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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenzufuhreinheit für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung umfassend einen Wagen, der in der Richtung der Breite eines Aufzeichnungsmediums hin und her bewegt wird, einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf, der an dem Wagen vorgesehen ist, und eine Tintenzufuhreinheit, die an dem Wagen angeordnet ist, um dem Aufzeichnungskopf Tinte bereitzustellen, detaillierter betrifft sie eine Technik zum Bereitstellen von Tinte während ein negativer Druck aufrechterhalten wird, der an den Aufzeichnungskopf angelegt wird.
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Stand der Technik
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Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, die zum Drucken einer großen Anzahl an Seiten verwendet wird, ist angeordnet, wie in der
japanischen, veröffentlichten, geprüften Patentanmeldung Nr. Hei 4-43785 beispielsweise offenbart, so dass ein Tintentank, beispielsweise eine Kassette, in dem Körper angeordnet wird und mit einer Tintenzufuhreinheit verbunden wird, die an dem Wagen über ein Tintenzufuhrrohr angeordnet ist, um zum Drucken zu verbrauchende Tinte einem Aufzeichnungskopf über die Tintenzufuhreinheit bereitzustellen.
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Diese Anordnung ermöglicht es signifikant die Veränderung des Tintendrucks, die der Verlängerung oder dem Biegen eines Rohrs während der Bewegung des Wagens zugeordnet ist, zu eliminieren, wodurch das Drucken aufrechterhalten wird.
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Um die Farbdruckqualität zu verbessern, ist eine Aufzeichnungseinrichtung verfügbar, die viele Arten an Tinte verwendet, das heißt Tinte mit unterschiedlichen optischen Dichten für den gleichen Typ von Farbe. In solchen Aufzeichnungseinrichtungen wird die Anzahl Tintenrohren erhöht sowie die Arten an Tinten erhöht werden. Da jedes Tintenrohr geführt werden muss, um der Bewegung des Wagens zu folgen, wird eine Struktur zum Verkabeln von jedem Rohr kompliziert oder ist eingeschränkt. Ferner beeinflusst die Elastizität und Steifigkeit des Rohrs die Bewegung des Wagens, wodurch ein Hochgeschwindigkeitsdrucken behindert wird.
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Um solch ein Problem zu lösen, wie in der nicht geprüften, veröffentlichten,
japanischen Patentanmeldung Nr. Hei 10-244685 offenbart, wurde eine Aufzeichnungseinrichtung vorgeschlagen, die eine Tintenzufuhreinheit aufweist, die an einem Wagen angeordnet ist, um einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf Tinte bereitzustellen, eine Tintenpatrone, die an der Körperseite angeordnet ist, und eine Tintenergänzungseinheit, die mittels einer Leitung verbunden ist und entfernbar mit der Tintenzufuhreinheit in Eingriff steht.
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Mit dieser Anordnung wird der Wagen während des Druckens in einem Zustand bewegt, in dem die Tintenzufuhreinheit von der Leitung entfernt ist, wie beispielsweise einem Rohr, und die Tintenbereitstelleinheit ist mit der Leitung nur verbunden, wenn die Tintenbereitstelleinheit mit Tinte ergänzt werden soll. Daher wird es von dem Rohr, das die Leitung ausbildet, nicht gefordert, dass es der Bewegung des Wagens folgt und die Verkabelung kann vereinfacht werden. Der Wagen kann mit großer Geschwindigkeit bewegt werden, da sich das Rohr nicht verlängert oder zusammenzieht beim Folgen der Bewegung des Wagens und somit kann das Hochgeschwindigkeitsdrucken umgesetzt werden. Jedoch, sowie die Bereitstellung von Tinte von der Tintenpatrone, die an der Körperseite angeordnet ist, zu der Tintenzufuhreinheit von einem leichten negativen Druck abhängt, der durch die Ausdehnungskraft eines elastischen Elements erwirkt wird, das vorläufig in der Tintenzufuhreinheit angeordnet ist, leidet die Aufzeichnungseinheit an einem Problem, dass der negative Druck abnimmt, um die gefüllte Menge an Tinte zu reduzieren und um eine erhöhte Zeitdauer zum Tintenfüllen zu benötigen sowie sich Luft in der Tintenzufuhreinheit gemäß einer großen Anzahl an Wiederholungen des Tintenfüllens ansammelt.
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Um dieses Problem zu lösen, wie in der
japanischen, veröffentlichten, nicht geprüften Patentanmeldung Hei 8-174860 offenbart, wurde eine Aufzeichnungseinrichtung vorgeschlagen, in der ein Differenzdruckventilmechanismus zwischen der Tintenspeicherkammerseite und der Tintenbereitstelleinheit und dem Aufzeichnungskopf angeordnet ist, wobei der Mechanismus eine Membran aufweist, die in Abhängigkeit von dem Differenzdruck der Tinte geöffnet oder geschlossen ist.
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Diese Anordnung ermöglicht es Tinte dem Aufzeichnungskopf bereitzustellen, während der negative Druck aufrechterhalten wird, sie leidet jedoch noch an einem Problem, dass, sowie die Membran auch schwankt, die Tinte aufgrund der Bewegung des Wagens schwankt, es schwierig ist die dem Aufzeichnungskopf bereitzustellende Tinte fein bei dem negativen Druck darin zu halten.
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Zusätzlich ist die Membran angeordnet, um sich horizontal zu erstrecken, wodurch die Fläche der Membran erhöht wird, wodurch ein erhöhter Anordnungsraum dafür benötigt wird, um die Ventileinrichtung mit einem geringen Unterschied des negativen Drucks, der an dem Aufzeichnungskopf aufrecht zu erhalten ist, zu öffnen oder zu schließen. Folglich ist der Wagen der Aufzeichnungseinrichtung, der viele Arten an Tinte zum Drucken verwendet, groß.
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Eine Tintenbereitstelleinheit gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus
EP 0 709 207 A2 bekannt.
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Offenbarung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Tintenbereitstelleinheit zur Verfügung zu stellen, die für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung geeignet ist, die auf feine Weise den negativen Druck mit großer Präzision aufrechterhalten kann und stabil Tinte einem Aufzeichnungskopf bereitstellen kann.
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Eine Tintenbereitstelleinheit gemäß der vorliegenden Erfindung ist angeordnet, wie in Anspruch 1 beansprucht.
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In dieser Anordnung, da der Differenzdruck an einer Druckaufnehmfläche durch die Spiralfeder eingestellt wird, wird die Schwankung von Tinte, die durch die Bewegung eines Wagens hervorgerufen wird, von der Spiralfeder aufgenommen, wodurch der negative Druck auf feine Weise und geeignet aufrechterhalten wird.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt eine Ausführungsform einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung mit einer Tintenzufuhreinheit gemäß der vorliegenden Erfindung mit dem Umriss ihres Tintenzufuhrmechanismus.
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2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform einer Tintenbereitstelleinheit, die für die Einrichtung verwendet wird, zeigt.
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3(a) und 3(b) zeigen jeweils einen Zustand, in dem Folien zum Versiegeln der Oberfläche und der Rückseite entfernt sind und einen Zustand, in dem die Folien zum Abdichten weg gelassen sind, von einer Ausführungsform der Tintenzufuhreinheit.
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4 ist eine Schnittansicht, die die Struktur des Querschnitts zeigt, der entlang einer Linie A-A, die in 2 gezeigt ist, betrachtet wird.
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5 ist eine perspektivische Ansicht der Anordnung, die eine Ausführungsform eines Differenzdruckventilmechanismus, der in der Tintenzufuhreinheit ausgebildet ist, zeigt.
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6(a) und 6(b) sind Schnittansichten, die den Differenzdruckventilmechanismus der Tintenbereitstelleinheit zeigen, wobei der Mechanismus vergrößert ist, 6(a) zeigt einen Zustand, in dem das Ventil verschlossen ist, und 6(b) zeigt einen Zustand, in dem das Ventil geöffnet ist.
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7(a) bis 7(e) sind Schnittansichten, die jeweils andere Ausführungsformen des Membranventils zeigen, das den Differenzdruckventilmechanismus ausbildet.
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8 sind Schnittansichten, die andere Ausführungsformen des Differenzdruckventilmechanismus mit vergrößertem Mechanismus zeigen, 8(a) zeigt einen Zustand, in dem das Ventil geschlossen ist, 8(b) zeigt einen Zustand, in dem das Ventil geöffnet ist und 8(c) ist eine Schnittansicht, die die andere Ausführungsform des Ventils zeigt.
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9 zeigt eine Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung des obigen Ventils.
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10 zeigt einen Beziehung zwischen einem Ventil und einer Leitung in einem Fall, in dem die Filterbefestigungsposition im Vergleich zu der in 8 gezeigten Ausführungsform in einem Zustand verändert ist, in dem das Ventil geöffnet ist, und 11(a) und 11(b) zeigen jeweils entsprechende Seiten der Tintenzufuhreinheit, um eine Nut und ein Durchgangsloch zu zeigen, die die Leitung ausbilden.
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12 ist eine Schnittansicht, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt und 13 ist eine Schnittansicht, die den Differenzdruckventilmechanismus vergrößert.
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14(a) bis 14(c) zeigen jeweils den Betrieb einer Verbindung bei einem Prozess zum Anordnen des Haupttanks in der Tintenbereitstelleinheit und 15(a) bis 15(c) zeigen jeweils einen Zustand, in dem die Tinte von dem Haupttank gemäß dem Tintenverbrauch durch einen Aufzeichnungskopf ergänzt wird.
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16(a) bis 16(e) zeigen jeweils andere Ausführungsformen des Haupttanks.
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17 bis 19 zeigen jeweils andere Ausführungsformen des Haupttanks gemäß der vorliegenden Erfindung und 17(a) und 17(b), 18(a) und 18(b) und 19(a) und 19(b) zeigen jeweils einen Zustand bevor der Haupttank in der Tintenbereitstelleinheit angeordnet wird und einen Zustand, in dem er angeordnet ist.
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20 erklärt das Wiederbefüllen der Tintenbereitstelleinheit in der in 1 gezeigten Aufzeichnungseinrichtung und den Betrieb zum Wiederherstellen des Tintenausstoßens des Aufzeichnungskopfs.
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Beste Art zur Ausführung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die dargestellten Ausführungsformen beschrieben.
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1 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Wagen 1 wird durch ein Führungselement 2 geführt und kann durch eine nicht gezeigte Antriebseinrichtung hin und her bewegt werden. Eine Vielzahl an Tintenbereitstelleinheiten 3 (vier Tintenbereitstelleinheiten in dieser Ausführungsform), die jeweils ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ausbilden, ist an dem oberen Abschnitt des Wagens 1 angeordnet und ein Aufzeichnungskopf 4 ist an der unteren Fläche des Wagens 1 vorgesehen. Ein Wagenhalter 6 zum Unterbringen der Tintenpatrone 5 darin ist an jeder der Seiten eines Bereichs angeordnet, in dem der Wagen 5 bewegt wird (nur eine Seite ist in 1 gezeigt). Eine Tintenergänzungseinheit 7 ist über einem Nicht-Druckbereich in dem Bereich angeordnet, in welchem der Wagen 1 bewegt wird.
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Die Tintenbereitstelleinheit 7 ist mit den Tintenpatronen 5 über Rohre 8 verbunden und gestaltet, um die Tinteneinlässe 9 der Tintenbereitstelleinheiten 3 zu verbinden, um Tinte bis zu einem benötigten Niveau zu injizieren, wenn der Wagen 1 hin zu einem Tintenergänzungsbereich bewegt wird. Ein Bezugszeichen 10 bezeichnet eine Pumpeneinheit, das heißt eine Tinteninjizierdruckquelle, die mit der Tintenbereitstelleinheit 7 über ein Rohr 11 verbunden ist.
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2 zeigt eine Ausführungsform der Tintenbereitstelleinheit 3. Die Tintenbereitstelleinheit 3 weist die Form eines flachen Behälters, der an seiner oberen Fläche 21 mit dem Tinteneinlass 9, der mit einer Tintenspeicherkammer in Verbindung steht, und einem Lufteinlass 21 versehen ist, auf. Ein Tintenzufuhranschluss 23, der mit dem Aufzeichnungskopf 4 verbunden ist, ist in einem unteren Bereich an der unteren Oberfläche 22 in dieser Ausführungsform ausgebildet. Ein Fenster ist in einem Bereich ausgebildet, der auf die Tintenspeicherkammer 36 der Seite 24 des Behälters zeigt und ist mit einer Folie 31 verschlossen. Die Folie 31 ist mit dem Druck von Tinte deformierbar und aus einer laminierten Folie hergestellt, in der eine metallische Schicht mit einer extrem geringen Dampfpermeabilität und einer extrem niedrigen Gaspermeabilität auf eine Hochpolymerfolie, eine Hochpolymerfolie mit extrem niedriger Dampfpermeabilität und extrem niedriger Gaspermeabilität oder dergleichen laminiert ist.
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Bezugnehmend auf 4 wird die detaillierte Struktur der Tintenbereitstelleinheit 3 weiter beschrieben. Der Behälter, der die Tintenbereitstelleinheit 3 ausbildet, weist grob eine Rahmenstruktur auf, die durch Gießen von Plastikmaterial, etc. erhalten wird und geöffnete Seiten eines Gehäuses 30 sind jeweils durch Folien 31 und 32 versiegelt, wobei jede aus einer laminierten Folie hergestellt ist, in die eine Metallschicht mit einer extrem niedrigen Dampfpermeabilität und extrem niedrigen Gaspermeabilität auf eine Hochpolymerfolie, eine Hochpolymerfolie mit extrem niedriger Dampfpermeabilität und extrem niedriger Gaspermeabilität oder dergleichen laminiert ist.
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Da Gehäuse 30 ist vertikal durch eine Wand 33 und quer durch eine Wand 34, wie in 4 gezeigt, unterteilt, so dass dünne Nuten 35 und 35' zum in Verbindung stehen mit der Luft in der oberen Wand 33 vorgesehen sind und der untere Wandabschnitt in die Tintenspeicherkammer 36 und eine Ventilkammer 37 unterteilt ist. Ein dicker Abschnitt 30b, der von der Seite hin zu dem Boden verlängert ist, ist an einer Seite 30a der Ventilkammer 37 des Gehäuses 30 ausgebildet, um eine Tintenbereitstellleitung 38 in der Form einer Nut mit einem oberen Ende 38a, das mit dem Tinteneinlass 9 in Verbindung steht, und einem unteren Ende 38b entfernt um einen Spalt G von einem Tintenzuflussanschluss 39 der Wand 34 festzulegen. Die Nut ist in der Richtung der Dicke des Gehäuses 30 versetzt.
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Durch Anordnen des unteren Endes der Tintenbereitstellleitung 38 in der Umgebung des Tintenzuflussanschlusses 39 auf diese Weise, kann stark entgaste Tinte, die von der Tintenpatrone 5 injiziert wird, hin zu dem Aufzeichnungskopf 4 über die Tintenbereitstellleitung 38, die in dem unteren Abschnitt angeordnet ist, während Kontakt mit der Luft vermieden wird, fließen.
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Indem es Tinte gestattet wird in den Aufzeichnungskopf 4 zu fließen, während die Entgasungsrate davon nicht abgesenkt wird, wie oben beschrieben, kann die hoch entgaste Tinte verwendet werden, um den Aufzeichnungskopf 4 zu füllen und den Aufzeichnungskopf 4 zu reinigen. Daher können Luftblasen, die in dem Aufzeichnungskopf 4 vorhanden sind, einfach in Tinte aufgelöst werden und davon entladen werden.
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Das obere Ende 38a der Tintenzufuhrleitung 38 ist mit dem Tinteneinlass 9 über ein Verbindungsloch 9a, das durch das Gehäuse 30 ausgebildet ist, verbunden. Der Lufteinlass 21 ist verbunden mit einem Verbindungsloch 42 an der unteren Oberfläche der Wand 33 über ein Verbindungsloch 21a, das durch das Gehäuse 30 ausgebildet ist, die dünnen Nuten 35 und 35, die an entsprechenden Oberflächen der Wand 33 ausgebildet sind, und Löcher 40 und 41, die sich in der Dickenrichtung der Dicke zum Verbinden dieser dünnen Nuten 35 und 35 erstrecken und daher mit der Tintenspeicherkammer 36 in Verbindung stehen. Das heißt, eine Luftverbindungsfluidleitung wird als eine Kapillare definiert, die den Fluidwiderstand so viel wie möglich mit der Hilfe der Löcher 40 und 41, die sich in der Dickenrichtung erstrecken und voneinander horizontal entlang der Wand 33 beabstandet sind, und der dünnen Nuten 35 und 35, deren Ende über diese Löcher verbunden sind und die an den entsprechenden Seiten der Wand 33 verbunden sind, erhöht. Das Innere der Tintenspeicherkammer 36 steht in Verbindung mit der Luft über das Verbindungsloch 42, die dünne Nut 35, das Loch 41, die dünne Nut 35, das Loch 40 und das Verbindungsloch 21a in dieser Reihenfolge.
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Die Ventilkammer 37 wird in zwei Bereiche in der Dickenrichtung durch einen Differenzdruckventilmechanismus 50, der später beschrieben wird, unterteilt. Eine Nut 43 ist an einer Oberfläche der Tintenzuflussseite ausgebildet, um eine vertikale Tintenströmungsleitung festzulegen, die an ihrem einen Ende mit der Tintenspeicherkammer 36 über einen Tintenzuflussanschluss 39 in Verbindung steht und die an ihrem anderen Ende mit dem Differenzdruckventilmechanismus 50 in Verbindung steht. Eine Nut 44 ist an der Tintenausströmungsseite ausgebildet, um eine Tintenflussleitung zum Verbinden des Differenzdruckventilmechanismus 50 und dem Tintenbereitstellanschluss 23 auszubilden. Das Führungsende der Nut 44 steht in Verbindung mit dem Tintenbereitstellanschluss 23 über ein vertikales Durchgangsloch 45, das durch das Gehäuse 30 ausgebildet ist.
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5 und 6 zeigen eine Ausführungsform des oben erwähnten Differenzdruckventilmechanismus 50. Eine Ventilanordnungsunterbringungsausnehmung 47, die ein Loch 46 zum Unterbringen einer Spiralfeder 51 darin aufweist, ist in dem zentralen Bereich einer Seitenwand, die eine Seite der Ventilkammer 37 des Gehäuses 30 verschließt, ausgebildet und die Spiralfeder 41, ein Federhalter 52, ein Membranventil 53 und ein Befestigungselement 57, das auch als Abstützelement für einen Filter 56 verwendet wird, werden darin auf eine laminierte Weise befestigt. Der Federhalter 52 ist mit einer Federabstützfläche 52a, um welche Führungsteile 52b mit Entfernungsverhinderungsklauen 52d ausgebildet sind, versehen. Ein Tintenflussanschluss 52c ist durch die Federabstützfläche 52a ausgebildet.
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Das Membranventil 53, das als ein bewegliches Ventil gestaltet ist, weist auf ein Membranteil 54, das aus einem flexiblen Material ausgebildet ist, um elastisch durch Aufnehmen eines Differenzdrucks deformiert zu werden und einen dicken befestigten Teil 55, der die Umgebung des Membranteils 55 abstützt, der aus hartem Material ausgebildet ist und der zwischen dem Gehäuse 30 und dem Befestigungselement 57 gehalten wird. Es wird bevorzugt das Membranventil 53 einstückig durch zweifarbiges Formen von Hochpolymermaterialien herzustellen. An dem zentralen Abschnitt des Membranabschnitts 54 ist ein dicker Dichtungsabschnitt 54b vorgesehen, der einen Tintenströmungsanschluss 54a gegenüber dem Tintenströmungsanschluss 52c des Federhalters 52 aufweist.
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Das Befestigungselement 57 ist mit einer Ausnehmung 57a versehen, um eine Filterkammer auszubilden. Ein Ventilsitz 57c ist an dem zentralen Abschnitt der Dichtungswand 57b der Ausnehmung 57a ausgebildet, um in Kontakt mit dem Tintenströmungsanschluss 54a des Membranventils 53 zu kommen. Der Ventilsitz 57c ist in einer sphärischen Form ausgebildet, um sich in Richtung des Membranventils 53 zu erstrecken. Ein Durchgangsloch 57d ist über dem Ventilsitz 57c ausgebildet, durch welchen Tinten einströmt.
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In dieser Ausführungsform, wenn der Wagen 1 hin zu der Position der Tintenergänzungseinheit 7 bewegt wird und die Tintenzufuhreinheit 3 mit der Tintenergänzungseinheit 7 verbunden wird, wird der Tinteneinlass 9 mit der Tintenpatrone 5 über das Rohr 8 verbunden und der Lufteinlass 21 wird mit der Pumpeneinheit, welches eine Tinteninjizierdruckquelle ist, über das Rohr 11 verbunden.
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Wenn die Tintenergänzungseinheit 7 in diesem Zustand betrieben wird, wird der Druck in der Tintenspeicherkammer 36 verringert, um Tinte dazu zu bringen in den Boden der Tintenspeicherkammer 36 über die Tintenbereitstellleitung 38 zu fließen.
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Sowie der Membranabschnitt 54 des Membranventils 53 durch die Feder 51 gedrückt wird und elastisch den Ventilsitz 57c kontaktiert, wie in 6(a) gezeigt, in einem Zustand, in dem die Tintenspeicherkammer 36 mit der Tinte auf diese Weise gefüllt ist, wird die Verbindung zwischen der Tintenspeicherkammer 36 und dem Tintenbereitstellanschluss 23 abgeschnitten.
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Wenn mit dem Druck in diesem Zustand begonnen wird und Tinte von dem Tintenaufzeichnungskopf 9 verbraucht wird, wird ein Druck in der Nut 54, die die Tintenleitung ausbildet, verringert, um die Tinte, die dem Aufzeichnungskopf 9 bereitgestellt wird, bei einem festen negativen Druck zu halten. Sowie Tinte weiter verbraucht wird, wird ein negativer Druck erhöht. Daher wird der Differenzdruck, der auf den Membranabschnitt 54 wirkt, wie in 6(b) gezeigt, erhöht, der Membranabschnitt 54 zieht sich entgegen der Feder 51 zurück, um den Tintenströmungsanschluss 54a von dem Ventilsitz 57c zu trennen, wodurch der Spalt g ausgebildet wird.
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Dies gestattet es der Tinte in der Tintenspeicherkammer 36 in die Ventilkammer 37 zu fließen, durch den Tintenströmungsanschluss 54a des Membranabschnitts 54 nachdem Luftblasen und Staub davon durch den Filter 56 entfernt wurden zu fließen und anschließend in den Tintenbereitstellanschluss 23 entlang einer Strömungsleitung, die durch F gezeigt ist, zu fließen. Wenn der Differenzdruck zu einem bestimmten Grad auf diese Weise verringert wird, wird der Membranabschnitt 54 des Membranventils 53 zurück zu dem Ventilsitz 57c durch die Feder 51 gedrückt, um den Tintenströmungsanschluss 54a, wie in 6(a) gezeigt, zu verschließen.
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Dieser Betrieb wird wiederholt, um die Tinte dem Aufzeichnungskopf zur Verfügung zu stellen, während ein konstanter negativer Druck aufrechterhalten wird, das heißt, sowie der negative Druck des Tintenbereitstellanschlusses 23 erhöht wird, zieht sich das Membranventil 53 entgegen der Spiralfeder 51 zurück, um den Tintenströmungsanschluss 54a zu öffnen.
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Gemäß dieser Ausführungsform, da die Umgebung des Umfelds des Tintenströmungsanschlusses 54a des Membranventils 53 formschlüssig auf den Ventilsitz 57c durch die Spiralfeder 51 gedrückt wird, wird die Schwankung des Membranventils 53, die der Bewegung des Wagens zugeordnet ist, verhindert und der Zuführdruck der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf kann stabil bei einem vorgegebenen negativen Druck gehalten werden, im Vergleich mit einem konventionellen Typ von Tintenzufuhreinheit, die den Differenzdruck nur durch die Elastizität des Membranventils 53 einstellt.
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7(a) bis 7(e) zeigen jeweils andere Ausführungsformen des oben beschriebenen Membranventils 53. Der Membranabschnitt 54 ist aus einem Material hergestellt, das durch den Differenzdruck von Tinte versetzt werden kann, beispielsweise weiches Polypropylen, so dass sie mit einer ringförmigen Abstützung 54b in der Umgebung davon versehen ist und der dicke Abdichtungsabschnitt 54b den Tintenströmungsanschluss 54a in dem zentralen Abschnitt davon aufweist. Der befestigte Abschnitt 55 ist aus hartem Material, beispielsweise hartem Polypropylen, in einem ringförmigen Element hergestellt, das auf dem Umfang der Abstützung 54c des Membranabschnitts 54 befestigt ist, um diesen abzustützen.
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In 7(a) ist ein dünner Abschnitt 54d, der den elastisch deformierbaren Bereich des Membranabschnitts 54 ausbildet, geschrägt, um den Abdichtungsabschnitts 54b relativ zu einer Position zu versetzen, an der der dünne Abschnitt 54d und die Abstützung 54c miteinander verbunden sind.
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In 7(b) ist der dünne Abschnitt 54d gestaltet, so dass die Verbindung davon mit der Abstützung 54c und das Zentrum davon auf derselben Ebene angeordnet sind und der dünne Abschnitt 54d ist ungefähr in dem Zentrum der Dickenrichtung der Abstützung 54c (oder des befestigten Abschnitts 55) angeordnet. Ferner ist der befestigte Abschnitt 55 mit einer ringförmigen Ausnehmung 55a versehen, die an einer Seite anzuordnen ist, an der der Abdichtungsabschnitt 54b in Kontakt mit dem Ventilsitz 57c kommt und der sich ungefähr zu dem Verbindungsbereich zwischen dem dünnen Abschnitt 54d und der Abstützung 54c erstreckt, um die elastische Deformation des Membranabschnitts 54 nicht zu behindern und um die Abstützungskraft aufrecht zu erhalten.
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In jeder der 7(c) bis 7(e) ist ein ringförmiger gebogener Abschnitt 54e in den Verbindungsbereich zwischen dem dünnen Abschnitt 54d und der Abstützung 54c ausgebildet, um die Zwangskraft des dünnen Abschnitts 54d durch die Abstützung 54c zu lösen und um die Deformation zu absorbieren, die durch die Schrumpfungsspannung, die dem Spritzgießen zugeordnet ist, hervorgerufen wird.
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In 7(c) ist der gebogene Abschnitt 54e in einer röhrenförmigen Form ausgebildet und die Abstützungsseite des dünnen Abschnitts 54d und die Tintenströmungsanschlussseite 54a davon werden zueinander versetzt.
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Ferner ist in 7(d) der gebogene Abschnitt 54e in einer U-Form im Schnitt ausgebildet und die Abstützung 54c und der Tintenströmungsanschluss 54a sind auf der gleichen Ebene angeordnet.
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Ferner ist in 7(e) der Faltenbalgabschnitt mit einem U-förmigen Querschnitt ausgebildet, so dass die Abstützungsseite davon in Richtung der Seite versetzt wird, an der der Abdichtungsabschnitt 54b in Kontakt mit dem Ventilsitz kommt.
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8 zeigt eine weitere Ausführungsform des Differenzdruckmechanismus. In dieser Ausführungsform drückt eine Differenzdruckeinstellfeder 61 elastisch einen Membranabschnitt 64 ohne ein Gehäuse zu verwenden. Das heißt, der Membranabschnitt 64 weist auf einen dünnen Abschnitt 64a, der eine flache Oberfläche an einer Seite festlegt, die auf einen Ventilsitz 57c eines Befestigungselements 57 zeigt, einen vorstehenden Abschnitt 64b an einer Seite gegenüber der Seite, die auf den Ventilsitz 57c' zeigt, um die Feder 61, die an dem Umfang davon befestigt ist, zu positionieren und einen Tintenströmungsanschluss 64c, der durch den zentralen Abschnitt ausgebildet ist.
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Ein ringförmiger gebogener Abschnitt 64d, der eine U-Form im Schnitt aufweist, ist in der Seite des abgestützten Bereichs des dünnen Abschnitts 64a ausgebildet und ein dicker Abstützabschnitt 64e ist an einem äußeren Umfang davon ausgebildet. Ein geflanschter Befestigungsabschnitt 65, der einstückig mit dem Abstützabschnitt 64e aufgrund von hartem Material ist, ist in der Umgebung des Abstützabschnitts 64e ausgebildet. Die Führungsendseite, das heißt, die Oberfläche, die auf den Ventilsitz 57c' zeigt, des Abstützabschnitts 64e wird von dem Boden 65a des Befestigungsabschnitts 65 abgestützt, so dass die Position davon in der Dickenrichtung reguliert wird.
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In dieser Ausführungsform ist der Ventilsitz 57c' des Befestigungselements 57 in der Form eines Vorsprungs, der eine ebene Oberfläche festlegt, die auf den Membranabschnitt 64 zeigt und die einen äußeren Rand 57e aufweist, der außerhalb des äußeren Umfangs der Feder 61 angeordnet ist. Die Höhe H des Ventilsitzes 57c' ist eingestellt, um gleich der Dicke D des Bodens 75a des Befestigungsabschnitt 65 zu sein. Dies gestattet es den Oberflächen, die auf den Befestigungsabschnitt 65 zeigen, und dem Ventilsitz 57c' ungefähr auf derselben Ebene angeordnet zu sein, wodurch es möglich wird den Membranabschnitt 64 mit dem Ventilsitz 57c als Antwort auf die kleine Menge verbrauchter Tinte durch den Aufzeichnungskopf 4 zu kontaktieren/zu trennen.
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In dieser Ausführungsform wird in einem Zustand, in dem Tinte gefüllt ist, der Membranabschnitt 64 von der Feder 61 gedrückt, um elastisch den Ventilsitz 57c' über eine extrem große Fläche, wie in 8(a) gezeigt, zu kontaktieren. Daher wird die Verbindung zwischen der Tintenspeicherkammer 36 und dem Tintenzufuhranschluss 23 abgeschnitten. Sowie mit dem Drucken in diesem Zustand begonnen wird, um Tinte durch den Aufzeichnungskopf 9 zu verbrauchen, wird ein Spalt g zwischen dem Membranabschnitt 64 und dem Ventilsitz 57c, wie in 8(b) gezeigt, ausgebildet. Dies gestattet es Tinte in der Tintenspeicherkammer 52 zu dem Tintenzufuhranschluss 23, wie durch F gezeigt, so zu fließen, dass die Tinte, aus der die Luftblasen und Staubpartikel durch den Filter 56 entfernt wurden, durch den Tintenströmungsanschluss 64c des Membranabschnitts 64 und den Auslass 67 fließt. Auf diese Weise, wenn der Differenzdruck zu einem gewissen Grad verringert wird, wird der Membranabschnitt 64 zu dem Ventilsitz 57c durch die Feder 61 zurück gedrückt und der Tintenströmungsanschluss 64c wird verschlossen, wie in 8(a) gezeigt. Sowie der Druck der Feder 61 von dem Ventilsitz 57c' in diesem Zustand aufgenommen wird, wird der dünne Abschnitt 64a nicht exzessiv deformiert und die fluiddichte Eigenschaft kann für eine lange Zeitdauer aufrechterhalten werden.
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Weiches hochpolymeres Material verursacht leicht eine Zusammenziehung, etc. nach dem Spritzgießen und der dünne Abschnitt 64a kann eine Schwierigkeit haben eine ebene Oberfläche aufrecht zu erhalten. Um mit dieser Schwierigkeit umzugehen, wird ein ringförmiger gebogener Abschnitt 64d' mit ungefähr einer S-Form im Querschnitt an der Abstützungsflächenseite des dünnen Abschnitts 64a, wie in 8(c) gezeigt, ausgebildet, um den dünnen Abschnitt 64a eben zu halten.
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9 zeigt eine Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung des Membranventils. Spritzwerkzeuge A und B, die eine Formausnehmung C festlegen, die in ihrer Form der gesamten Konfiguration des Membranventils 53 entspricht, werden vorbereitet. Ein erster Injizieranschluss L1 ist an einer radialen Außenseite in Bezug auf einen Ringabschnitt K vorgesehen, wohingegen ein zweiter Injizieranschluss L2 an einer radialen Innenseite vorgesehen ist. Eine Hartpolypropylenspritzgießmaschine D1 und eine Weichpolypropylenspritzgießmaschine D2 sind jeweils über Ventile E1 und E2 verbunden, wobei die geöffnete oder verschlossene Zeit dieser durch einen Timer F gesteuert wird.
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Die Spritzwerkzeuge A und B werden um eine den Tintenströmungsanschluss ausbildende Fläche rotiert und das erste Ventil E1 wird geöffnet, um Hartpolypropylen mit einer vorgegebenen Menge zu injizieren. Das injizierte Hartpolypropylen wird gleichmäßig außen verteilt, indem es eine Zentrifugalkraft erfährt und wird somit zu einer ringförmigen Form ausgebildet. Nachdem das Hartpolypropylen zu einem gewissen Grad gehärtet wurde, wird das zweite Ventil E2 geöffnet, um weiches Polypropylen zu injizieren, so dass das weiche Polypropylen in die Form der Formen gegossen wird, während es eng das Innere des ringförmigen Hartpolypropylens kontaktiert.
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In den obigen Ausführungsformen ist der Filter angeordnet, um auf den Differenzdruckventilmechanismus zu zeigen, jedoch, wie in 10 gezeigt, wird der ähnliche Effekt erhalten, sogar falls das Filter an einer Position angeordnet ist, die nicht auf den Differenzdruckventilmechanismus zeigt, beispielsweise an einer Position unterhalb des Differenzdruckventilmechanismus 50. Das heißt, es reicht aus, dass die Tintenspeicherkammer 36 mit einer Oberfläche eines Filters 70 in Verbindung steht und die andere Oberfläche des Filters 70 mit dem Tintenzuflussanschluss des Differenzdruckventilmechanismus 50 über ein Durchgangsloch 71 in Verbindung steht, das an einem dicken Abschnitt des Gehäuses 30 ausgebildet ist.
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11(a) und 11(b) zeigen jeweils die Strömung von Tinte in der obigen Ausführungsform an der Oberfläche und der Rückseite des Gehäuses 30. Die Verbindung wird durch die Strömung (1) von der Tintenspeicherkammer 36 zu dem Filter 70, die Strömung (2) von dem Durchgangsloch 71 über eine Leitung, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, zu dem Einlass 57d des Differenzdruckventilmechanismus 50, die Strömung (3), die durch das Membranventil fließt, die Strömung (4), die durch eine Leitung fließt, die die Auslassanschlüsse 66 und 67 des Differenzdruckventilmechanismus 50 mit den Tintenzufuhranschluss 23 verbindet und die Strömung (5), die durch die Leitung 44 fließt, hergestellt. Eine Markierung mit einem Punkt in einem Kreis in der Zeichnung zeigt eine Strömung senkrecht zu der Papieroberfläche und in Richtung eines Lesers, wohingegen eine Markierung mit einem x in einem Kreis eine Strömung senkrecht zu der Papieroberfläche und weg von dem Leser zeigt.
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12 zeigt eine Ausführungsform, in der ein Haupttintentank direkt mit einer Tintenzufuhreinheit verbunden ist.
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Ein Haupttank 80 ist an einem Boden von einer Seite davon mit einem Verbindungsanschluss 81 ausgebildet, mit dem eine Tintenbereitstelleinheit 90 verbunden ist. Das Innere des Haupttanks 80 ist in viele Kammern unterteilt, beispielsweise durch zwei Trennwände 82 und 83 in dieser Ausführungsform in drei erste bis dritte Tintenkammern 84, 85 und 86. Die unteren Abschnitte der Trennwände 82 und 83 sind jeweils mit Verbindungsanschlüssen 82a und 83a ausgebildet, wobei die oberen Oberflächen 82b und 83b angeordnet sind, um niedriger zu sein als das obere Ende des Verbindungsanschlusses 81 und um graduell abgesenkt zu werden sowie sie sich von dem Verbindungsanschluss 81 der Tintenzufuhreinheit entfernen.
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Ein Dichtungsventil 87 ist in dem Verbindungsanschluss 81 vorgesehen, der einen Vorsprung 87a an der Außenseite hat und der konstant in Richtung des Verbindungsanschlusses 81 mit einer Feder 88 beabstandet ist, von der ein Ende durch die Trennwand 82 abgestützt wird.
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Die Tintenzufuhreinheit 90 ist als ein Behälter ausgebildet, der eine Tintenspeicherkammer 92 ausbildet, die mit einem röhrenförmigen Verbindungsabschnitt 91 in Verbindung steht, der in den Verbindungsanschluss 81 des Haupttanks 80 in einem fluiddichten Zustand eingeführt werden kann. Der Verbindungsabschnitt 91 ist an dem unteren Abschnitt der Tintenzufuhreinheit 90 angeordnet, die andere Oberfläche gegenüber des Verbindungsabschnitts 91 ist mit einem Differenzdruckventilmechanismus 100 versehen, der später beschrieben wird. Der Verbindungsabschnitt 91 ist mit einer Öffnung 91a versehen, in die der Vorsprung 87a des Dichtungsventils 87 eingeführt werden kann, und ein Ventil 94, das durch eine Feder 93 beaufschlagt wird, wird dort hinein eingeführt, so dass das Ventil 94 vor und zurück bewegt werden kann. Die Feder 93 ist eingestellt, so dass sie schwächer ist als die Feder 88 in dem Verbindungsanschluss 81.
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Ein Verbindungsloch 96 ist an einer exponierten Wand 95 des Behälters vorgesehen, der die Tintenspeicherkammer 92 festlegt, so dass das Verbindungsloch über der Oberfläche der Tinte in der Tintenspeicherkammer 92 angeordnet ist. Eine Nut 97 ist an der Oberflächenseite der Wand ausgebildet und mit dem Verbindungsloch 96 verbunden. Ein Bereich, in dem das Verbindungsloch 96 vorgesehen ist, wird durch eine Folie 98a mit einer abweisenden Eigenschaft und Gaspermeabilität versiegelt, um Tinte daran zu hindern in die Nut 97 einzudringen. Die Nut 97 wird durch eine Luft abfangende Folie 98b versiegelt, so dass sie eine Leitung ausbildet, die mit der Luft in Verbindung steht.
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Der Differenzdruckventilmechanismus 100 ist an einer Leitung vorgesehen, die die Tintenspeicherkammer 92 mit einer Tintenführungsbahn 4a des Aufzeichnungskopfs 4 verbindet. Wie in 13 gezeigt, ist ein sphärischer, konvexer Ventilsitz 101 an dem unteren Ende der Wand 95 ausgebildet und ein Tintenzuflussanschluss 102 ist in einem Bereich an dem unteren Ende davon ausgebildet. Ein Membranventil 104 wird durch eine Spiralfeder 103 beaufschlagt, um in Kontakt mit dem Zentrum des Ventilsitzes 101 zu kommen.
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Das Membranventil 104, das als eine bewegliche Membran gestaltet ist, ist elastisch durch den Differenzdruck der Tinte verformbar und weist auf einen Membranabschnitt 105, der eine sphärische Oberfläche festlegt, die einen größeren Radius aufweist, als der Ventilsitz 101 und einen ringförmigen, befestigten Abschnitt 106, der mit einem befestigten Abschnitt 105a an dem Umfang des Membranabschnitts 105 einstückig ist. Eine erste Tintenkammer 107 wird zwischen dem Membranventil 104 und dem Ventilsitz 101 festgelegt.
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Ein vorstehender Abschnitt 105b zum Einrücken in die Spiralfeder 103 ist an der vorstehenden Seite des Zentrums des Membranabschnitts 105 ausgebildet und ein abdichtender Abschnitt 105c zum Kontaktieren des vorstehenden Endes des Ventilsitzes 101 ist an der gegenüberliegenden Rückseite ausgebildet. Ein Tintenzuflussanschluss 105d ist ausgebildet, um diese Teile zu durchdringen.
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Das Membranventil 104 und die Feder 103 werden durch einen Ventilbefestigungsrahmen 109, der mit einer Ausnehmung zum Festlegen einer zweiten Tintenkammer 108 versehen ist, befestigt. Eine Leitung, die die zweite Tintenkammer 108 mit der Tintenführungsbahn 4a des Aufzeichnungskopfs 4 verbindet, wird durch ein Durchgangsloch gebildet, das durch den Ventilbefestigungsrahmen 109 ausgebildet wird oder so konstruiert ist, dass Nuten 109c und 109d an der Oberfläche vorgesehen werden und die Nuten 109c und 109d durch eine Folie abgedichtet werden (in dieser Ausführungsform wird eine Folie 98b an der Wand 95, die die Tintenspeicherkammer 92 ausbildet, verwendet). Der Ventilbefestigungsrahmen 109 kann sicher durch Teilen der Folie 98b an der Wand 95 der Tintenspeicherkammer 92 auf diese Weise befestigt werden. Ein Bezugszeichen 110 bezeichnet einen Filter, der an dem Tintenzuflussanschluss 102 vorgesehen ist und bezeichnet eine Dichtung zum Abdichten.
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Solch ein Differenzdruckventilmechanismus 100 kann so zusammengebaut werden, dass die Feder 103 an einem Federhaltevorsprung 109a des Ventilbefestigungsrahmens 109 befestigt wird, der befestigte Abschnitt 105a des Membranabschnitts mit einer abgeschrägten Nut 109b ausgerichtet wird, der ringförmige befestigte Abschnitt 106 zwischen dem äußeren Umfang des befestigten Abschnitts 105a und der Nut 109b befestigt wird, und eine einstückige Einheit von diesen an einer Ausnehmung 112 befestigt wird.
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In dieser so ausgebildeten Ausführungsform wird der Membranabschnitt 105 von der Feder 103 gedrückt, um in Kontakt mit dem halbkugelförmigen Ventilsitz 101 zu kommen, während er elastisch deformiert wird und Tinte wird dem Aufzeichnungskopf bereitgestellt, während ein Differenzdruck aufrechterhalten wird, der von der Feder 103 ähnlich zu den vorgenannten Ausführungsformen eingestellt wird.
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Als nächstes wird die Verbindung des Haupttanks 80 mit der Tintenzufuhreinheit 90, die, wie oben beschrieben konstruiert ist, beschrieben.
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Der Verbindungsanschluss 81 des Haupttanks wird mit dem Verbindungsabschnitt 91 der Tintenzufuhreinheit 90 ausgerichtet, um einen Zustand herzustellen, in dem Luftdichtigkeit durch die Dichtung 111 des Verbindungsanschlusses 81, wie in 14(a) gezeigt, aufrechterhalten wird.
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Das weitere Herunterdrücken in diesem Zustand erwirkt, dass der vorstehende Abschnitt 87a das Ventil 94 zurück bewegt, um einen Punkt in einer Richtung, die durch einen Pfeil A gezeigt wird, entgegen der Feder 93 des Verbindungsabschnitts 91 zu begrenzen, wodurch eine Leitung geöffnet wird, wie in 14(b) gezeigt.
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Ferner, wenn der Haupttank 80 weiter herunter gedrückt wird, drückt das Ventil 94 wiederum das an dem Begrenzungspunkt abgestützt wird, den vorstehenden Abschnitt 87a zurück in einer Richtung, die durch einen Pfeil B gezeigt ist, entgegen der Feder 88, um das Dichtungsventil 87 von dem Verbindungsanschluss 81 zu trennen, wodurch die Leitung, wie in 14(c) gezeigt, gelöst wird. Dies gestattet es der Tinte in dem Haupttank 80 in die Tintenspeicherkammer 92 der Tintenzufuhreinheit 90 zu fließen, wie in 15(a) gezeigt.
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Wenn Tinte von dem Aufzeichnungskopf 4 in diesem Zustand verbraucht wird und Druck in der Kammer 108, die mit dem Aufzeichnungskopf 4 in Verbindung steht, verringert wird, wird der Membranabschnitt 105 von dem Ventilsitz 101 entgegen der Feder 103 getrennt. Dies gestattet es Tinte in der Kammer 107 in die Kammer 108 zu fließen. Ergänzende Tinte verringert den negativen Druck in der Kammer 108, das heißt der Differenzdruck wird auf einen geeigneten Druck zum Bereitstellen von Tinte in den Aufzeichnungskopf 4 verringert, so dass der Membranabschnitt 105 durch die Feder 103 zurückgedrückt wird. Dies erwirkt, dass der Ventilsitz 101 den Tintenzuflussanschluss 105 schließt, wodurch ein negativer Druck in der Kammer 108 bei einem vorgegebenen Wert aufrechterhalten wird.
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Wenn Tinte auf diese Weise verbraucht wird und der Grad an Tinte in der ersten Tintenkammer 84 sich hin zu dem oberen Ende 82b des Fensters 82a der Trennwand 82 absenkt, wird Tinte in der zweiten Tintenkammer 85 verbraucht, wie in 15(b) gezeigt. Wenn der Grad an Tinte in der zweiten Tintenkammer 85 sich hin zu dem oberen Ende 83b des Fensters 83a der Trennwand 83 absenkt, wird Tinte in der dritten Tintenkammer 86 verbraucht, wie in 15(c) gezeigt.
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Mit dieser Konstruktion kann die Veränderung eines Tintenniveaus in der Tintenspeicherkammer 92 weniger unterdrückt werden als die Veränderung eines Tintenniveaus in dem Haupttank 80 gemäß dem Tintenverbrauch. Daher kann die Variation von Druck reduziert werden. Um mit einem Problem umzugehen, dass ein Umgebungstemperaturanstieg ein Ausdehnen der Luft in dem Tank 80 erwirkt, um Tinte herauszudrücken und das Tintenniveau in der Tintenspeicherkammer 92 zu variieren, kann das Vorhandensein des oberen Endes 82b des Fensters 82a der Trennwand 82 das Volumen an Luft in dem Haupttank 80 reduzieren, der nicht mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, und daher kann der Bereitstelldruck von Tinte an den Aufzeichnungskopf stabil aufrechterhalten werden.
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Bei solch einem Vorgang wird der Tintendampf in der Tintenkammer 92 daran gehindert in der Umgebungsluft durch die Kapillare zu verdampfen, die aus der Nut 97 und der Folie 98 gebildet wird. Auf der anderen Seite wird die Menge des erhöhten Drucks in der Tintenspeicherkammer 92, der durch den Anstieg der Umgebungstemperatur erwirkt wird, an die Umgebungsluft über die Kapillare abgegeben, die aus dem Verbindungsloch 96 in dem oberen Abschnitt der Tintenspeicherkammer 92, der Nut 97 und der Folie 98 ausgebildet ist, so dass der Druck in der Tintenspeicherkammer 92 gelöst wird.
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16 zeigt weitere Ausführungsformen des Haupttanks. In der obigen Ausführungsform wird der Haupttank in drei Tintenkammern unterteilt, jedoch, wie in 16(a) und 16(b) gezeigt, kann der Haupttank durch drei Trennwände oder sieben Trennwände unterteilt werden, wobei die oberen Enden der Verbindungsfenster in den unteren Abschnitten höher angeordnet sind sowie die Verbindungsfenster näher an dem Verbindungsanschluss 81 angeordnet sind. Sowie das Volumen von jeder Tintenkammer auf diese Weise kleiner eingestellt wird, kann der dynamische Druck durch Tintenströmung der Tinte, die der Veränderung von einer Kammer zu einer anderen Kammer zugeordnet ist, reduziert werden.
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Wie in 16(c) gezeigt, falls das untere Ende der Trennwand geneigt ist, so dass das untere Ende entfernt von dem Verbindungsanschluss 81 angeordnet ist, kann der dynamische Druck in Richtung der Verbindungsanschlussseite durch die Tintenströmung der Tinte, die der Veränderung von einer Tintenkammer zu einer anderen zugeordnet ist, verringert werden. Ferner, wie in 16(d) gezeigt, ist der obere Abschnitt von jeder Trennwand horizontal verlängert, um eine obere Platte auszubilden und eine Wand 80a, hin zu welcher diese oberen Platten verlängert sind, ist zumindest transparent ausgebildet. Dies ermöglicht es visuell den Verbrauch von Tinte in jeder Tintenkammer von der Seite zu erkennen. Ferner, wie in 16(e) gezeigt, sogar falls Verbindungsfenster mit der gleichen Höhe verwendet werden, wird der ähnliche Effekt erhalten.
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17(a) und 17(b) zeigen eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist eine hohle Nadel 113, die mit der Tintenspeicherkammer 92 in Verbindung steht, an der hinteren Oberfläche einer Tintenzufuhreinheit 90 ausgebildet, wohingegen ein Tintenzufuhranschluss 114 in einer Tintenpatrone 80 ausgebildet ist und mittels einer Folie 115 versiegelt ist, in die die hohle Nadel 113 einstechen kann. In der Tintenpatrone 80 ist eine untere Fläche 116 ausgebildet, die eine geneigte Fläche aufweist, die höher als die geneigte Fläche ist, weiter von dem Tintenzufuhranschluss 114 beabstandet. In der Tintenspeicherkammer 92 der Tintenbereitstelleinheit 90 ist eine erste Tintenniveauerfassungselektrode 118 angeordnet, so dass eine gemeinsame Elektrode 117 unterhalb der ersten Tintenniveauerfassungselektrode 118 angeordnet ist und in der Tintenpatrone 80 ist eine zweite Tintenniveauerfassungselektrode 119 über der ersten Tintenniveauerfassungselektrode 118 und an einer Position, an der die zweite Tintenniveauerfassungselektrode 119 exponiert ist, wenn keine Tinte in der Tintenpatrone 80 vorhanden ist, angeordnet. Die gemeinsame Elektrode 117 ist bevorzugt angeordnet, so dass sie unterhalb eines Tinteneinlassanschlusses 102 angeordnet ist.
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Gemäß dieser Ausführungsform, wie in 17(b) gezeigt, wenn die hohle Nadel 113 mit dem Tintenzufuhranschluss 114 der Tintenpatrone 80 ausgerichtet ist und dort hin gedrückt wird, sticht die hohle Nadel 113 in die Folie 115 ein, um es Tinte in der Tintenpatrone 80 zu gestatten in die Tintenspeicherkammer 92 der Tintenzufuhreinheit 90 zu fließen.
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Falls der Tintenverbrauch aufgrund des Druckes, etc. fortschreitet bis Tinte in der letzten Kammer 86 der Tintenpatrone verbraucht wurde, wird die zweite Tintenniveauerfassungselektrode 119 in der Luft exponiert und die Weiterleitung zu der gemeinsamen Elektrode 117 wird unterbrochen, wodurch ein Tintenstandsende der Tintenpatrone erfasst wird. Wenn Tinte weiter in diesem Zustand verbraucht wird, wird die erste Tintenniveauerfassungselektrode 118 von der Tinte exponiert, wodurch ein Tintenstandsende der Tintenspeicherkammer 92 erfasst wird.
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18 zeigt eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In dieser Ausführungsform ist eine Verbindungsleitung 120 ausgebildet, die mit einer Tintenspeicherkammer 92 verbunden ist und sich hin zu einer gegenüberliegenden Position zu einer Tintenkammer der Tintenpatrone 80 erstreckt. Zumindest eine hohle Nadel, wobei hohle Nadeln 121 in ihrer Anzahl den Kammer in der Tintenpatrone 80 in dieser Ausführungsform entsprechen, wird in die obere Oberfläche der Verbindungsleitung 120 implantiert, um mit der Verbindungsleitung 120 in Verbindung zu stehen.
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Die Tintenpatrone 80 wird in eine Vielzahl an Kammer 84, 85 und 86' durch Trennwände 82' und 83' unterteilt und mit Tintenbereitstellanschlüssen 125 versehen. Jeder Tintenbereitstellanschluss 125 weist ein Ventil 124 auf, das konstant nach unten durch eine Feder 123 beaufschlagt wird, die gegenüber der hohlen Nadel 121 in dem Fall angeordnet ist, in dem die Tintenpatrone 80 an einem Halter 122 angeordnet ist. Die Tintenbereitstellanschlüsse 125 werden durch eine Folie 126 versiegelt.
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Gemäß dieser Ausführungsform, wenn die Tintenpatrone 80 in dem Halter 122 angeordnet wird und nach unten gedrückt wird, sticht das Führungsende der hohlen Nadel 121 in die Folie 126 ein und drückt das Ventil 124 nach oben, um eine Leitung zu öffnen. Dies gestattet es Tinte in jeder Kammer der Tintenpatrone 80 in die Tintenspeicherkammer 92 über die Verbindungsleitung 120 zu fließen. Wenn die Tintenpatrone von dem Halter 122 entfernt wird, wird das Ventil 124 nicht von der hohlen Nadel 121 abgestützt und wird, wie in 18(b) gezeigt, elastisch auf den Tintenbereitstellanschluss 125 durch die Feder 123 gedrückt, um dadurch Tinte am Strömen von dem Tintenzufuhranschluss 125 zu hindern.
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In der obigen Ausführungsform wird der Tintenzufuhranschluss durch das Ventil 124 versiegelt, jedoch, wie in 19 gezeigt, kann eine elastische Platte 127, wie eine Gummiplatte, die ein Durchgangsloch 127a aufweist, das an einer Position gegenüber dem Führungsende der hohlen Nadel 121 angeordnet ist, angeordnet werden, wobei ihr Öffnungsende von der Folie 126 versiegelt ist. Dies stellt auch einen ähnlichen Effekt zur Verfügung.
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Das heißt, wenn die Tintenpatrone 80 mit dem Halter 122 ausgerichtet ist und in den Halter gedrückt wird, sticht die hohle Nadel 121 in die Folie 126 ein und drückt anschließend in das Durchgangsloch 127a der elastischen Platte 127 und weitet diese auf, um die Verbindung herzustellen. In diesem Zustand, sowie die Umgebung der hohlen Nadel 121 von der elastischen Platte 127 abgedichtet wird, werden das Auslecken von Tinte, die Verdampfung von Tintenlösungsmittel und ferner das Einströmen von Luft sicher verhindert. In dieser Ausführungsform wird es bevorzugt, dass die hohle Nadel 121 einen kleinen Durchmesserabschnitt 121a an der Führungsendseite und einen Abschnitt 121b mit großem Durchmesser mit einem abgeschrägten Führungsende an dem Bereich, der die elastische Platte 127 kontaktiert, aufweist.
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Wenn die Tintenpatrone 80 von dem Halter 122 entfernt wird, wird die hohle Nadel 121 von der elastischen Platte 127 entfernt. Daher zieht sich das Durchgangsloch 127a zusammen, um Tinten mittels Kapillarkraft zu halten, um dadurch die Tinte am nach außen Strömen zu hindern.
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Bezugnehmend auf 20 wird ein Vorgang zum Zuführen von Tinte zu der Tintenzufuhreinheit 3 über das Rohr 8 von der Tintenpatrone 5, die in einem Körper, wie in 1 gezeigt ist, angeordnet ist, im Detail weiter unten beschrieben.
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Wenn der Wagen 1 hin zu einer Position der Tintenergänzungseinheit 7 bewegt wird und die Tintenergänzungseinheit mit der Tintenzufuhreinheit 3 verbunden wird, steht der Tinteneinlass der Tintenzufuhreinheit mit der Tintenpatrone 1 durch ein Rohr 8, das sich von der Tintenergänzungseinheit 7 und dem Rohr 8 über eine Kupplung 130 erstreckt, in Verbindung und der Lufteinlass 21 ist mit der Pumpeneinheit 10 über Rohre 11 in Verbindung, die sich von der Tintenergänzungseinheit 7 und dem Rohr 11 über eine Kupplung 131 erstrecken.
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Wenn die Pumpeneinheit 10 der Tintenergänzungseinheit 7 in diesem Zustand betrieben wird, wird der Druck in der Tintenspeicherkammer 36 verringert, Tinte in der Tintenpatrone 5 wird hin zu dem Tinteneinlass 9 über die Rohre 8 und 8' und die Kupplung 130 gezogen und fließt in die Tintenspeicherkammer 36 durch die Tintenbereitstellleitung 38.
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Sowie das untere Ende 38b der Tintenzufuhrleitung 38 an dem Boden der Tintenspeicherkammer 36 angeordnet ist und ein Spalt G zwischen dem unteren Ende 38b und dem Tinteneinlassanschluss 39 der Ventilkammer 37 existiert, werden Luftblasen, die mit dem Tintenanstieg durch Auftrieb in dem Spalt G fließen, durch die Wand 34 unterbrochen, die die Ventilkammer 37 festlegt und bewegen sich zu dem oberen Abschnitt der Tintenspeicherkammer 36 ohne in die Ventilkammer 37 zu strömen.
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Wie oben beschrieben wurde, kann, sowie ein negativer Druck an der Tintenspeicherkammer 36 angelegt wird und Tinte in der Tintenpatrone 5 angesaugt wird, Tinte in die Tintenspeicherkammer 36 injiziert werden, ohne dass es Luftblasen gestattet wird in die Ventilkammer 37 einzutreten.
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Nachdem die Tintenspeicherkammer 36 um Tinte einer vorgegebenen Menge ergänzt wurde, wird der Tinteneinlass 9 abgedichtet und ferner wird die Pumpeneinheit 10 der Tintenwiederauffülleinheit 7 betrieben, um den Tintendruck in der Tintenspeicherkammer 36 zu reduzieren, so dass Tinte in der Tintenspeicherkammer vollständig entgast werden kann. Es muss nicht erwähnt werden, dass, da der Druck in der Tintenspeicherkammer 36 verringert wird und der Differenzdruckventilmechanismus 50, der zwischen der Tintenspeicherkammer 36 und dem Aufzeichnungskopf 4 verbunden wird, als ein Rückschlagventil wirkt, keine Luft über den Aufzeichnungskopf 4 fließt und eine unnötig hohe Ansaugkraft nicht auf den Aufzeichnungskopf wirkt.
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Falls ein Druckversagen durch Verstopfen oder dergleichen des Aufzeichnungskopfs 4 während eines Druckvorgangs oder dergleichen auftritt, wird der Aufzeichnungskopf 4 durch eine Kappeneinrichtung 132 abgedichtet und eine Ansaugpumpe 133 wird betrieben, so dass ein sogenannter Ausstoßwiederherstellbetrieb ausgeführt wird.
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Wenn der negative Druck durch die Kappeneinrichtung 132 angelegt wird, wirkt der negative Druck auf den Differenzdruckventilmechanismus 50 von der Nut 44, die eine Tintenleitung über die Tintenführungsbahn 4a ausbildet. Da der Differenzdruckventilmechanismus 50 geöffnet wird, wenn der Druck an der Seite des Aufzeichnungskopfs, wie oben beschrieben, verringert wird, wird Tinte in der Ventilkammer 37 durch den Filter 56 (siehe 5) gefiltert, verläuft durch den Differenzdruckreguliermechanismus 50 und fließt in den Aufzeichnungskopf 4.
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Bei diesem Ausstoßwiederherstellbetrieb, falls die Tintenpatrone 5 mit der Tintenzufuhreinheit 3 über die Kupplung 130 verbunden ist und der Ausstoßwiederherstellbetrieb mit abgedichtetem Lufteinlass 21 ausgeführt wird, kommt stark entgaste Tinte schnell von der Tintenpatrone zu dem Tinteneinlassanschluss 39, der in dem unteren Abschnitt der Wand 34 vorgesehen ist, die die Ventilkammer 37 festlegt, so dass die Tinte in die Ventilkammer 37 fließt ohne den Entgasungsgrad zu reduzieren. Sogar falls Luftblasen hervorgerufen werden, wenn die Tintenpatrone 5 und die Tintenzufuhreinheit 3 miteinander verbunden werden, treten Luftblasen niemals in die Ventilkammer 37 ein, wie oben beschrieben wurde.
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Ferner, falls der Tinteneinlass 9 und der Lufteinlass 21 verschlossen gehalten werden, wird der Druck in der Tintenspeicherkammer 36 verringert, so dass in Tinte aufgelöste Luft sich von dort hin zu dem oberen Raum der Tintenspeicherkammer 36 löst. Folglich kann der Entgasungsgrad der Tinte wieder hergestellt werden.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Tintenzufuhreinheit aufweisend ein Differenzdruckventil mit einer Spiralfeder und einer beweglichen Membran, die normalerweise elastisch einen Ventilsitz mit der Spiralfeder kontaktiert, konstruiert werden. Da der Druck an Tinte, die dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf bereitgestellt wird, durch die Spiralfeder negativ gehalten wird, kann die Fluktuation der beweglichen Membran, die der Bewegung eines Wagens zugeordnet wird, durch die Spiralfeder unterdrückt werden. Daher kann Tinte stabil dem Aufzeichnungskopf bereitgestellt werden, während ein geeigneter negativer Druck aufrechterhalten wird.
