DE69506300T2 - Schlauchsystem mit angepasstem Profil - Google Patents

Description

Hintergrund der Erfindung
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Kanalsystem zum Leiten eines Fluids durch dasselbe und insbesondere auf ein System und auf ein Verfahren zum Steuern einer Diffusion des Fluids durch den Kanal, wie sie beispielsweise bei einer Druckkopie-Druckvorrichtung zum Liefern von Tinte von einem Behälter zu einem Druckkopf verwendet werden können.
• Immer wenn ein Bedarf nach einem Transportieren eines Fluids, wie z. B. einer Flüssigkeit, eines Materials mit schwebenden Partikeln oder eines gasförmigen Materials, durch eine Kanalanordnung, wie z. B. einen Schlauch oder eine Röhre, besteht, existieren mehrere Faktoren, die beachtet werden müssen. Ein Faktor betrifft die Fluidmenge, die aufgrund einer Diffusion durch die Kanalwände verloren wird. Ein weiterer Faktor in einem flexiblen Kanalsystem, bei dem ein Ende des Kanals bezüglich des anderen Endes bewegt wird, betrifft die Menge an Raum, die für den Kanal benötigt wird, damit derselbe sich während der Bewegung biegen kann. Ein zusätzlicher Faktor betrifft den Punkt, wie eng der Kanal während dieser Bewegung gebogen werden kann, bevor seine Wände zusammenstoßen. Dieser maximale Grad der Biegung, bevor die Kanalwände zusammenstoßen oder kollabieren, ist ein Charakteristikum des Kanals, das als der "Biegeradius" bezeichnet wird.
• Fig. 9 zeigt beispielsweise eine perspektivische Ansicht einer quergeschnittenen bekannten flexiblen Röhre A mit einem runden radialen Querschnittsprofil. Die Röhre A hat einen konzentrischen Innendurchmesser und einen konzentrischen Außendurchmesser Di bzw. Do. Die Röhre A ist derart gezeigt, daß sie in ihrem minimalen Biegeradius R' um einen Mittelpunkt C' gebogen ist. Für runde Röhren hängt der Biegeradius R' von der Beziehung zwischen dem Innendurchmesser Di und dem Außendurchmesser Do ab.
• Es existieren eine Vielzahl von einander gegensätzlich laufender Bedenken, die ausgeglichen werden müssen, wenn die bekannte runde Röhre A (Fig. 9) verwendet wird, um ein Fluid zwischen zwei Orten zu leiten, besonders wenn ein Ort bezüglich des anderen bewegt wird. Ein Beispiel für einen Bedarf nach einem Bewegen des flexiblen Kanals besteht bei einem "Nebenachsen"-Tintenstrahldruckmechanismus, wie er beispielsweise in Plottern, Faksimilemaschinen und Tintenstrahldruckern verwendet wird, die einen entfernten Behälter zum Speichern eines Farbmittels aufweisen, das hier allgemein als "Tinte" bezeichnet wird. Tintenstrahldruckvorrichtungen haben typischerweise einen Druckkopf, der von einer Seite zu der anderen Seite über ein Druckmedium, wie z. B. Papier, vorangetrieben wird, wobei der Druckkopf gesteuert wird, um Tinte selektiv in einem erwünschten Muster auf der Seite anzubringen. Während bestimmte Tintenstrahldruckvorrichtungen eine Tintenkassette zusammen mit dem Druckkopf hin und her über die Seite tragen, treibt ein "Nebenachsen"-System nur den Druckkopf über die Druckregion, wobei der Tintenvorrat in einem feststehenden Behälter gelagert ist. Typischerweise wird ein flexibler Kanal verwendet, um die Tinte von dem Behälter zu dem Druckkopf zu liefern.
• Die Nebenachsen-Druckmechanismen können durchgehend verwendet werden, oft werden sie jedoch nur ab und an verwendet. Während solche Drucker in Perioden der Inaktivität sind, ist die Tinte, die in der Röhrenanordnung seit der letzten Verwendung bleibt, für eine Diffusion durch die Röhrenwände anfällig. Noch schlimmer ist die Tatsache, daß nur bestimmte Komponenten der Tinte durch die Röhrenwände diffundieren können, wodurch eine Zusammensetzung in der Röhrenanordnung verbleibt, die sich wesentlich von der ursprünglichen Tintenzusammensetzung unterscheidet.
• Alkohol-basierte Tinten sind beispielsweise für eine Alkoholdiffusion durch die Röhrenwände anfällig. Obwohl ein Man gel der Alkoholkomponente nicht notwendigerweise bewirken wird, daß diese Tinten austrocknen und die Röhrenanordnung verstopfen, trocknet doch die Tinte, die schließlich das Druckmedium erreicht, oft langsamer als optimal vorgesehen und ist oft für ein Farbzerlaufen anfällig. Um dieses Problem anzugehen, reinigen bestimmte Tintenstrahldrucker den gesamten Tintenkanal jedesmal, wenn der Drucker aktiviert wird. Diese Lösung kann besonders verschwenderisch für bestimmte Benutzer, die ihren Tintenstrahldrucker nur selten verwenden, sein, da nahezu der Tintenvorrat eines gesamten Monats in der Röhrenanordnung gespeichert sein kann.
• Eine herkömmliche Art und Weise zum Angehen des Diffusionsproblems besteht darin, die Wanddicke des Kanals zu erhöhen. Wenn die Wanddicke höher wird, nimmt jedoch ungünstigerweise auch der Biegeradius zu. Ein größerer Biegeradius benötigt zusätzlichen Raum, wodurch oft die Gesamtgröße des Geräts, das den Kanal häust, größer sein muß, wodurch Material- und Verladekosten erhöht werden. Ferner verhindert eine physisch größere Einheit das Ziel des Lieferns einer kompakteren Ausrüstung mit einem kleineren "Fußabdruck", d. h. dem physischen Bereich, der durch die Ausrüstung am Arbeitsplatz oder zu Hause besetzt wird.
• Eine weitere Art und Weise zum Minimieren der Diffusion besteht darin, Diffusionsverhinderer zu dem Röhrenmaterial hinzuzufügen. Diese Antidiffusions-Additive verengen die Molekularbindungen des Kanalmaterials, was jedoch ungünstigerweise den Seiteneffekt hat, daß die Steifheit der Röhrenanordnung erhöht wird. Steifere Röhrenanordnungen benötigen mehr Biegekraft. Um diese zusätzlichen Kräfte handzuhaben, müssen oft die Abschnitte der Ausrüstung, die die Röhrenanordnung häusen, verstärkt werden. Bei einem Tintenstrahldruckmechanismus beispielsweise erfordert eine steifere Röhre schwerere Druckkopfwagenlager, einen stärkeren Motor, um den Wagen über eine Seite zu treiben, und integrierte Schaltungschips mit höheren Spannungswerten. Eine steiferer Röhre erfordert ferner einen größeren Biegeradius R. Ein größerer Biegeradius, sei er durch Verdicken der Röhrenwände oder durch Hinzufügen von Diffusionsverhinderern zu dem Röhrenmaterial bewirkt, erfordert, daß der Kanal in einem physisch größeren Gerät gehäust wird.
• Somit haben die früheren flexiblen Kanalsysteme die in gegensätzlichen Richtungen strebenden Bedürfnisse zum Minimieren der Diffusion und zum Minimieren des Biegeradius nicht ausreichend gelöst, wie es oben bezugnehmend auf einen Tintenstrahldrucker ausgeführt worden ist. Die in der Vergangenheit verwendeten Lösungen minimierten oft die Diffusionsrate auf Kosten der Zunahme des Biegeradius, wodurch jedoch die Gesamtgröße der resultierenden Ausrüstung erhöht wird. Eine größere Ausrüstung ist oft schwerer und in der Herstellung und Lieferung teurer und auch für bestimmte Kunden unerwünscht, die eine kompaktere Ausrüstung mit einem kleineren Fußabdruck vorziehen.
• Es würde daher wünschenswert sein, ein flexibles Kanalsystem und ein Verfahren, das die Diffusionsrate eines Fluids durch die Kanalwand verringert, ohne den Biegeradius des Kanals gegenüber dem zu erhöhen, dem begegnet wird, wenn eine frühere runde Röhrenanordnung verwendet wird, zu schaffen.
• Es würde ferner wünschenswert sein, eine Vorrichtung mit einem flexiblen Kanalsystem, dessen Profil individuell angepaßt ist, zu schaffen, derart, daß die resultierende Vorrichtung kompakter, leichter und in der Herstellung und Lieferung wirtschaftlicher ist als eine Ausrüstung, die die frühere runde Röhrenanordnung verwendet.
• Die EP-A-0476317 beschreibt eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung des obigen "Nebenachsen"-Typs.
• Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Tintenstrahldruckvorrichtung geschaffen, wie sie in Anspruch 1 definiert ist.
• Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Liefern eines Fluids zwischen zwei Positionen geschaffen, wie es in Anspruch 5 definiert ist.
• Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein flexibler Kanal geschaffen, wie er in Anspruch 7 definiert ist.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
• Fig. 1 ist eine perspektivische Teilschnittansicht einer Form einer Vorrichtung, die hier als Tintenstrahldrucker ausgeführt ist, bei der ein flexibles Kanalsystem, das individuell profilmäßig gestaltet ist, verwendet wird.
• Fig. 2 ist eine vergrößerte perspektivische Schnittansicht entlang der Linie 2-2 von Fig. 1.
• Fig. 3 ist eine vergrößerte radiale Querschnittsansicht des Kanals von Fig. 2.
• Fig. 4 ist eine Linienzeichnung des Kanalabschnitts von Fig. 3, die in durchgezogenen Linien gezeigt ist, wobei der radiale Querschnitt der bekannten Röhrenanordnung von Fig. 9 in gestrichelten Linien darübergelegt ist.
• Fig. 5 ist eine vergrößerte radiale Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung.
• Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Kanals von Fig. 5, der in zusammengeklapptem oder kollabiertem Zustand gezeigt ist.
• Fig. 7 ist eine vergrößerte radiale Querschnittsansicht einer Form eines alternativen Beispiels des Kanalsystems von Fig. 1.
• Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Kanals von Fig. 7, der in kollabiertem Zustand gezeigt ist.
• Fig. 9 ist eine perspektivische Aufrißschnittansicht einer bekannten runden Röhrenanordnung.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
• Die Fig. 1 bis 3 stellen ein Beispiel eines flexiblen Kanals 20 dar, der jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, der verwendet werden kann, um ein Fluid durch denselben von einer ersten Position 22 zu einer zweiten Position 24 zu liefern oder zu transportieren. Der Kanal oder die Röhre 20 hat ein erstes Ende 26 zum Aufnehmen von Fluid an der ersten Position 22 und ein zweites Ende 28 zum Liefern von Fluid zu der zweiten Position 26.
• Es ist offensichtlich, daß das Kanalsystem 20 in einer Vielzahl von verschiedenen Anwendungen verwendet werden kann, die einen flexiblen Kanal benötigen, um zwei entfernte Positionen miteinander zu koppeln. Insbesondere ist der Kanal 20 für Anwendungen mit den zwei Positionen 22, 24 gut geeignet, die sich relativ zueinander bewegen.
• Der Kanal 20 kann beispielsweise in Hydraulikanwendungen oder verschiedenen Roboteranwendungen nützlich sein, die eine Fluidlieferung erfordern, wie z. B. Systemen zum chemischen Sprühen, zum Farbensprühen, zum Kühlen oder zum Schmieren und dergleichen.
• Eine besonders nützliche Implementation zum Erörtern der Charakteristika des Kanals 20 ist eine Tintenstrahldruckvorrichtung, die hier als Tintenstrahldruckeranordnung 30 dargestellt ist. Obwohl es offensichtlich ist, daß die Druckvorrichtungskomponenten von Modell zu Modell variieren können, hat der dargestellte Tintenstrahldrucker 30 ein Gehäuse 32 und ein Druckmedienhandhabungssyystem 34. Das Medienhandhabungssystem 34 umfaßt einen Zuführbehälter 36 zum Zuführen eines Druckmediums, wie z. B. Papier, Dateikarten, Transparenzfolien, Mylar, Folien, usw., zu dem Drucker 30. Das Medienhandhabungssystem 34 hat eine Serie von Rollen (nicht gezeigt) zum Liefern der Blätter von dem Zuführbehälter 36 in eine Druckzone 35 und dann in einen Ausgabebehälter 38.
• Bei dem dargestellten Beispiel umfaßt die zweite Position 24 einen Druckkopf und eine Wagenanordnung 40, die von einer Seite zu einer anderen Seite über die Druckzone 35 entlang eines Führungsstabs 42 durch beispielsweise eine herkömmliche Antriebsriemen/Rollen- und -Motoranordnung (nicht gezeigt) angetrieben werden können. Der Druckkopf 40 kann eine Serie von Düsen umfassen, die auf herkömmliche Art und Weise aufgebaut sind, um selektiv eines oder mehrere Tintentröpfchen auf dem Druckmedium gemäß Befehlen aufzubringen, die über einen Leiterstreifen 44 von einer Druckersteuerung 46 empfangen werden, die innerhalb des Gehäuses 32 beispielsweise an der in Fig. 1 gezeigten Position positioniert ist. Die Steuerung 46 empfängt im allgemeinen Befehle von einem Computer (nicht gezeigt), wie z. B. einem Personalcomputer. Personalcomputer, ihre Eingabegeräte, wie z. B. eine Tastatur und/oder ein Mausgerät (nicht gezeigt), und Computermonitore sind für Fachleute bekannt.
• Bei dem dargestellten Beispiel umfaßt die erste Fluidposition 22 einen Tintenbehälter 50, der einen Tintenvorrat speichert. Eine Vielzahl unterschiedlicher Systeme kann implementiert werden, um die Tinte von dem Behälter 50 zu dem Druckkopf 40 zu bringen. Eine Kolbenbetätigeranordnung 52 erstreckt sich beispielsweise in den Behälter 50, um Tinte in das erste Ende 26 des Kanals zu drängen. Weitere Verfahren zum Drängen der Tinte durch die Röhre 20 umfassen die Verwendung der Kapillarwirkung, ein Schwerkraftzuführungssystem, das durch Befestigen des Behälters 50 an einer Position (nicht gezeigt), die höher als der Druckkopf 40 ist, oder eine Pumpwirkung, die beispielsweise durch eine peristaltische Pumpe (nicht gezeigt) geschaffen wird.
• Wenn der Druckkopf 40 über die Druckzone 35 hin- und herbewegt wird, ist es offensichtlich, daß sich der Kanal 20 krümmen und biegen muß, wenn das zweite Ende 28 mit dem Druckkopf bezüglich des festen ersten Endes 26 an dem Behälter 50 bewegt wird. Es existieren Begrenzungen bezüglich des Biegegrads, den eine Röhre bzw. ein Schlauch aushalten kann, bevor er kollabiert oder zusammenfällt. Diese Begrenzungen hängen von dem Typ des ausgewählten Materials und von dem Querschnittsprofil der speziellen Röhre ab. Der Kanal 20 kann aus einer Vielzahl unterschiedlicher Eleastomere und Kunststoffe mit variierenden Materialeigenschaften aufgebaut sein.
• Nachdem das Kanalmaterial ausgewählt worden ist, kann die radiale Querschnittsform (z. B. Fig. 3) des Kanals 20 spezifisch profiliert bzw. profilmäßig angepaßt werden. Wenn beispielsweise eine Röhrengröße für eine spezielle Anwendung ausgewählt wird, existieren mehrere Faktoren, die betrachtet werden müssen, einschließlich des Biegeradius, der Diffusionsrate, der Röhrenlänge, des Eingangsdrucks, der erforderlichen Flußrate und der Leichtigkeit beim Herstellen oder Beschaffen des Kanals sowie der Leichtigkeit des Zusammenbaus in der schließlichen Vorrichtung.
• Die zwei hier interessierenden Faktoren sind der Biegeradius und die Diffusionsrate, welche beide betroffen sind, wenn das Querschnittsprofil des Kanals 20 ausgewählt wird.
• Bezugnehmend auf eine bekannte Röhre A in Fig. 9 analysiert ein Analyseschema zum Annähern des Biegeradius bei dieser kreisförmigen Röhre A die Gleichungen zum Biegen eines Balkens, die folgendermaßen lauten:
• r = EI / M
• Es gilt: r = Krümmungsradius,
• E = Elastizitätsmodul
• M = Biegemoment, und
• I = Trägheits-Biegemoment.
• Während die obige Formel dazu bestimmt ist, um die kleinen Abweichungen von Stahlbalken zu untersuchen, impliziert sie, daß Abbiegungen innerhalb des linearen Bereichs des Spannungs-Dehnungsdiagramms ist, derart, daß das Elastizitätsmodul E konstant ist. Somit verändert das Profil des Balkens während der Biegung nicht seine Form. Ungünstigerweise ist das Kunststoffmodul während einer Biegung nicht notwendigerweise konstant, und das Profil der flexiblen Röhrenanordnung verändert gerade die Form, wenn es gebogen wird. Obwohl die obige Gleichung somit eine gute erste Annäherung für einen Biegeradius sein kann, kann es wertvoller sein, den Biegeradius zu analysieren, indem angenommen wird, daß er etwa proportional zu dem Trägheits-Biegemoment ist.
• Bei dieser Analyse kann das Biegemoment der Trägheit unter Verwendung entweder einer Annäherung für den Biegeradius oder unter Verwendung einer Röhrenprobe eines erwünschten Materials und eines ausgewählten Biegeradius berechnet werden. Der resultierende Wert kann als Basis zum Erzeugen von Röhren unterschiedlicher Größe verwendet werden, die im wesentlichen den gleichen Biegeradius haben. Bezugnehmend auf Fig. 9 lautet das Trägheitsmoment I für die bekannte kreisförmige Röhre A folgendermaßen:
• I = (π/64)(Do&sup4; - Di&sup4;)
• Aus der Gleichung für das Trägheitsmoment ist es offensichtlich, daß kleine Änderungen an dem Außendurchmesser Do eine große Auswirkung auf das Trägheitsmoment I haben. Bezüglich des Innendurchmessers Di bestimmt die relative Größe von Di bezüglich des Außendurchmessers Do den Grad an Einfluß, den der Innendurchmesser auf das Trägheitsmoment I hat, sowie die resultierende Wanddicke.
• Bekannte frühere Röhrenentwurfsphilosophien beschäftigten sich mit dem Minimieren des Knickens der Röhre während des Biegens, da das ungesteuerte Zusammenfallen der Röhre, das durch einen Knick erzeugt wird, typischerweise den Fluidfluß angehalten hat oder ernsthaft behindert hat. Die Röhre A (Fig. 9) mit zylindrischem oder rundem Profil hat typischerweise das strukturell stabilste und knick-widerstandsfähigste Profil, und dieselbe kann ohne weiteres in jede Richtung gebogen werden. Um Diffusionsprobleme bei runden Röhrenanordnungen anzugehen, wurden die Wanddicken erhöht, oder es wurden Antidiffusionskomponenten zu dem Röhrenmaterial hinzugefügt, was beides den Biegeradius erhöht hat, wie es im Abschnitt bezüglich des Hintergrunds der Erfindung hierin erörtert wurde.
• Um die beiden Probleme des Verhinderns der Diffusion und des Minimierens des Biegeradius anzugehen, ist das erste dargestellte Beispiels des Kanals 20 in den Fig. 2 bis 4 gezeigt. Der Kanal 20 umfaßt einen Körper 60 aus Elastomer, Kunststoff oder einem anderen elastischen flexiblen Material. Der Körper 60 ist gebildet, um eine durchgehende Wand 62 zu haben, die durch eine äußere Oberfläche 64 und eine innere Oberfläche 66 begrenzt ist, von denen zumindest eine vorzugsweise nicht im radialen Querschnitt kreisförmig ist (siehe beispielsweise Fig. 3). Die innere Oberfläche 66 ist gebildet, um eine längliche Kammer 68 zum Liefern eines Fluids durch dieselbe von dem ersten Ende 26 zu dem zweiten Ende 28 zu definieren.
• Die Wand 62 des dargestellten Kanals 20 hat eine Dicke, die im radialen Querschnitt ungleichmäßig ist. Die Wand 62 hat beispielsweise zwei dicke Abschnitte oder Querschnitte 70 und 72 einer Dicke T1 und zwei dünne Abschnitte oder Quer schnitte 74 und 76, von denen jeder eine Dicke T2 hat, die kleiner als die Dicke T1 ist. Vorzugsweise hat die Wand 62 einen Abschnitt mit gleichmäßiger Dicke, wie z. B. die Abschnitte der dünnen Querschnitte 74, 76, und zumindest einen weiteren Querschnitt mit einer Dicke, die sich von der gleichmäßigen Dicke unterscheidet, hier die Abschnitte 70 und 72. Vorzugsweise ist der größere Teil des Umfangs des Kanals 20 durch dicke Abschnitte 70 und 72 umgeben, die die Diffusion kraft ihrer größeren Wanddicken verringern.
• Die dünnen Abschnitte 74 und 76 des Kanals 20 nehmen vorzugsweise einen kleineren Anteil des Umfangs, beispielsweise in der Größenordnung von 10 bis 90º eines Bogens, ein. Wenn die Wanddicke der dünneren Abschnitte 74, 76 kleiner als die einer runden Röhre A (Fig. 9) mit vergleichbarer Flußrate ist, dann kann die Diffusion durch die dünnen Abschnitte höher als bei der herkömmlichen runden Röhre sein. Fig. 4 zeigt den Kanal 20 und darübergelegt die herkömmliche runde Röhrenanordnung A (gestrichelte Linie), um die relative Größe, die Wanddicken und die Krümmung dieser Kanäle zu vergleichen. Durch Auswählen einer kleineren Krümmungsspannweite für die dünnen Abschnitte als für dickere Abschnitte wird jedoch die Gesamtdiffusionsrate für das Röhrenprofil 20 unter die minimale Diffusionsrate einer vergleichbaren herkömmlichen kreisförmigen Röhre A verringert. Darüberhinaus sind die dünneren Abschnitte 74, 76 flexibler als die dicken Abschnitte 70, 72, derart, daß der Kanal 20 dahin tendiert, in einer gesteuerten Richtung gebogen zu werden, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, wobei die dicken Abschnitten 70, 72 im wesentlichen konzentrisch zueinander ausgerichtet sind.
• Ein Ausführungsbeispiel eines Kanalprofils gemäß der vorliegenden Erfindung ist als Kanal 20' in den Fig. 5 und 6 gezeigt. Der Kanal 20' kann wie oben für den Kanal 20 beschrieben aufgebaut sein, wobei jedoch eine oder mehrere längliche Hilfskammern hinzugefügt worden ist bzw. sind, die durch eine Wand 62' des Körpers 60' definiert ist bzw. sind, die sich im wesentlichen parallel zu der Hauptkammer 68 er streckt bzw. erstrecken. Der Kanal 20' hat beispielsweise zwei Hilfskammern 80 und 82, die sich durch jeweilige dickere Abschnitte 70' und 72' erstrecken. Die Kammern 80, 82 sind vorzugsweise in fluidmäßiger Kommunikation mit dem Druckkopf 40 und dem Behälter 50.
• Unter zusammengefallenen oder kollabierten Bedingungen, wenn der Kanal 20' geknickt ist, wie es in Fig. 6 gezeigt ist, fällt die Hauptkammer 68 im wesentlichen auf gesteuerte Art und Weise zusammen, um den Fluß zu begrenzen, wobei jedoch ein minimaler Fluß durch die begrenzten verbleibenden Durchgangskanäle 86 und 88 geliefert wird. Der dargestellte Kollaps wird in einer vorhersagbaren Richtung gesteuert, d. h. die dünnen Abschnitten 74, 76 biegen sich viel stärker als die dicken Abschnitte 70', 72' während des Kollapses. Durch Auswählen des Kanalmaterials und der Profilform wird ferner der Grad an Flußbegrenzung (oder die Menge an verbleibendem Fluß) während des Kollapses gesteuert. Sowohl der Punkt der Kollapsrichtung als auch der Punkt des Grades der Flußimpedanz werden allgemein hierin entweder gemeinsam oder einzeln durch die Ausdrücke "gesteuerter Kollaps" oder "gesteuertes Biegen" bezeichnet.
• Es ist offensichtlich, daß der Kollaps des Kanals 20 ebenfalls gesteuert werden kann, wie es in Fig. 6 für den Kanal 20' gezeigt ist, wobei das Kollapsprofil immer noch eine ausreichend große Öffnung durch Durchgangskanäle 86, 88 beibehält, um einen Fluidfluß durch dieselben aufrecht zu erhalten, obwohl derselbe natürlich ein gehinderter Fluß ist. Weitere Schemen können verwendet werden, um einen kleineren Kanal durch den Kanal 20 aufrecht zu erhalten, wenn derselbe durch einen Knick begrenzt ist. Ein Abschnitt der Abschnitte 74, 76 kann beispielsweise dicker (nicht gezeigt) sein und einem Kollaps eher widerstehen als der Rest der Abschnitte 74, 76. Während das Profil des Kanals 20 von dem in Fig. 3 gezeigten geändert werden kann, um die Durchgangskanäle 84 und 86 in dem Kanal 20' größer zu machen, können die Hilfskammern 80 und 82 dimensioniert werden, um einen ausreichen den Fluß durch den Kanal während eines kurzen Knickens beizubehalten.
• Bezugnehmend auf die Fig. 7 und 8 ist ein weiteres Beispiel eines Kanals 20" gezeigt, der jedoch nicht gemäß der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist. Der Kanal 20" ist in radialem Querschnitt gezeigt, und derselbe umfaßt einen Körper 90, der als Wand 92 mit einer äußeren Oberfläche 94 und einer inneren Oberfläche 95 gebildet ist. Die innere Oberfläche 95 ist konfiguriert, um eine längliche Kammer 96 zu definieren, die sich von dem ersten Ende 26 zu dem zweiten Ende 28 des Kanals erstreckt (siehe Fig. 1). Der Kanal 20 hat einen dünnen Wandabschnitt 98 und einen dicken Wandabschnitt, die als Vorstand oder Rippe 100 dargestellt sind, die sich in einer ansonsten zylindrischen Hauptkammer 96 erstrecken. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der dünne Abschnitt 98 um etwa 330º um den radialen Umfang der Kammer 96, wobei sich der dickere Rippenabschnitt 100 von 10-50º erstreckt, jedoch vorzugsweise um 30º. Die äußere Oberfläche 94 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig.
• Wie es in Fig. 8 gezeigt ist, verhindert die Rippe 100 eine Totalblockade des Kanals 20" während des Kollapses. Die Rippe 100 fördert ferner einen gesteuerten Kollaps auf die gezeigte Art und Weise. Die Hauptkammer 96 nimmt dabei in ihrer Querschnittsfläche ab, bis zwei kleinere Kammerbereiche 102 und 104 errichtet werden, die durch die Rippe 100 offengehalten werden. Es ist offensichtlich, daß eine Hilfskammer (nicht gezeigt), wie z. B. die Kammern 80 und 82 (Fig. 5 und 6) ebenfalls beispielsweise innerhalb des Bereichs der Rippe 100 hinzugefügt werden können. Es ist offensichtlich, daß der Körper 90 mit anderen Rippen (nicht gezeigt) gebildet werden kann, die sich in der ansonsten kreisförmigen Kammer 96 erstrecken, um den Kollaps des Kanals 20" zu steuern.
• Darüberhinaus ist es offensichtlich, daß das Profil der Kanäle 20, 20', 20 (Fig. 5, 3, 7) entweder über der Gesamtlänge des Kanals konstant sein kann, oder daß das Profil variieren kann. Es dürfte beispielsweise vorteilhaft sein, die Wanddicke der Kanäle zu variieren, um die Biegbarkeit in bestimmten Bereichen zu steigern, während ein dickerer Wandradius in Abschnitten nützlich sein wird, die während der Verwendung relativ gerade bleiben, wodurch die Diffusion minimiert werden kann. Zwecks der Einfachheit der Herstellung kann es jedoch bevorzugt sein, ein konstantes Profil über der Gesamtlänge des Kanals beizubehalten, wodurch kein spezialisiertes Zerteilen der Kanallängen oder ein spezialisierter Zusammenbau (z. B. ein angepaßtes Profil in der Nähe eines Endes 28, jedoch ein kreisförmiges Profil an dem Ende 26) erforderlich ist. Für andere Implementationen kann jedoch ein solcher spezialisierter Zusammenbau eines Kanals mit variablem Profil kosteneffektiv sein.
• Ein weiterer Nachteil der bekannten Röhrenanordnung A von Fig. 9 ist die konzentrierte Spannung, die dieselbe an dem Biegepunkt aushalten muß, besonders wenn ein Kollaps vorhanden ist. Es ist somit sehr vorhersagbar, wo ein Fehler in der Röhre A auftreten wird, nämlich insbesondere an dem Biegepunkt. Dagegen wird bei dem dargestellten Kanal mit spezifisch angepaßtem Profil die Spannung über der gesamten Biegeregion verteilt. Die Spannungsverteilung ist ein anderer Punkt, der innerhalb des Ausdruckes "gesteuerte Biegung" oder "gesteuerter Kollaps" in dieser Anmeldung umfaßt ist.
• Es ist offensichtlich, daß durch Verwendung des spezifisch profilierten flexiblen Kanalsystems, das hierin dargestellt ist, ebenfalls ein Verfahren zum Liefern von Fluid zwischen zwei Positionen, wie z. B. von einem Behälter zu einem Druckkopf, implementiert werden kann, das auf vorteilhafte Weise die Diffusionsrate der Tinte oder eines anderen Fluids während des Transports steuert. In einem ersten Schritt wird der Kanal 20, 20' oder 20" für eine fluidmäßige Kommunikation zwischen den zwei Positionen, wie z. B. dem Behälter 50 und dem Druckkopf 40, gekoppelt. In variierenden Intervallen wird die Tinte durch den Kanal transportiert, wie sie zum Drucken, Freimachen oder Reinigen des Druckkopfs, usw. benötigt wird, und zwar zwischen dem Behälter 50 und dem Druckkopf 40. In einem Auswahlschritt wird der Kanal wie oben beschrieben ausgewählt, wobei der Kanal eine Wand mit einer Dicke hat, die im radialen Querschnitt ungleichmäßig ist, wie es in den Fig. 3, 5 und 7 gezeigt ist. Die Wanddicke und das Profil des Kanals können wie oben beschrieben ausgewählt werden, um den Biegeradius, den Fluß während normaler Bedingungen und während des Kollapses sowie die Biegerichtung während des Druckens zu steuern. Diese Profilungleichmäßigkeit wird ferner ausgewählt, um die Diffusionsrate der Tinte oder eines anderen Fluids während des Schritts des Transportierens und zwischen abgeschlossenen Transportschritten zu steuern. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel kann diese Zeit "zwischen abgeschlossenen Transportschritten" von einer Anzahl von Sekunden, wenn der Druckkopf 40 gerade ruht, bis zu längeren Zeitdauern in der Größenordnung von Tagen, Monaten oder länger variieren, wenn der Drucker 30 nicht verwendet wird.
• In variierenden Intervallen kann das Verfahren ferner den Schritt des Kollabierens eines Abschnitts der Hauptkammer 68, 96 haben, wie z. B. wenn der Druckkopf 40 seine am meisten entfernte Position von dem Behälter 50 (ganz links entlang des Führungsstabs 42 in Fig. 1) hat. In einem Steuerschritt wird dieses Kollabieren gesteuert, um weiter Tinte durch den Kanal zu transportieren, wie z. B. durch die Hilfskammern 80 und 82, durch die verbleibenden offenen Kanäle 86 und 88 (Fig. 6) oder durch die verbleibenden Kanäle 100 und 102 (Fig. 8). Durch Auswahl des Röhrenprofils können Biegespannungen, die in dem Kanal während der Bewegung der Enden 26, 28 relativ zueinander erzeugt werden, wie z. B. während des Druckens, im wesentlichen gleichmäßig über einer Länge des röhrenförmigen Bauglieds verteilt werden, und es findet nicht eine Konzentration an einem einzigen Ort statt, wie sie bei der bekannten Röhre A von Fig. 9 auftritt.
• Beim Implementieren des Verfahrens und des Kanalsystems der vorliegenden Erfindung reduziert der profilmäßig angepaßte flexible Kanal auf vorteilhafte Weise eine Diffusion des Fluids durch die Röhrenwand, während ebenfalls der Biegeradius minimiert wird. Somit wird Fluid eingespart, weshalb der Betrieb wirtschaftlich ist. Die Biegerichtung wird gesteuert und durch das anwendungsspezifische Profil vorhersagbar, und ein Fluß kann sogar während eines gelegentlichen Knickens des Kanals beibehalten werden. Ein Verringern des Biegeradius für eine gegebene Flußrate gegenüber einer vergleichbaren runden Röhrenanordnung erlaubt den Entwurf einer kleineren Vorrichtung. Im allgemeinen sind kleinere Produkte wirtschaftlicher, und zwar bezüglich der Herstellung und der Lieferung, sowie kompakter und für den Endverbraucher wünschenswerter.

Claims (7)

1. Eine Tintenstrahldruckvorrichtung (30) zum Drucken eines ausgewählten Bildes auf ein Druckmedium, mit folgenden Merkmalen:

einem Gehäuse (32);

einem Druckmediumhandhabungssystem (34), das in dem Gehäuse (32) gehäust ist, zum Zuführen des Druckmediums zu einer Druckzone (35);

einem Druckkopfwagensystem (40), das einen Druckkopf über die Druckzone (35) hin- und herbewegt, um Tinte ansprechend auf ein Steuersignal selektiv auf das Druckmedium aufzubringen;

einem Behälter (50) zum Lagern eines Vorrats an Tinte; und

einem flexiblen Kanal (20') zum Liefern der Tinte von dem Behälter (50) zu dem Druckkopf (40), wobei der Kanal einen Körper (60') mit einer Wand (62') hat, der eine längliche Hauptkammer (68) definiert, die in Kommunikation mit dem Behälter (50) und dem Druckkopf (40) ist, wobei die Wand einen ersten Abschnitt (74, 76) mit im wesentlichen gleichmäßiger Dicke und einen zweiten Abschnitt einer Dicke, die sich von der gleichmäßigen Dicke unterscheidet, hat, wobei der Körper (60') ferner eine oder mehrere längliche Hilfskammern (80, 82) definiert, die sich durch den Körper (60') erstrecken.

2. Eine Tintenstrahldruckvorrichtung (30) gemäß Anspruch 1, bei der die Körperwand (62') eine äußere Oberfläche (64) und eine innere Oberfläche (66) hat, die die läng liche Hauptkammer (68) definieren, wobei entweder die innere oder die äußere Oberfläche oder beide Oberflächen ein nicht-kreisförmiges radiales Querschnittsprofil haben.

3. Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die Dicke des zweiten Abschnitts (70', 72') der Wand größer als die gleichmäßige Dicke ist.

4. Eine Tintenstrahldruckvorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der Körper zwei der ersten Abschnitte (74, 76) und zwei der zweiten Abschnitte (70', 72') aufweist, wobei die ersten Abschnitte durch die zweiten Abschnitte voneinander getrennt sind.

5. Ein Verfahren zum Liefern eines Fluids zwischen zwei Positionen (50; 40), mit folgenden Schritten:

Koppeln eines flexiblen Kanals für eine fluidmäßige Kommunikation zwischen den zwei Positionen (50, 40), wobei der Kanal (20') einen Körper (60') hat, der eine längliche Hauptkammer (68) und eine oder mehrere längliche Hilfskammern (80, 82) definiert;

in variierenden Intervallen, Transportieren des Fluids zwischen den zwei Positionen (50, 40) durch den Kanal (20');

Auswählen des Kanals, damit derselbe eine Wand mit einer ungleichmäßigen Dicke hat, die ausgewählt ist, um eine Diffusionsrate des Fluids durch die Kanalwand während des Transportschritts des und zwischen dem Auftreten von Transportschritten zu steuern; und

gelegentliches Kollabieren zumindest eines Abschnitts der Hauptkammer (68) während des Transportschritts, wobei der Transportschritt ferner das Transportieren des Fluids durch die eine oder die mehreren länglichen Hilfskammern (80, 82) während des Schritts des Kollabierens umfaßt.

6. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5, das ferner folgende Schritte aufweist:

Bewegen zumindest einer der zwei Positionen (50, 40) relativ zu der anderen Position;

Biegen des Kanals (20') während des Schritts des Bewegens;

Erzeugen einer Biegespannung in dem Kanal (20') während des Schritts des Biegens; und

Verteilen der Biegespannung auf eine im wesentlichen gleichmäßige Konzentration über einem Abschnitt des Kanals, der einer Biegung unterliegt.

7. Ein flexibler Kanal (20') zum Leiten eines Fluids durch denselben, der einen Körper (60') aus einem elastischen Material mit einer Wand mit einer äußeren Oberfläche (64) und einer inneren Oberfläche (66) aufweist, wobei die innere Oberfläche gebildet ist, um eine längliche Hauptkammer (68) zu definieren, wobei der Körper eine oder mehrere längliche Hilfskammern (80, 82), die sich durch den Körper (60') erstrecken, und ein erstes und ein zweites Tor (26, 28) definiert, die im Kommunikation mit der Kammer sind, um das Fluid durch die Kammer zu transportieren, wobei entweder die innere oder die äußere Oberfläche oder beide Oberflächen ein nichtkreisförmiges Querschnittsprofil hat bzw. haben, und wobei ein erster Abschnitt (74, 76) der Wand eine im wesentlichen gleichmäßige Dicke hat.