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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenstrahldruckkopf und einen
Tintenstrahldrucker, der verhindert, dass Blasen in dem Tintenzufuhrdurchlass
eines Tintenstrahlkopfs eingefangen werden, die verhindern, dass
Tinte gleichmäßig fließt und normal
aus den Tintendüsen
ausgestoßen
wird, und der eine Kreuzkopplung verhindert, wenn eine druckbedingte
Vibration im Tintenzufuhrdurchlass verursacht wird, was zu einer
Schwankung in der Tintenausstoßgeschwindigkeit
führt und
verhindert, dass Tinte von den Tintendüsen ausgetrieben wird.
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1 zeigt
eine typische Querschnittszusammensetzung eines herkömmlichen
Tintenstrahldruckkopfs 1. Eine Düsenplatte 2 an der
Vorderseite des Kopfs 1 ist mit mehreren Tintenstrahldüsen 3 versehen,
die in einer Richtung angeordnet sind, die senkrecht zu der Seite
liegt. Mehrere Druckkammern 5, die auch in eine Richtung
senkrecht zu der Seite angeordnet sind und jeweils mit jeder Düse 3 in
Verbindung stehen, und ein gemeinsamer Tintenbehälter 7 (der sich entlang
der Richtung senkrecht zu der Seite entlang der Linie der Druckkammern 5 erstreckt)
zum Zuleiten von Tinte zu jeder Druckkammer 5, sind an
der Rückseite
der Düsenplatte 2 bereitgestellt.
Ein Tintenzufuhrdurchlass 9 zum Befördern von Tinte von einer Tintenpatrone
(nicht dargestellt) ist mit dem Tintenbehälter 7 durch das Gehäuse 11 des
Kopfs 1 verbunden. Normalerweise ist der Tintenzufuhrdurchlass 9 an
die Mitte des Tintenbehälters 9 angeschlossen,
der sich entlang der Richtung senkrecht zu der Seite erstreckt.
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Die
hintere Oberfläche
jeder Druckkammer 5 und des Tintenbehälters 7 ist mit einem
flexiblen oder einem elastischen Film 13 bedeckt, und eine
starre Verstärkungsplatte 15,
wie eine rostfreie Stahlplatte, ist an den Film 13 laminiert. 2 ist
eine Schnittansicht, die die Verstärkungsplatte 15 bei
Betrachtung entlang einer Linie A-A in 1 zeigt.
(Der Querschnitt des in 1 dargestellten Kopfs wird entlang einer
Linie B-B in 2 betrachtet). Wie in 2 dargestellt,
sind mehrere Öffnungen 17, 19 und 21 im
Inneren der Verstärkungsplatte 15 durch Ätzen gebildet.
Die rechteckige Öffnung 17 ist
an der Hinterseite der Linie von Druckkammern 5 gebildet,
das kreisförmige
Loch 19 in der Mitte der Platte 15 entspricht dem
Ausgang zu dem Behälter 7 des
Tintenzufuhrdurchlasses 9, und die flügelartigen Öffnungen 21 an beiden
Seiten des kreisförmigen
Lochs 19 sind an dem hinteren Abschnitt der Platte 15 gebildet,
mit Ausnahme der Mitte des Behälters 7.
Mehrere rechteckige Isolierteile 18, die im Inneren der
rechteckigen Öffnung 17 vorhanden
sind, befinden sich jeweils an der Rückseite der einzelnen Druckkammer 5.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 ist jedes Ende der Teile eines
piezoelektrischen Elements 23 in Form der Zähne eines
Kammes, unterteilt in mehrere Teile, an den Film 13 an
der Rückseite
jeder Druckkammer 5 durch jedes Isolierteil 18,
wie in 2 dargestellt, gebunden. Das piezoelektrische Element 23 ist
an dem Gehäuse 11 befestigt,
der Film 13 jeder Druckkammer 5 wird hin- und
herbewegt, da jedes Teil, wie ein Zahn eines Kammes, des piezoelektrischen
Elements 23 entsprechend einem Signal von einem Kabel 25 ausgedehnt
oder zusammengezogen wird, und in jeder Druckkammer 5 wird
Druck erzeugt und Tinte von jeder Düse 3 ausgestoßen. Gleichzeitig
wird Tinte auch von der Druckkammer 5 in den Behälter 7 ausgestoßen; der
Film 13 jedoch, der die hintere Oberfläche des Behälters 7 bedeckt, absorbiert
den Druck des Strahls.
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In
Tinte, die von der Tintenpatrone durch den Zufuhrdurchlass 9 zu
dem Behälter 7 strömt, können Blasen
enthalten sein. Die Blasen können
zu einer Größe anwachsen,
die im schlimmsten Fall gleich dem Durchmesser des Zufuhrdurchlasses 9 ist,
und eine derart große
Blase kann in der Nähe
einer Verbindung zwischen dem Zufuhrdurchlass 9 und dem Behälter 7 eingefangen
werden und dort verbleiben. Infolgedessen fließt Tinte nicht gleichmäßig und
Tinte kann nicht normal aus jeder Düse 3 ausgestoßen werden.
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Wenn
Tinte ausgestoßen
wird, dient ein Tintenstrahl von der Druckkammer 5 als
Auslöser
im Behälter 7,
und eine MC-Schaltung, die aus der Nachgiebigkeit (Compliance) C des
Films 13 an der Rückseite
des Behälters
und der Inertanz M des Tintenzufuhrdurchlasses 9 besteht,
wird in Schwingung versetzt und es kann eine druckbedingte Vibration
entstehen. Dadurch wird ein Problem verursacht, das als Kreuzkopplung
bezeichnet wird, wie die Schwankung der Tintenausstoßgeschwindigkeit
und ein mangelnder Ausstoß des
Tintenstrahls von der Düse 3.
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Wenn
eine Düse 3 in
der Nähe
der Mitte einer Düsenanordnung
angetrieben wird, entsteht leicht eine Kreuzkopplung. Der Grund
ist folgender: in diesem Fall wird Tinte von der Druckkammer 5 in
der Nähe
der Mitte zu der Mitte des Behälters 7 ausgestoßen, das
heißt,
zu der Nähe
einer Verbindung zwischen dem Behälter und dem Tintenzufuhrdurchlass 9.
Da jedoch die hintere Oberfläche
in der Nähe
der Mitte des Behälters 7 mit
dem peripheren Teil 15A (eine erforderliche Stelle zur
Bindung an das periphere Teil des Ausgangs des Tintenzufuhrdurchlasses 9) des
Ausgangslochs 19 des Tintenzufuhrdurchlasses 9 im
Inneren der Verstärkungsplatte 15 bedeckt
ist, wie in 2 dargestellt, wird ein Tintenstrahl
eingefangen. Daher wird ein Problem verursacht, dass eine Hochdruckwelle
in der Mitte erzeugt wird und sich zu der Peripherie fortpflanzt,
und Tinte aus einer Düse
ausgestoßen
wird, aus welcher keine Tinte ausgestoßen werden sollte.
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In
JP 02 187 353 ist ein Tintenstrahlaufzeichnungskopf
vom Kantenausstoßtyp
offenbart, der mit einer Blasenentfernungskammer, die eine Schnittfläche hat,
die größer als
jene eines Tintenflüssigkeitsdurchlasses
und kleiner als jene einer gemeinsamen Flüssigkeitskammer ist, zwischen
dem Tintenflüssigkeitsdurchlass
und der gemeinsamen Flüssigkeitskammer
versehen ist.
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Daher
ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Blasen daran zu hindern,
in einem Tintendurchlass eines Tintenstrahldruckkopfs zu verbleiben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Kreuzkopplung in einem solchen Tintenstrahldruckkopf zu verhindern,
wenn Tinte ausgestoßen
wird. Zur Lösung
dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung einen Tintenstrahldruckkopf
und einen Tintenstrahldrucker bereit, wie in den entsprechenden
unabhängigen
Ansprüchen definiert.
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In
den untergeordneten Ansprüchen
sind bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben.
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Ein
Tintenstrahldruckkopf gemäß einem Standpunkt
der vorliegenden Erfindung ist mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen versehen,
die in einer Linie angeordnet sind, sowie mit einer Vielzahl von Druckkammern,
die jeweils mit jeder Düse
in Verbindung stehen und in einer Linie angeordnet sind, einem Tintenbehälter, der
sich entlang der Linie der Druckkammern erstreckt, der mit der Vielzahl
von Druckkammern gemeinsam in Verbindung steht und mit einer vorbestimmten
Breite und einer vorbestimmten Tiefe bereitgestellt ist, und einem
Tintenzufuhrdurchlass, der mit dem Tintenbehälter in Verbindung steht. Der
Durchmesser des Tintenzufuhrdurchlasses ist an dem Ausgang zu dem
Tintenbehälter
im Vergleich zu dem Teil des Tintenzufuhrdurchlasses an der stromaufwärtsliegenden
Seite des Ausgangs verringert. Eine Hauptverlaufsrichtung des Tintenzufuhrdurchlasses
ist im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptverlaufsrichtung dünnerer Durchlässe, die
den Tintenbehälter
mit jeder der Druckkammern verbinden.
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Gemäß dem obengenannten
Tintenstrahldruckkopf werden Blasen leicht ausgeschoben, und mit
einer Verringerung der Blasen verbleiben weniger Blasen, da die
Strömungsgeschwindigkeit
der Tinte am Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses erhöht ist, wo
der Durchmesser verringert ist.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
ist die Breite des Ausgangs des Tintenzufuhrdurchlasses kleiner
gestaltet als die Breite und Tiefe des Tintenbehälters. Dadurch können Blasen
leichter durch den Tintenbehälter
gehen und die Wirkung, Blasen am Verbleib im Tintenzufuhrdurchlass
zu hindern, wird weiter verstärkt.
Es ist wünschenswert,
dass die Breite des Tintenbehälters
größer als
die Tiefe ist.
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Ebenso
ist in einer bevorzugten Ausführungsform
der Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses an einer Kante an der entgegengesetzten
Seite zu der Seite der Druckkammer in der Mitte des Tintenbehälters angeordnet,
in eine Richtung entlang der Linie der Druckkammern, und die Breite
am Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses ist kleiner als die Breite
des Tintenbehälters.
Daher ist der Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses außerhalb
einer Fläche
des Tintenbehälters
in der Nähe
der Druckkammer angeordnet. Die Fläche des Tintenbehälters in
der Nähe
der Druckkammer ist mit einem flexiblen Film in einem Zustand bedeckt,
in dem der Film verformbar ist, und die Fläche, die mit dem Film bedeckt
ist, setzt sich in einem Gesamtbereich von einem Ende entlang der Linie
der Druckkammern zu dem anderen Ende fort. Gemäß der obengenannten Anordnung
wird der Druck eines Tintenstrahls von einer Druckkammer effektiv
von dem flexiblen Film absorbiert und eine Kreuzkopplung verringert.
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Zur
Verringerung einer Kreuzkopplung ist es wünschenswert, dass die Nachgiebigkeit
des flexiblen Films, der den Tintenbehälter bedeckt, groß ist und
die Inertanz des Tintenzufuhrdurchlasses gering ist. von diesem
Standpunkt ist es wünschenswert, dass
die Breite des Tintenbehälters
größer als
die Tiefe ist, und dass der Durchmesser des Tintenzufuhrdurchlasses
in dem Teil mit Ausnahme des Ausgangs dicker als der Durchmesser
des Ausgangs ist.
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Ein
Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung enthält
eine Vielzahl von Tintenstrahldüsen,
die in einer Linie angeordnet sind, eine Vielzahl von Druckkammern,
die jeweils mit jeder Düse
in Verbindung stehen und in einer Linie angeordnet sind, einen Tintenbehälter, der
sich entlang der Linie der Druckkammern erstreckt und mit den Druckkammern
gemeinsam in Verbindung steht und mit einer vorbestimmten Breite
und einer vorbestimmten Tiefe bereitgestellt ist, einen flexiblen
Film, der zumindest einen Teil der äußeren Oberfläche des
Tintenbehälters
im verformbaren Zustand bedeckt, und einen Tintenzufuhrdurchlass,
der mit dem Tintenbehälter
in Verbindung steht. Eine Fläche,
in der der flexible Film den Tintenbehälter in einem verformbaren
Zustand bedeckt, setzt sich zumindest von einem Ende der Linie der Druckkammern
zu dem anderen Ende in der Nähe der
Druckkammer entlang der Linie der Druckkammern fort.
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Ein
Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen versehen, die
in einer Linie angeordnet sind, sowie mit einer Vielzahl von Druckkammern,
die jeweils mit jeder Düse
in Verbindung stehen und in einer Linie angeordnet sind, einem Tintenbehälter, der
sich entlang der Linie der Druckkammern erstreckt und mit den Druckkammern
gemeinsam in Verbindung steht und mit einer vorbestimmten Breite
und einer vorbestimmten Tiefe bereitgestellt ist, und einem Tintenzufuhrdurchlass,
der mit dem Tintenbehälter
in Verbindung steht. Der Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses ist
an der entgegengesetzten Seite zu der Seite der Druckkammer in der
Mitte des Tintenbehälters angeordnet.
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Ein
Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen versehen, die
in einer Linie angeordnet sind, einer Vielzahl von Druckkammern,
die jeweils mit jeder Düse
in Verbindung stehen und in einer Linie angeordnet sind, einem Tintenbehälter, der
sich entlang der Linie der Druckkammern erstreckt und mit den Druckkammern gemeinsam
in Verbindung steht und mit einer vorbestimmten Breite und einer
vorbestimmten Tiefe bereitgestellt ist, einem Tintenzufuhrdurchlass,
der mit dem Tintenbehälter
in Verbindung steht, und einem flexiblen Film, der zumindest einen
Teil der äußeren Oberfläche des
Tintenbehälters
im verformbaren Zustand bedeckt und so wirkt, dass der Druck eines
Tintenstrahls von jeder der Druckkammern in den Tintenbehälter dadurch
absorbiert wird. Der Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses ist an
der entgegengesetzten Seite zu der Seite der Druckkammer in der Mitte
des Tintenbehälters
in eine Richtung entlang der Linie der Druckkammern angeordnet,
und die Breite am Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses ist geringer
als die Breite des Tintenbehälters.
Ferner setzt sich eine Fläche,
in der der flexible Film den Tintenbehälter in einem verformbaren
Zustand bedeckt, zumindest von einem Ende der Linie der Druckkammern
zu dem anderen Ende in der Nähe
der Druckkammer entlang der Linie der Druckkammern fort.
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Gemäß dem obengenannten
Tintenstrahldruckkopf wird der Druck eines Tintenstrahls von einer
Druckkammer effektiv von dem flexiblen Film absorbiert und eine
Kreuzkopplung verringert.
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Die
vorliegende Erfindung stellt des Weiteren einen Tintenstrahldrucker
bereit, der mit einem Tintenstrahldruckkopf, der die obengenannte
Struktur aufweist, einem Schlittenmechanismus zum Bewegen des Tintenstrahldruckkopfs,
einem Papierzufuhrmechanismus zum Zuführen von Papier und einer Steuerschaltung
zum Antreiben und Steuern dieser Mechanismen versehen ist.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
hervor, wobei:
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1 eine
Schnittansicht ist, die einen herkömmlichen Tintenstrahldruckkopf
bei Betrachtung entlang einer Linie B-B in 2 zeigt;
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2 eine
Schnittansicht ist, die eine Verstärkungsplatte 15 bei
Betrachtung entlang einer Linie A-A in 1 zeigt;
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3 eine
Schnittansicht ist, die einen Tintenstrahldruckkopf gemäß einer
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung bei Betrachtung entlang der Linie E-E in 4 beziehungsweise 5 zeigt;
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4 eine
Schnittansicht ist, die eine Verstärkungsplatte 45 bei
Betrachtung entlang einer Linie C-C in 3 zeigt;
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5 eine
Schnittansicht ist, die einen Abstandshalter 35 bei Betrachtung
entlang einer Linie D-D in 3 zeigt;
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6(A) und 6(B) den
Fluss von Blasen, die in der Tinte eingeschlossen sind, zwischen dem
Kopf, der in der Ausführungsform
von 6(A) dargestellt ist, und dem
herkömmlichen
Kopf, der in 6(B) dargestellt ist, vergleichen;
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7(A) und 7(B) die
Nachgiebigkeit eines Films 43 an der Rückseite eines Behälters 39 in
einer anderen Ausführungsform
und die Inertanz M eines Tintenzufuhrdurchlasses 49 und
eine äquivalente
Schaltung eins Tintenzufuhrdurchlasses, die mit der Nachgiebigkeit
C und der Inertanz M versehen ist, zeigen;
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8 das
erwünschte
dimensionale Verhältnis
in einer anderen Ausführungsform
zeigt;
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9(A) bis 9(C) einige
Ausführungsformen
der Form oder Struktur eines Tintenzufuhrdurchlasses 49 zeigen,
für den
die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet werden können;
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10(A) bis 10(C) eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen, die einen Tintenzufuhrdurchlass 49 zeigt;
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11 eine
andere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt, die einen Tintenzufuhrdurchlass 49 zeigt;
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12 eine
Schnittansicht ist, die eine Ausführungsform einer Verstärkungsplatte 45 zeigt,
um eine andere Gestaltung eines Tintenzufuhrdurchlasses zu erklären; und
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13 ein
Blockdiagramm ist, das den gesamten Tintenstrahldrucker unter Verwendung
des Tintenstrahldruckkopfs gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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3 zeigt
die Schnittzusammensetzung eines Tintenstrahldruckkopfs 31 gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Eine
Düsenplatte 32,
die an der Vorderseite des Kopfs 31 angeordnet ist, ist
mit einer Vielzahl von Tintenstrahldüsen 33 versehen, die
in einer Linie in eine Richtung senkrecht zu der Seite angeordnet sind.
Ein Abstandshalter 35, der zum Beispiel aus Silikon besteht,
ist an die Rückseite
der Düsenplatte 32 gebunden.
Mehrere Druckkammern 37 (die in einer Linie in die Richtung senkrecht
zu der Seite angeordnet sind), die jeweils mit jeder Düse 33 und
einem gemeinsamen Tintenbehälter 39 (der
sich in die Richtung senkrecht zu der Seite entlang der Anordnung der
Druckkammern 37 erstreckt) verbunden sind, um Tinte zu
den Druckkammern 37 zu leiten, sind im Inneren des Abstandshalters 35 durch Ätzen gebildet. Jede
Druckkammer 37 ist an den Behälter 39 durch einen
sehr dünnen
Durchlass 41 angeschlossen.
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Ein
flexibler und elastischer Film 43, der aus Harz oder Metall
hergestellt ist, ist an die hintere Oberfläche des Abstandshalters 35 geklebt
und bedeckt die hintere Oberfläche
der Druckkammer 37 und des Behälters 39. Eine Verstärkungsplatte 45, die
starr wie eine rostfreie Stahlplatte ist, ist an die Rückseite
des Films 43 laminiert. Eine Laminierung, die aus der obengenannten
Düsenplatte 32,
dem Abstandshalter 35, dem Film 43 und der Verstärkungsplatte 45 besteht,
wird als Durchlasseinheit 46 bezeichnet. Das Gehäuse 47 des
Kopfs 31 ist an die hintere Fläche der Durchlasseinheit 46 gebunden. Ein
Tintenzufuhrdurchlass 49 zum Befördern von Tinte von einer Tintenpatrone,
nicht dargestellt, durchdringt das Gehäuse 47 und ist an
die Mitte des Tintenbehälters 39 in
der Durchlasseinheit 46 angeschlossen. Der Tintenzufuhrdurchlass 49 verjüngt sich
von seinem Eingang 49A, der an die Tintenpatrone angeschlossen
ist, bis zu seinem Ausgang 49B, der an den Tintenbehälter 39 angeschlossen
ist. Daher ist der Querschnitt des Tintenzufuhrdurchlasses 49 am
Ausgang 49B am schmälsten.
Diese Anordnung ist hilfreich um zu verhindern, dass Blasen in dem
Tintenzufuhrdurchlass 49 verbleiben, wie später beschrieben
wird, und trägt
auch dazu bei, die Nachgiebigkeit des Films 43 an der Rückseite
des Behälters 39 zu
erhöhen
und eine Kreuzkopplung zu verhindern.
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Das
Ende jedes Teils eines piezoelektrischen Elements 50 (das
sich entlang der Linie der Druckkammern 37 in die Richtung
senkrecht zu der Seite erstreckt), das in mehrere Teile wie die
Zähne eines
Kamms geteilt ist, ist an den Film 43 an der Rückseite
jeder Druckkammer 37 durch ein Isolierteil 58,
das später
beschrieben wird, der Verstärkungsplatte 45 gebunden.
Das piezoelektrische Element 50 ist an einem schweren Halteblock 51 befestigt,
der zum Beispiel aus rostfreiem Stahl besteht, und der Halteblock 51 ist
an dem Gehäuse 47 mit
einem Klebstoff 53 oder einem anderen Befestigungsmittel befestigt.
Ein Signalkabel 55 ist mit dem piezoelektrischen Element 50 verbunden.
Der Film 43 an der Rückseite
jeder Druckkammer 37 wird hin- und herbewegt, Druck wird
im Inneren jeder Druckkammer 37 erzeugt, und Tinte wird
von jeder Düse 33 ausgestoßen, da
jedes Teil des piezoelektrischen Elements 50 in Form eines
Zahns eines Kamms, entsprechend einem Signal, das über das
Kabel 55 angelegt wird, ausgedehnt und zusammengezogen
wird. Obwohl Tinte von der Druckkammer 37 in den Behälter 39 ausgestoßen wird,
wird gleichzeitig der Druck des Strahls von dem Film 43,
der die Rückseite
des Behälters 39 bedeckt,
effektiver absorbiert als in einem herkömmlichen Kopf, der in 1 dargestellt
ist, wie in der Folge ausführlich
beschrieben wird.
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4 ist
eine Schnittansicht, die die Verstärkungsplatte 45 bei
Betrachtung entlang einer Linie C-C in 3 zeigt,
und 5 ist eine Schnittansicht, die den Abstandshalter 35 bei
Betrachtung entlang einer Linie D-D in 3 zeigt.
(Die Schnittansicht des Kopfs 31 bei Betrachtung entlang
Linie E-E in 4 und 5 ist gleich
der in 3 dargestellten Schnittansicht.)
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Wie
in 4 dargestellt, sind mehrere Öffnungen 57, 59 und 61 in
der Verstärkungsplatte 45 durch Ätzen gebildet.
Wie bei einem Vergleich von 4 und 5 deutlich
erkennbar ist, befindet sich die rechteckige Öffnung 57 der Verstärkungsplatte 45 an
der Rückseite
der Linie der Druckkammern 37 im Inneren des Abstandshalters 35 und
mehrere rechteckige Isolierteile 58, die im Inneren der
rechteckigen Öffnung 57 vorhanden
sind, sind zwischen dem folgenden Ende jedes Teils und dem folgenden
Film 43 bereitgestellt, um das Ende jedes Teils des piezoelektrischen
Elements 50 in der Form eines Zahns eines Kamms, wie zuvor
beschrieben, an den Film 43 an der Rückseite jeder Druckkammer 37 zu
binden. Das elliptische Loch 59, das in 4 dargestellt
ist, ist gleich dem Ausgang 49B des Zufuhrdurchlasses 49,
durch den der Behälter 39,
der in 5 dargestellt ist, und der Tintenzufuhrdurchlass 49 verbunden
sind, und ein Teil 45A, der mit einer gestrichelten Linie
um das elliptische Loch 59 eingekreist ist, ist bereitgestellt,
um an das periphere Teil des Ausgangs 49B des Tintenzufuhrdurchlasses 49 gebunden
zu werden. Die flügelartige Öffnung 61,
die in 4 dargestellt ist, mit Ausnahme des Ausgangs 49B des
Zufuhrdurchlasses 49, befindet sich an der Rückseite des
Behälters 39,
der in 5 dargestellt ist.
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Es
sollte festgestellt werden, dass die flügelartige Öffnung 61 an der Rückseite
des Behälters 39 der
Verstärkungsplatte 45 in
der Mitte nicht getrennt ist, wie eine herkömmliche flügelartige Öffnung 21, die in 2 dargestellt
ist, sondern sich von einem Ende des Behälters 39 zu dem anderen
Ende entlang der Linie der Druckkammern 37 fortsetzt. (Der
Film 43 ist in der Fläche
der Öffnung 61 verformbar
und wirkt daher so, dass der Druck des Tintenstrahls von der Druckkammer 37 absorbiert
wird, das heißt,
ist nachgiebig). Daher ist die Breite D1 (ein Durchmesser in Richtung
der Breite W) des Ausgangs 48B des Zufuhrdurchlasses so
gestaltet, dass sie kleiner als die Breite W des Behälters 39 ist,
und der Ausgang 49B des Zufuhrdurchlasses 49 ist
an der Kante an der entgegengesetzten Seite zu der Druckkammer 37 des
Behälters 39 angeordnet
und ist von der Kante an der Seite der Druckkammer 37 getrennt.
Da der Film 43 an der Rückseite
des Behälters 39 aufgrund einer
solchen Anordnung effektiv die Energie eines Tintenstrahls absorbieren
kann, wird beim Ausstoß von
Tinte eine Kreuzkopplung verringert, selbst wenn Tinte aus einer
beliebigen Druckkammer 37 ausgestoßen wird.
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Die
Funktionsweise dieser Ausführungsform mit
der obengenannten Anordnung wird in der Folge beschrieben.
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6(A) zeigt den Fluss von Blasen, die in der Tinte
enthalten sind, in der obengenannten Ausführungsform, und 6(B) zeigt den Fluss von Blasen in einem herkömmlichen
Kopf, wie in 1 dargestellt.
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In
dieser Ausführungsform,
wie in 6(A) dargestellt, ist die Fläche des
Ausgangs 49B des Tintenzufuhrdurchlasses 49 kleiner
als die Fläche
des Ausgangs des Tintenzufuhrdurchlasses 9 im herkömmlichen
Kopf, die in 6(B) dargestellt ist. Da die Strömungsgeschwindigkeit
am Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses im umgekehrten Verhältnis zu der
Fläche
des Ausgangs steht, wenn die Strömungsrate
der Tinte gleich ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit v1 am
Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses in der ersten Ausführungsform
höher als die
Strömungsgeschwindigkeit
v2 am Ausgang des herkömmlichen
Kopfs. In der ersten Ausführungsform
wird die Strömungsgeschwindigkeit
im Tintenzufuhrdurchlass 49 höher, je enger der Ausgang 49B ist.
Da die Kraft, die Blasen in dieser ersten Ausführungsform wegwäscht, in
dieser ersten Ausführungsform
stärker
ist als eine solche Kraft im herkömmlichen Kopf und zusätzlich die
Kraft, die die Blasen wegwäscht,
am Ausgang 49B des Tintenzufuhrdurchlasses 49 am
größten ist,
wo sich die Ecke befindet, wo Blasen am leichtesten eingefangen
werden, ist es daher für
Blasen schwierig, dort zu verbleiben.
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Wenn
eine Blase auf eine Größe anwächst, die
annähernd
dem Durchmesser des Zufuhrdurchlasses in dem Tintenzufuhrdurchlass 9 entspricht, kann
die obengenannte große
Blase 73 auf die Wand des Behälters 7 treffen und
am Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses 9 in dem herkömmlichen
Kopf verbleiben, wie in 6(B) dargestellt.
Da in dieser Ausführungsform
jedoch, die in 6(A) dargestellt ist, der Durchmesser
am Ausgang 49B des Tintenzufuhrdurchlasses klein ist, ist
die Blase 71 auch klein und kann leicht durch den Behälter 39 gehen.
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7(A) zeigt die Nachgiebigkeit C des Films 43 an
der Rückseite
des Behälters 39 und
die Inertanz M des Tintenzufuhrdurchlasses 49 in dieser Ausführungsform
und 7(B) zeigt die äquivalente Schaltung
eines Tintendurchlasses, der mit der obengenannten Nachgiebigkeit
C und der obengenannten Inertanz M versehen ist. (R bezeichnet den
Widerstand aufgrund der Viskosität
unter anderen Eigenschaften des Durchlasses, und I bezeichnet die
Strömungsrate
der Tinte.)
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Bei
Anwendung einer abgestuften Störung bei
der in 7(B) dargestellten äquivalenten
Schaltung wird bei einem Tintenausstoß Tinte von der Druckkammer 37 in
den Behälter 39 ausgestoßen und
dadurch eine MC-Schaltung in Schwingung versetzt. Wie aus der Schaltungstheorie
bekannt ist, ist die Druckamplitude der Schwingung umso kleiner,
je größer C und
je kleiner M ist. In dieser Ausführungsform,
wie unter Bezugnahme auf 4 und 5 beschrieben,
ist eine Fläche,
in der der Film 43 an der Rückseite des Behälters 39 nachgiebig
ist, größer als eine
Fläche
in dem herkömmlichen
Kopf, und die flügelartige Öffnung ist
nicht in der Mitte getrennt, wie bei dem herkömmlichen Kopf, und C ist größer als
C beim herkömmlichen
Kopf. Da der Tintenzufuhrdurchlass 49 dicker wird, je näher er dem
Eingang kommt, ist M in dem gesamten Tintenzufuhrdurchlass 49 klein,
obwohl der Tintenzufuhrdurchlass 49 beim Ausgang dünn ist.
Daher ist die Druckamplitude im Behälter 39 klein und
die Kreuzkopplung gering.
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8 zeigt
ein wünschenswertes
dimensionales Verhältnis,
um zufriedenstellende Ergebnisse zu erreichen, um ein Verbleiben
von Blasen im Tintenzufuhrdurchlass 49 zu verhindern und
somit eine Kreuzkopplung zu verringern, wie zuvor beschrieben wurde.
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Das
heißt,
es ist wünschenswert,
dass die Breite (der Durchmesser) D1 am Ausgang 49B des Tintenzufuhrdurchlasses 49 kleiner
als die Tiefe D2 des Behälters 39 ist.
Infolgedessen können
Blasen, die in den Behälter 39 vom
Tintenzufuhrdurchlass 49 eintreten, leicht durch den Behälter 39 gehen.
Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass D1 kleiner als
D2 ist, und selbst wenn D1 größer als
D2 ist, verbleiben Blasen nicht, wenn die Strömungsgeschwindigkeit der Tinte
ausreichend hoch ist. Es ist wünschenswert,
dass die Breite W des Behälters 39 größer als
die Breite D1 am Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses 49 ist,
und wenn die Breite W des Behälters 39 größer als
die Tiefe D2 des Behälters 39 ist, ist
dies noch wünschenswerter.
Dadurch wird die Nachgiebigkeit des Films 43 an der Rückseite
des Behälters
erhöht
und die Wirkung zur Verringerung einer Kreuzkopplung verstärkt.
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9(A) bis 9(C) zeigen
weitere Ausführungsformen
der Form oder Struktur eines Tintenzufuhrdurchlasses 49,
bei dem die Prinzipien der vorliegenden Erfindung verwendet werden
können.
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In
einer Ausführungsform,
die in 9(A) dargestellt ist, verjüngt sich
ein Tintenzufuhrdurchlass 49 in der Nähe des Eingangs 49A und
des Ausgangs 49B, ist beim Eingang 49A und Ausgang 49B dünn und der übrige Teil
ist dick und hat denselben Durchmesser, und der Tintenzufuhrdurchlass
wird durch Verbinden von zwei Elementen 81 und 83 gebildet,
in welchen jeweils eine Öffnung
in der obengenannten Form gebildet ist. Ein Tintenzufuhrdurchlass 49,
der in 9(B) dargestellt ist, verjüngt sich
nur beim Ausgang 49B, ist beim Ausgang 49B am dünnsten,
und der übrige
Teil ist dick und hat denselben Durchmesser, und der Tintenzufuhrdurchlass 49 wird
durch Verbinden von zwei Elementen 85 und 87 gebildet,
in welchen jeweils eine Öffnung
in der obengenannten Form gebildet ist. Ein Tintenzufuhrdurchlass 49,
der in 9(C) dargestellt ist, verjüngt sich an
der etwas stromaufwärtsliegenden
Seite des Ausgangs 49B, der Tintenzufuhrdurchlass 49 ist
beim Ausgang 49B am dünnsten
und hat denselben Durchmesser, der Tintenzufuhrdurchlass 49 an
der stromaufwärtsliegenden
Seite des verjüngten
Teils ist dick und hat denselben Durchmesser, und der Tintenzufuhrdurchlass 49 wird
durch Verbinden von drei Elementen 89, 91 und 93 gebildet,
in welchen jeweils eine Öffnung
in der obengenannten Form gebildet ist.
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10(A) bis (C) zeigen eine andere Ausführungsform
eines Tintenzufuhrdurchlasses 49.
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10(B) und 10(C) sind
Schnittansichten, die den Tintenzufuhrdurchlass 49 jeweils
bei Betrachtung entlang den Linien F-F beziehungsweise G-G in 10(A) zeigen. Der Querschnitt des Tintenzufuhrdurchlasses 49 ist
am Ausgang 49B elliptisch, wobei die Form zu einer Erhöhung der
Nachgiebigkeit eines Films 43 an der Rückseite eines Behälters 39 beiträgt, wobei
der Querschnitt des übrigen
dicken Teils des Tintenzufuhrdurchlasses 49 kreisförmig ist
und die Form zur Minimierung der Inertanz M des Tintenzufuhrdurchlasses 49 beiträgt.
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11 zeigt
eine weitere Ausführungsform eines
Tintenzufuhrdurchlasses 49.
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Der
Tintenzufuhrdurchlass 49 durchdringt das Gehäuse 47 eines
Kopfs diagonal, wobei der Tintenzufuhrdurchlass 49 in der
Nähe des
Ausgangs verjüngt
ist, und der Tintenzufuhrdurchlass am Ausgang 49B am dünnsten ist.
Ein Bezugszeichen 101 bezeichnet eine Nadel, die in eine
Tintenpatrone (nicht dargestellt) eingesetzt ist, und ein Bezugszeichen 103 bezeichnet
ein Filter zum Entfernen von Staub in der Tinte. Da die Tintenpatrone
normalerweise deutlich größer als
ein Behälter 39 ist,
ist der Tintenzufuhrdurchlass 49 diagonal angeordnet, um Tinte
von einer vorbestimmten Stelle der Tintenpatrone in den Behälter 39 zu
leiten.
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12 ist
eine Schnittansicht, die eine Ausführungsform einer Verstärkungsplatte 45 zeigt,
um eine andere Gestaltung eines Tintenzufuhrdurchlasses zu erklären.
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Im
Inneren der Verstärkungsplatte 45 geht ein
Ende einer Öffnung 113 an
der Rückseite
eines Tintenbehälters 39 über eine Öffnung 57 an
der Rückseite
der Linie von Druckkammern 37 hinaus, und eine Öffnung 111,
die dem Ausgang des Tintenzufuhrdurchlasses 49 entspricht,
ist neben dem hinausgehenden Ende des Lochs 113 ausgebildet.
Dies bedeutet, dass sich der Tintenbehälter 39 zu einer Stelle
erstreckt, die außerhalb
der Linie der Druckkammern 37 liegt, und der Ausgang des
Tintenzufuhrdurchlasses 49 mit dem verlängerten Teil verbunden ist.
Gemäß der obengenannten
Anordnung wird der Effekt einer Verringerung einer Kreuzkopplung noch
verstärkt,
da der Tintenstrahl von den Druckkammern 37 in der gesamten
Fläche
des Behälters 39 vor
den Druckkammern 37 absorbiert werden kann. Die Größe des Tintenstrahldruckkopfs 31 wird jedoch
um ein Maß vergrößert, in
dem der Tintenzufuhrdurchlass 49 außerhalb der Linie der Druckkammern 37 angeordnet
ist.
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13 zeigt
die gesamte Zusammensetzung des Tintenstrahldruckers unter Verwendung des
Tintenstrahldruckkopfs 31 entsprechend der obengenannten
Ausführungsform.
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Der
Drucker 120 ist mit dem Tintenstrahldruckkopf 31 versehen,
der wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, sowie mit einem Schlittenmechanismus 123 zum
Bewegen des Tintenstrahldruckkopfs, einem Papierzufuhrmechanismus 125 zum
Zuführen von
Papier, und einer Steuerschaltung 121 zum Antreiben und
Steuern des Tintenstrahldruckkopfs 31, des Schlittenmechanismus 123 und
des Papierzufuhrmechanismus 125. Ein solcher Drucker 120 kann als
Ausgabevorrichtung eines Computersystems, eines Telefax, eines Druckers
für ein
Textsystem, eines Druckers für
einen Geldautomaten und andere Vorrichtungen verwendet werden.
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Es
wird in Betracht gezogen, dass zahlreiche Modifizierungen an der
Vorrichtung und dem Verfahren der Erfindung vorgenommen werden können, ohne
vom Umfang der Erfindung Abstand zu nehmen, der in den folgenden
Ansprüchen
definiert ist.