DE4425693A1 - Automatisches Tintennachfüllsystem für wegwerfbare Tintenstrahlpatronen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft allgemein Tintenstrahldrucker. Genau­ er betrifft die Erfindung ein automatisches Tintennachfüll­ system für wegwerfbare Tintenstrahlpatronen.

Tintenstrahldrucker und -plotter sind wohlbekannt. Die Druckqualität dieser Drucker hängt von der konsequenten, er­ folgreichen Funktion der Tintenstrahl-Druckköpfe ab, die mit fortschreitender Zeit zu Verstopfen und Versagen neigen. Um Schwierigkeiten mit einer Verschlechterung der Tintenstrahl- Druckköpfe mit fortschreitender Zeit zu überwinden, ist es erforderlich, die Druckköpfe periodisch auszuwechseln. Frühe Lösungen zu dieser Schwierigkeit sahen vor, nur den Druck­ kopf zu ersetzen, wie z. B. im US-Patent 4,074,284 dargelegt. In jüngerer Zeit wurden wegwerfbare Tintenstrahlpatronen entwickelt, um diese Schwierigkeiten zu überwinden, wie z. B. in den US-Patenten 4,500,895; 4,921,811 und 4,931,812 be­ schrieben.

Wegwerfbare Tintenstrahlpatronen dieses Typs sind so be­ schaffen, daß sie für eine solche Nutzungslebensdauer arbei­ ten, daß die Kopfelemente mit sehr hoher zeitlicher Wahr­ scheinlichkeit (z. B. über 99% der Zeit) während der Lebens­ dauer der wegwerfbaren Patrone funktionieren. Um zu gewähr­ leisten, daß diese herausfordernde Zahl zur Leistungsfähig­ keit aufrechterhalten wird, weisen herkömmliche wegwerfbare Tintenstrahlpatronen eine vorgegebene Tintenmenge auf, die innerhalb der Patrone enthalten ist und die über den Druck­ kopf ausgegeben werden kann. Die maximale Tintenmenge, die in der Wegwerfpatrone enthalten ist, ist eine Funktion da­ von, wie viel Druckbetrieb die Druckkopfelemente wahrnehmen können, bevor ihre Funktion mit einer hohen prozentualen Wahrscheinlichkeit versagt. Wenn die vorgegebene Tintenmenge in der Patrone einmal verbraucht ist, wird die gesamte Tin­ tenstrahlpatrone weggeworfen.

Während die Verwendung einer Wegwerfpatrone die Druckquali­ tät von Tintenstrahldruckern wirkungsvoll mit einer Versa­ gensrate gewährleistet, die von der speziellen Wegwerfpatro­ ne abhängt, existieren viele Druckanwendungen, die eine hö­ here Versagensrate vor einem Austausch tolerieren könnten, um die Betriebslebensdauer des Tintenstrahl-Druckkopfs zu verlängern. Unglücklicherweise arbeitet in der weit überwie­ genden Anzahl von Fällen dann, wenn existierende wegwerfbare Tintenstrahlpatronen ihre Tinte aufgebraucht haben, der Druckkopf immer noch angemessen funktionsfähig. Das Wegwer­ fen von Tintenstrahlpatronen, die immer noch angemessen funktionierende Druckköpfe enthalten, vergeudet Ressourcen.

Darüber hinaus ist ein häufiger Austausch von Tintenstrahl­ patronen bei umfassenden Druckanwendungen zeit- und arbeits­ intensiv. Demgemäß haben viele Benutzer auf nachfüllbare Tintenstrahlpatronen zurückgegriffen, um die Nutzungslebens­ dauer der Druckköpfe zu verlängern.

Das Nachfüllen von Tintenstrahlpatronen von Hand kann ein schmutziger und möglicherweise gefährlicher Vorgang sein, der erhebliche mechanische Geschicklichkeit erfordert. Um eine Tintenstrahlpatrone von Hand nachzufüllen, muß ein Be­ nutzer auf den ursprünglichen Tintenversorgungsbehälter in der Tintenstrahlpatrone zugreifen und in diesen Zufuhrbehäl­ ter Tinte einpumpen, eingießen oder auf andere Weise einfül­ len. Das Zugreifen auf irgendwelche Tintenverbindungen setzt den Benutzer der Tinte und die Tinte einer Verunreinigung aus. Darüber hinaus kann der Benutzer unbeabsichtigt Luft­ blasen in das System einleiten, was den Tintenfluß und die Möglichkeit der Tinte, einen klaren, gleichmäßigen Druck zu erzeugen, beeinflußt.

Es sind automatische Tintenzuführ- und Nachfüllsysteme für Tintenstrahldrucker bekannt, die keine wegwerfbare Tinten­ strahlpatronen verwenden. Automatische Tintenzuführ- und Nachfüllsysteme können in passive Nachfüllsysteme, die sich auf die Schwerkraft oder Druckunterschiede stützen, um dafür zu sorgen, daß Tinte durch das System fließt, und aktive Sy­ steme klassifiziert werden, die irgendeine Pumpe oder mecha­ nische Unterstützung verwenden, um Tinte durch das System zu fördern.

Aktive Tintennachfüllsysteme wurden entweder als kontinuier­ liches Tintenzuführsystem, wie in den US-Patenten Nr. 4,399,466; 4,462,037 und 4,680,696 oder als bedarfsorien­ tiertes Tintenzuführsystem verwendet, wie in den US-Patenten Nr. 4,074,284 und 4,432,005 beschrieben. Der Hauptgrund, weswegen diese Arten aktiver Tintennachfüllsysteme nicht be­ sonders nützlich sind, um eine wegwerfbare Tintenstrahlpa­ trone nachzufüllen, ist, daß diese Systeme Druckköpfe aufweisen, die sich auf hydrodynamische Zustände bei atmo­ sphärischem oder positivem Druck stützen, um den Druckdüsen Tinte zuzuführen. Demgemäß ist es typisch, daß das Tinten­ nachfüllsystem am Druckkopf einen Rückführ- oder Auslaßstut­ zen aufweist, um zu verhindern, daß die hydrodynamischen Bedingungen am Druckkopf unter den Atmosphärendruck fallen.

Passive Tintennachfüllsysteme verwenden die Schwerkraft, um Tinte gesteuert über ein Dreiwegeventil von einem Tintenvor­ ratsbehälter zu einem Tintenzuführbehälter zu fördern, als Teil einer einzigen austauschbaren Einheit, die vom Druckwa­ gen getragen wird, wie z. B. im US-Patent Nr. 4,959,667 be­ schrieben. Frühe Versionen dieses Typs eines Tintenzuführsy­ stems in Form einer einzigen austauschbaren Einheit sind z. B. in den US-Patenten Nr. 4,714,937 und 4,885,595 darge­ legt. Dieses Verfahren kann von Nutzen sein, wenn die Druckköpfe vertikal drucken und der Tintenvorratsbehälter hinter den Druckköpfen und über dem Tintenzuführbehälter an­ geordnet werden kann. Wenn die Druckköpfe jedoch eine große horizontale Fläche bedrucken, würde das Funktionsvermögen des Druckkopfs stark verringert werden, wenn das Gewicht und das Volumen eines großen Tintenvorratsbehälters vom Druckwa­ gen getragen werden müßten, wenn er über das Druckmedium fährt.

Aus all diesen Gründen beinhalten fast alle existierenden Tintennachfüllsysteme zur Verwendung mit wegwerfbaren Tin­ tenstrahlpatronen irgendeine Art Wartungsstation, die die Tintennachfüllpatrone nur dann nachfüllt, wenn sich der Druckwagen am einen oder anderen Ende der Druckachse befin­ det, wo die Tintenstrahlpatronen an die Wartungsstation an­ gekoppelt werden können. Sobald die Ankopplung erfolgt ist, wird der Tintenvorratsbehälter in der Tintenstrahlpatrone schnell nachgefüllt und der Druckwagen kann zu seinem Druck­ betrieb zurückkehren. Verschiedene Beispiele von Tintennach­ füllsystemen mit Wartungsstation für wegwerfbare Tinten­ strahlpatronen sind in den US-Patenten Nr. 3,967,286; 4,831,389; 4,967,207; 4,968,998; 4,999,652 und 5,136,305 dargelegt.

Bei Tintennachfüllsystemen vom Typ mit Wartungsstation be­ stehen zwei Grundschwierigkeiten. Die erste ist die, daß sich die Druckgeschwindigkeit des Tintenstrahldruckers wegen der Zeit verringert, die dazu erforderlich ist, den Kopp­ lungs- und Nachfüllvorgang auszuführen. Zweitens, und wich­ tiger, wird, um die Zeit des Ankopplungs- und Nachfüllvor­ gangs zu minimieren, die Tinte schnell mit einem Druck, der die hydrodynamischen Nenneigenschaften der Tintenstrahlpa­ trone überschreitet, in diese übertragen. Im Ergebnis kann während des Nachfüllvorgangs ein Auslecken oder Auströpfeln aus den Druckköpfen auftreten. Probleme hinsichtlich des Ausleckens oder Auströpfelns von Tinte werden z. B. von E. Ertuk et al in "Ink Retention in a Color Thermal Inkjet Printer", Hewlett-Packard Journal, August 1988, S. 41-44 er­ örtert.

Während die Verwendung wegwerfbarer Tintenstrahlpatronen die Druckqualität von Tintenstrahldruckern deutlich erhöht hat, erfolgte dies auf Kosten einer deutlichen Verschleude­ rung von Ressourcen in Form leerer Tintenstrahlpatronen, die immer noch lange Restlebensdauern für die Druckköpfe aufwei­ sen. Existierende Techniken zum Nachfüllen wegwerfbarer Tin­ tenstrahlpatronen leiden unter zahlreichen Nachteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tintennach­ füllsystem für wegwerfbare Tintenstrahlpatronen zu schaffen, das gegenüber existierenden Systemen zu diesem Zweck so ver­ bessert ist, daß wegwerfbare Tintenstrahlpatronen länger verwendet werden können ohne daß sich die Druckqualität nen­ nenswert verschlechtert.

Das erfindungsgemäße Tintennachfüllsystem ist durch die Leh­ re des beigefügten Anspruchs 1 gegeben. Es kann speziell in Form eines aktiven Systems gemäß Anspruch 2 oder in Form ei­ nes passiven Systems gemäß Anspruch 7 realisiert sein.

Das erfindungsgemäße kontinuierliche Tintennachfüllsystem für einen Tintenstrahldrucker verwendet wegwerfbare Tinten­ strahlpatronen mit einem ersten vorgegebenen Tintenfassungs­ vermögen. Ein Tintenvorratsbehälter, der extern in bezug auf den Druckwagen liegt, an dem die wegwerfbaren Tintenstrahl­ patronen angebracht sind, enthält ein zweites vorgegebenes Tintenfassungsvermögen, und er füllt den Tintenbehälter in­ nerhalb der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone durch eine negative Druckdifferenz zwischen dem Tintenbehälter und dem Tintenvorratsbehälter nach, wodurch Tinte nach Bedarf aus dem Tintenvorratsbehälter angesaugt wird. Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone ist austauschbar am Druckwagen anbring­ bar und es ist eine unabhängige Einheit mit einem Druckkopf und einem Tintenzuführbehälter, der auf Unterdruck gehalten wird und der dem Druckkopf die erste Tintenmenge zuführt.

Der Tintenvorratsbehälter, der die zweite Menge an Tinte aufnimmt, die den Tintenzuführbehälter nachfüllt, ist volu­ menmäßig auf einige Vielfache der ersten Tintenmenge be­ grenzt, und zwar auf eine Menge, oberhalb der der Druckkopf nicht zuverlässig arbeitet. Eine Leitung verbindet den Tintenzuführbehälter mit dem Tintenvorratsbehälter, um Tinte zwischen den beiden durch die Druckdifferenz zwischen den beiden zu transportieren. Ein zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position umschaltbares Stellglied ist in der Leitung vorhanden, um die Strömung von Tinte vom Tinten­ vorratsbehälter zum Tintenzuführbehälter einzustellen, wenn es sich im offenen Zustand befindet.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die zweite Menge an im Tintenvorratsbehälter gelagerter Tinte ein vor­ gegebenes Volumen auf Grundlage einer ausgewählten Funk­ tionsfähigkeit der Druckköpfe, die kleiner ist als die sehr hohe Funktionsfähigkeit, wie sie für die erste Menge an Tin­ te im Tintenbehälter gilt, der Teil der Tintenstrahlpatrone ist. Durch Auswählen des Fassungsvermögens des Tintenbehäl­ ters abhängig von dieser Bedingung kann die Nutzungslebens­ dauer der Druckköpfe auf das 8- bis 12fache (z. B. 400 ccm) dessen erhöht werden, was andernfalls die Lebensdauer der Wegwerfpatrone (z. B. 40 ccm) wäre. Bei einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel kann der Benutzer zwischen verschiedenen zwei­ ten Mengen an Tinte (z. B. 200 bis 600 ccm) wählen, um wirk­ sam das Niveau der Funktionsfähigkeit für eine vorgegebene Druckanwendung zu wählen.

Der Tintenvorratsbehälter beim bevorzugten Ausführungsbei­ spiel ist im wesentlichen ein rechteckiger Behälter mit tra­ pezförmigen Seiten mit einem großen Ende, das niedriger ist und tiefer liegt als das schmale Ende. Ein Tintenbeutel ist innerhalb des Behälters befestigt und die Leitung wird in den Tintenbeutel eingeführt, um von dort dem Tintenzuführbe­ hälter in der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone Tinte zuzu­ führen. Die Leitung wird dabei am Innenboden des Tintenbeu­ tels nahe dem großen Ende befestigt. Auf diese Weise dringt keine Luft in die Leitung ein, wenn der Tintenbeutel beinahe leer ist.

Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone des bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiels ist wegnehmbar am Druckwagen eines Tinten­ strahldruckers angebracht, der sich quer in bezug auf das horizontal angeordnete Druckmedium bewegt. Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone weist ein in sich abgeschlossenes Gehäu­ se mit einem Druckkopf mit mehreren Tintenstrahlen und einem unter Unterdruck gehaltenen Tintenzuführbehälter auf, der dem Druckkopf eine erste Menge an Tinte zuführt. Die Leitung erstreckt sich durch eine Öffnung in der Oberseite des Ge­ häuses, um eine Verbindung zu einem Tintenvorratssystem her­ zustellen, das außerhalb des Druckwagens liegt und das dem Tintenzuführbehälter über die Druckdifferenz zwischen diesem und dem Tintenvorratsbehälter eine zweite Menge an Tinte zu­ führt, die größer als die erste Menge ist.

Während des Betriebs des Tintenstrahldruckers wird die Druckdifferenz zwischen dem Tintenbehälter in der Tinten­ strahlpatrone und dem Tintenvorratsbehälter beibehalten, wenn der Druckkopf Tinte mit einer bestimmten volumetrischen Strömungsrate aus Druckdüsen ausstößt, die nahe dem Boden der Tintenstrahlpatrone liegen. Es hat sich herausgestellt, daß die Wirkung der Tintenstrahldüsen in den Druckköpfen Flüssigkeit entsprechend einer Höhe von ungefähr 5-7,6 Zen­ timeter (2-3 Zoll) ansaugen kann, ohne daß die Bildqualität beeinflußt wird. Bei einem ersten Ausführungsbeispiel ist der Tintenbehälter in der Tintenstrahlpatrone als abgedich­ teter Behälter geschaffen und die Druckdifferenz erzeugt ei­ nen Unterdruck, der die Tinte vom Tintenvorratsbehälter aus ansaugt. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist der Tin­ tenbehälter in der Tintenstrahlpatrone nicht abgedichtet, jedoch enthält er ein Schaumstoffelement, das über die Ka­ pillarwirkung des Schaums eine Druckdifferenz erzeugt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von durch Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen näher beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines passiven, kontinuierlichen Tintennachfüllsystems für wegwerfbare Tin­ tenstrahlpatronen gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei verschiedene Teile mit Durchsichtslinien dargestellt sind.

Fig. 2 ist eine perspektivische Darstellung des an einem Tintenstrahldrucker angebrachten passiven Tintennachfüllsy­ stems von Fig. 1.

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf ein an einem Tintenstrahl­ drucker angebrachtes aktives, bedarfsorientiertes Tinten­ nachfüllsystem, wie es in Fig. 6 dargestellt ist.

Fig. 4 ist ein Seitenschnitt durch ein Rückschlagventil zur Verwendung bei dem in Fig. 1 dargestellten passiven Tinten­ nachfüllsystem.

Fig. 5 ist eine perspektivische Darstellung eines Tintenvor­ ratsbehälters für das in Fig. 1 dargestellte passive Tinten­ nachfüllsystem.

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung einer ersten Reali­ sierung eines aktiven, bedarfsorientierten Tintennachfüll­ systems für wegwerfbare Tintenstrahlpatronen gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 7 ist eine teilgeschnittene Darstellung eines alterna­ tiven Ausführungsbeispiels eines Puffervorratsbehälters beim in Fig. 6 dargestellten aktiven Tintennachfüllsystem.

Fig. 8 ist eine teilgeschnittene Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels eines Pumpmechanismus am in Fig. 6 dar­ gestellten aktiven Tintennachfüllsystem.

Fig. 9 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Realisie­ rung eines aktiven, bedarfsorientierten Tintennachfüllsy­ stems für wegwerfbare Tintenstrahlpatronen gemäß einem zwei­ ten Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 10 ist eine teilgeschnittene Ansicht eines alternativen Ausführungsbeispiels des Meßmechanismus des in Fig. 9 darge­ stellten aktiven Tintennachfüllsystems.

Die bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beinhaltet so­ wohl ein Ausführungsbeispiel für ein aktives Tintennachfüll­ system als auch ein Ausführungsbeispiel für ein passives Tintennachfüllsystem. Während hinsichtlich Details der Rea­ lisierung jedes Ausführungsbeispiels Unterschiede bestehen, ist zu beachten, daß bei beiden Ausführungsbeispielen ein Mechanismus vorhanden ist, der dazu dient, einen Tintenzu­ führbehälter in einer wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone aus einer Tintenversorgung her nachzufüllen, die außerhalb des Druckwagens des Tintenstrahldruckers liegt. Abweichend von existierenden Nachfüllsystemen vom Typ mit Wartungsstation erfolgt das Nachfüllen der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone bei der Erfindung während des Betriebs des Tintenstrahldruc­ kers, wenn der Druckwagen über ein Druckmedium läuft. Abwei­ chend von existierenden Tintennachfüllsystemen für Tinten­ strahldrucker, die keine wegwerfbare Tintenstrahlpatrone verwenden, erfolgt das Nachfüllen des Tintenzuführbehälters in der Tintenstrahlpatrone auf eine Weise, die die speziel­ len hydrodynamischen Eigenschaften der Tintenstrahlpatrone erhält.

Es wird nun auf die Zeichnungen Bezug genommen, in denen gleiche Bezugszahlen in allen verschiedenen Darstellungen gleiche Elemente bezeichnen. Gemäß Fig. 1 beinhaltet das be­ vorzugte Ausführungsbeispiel eines kontinuierlichen Tinten­ nachfüllsystems 110 für einen Tintenstrahldruck grob gespro­ chen eine wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112, einen Tinten­ vorratsbehälter 114, ein Verbindungsleitungssystem 116 und eine Tintenfluß-Einstellkomponente 118.

Die wegwerfbare Tintenpatrone 112 beinhaltet grob gesprochen einen Druckkopf 122 und einen Tintenzuführbehälter 124 als Teil einer wegwerfbaren, in sich abgeschlossenen Einheit, die eine Patronen-Oberseite 126, -Unterseite 128, -Vorder­ seite 130, -Rückseite 132 und einander gegenüberstehende Seitenwände 134 aufweist. Wie in Verbindung mit der Be­ schreibung zu den Fig. 2 und 3 detaillierter beschrieben, wird die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 dadurch in einen Tintenstrahldrucker 102 eingesetzt, daß sie in einen Druckwagen 104 eingesetzt wird, der sich quer in bezug auf ein im allgemeinen horizontal ausgerichtetes Druckmedium bewegt. Der Druckkopf 122 beinhaltet mehrere Kopfelemente 136, die elektrisch mit einer (nicht dargestellten) Steuer­ einheit innerhalb des Tintenstrahldruckers 102 verbunden sind. Der Tintenzuführbehälter 124 ist funktionsmäßig mit einem Druckkopf 122 verbunden. Verfahren zum Verbinden des Tintenzuführbehälters 124 mit dem Druckkopf 122 sind im Stand der Technik wohlbekannt, z. B. aus den US-Patenten 4,500,895; 4,921,811 und 4,931,812.

Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 ist eine HP-Tinten­ strahlpatrone mit hohem Fassungsvermögen, die unter der Pro­ duktnummer 51626A von Hewlett-Packard Company erhältlich ist, oder eine entsprechende wegwerfbare Tintenstrahlpatro­ ne, wozu die HP-Tintenstrahlpatrone geringen Fassungsvermö­ gens mit Schaumstoffeinsatz gehört, wie die mit der Produkt­ nummer 51608A. Bei einer Ausführungsform mit hohem Fassungs­ vermögen kann der Tintenzuführbehälter 124 mindestens 40 ccm Tinte speichern. Bei einer Ausführungsform mit geringem Fas­ sungsvermögen speichert der Tintenzuführbehälter 124 unge­ fähr 24 ccm Tinte. Bei beiden Ausführungsformen hat die Tin­ tenstrahlpatrone 112 solche hydrodynamischen Eigenschaften, daß zwischen dem Teil des Tintenzuführbehälters 124, der in flüssigkeitsleitendem Kontakt mit dem Druckkopf 122 steht, und der Atmosphäre Unterdruck aufrechterhalten wird, um ein Auslecken oder Auströpfeln von Tinte aus den Druckkopföff­ nungen der Kopfelemente 136 zu verhindern. Während hinsicht­ lich dieser hydrodynamischen Unterdruckeigenschaften Schwan­ kungen für verschiedene Arten von Tintenstrahlpatronen auf­ treten können, ist es typisch, daß der genannte Unterdruck mindestens ungefähr 0,635 cm (0,25 Zoll) Wasserhöhe ent­ spricht. Es ist auch zu beachten, daß die hydrodynamischen Unterdruckeigenschaften entweder dadurch aufrechterhalten werden können, daß eine abgedichtete Patrone verwendet wird, wie die HP-Patrone mit hohem Fassungsvermögen, oder daß ein Schaumstoff- oder schaumstoffähnlicher Einsatz im Tintenzu­ führbehälter 124 angeordnet ist, wie bei der HP-Patrone mit geringem Fassungsvermögen.

Gemäß der Fig. 5 ist der Tintenvorratsbehälter 114 ein im wesentlichen rechteckiger Kasten mit einer Vorratsbehälter- Unterseite 138, -Oberseite 140, kleiner Endseite 142, großer Endseite 144 und einander gegenüberstehenden Seitenflächen 146. Die Seitenflächen des Vorratsbehälters sind trapezför­ mig, da die Vorratsbehälter-Unterseite 138 unter einem Win­ kel vom großen Ende 144 zum schmalen Ende 142 hin hochsteht.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel steht die Unterseite 138 mit einem Winkel von 5 bis 15 Grad bezogen auf die Horizontale an. Der Tintenvorratsbehälter 114 weist eine charakteristische Länge von ungefähr 13 bis 18 cm (ungefähr 5-7 Zoll), eine charakteristische Breite von ungefähr 5 cm bis 10 cm (ungefähr 2-4 Zoll), ein schmales Ende mit einer charakteristischen Höhe von ungefähr 1,3 bis 6,4 cm (unge­ fähr 0,5-2,5 Zoll), ein großes Ende mit einer charakteristi­ schen Höhe von ungefähr 3,8 cm bis 8,9 cm (ungefähr 1,5-3,5 Zoll) auf. Er hat eine Struktur, die einen Raum mit einem Volumen festlegt, das dazu ausreicht, einen Tintenbeutel 148 aufzunehmen. Die Abmessungen hängen dabei von der Größe des Tintenbeutels 148 ab. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Tintenvorratsbehälter 114 aus steifem, schwerem Karton, der fest zur erwünschten Form verklebt ist.

Der Tintenbeutel 148 ist eine flexible, gefaltete Hülle, die durch Kleber am Innenboden der Vorratsbehälter-Unterseite 138 angrenzend an das große Ende 144 befestigt ist. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht der Tintenbeutel 148 aus einem elastischen, biegsamen Polymer mit dem Aussehen einer Metallfolie. Der Tintenbeutel 148 verfügt über ausrei­ chende Größe, um ein vorgegebenes Tintenvolumen aufzunehmen, das um ein Mehrfaches größer als das Tintenvolumen im Tin­ tenzuführbehälter 124 ist. Beim bevorzugten Ausführungsbei­ spiel sind die vorgegebenen Tintenvolumina solche, die ein Mehrfaches des Volumens der im Tintenzuführbehälter 124 gelagerten Tinte ausmachen, und zwar bis zu ungefähr 400 bis 600 ccm Tinte bei 40 ccm Tinte im Tintenzuführbehälter 124.

Es ist ersichtlich, daß der Tintenbeutel 148 hauptsächlich dazu verwendet wird, irgendein Verschütten von Tinte während des Handhabens des Systems 110 durch einen Benutzer zu verhindern, und daß der Tintenbeutel 148 nicht dazu erfor­ derlich ist, die erforderliche Druckdifferenz für den Be­ trieb des Systems zu erzeugen.

Es wird erneut auf Fig. 1 Bezug genommen, gemäß der das Ver­ bindungsleitungssystem 116 ein Stück oder mehrere einer fle­ xiblen Leitung 160 beinhaltet, die sich vom Tintenzuführbe­ hälter 124 zum Tintenvorratsbehälter 114 erstreckt. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die flexible Leitung 160 über eine Öffnung 127 in der Patronenoberseite 126 eingeführt und sie erstreckt sich bis zu einem Punkt, an dem das distale Ende 161 der flexiblen Leitung 160 ungefähr am Boden der Patrone 124 liegt. Die flexible Leitung 160 ist mit der Öffnung 127 verklebt, wodurch die Patrone 124 abge­ dichtet ist und für eine Spannungsentlastung an der flexib­ len Leitung 160 gesorgt ist.

Bei einem anderen Ausführungsbeispiel beinhaltet, wie in Fig. 1 dargestellt, das Verbindungsleitungssystem 116 ein verformbares, aber dennoch steifes Rohr 162, die flexible Leitung 160 und eine Abdichtung 166. Das steife Rohr 162 ist über die Patronenoberseite 126 neben der Patronenrückseite 132 und einer der einander gegenüberstehenden Seitenflächen 134 der Patrone in den Tintenzuführbehälter 124 eingesetzt und es erstreckt sich in diesen hinein nach unten. Das steife Rohr 162 ist mit einer luftdichten Abdichtung mit der Patronenoberseite 126 verbunden und es sorgt für geeignete Zugentlastung; es beinhaltet einen oberen Teil 164, der sich über der Patronenoberseite 126 nach oben und im wesentlichen horizontal erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Leitung 160 über die Dichtung 166 funktionsmäßig mit dem oberen Teil 164 des steifen Rohrs 162 verbunden. Die Abdich­ tung 166 ist ein hohler Zylinder mit geringfügig größerem Durchmesser als ihn das Rohr 162 und die Leitung 160 aufwei­ sen, wodurch er die Enden des Rohrs 162 und der Leitung 160 umschließt und überlappt, um eine dauerhafte luftdichte Abdichtung zu bilden.

Die flexible Leitung 160 weist ein Vorratsbehälterende 172 auf. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verfügt die Lei­ tung 160 über einen Außendurchmesser von ungefähr 0,318 cm (ungefähr 0,125 Zoll) und einen Innendurchmesser, der zu Rohranschlußstücken von ungefähr 0,16 cm (1/16 Zoll) paßt. Das Vorratsbehälterende 162 erstreckt sich über eine Öffnung 171 hinein in den Tintenbeutel 148 und es ist entlang der Bodeninnenfläche nahe dem großen Vorratsbehälterende 144 am Tintenbeutel 148 befestigt. Wie im Tintenzuführbehälter 124 ist das Vorratsbehälterende 172 im Tintenvorratsbehälter 114 mit einer geeigneten Zugentlastung versehen. Bei einem be­ vorzugten Ausführungsbeispiel wird die Zugentlastung da­ durch erstellt, daß ein Teil des Vorratsbehälterendes 172 um den Umfang einer kleinen Scheibe 173 herumgeführt wird, die einen größeren Durchmesser als die Öffnung 171 aufweist und die innerhalb des Tintenvorratsbehälters 114 jedoch außer­ halb des Tintenbeutels 148 z. B. am schmalen Ende 142 nahe der Öffnung 171 liegt.

Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Tintenfluß-Ein­ stellkomponente 118 ein Absperrhahn 174. Wie es für den Fachmann erkennbar ist, kann der Absperrhahn 174 von einem beliebigen Typ sein, der zwischen einer offenen und einer geschlossenen Position verstellbar ist, so daß Tinte durch das Leitungssystem 116 fließen kann, wenn der Absperrhahn 174 in seiner offenen Position steht, dagegen keine Tinte fließen kann, wenn er sich in seiner geschlossenen Position befindet, wie dies bei einem herkömmlichen Absperrhahn mit Kugelventil mit Viertelumdrehung der Fall ist. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel beinhaltet der Absperrhahn 174 eine Struktur, die einen Leitungskanal 176 festlegt, sowie ein Druckrad 178. Der Leitungskanal 176 beinhaltet einen schrägen Kanalboden 180 und einander gegen­ überstehende Seitenwände 182. Der Kanalboden 180 steht unter einem Winkel von einem ersten Ende 184 des Kanals 176 zum entgegengesetzten zweiten Ende 186 hoch. Der Kanal 176 weist am ersten Ende 184 ausreichende Breite und Tiefe auf, um die Leitung 160 und zumindest die Hälfte des Druckrads 178 aufzunehmen. Am zweiten Ende 186 ist die Tiefe des Kanals 176 kleiner als am ersten Ende 184 und sie reicht zum Auf­ nehmen des Druckrads 178 in solcher Weise aus, daß dieses die Leitung 160 gegen den Kanalboden 180 quetscht, um zu verhindern, daß Tinte durch die Leitung 160 fließt. Ein Vorteil des Absperrhahns 174 gegenüber anderen Typen von Absperrhahnen ist, daß dieser es nicht erfordert, daß die Leitung 160 zerschnitten wird um den Absperrhahn anzubrin­ gen.

In Fig. 4 ist ein wahlweises Rückschlagventil 190 zur Ver­ wendung mit dem Tintenvorratsbehälter 114 dargestellt. Das Rückschlagventil 190 ist für das Einführen in eine Leitung mit einem Außendurchmesser von ungefähr 0,318 cm (ungefähr 0,125 Zoll) ausgebildet und es ist aus einer oberen Hälfte 192 und einer unteren Hälfte 194 hergestellt, zwischen denen sich eine Kugel 196 in einer Innenkammer 198 frei bewegen kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel hat die Kugel 196 einen Durchmesser von ungefähr 0,318 cm (ungefähr 0,125 Zoll) und sie besteht aus Polypropylen, so daß der Druck, der zum Be­ tätigen des Rückschlagventils 190 erforderlich ist, sehr klein ist. Beim normalen Betrieb schwimmt die Kugel 196 zum Sitz in der oberen Hälfte 192 und wird durch die Tintenströ­ mung auf eine Druckänderung hin nach unten gedrückt, wie sie z. B. durch den Betrieb der Druckköpfe hervorgerufen wird.

Wenn dieser Tintenvorratsbehälter leer wird, dringt eine Luftblase in die Leitung 116 ein, die Kugel 196 sinkt auf den Sitz in der Bodenhälfte 194 und sie verhindert das Eindringen von Luft in die Tintenstrahlpatrone 112. Das Rückschlagventil 190 kann entweder innen im Tintenvorratsbe­ hälter 114 oder außerhalb desselben angeordnet sein, jedoch muß es vor dem Absperrhahn 174 liegen. Bei einem alternati­ ven Ausführungsbeispiel dichtet der Sitz der Bodenhälfte 194 nicht ab und durch das Rückschlagventil wird keine Vorwärts­ strömung der Tinte verhindert. Bei diesem Ausführungsbei­ spiel muß der Tintenbeutel 148 selbst abgedichtet sein, um einen Druckverlust innerhalb der Patrone 112 zu verhindern.

Im Betrieb wird die passive Ausführungsform des Tintennach­ füllsystems 110 dadurch zum Ansaugen gebracht, daß die Tin­ tenfluß-Einstellkomponente 118 in ihre offene Position ge­ stellt wird und der Tintenbeutel 148 über eine externe Quelle aufgefüllt wird. Danach wird alle Luft aus dem Lei­ tungssystem 116 ausgespült. Danach wird die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 vertikal auf ein Niveau angehoben, das zumindest ungefähr fünf bis acht Zentimeter (ungefähr zwei bis drei Zoll) über dem Niveau der Tinte im Tintenbeu­ tel 148 liegt, um es zu ermöglichen, daß sich in der weg­ werfbaren Tintenstrahlpatrone ein Unterdruck aufbaut, um das Auslecken von Tinte zu verhindern. Die Flußeinstellkomponen­ te 118 wird dann in ihre geschlossene Position gestellt.

Dadurch, daß das kontinuierliche Tintennachfüllsystem 110 zum Ansaugen gebracht wird, wird das Vorhandensein uner­ wünschter Luft in ihm minimiert und es erfolgt eine Abdich­ tung gegen Verunreinigung. Ein Benutzer erhält das konti­ nuierliche Tintennachfüllsystem 110 fertig vorbereitet für die Installation in einem Tintenstrahldrucker 102.

Gemäß den Fig. 2 und 3 beinhaltet ein Tintenstrahldrucker 102 einen Druckwagen 104 mit mehreren Patronenhaltern 105, einen Halter 107 für einen Vorratsbehälter, ein Tintenlei­ tungsgehäuse 108 und eine Druckplatte 109. Eine wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 ist in einem Patronenhalter 105 angebracht und zu anderen ähnlichen wegwerfbaren Tinten­ strahlpatronen 112 so ausgerichtet, daß jeder Druckkopf 122 über einer Druckwalze 109 benachbart zu dieser positioniert ist und mit allen anderen Druckköpfen 122 ausgerichtet ist.

Der Tintenvorratsbehälter 114 für die wegwerfbare Tinten­ strahlpatrone 112 ist in einer entsprechenden Kammer im Halter 107 für den Vorratsbehälter angeordnet. Das Leitungs­ system 116 erstreckt sich zwischen dem Tintenzuführbehälter 124 der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 und dem Tinten­ vorratsbehälter 114 über das Tintenleitungsgehäuse 108. Der Drucktisch oder die Druckwalze 109 hält ein (nicht darge­ stelltes) Papier oder ein anderes Druckmedium, auf das ein vorgegebenes Muster gesteuert durch eine (ebenfalls nicht dargestellte) Steuereinheit aufzudrucken ist.

Bei einem Ausführungsbeispiel ist der Halter 107 für den Vorratsbehälter so positioniert, daß der Boden des Tinten­ vorratsbehälters 114 ungefähr 5 bis 7,6 cm (ungefähr 2 bis 3 Zoll) unter dem Boden des Tintenzuführbehälters 124 in der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 liegt. Dies hält auf wirksame Weise denselben Unterdruck aufrecht, den das System 110 beim ursprünglichen Laden hatte. Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel, bei dem Kapillarwirkung dazu verwendet wird, die Druckdifferenz zwischen dem Tintenvorratsbehälter 114 und dem Tintenzuführbehälter 124 zu schaffen, würde der Halter für den Vorratsbehälter so positioniert werden, daß der Boden des Tintenvorratsbehälters 114 im wesentlichen auf demselben Niveau wie der Boden des Tintenzuführbehälters 124 in der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 liegt. Dies erfolgt, da die Druckdifferenz aus der Kapillarwirkung keine Tinte entgegen irgendeiner wesentlichen Druckdifferenz herausziehen kann, die durch eine Heberwirkung zwischen dem Tintenvorratsbehälter 114 und dem Tintenzuführbehälter 124 erzeugt wird. Bei beiden Ausführungsbeispielen wird jedoch eine Unterdruckdifferenz verwendet, um Tinte ohne jede mechanische Unterstützung in Form von Pumpen usw. vom Tin­ tenvorratsbehälter 114 zum Tintenzuführbehälter 124 zu fördern.

Um die Strömung von Tinte vom Tintenvorratsbehälter 114 durch das Leitungssystem 116 zum Tintenzuführbehälter 124 zu starten, stellt der Benutzer die Tintenfluß-Einstellkompo­ nente 118 in ihre offene Position. Dann fließt Tinte auf­ grund der Druckdifferenz zwischen dem Tintenzuführbehälter 124 und dem Tintenvorratsbehälter 114 vom letzteren zum ersteren. Dabei wird im Leitungssystem 116 Unterdruck durch den ursprünglich vorgenommenen Ansaugprozeß errichtet. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel verläßt die Tinte das konti­ nuierliche Tintennachfüllsystem 110 über die Druckkopfele­ mente 136, wenn sie auf im Stand der Technik wohlbekannte Weise aktiviert werden. Die in sich abgeschlossene, flüssig­ keitsdichte, gasdichte Struktur des Tintennachfüllsystems 110 hält das kontinuierliche Ersetzen von Tinte aufrecht, solange sich die Tintenfluß-Einstellkomponente 118 in ihrer offenen Stellung befindet. Der abgewinkelte Vorratsbehälter­ boden 138 des Tintenvorratsbehälters 114 nutzt die Schwer­ kraft, um die Tinte in Kontakt mit dem Vorratsbehälterende 172 der Leitung 160 zu halten, wenn sich der Tintenbeutel 148 leert.

Das Fehlen beweglicher mechanischer Komponenten wie einer Pumpe oder mechanischer Ventile macht das erfindungsgemäße kontinuierliche Tintennachfüllsystem weniger anfällig für mechanisches Versagen. Die in sich abgeschlossene Struktur gemäß der Erfindung erleichtert es, das kontinuierliche Tin­ tennachfüllsystem 110 zu verwenden und zu installieren, und sie minimiert die Möglichkeit von Verschmutzungen durch Tin­ te oder einer Verunreinigung der Tinte selbst. Das konti­ nuierliche Tintennachfüllsystem 110 sorgt für einen konstan­ ten und zuverlässigen Tintenfluß zum Druckkopf 122, so daß sich die Nutzungslebensdauer herkömmlicher wegwerfbarer Tin­ tenstrahlpatronen 112 über den zunächst vorgesehenen Ablauf hinaus verlängert.

Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit aktiver Funktion wird Tinte von einem externen Tintenvorratsbehälter 114 durch eine mechanische Pumpe oder dergleichen statt durch eine negative Druckdifferenz zur Tintenstrahlpatrone 112 übertragen. Es werden zwei verschiedene Realisierungen des aktiven Tintennachfüllsystems 110 beschrieben. Beide Realisierungen verwenden einen Schaumstoffkörper, um den hydrodynamischen Unterdruckzustand der Tintenstrahlpatrone 112 aufrechtzuerhalten; jedoch liegt der Schaumstoffkörper bei der ersten Realisierung außerhalb der Tintenstrahlpa­ trone 112, während er bei der zweiten innerhalb derselben liegt.

Gemäß Fig. 6 weist die erste Realisierung eines Ausführungs­ beispiels eines aktiven, automatischen, bedarfsorientierten Tintennachfüllsystems 110 für wegwerfbare Tintenstrahlpa­ tronen, das an einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, grob gesagt eine wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 mit hy­ drodynamischer Unterdruckeigenschaft, einen Puffervorratsbe­ hälter 113, einen externen Tintenvorratsbehälter 114, einen Pumpmechanismus 115, eine Verbindungsleitungsanordnung 116, einen Tintenniveausensor 117, eine Tintenströmung-Einstell­ komponente 118 und eine Tintenniveaumeß- und Regeleinrich­ tung 119 auf.

Wie beim Ausführungsbeispiel mit passiver Funktion beinhal­ tet die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 grob gesagt ei­ nen Druckkopf 122 und einen Tintenzuführbehälter 124 als Teil einer wegwerfbaren, in sich abgeschlossenen Einheit mit einer Patronenoberseite 126, einer Unterseite 128, einer Vorderseite 130, einer Rückseite 132 und einander gegenüber­ stehenden Seiten 134. Bei dieser Realisierung des Ausfüh­ rungsbeispiels eines aktiven Tintennachfüllsystems 110 ist die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 eine HP-Druckpatrone mit hohem Fassungsvermögen, wie von Hewlett-Packard Company erhältlich, oder es ist eine entsprechende wegwerfbare Tin­ tenstrahlpatrone mit einem Tintenzuführbehälter, der min­ destens 40 ccm Tinte als erste Menge auf nehmen kann. Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 wird auf ähnliche Weise wie es im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 vorstehend beschrieben wurde, in einen Tintenstrahldrucker eingesetzt.

Der Puffervorratsbehälter 113 ist eine Flüssigkeitsdruck- Puffervorrichtung, die außerhalb der wegwerfbaren Tinten­ strahlpatrone 112 als in sich abgeschlossene Einheit ange­ bracht ist, die grob gesagt einen Tintenzuführbehälter 200 aufweist, mit einer Oberseite 201, einer Unterseite 202, einander gegenüberstehenden Seiten 203, einer Vorderseite 204 und einer Rückseite 205, mit einer kleinen Öffnung 206, durch die die zweite Tintenmenge in eine flexible Leitung 210 gezogen werden kann, um die erste Tintenmenge in der Tintenstrahlpatrone 112 nachzufüllen. Der Tintenzuführbehäl­ ter 200 hat ein Volumen, das dafür ausreicht, daß er eine bestimmte Menge eines Schaumstoffs 207 mit Kapillaren mit bekannten hydrodynamischen Eigenschaften und eine zweite Menge Tinte aufnehmen kann. Durch die Wirkung, die durch den Schaumstoff 207 mit Kapillaren ausgeübt wird, wird eine kleine Druckdifferenz innerhalb des Tintenzuführbehälters 200 errichtet, die dazu ausreicht, daß der Unterdruck in der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 während des Nachfüll­ vorgangs aufrechterhalten wird.

Der externe Tintenvorratsbehälter 114 ist außerhalb des Druckwagens angeordnet, auf dem die wegwerfbare Tinten­ strahlpatrone 112 und der Puffervorratsbehälter 113 ange­ bracht sind, und er beinhaltet grob gesagt den Tintenzuführ­ behälter 220 als in sich abgeschlossene Einheit oder als abdichtbare Einheit mit Komponententeilen oder als um­ schließbare Einheit mit einem Boden 222, einer Oberseite 224, einander gegenüberstehenden Seiten 226, einer Vorder­ seite 228 und einer Rückseite 230, und er enthält eine klei­ ne Öffnung 232, durch die eine dritte Tintenmenge in die flexible Leitung 212 gezogen werden kann, um die zweite Tin­ tenmenge im Puffervorratsbehälter 113 nachzufüllen. Der ex­ terne Tintenvorratsbehälter 114 beinhaltet eine größere Öff­ nung 149 zum Nachfüllen der dritten Tintenmenge von Hand und er kann eine Belüftungsöffnung 147 zur Atmosphäre aufweisen. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel weist der Tintenvor­ ratsbehälter 114 einen Tintenzuführbehälter 148 aus einem gefalteten, elastischen und reißfesten Kunststoffbeutel, der einfallen kann und der ein ausreichendes Volumen zum Aufneh­ men der dritten Tintenmenge hat, auf. Beim bevorzugten Aus­ führungsbeispiel ist weder die große Öffnung 149 zum Nach­ füllen der dritten Tintenmenge noch die Belüftungsöffnung 147 zur Atmosphäre erforderlich. Bei einem anderen Ausfüh­ rungsbeispiel weist der externe Tintenbehälter 114 eine har­ te Schale aus Glas, Kunststoff oder einem anderen geeigneten formbaren Material zum Aufnehmen der zweiten Tintenmenge auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die große Öffnung 149 zum Nachfüllen der dritten Tintenmenge und die Belüf­ tungsöffnung 147 zur Atmosphäre erforderlich.

Die Pumpe 115 ist irgendein Volumenverdrängungsmechanismus von typischer Aufbauart und Herstellung, der eine Einrich­ tung bildet, die dazu ausreicht und so betrieben werden kann, daß Tinte durch die Verbindungsleitungsanordnung 116 vom externen Tintenvorratsbehälter 114 zum Puffervorratsbe­ hälter 113 gefördert wird.

Die Verbindungsleitungsanordnung 116 weist drei oder mehr Leitungsstücke 210, 211 und 212 auf, die sich von der weg­ werfbaren Tintenstrahlpatrone 112 zum Puffervorratsbehälter 113, zur Pumpe 115 bzw. zum externen Tintenvorratsbehälter 114 erstrecken. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel sind die flexiblen Leitungen 210, 211 und 212 sehr nachgiebig, mit einem Außendurchmeser von ungefähr 0,3175 cm (0,125 Zoll) und einem Innendruchmesser, der mit Rohranschlußstüc­ ken von 1/16 Zoll (0,1588 cm) gemäß dem NPT-Standard ver­ träglich ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel können einige oder alle der Leitungen 210, 211 und 212 steif sein.

Der Tintenniveausensor 117 beinhaltet grob gesagt einen Sen­ sorkopf, der funktionsmäßig innerhalb des Tintenzuführbehäl­ ters 200 des Puffervorratsbehälters 113 angeordnet ist und sich in einen oberen Hohlraum 208 erstreckt, mit einer funk­ tionsmäßigen Verbindung zum Übertragen eines Signals an die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Sensorkopf 117 ein Paar Durchgangselektroden, die an einer der Seiten 203, 204 oder 205 des Puffervorratsbehälters 113 angebracht sind. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel weist der Sensorkopf 117 ein Paar Durchgangselektroden auf, die an einer der Seiten 130, 132 oder 134 der Tintenstrahlpatrone 112 angebracht sind. Während beim Sensorkopf 117 ein Paar Durchgangselek­ troden als Sensor verwendet wird, ist zu beachten, daß viele verschiedene Arten von Sensorköpfen zum Erfassen des Vorlie­ gens oder Fehlens von Tinte verwendet werden können.

Wie es der Fachmann erkennt, verwendet die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119 grob gesagt eine Einrichtung, die dazu ausreicht und so betrieben werden kann, daß der aktuel­ le Zustand des Tintenniveausensors 117 dauernd überwacht werden kann, um zu erkennen, wann eine Zustandsänderung als direktes Ergebnis des Vorliegens oder Fehlens von Tinte im Tintenzuführbehälter 200 oder im Tintenzuführbehälter 124 an der Sensorposition auftritt. Beim bevorzugten Ausführungs­ beispiel besteht ein Zustand mit elektrischem Durchgang oder relativ geringem Widerstand für die Durchgangselektroden 117′ und 117′′, wenn Tinte an der Sensorposition vorhanden ist. Umgekehrt besteht der Zustand elektrischer Unterbre­ chung oder relativ hohen Widerstands hinsichtlich der Durch­ gangselektroden 117′ und 117′′, wenn Tinte an der Sensorpo­ sition fehlt.

Die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 117 verwendet eine Einrichtung, die dazu ausreicht und so betrieben werden kann, daß sie Maßnahmen abhängig vom aktuellen Zustand des Tintenpegelsensors 117 auslöst. Bei der bevorzugten Ausfüh­ rungsform dieses zweiten Ausführungsbeispiels aktiviert die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119 die Pumpe 115, wenn der Zustand elektrischer Unterbrechung oder hohen Wi­ derstands erkannt wird, was anzeigt, daß Tinte an der Sen­ sorposition fehlt. Umgekehrt deaktiviert die Tintenniveau­ meß- und Regeleinrichtung 119 die Pumpe 115, wenn der Zu­ stand elektrischen Durchgangs oder geringen Widerstands er­ kannt wird, was anzeigt, daß Tinte an der Sensorposition vorhanden ist.

Im Betrieb wird dann, wenn das Niveau der Tinte im Tintenzu­ führbehälter 200 oder im Tintenzuführbehälter 124 unter die Sensorposition der Durchgangselektroden 117′ und 117′′ fällt, der elektrische Durchgang durch das Fehlen von Tinte unterbrochen. Diese Zustandsänderung wird von der Tinten­ niveaumeß- und Regelvorrichtung 119 erkannt, die die Pumpe 115 aktiviert, um die Strömung von Tinte zu starten. Tinte wird dann von der zweiten Tintenmenge im externen Tintenvor­ ratsbehälter 114 her zugeführt, um die erste Tintenmenge im Tintenzuführbehälter 200 oder im Tintenzuführbehälter 124 nachzufüllen. Umgekehrt wird, wenn das Niveau der Tinte im Tintenzuführbehälter 200 oder im Tintenzuführbehälter 124 aufgrund der Wirkung der Pumpe 115 auf die Sensorposition der Durchgangselektroden 117′ und 117′′ steigt, der elektri­ sche Durchgang durch das Vorliegen von Tinte wieder errich­ tet. Diese Zustandsänderung wird von der Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119 erkannt, die die Pumpe 115 deakti­ viert und die Strömung von Tinte stoppt.

Es wird weiterhin auf Fig. 6 Bezug genommen, gemäß der die Verbindungsleitungsanordnung 116 beim bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ein formbares aber dennoch stabiles Rohr 162, eine flexible Leitung 210 und eine Dichtung 166 für den Anschluß an die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 auf­ weist. Das stabile Rohr 162 ist durch die Patronenoberseite 126 dicht bei der Patronenrückseite 132 und einer der einan­ der gegenüberstehenden Patronenseiten 134 in den Tintenzu­ führbhälter 124 eingeführt und erstreckt sich in diesem nach unten. Das stabile Rohr 162 ist an einer Öffnung 127 über eine luftdichte Dichtung, die eine geeignete Spannungsentla­ stung aufweist, mit der Patronenoberseite 126 verbunden. Zum stabilen Rohr 126 gehört ein oberer Teil 164, der sich nach oben und im wesentlichen horizontal über die Patronenober­ seite 126 erstreckt. Das proximale Ende 210′ der flexiblen Leitung 210 ist funktionsmäßig über eine Dichtung 126 mit dem oberen Teil 164 des stabilen Rohrs 162 verbunden. Die Dichtung 166 ist eine Verbindungseinrichtung mit geringfügig größerem Durchmesser als ihn das stabile Rohr 162 und die flexible Leitung 210 aufweist, und sie umschließt und über­ lappt den oberen Teil 164 des stabilen Rohrs 162 und das proximale Ende 210′ der flexiblen Leitung 210, um eine nicht dauerhafte, jedoch luftdichte Dichtung zu bilden. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel ist das proximale Ende 210′ der flexiblen Leitung 210 unmittelbar durch die Öffnung 127 in der Patronenoberseite 126 geführt und es erstreckt sich nach unten in den Tintenzuführbehälter 124 bis zu einem Punkt, wo das proximale Ende 210′ ungefähr am Boden des Tintenzuführ­ behälters 124 liegt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die flexible Leitung 210 mit der Öffnung 127 verklebt, wodurch die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 abgedichtet wird und für geeignete Spannungsentlastung gesorgt wird.

Die flexible Leitung 210 weist ein distales Ende 210′′ auf. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das di­ stale Ende 210′ durch die Öffnung 206 in der Oberseite 201 angrenzend an die Vorderseite 204 und eine der gegenüberste­ henden Seiten 203 in den Puffervorratsbehälter 113 hinein und in diesem nach unten und es ist entlang der unteren Bo­ denfläche am Puffervorratsbehälter 113 befestigt. Die fle­ xible Leitung 210 ist mit der Öffnung 206 verklebt, um da­ durch den Puffervorratsbehälter 213 abzudichten und um für geeignete Spannungsentlastung zu sorgen. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel, wie es in Fig. 7 dargestellt ist, ist das stabile Rohr 162′ durch die Oberseite 201 angrenzend an die Vorderseite 204 und eine der einander gegenüberstehenden Seiten 203 in den Puffervorratsbehälter 113 eingeführt und erstreckt sich in diesem nach unten. Das stabile Rohr 162′ ist an einer Öffnung 206 über eine luftdichte Dichtung mit geeigneter Spannungsentlastung mit der Oberseite 201 verbun­ den. Das distale Ende 210′′ ist über eine Dichtung 209 funk­ tionsmäßig mit dem stabilen Rohr 162′ verbunden. Die Dich­ tung 209 ist eine Verbindungseinrichtung, die eine nicht dauerhafte luftdichte Dichtung bildet.

Es wird erneut auf Fig. 6 Bezug genommen, gemäß der die fle­ xible Leitung 211 ein proximales Ende 211′ aufweist. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel erstreckt sich das proximale Ende 211′ durch eine Öffnung 230 in der Oberseite 201, an­ grenzend an die Rückseite 205 und eine der einander gegen­ überstehenden Seiten 203 in den Puffervorratsbehälter 113 hinein und sie erstreckt sich nur insoweit in einen Hohl­ raum 208 hinein, wie dies dazu erforderlich ist, daß Tinte frei in den Hohlraum 208 strömen kann. Die flexible Leitung 211 ist mit der Öffnung 230 verklebt, um dadurch den Puffer­ vorratsbehälter 113 abzudichten und für geeignete Spannungs­ entlastung zu sorgen.

Die flexible Leitung 211 weist ein distales Ende 211′′ auf. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel stellt das distale Ende 211′′ am Auslaßstutzen 115′′ eine Funktionsverbindung zur Pumpe 115 her. Auf ähnliche Weise weist die flexible Leitung 212 ein proximales Ende 212′ auf, das an einem Einlaßstutzen 115′ funktionsmäßig mit der Pumpe 115 verbunden ist. Bei ei­ nem anderen Ausführungsbeispiel, das in Fig. 8 dargestellt ist, bilden die flexible Leitung 211 und die flexible Lei­ tung 212 eine einzelne Einheit einer flexiblen Leitung 211′′′ und Tinte wird mittels einer Schlauchpumpe 115′′′ transportiert. Bei diesem Ausführungsbeispiel treibt die Schlauchpumpe 115′′′, wie es für den Fachmann erkennbar ist, Tinte durch abwechselndes Zusammendrücken und Ausdehnen der elastischen Rohrwände durch die flexible Leitung 211′′′, ei­ ne Wirkung bei solchen Pumpen, wie sie in der Literatur gut beschrieben ist.

Es wird erneut auf Fig. 6 Bezug genommen, gemäß der die fle­ xible Leitung 212 ein distales Ende 172 aufweist. Beim be­ vorzugten Ausführungsbeispiel ist das distale Ende 172 der flexiblen Leitung 212 durch eine Öffnung 173 in den Tinten­ zuführbehälter 148 eingeführt und es erstreckt sich bis zu einem Punkt, an dem es unmittelbar am Boden des Tintenzu­ führbehälters 148 liegt. Die flexible Leitung 212 ist mit der Öffnung 173 verklebt oder auf andere Weise dauerhaft verbunden, wodurch für geeignete Spannungsentlastung gesorgt ist.

Die Durchgangselektroden 117′ und 117′′ gehen durch eine Öffnung 231 bzw. eine Öffnung 232 an der Rückseite 205 des Puffervorratsbehälters 113 und sie erstrecken sich in den Hohlraum 208. Sie sind so angeordnet, daß zwischen dem Elek­ trodenpaar ein Spalt besteht, der als elektrischer Sollzu­ stand für elektrische Unterbrechung sorgt und der so ange­ ordnet ist, daß Störungen durch den Tintenfluß während des Nachfüllbetriebs verhindert sind. Offensichtlich sind die Positionen der Öffnungen 231 und 232 an der Rückseite 205 des Puffervorratsbehälters 113 lediglich einer einfachen Konstruktion halber dort angebracht und es handelt sich um keine Maßnahme, die für den Betrieb der Durchgangselektroden maßgeblich ist.

Das automatische, bedarfsorientierte Tintenzuführ- und Nach­ füllsystem wird zunächst durch das proximale Ende 210′ der flexiblen Leitung 210 im oberen Teil 124 des stabilen Rohrs 162 mit der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 verbunden und es wird nicht dauerhaft jedoch funktionsmäßig durch die Dichtung 166 mit einer luftdichten Verbindung angeschlossen. Dann wird an die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119 Spannung angelegt, um die Wirkung des automatischen, be­ darfsorientierten Tintenzuführ- und Nachfüllsystems 110 aus­ zulösen.

Es ist ersichtlich, daß dann, wenn die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119 mit Spannung versorgt wird, diese den aktuellen Zustand des Tinteniveausensors 117 mit den Durch­ gangselektroden 117′ und 117′′ dauernd überwacht und er­ kennt, wenn eine elektrische Zustandsänderung als Ergebnis des Vorliegens oder Fehlens von Tinte im Tintenzuführbehäl­ ter 200 oder im Puffervorratsbehälter 113 an der Sensorposi­ tion auftritt. Anders gesagt, ist der sich ergebende Zustand der Durchgangselektroden 117′ und 117′′ derjenige einer elektrischen Unterbrechung, wenn Tinte anfangs an der Sen­ sorposition fehlt, da noch kein Vorpumpen für den Puffervor­ ratsbehälter 113 erfolgte.

Beim Anfangsbetrieb des bevorzugten Ausführungsbeispiels wird das automatische, bedarfsorientierte Tintenzuführ- und Nachfüllsystem dann vorgepumpt, wenn sich als Ergebnis des Fehlens von Tinte innerhalb des Puffervorratsbehälters 113 ein Zustand elektrischer Unterbrechung ergibt, der von der Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung erkannt wird, worauf­ hin die Pumpe 115 aktiviert wird, um die zweite Tintenmenge zu liefern. Innerhalb des Tintenzuführ- und Nachfüllsystems 111 wird durch die Volumenverdrängungswirkung der Pumpe 115 eine aktive Druckdifferenz erzeugt, wobei die Pumpe Tinte gemäß der dritten Tintenmenge dem externen Tintenvorratsbe­ hälter 114 frei entnimmt und diese entlang der Kanäle der Verbindungsleitungsanordnung 116 zum Puffervorratsbehälter 113 transportiert, wo sie durch die Öffnung 230 in der Ober­ seite 201 in den Tintenzuführbehälter 200 strömt, was be­ wirkt, daß der Puffervorratsbehälter 113 mit der zweiten Tintenmenge aufgefüllt wird. Wenn das Niveau der Tinte im Tintenzuführbehälter 200 des Puffervorratsbehälters 113 auf­ grund der Wirkung der Pumpe 115 bis auf die Sensorposition der Durchgangselektroden 117′ und 117′′ ansteigt, tritt der Zustand elektrischen Durchgangs zwischen den Durchgangselek­ troden 117′ und 117′′ auf und dieser wird durch die Tinten­ niveaumeß- und Regeleinrichtung 119 erkannt, die die Pumpe 115 deaktiviert und den Tintenfluß stoppt. Tintenzuführung liegt nun vor, das System ist vorgepumpt und es ist nun für den automatischen, bedarfsorientierten Nachfüllbetrieb be­ reit.

Bei kontinuierlichem Betrieb des bevorzugten Ausführungsbei­ spiels tritt Tinte über den Druckkopf 122 aus der wegwerfba­ ren Tintenstrahlpatrone 112 aus, wenn Druckelemente 136 auf im Stand der Technik wohlbekannte Art aktiviert werden. Die Strahlwirkung des Druckkopfs 122 während des Druckvorgangs verbraucht eine bestimmte Menge der ersten Tintenmenge im Tintenzuführbehälter 124, was das Volumen der dort enthalte­ nen Tinte verringert und durch den dann hervorgerufenen Un­ terdruck dafür sorgt, daß Tinte frei aus der zweiten Tinten­ menge im Puffervorratsbehälter 113 über die flexible Leitung 210 entnommen wird, um die erste Tintenmenge kontinuierlich gestützt auf die zweite Tintenmenge nachzufüllen.

Zu einem bestimmten Punkt ist ein bestimmter Teil der zwei­ ten Tintenmenge im Puffervorratsbehälter 113 mit solchem Ausmaß verbraucht, daß das Niveau der Tinte im Puffervor­ ratsbehälter 113 unter die Sensorposition der Durchgangs­ elektroden 117′ und 117′′ fällt. Der elektrische Durchgang zwischen den Durchgangselektroden 117′ und 117′′ wird unter­ brochen und diese Zustandsänderung wird von der Tintenni­ veaumeß- und Regeleinrichtung 119 erkannt, die die Pumpe 115 zum Zuführen von Tinte aktiviert. Wie zuvor wird, wenn das Niveau der Tinte im Tintenzuführbehälter 200 aufgrund der Wirkung der Pumpe 115 bis auf die Sensorposition der Durch­ gangselektroden 117′ und 117′′ steigt, der Zustand elektri­ schen Durchgangs zwischen dem Elektrodenpaar wieder errich­ tet und dies wird durch die Tintenniveaumeß- und Regelein­ richtung 119 erkannt, die die Pumpe 115 deaktiviert und den Tintenfluß stoppt.

Es wird nun auf Fig. 9 Bezug genommen, gemäß der eine zweite Realisierung des aktiven, bedarfsorientierten Ausführungs­ beispiels eines Tintennachfüllsystems 110 für wegwerfbare Tintenstrahlpatronen zur Verwendung mit einem Tintenstrahl­ drucker grob gesprochen eine wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 vom Typ mit Schaumstoff mit Kapillarwirkung, die zur Atmosphäre hin belüftet ist, einen externen Tintenvorratsbe­ hälter 114, eine Pumpe 115, eine Verbindungsleitungsanord­ nung 116, einen Tintenniveausensor 117, einen Tintenflußreg­ ler 118 und eine Tintenniveaumeß- und Steuereinrichtung 119 aufweist.

Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 beinhaltet grob ge­ sprochen einen Druckkopf 122 und einen Tintenzuführbehälter 124 als Teil einer wegwerfbaren, in sich abgeschlossenen Einheit mit einer Patronenoberseite 126, einer Unterseite 128, einer Vorderseite 130, einer Rückseite 132 und einander gegenüberstehenden Seiten 134. Der Tintenzuführbehälter 124 verfügt über ein Volumen, das dazu ausreicht, eine bestimmte Menge eines Schaumstoffs 123 mit Kapillaren und mit bekann­ ten hydrodynamischen Eigenschaften sowie eine erste Tinten­ menge aufzunehmen. Durch die Wirkung, wie sie durch den Schaumstoff 123 mit Kapillaren ausgeübt wird, entsteht in­ nerhalb des Tintenzuführbehälters 124 zwischen der ersten Tintenmenge, die dem Druckkopf 122 direkt zur Verfügung steht und der Atmosphäre eine kleine Druckdifferenz, die da­ zu ausreicht, zu verhindern, daß Tinte durch die Kopföffnun­ gen ausrinnt. Beim bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 122 eine HP-Tintenstrahlpa­ trone geringen Fassungsvermögens, wie von Hewlett-Packard- Company erhältlich, oder es ist eine entsprechende wegwerf­ bare Tintenstrahlpatrone mit einem Tintenzuführbehälter, der mindestens 24 ccm einer ersten Tintenmenge aufnehmen kann.

Die wegwerfbare Tintenstrahlpatrone 112 wird auf ähnliche Weise wie es im einzelnen unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 beschrieben wurde, in einen Tintenstrahldrucker einge­ setzt.

Der externe Tintenvorratsbehälter 114 ist auf ähnliche Weise im einzelnen der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispielen, ähnlich, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben.

Die Pumpe 115 ist auf ähnliche Weise im einzelnen der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispie­ len, ähnlich, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben.

Die Verbindungsleitungsanordnung 116 ist auf ähnliche Weise im einzelnen der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispielen, ähnlich, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben.

Der Tintenniveausensor 117 ist auf ähnliche Weise im einzel­ nen der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevor­ zugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungs­ beispielen, ähnlich, mit der Ausnahme, daß dieser Tintenni­ veausensor 117 im Tintenvorratsbehälter 124 der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 angeordnet ist, wie in Fig. 9 darge­ stellt und hier beschrieben.

Die Tintenniveaumeß- und Regeleinrichtung 119 ist auf ähnli­ che Weise im einzelnen der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispielen, ähnlich, wie in Fig. 6 darge­ stellt und weiter oben beschrieben.

Gemäß Fig. 9 ist beim bevorzugten Ausführungsbeispiel das proximale Ende 162′ der flexiblen Leitung 162 direkt durch die Öffnung 127 in der Patronenoberseite 126 hindurchge­ führt und sie erstreckt sich nur so weit in den Tintenzu­ führbehälter 124 hinein, wie dies dazu erforderlich ist, daß Tinte frei in den Hohlraum 124′ strömen kann, um die Druck­ differenz aufrechtzuerhalten, wie sie durch die Wirkung des Schaumstoffs 123 mit Kapillaren erzeugt wird. Die flexible Leitung 162 ist auf eine Weise, die dazu geeignet ist, für geeignete Spannungsentlastung zu sorgen, an der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 befestigt.

Es wird nun auf Fig. 10 Bezug genommen, gemäß der die Sen­ soranschlußeinrichtung 240 bei einem anderen Ausführungsbei­ spiel der bevorzugten zweiten Realisierung ein Rohr 241 aus rostfreiem Stahl aufweist, das ein erstes Element eines Paars Durchgangselektroden bildet und über dem ein Isolier­ mantel 242 aus einem elektrisch isolierenden Material liegt, über dem ein Rohr 243 aus rostfreiem Stahl liegt, das ein zweites Element des Paars Durchgangselektroden bildet und an dem ein Flansch 244 ausgebildet ist. Die Sensoranschlußein­ richtung 240 beinhaltet einen oberen Teil 245, der sich nach oben und im wesentlichen über die Patronenoberseite 126 er­ streckt. Die Rohre 241 und 243 sind elektrisch voneinander isoliert und funktionsmäßig mit elektrischen Leitern 246 verbunden. Das Rohr 241 steht nur am distalen Ende der Sen­ soranschlußeinrichtung 240 an einem Punkt unter dem distalen Ende des Rohrs 243 über. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Sensoranschlußeinrichtung 240 durch eine Öffnung 127 in der Patronenoberseite 126 in die wegwerfbare Tintenstrahlpa­ trone 112 eingeführt und sie erstreckt sich in den Tintenzu­ führbehälter 124 hinein so weit nach unten, daß sie ober­ flächlich in den Schaumstoff 128 mit Kapillaren mit einer Tiefe eindringt, die durch den Flansch 244 begrenzt ist. Die Rohre 241 und 243 liegen so innerhalb des Tintenzuführbehäl­ ters 124 an einer Sensorposition direkt unter der Oberfläche des Schaumstoffs 128 mit Kapillaren frei. Die Sensoran­ schlußeinrichtung 240 ist auf eine Weise an der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 befestigt, die sich dazu eignet, für geeignete Spannungsentlastung zu sorgen.

Es wird erneut auf Fig. 9 Bezug genommen, gemäß der das proximale Ende 162′ der flexiblen Leitung 162 funktionsmäßig über eine Dichtung 165 mit dem oberen Teil 245 der Sensoran­ schlußeinrichtung 240 verbunden ist, und zwar auf eine Wei­ se, die in den Einzelheiten ähnlich derjenigen ist, wie sie für die in Fig. 6 dargestellte und weiter oben beschriebene bevorzugte erste Realisierung beschrieben wurde. Eine (nicht dargestellte) Begrenzungseinrichtung für die volumetrische Strömungsrate innerhalb der flexiblen Leitung 162 begrenzt die Strömung von Tinte durch die Sensoranschlußeinrichtung 230 auf ein solches Ausmaß, daß die Druckdifferenz nicht un­ tergeordnet wird, die im Tintenzuführbehälter 124 durch die Wirkung des Schaumstoffs 123 mit Kapillaren hervorgerufen wird.

Die flexible Leitung 162 weist ein distales Ende 162′′ auf, das am Auslaßstutzen 115′′ funktionsmäßig eine Verbindung zur Pumpe 115 herstellt, und zwar auf eine Weise, die in den Einzelheiten ähnlich derjenigen bei der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispielen ist, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben.

Die flexible Leitung 164 weist ein proximales Ende 164′ auf, das am Einlaßstutzen 115′ funktionsmäßig mit der Pumpe 115 verbunden ist, und zwar auf eine Weise, die in den Einzel­ heiten ähnlich derjenigen bei der ersten bevorzugten Reali­ sierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispielen ist, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben.

Die flexible Leitung 164 weist ein distales Ende 172 auf, das funktionsmäßig mit dem externen Tintenvorratsbehälter 114 verbunden ist, und zwar auf eine Weise, die in den Einzelheiten ähnlich derjenigen bei der ersten bevorzugten Realisierung, sowohl beim bevorzugten Ausführungsbeispiel als auch bei anderen Ausführungsbeispielen ist, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben.

Im Betrieb sind die Betriebseigenschaften des bevorzugten zweiten Ausführungsbeispiels, sowohl in der bevorzugten Aus­ führungsform als auch in anderen Ausführungsformen in den Einzelheiten dem ähnlich, was für die bevorzugte erste Rea­ lisierung beschrieben wurde, wie in Fig. 6 dargestellt und weiter oben beschrieben, mit der Ausnahme, daß das bevorzug­ te zweite Ausführungsbeispiel keinen Puffervorratsbehälter enthält. Es ist ersichtlich, daß der externe Tintenvorrats­ behälter 114, wie er in Fig. 9 dargestellt ist, eine zweite Tintenmenge enthält, die durch die Wirkung der Pumpe 115 frei entnommen werden kann, um die erste Tintenmenge im Tin­ tenzuführbehälter 124 der wegwerfbaren Tintenstrahlpatrone 112 anfänglich vorzupumpen oder anschließend neu einzupumpen oder um die erste Tintenmenge während des Druckvorgangs nachzufüllen. Was andere Gesichtspunkte betrifft, ist der automatische, bedarfsorientierte Betrieb des bevorzugten zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung in den Einzelhei­ ten dem ähnlich, was für die erste Realisierung beschrieben wurde, und zwar sowohl für das bevorzugte Ausführungsbei­ spiel als auch für andere Ausführungsbeispiele, wie weiter oben beschrieben.

Claims (10)

1. Tintennachfüllsystem (110) für einen Tintenstrahldruc­ ker mit einem Druckwagen, der über ein Druckmedium läuft und so ausgebildet ist, daß er eine oder mehrere Tintenstrahl­ patronen (112) aufnehmen kann, gekennzeichnet durch:

• - eine wegwerfbare Tintenstrahlpatrone (112), die wegnehm­ bar am Druckwagen anbringbar ist und als in sich abgeschlos­ sene Einheit mit einem Druckkopf (122) und einem Tintenzu­ führbehälter (124) ausgebildet ist, der eine erste Menge flüssiger Tinte bei einem vorgegebenen hydrodynamischen Un­ terdruckzustand aufnimmt;
• - einen Tintenvorratsbehälter (114), der eine zweite Tinten­ menge zum Nachfüllen der ersten Tintenmenge im Tintenzu­ führbehälter (124) aufnimmt;
• - eine Leitungsanordnung (116), die funktionsmäßig mit dem Tintenvorratsbehälter (114) und dem Tintenzuführbehälter (124) verbunden ist, um der ersten Tintenmenge Tinte aus der zweiten Tintenmenge während des Betriebs des Tintenstrahl­ druckers, wenn der Druckwagen über das Druckmedium läuft, zuzuführen; und
• - eine Nachfülleinrichtung, die funktionsmäßig mit der Lei­ tungseinrichtung (116) verbunden ist, um den Tintenzuführbe­ hälter (124) während des Betriebs des Tintenstrahldruckers, wenn der Druckwagen über das Druckmedium läuft, aus dem Tin­ tenvorratsbehälter (114) so nachzufüllen, daß das Nachfüllen des Tintenzuführbehälters (124) so erfolgt, daß der hydrody­ namische Unterdruckzustand der Tintenstrahlpatrone (112) aufrechterhalten bleibt.

2. Tintennachfüllsystem (110) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nachfülleinrichtung ein bedarfsorien­ tiertes, aktives System ist, das den Tintenzuführbehälter (124) periodisch nachfüllt und folgendes aufweist:

• i) eine Meßeinrichtung (119), um zu erkennen, wann die er­ ste Tintenmenge im Tintenzuführbehälter (124) unter eine vorgegebene Schwelle fällt;
• ii) eine Pumpeinrichtung (115), um auf ein Signal von der Meßeinrichtung (119) hin einen Teil der zweiten Tintenmenge vom Tintenvorratsbehälter (114) in den Tintenzuführbehälter (124) in der Tintenstrahlpatrone (112) zu pumpen; und
• iii) einen Schaumstoffkörper (113) mit mindestens einer er­ sten Oberfläche, die funktionsmäßig mit dem Druckkopf (112) verbunden ist und einer zweiten Oberfläche, auf die der Teil der zweiten Tintenmenge über die Leitungseinrichtung (116) gepumpt wird.

3. Tintennachfüllsystem (110) nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der hydrodynamische Unterdruckzustand der Tintenstrahlpatrone (112) auf einem leichten Unterdruck auf­ rechterhalten wird und die Tinte mit einer Rate von weniger als fünf Milliliter pro Minute von der Leitungseinrichtung (116) auf den Schaumstoffkörper (113) gepumpt wird.

4. Tintennachfüllsystem (110) nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenstrahlpatrone (112) eine solche mit geringem Fassungsvermögen ist, bei der die erste Tintenmenge, die vom Tintenzuführbehälter (124) der Tintenstrahlpatrone (112) aufgenommen wird, kleiner als 30 ccm ist, wobei der Schaumstoffkörper (113, 123) innerhalb der Tintenstrahlpatrone (112) enthalten ist.

5. Tintennachfüllsystem (110) nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Tintenstrahlpatrone (112) eine solche mit hohem Fassungsvermögen ist, wobei die erste Tintenmenge, die im Tintenzuführbehälter (124) der Tintenstrahlpatrone (112) enthalten ist, größer als 30 ccm ist, wobei der Schaumstoffkörper (113, 207) außerhalb der Tintenstrahlpa­ trone (112) liegt.

6. Tintennachfüllsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (119) folgen­ des aufweist:

• ia) einen Tintenniveausensor (117) mit mindestens zwei elektrischen Kontakten (117′, 117′′), wobei jeder Kontakt durch eine Öffnung hindurch an einer Seitenfläche der Tin­ tenstrahlpatrone (112) angebracht ist und sich in den Schaumstoffkörper (113, 123) hinein erstreckt; und
• ib) eine Schaltungseinrichtung (119) zum Überwachen einer Änderung des Zustands des Tintenniveausensors (117) und zum Aktivieren der Pumpeinrichtung (115) auf eine Änderung hin.

7. Tintennachfüllsystem (110) nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Nachfülleinrichtung ein passives Sy­ stem aufweist, das den Tintenzuführbehälter (124) dadurch kontinuierlich nachfüllt, daß eine negative Druckdifferenz zwischen dem Tintenvorratsbehälter (114) und dem Tintenzu­ führbehälter (124) der Tintenstrahlpatrone (112) aufrechter­ halten wird, wobei der Tintenvorratsbehälter (114) einen dichten Behälter aufweist und die Leitungseinrichtung (116) fest sowohl mit dem Tintenvorratsbehälter (114) als auch dem Tintenzuführbehälter (124) an der Tintenstrahlpatrone (112) verbunden ist.

8. Tintennachfüllsystem (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Einstelleinrichtung (118), die zwischen einer offenen und einer gesperrten Posi­ tion umschaltbar ist und funktionsmäßig mit der Leitungsein­ richtung (116) verbunden ist, um den Fluß von Tinte vom Tin­ tenvorratsbehälter (114) in den Tintenzuführbehälter (124) nach Bedarf einzustellen, um den Tintenzuführbehälter (124) der Tintenstrahlpatrone (112) kontinuierlich nachzufüllen, wenn die Einstelleinrichtung (118) in der offenen Position steht.

9. Tintennachfüllsystem (110) nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Einstelleinrichtung (118) einen gerade durchgehenden Sperrhahn (174) mit einem Druckrad (178) zum Zusammenquetschen der Leitungsanordnung (116) in verschlos­ senem Zustand aufweist, wenn sich der Sperrhahn (174) in seiner Sperrstellung befindet.

10. Tintennachfüllsystem (110) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenvorratsbe­ hälter (114) außerhalb des Druckwagens liegt und die Lei­ tungsanordnung (116) eine flexible Leitung aufweist.