300, wobei die (nicht gezeigten) Anordnungsstifte an der Rückseite des Tintenzufuhrelementes 600 in die entsprechenden Anordnungslöcher 1901, 1902 eingeführt werden, die in dem Stützelement 300 ausgebildet sind, und durch Schmelzen und Schweißen der Abschnitte dieser Zapfen, die aus der Rückfläche des Stützelementes 300 auskragen, leicht erreicht werden. Die geschmolzenen Enden der Zapfen stehen geringfügig von der Rückseite des Stützelementes 300 vor, aber solche geringfügige Vorsprünge behindern nicht die korrekte Anordnung der Tintenstrahleinheit IJU, weil solche Vorsprünge in (nicht gezeigten) Vertiefungen untergebracht werden, die an der Tintenstrahleinheitsmontagefläche des Tintenbehälters IT ausgebildet sind.
Nachstehend wird der Aufbau des Tintenbehälters wird beschrieben.
Der Tintenbehälter IT hat einen Kartuschenhauptaufbau 1000, der eine Tintenstrahleinheitsmontierfläche zum Montieren der Tintenstrahleinheit IJU hat, wobei der Hauptaufbau 1000 an dessen Seite gegenüber der Tintenstrahleinheitsmontierfläche geöffnet ist. Der Tintenbehälter IT hat des weiteren einen Tintenabsorber 900, der in dem Hauptaufbau angeordnet ist, und ein Abdeckelement 1100, das die obenerwähnte Öffnung schließt, nachdem der Tintenabsorber in den Kartuschenhauptaufbau 1000 gesetzt ist.
Der Tintenabsorber 900, der in den Kartuschenhauptaufbau 1000 gesetzt ist, ist daran angepaßt, mit Tinte imprägniert zu werden. Mit dem Bezugszeichen 1200 ist eine Tintenzufuhröffnung zum Zuführen der Tinte der Tinte zu der Tintenstrahleinheit IJU bezeichnet, die aus den vorhergenannten Komponenten 100 bis 600 zusammengesetzt ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Befüllen des Behälters mit der Tinte entweder durch das Belüftungsloch oder die obenerwähnte Tintenzufuhröffnung möglich. Um eine gleichmäßige Zufuhr von Tinte aus dem Tintenabsorber zu realisieren, sind Rippen 2300 an der inneren Fläche des Hauptaufbaus 1000 ausgebildet und gleichzeitig sind abschnittartige oder unterbrochene Rippen 2301, 2302 an der inneren Fläche des Abdeckelementes 1100 ausgebildet, so daß innerhalb des Tankes ein Luftraum, der von dem Belüftungsloch 1401 zu der Tintenzufuhröffnung 1200 einschließlich des Bereiches, das das entfernteste von der Tintenzufuhröffnung 1200 ist, führt, ausgebildet ist. Das Füllen des Behälters mit Tinte, das heißt Zufuhr der Tinte zu dem Absorber, wird bevorzugt durch die Tintenzufuhröffnung 1200 ausgeführt, um den Absorber gleichförmig mit der Tinte zu imprägnieren. Dieses Verfahren ist in der Praxis wirkungsvoll.
Es gibt vier Rippen 2300, die an der hinteren Wand des Tintenbehälterabschnittes des Kartuschenhauptaufbaus 1000 vorgesehen sind, so daß verhindert wird, daß der Absorber in einem engen Kontakt mit der inneren Fläche der obenerwähnten hinteren Wand gerät.
Die abschnittartigen Rippen 2301, 2302 sind an den Abschnitten der inneren Fläche von dem Abdeckelement 1100 vorgesehen, die an den Verlängerungen der Rippen 2300 sind. Da diese abschnittartigen Rippen unterteilt befinden, sehen sie ein größeres Volumen des Luftraumes vor, als das, das von den Rippen 2300 vorgesehen ist.
Die abschnittartigen Rippen 2301, 2302 sind über eine Fläche verteilt, die nicht größer als die Hälfte der gesamten Fläche des Abdeckelementes 1100 ist.
Aufgrund des Vorhandenseins dieser Rippen kann die Tinte stabil durch Kapillarwirkung auch von dem Eckbereich, der der entfernteste von der Tintenzufuhröffnung 1200 ist, in die Tintenzufuhröffnung 1200 geführt werden.
Das vorhererwähnte Belüftungsloch 1401 sorgt für die Verbindung zwischen dem Inneren des Tintenbehälters und der Umgebungsluft. Ein flüssigkeitsabstoßendes Element, das an der Innenseite des Belüftungsloches 1401 angeordnet ist, dient zum Verhindern, daß Tinte aus dem Belüftungsloch 1400 ausläuft.
In dem Tintenbehälter IT mit dem beschriebenen Aufbau ist ein Tintenspeicherraum in der Form eines rechteckigen Parallelepipeds definiert, wobei die längeren Seiten des Rechtecks die Seitenflächen des Tanks darstellen. Die obenbeschriebene Anordnung der Rippen kann daher besonders wirksam sein. Wenn die längere Seite des Tintenspeicherraums sich in die Richtung der Bewegung des Schlittens erstreckt, oder wenn der selbe kubisch ist, dann ist es ratsam, die Rippen an der gesamten Fläche des Abdeckelementes 1100 vorzusehen, um die Zufuhr der Tinte von dem Absorber 900 zu stabilisieren. Damit die Menge der Tinte, die in dem begrenzten Raum gespeichert ist, maximal ist, ist es zu bevorzugen, daß der Tintenspeicherraum einen rechteckigen Parallelepipedaufbau hat. Wenn ein solcher Aufbau aufgegriffen wird, ist es wichtig, daß die Rippen, die die obenbeschriebene Funktion ausführen, an den Abschnitten der zwei Flächen vorgesehen sind, die an die jeweiligen Ecken des Raumes angrenzen, so daß die gespeicherte Tinte vollständig ohne Verschwendung für das Drucken verwendet werden kann.
Die inneren Rippen des Tintenbehälters, die in dem beschriebenen Ausführungsbeispiel verwendet werden, sind mit einem im wesentlichen konstanten Abstand in der Richtung der Dicke des Tintenabsorbers angeordnet, der auch einen rechteckigen Parallelepipedaufbau hat. Eine solche Anordnung der Rippen ist wichtig, damit der Umgebungsdruck gleichförmig über den gesamten Teil des Tintenabsorbers verteilt ist, um sicherzustellen, daß die Tinte bis auf den letzen Tropfen verbraucht ist. Die technische Idee bezüglich der Anordnung der Rippen wird weiter erörtert. Ein imaginärer Bogen wird auf der rechtwinkligen oberen Ebene des rechteckigen Parallelepipedaufbaus gezogen, der an einem Punkt ausgemittelt ist, an dem die Tintenzufuhröffnung 1200 vorsteht, und hat einen Radius, der gleich der Länge der längeren Seite des Rechtecks ist. Es ist wichtig, daß die Rippen an dem Abschnitt der Tintenbehälterinnenfläche angeordnet sind, der außerhalb des obenerwähnten Bogens liegt. Die Position des Belüftungsloches kann von der dargestellten Position unter der Voraussetzung verändert werden, daß es Luft in einen Bereich einführen kann, an dem Rippen angeordnet sind.
Außerdem ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Rückseite der Tintenkartusche IJC, die zu dem Tintenstrahlkopf IJH entgegengesetzt ist, abgeflacht, um den von der Tintenstrahlkartusche IJH belegten Raum zu minimieren, wenn die Letztere in das Gerät eingebaut ist, während die Tintenspeicherkapazität maximiert wird. Dieses Merkmal trägt zu der Reduzierung der Abmessungen des gesamten Gerätes bei und reduziert die Häufigkeit der Erneuerung der Kartusche. Das dargestellte Ausführungsbeispiel macht einen wirksamen Gebrauch von dem Raum hinter der Tintenstrahleinheit IJU, die an dem Tintenbehälter IT gesichert ist. Ein vorstehender Teil nämlich, an dem das Belüftungsloch 1401 ausgebildet ist, ist in diesem Raum eingebaut. Der innere Hohlraum von diesem vorstehenden Teil bildet eine Umgebungsdruckzufuhrkammer 1402, die sich über die gesamte Dicke des Absorbers 900 erstreckt.
Aufgrund von diesen Merkmalen bietet die Tintenstrahlkartusche dieses Ausführungsbeispieles Vorteile, die mit bekannten Kartuschen niemals erreicht werden können. Die Atmosphärendruckzufuhrkammer 1402 bei diesem Ausführungsbeispiel hat viel größere Abmessungen als jene bei den bekannten Kartuschen der beschriebenen Art. Da die Umgebungsdruckverbindungsöffnung 1401 nahe dem oberen Ende der Umgebungsdruckzufuhrkammer 1402 angeordnet ist, kann Tinte, die zufällig aufgrund eines unbeabsichtigten Umstandes aus dem Absorber fließt, in der Atmosphärendruckzufuhrkammer 1402 gehalten werden und dann ohne Auslaufen zu dem Außenbereich der Kartusche erneut von dem Absorber absorbiert werden. Es ist folglich möglich, eine Kartusche zu erhalten, die Verschwenden von Tinte vermeiden kann.
Fig. 9 zeigt die Fläche des Tintenbehälters IT, an dem die Tintenstrahleinheit IJU montiert ist. Es wird angenommen, daß eine gerade Linie L1 sich parallel zu der Bodenfläche des Tanks IT oder einer Bezugsebene an einer Fläche der Kartusche über einen Punkt hinaus erstreckt, der im wesentlichen die Mitte der Reihe der Tintenausspritzöffnungen der Mündungsplatte 400 ist. Die vorhererwähnten Anordnungsvorsprünge 1012, die in die Löcher 312 eingreifen, die in dem Stützelement 300 ausgebildet sind, sind an dieser geraden Linie L1 gelegen. Die Höhe dieser Anordnungsvorsprünge 1012 ist geringfügig kleiner als die Dicke des Stützelementes 300. Das Stützelement 300 ist durch den Eingriff zwischen dessen Löchern 312 und den Anordnungsvorsprüngen 1012 richtig angeordnet. Eine Klaue 2100 für den Eingriff mit einer orthogonalen Eingriffsfläche 4002 von einem Anordnungshaken 4001 an dem Schlitten HC zum Anordnen des Tintenbehälters IT ist an der Verlängerung der obenerwähnten Linie L1 vorgesehen, so daß die Anordnungskraft zum Anordnen des Tankes hinsichtlich des Schlittens auf den ebenen Bereich wirkt, der diese Linie L1 enthält und der parallel zu der obenerwähnten Bezugsebene ist. Diese Anordnung ist insofern wirksam, daß die Lagegenauigkeit des Tintenbehälters IT als ein einzelnes Bauteil der Lagegenauigkeit der Ausspritzöffnungen des Tintenstrahlkopfes IJH gleichwertig ist, wie später in Verbindung mit Fig. 10 erklärt wird.
Die an dem Tintenbehälter IT vorgesehenen Vorsprünge 1800 und 1801, die mit den an dem Stützelement 300 für das Anordnen des Stützelementes 300 an der Seitenwand des Tintenbehälters IT ausgebildeten Anordnungslöchern 1900 und 2000 übereinstimmen, haben eine größere Länge als die Länge des vorhergenannten Vorsprunges 1012, so daß die Vorsprünge 1800 und 1801 in das Stützelement 300 durchdringen, um von diesen vorzustehen. Die Abschnitte von diesen Vorsprüngen, die von dem Stützelement 300 vorstehen, sind thermisch geschmolzen und geschweißt, wodurch das Stützelement 300 an der Seitenfläche des Tintenbehälters IT angeordnet ist. Es werden zwei zu der obenerwähnten Linie L1 senkrechte Linien angenommen: nämlich eine Linie L3, die durch den Vorsprung 1800 geht, und eine Linie L2, die durch den Vorsprung 1801 verläuft. Ein Punkt, der im wesentlichen in der Mitte der vorhergenannten Zufuhröffnung 1200 liegt, ist auf der Linie L3 angeordnet. Diese Lagebeziehung ist bevorzugt, weil sie dazu dient, den Zustand der Verbindung zwischen der Öffnung 1200 des Zufuhrteilabschnittes des Zufuhrrohres 2200 gegen eine Last zu stabilisieren, die anderenfalls bewirken kann, daß das Zufuhrrohr aufgrund des Aufbringens eines Stoßes wie durch Herabfallen der Kartusche unterbrochen wird.
Die Linien L2 und L3 überschneiden sich nicht, und die Vorsprünge 1800 und 1801 sind um den Vorsprung 1012 herum angeordnet, der an der Ausspritzseite des Tintenstrahlkopfes IJH vorgesehen ist. Diese Vorsprünge 1800 und 1801 erzeugen daher eine Wirkung, die das richtige Positionieren des Tintenstrahlkopfes IJH in Bezug auf den Tank unterstützt.
Eine Kurve, die durch L4 angezeigt ist, stellt die Position der äußeren Wand des Tintenzufuhrelementes 600 in dem zusammengebauten Zustand dar. Da die Vorsprünge 1800 und 1801 entlang der Kurve L4 angeordnet sind, sehen sie eine Festigkeit und eine Positionsgenauigkeit gegenüber dem Gewicht des Endabschnittes des Tintenstrahlkopfes IJH vor. Mit dem Bezugszeichen 2700 ist ein Kragen bezeichnet, der an einem Ende des Tintenbehälters IT vorgesehen ist und daran angepaßt ist, daß in einer Öffnung aufgenommen ist, die aus einer vorderen Tafel 4000 des Schlittens ausgebildet ist, um den Tintenbehälter IT gegenüber jedem außergewöhnlichen Zustand zu halten, welcher eine große Abweichung bei dem Tintenbehälter verursachen kann. Mit dem Bezugszeichen 2101 ist ein Anschlag zur Verhinderung bezeichnet, daß die Tintenstrahlkartusche IJC sich von dem Schlitten HC durch den Eingriff mit einer (nicht gezeigten) Stange löst, die an dem Schlitten HC vorgesehen ist. Wenn genauer die Tintenstrahlkartusche IJC auf eine Weise geschwenkt wurde, die später beschrieben wird, ist der Anschlag 2101 unter der Stange an dem Schlitten HC angeordnet, so daß der Anschlag 2101, wenn eine ungewollte Aufwärtskraft auf die Tintenstrahlkartusche IJC im geschwenkten Zustand aufgebracht wird, mit der Stange eingreift, um als ein Schutzelement durch das Verhindern, daß die Tintenstrahlkartusche IJC sich von dem Schlitten HC löst, dient, wodurch die Tintenkartusche IJC an dem Schlitten HC gehalten wird, ohne aus ihm heraus zu gelangen.
Die Abdeckung 800 ist nach dem Montieren der Tintenstrahleinheit IJU an dem Tintenbehälter IT angebracht, so daß die Tintenstrahleinheit IJU außer der unteren Seite umschlossen ist, die offen bleibt. Wenn jedoch die Tintenstrahlkartusche IJC an dem Schlitten HC angebracht wird, wird das untere offene Ende in enge Nähe zum Schlitten HC angeordnet, so daß die Tintenstrahleinheit IJU materiell in einem geschlossenen Raum umschlossen ist. Die Wärme, die von dem Tintenstrahlkopf IJH erzeugt wird, breitet sich wirksam an die Luft in diesem geschlossenen Raum aus, aber eine solche Wärme verursacht einen leichten Anstieg der Lufttemperatur in diesem Raum während einem langen kontinuierlichen Gebrauch des Tintenstrahlsystems. Um daher die Ableitung der Eigenwärme zu fördern, ist ein Schlitz 1700 mit einer kleineren Breite als die Breite von diesem geschlossenen Raum, in der oberen Wand der Tintenstrahlkartusche IJC ausgebildet, wodurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung über den gesamten Abschnitt von der Einheit IJU erreicht wird, ohne von der Umgebung beeinflußt zu werden, während übermäßiger Temperaturanstieg verhindert wird.
In der so zusammengebauten Tintenstrahlkartusche IJC wird die Tinte aus dem Innenraum der Kartusche in den Tintenzufuhrbehälter 600 durch die Zufuhröffnung 1200, eine an dem Stützelement 300 ausgebildete Öffnung 320 und eine in der mittleren hinteren Fläche des Zufuhrbehälters 600 ausgebildete Einlaßöffnung zugeführt. Die folglich in den Tintenbehälter 600 eingeführte Tinte wird weiter in die Gemeinschaftstintenkammer durch die in dem Tintenzufuhrbehälter ausgebildete Auslaßöffnung, ein geeignetes Zufuhrrohr und eine in der Oberteilplatte 1300 ausgebildete Einlaßöffnung 150 eingeführt. Dichtungen aus geeignetem Material wie Silikongummi, Butylgummi und dergleichen sind an den Verbindungspunkten zwischen den obenerwähnten Abschnitten angeordnet, die die Bahn der Zufuhr der Tinte bilden, um flüssigkeitsdichte Abdichtungen vorzusehen, wodurch ein abgedichteter Tintenzufuhrdurchgang ausgebildet wird.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Oberteilplatte 1300 durch ein mit der Öffnungsplatte 400 einstückiges Formen in einer Form aus einem gegen Tinte beständigem Harzmaterial wie Polysulfon, Polyethersulfon, Polyphenylenoxid, Polypropylen usw. ausgebildet.
Folglich werden jeweils das Tintenzufuhrelement 600, die Baugruppe aus Oberteilplatte/Öffnungsplatte und der Tintenbehälterhauptaufbau 1000 als ein einzelnes Stück geformt, so daß die Baugruppengenauigkeit ebenso wie die Produktqualität verbessert ist, wenn die Tintenstrahlsysteme in Massenproduktion hergestellt werden. Des weiteren ist die Zahl der Teile verglichen mit den herkömmlichen Systemen verringert, so daß die gewünschten Eigenschaften ohne Schwierigkeiten ausgestaltet werden können.
Bei dem dargestellten derart zusammengebauten Ausführungsbeispiel ist ein Schlitz S, wie dies aus den Fig. 7 bis 9 ersichtlich wird, zwischen der oberen Wand 603 des Tintenzufuhrelementes 600 und dem Rand 4008 der oberen Tafel des Tintenbehälters IT, das den Schlitz 1700 hat, ausgebildet und ein ähnlicher (nicht gezeigter) Schlitz ist zwischen der Bodenwand 604 des Tintenzufuhrelementes 600 und dem Kopfseitenrand 4011 von einem dünnen Plattenelement ausgebildet, mit dem die untere Abdeckung 800 des Tintenbehälters IT verbunden ist. Diese zwischen dem Tintenbehälter IT und dem Tintenzufuhrelement 600 ausgebildeten Schlitze dienen zur Unterstützung der Wärmeableitung durch den vorhergenannten Schlitz 1700 und dienen auch als ein Puffer, der verhindert, daß eine äußere Kraft, die auf den Tintenbehälter IT aufgebracht wird, direkt auf das Tintenzufuhrelement 600 und folglich auf die Tintenstrahleinheit IJU übertragen wird.
Die obenbeschriebenen Merkmale des dargestellten Ausführungsbeispiels sind neu und sehen unabhängig oder in Kombination Vorteile gegenüber dem Stand der Technik vor.
Jetzt wird eine Beschreibung der Weise gegeben, in der die Tintenstrahlkartusche IJC an dem Schlitten HC montiert ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 10 ist eine Andruckwalze 5000 daran angepaßt, ein Druckmedium P in Richtung des Betrachters zu führen, der die Zeichnung betrachtet.
Der Schlitten HC bewegt sich entlang der Andruckwalze 5000. Der Schlitten HC hat eine 2 mm dicke vordere Platte 4000, die an der vorderen Fläche des Schlittens vorgesehen ist, um an der vorderen Seite der Tintenstrahlkartusche IJC angeordnet zu werden, eine Stützplatte 4003 der elektrischen Verbindung, die eine flexible Platte 4005 und ein Gummianschlußflächenblatt 4007 trägt, und den vorhergenannten Anordnungshaken 4001 zum Befestigen der Tintenstrahlkartusche IJC an der Aufzeichnungsposition. Das flexible Blatt 4005 hat Anschlußflächen 2011 in Übereinstimmung mit den Anschlußflächen 201 an der Verdrahtungstafel 200 der Tintenstrahlkartusche IJC, und das Gummianschlußflächenblatt 4007 dient dazu, das flexible Blatt 4005 und folglich die Anschlußflächen 2011 von der Rückseite des flexiblen Blattes 4005 zu drücken.
Die vordere Platte 400 hat ein Paar Anordnungsvorsprungflächen 4010 für einen Eingriff mit den vorhergenannten Anordnungsvorsprüngen 2500, 2600 des Stützelementes 300 der Kartusche, so daß die vordere Platte 400, nachdem die Kartusche montiert worden ist, die Kraft trägt, die an den dazu senkrechten Anordnungsvorsprungflächen 4010 wirkt. Um eine solche Kraft zu tragen, ist eine Vielzahl von (nicht gezeigten) Verstärkungsrippen an der Seite der an die Andruckwalze angrenzenden vorderen Platte so vorgesehen, daß sie sich in die Richtung der obenerwähnten Kraft erstrecken. Diese Rippen dienen dazu, einen Kopfschutzvorsprung auszubilden, der um ein geringes Maß von z. B. um 0,1 mm aus der Position L5 der vorderen Fläche der Kartusche im montierten Zustand vorsteht. Die Stützplatte 4003 der elektrischen Verbindung hat Verstärkungsrippen 4004, die sich in vertikale Richtung erstrecken, so daß sie seitlich vorstehen, und die in der Richtung der Andruckwalze 5000 und weg von der Andruckwalze 5000 aufgereiht sind. Die Höhe der seitlichen Vorsprünge der Verstärkungsrippen 4004 ändert sich fortschreitend so in Richtung der Reihe, daß die Rippe 4004, die am nächsten an der Andruckwalze 5000 liegt, die größte Höhe hat, und die Rippe 4004, die am nächsten an dem Haken 4001 liegt, die geringste Höhe hat. Eine solche fortschreitende Reduzierung der Vorsprungshöhe dient dazu, das Montieren der Kartusche mit einer Neigung zu ermöglichen, wie dies dargestellt ist.
Um den Zustand des elektrischen Kontaktes zu stabilisieren, hat die Stützplatte 4003 ein Paar Anordnungsflächen 4006, die angrenzend an dem Haken 4001 so angeordnet sind, daß sie den obenerwähnten Vorsprungflächen 4010 entsprechen. Diese Anordnungsflächen 4006 bringen eine Kraft auf die Kartusche in einer Richtung entgegen der Kraft auf, die an dem Schlitten durch die obengenannten Vorsprungflächen 4010 ausgeübt wird. Die Vorsprungflächen 4010 und die Anordnungsflächen 4006 wirken miteinander, indem sie dazwischen einen Anschlußflächenkontaktbereich festlegen. Das vorher erwähnte Gummianschlußflächenblatt 4007 hat Gummivorsprünge, die mit den Anschlußflächen 2011 übereinstimmen. Diese Anordnungsflächen dienen zum direkten Festlegen der Beträge der Verformung der Gummivorsprünge. Diese Anordnungsflächen stehen mit der Fläche der Verdrahtungstafel 300 in Kontakt, wenn die Tintenstrahlkartusche IJC an der Druckposition befestigt ist.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Anschlußflächen 201 an der Verdrahtungstafel 300 symmetrisch im Hinblick auf die vorhergenannte Linie L1 angeordnet, so daß die Beträge der Gummivorsprünge an dem Gummianschlußflächenblatt 4007 ausgeglichen werden, um den Druckkontakt zwischen den Anschlußflächen 2011 an dem Gummianschlußflächenblatt 4007 und den Anschlußflächen 201 an der Verdrahtungstafel zu stabilisieren. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Anschlußflächen 201 in zwei Spalten und in zwei Zeilen an jeweils oberen und unteren Bereichen angeordnet.
Der Haken 4001 hat ein Langloch für den Eingriff mit einer feststehenden Welle 4009. Dieser Eingriff erlaubt dem Haken 4001, sich in die Gegenuhrzeigerrichtung aus der dargestellten Position aufgrund von einer relativen Bewegung der feststehenden Welle 4009 in Bezug auf den Haken 4001 entlang des Langloches zu drehen. Der in die Gegenuhrzeigerrichtung gedrehte Haken 4001 wird dann nach links entlang der Andruckwalze 5000 bewegt, wodurch die Tintenstrahlkartusche IJC im Bezug auf den Schlitten HC angeordnet wird. Jede geeignete Einrichtung kann verwendet werden, um die obenbeschriebene Bewegung des Hakens 4001 zu verursachen, obwohl ein Mechanismus bevorzugt wird, der eine Hebelwirkung verwendet.
Während der Drehung des Hakens 4001 bringt die Tintenstrahlkartusche IJC, während sie sich in Richtung der Andruckwalze bewegt, die Anordnungsvorsprünge 2500, 2600 an Positionen, an denen sie die Anordnungsflächen 4010 berühren. Eine weitere Bewegung des Hakens 4001 nach links bringt die orthogonale Hakenfläche 4002 in enge Berührung mit der orthogonalen Fläche der Klaue 2100 an der Tintenstrahlkartusche IJC, und während dieser enge Kontakt aufrechterhalten bleibt, wird die Tintenstrahlkartusche IJC in der horizontalen Ebene über den Bereich des Kontaktes zwischen den Anordnungsflächen 2500 und 4010 geschwenkt, wodurch gegenseitiger Kontakt zwischen den Anschlußflächen 201 und den Anschlußflächen 2011 eingeleitet wird.
Wenn der Haken 4001 an einer vorbestimmten Anordnungsposition befestigt ist, wird die Tintenstrahlkartusche IJC richtig angeordnet und an dem Schlitten gehalten, während vollständigen Kontakt zwischen den Anschlußflächen 201 und 2011, vollständigen Flächenkontakt zwischen den Anordnungsflächen 2500 und 4010, engen Kontakt zwischen der orthogonalen Fläche 4002 an dem Haken 4001 und der orthogonalen Fläche der Klaue 2100 und Flächenkontakt zwischen der Verdrahtungstafel 300 und der Anordnungsfläche 4006 erreicht wird.
Nachstehend ist ein Tintenstrahldruckgerät als ein Beispiel eines Gerätes beschrieben, das die vorliegende Erfindung verwirklicht.
Fig. 11 zeigt in einer schematischen perspektivischen Ansicht den inneren Aufbau eines Tintenstrahldruckgerätes, das die vorliegende Erfindung verwirklicht. Eine Gewindespindelstange 5005, die eine spiralförmige Nut 5004 hat, wird angetrieben, um sich durch Vorwärts- oder Rückwärtsbetrieb von einem Antriebsmotor 5013 über den Betrieb von Kraftübertragungszahnrädern 5011, 5009 in die eine oder die andere Richtung zu drehen. Der Schlitten hat einen (nicht gezeigten) Zapfen, der verschiebbar in der spiralförmigen Nut 5004 aufgenommen ist, so daß der Schlitten HC in die Richtung des Pfeils a oder b gemäß dem Betrieb des Antriebsmotors 5013 bewegt wird.
Mit Bezugszeichen 5002 ist eine Blattdruckplatte bezeichnet, die dazu dient, ein Papierblatt gegen die Andruckwalze 5000 über die gesamte Länge des Papierblattes in die Richtung der Bewegung des Schlittens zu drücken. Eine lichtgekoppelte Einrichtung ist aus zwei Komponenten 5007 und 5008 zusammengesetzt. Die lichtgekoppelte Einrichtung 5007, 5008 dient als eine Ausgangspositionseinrichtung, welche auf ein Erfassen von einem Hebel 5006 an dem Schlitten ein Umschalten der Richtung des Betriebs des Motors 5013 durchführt. Mit Bezugszeichen 5016 ist ein Element zum Stützen eines Abdeckelementes 5022 bezeichnet, das die vordere Fläche des Tintenstrahlkopfes IJH abdeckt. Eine vakuumsaugeinrichtung 5015 induziert Luft aus dem durch die Abdeckung verborgenen Raum durch eine Öffnung 5023, so daß ein Vakuum auf die Tintenausspritzöffnungen des Tintenstrahlkopfes IJH aufgebracht wird, wodurch ein Saugwiederherstellungsbetrieb zur Erhaltung von einem guten Zustand der Tintenausspritzung aus dem Kopf ausgeführt wird. Mit Bezugszeichen 5017 ist eine Reinigungsklinge bezeichnet, die durch ein Element 5019 vor und zurück bewegt wird. Diese Elemente 5017 und 5019 werden von einer Hauptaufbaustützplatte 5018 gestützt. Offensichtlich ist der dargestellte Aufbau der Reinigungsklinge veranschaulichend und jede Art von bekannten Reinigungsklingen kann in diesem Ausführungsbeispiel anstelle der dargestellten Reinigungsklinge 5017 verwendet werden.
Mit dem Bezugszeichen 5012 ist ein Hebel zum Auslösen des Saugwiederherstellungsbetriebes bezeichnet. Dieser Hebel wird gemäß einer Bewegung von einem Nocken 5020, der im Eingriff mit dem Schlitten steht und durch die Kraft gesteuert, die von dem Antriebsmotor über die bekannte Leistungsübertragungseinrichtung einschließlich einer Kupplung oder dergleichen übertragen wird.
Die Anordnung ist derart, daß der Abdeckbetrieb, der Reinigungsbetrieb und der Saugwiederherstellungsbetrieb durch die Wirkung der Gewindespindelstange 5005 ausgeführt werden, wenn der Schlitten in Positionen gebracht wurde, die für die jeweiligen Betriebe geeignet sind, und die in einem Bereich nahe der Ausgangsposition liegen. Dies ist jedoch nur eine Veranschaulichung und jeder geeignete Mechanismus oder jede geeignete Anordnung können verwendet werden, um diese Betriebe mit geeigneter zeitlicher Abstimmung auszuführen.
Die obenbeschriebenen Merkmale sind neu und sehen unabhängig oder in Kombination bemerkenswerte Wirkungen gegenüber dem bekannten Stand der Technik vor und werden daher vorteilhaft in den dargestellten Ausführungsbeispielen verwendet.
Nachstehend wird ein kritisches Merkmal der Erfindung dieser Anmeldung beschrieben.
Fig. 1 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht einen Abschnitt des Tintenstrahlkopfes gemäß dem Stand der Technik der Druckschrift EP-A2-0 636 480, die insbesondere die Verbindungsflächen von einer Oberteilplatte 1300, die aus einem Harzmaterial geformt ist, und einer Heiztafel 100, die eine Reihe von elektrothermischen Wandlern hat, die thermische Energie erzeugen, zeigt. Die Oberteilplatte 1300 hat Nuten mit einem trapezförmigen Querschnitt, so daß die Düsen von den Nuten ausgebildet werden, wenn die Oberteilplatte 1300 und die Heiztafel 100 aneinandergefügt werden.
Fig. 2 zeigt in einer Abbildung eine vordere Seitenansicht von einem Tintenstrahlkopf in dem montierten Zustand, wobei die Oberteilplatte 1300 und die Heiztafel 100 miteinander verbunden sind.
Unter Bezugnahme auf Fig. 1 sind die Nuten, die die Ausspritzdüsen ausbilden sollen, mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet. Die angrenzenden Nuten 11 sind voneinander durch einen Stegabschnitt 13 getrennt, der als die Tintenkanalwand dient. Mit dem Bezugszeichen 12 sind Blindnuten bezeichnet, die an beiden Endbereichen der Oberteilplatte 1300 ausgebildet sind, und die am Ausspritzen der Tinte teilhaben. Benachbarte Blindnuten 12 sind von Stegabschnitten 14 getrennt, deren Höhe kleiner ist, als die der Stegabschnitte, die die Tintenkanalwände 13 bilden. Gemäß dieser Anordnung können, auch wenn die Oberteilplatte 1300 so verzogen worden ist, daß deren Fläche, die die Nuten 11, 12 hat, konvex an dem mittleren Abschnitt ist, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist, die Tintenkanalwände 13 in dem mittleren Bereich der Oberteilplatte 1300 mit der Heiztafel unter mäßiger Drucklast, die auf die Oberteilplatte 1300 aufgebracht wird, in Berührung gebracht und gehalten werden. Folglich sieht jede Tintenkanalwand 13 eine flüssigkeitsdichte Abdichtung zwischen den angrenzenden Tintenkanälen vor, die die Tintenausspritzdüsen bilden.
Die Oberteilplatte 1300, die die Stege mit unterschiedlichen Höhen hat, kann zum Beispiel durch Formen einer Oberteilplatte, die lediglich Stege mit einheitlicher Höhe hat, erhalten werden, und dann werden die Stegabschnitte außer jenen, die die Tintenkanalwände 13 vorsehen, geeignet geschliffen oder geschnitten, so daß sie unterschiedliche Höhen haben. Alternativ wird die Oberteilplatte 1300 durch ein Formen aus einem Harz zu dem endgültigen Aufbau durch Verwenden einer Form hergestellt, die einen Formhohlraum hat, der die Stegabschnitte mit verschiedenen Höhen so festlegt, daß die Stegabschnitte der Blinddüsen geringere Höhen haben als die Stegabschnitte haben, die die Kanäle oder Düsen trennen, die eigentlich das Ausspritzen von Tinte ausführen. Das letztere Verfahren verbessert die Toleranz im Hinblick auf das Verziehen der geformten Oberteilplatte, was folglich eine bemerkenswerte Steigerung des Ergebnisses der Tintenstrahlkopfprodukte bietet, bei denen geformte Oberteilplatten eingesetzt werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde eine Reihe von Düsen, von denen jede 40 um hoch, 58,5 um breit und 400 um lang ist, bei einem Abstand von 70,5 um ausgebildet.
Die Düsenreihe hatte 64 Tintenausspritzdüsen 11 in dem mittleren Bereich und 18 Blinddüsen, die an jedem Endbereich der Oberteliplatte angeordnet waren. Die Stegabschnitte 13 der Oberteliplatte, die 16 Blinddüsen gezählt von der äußersten Blinddüse an jedem Endbereich festlegt, wurden geschnitten, um ihre Höhe um 10 um zu verringern, wodurch in einem Bereich 14 die Oberteilplatte 1300 mit der Heiztafel 100 an den jeweiligen Enden der Oberteilplatte 1300 nicht in Kontakt stand. Die so vorbereitete Oberteilplatte wurde an die Heiztafel 100 gesetzt und mit einer mäßigen Drucklast von ungefähr 1,5 kg gedrückt, womit die eine Tintenstrahlkopfbaugruppe vervollständigt wurde. Der so erhaltene Tintenstrahlkopf wurde an ein Tintenstrahldruckgerät montiert, das die vorliegende Erfindung verwirklicht, und wurde einem Testdruckbetrieb unterzogen. Eine hohe Druckqualität ohne eine Ungleichmäßigkeit in Bezug auf die Dichte wurde festgestellt.
Der Zustand der Ausspritzung der Tinte aus den Düsen von diesem Tintenstrahlkopf wurde ebenso beobachtet. Es wurde festgestellt, daß jede Düse die Tinte genau ausspritzt, ohne von den angrenzenden Düsen zum Beispiel durch Queransprechen beeinflußt zu werden.
Ein Test wurde auch durch Verwenden einer Oberteilplatte 1300 durchgeführt, die so verzogen war, daß der mittlere Kopfabschnitt 20 um höher war, als beide Enden der Düsenreihe. Die Oberteilplatte 1300 wurde mit der Heiztafel 100 unter mäßiger Drucklast verbunden. In diesem Fall wurde, wie dies in Fig. 3A gezeigt ist, ein enger und dichter Kontakt ohne wesentliches Abheben in dem Bereich erhalten, in dem die Tintenausspritzdüsen angeordnet sind. Es wurde auch festgestellt, daß beide Endbereiche der Oberteilplatte ohne Kontakt mit der Heiztafel 100 gehalten wurden, was folglich die Verteilung der Drucklast verhinderte.
In ähnlicher Weise wurde ein Test durch ein Anwenden einer Oberteilplatte 1300 durchgeführt, die so verzogen war, daß der mittlere Bereich der Platte bei einer Höhe von - 20 um in Bezug auf die beiden Endbereiche der Düsenreihe war. Die Oberteilplatte 1300 wurde mit der Heiztafel 100 unter mäßiger Drucklast verbunden. In diesem Fall wurde auch, wie dies in Fig. 3B gezeigt ist, eine enger und dichter Kontakt in dem Bereich erhalten, in dem die Tintenausspritzdüsen angeordnet sind, und beide Endbereiche der Oberteilplatte wurden von der Heiztafel entfernt gehalten.
Nachstehend wird ein zweites Ausführungsbeispiel beschrieben. Wenn eine Dichtmittel verwendet wird, um die Tintenkanäle und die Tintenkammer abzudichten, dann neigt das Dichtmittel dazu, in die Ausspritzdüsen insbesondere in den Bereichen, in denen die Höhe der als Trennwände dienenden Stegabschnitte klein ist, ausgebreitet zu werden. Um dieses Problem zu überwinden, wendet das zweite Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung einen verformbaren Vorsprung an, der an dem Ende des Stegabschnittes mit der verringerten Höhe vorgesehen ist.
Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht von einem düsenausbildenden Element, zum Beispiel der Oberteilplatte 1300, das gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Aufbau und die Abmessungen der Düsen sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wurden jedoch die Stegabschnitte, die 16 Düsen von 18 Düsen definieren, wobei beginnend von der äußersten Düse des jeweiligen Endbereiches gezählt wird, mit daran ausgebildeten verformbaren Vorsprüngen so versehen, daß sie sich über die gesamte Länge der Stegabschnitte d. h. 400 um entlang dieser Stegabschnitte erstrecken. Die Höhe der verformbaren Vorsprünge war 20 um und die Breite der selben war nicht größer als 5 um an dem Basisende und nicht größer als 2 um am freien Ende. Diese verformbaren Vorsprünge wurden einstückig mit der Oberteilplatte 1300 aus einem Harz durch Formen ausgebildet.
Die Oberteilplatte 1300 wurde an die Heiztafel gesetzt und mit der selben unter mäßiger Höhe einer Drucklast verbunden, wodurch ein Tintenstrahlkopf zusammengebaut wurde. Der so zusammengebaute Tintenstrahlkopf wurde in ein Tintenstrahldruckgerät eingebaut, das die vorliegende Erfindung verwirklicht, und wurde einem Testdrucken unterzogen. Eine hohe Druckqualität ohne eine Ungleichmäßigkeit in Bezug auf die Dichte konnte erhalten werden.
Ein ähnlicher Test wurde durch Verändern der Höhe der verformbaren Vorsprünge auf 10 um durchgeführt. Eine hohe Druckqualität wurde auch in diesem Fall erhalten. Diese vorteilhafte Wirkung ist der Anwesenheit der verformbaren Vorsprünge zu verdanken, die eine Abdichtung zwischen benachbarten Düsen vorsehen, um Queransprechen zu verhindern. Die Verformung der Vorsprünge findet leicht mit einer kleinen Kraft aufgrund des filmähnlichen Aufbaus der verformbaren Vorsprünge statt, so daß die Drucklast nicht im wesentlichen verteilt ist, aber eine geeignete Höhe der Drucklast auf den mittleren Bereich aufgebracht wird, an dem die Ausspritzdüsen angeordnet sind. Der Kontakt zwischen dem verformbaren Vorsprung und der Heiztafel findet zumindest in dem Bereich statt, der den Tintendüsen benachbart ist. Daher wird verhindert, daß ein Dichtmittel, wie Silikonklebstoff, welches zum Abdichten der Düsen und der (nicht gezeigten) Tintenkammer, die durch die Oberteilplatte 1300 und die Heiztafel 100 ausgebildet ist, in die Düsen gelangt, auch wenn die Viskosität des Klebstoffes sehr niedrig ist.
Ein drittes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Fig. 5 ist eine Darstellung der Verbindungsfläche von einem düsenausbildenden Element, zum Beispiel der Oberteilplatte 1300, das bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet wird. Formen und Abmessungen der Düsen, die von diesem düsenausbildenden Element ausgebildet werden, sind die gleichen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Blinddüsen an jeder Seite des Ausspritzdüsenbereiches ausgebildet und jeder Endabschnitt der Oberteilplatte 1300 außerhalb dieser Blinddüse hat eine solche Form, daß das äußerste Ende der Oberteilplatte 80 um von der Verbindungsfläche der Heiztafel entfernt ist, womit ein kontaktfreier Bereich, an dem die Oberteilplatte 1300 mit der Heiztafel 100 nicht in Kontakt steht, an jedem Ende der Oberteilplatte 1300 vorgesehen ist.
Die Oberteilplatte 1300 wurde an die Heiztafel gesetzt und mit der selben unter einer mäßigen Höhe einer Drucklast verbunden, wodurch ein Tintenstrahlkopf zusammengebaut wurde. Der so zusammengebaute Tintenstrahlkopf wurde an ein Tintenstrahldruckgerät montiert, das die vorliegende Erfindung verwirklicht, und wurde einem Testdruck unterzogen. Eine hohe Druckqualität ohne eine Ungleichmäßigkeit in Bezug auf die Dichte konnte erhalten werden.

Claims

1. Tintenstrahlkopf mit:

einem ersten Element (100), das eine Vielzahl von energieerzeugenden Elementen zum Erzeugen einer Energie hat, die für ein Ausspritzen von Tinte notwendig ist;

einem zweiten Element (1300), das eine Vielzahl von Nuten (11) hat, die durch Stegabschnitte (13) getrennt sind, wobei die Nuten dem Bilden einer Aufreihung von Tintenkanälen dienen, die zu einer Reihe von Tintenausspritzöffnungen führen, und wobei die Stegabschnitte dem Bilden von Tintenkanalwänden dienen, die die Tintenkanäle trennen;

einem Druckelement für ein Aneinanderdrücken des ersten Elementes und des zweiten Elementes, wodurch diese Elemente verbunden werden, so daß die Tintenkanäle durch ein Zusammenwirken zwischen dem ersten Element und den Nuten in dem zweiten Element ausgebildet werden;

wobei die Höhe der Tintenkanalwände an beiden Endbereichen der Aufreihung der Tintenkanäle kleiner als an den mittleren Bereichen der Aufreihung der Tintenkanäle ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Tintenkanalwände, die eine kleinere Höhe haben, mit einem verformbaren Vorsprung (15), der darauf ausgebildet ist, versehen sind, um mit dem ersten Element (100) in Kontakt bringbar zu sein.

2. Tintenstrahlkopf gemäß Patentanspruch 1, wobei die Tintenkanalwände, die eine kleinere Höhe haben, in den Bereichen vorgesehen sind, in denen das Ausspritzen von Tinte nicht ausgeführt wird.

3. Tintenstrahlkopf gemäß Patentanspruch 2, wobei das zweite Element aus einem Harz ausgebildet ist.

4. Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes mit den folgenden Schritten:

Vorbereiten eines ersten Elementes (100), das eine Vielzahl von energieerzeugenden Elementen zum Erzeugen von Energie hat, die für das Ausspritzen von Tinte notwendig ist;

Vorbereiten eines zweiten Elementes (1300), das eine Vielzahl von Nuten (11) hat, die durch Stegabschnitte (13) getrennt sind, wobei die Nuten dem Bilden einer Aufreihung von Tintenkanälen dienen, die zu einer Aufreihung von Tintenausspritzöffnungen führen, und wobei die Stegabschnitte dem Bilden von Tintenkanalwänden dienen, die die Tintenkanäle trennen;

Vorbereiten eines Druckelementes für das Aneinanderdrücken des ersten Elementes und des zweiten Elementes;

In Kontakt Bringen des ersten Elementes und des zweiten Elementes so miteinander, daß die energieerzeugenden Elemente mit den Nuten ausgerichtet sind;

Aneinanderdrücken des ersten Elementes und des zweiten Elementes durch das Druckelement, wodurch diese Elemente miteinander verbunden werden, so daß die Tintenkanäle durch das Zusammenwirken zwischen dem ersten Element und den Nuten in dem zweiten Elementes ausgebildet werden;

wobei die Höhe der Tintenkanalwände an beiden Endbereichen der Aufreihung der Tintenkanäle kleiner als an den mittleren Bereichen der Aufreihung von Tintenkanälen ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Tintenkanalwände, die einer kleinere Höhe haben, mit einem verformbaren Vorsprung (15) versehen sind, der darauf ausgebildet ist, um mit dem ersten Element (100) in Kontakt bringbar zu sein.

5. Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes gemäß Patentanspruch 4, wobei die Tintenkanalwände, die die kleinere Höhe haben, in den Bereichen vorgesehen sind, in denen das Ausspritzen von Tinte nicht ausgeführt wird.

6. Verfahren zum Herstellen eines Tintenstrahlkopfes gemäß Patentanspruch 4, wobei das zweite Element einstückig durch Formen aus einem Harz ausgebildet ist.