DE60119597T2

DE60119597T2 - Tintenpatrone und Tintenstrahldruckvorrichtung mit einer derartigen Tintenpatrone

Info

Publication number: DE60119597T2
Application number: DE60119597T
Authority: DE
Inventors: Taku Suwa-shi Ishizawa; Toshio Suwa-shi Kumagai; Masanori Suwa-shi Kamijyo
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-01-21
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2021-01-23
Also published as: EP1849608A1; US6758556B2; US8636347B2; ES2335521T3; EP1916114A1; US20070279462A1; DE60140703D1; ES2263517T3; PT1120258E; US20140055538A1; EP1849608B1; EP1120258B1; ES2343144T3; US7152965B2; ATE326347T1; US7784923B2; EP1120258A3; ATE465012T1; US20020089576A1; DE20122653U1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenkartusche, die bei einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt werden soll, und so ausgebildet ist, dass sie Tinte einem Aufzeichnungskopf zuführt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche die Tintenkartusche einsetzt.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung erzeugt vergleichsweise geringe Geräusche während des Druckvorgangs, und kann kleine Punkte mit hoher Dichte erzeugen. Daher wird die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung seit einiger Zeit bei einer Anzahl von Druckanwendungen eingesetzt, einschließlich des Farbdrucks.
Eine derartige Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung ist normalerweise mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf versehen, der auf einem Schlitten angebracht ist, und in Richtung der Breite eines Aufzeichnungspapiers bewegt wird, und mit einer Papiervorschubvorrichtung zum Bewegen des Aufzeichnungspapiers in Richtung orthogonal zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungskopfes. Auf Grundlage von Druckdaten werden Tintentropfen von dem Aufzeichnungskopf ausgespritzt, wodurch die Daten auf dem Aufzeichnungspapier aufgezeichnet werden.
Der Aufzeichnungskopf ist auf dem Schlitten angebracht, und kann Tintentropfen beispielsweise in den Farben Schwarz, Gelb, Zyan, und Magenta ausspritzen. Daher ermöglicht die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung einen Vollfarbdruck durch Änderung der Anteile der Tintenarten, sowie den Druck von Text mit schwarzer Tinte.
Um mit einem vergleichsweise großen Umfang an Druckaufträgen fertig zu werden, ist bei einer Aufzeichnungseinrichtung dieser Art, die beispielsweise für Einsatzzwecke im Büro oder im Beruf geliefert wird, die Verwendung von Tintenkartuschen mit großem Volumen erforderlich. Zu diesem Zweck wurde eine Aufzeichnungseinrichtung zur Verfügung gestellt, bei welcher Tintenkartuschen an einem Kartuschenhalter befestigt sind, der beispielsweise bei einem Einrichtungs-Hauptkörper vorgesehen ist.
In der Aufzeichnungseinrichtung sind Untertanks auf dem Schlitten angeordnet, der den Aufzeichnungskopf aufweist, und werden die jeweiligen Untertanks mit Tinte von zugehörigen Tintenkartuschen über Tintenzufuhrschläuche nachgefüllt. Die Untertanks liefern wiederum Tinte an den Aufzeichnungskopf.
Seit einiger Zeit besteht ein wachsendes Bedürfnis für eine Aufzeichnungseinrichtung für große Abmessungen, die Druck auf Papier mit größeren Abmessungen durchführen kann, bei welcher ein Schlitten eine größere Abtastentfernung zurücklegt. Um die Durchsatzrate einer derartigen Aufzeichnungseinrichtung zu verbessern, ist eine größere Anzahl an Düsen in einem Aufzeichnungskopf vorgesehen.
Weiterhin besteht ein Bedürfnis nach einer Aufzeichnungseinrichtung, die aufeinander folgend Tinte den jeweiligen Untertanks zuführt, die auf dem Schlitten angebracht sind, von zugehörigen Tintenkartuschen, während ein Druckvorgang durchgeführt wird, um die Durchsatzrate zu erhöhen, und welche stabil Tinte von den jeweiligen Untertanks dem Aufzeichnungskopf zuführt.
Bei einer derartigen Aufzeichnungseinrichtung nimmt, da sich der Schlitten über eine größere Abtastentfernung bewegt, die Länge der jeweiligen Tintenzufuhrschläuche unvermeidlich zu. Darüber hinaus ist, wie voranstehend erwähnt, eine größere Anzahl an Düsen in dem Aufzeichnungskopf vorgesehen. Daher tritt bei einer derartigen Aufzeichnungseinrichtung das technische Problem auf, dass eine unzureichende Tintenzufuhr zu den Untertanks erfolgt, da der Aufzeichnungskopf eine große Tintenmenge verbraucht, und eine Erhöhung des dynamischen Drucks (also ein Druckverlust) der Tinte in jedem der Tintenzufuhrschläuche auftreten kann, welche die Tintenkartuschen und die Untertanks miteinander verbinden.
Als eine Maßnahme zum Verhindern dieses technischen Problems kann beispielsweise eine Konstruktion eingesetzt werden, bei welcher Luftdruck auf die Tintenkartuschen einwirkt, um zwangsweise einen Fluss von Tinte von den Tintenkartuschen zu den Untertanks mit Hilfe des Luftdrucks hervorzurufen. Diese Konstruktion ermöglicht es, eine ausreichende Menge an Tinte den Untertanks zuzuführen.
36 ist eine Querschnittsansicht, die ein Beispiel für eine Konstruktion für eine Tintenkartusche nach dem Stand der Technik zeigt, die bei einer derartigen Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt wird. In 36 bezeichnet das Bezugszeichen 81 ein Gehäuse, welches den äußeren Mantel einer Tintenkartusche bildet. Das Gehäuse 81 ist einstückig in Form einer Flasche mit einer relativ großen Öffnung aus Kunstharzmaterial durch Blasformen ausgebildet.
Ein säulenförmiges Kappenteil 84 ist in einen Öffnungsabschnitt 82 über einen O-Ring 83 eingepasst. Durch das Kappenteil 84 und den O-Ring 83 wird das Innere des Gehäuses 81 abgedichtet, wodurch eine Druckkammer 85 in dem Gehäuse 81 ausgebildet wird.
Ein Tintenauslassabschnitt 86, der einen Kugelhahn verwendet, ist im Zentrum des säulenförmigen Kappenteils 84 vorgesehen. Tinte kann von einer Tintenpackung 87, die in dem Gehäuse 81 aufgenommen ist, und aus einem mit Tinte befülltem, flexiblen Material besteht, nach außen über den Tintenauslassabschnitt 86 abgegeben werden.
Eine Lufteinlassöffnung 89 ist in einem Abschnitt des Kappenteils 84 vorgesehen. Ein Gummistopfen 88 ist auf die Lufteinlassöffnung 89 aufgepasst. Ein Durchgangsloch 88a ist im Zentrum des Gummistopfens 88 vorgesehen. Wenn die Tintenkartusche nicht an einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung angebracht ist, ist das Durchgangsloch 88a verschlossen.
Wenn die Tintenkartusche an der Aufzeichnungseinrichtung angebracht ist, dringt eine nicht dargestellte Hohlnadel, die auf der Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist, durch das Durchgangsloch 88a des Gummistopfens 88 hindurch, und kann Druckluft in die Druckkammer 85 über die Hohlnadel hineingelangen.
Daher wird die Druckluft in die Druckkammer 85 über die Hohlnadel eingelassen. Bei Einwirkung des Druckes wird die in der Tintenpackung 87 enthaltene Tinte nach außen über den Tintenauslassabschnitt 86 ausgegeben.
Die voranstehend geschilderte Tintenkartusche mit einer Konstruktion nach dem Stand der Technik weist einige Probleme auf, die gelöst werden müssen, wie dies nachstehend angegeben ist.
Ein erstes Problem ist folgendes. Bei der voranstehend geschilderten Tintenkartusche mit einer Konstruktion nach dem Stand der Technik ist das Gehäuse, welches den äußeren Mantel bildet, einstückig durch Blasformen hergestellt, so dass, wie aus dem Beispiel für die Konstruktion gemäß 36 hervorgeht, die Tintenpackung 87 vereinigt an dem säulenförmigen Kappenteil 84 angebracht ist, das mit dem Tintennachfüllventil 86 und dem Luftzufuhrventil 88 versehen ist.
Das Kappenteil 84 ist im Drucksitz in den Öffnungsabschnitt 82 unter Verwendung des O-Rings 83 eingepasst, so dass die Tintenpackung 87, die nicht mit Tinte gefüllt wurde, in das Gehäuse 81 eingeführt wird. Dann wird Tinte in die Tintenpackung 87 von außerhalb über das Tintennachfüllventil 86 eingespritzt, um hierdurch ein Erzeugnis fertig zu stellen, also die Tintenkartusche.
Da das Gehäuse, welches den äußeren Mantel der Tintenkartusche mit einer Konstruktion nach dem Stand der Technik festlegt, einstückig durch Blasformen ausgebildet wird, treten häufig Schwierigkeiten beim Einbau einer Tintenpackung, die bereits mit Tinte gefüllt wurde, in das Gehäuse auf. Dies bedeutet, dass die Tintenpackung mit Tinte in einem nachfolgenden Vorgang gefüllt werden muss.
Weiterhin wirkt ein vorbestimmter Druck aufs Innere des Gehäuses während des Aufzeichnungsvorgangs der Aufzeichnungseinrichtung ein. Es muss eine Gegenmaßnahme vorgesehen werden, um eine Verformung des Gehäuses zu verhindern, die anderenfalls hervorgerufen würde, wenn auf das Gehäuse Druck einwirkt. Aus diesem Grund ist zur Sicherstellung der Festigkeit des Gehäuses der Einsatz einer einfachen Konstruktion vorzuziehen, beispielsweise in Form eines Zylinders wie eine Flasche, die einen relativ großen Öffnungsabschnitt aufweist, wie dies in 36 gezeigt ist.
Ein derartiger, äußerer Mantel führt jedoch zu dem Problem, dass das Volumen des Gehäuses vergrößert wird, welches es einnimmt, was zu Schwierigkeiten in Bezug auf das Layout einer Aufzeichnungseinrichtung dieser Art führt, wobei eine parallele Anordnung von Farbtintenkartuschen erforderlich ist.
Eine weitere, denkbare Maßnahme zur Sicherstellung der Festigkeit des Gehäuses besteht in der Vergrößerung der Dicke des Gehäuses. Allerdings wird eine große Menge an Kunstharzmaterial zur Ausbildung eines Gehäuses benötigt, wodurch die Schwierigkeit entsteht, Ressourcen einzusparen.
Im Gegensatz hierzu besteht eine weitere, denkbare Maßnahme zur Verringerung der Menge an Kunstharzmaterial, die eingesetzt wird, darin, einstückig Verstärkungsrippen auf einem Teil des Gehäuses vorzusehen. Wie voranstehend erwähnt, ist jedoch beim Einsatz von Blasformen zur Ausbildung eines Gehäuses die Ausbildung von Verstärkungsrippen im Inneren des Gehäuses normalerweise schwierig.
Ein zweites Problem besteht darin, dass in einem Fall, in welchem Tintenkartuschen mit einer Konstruktion nach dem Stand der Technik, die an einer Aufzeichnungseinrichtung angebracht sind, von der Aufzeichnungseinrichtung abgenommen werden, nachdem sie einen Tintenzufuhrvorgang durchgeführt haben, das Durchgangsloch 88a, das in dem Gummistopfen 88 vorgesehen ist, sofort geschlossen wird, infolge der Elastizität des Gummis, so dass Druckluft in der Druckkammer 85 verbleibt.
Die Druckluft, die in der Druckkammer 85 verbleibt, beaufschlagt weiterhin die Tintenpackung 87 mit Druck.
Wenn die Kugel, die bei dem Tintenauslassabschnitt 86 vorgesehen ist, versehentlich oder absichtlich beispielsweise unter Einsatz einer Stiftspitze oder eines ähnlichen Geräts hineingedrückt wird, so spritzt die in der Tintenpackung 87 enthaltene Tinte heraus, wodurch der Umgebungsbereich verschmutzt wird.
Ein weiteres Problem besteht darin, dass Tinte aus dem Tintenauslassabschnitt 86 herauslecken kann, selbst wenn keine Druckeinwirkung erfolgt.
Um das Auftreten derartiger Probleme zu verhindern, müssen Maßnahmen vorgesehen werden, um aktiv den Luftdruck aus dem Inneren der Druckkammer 85 entweichen zu lassen, durch Einführen einer Hohlnadel, beispielsweise einer Spritzennadel, in das Durchgangsloch 88a des Gummistopfens 88, wenn die Tintenkartusche von der Aufzeichnungseinrichtung abgenommen wird.
Allerdings ist ein derartiger Vorgang der Druckentlastung für den Benutzer mühsam, und stellt in der Praxis keine verlässliche Gegenmaßnahme dar.
Selbst wenn die Tintenkartusche mit einer Konstruktion nach dem Stand der Technik so aufbewahrt wird, dass sie nicht an einer Aufzeichnungseinrichtung angebracht ist, führt eine Änderung der Umgebungstemperatur an dem Ort, an welchem die Tintenkartusche aufbewahrt ist, insbesondere eine Erhöhung der Umgebungstemperatur, zu einem Anstieg des inneren Atmosphärendrucks der Druckkammer 85. Daher leckt Tinte aus dem Tintenauslassabschnitt 86 heraus.
Eine natürliche Vorgehensweise besteht darin, eine Tintenkartusche zu konstruieren, welche Tinte durch Einlass von Druckluft in ein Gehäuse liefert, so dass das Innere des Gehäuses über einen langen Zeitraum während des tatsächlichen Einsatzes der Tintenkartusche hermetisch abgedichtet ist. Weiterhin sind eine Berücksichtigung eines einfachen Einbaus und eines einfachen Ausbaus und eines einfachen Recyclings besonders wichtig. Die Erfüllung dieser Anforderungen wird stark angestrebt.
Wenn hauptsächlich Textdaten gedruckt werden sollen, setzt die Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche eine Tintenkartusche mit einer derartigen Konstruktion verwendet, schwarze Tinte ein, wie dies wohlbekannt ist. Wenn ein Farbdruck durchgeführt werden soll, werden Farbtinten verwendet, beispielsweise Tinte in der Farbe Gelb, Tinte in der Farbe Magenta, und Tinte in der Farbe Zyan.
Wie voranstehend geschildert ist die Tinte verfügbar, während eine Tintenpackung, die aus flexiblem Material in Form eines Beutels besteht, mit Tinte gefüllt ist, und die Tintenpackung in einem Kartuschengehäuse aufgenommen ist, welches den äußeren Mantel der Tintenkartusche festlegt. Die Tintenkartuschen sind so ausgebildet, dass sie im Wesentlichen gleiche Außenformen annehmen. Weiterhin werden die Tintenkartuschen mit im Wesentlichen identischen Mengen an Tinte gefüllt.
In einem Fall, bei welchem der Hauptanteil der Druckdaten, die von einer Aufzeichnungseinrichtung erzeugt werden sollen, beispielsweise Textdaten sind, ist die Menge an farbiger Tinte und die Häufigkeit des Einsatzes der farbigen Tinte gering. Daher werden die Farbtintenkartuschen beträchtlich später leerer als eine Kartusche mit schwarzer Tinte.
Aus diesem Grund treten Verfalldaten von Farbtinte auf, bevor die Farbtintenkartuschen leer werden, was dazu führt, dass die Tintenkartuschen durch neue Kartuschen ersetzt werden.
Wenn die Aufzeichnungseinrichtung zum Drucken einer großen Anzahl an Farbbildern verwendet wird, ist im Gegensatz hierzu die Menge an eingesetzter, schwarzer Tinte und die Häufigkeit des Einsatzes schwarzer Tinte niedrig. Die Kartusche mit schwarzer Tinte wird erheblich später leer als die Kartuschen mit farbiger Tinte. Daher tritt das Verfallsdatum schwarzer Tinte auf, während schwarze Tinte immer noch in der Kartusche vorhanden ist.
Zusätzlich zu dem Problem, dass die Betriebskosten für einen Benutzer ansteigen, tritt daher ein weiteres Problem in der Hinsicht auf, dass eine beträchtliche Menge an Tinte entsorgt werden muss, die in einer Tintenkartusche enthalten ist, die entsorgt werden muss.
Eine denkbare Maßnahme zur Verringerung der Betriebskosten und der Belastung in Bezug auf Entsorgung von Tinte besteht darin, eine Tintenkartusche bereitzustellen, die mit einer geringeren Tintenmenge gefüllt ist. In diesem Fall kann eine Einstellvorrichtung eingesetzt werden, um die Menge an Tinte zu verringern, die in einer Tintenpackung enthalten ist.
Um das Anbringen einer Kartusche in einem Halter einer Aufzeichnungseinrichtung zu erleichtern, muss der äußere Mantel eines Tintenkartuschengehäuses zum Aufnehmen einer Tintenpackung eine bestimmte Größe und eine bestimmte Form aufweisen, unabhängig von dem Tintenvolumen. Bei einer Tintenkartusche, die mit einer geringeren Tintenmenge gefüllt ist, tritt ein großer Zwischenraum zwischen dem Kartuschengehäuse und der Tintenpackung auf.
Beispielsweise dann, wenn sich eine Tintenpackung frei in dem Kartuschengehäuse infolge von Schwingungen bewegen kann, die aufgrund des Transports einer Tintenkartusche auftreten, insbesondere dann, wenn auf die Tintenpackung eine zu starke körperliche Stoßbeanspruchung eingewirkt hat, kann die Tintenpackung brechen.
Eine andere, denkbare Maßnahme zum Verhindern des Bruchs einer Tintenpackung besteht darin, die äußeren Abmessungen von Kartuschengehäusen gleich auszubilden, und die inneren Abmessungen und die innere Form des Gehäuses entsprechend der Menge aufzunehmender Tinte zu ändern. Falls versucht wird, eine derartige Maßnahme einzusetzen, müssen Metallformen zum Ausformen von Tintenkartuschengehäusen getrennt für eine Tintenkartusche mit großem Volumen und eine Tintenkartusche mit kleinem Volumen bereitgestellt werden, und wirken sich die Kosten für die Metallformen als Herstellungskosten aus.
Bei einer Aufzeichnungseinrichtung, die so ausgebildet ist, dass sie Tinte von einer Tintenkartusche mit Hilfe von Druckluft herausdrückt, und die einen selektiven Einsatz von Tintenpackungen mit großem Volumen und mit kleinem Volumen ermöglicht, muss dann, wenn Tintenkartuschen mit kleinem Volumen verwendet werden, eine große Menge an Druckluft in die Kartuschengehäuse eingegeben werden.
Wenn daher beispielsweise der Versuch erfolgt, die Aufzeichnungseinrichtung durch Einschalten der Betriebsenergie der Aufzeichnungseinrichtung zu aktivieren, wird ein beträchtlicher Zeitraum benötigt, bevor die Aufzeichnungseinrichtung dazu fähig wird, zu drucken, wodurch die Durchsatzrate der Aufzeichnungseinrichtung beeinträchtigt wird.
Die EP-A2-0 965 451 beschreibt eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung und einen Tintenbehälter, der bei einer derartigen Einrichtung verwendet wird. Der Tintenbehälter weist eine Tintenblase auf, in welcher Tinte enthalten ist, und die durch zwei Abdeckungsbehälter abgedeckt ist, und einen Tintenzufuhrweg zum Liefern von Tinte von dem Tintenbehälter zum Aufzeichnungskopf der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung. Ein Unterbehälter ist in dem Tintenzufuhrweg angeordnet, um Tinte von dem Tintenbehälter zwischendurch aufzunehmen, und die Tinte dem Aufzeichnungskopf zuzuführen. Der Unterbehälter ist mit einer Tinteneinlassöffnung zum Empfangen von Tinte von dem Tintenbehälter versehen, und mit einer Tintenauslassöffnung zum Herauslassen von Tinte zum Aufzeichnungskopf, und mit einer Tintenunterblase zur Ausbildung eines abgeschlossenen Raums mit Ausnahme der Tinteneinlassöffnung und der Tintenauslassöffnung, und mit einem Gehäuse zum Abdecken der Blase, wobei gleichzeitig ein Verbindungsabschnitt zu Außenseite vorgesehen ist, um die Blase in dem geschlossenen Raum zu schützen, mit Ausnahme des Verbindungsabschnitts.
Eine Druckeinstellvorrichtung steht in Verbindung mit dem Verbindungsabschnitt, um den Druck in dem Raum zwischen der Tintenunterblase und dem Gehäuse einzustellen, so dass Tinte in dem Tintenbehälter wirksam zur stabilisierten Ausgabe von Bildern mit höherer Qualität verwendet wird.
Die JP-10-138506 beschreibt eine Tintenkartusche, die eine Tintenzufuhröffnung aufweist, an welche ein flexibler Zufuhrschlauch angeschlossen ist, wobei ein Durchgangsventil an das andere Ende des Zufuhrschlauchs angeschlossen ist. Das Durchgangsventil ist weiterhin mit der Tintenkartusche über einen Schlauch und eine rohrförmige Nadel angeschlossen. Eine Luftpumpe, die als Tintenzufuhrvorrichtung dient, verzweigt sich auf vier Systeme über einen Druckregler, zum Anschluss an die Tintenkartusche von Umschaltventilen über Luftrohre.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehend geschilderten technischen Nachteile entwickelt, und ihr Ziel besteht in der Bereitstellung einer Tintenkartusche, die den Vorgang des Zusammenbaus des äußeren Mantels einer Tintenkartusche einschließlich einer Tintenpackung erleichtert, das Auseinandernehmen und Recyceln eines verbrauchten Kartuschengehäuses erleichtert, und zur Einsparung von Ressourcen beitragen kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin angestrebt, eine Tintenkartusche zur Verfügung zu stellen, die Tinte unter Verwendung von Luftdruck liefert, und ein Herausspritzen oder Herauslecken von Tinte verhindern kann, die anderenfalls durch einen restlichen Luftdruck oder Änderungen der Umgebungstemperatur hervorgerufen würden.
Mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin angestrebt, eine Tintenkartusche zur Verfügung zu stellen, die einen stabilen, hermetisch abgedichteten Zustand in einem Gehäuse sicherstellt, und Zusammenbau- und Auseinanderbauvorgänge erleichtert.
Mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin angestrebt, eine Tintenkartusche zur Verfügung zu stellen, die wirksam einen Bruch einer Tintenpackung verhindern kann, der anderenfalls hervorgerufen würde, wenn auf eine Tintenkartusche, die mit einem kleinen Volumen an Tinte gefüllt ist, körperliche Schockbeanspruchungen einwirken.
Mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin angestrebt, eine Tintenkartusche zum Einsatz bei einer Aufzeichnungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die Tinte aus einer Tintenkartusche durch Einsatz von Druckluft herausdrückt, wobei dann, wenn eine Tintenkartusche mit kleinem Volumen verwendet wird, die Tintenkartusche eine Beeinträchtigung der Durchsatzrate der Aufzeichnungseinrichtung verhindern kann.
Mit der vorliegenden Erfindung wird weiterhin angestrebt, eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung zur Verfügung zu stellen, die zum Einsatz mit der Tintenkartusche geeignet ist.
Um diese Ziele zu erreichen, schlägt die vorliegende Erfindung eine Tintenkartusche zum Einsatz bei einer Aufzeichnungseinrichtung zur Verfügung, die Tinte einem Aufzeichnungskopf durch Anlegen von Druckluft zuführt, die durch eine Druckluftpumpe erzeugt wird, gemäß Patentanspruch 1, sowie eine Kombination aus einer Tintenkartusche und einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung gemäß Patentanspruch 24.
Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Ansicht von oben auf ein Beispiel einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche Tintenkartuschen gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzen kann;
2 ist eine schematische Darstellung eines Tintenversorgungssystems, das sich von einer Tintenkartusche zu einem Aufzeichnungskopf bei der in 1 gezeigten Aufzeichnungseinrichtung erstreckt;
3 ist eine Perspektivansicht der Konstruktion eines unteren Gehäuses, welches den unteren Mantel der Tintenkartusche bildet, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
4 ist eine Perspektivansicht, welche die Konstruktion eines oberen Gehäuses zeigt, welches den äußeren Mantel der Tintenkartusche bildet, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist;
5A ist eine vergrößerte Ansicht eines Eckabschnitts des in 4 gezeigten, oberen Gehäuses;
5B ist eine vergrößerte Ansicht eines Eckabschnitts des in 3 gezeigten oberen Gehäuses;
6 ist eine Querschnittsansicht eines Zustands, in welchem das obere Gehäuse an dem unteren Gehäuse mittels Vibrationsschweißen befestigt ist;
7 ist eine Querschnittsansicht des oberen und unteren Gehäuses, gesehen von einer Linie A-A von 6 in der durch Pfeile angedeuteten Richtung;
8A und 8B sind vergrößerte, schematische Darstellungen von Abschnitten des oberen und unteren Gehäuses, wenn sie mittels Vibrationsschweißen aneinander befestigt sind;
9A und 9B sind vergrößert Ansichten eines Teils des unteren Gehäuses, wenn eine Wärmeschweißfolie mit der oberen Oberfläche einer Öffnung des unteren Gehäuses verschweißt wird;
10 ist eine schematische Darstellung, die zeigt, dass eine Kontaktoberfläche, die auf einem Abdeckteil vorgesehen ist, hermetisch abgedichtet an einer ein Gegenstück bildenden Kontaktoberfläche angebracht wird, die auf dem unteren Gehäuse vorgesehen ist, wodurch ein abgedichteter Zustand aufrechterhalten wird;
11 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem eine Tintenkartusche von einem Kartuschenhalter einer Aufzeichnungseinrichtung entfernt wird;
12 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem die Tintenkartusche an dem Kartuschenhalter angebracht ist;
13 ist eine Perspektivansicht, die das Erscheinungsbild und die Konstruktion der Tintenkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
14 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Tintenkartusche gesehen von der Linie B-B von 13 aus, in der durch Pfeile angedeuteten Richtung;
15 ist eine Perspektivansicht, welche die Konstruktion eines Tintenpacks zeigt, das in der in 13 gezeigten Tintenkartusche aufgenommen ist;
16 ist eine teilweise vergrößerte Querschnittsansicht, welche einen Zustand zeigt, bei welchem das Tintenpack abgedichtet in dem unteren Gehäuse mit Hilfe eines Folienteils aufgenommen ist;
17 ist eine Perspektivansicht des Eckabschnitts des oberen Gehäuses, gesehen von der inneren Oberfläche des Eckabschnitts aus;
18 ist eine Perspektivansicht des Eckabschnitts des oberen Gehäuses, gesehen von oben aus;
19 ist eine Perspektivansicht der gesamten Tintenkartusche, gesehen von deren oberem Gehäuse aus;
20 ist eine Querschnittsansicht, welche den Endabschnitt an einer Seite der Tintenkartusche und die Konstruktion eines Verbindungsmechanismus zeigt, der auf dem Kartuschenhalter vorgesehen ist;
21 ist eine Perspektivansicht, welche den Verbindungsmechanismus zeigt, der auf dem Kartuschenhalter vorgesehen ist;
22A und 22B sind Querschnittsansichten, welche die Konstruktion eines Tintenauslasstopfens zeigen, der auf der Kartusche vorgesehen ist, sowie die Konstruktion eines Tintenauslassrohrs, das auf dem Kartuschenhalter vorgesehen ist;
23 ist eine vergrößerte Ansicht, die eine Leiterplatte zeigt, die auf der Kartusche angebracht ist;
24A und 24B sind Perspektivansichten, die das Erscheinungsbild und die Konstruktion der Leiterplatte von 23 in erheblich vergrößertem Maßstab zeigen;
25 ist eine Perspektivansicht, die das Erscheinungsbild und die Konstruktion eines Andruckteils zeigen, das in der Kartusche zusammen mit der Tintenpackung aufgenommen ist;
26A ist eine Vorderansicht, die das in 25 dargestellte Andruckteil zeigt;
26B und 26C sind Querschnittsansichten des in 25 dargestellten Andruckteils;
27 ist eine Querschnittsansicht, welche die Kartusche zeigt, wenn die Tintenpackung, die mit einer kleinen Menge an Tinte gefüllt ist, in dem Gehäuse zusammen mit dem Andruckteil aufgenommen ist;
28A bis 28C sind Perspektivansichten in Explosionsdarstellung, die eine Tintenkartusche zeigen, die nützlich zum Verständnis der vorliegenden Erfindung ist;
29 ist eine Querschnittsansicht der Konstruktion der Tintenkartusche entlang der Linie E-E von 28;
30 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für eine Tintenkartusche, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, wobei eine Konstruktion zur Befestigung des Umfangsabschnitts der Tintenpackung gezeigt ist;
31 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für eine Tintenkartusche, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, und die eine Konstruktion zum Befestigen des Umfangsabschnitts der Tintenpackung zeigt;
32A bis 32C sind Perspektivansichten eines weiteren Beispiels für eine Tintenkartusche, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, wobei eine Konstruktion zur Befestigung des Umfangsabschnitts der Tintenpackung gezeigt ist;
33 ist eine Querschnittsansicht der Konstruktion der Tintenkartusche entlang der Linie F-F von 32;
34 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren, bevorzugten Beispiels für eine Tintenkartusche, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, wobei eine Konstruktion zur Befestigung des Umfangsabschnitts der Tintenpackung gezeigt ist;
35 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels für eine Tintenkartusche, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, wobei eine Konstruktion des Umfangsabschnitts der Tintenpackung gezeigt ist; und
36 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels für eine Tintenkartusche nach dem Stand der Technik.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Beispiele für eine Tintenkartusche, die zum Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich ist, sowie gemäß der vorliegenden Erfindung, und eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche die Tintenkartusche verwendet, werden unter Bezugnahme auf dargestellte, bevorzugte Ausführungsformen beschrieben.
Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung
1 ist eine Aufsicht auf ein Beispiel für eine Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung, welche Tintenkartuschen gemäß der vorliegenden Erfindung einsetzen kann.
In 1 ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Schlitten bezeichnet. Der Schlitten 1 ist so ausgebildet, dass er eine Hin- und Herbewegung in Längsrichtung eines Papierzufuhrteils 5 durchführt; also in der primären Abtastrichtung gleich der Richtung der Breite von Aufzeichnungspapier, während der Führung durch ein Abtastführungsteil 4 mit Hilfe eines Synchronriemens 3, der durch einen Schlittenmotor 2 angetrieben wird.
Obwohl in 1 nicht gezeigt, ist ein nachstehend genauer erläuterter Tintenstrahlaufzeichnungskopf 6 auf der Oberfläche des Schlittens 1 angebracht, wobei dessen Oberfläche dem Papierzufuhrteil 5 gegenüberliegt. Untertanks 7a bis 7d zum Zuführen von Tinte zum Aufzeichnungskopf sind auf dem Schlitten 1 angebracht.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Untertanks 7a bis 7d so vorgesehen, dass sie den Arten der Tinte entsprechen, und so ausgebildet, dass temporär in ihnen die Tinte aufbewahrt wird.
Die Untertanks 7a bis 7d sind so ausgebildet, dass schwarze Tinte, gelbe Tinte, Tinte mit der Farbe Magenta, und Tinte mit der Farbe Zyan den Untertanks 7a bis 7d von entsprechenden Haupttanks 9a bis 9d über flexible Tintenzufuhrschläuche 10 zugeführt werden. Die Haupttanks 9a bis 9d, also Tintenkartuschen, sind an einem Kartuschenhalter 8 angebracht, der auf dem Einrichtungshauptkörper der Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist.
Eine Kappenabdeckvorrichtung 11, welche eine Ebene abdichten kann, die eine. Düse ausbildet, des Aufzeichnungskopfes, ist in einem Bereich angeordnet, in welchem kein Druck erfolgt (also an der Ausgangsposition), auf dem Bewegungsweg des Schlittens 1. Ein Kappenteil 11a, das aus flexiblem Material besteht, beispielsweise Gummi, und welches eine Düsenausbildungsebene des Aufzeichnungskopfes abdichten kann, ist an der oberen Oberfläche der Kappenabdeckvorrichtung 11 angebracht.
Das Kappenteil 11a ist so ausgebildet, dass die Düsenausbildungsebene des Aufzeichnungskopfes abgedichtet wird, wenn der Schlitten 1 in die Ausgangsposition bewegt wird.
Während jenes Zeitraums, in welchem die Aufzeichnungseinrichtung nicht in Betrieb ist, dichtet das Kappenabdeckteil 11a die Düsenausbildungsebene des Aufzeichnungskopfes ab, und arbeitet so als Abdeckung, um ein Austrocknen von Düsenöffnungen zu verhindern. Obwohl nicht dargestellt, ist ein Ende eines Schlauchs einer Saugpumpe (also einer Schlauchpumpe) an das Kappenabdeckteil 11a angeschlossen, so dass ein von der Saugpumpe erzeugter Unterdruck an den Aufzeichnungskopf angelegt wird, um hierdurch einen Reinigungsvorgang durchzuführen, damit der Aufzeichnungskopf infolge der Saugwirkung Tinte ausstößt.
Ein aus einem elastischen Material wie beispielsweise Gummi bestehendes Wischteil 12 ist in der Nähe der Kappenabdeckvorrichtung 11 und an der Seite eines Druckbereichs in Bezug auf die Kappenabdeckvorrichtung 11 angeordnet, um je nach Erfordernis die Düsenausbildungsebene des Aufzeichnungskopfes abzuwischen und zu reinigen.
2 zeigt schematisch ein Tintenzufuhrsystem, das sich von einer Tintenkartusche zu einem Aufzeichnungskopf bei der in 1 gezeigten Aufzeichnungseinrichtung erstreckt. Das Tintenzufuhrsystem wird nunmehr unter Bezugnahme auf 2 im Zusammenhang mit 1 beschrieben, wobei gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind.
Wie aus den 1 und 2 hervorgeht, bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine Druckluftpumpe, die eine Druckbeaufschlagungseinheit bildet. Die Luft, die von der Druckluftpumpe 21 unter Druck gesetzt wird, wird einem Druckregelventil 22 zugeführt. Die Druckluft wird den jeweiligen Haupttanks 9a bis 9d zugeführt (die Haupttanks sind in 2 einfach nur durch das Bezugszeichen 9 bezeichnet, und die Haupttanks werden häufig nur im Singular unter Verwendung nur des Bezugszeichens 9 bezeichnet), über einen Druckdetektor 23.
Das Druckregelventil 22 hat die Aufgabe, den an die Haupttanks 9a bis 9d angelegten Luftdrucks innerhalb eines vorbestimmten Bereiches zu halten, durch Ablassen von Druck, wenn die von der Druckluftpumpe 21 unter Druck gesetzte Luft ein vorbestimmtes Druckniveau oder mehr erreicht hat.
Der Druckdetektor 23 arbeitet so, dass er den Druck der Luft misst, die von der Druckluftpumpe 21 unter Druck gesetzt wird, und den Betrieb der Druckluftpumpe 21 steuert.
Im Einzelnen unterbricht, wenn er festgestellt hat, dass die von der Druckluftpumpe 21 unter Druck gesetzte Luft ein vorbestimmtes Druckniveau erreicht hat, der Druckdetektor 23 den Betrieb der Druckluftpumpe 21 auf Grundlage des Messergebnisses. Im Gegensatz hierzu führt, wenn er festgestellt hat, dass der Luftdruck unter ein vorbestimmtes Druckniveau abgesunken ist, der Druckdetektor 23 einen Steuervorgang durch, um die Druckluftpumpe 21 in Betrieb zu setzen. Durch Wiederholung dieser Vorgänge wird der Luftdruck, der an die Haupttanks 9a bis 9d angelegt wird, innerhalb des vorbestimmten Bereichs gehalten.
Die Einzelheiten der Konstruktion des Haupttanks 9 werden später beschrieben. Wie aus der schematischen Darstellung der Konstruktion des Haupttanks 9 in 2 hervorgeht, ist der äußere Mantel des Haupttanks 9 hermetisch abgedichtet ausgebildet. Eine Tintenpackung 24, die mit Tinte gefüllt ist, und aus elastischem Material besteht, ist in dem Haupttank 9 aufgenommen.
Der Raum, der durch die Kombination des Haupttanks 9 und der Tintenpackung 24 gebildet wird, bildet eine Druckkammer 25, und die Druckluft wird der Druckkammer 25 mit Hilfe des Druckdetektors 23 zugeführt.
Bei einer derartigen Konstruktion sind die Tintenpackungen 24, die in den Haupttanks 9a bis 9d aufgenommen sind, dem Druck ausgesetzt, der von der Druckluft herrührt, wodurch Tinte von den Haupttanks 9a bis 9d zu den entsprechenden Untertanks 7a bis 7d unter einem vorbestimmten Druck fließt.
Die Tinte, die in jedem der Haupttanks 9a bis 9d unter Druck gesetzt wird, wird dem entsprechenden Untertank 7a bis 7d zugeführt, die jeweils auf dem Schlitten 1 angebracht sind, über ein zugehöriges Tintenzufuhrventil 26 und einen zugehörigen Tintenzufuhrschlauch 20 (die Untertanks sind in 2 nur durch Verwendung des Bezugszeichens 7 bezeichnet, und nachstehend werden die Untertanks häufig nur einzeln unter Verwendung des Bezugszeichens 7 beschrieben).
Wie in 2 gezeigt, ist ein Schwimmerteil 31 in dem Untertank 7 vorgesehen, und ist ein Permanentmagnet 32 an einem Teil des Schwimmerteils 31 angebracht. Magnetoelektrische Wandlerelemente 33a und 33b, die etwa als Hall-Elemente ausgebildet sein können, sind auf einer Leiterplatte 34 angebracht, und die Leiterplatte 34 ist nahe an der Seitenwand des Untertanks 7 angeordnet.
Infolge einer derartigen Anordnung bilden der Permanentmagnet 32, der auf dem Schwimmerteil 31 vorgesehen ist, und die Hall-Elemente 33a und 33b Tintenniveaudetektorvorrichtungen. In Abhängigkeit von der Anzahl an magnetischen Kraftlinien, die in dem Permanentmagneten 32 in Abhängigkeit von der Position des Schwimmerteils 31 entstehen, wird ein elektrisches Ausgangssignal von den Hall-Elementen 33a und 33b erzeugt.
Wenn das Niveau der in dem Untertank 7 aufbewahrten Tinte abgesunken ist, bewegt sich das in dem Untertank 7 aufgenommene Schwimmerteil 31 unter dem Einfluss der Schwerkraft. Entsprechend dieser Bewegung bewegt sich auch der Permanentmagnet 32 in derselben Richtung.
Das elektrische Ausgangssignal, das von den Hall-Elementen 33a und 33b entsprechend der Bewegung des Permanentmagneten 32 erzeugt wird, kann als das Niveau der Tinte erfasst werden, die sich in dem Untertank 7 befindet. Auf Grundlage des elektrischen Ausgangssignals, das von den Hall-Elementen 33a und 33b erzeugt wird, wird das Tintenzufuhrventil 26 geöffnet. Dies führt dazu, dass Tinte unter Druck in dem Haupttank 9 jedem entsprechenden Untertank 7 zugeführt wird, bei dem das Tintenniveau abgesunken ist.
Wenn die in dem Untertank 7 aufbewahrte Tinte auf ein vorbestimmtes Niveau angestiegen ist, wird das Tintenzufuhrventil 2b auf Grundlage des elektrischen Ausgangssignals geschlossen, das von den Hall-Elementen 33a und 33b erzeugt wird.
Durch Wiederholung dieser Vorgänge wird Tinte intermittierend von dem Haupttank 9 dem Untertank 7 zugeführt, wodurch ständig eine im Wesentlichen vorgegebene Menge an Tinte in jedem Untertank 7 aufbewahrt wird.
Der Untertank 7 ist so ausgebildet, dass Tinte von dem Untertank 7 dem Aufzeichnungskopf 6 über ein Ventil 35 und einen an dieses angeschlossenen Schlauch 36 zugeführt wird. Auf Grundlage von Druckdaten, die einem nicht dargestellten Betätigungsglied des Aufzeichnungskopfes 6 zugeführt werden, werden Tintentropfen von Düsenöffnungen 6a ausgestoßen, die in der Düsenausbildungsebene des Aufzeichnungskopfes 6 vorgesehen sind.
In 2 bezeichnet das Bezugszeichen 11 die voranstehend geschilderte Kappenabdeckvorrichtung, und ist ein Schlauch, der mit der Kappenabdeckvorrichtung 11 verbunden ist, an eine nicht dargestellte Saugpumpe (also eine Schlauchpumpe) angeschlossen.
Tintenkartusche
Tintenkartuschen gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nacheinander beschrieben, beginnend mit einer Tintenkartusche gemäß einer ersten Ausführungsform.
Erste Ausführungsform
Die 3 bis 5 zeigen eine Tintenkartusche (einen Haupttank) gemäß der ersten Ausführungsform, die bei der Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt werden soll.
3 ist eine Perspektivansicht, welche den Gesamtaufbau eines unteren Gehäuses zeigt, das als ein erstes, äußeres Mantelbestandteil dient. Ein unteres Gehäuse 41 ist in Form eines flachen Kastens ausgebildet. Die obere Oberfläche des unteren Gehäuses 41 ist offen, und eine Tintenpackung 24, die mit Tinte gefüllt ist, ist in dem unteren Gehäuse 41 aufgenommen.
Eine durchgehende Schweißoberfläche 42 ist entlang dem gesamten Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 vorgesehen, so dass sie sich in einer im Wesentlichen ebenen, einzelnen gedachten Ebene befindet. Ein aufrechter Flanschabschnitt 43 ist einstückig auf dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 entlang dem Außenumfang der Schweißoberfläche 42 vorgesehen.
5B ist eine vergrößerte Ansicht eines Eckabschnitts, der in 3 mit B bezeichnet ist.
Wie nachstehend geschildert wird, ist der aufrechte Flanschabschnitt 43 dazu vorgesehen, ein Verspritzen von Teilchen zu verhindern, welches anderenfalls hervorgerufen würde, wenn eine Leitvorrichtung (zu verschweißendes Material), die auf einem oberen Gehäuse vorgesehen ist, durch Reibungseinwirkung abgeschabt wird, wenn das obere Gehäuse an dem in 3 gezeigten, unteren Gehäuse 41 durch Vibrationsschweißen befestigt wird, wie dies nachstehend geschildert wird.
Gitterförmige Verstärkungsrippen 44 sind auf der unteren Oberfläche des unteren Gehäuses 41 vorgesehen, einer Oberfläche des unteren Gehäuses 41, die zur Ausbildung der Druckkammer 25 verwendet wird, um eine Verformung des unteren Gehäuses 41 infolge von Druckluft zu verhindern.
Falls das untere Gehäuse 41 beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt wird, werden die Verstärkungsrippen 44 einstückig und gleichzeitig mit dem unteren Gehäuse 41 hergestellt. Wie dies nachstehend erläutert wird, wird das obere Gehäuse hermetisch abgedichtet an dem unteren Gehäuse 41 angebracht, um eine innere Druckkammer auszubilden. In diesem Fall verhindern die gitterförmigen Verstärkungsrippen 44 das Auftreten einer Verformung, die anderenfalls in Richtung orthogonal zur Oberfläche des unteren Gehäuses 41 durch den Luftdruck hervorgerufen würde, der auf die innere Druckkammer einwirkt.
Anders ausgedrückt, ermöglicht die Ausbildung der gitterförmigen Verstärkungsrippen 44 auf die voranstehend geschilderte Art und Weise eine Erhöhung der Festigkeit des unteren Gehäuses 41 in Richtung orthogonal zur Oberfläche des unteren Gehäuses 41. Daher kann die vorliegende Ausführungsform auch zu einer Verringerung der Menge an Kunstharz beitragen, das zur Ausbildung eines unteren Gehäuses verwendet wird.
In diesem Fall werden, selbst wenn die Verstärkungsrippen 44 an der Außenseite des unteren Gehäuses 41 vorgesehen sind, die gleichen Verstärkungseffekte erzielt. In einem Fall, bei welchem die in 3 gezeigten, gitterförmigen Rippen 44 an der Außenseite des unteren Gehäuses 41 vorgesehen sind, ist es schwierig, auf einer Kartusche ein Etikett mit einer Markierung anzubringen, welches die Marke oder die Identifizierung der Kartusche angibt. Aus diesem Grund ist es vorzuziehen, die Rippen 44 auf der unteren Oberfläche des unteren Gehäuses 41 auf die in 3 gezeigte Art und Weise vorzusehen.
Wie in 3 gezeigt, ist ein Paar von Führungslöchern 45 an einem Ende in Längsrichtung des unteren Gehäuses 41 vorgesehen. Falls der äußere Mantel einer Tintenkartusche durch das untere Gehäuse 41 zusammen mit dem oberen Gehäuse gebildet wird, das nachstehend beschrieben wird, werden die Führungslöcher 45 durch ein Paar von Führungsstiften angepasst und positioniert, die auf dem Kartuschenhalter der Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen sind.
Als nächstes zeigt 4 die gesamte Konstruktion des oberen Gehäuses, welches den Haupttank bildet. Ein oberes Gehäuse 51 ist in Form eines flachen Kastens ausgebildet, wobei dessen Zentrum geringfügig ausgenommen ausgebildet ist. Das obere Gehäuse 51 ist so ausgebildet, dass es als eine Abdeckung des unteren Gehäuses 41 dient.
Eine durchgehende Leitvorrichtung (also ein zu verschweißendes Material) 52, die durch Reibschweißen in Kontakt mit der Schweißoberfläche 42 verbunden werden soll, ist entlang dem Umfang des oberen Gehäuses 51 vorgesehen, so dass sie sich in einer im Wesentlichen ebenen, einzelnen gedachten Ebene befindet. 5A zeigt eine vergrößerte Ansicht des Eckabschnitts, der in 4 mit A bezeichnet ist.
Wie im Falle des unteren Gehäuses 41 sind gitterförmige Verstärkungsrippen 53 auf der unteren Deckenoberfläche des oberen Gehäuses 51 vorgesehen, also der Oberfläche des oberen Gehäuses 51, welche die Druckkammer 25 festlegt, um eine Verformung der Oberfläche des oberen Gehäuses 51 zu verhindern, die anderenfalls durch Luftdruck hervorgerufen würde.
In einem Fall, in welchem das obere Gehäuse 51 beispielsweise durch Spritzgießen ausgebildet wird, werden die Verstärkungsrippen 53 einstückig und gleichzeitig mit dem oberen Gehäuse 51 ausgebildet. In einem Fall, in welchem das obere Gehäuse 51 hermetisch abgedichtet an dem unteren Gehäuse 41 angebracht ist, wodurch die innere Druckkammer gebildet wird, verhindern die gitterförmigen Verstärkungsrippen 53 eine Verformung, die anderenfalls in Richtung orthogonal zur Oberfläche des oberen Gehäuses 51 infolge des Luftdrucks auftreten würde, der auf die innere Druckkammer einwirkt.
Wie voranstehend geschildert, werden selbst im Falle des oberen Gehäuses 51 die Verstärkungsrippen 53 auf der unteren Deckenoberfläche (also einer inneren Oberfläche) des oberen Gehäuses 51 vorgesehen, wodurch berücksichtigt wird, eine Schwierigkeit beim Anbringen eines Etiketts mit einer Marke auf der Oberfläche einer Kartusche zu verhindern, welches die Marke oder die Bezeichnung der Kartusche angibt.
6 ist eine Querschnittsansicht, die einen Zustand zeigt, in welchem das obere Gehäuse 51 an dem unteren Gehäuse 41 durch Vibrationsschweißen befestigt wird, und 7 ist eine Querschnittsansicht entlang einer Pfeillinie A-A von 6. In den 6 und 7 werden gleiche Elemente wie jene, die bereits beschrieben wurden, mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
Wie aus den 6 und 7 hervorgeht, wird die Tintenpackung 24, die vorher mit Tinte gefüllt wurde, in dem unteren Gehäuse 41 von oben aufgenommen, vor dem Vibrationsschweißen. Ein Tintenauslassabschnitt 55, welcher die Tintenpackung 24 abdeckt, und eine Tintenauslassöffnung bildet, liegt nach außerhalb des unteren Gehäuses 41 mit Hilfe eines Öffnungsabschnitts 46 frei, der in dem seitlichen Endabschnitt des unteren Gehäuses 41 vorgesehen ist.
In diesem Zustand ist ein O-Ring 56 anliegend an dem Öffnungsabschnitt 46 vorgesehen, und wird ein ringförmiges Eingriffsteil 57 an den Öffnungsabschnitt 46 von außerhalb des unteren Gehäuses 41 angedrückt und hieran befestigt, so dass der Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenpackung 24 an dem Öffnungsabschnitt 46 des unteren Gehäuses 41 angebracht werden kann.
Wie voranstehend erwähnt, wird der Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenpackung 24 an dem unteren Gehäuse 41 so angebracht, dass das ringförmige Eingriffsteil 57 den O-Ring 56 zusammendrückt, der an der Öffnung 46 befestigt ist. Daher wird der Raum zwischen dem Öffnungsabschnitt 46, der in dem unteren Gehäuse 41 vorgesehen ist, und dem Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenpackung 24 hermetisch abgedichtet.
Nachdem die Tintenpackung 24 auf diese Art und Weise im Inneren des unteren Gehäuses 41 angebracht wurde, wird das obere Gehäuse 51 auf das untere Gehäuse 41 aufgelegt, und werden die Gehäuse 41 und 51 durch Vibrationsschweißen verbunden. Das in 7 gezeigte Bezugszeichen 47 bezeichnet eine Lufteinlassöffnung, welcher Druckluft zugeführt wird, die von der voranstehend geschilderten Druckluftpumpe erzeugt wird.
Die 8A und 8B zeigen vergrößert einen Abschnitt des unteren Gehäuses 41 und einen Abschnitt des oberen Gehäuses 51, wenn die Gehäuse 41 und 51 durch Vibrationsschweißen verbunden werden. Im Einzelnen wird, wie in 8A gezeigt, der Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 von unterhalb durch eine ortsfeste Vibrationsschweißaufspannvorrichtung 61 gehaltert. Der Umfangsrand des oberen Gehäuses 51 wird von oben durch eine bewegbare Vibrationsschweißaufspannvorrichtung 62 mit Druck beaufschlagt.
Wie in 8A gezeigt, arbeitet nach Empfang einer Antriebskraft von einem nicht dargestellten Betätigungsglied die bewegbare Vibrationsschweißaufspannvorrichtung 62 so, dass sie eine Belastung auf das obere Gehäuse 51 in Richtung der Schwerkraft sowie Vibrationen in Horizontalrichtung ausübt.
Die Leitvorrichtung 52, die auf dem oberen Gehäuse 51 vorgesehen ist, gleitet auf der Schweißoberfläche 42 des unteren Gehäuses 41, während die Belastung auf die Leitvorrichtung 52 einwirkt.
Durch Reibungswärme, die sich zwischen der Leitvorrichtung 52 und der Schweißoberfläche 42 entwickelt, werden ein Abschnitt der Leitvorrichtung 52, der auf dem oberen Gehäuse 51 vorgesehen ist, und ein Abschnitt der Schweißoberfläche 42, der auf dem unteren Gehäuse 41 vorgesehen ist, miteinander verschmolzen.
Während weiterhin eine Belastung auf das obere Gehäuse 51 ausgeübt wird, wird die horizontale Schwingungsbewegung der bewegbaren Vibrationsschweißaufspannvorrichtung 62 unterbrochen, so dass das obere Gehäuse 51 hermetisch abgedichtet mit dem unteren Gehäuse 41 verbunden wird, wie in 8B gezeigt ist.
Wie voranstehend erwähnt ist der aufrechte Flanschabschnitt 43 entlang dem Außenumfang der Schweißoberfläche 42 des unteren Gehäuses 41 vorgesehen. Selbst wenn die Leitvorrichtung 52, die auf dem oberen Gehäuse 51 vorgesehen ist, während des Vibrationsschweißvorgangs Teilchen erzeugt, kann der aufrechte Flanschabschnitt 43 das Ausmaß des Verspritzens der Teilchen verringern.
Der äußere Mantel, der wie voranstehend geschildert ausgebildet ist, und als eine Tintenkartusche dient, wird hermetisch abgedichtet ausgebildet, durch die Verschmelzung des Harzes des oberen Gehäuses 51 und des unteren Gehäuses 41. Daher kann der äußere Mantel vorzugsweise zum Einsatz bei einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung verwendet werden, die so ausgebildet ist, dass Luftdruck in Haupttanks eingelassen wird, die als Tintenkartuschen dienen, wie dies voranstehend geschildert wurde.
Die voranstehende Beschreibung betrifft ein Beispiel, bei welchem das obere Gehäuse, das als der zweite, äußere Mantelbestandteil dient, hermetisch abgedichtet durch Vibrationsschweißen mit dem unteren Gehäuse verbunden wird, das als der erste, äußere Mantelbestandteil dient. Eine Wärmeschweißvorrichtung, die später beschrieben wird, kann als Vorrichtung zum hermetisch abgedichteten Befestigen des oberen und des unteren Gehäuses miteinander verwendet werden.
Die 9A und 9B zeigen schematisch einen Zustand, in welchem eine Wärmeschweißfolie 64, die als der zweite, äußere Mantelbestandteil dient, mittels Wärme mit dem unteren Gehäuse 41 verschweißt wird, das als der erste, äußere Mantelbestandteil dient.
In diesem Fall wird ein Teil mit entsprechender Konstruktion wie bei dem Gehäuse, das bereits unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, als ein unteres Gehäuse verwendet.
Wie im Falle des Vibrationsschweißvorgangs, der in den 6 und 7 gezeigt ist, wird vor dem Verschweißen durch Wärmeeinwirkung des folienförmigen Teils 64 mit dem unteren Gehäuse 41 die mit Tinte gefüllte Tintenpackung 24 in dem unteren Gehäuse 41 von oben aus aufgenommen.
Dann wird der Tintenauslassabschnitt 55, der an der Tintenpackung 24 angebracht ist, nach außerhalb des unteren Gehäuses 41 freigelegt, durch den Öffnungsabschnitt 46, der am Seitenende des unteren Gehäuses 41 vorgesehen ist. Der O-Ring 56 wird abdichtend durch das ringförmige Eingriffsteil 57 gehaltert, so dass der Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenpackung 24 an dem Öffnungsabschnitt 46 des unteren Gehäuses 41 befestigt wird.
Wie teilweise in 9A gezeigt ist, ist die Schweißoberfläche 42 durchgehend entlang dem gesamten Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 so vorgesehen, dass sie sich in einer im Wesentlichen ebenen, einzigen, gedachten Ebene befindet. Die Wärmeschweißfolie 64 wird durch Wärmeeinwirkung mit der durchgehenden Schweißoberfläche 42 verschweißt, die entlang dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 vorgesehen ist.
Wie in 9A gezeigt, wird der Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 durch eine ortsfeste Aufspannvorrichtung 66 gehaltert.
Die Wärmeschweißfolie 64 wird so angeordnet, dass sie die Schweißoberfläche 42 abdeckt, die entlang dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 vorgesehen ist. In diesem Zustand wird ein Erwärmungsstück 67 von oberhalb auf die Schweißoberfläche 42 abgesenkt, die sich entlang dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 erstreckt, wodurch unter Druck die Wärmeschweißfolie 64 mit der Schweißebene 42 verbunden wird.
Dies führt dazu, dass die Wärmeschweißfolie 64 mit dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 verschweißt wird, und hermetisch abgedichtet hiermit verbunden wird.
Die Druckkammer 25 kann hermetisch abgedichtet in dem unteren Gehäuse 41 ausgebildet werden, durch Verbindung der Öffnung in der oberen Oberfläche des unteren Gehäuses 41 mittels Verwendung der Wärmeschweißfolie 64.
Die Wärmeschweißfolie 64 weist vergleichsweise flexible Eigenschaften auf. Wenn die Tintenkartusche in diesem Zustand an der Aufzeichnungseinrichtung angebracht wird, dehnt sich daher die Wärmeschweißfolie 64 beim Einwirken der Druckluft aus, die von der Druckluftpumpe zugeführt wird, und führt daher zu einem technischen Problem, nämlich dass der Luftdruck in der Druckkammer 25, die durch das untere Gehäuse 41 und die Wärmeschweißfolie 64 ausgebildet wird, instabil ist.
9B zeigt eine Konstruktion zur Lösung eines derartigen Problems. Wie in 9B gezeigt, ist ein Verstärkungsteil 71 vorgesehen, um die Wärmeschweißfolie 64 von oben aus abzudecken. Ein Eingriffsabschnitt 71a, der abnehmbar in Eingriff mit dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 gelangt, ist vereinigt entlang dem Umfangsrand des Verstärkungsteils 71 vorgesehen.
Infolge dieser Konstruktion gelangt, selbst wenn sich die Wärmeschweißfolie 64 auszudehnen versucht, infolge der Tatsache, dass Druckluft der Druckkammer 25 zugeführt wird, die durch das untere Gehäuse 41 und die Wärmeschweißfolie 64 gebildet wird, die Wärmeschweißfolie 64 in Kontakt mit der Oberfläche des Verstärkungsteils 71, wodurch eine Ausdehnung der Wärmeschweißfolie 64 verhindert wird.
Selbst im Falle einer Tintenkartusche mit der voranstehend geschilderten Konstruktion kann eine Druckkammer zwischen dem unteren Gehäuse 41 und der Wärmeschweißfolie 64 ausgebildet werden. Die Tintenkartusche kann bevorzugt zum Einsatz bei einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt werden, die so ausgebildet ist, dass Druckluft in Tintenkartuschen eingegeben wird, wie dies voranstehend geschildert wurde.
10 zeigt schematisch eine weitere Abänderung der Konstruktion der Tintenkartusche.
Bei der in 10 dargestellten Abänderung ist eine eng in Berührung bringbare, durchgehende Oberfläche auf der Abdeckung vorgesehen, welche den zweiten, äußeren Mantelbestandteil bildet, und ist eine hieran angepasste, in enge Berührung bringbare, durchgehende Oberfläche auf dem Gehäuse vorgesehen, welches den ersten, äußeren Mantelbestandteil bildet, so dass sie in enge Berührung mit der erstgenannten Oberfläche versetzt werden kann, wodurch der hermetisch abgedichtete Zustand der Abdeckung und des Gehäuses aufrechterhalten wird.
Das Ende des unteren Gehäuses und das Ende der Abdeckung sind im Querschnitt in 10 dargestellt, und eine bogenförmige, angepasste Kontaktoberfläche 73 ist vorstehend entlang dem gesamten Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 vorgesehen, das als der erste, äußere Mantelbestandteil dient.
Eine bogenförmige Kontaktoberfläche 76, die so ausgebildet ist, dass sie in engen Kontakt mit der angepassten Kontaktoberfläche 73 gelangt, die entlang dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 vorgesehen ist, ist ausgenommen im Umfangsrand einer Abdeckung 75 vorgesehen, welche als der zweite, äußere Mantelbestandteil dient.
Ein Eingriffsabschnitt 77, der abnehmbar in Eingriff mit dem Umfangsrand des unteren Gehäuses 41 gelangt, ist einstückig auf der Abdeckung 75 vorgesehen. Durch die Einwirkung des Eingriffsabschnitts 77 halten das Gehäuse 41 und die Abdeckung 75 einen hermetisch abgedichteten Zustand aufrecht.
Selbst bei einer Tintenkartusche mit einer derartigen Konstruktion kann eine Druckkammer zwischen dem unteren Gehäuse 41 und der Abdeckung 75 ausgebildet werden. Daher kann die Tintenkartusche vorzugsweise zum Einsatz bei einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung eingesetzt werden, die so ausgebildet ist, dass Druckluft in Tintenkartuschen eingegeben wird, wie dies voranstehend geschildert wurde.
Auch im Falle der in 10 gezeigten Konstruktion wird eine Tintenpackung, die vorher mit Tinte gefüllt wurde, in das untere Gehäuse 41 eingeführt, das als der erste, äußere Mantelbestandteil dient. In diesem Zustand wird die Abdeckung 75, die als der zweite, äußere Mantelbestandteil dient, oben auf das Gehäuse 41 aufgelegt, auf die gleiche Art und Weise wie jene, wie dies im Zusammenhang mit der Ausführungsform beschrieben wurde, welche die Abänderung umfasst.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, wird bei der Tintenkartusche gemäß der ersten Ausführungsform eine Tintenpackung in der Tintenkartusche aufgenommen, und ist ein äußeres Mantelteil der Tintenkartusche so ausgebildet, dass zumindest ein erster und ein zweiter, äußerer Mantelbestandteil hermetisch abgedichtet miteinander verbunden werden. Daher können zur Ausbildung eines Tintenkartuschenerzeugnisses der erste und der zweite, äußere Mantelbestandteil miteinander in einem Zustand verbunden werden, in welchem eine mit Tinten gefüllte Tintenpackung installiert wurde.
Da der erste und der zweite, äußere Mantelbestandteil hermetisch abgedichtet miteinander verbunden werden, werden das Zerlegen und das Recyceln einer verbrauchten Kartusche erleichtert, was zu Einsparung von Ressourcen beiträgt.
Zweite Ausführungsform
Als nächstes wird eine Tintenkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die Tintenkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass dann, wenn die Tintenkartusche von der Aufzeichnungseinrichtung abgenommen wird, die Einlassöffnung für Druckluft, die in der Kartusche vorgesehen ist, freigegeben wird, wodurch sofort eine Druckkammer, die zwischen dem äußeren Mantelteil der Tintenkartusche und der Tintenpackung vorhanden ist, in Verbindung mit der Atmosphäre versetzt wird.
Ein Öffnungsabschnitt 58 ist im Vorderende des unteren Gehäuses 41 vorgesehen, in welchem der Tintenauslassabschnitt 55 auf die voranstehend geschilderte Art und Weise vorhanden ist. Wenn die Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht wird, gelangt ein Tintenaufnahmeverbindungsabschnitt, der später erläutert wird, und auf dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen ist, in den Öffnungsabschnitt 58 hinein, wie dies in den 11 und 12 gezeigt ist. Daher kann der Tintenauslassabschnitt 55, der in der Tintenkartusche vorgesehen ist, mit dem Tintenaufnahmeverbindungsabschnitt verbunden werden, der in dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen ist.
Der Tintenauslassabschnitt 55 ist mit einem Ventilteil 59 versehen, welches sich in Axialrichtung nach Berührung mit einem Verbindungsabschnitt des Kartuschenhalters 8 zurückzieht, der nachstehend erläutert wird, um sich so zu öffnen. Das Ventilteil 59 wird durch ein Federteil 60 so beaufschlagt, dass es in Axialrichtung vorgestellt wird.
Das Ventilteil 59, das durch das Federteil 60 so beaufschlagt wird, dass es in Axialrichtung vorgestellt wird, wird gegen ein ringförmiges Dichtungsteil 61 gedrückt, in dessen Zentrum ein Durchgangsloch 61a vorgesehen ist. Daher wird der Tintenauslassabschnitt 55 geschlossen, wie dies in 11 gezeigt ist.
Die Drucklufteinlassöffnung 47, die in dem unteren Gehäuse 41 vorgesehen ist, also jenem Gehäuse, welches den äußeren Mantel der Tintenkartusche bildet, ist als zylindrisches Teil ausgebildet, das einen Luftkanal festlegt, der mit der Druckkammer 25 in Verbindung steht. Das zylindrische Teil ist einstückig oder vereinigt mit dem unteren Gehäuse 41 ausgebildet, und steht zum vorderen Endabschnitt der Kartusche hin vor.
Ein Öffnungsabschnitt 164 ist in dem Bereich an dem vorderen Endabschnitt des unteren Gehäuses 41 entsprechend der Drucklufteinlassöffnung 47 vorgesehen. Wie in 12 gezeigt, gelangt dann, wenn die Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht wird, ein Druckluftzufuhrabschnitt, der in dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen ist, in den Öffnungsabschnitt 77 hinein, so dass ein Dichtungsteil, das in dem Druckluftzufuhrabschnitt vorgesehen ist, in engen Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche der Drucklufteinlassöffnung 47 gelangt, und mit dieser verbunden wird.
Ein Tintenaufnahmeverbindungsabschnitt 71 ist vorstehend im Zentrum des Kartuschenhalters 8 vorgesehen.
Eine Öffnungs/Schließ-Ventileinheit 72 ist in dem Verbindungsabschnitt 71 vorgesehen. Wenn die Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht wird, zieht sich die Öffnungs/Schließ-Ventileinheit 72 in Axialrichtung nach Kontakt mit dem Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenkartusche zurück, und öffnet sich hierdurch. Wenn keine Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht ist, stellt sich die Öffnungs/Schließ-Ventileinheit 72 in Axialrichtung vor, und wird geschlossen gehalten.
Die Öffnungs/Schließeinheit 72 ist mit einer hohlen Nadel 73 versehen, in welcher Tinteneinlasslöcher 73a vorgesehen sind, und mit einem ringförmigen Gleitteil 75. Das ringförmige Gleitteil 75 ist gleitbeweglich so vorgesehen, dass es den Außenumfang der hohlen Nadel 73 umgibt. Wenn keine Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht ist, bewegt sich das ringförmige Gleitteil 75 zu einem Ort, an welchem es die Tinteneinlasslöcher 73a schließt, die in der hohlen Nadel 73 vorgesehen sind, nach Aufnahme einer Beaufschlagungskraft einer Feder 74.
Bei dem in 11 gezeigten Fall, bei welchem keine Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht ist, stellt sich das ringförmige Gleitteil 75 nach Aufnahme der Beaufschlagungskraft des Federteils 74 vor, wodurch die Tinteneinlasslöcher 73a geschlossen werden, die in der hohlen Nadel 73 vorgesehen sind.
Bei dem in 12 gezeigten Fall, bei welchem eine Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht ist, gelangt der Tintenauslassabschnitt 55 in Kontakt mit dem ringförmigen Gleitteil 75, was dazu führt, dass sich das Gleitteil 75 zurückzieht. Dies führt dazu, dass die Tinteneinlasslöcher 73a der hohlen Nadel 73 freigelegt und offen werden, so dass sie den Zufluss von Tinte ermöglichen.
Gleichzeitig durchdringt das Ende an der Spitze der hohlen Nadel 73 des Kartuschenhalters 8 das Durchgangsloch 61a des Dichtungsteil 61 der Tintenkartusche, und gelangt so in Kontakt mit dem Ventilteil 59. Dies führt dazu, dass sich das Ventilteil 59 in Axialrichtung zurückzieht, wodurch der Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenkartusche geöffnet wird.
Wie durch den in 12 gezeigten Pfeil angedeutet, kann Tinte von der Tintenkartusche dem Kartuschenhalter 8 zugeführt werden.
Gleichzeitig gelangt auch die Drucklufteinlassöffnung 47, welche eine Drucklufteinlassöffnung der Kartusche bildet, in das ringförmige Dichtungsteil 78 des Druckluftzufuhrabschnitts 77 hinein, der in dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen ist.
Das Dichtungsteil 78 gelangt in engen Kontakt mit der Außenumfangsoberfläche der Drucklufteinlassöffnung 47, und wird mit dieser verbunden. Wie durch den in 12 gezeigten Pfeil angedeutet, kann Druckluft in die Druckkammer 75 der Kartusche eingegeben werden.
Wenn eine Tintenkartusche von dem Kartuschenhalter 8 abgenommen wird, wird die Drucklufteinlassöffnung 67, die mit der Druckkammer 25 der Kartusche in Verbindung steht, aus dem abgedichteten Zustand freigegeben, bei welchem die Einlassöffnung 47 durch das Dichtungsteil 48 des Druckluftzufuhrabschnitts 77 des Kartuschenhalters 8 abgedichtet wurde.
Daher wird die Druckkammer 25 der Kartusche sofort mit der Atmosphäre über den Luftkanal der Drucklufteinlassöffnung 47 verbunden. Daher wird auch sofort der Druckbeaufschlagungszustand der Tintenpackung 74 aufgehoben.
Auch der Tintenauslassabschnitt 55 der Tintenkartusche wird geschlossen, wodurch ein Leck von Tinte verhindert wird, das anderenfalls unter dem Einfluss der Schwerkraft hervorgerufen würde.
Gleichzeitig wird auch der Tintenaufnahmeverbindungsabschnitt 71 des Kartuschenhalters 8 geschlossen, wodurch ein Fluss in Gegenrichtung von Tinte von dem Untertank 9 verhindert wird.
Wie voranstehend geschildert, wird bei der Tintenkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Tintenkartusche von der Aufzeichnungseinrichtung abgenommen wird, die Drucklufteinlassöffnung 47 freigegeben, die in der Kartusche vorgesehen ist, wodurch sofort die Druckkammer, die zwischen dem äußeren Mantelteil der Kartusche und der Tintenpackung 74 ausgebildet ist, in Verbindung mit der Atmosphäre versetzt wird. Daher wird unmittelbar der Druckbeaufschlagungszustand der Tintenpackung 74 aufgehoben, wodurch ein versehentliches Herausfließen oder Herauslecken von Tinte von der Tintenpackung 74 verhindert wird.
Die Aufzeichnungseinrichtung, in welche die Tintenkartusche eingeladen werden soll, ist mit der Öffnungs/Schließ-Ventileinheit 72 versehen. Wenn keine Tintenkartusche in den Kartuschenhalter 8 eingebracht ist, stellt sich daher die Öffnungs/Schließ-Ventileinheit 72 in Axialrichtung vor, und wird geschlossen gehalten, wodurch das Problem einer Verschmutzung verhindert wird, die anderenfalls durch den Fluss in Gegenrichtung von Tinte von dem Untertank 9 hervorgerufen würde.
Dritte Ausführungsform
Als nächstes wird eine Tintenkartusche gemäß einer dritten Ausführungsform beschrieben, einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die 13 bis 15 zeigen eine Tintenkartusche (einen Haupttank) 100 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 13 ist eine Perspektivansicht, welche die gesamte Konstruktion eines Haupttanks zeigt. 14 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht der Tintenkartusche gesehen von der in 13 gezeigten Linie B-B in der durch Pfeile angedeuteten Richtung. 15 ist eine Perspektivansicht, welche die Konstruktion einer Tintenpackung 124 zeigt, die in einem äußeren Mantelgehäuse aufgenommen ist, das in 13 gezeigt ist.
Wie in den 13 und 14 dargestellt, wird das äußere Mantelgehäuse durch ein oberes Gehäuse 141, das als ein zweites Gehäuse dient (der zweite, äußere Mantelbestandteil), und ein unteres Gehäuse 142 gebildet, das als ein erstes Gehäuse dient (der erste, äußere Mantelbestandteil).
Das untere Gehäuse 142 weist die Form eines flachen Kastens auf, und die Oberseite des unteren Gehäuses 142 ist offen. Eine mit Tinte gefüllte Tintenpackung 124 (siehe 15) kann in dem unteren Gehäuse 142 aufgenommen werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird, wie in 14 gezeigt, um die vier Seiten der Tintenpackung 124 zu befestigen, die in dem unteren Gehäuse 142 aufgenommen ist, ein vierseitiger Zwischendeckel 143, der beispielsweise aus Styrolschaum besteht, und dessen Zentrum in Form eines Fensters geöffnet ist, in die Tintenkartusche 100 eingeführt. Wie nachstehend noch genauer erläutert wird, wird eine Wärmeschweißfolie 144, die mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist, durch Wärmeeinwirkung mit einem Flanschabschnitt 142a verschweißt, der entlang einem Endrand der Öffnung des unteren Gehäuses 142 vorgesehen ist, wodurch das untere Gehäuse 142 hermetisch abgedichtet wird.
Das obere Gehäuse 141, welches die Form eines flachen Kastens aufweist, wird auf dem unteren Gehäuse 142 befestigt.
Das obere Gehäuse 141 dient als Abdeckung zum Verhindern einer Aufweitung nach außen der Folie 144, die anderenfalls hervorgerufen würde, wenn die Folie 144 der Druckluft ausgesetzt wird. Das obere Gehäuse 141 wird durch einen ebenen Abschnitt 141b gebildet, der als das Abdeckteil dient, und einen Klappabschnitt 141c, der einstückig mit dem ebenen Abschnitt 141b ausgebildet ist, und einen rechten Winkel mit dem ebenen Abschnitt 141b bildet.
Keilförmige Ansatzteile 141a sind intermittierend entlang der inneren Oberfläche des Klappabschnitts 141c vorgesehen. Wenn das obere Gehäuse 141 auf das untere Gehäuse 142 aufgedrückt wird, gelangen die Ansatzteile 141a in Eingriff mit dem Flanschabschnitt 142a, der sich entlang dem Umfangsrand der Öffnung des unteren Gehäuses 142 erstreckt, wodurch das obere Gehäuse 141 und das untere Gehäuse 142 miteinander verbunden werden.
Wenn Druckluft in das untere Gehäuse 142 eingefüllt wird, das durch das Folienteil 144 abgedichtet ist, wird die Wärmeschweißfolie 144 so angeordnet, dass sie in Kontakt mit der gesamten Innenoberfläche des oberen Gehäuses 141 gelangt, wodurch eine Aufweitung nach außen der Folie 144 verhindert wird, die anderenfalls hervorgerufen würde, wenn die Folie 144 der Druckluft ausgesetzt wird.
15 zeigt den Aufbau der Tintenpackung 124, die in dem äußeren Mantelgehäuse aufgenommen ist, das wie voranstehend geschildert ausgebildet ist.
Zwei Folien aus rechteckigem, flexiblem Material, beispielsweise Polyethylenfolie, werden für die Tintenpackung 124 eingesetzt. Um die Gasabsperreigenschaften der Tintenpackung 124 zu verbessern, wird eine Aluminiumfolie oder beispielsweise eine andere Metallfolie auf die Oberfläche jeder Folie auflaminiert. Ein Tintenauslassabschnitt 150, der eine Tintenauslassöffnung bildet, ist im Wesentlichen im Zentrum des einen seitlichen Endabschnitts der Tintenpackung 124 angebracht.
Drei Seiten, also der Endabschnitt in Seitenrichtung, der den Tintenauslassabschnitt 150 aufweist, und die Endabschnitte an der Seite der Längsrichtung orthogonal zum Endabschnitt in Seitenrichtung, werden zuerst durch Wärmeverschweißung zur Ausbildung eines Beutels verbunden. Das Bezugszeichen 124b bezeichnet einen durch Wärmeeinwirkung verschweißten Abschnitt bei jeder der drei Seiten.
Tinte wird in die Tintenpackung 124 von der verbleibenden, einen, offenen Seite der Tintenpackung 124 aus eingefüllt, die als Beutel ausgebildet wurde. Diese verbleibende Seite wird dann durch Wärmeverschweißung verbunden, um die Tintenpackung 124 zur Verfügung zu stellen, in welcher abgedichtet Tinte aufbewahrt ist. Das Bezugszeichen 124c bezeichnet einen durch Wärmeeinwirkung verschweißten Abschnitt an der verbleibenden Seite.
16 ist eine vergrößerte Teilansicht, die zeigt, wie die Tintenpackung 124 in dem unteren Gehäuse 142 durch die Wärmeschweißfolie 144 abgedichtet wird. Zuerst wird das untere Gehäuse 142 auf einer ortsfesten Aufspannvorrichtung 161 angeordnet, unter Verwendung des Flanschabschnitts 142a, der sich entlang dem Umfangsrand der Öffnung des unteren Gehäuses 142 erstreckt.
Die Tintenpackung 124 wird in dem unteren Gehäuse 142 aufgenommen, und dann wird der vierseitige Zwischendeckel 143, dessen Zentrum in Form eines Fensters geöffnet ist, in das untere Gehäuse 142 eingeführt, um die vier Seiten der Tintenpackung 124 mit Druck zu beaufschlagen, und festzuhalten.
In diesem Zustand ist die Wärmeschweißfolie 144 so angeordnet, dass sie den Flanschabschnitt 142a abdeckt, der sich entlang dem Umfangsrand der Öffnung des unteren Gehäuses 142 erstreckt.
Dann wird ein Heizvorrichtungskopf 162, der so ausgebildet ist, dass er eine Ebene Oberfläche mit ähnlicher Form wie jener einer ebenen Oberfläche des Flanschabschnitts 142a des unteren Gehäuses 142 aufweist, abgesenkt, wodurch die Folie 144 erwärmt wird, welche den Flanschabschnitt 142a abdeckt. Dies führt dazu, dass die Folie 144 durch Wärmeeinwirkung entlang dem Flanschabschnitt 142a des unteren Gehäuses 142 verschweißt wird, und das untere Gehäuse 142 durch die Folie 144 hermetisch abgedichtet wird.
Die 17 und 18 sind vergrößerte Ansichten, welche die Konstruktion von Abschnitten des oberen Gehäuses 141 zeigen, die an dem unteren Gehäuse 142 angebracht werden sollen, das durch die Folie 144 abgedichtet ist, wie dies voranstehend beschrieben wurde. Im Einzelnen sind die Ansatzteile 141a intermittierend auf der inneren Oberfläche des Klappabschnitts 141c des oberen Gehäuses 141 vorgesehen, und ist die Umgebung der Ansatzteile 141a vergrößert dargestellt.
17 ist eine Perspektivansicht des Eckabschnitts des oberen Gehäuses 141, gesehen von der inneren Oberfläche des Eckabschnitts aus, und 18 ist eine Perspektivansicht des Eckabschnitts des oberen Gehäuses 141, gesehen von oben aus.
Wie in 17 gezeigt, ist eine sich verjüngende Oberfläche 141d auf dem Ansatzteil 141a so vorgesehen, dass ihre Dicke allmählich vom unteren Ende des Klappabschnitts 141c zum ebenen Abschnitt 141b zunimmt, der als Abdeckung dient. Ein Eingriffsstufenabschnitt 141e ist am Ende der sich verjüngenden Oberfläche 141d gegenüberliegend dem ebenen Abschnitt 141b vorgesehen.
Wie in 18 gezeigt, sind Schlitzlöcher 141f so vorgesehen, dass sie sich durch den ebenen Abschnitt 141b des oberen Gehäuses 141 erstrecken, entsprechend dem Ort der Ansatzteile 141a, und länglich entlang dem Klappabschnitt 141c ausgebildet sind.
Das obere Gehäuse 141 wird auf das untere Gehäuse 142 aufgelegt und an dieses angedrückt, so dass die sich verjüngende Oberfläche 141d jedes der Ansatzteile 141a in Gleitberührung mit der Seitenoberfläche des Flanschabschnitts 142a gelangt, der sich entlang dem Umfangsrand der Öffnung des unteren Gehäuses 142 erstreckt.
Wenn das obere Gehäuse 141 weiter gegen das untere Gehäuse 142 angedrückt wird, gelangen die Ansatzteile 141a über den Flanschabschnitt 142a hinaus, der auf dem unteren Gehäuse 142 vorgesehen ist. Daher wird der Flanschabschnitt 142a des unteren Gehäuses 142 in die Eingriffsstufen 141e der Ansatzteile 141a eingepasst, wodurch das obere Gehäuse 141 und das untere Gehäuse 142 aneinander befestigt werden.
In diesem Fall kann, da sich die Schlitzlöcher 141f durch den ebenen Abschnitt 141b des oberen Gehäuses 141 und entlang dessen Klappabschnitt 141c so erstrecken, dass ihr Ort jenem der Ansatzteile 141a entspricht, der Klappabschnitt 141c, der die Ansatzteile 141a aufweist, in Bezug auf eine leichtere Biegbarkeit verbessert werden.
Die einfache Biegbarkeit des Klappabschnitts 141c wirkt sich so aus, dass eine Entlastung bereitgestellt wird, wenn sich die sich verjüngende Oberfläche 141d jedes der Ansatzteile 141a über den Flanschabschnitt 142a des unteren Gehäuses 142 hinaus erstreckt.
Die Bereitstellung einer derartigen Entlastung ist beispielsweise in der Hinsicht wirksam, ein Problem auszuschalten, nämlich dass die Bereiche weiß werden, in welchen die Ansatzteile 141a vorgesehen sind, oder das Problem von Rissen, die anderenfalls hervorgerufen würden, wenn zu starke mechanische Beanspruchungen auf die Ansatzteile 141a einwirken, wenn das obere und das untere Gehäuse, die beide aus Kunstharz bestehen, aneinander befestigt werden.
19 ist eine Perspektivansicht des gesamten Haupt-Tintentanks 100, der als die Tintenkartusche dient, die wie voranstehend geschildert konstruiert ist, gesehen von oberhalb von dessen oberem Gehäuse.
Bei der vorliegenden Ausführungsform sind fünf Schlitzlöcher 141f an jeder Seite in Längsrichtung des oberen Gehäuses 141 vorgesehen. Entsprechend sind die Ansatzteile 141a in gleichmäßigen Abständen vorgesehen, entsprechend den Schlitzlöchern 141f. Weiterhin sind zwei Schlitzlöcher 141f an jeder Seite in Querrichtung des oberen Gehäuses 141 vorgesehen. Entsprechend sind die Ansatzteile 141a auch so vorgesehen, dass sie den Schlitzlöchern 141f entsprechen.
In dem Haupttank 100, also in der Tintenkartusche, wie voranstehend erwähnt, wie in 13 gezeigt, ist ein Paar offener Löcher 151 vorgesehen, die als Positionierungsvorrichtung zum Zeitpunkt des Einbringens der Tintenkartusche in die Aufzeichnungseinrichtung verwendet werden sollen, und zwar in einer Oberfläche des Kartuschengehäuses.
Die beiden Öffnungslöcher 151 sind voneinander beabstandet entlang der Längsrichtung der einen Oberfläche des unteren Gehäuses 142 angeordnet. Wenn das untere Gehäuse 142 beispielsweise durch Spritzgießen hergestellt wird, werden die Öffnungslöcher 151 vereinigt und gleichzeitig mit dem unteren Gehäuse 142 ausgeformt.
Der Tintenauslassabschnitt 150, der eine Tintenauslassöffnung für die Tintenpackung bildet, wird an einem Ort im Wesentlichen in der Mitte zwischen den Positionierungsöffnungslöchern 151 angebracht, die an zwei Orten vorgesehen sind. Eine Drucklufteinlassöffnung 152 und eine Leiterplatte 153, die nachstehend genauer erläutert werden, sind außerhalb der beiden Öffnungslöcher 151 vorgesehen.
Gleichzeitig mit dem Ausformen des unteren Gehäuses 142 wird die Drucklufteinlassöffnung 152 hohl und vereinigt mit dem unteren Gehäuse 142 ausgeformt. Druckluft kann in das untere Gehäuse 142 eingegeben werden, das durch das Folienteil 144 abgedichtet ist, über die Drucklufteinlassöffnung 152.
20 zeigt den Querschnitt eines Endabschnitts auf einer Oberfläche des Haupttanks 100, der als die Tintenkartusche mit der voranstehend geschilderten Konstruktion dient, und zeigt, dass der Haupttank 100 an einem Verbindungsmechanismus 155 angebracht ist, der auf dem Kartuschenhalter 8 der Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen ist.
21 ist eine Perspektivansicht, die den Verbindungsmechanismus 155 zeigt, der auf dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen ist.
Wie in den 20 und 21 gezeigt ist, sind zwei säulenförmige Positionierungsstifte 156 auf dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen. Die Positionierungsstifte 156 werden in die beiden Positionierungsöffnungslöcher 151 eingepasst, die in dem Haupttank 100 vorgesehen sind.
Die Öffnungslöcher 151 befinden sich an zwei Orten in Längsrichtung der einen Oberfläche des unteren Gehäuses 142, und die beiden Positionierungsstifte 156, die auf der Aufzeichnungseinrichtung vorgesehen sind, werden in die Öffnungslöcher 151 eingepasst, bis die Basisenden der Stifte 156 in Kontakt mit den Öffnungslöchern 151 gelangen. Daher kann der Haupttank 100, der als eine Kartusche dient, in drei Dimensionen positioniert werden.
Wenn die Positionierungsstifte 156 in den Haupttank 100 eingeführt werden, passt ein hohler Tintenauslassschlauch 157, der im Wesentlichen am Ort in der Mitte zwischen den beiden Positionierungsstiften 156 vorgesehen ist, in den Tintenauslassabschnitt 150, der an der Tintenpackung 124 angebracht ist, wodurch das Herausfließen von Tinte aus der Kartusche ermöglicht wird.
Infolge der Tatsache, dass der Haupttank 100 auf dem Kartuschenhalter 8 angebracht ist, wird die Drucklufteinlassöffnung 152 mit einer Drucklufteinlassöffnung 158 verbunden, die in dem Halter 8 vorgesehen ist, was das Zuführen von Druckluft in den Haupttank 100 ermöglicht.
Ein Klemmenmechanismus 159, der mehrere Kontakte aufweist, ist mit der Leiterplatte 153 verbunden, die auf dem Haupttank 100 angeordnet ist, was den Datenaustausch mit Halbleiterspeichervorrichtungen ermöglicht, die auf der Leiterplatte 153 vorgesehen sind, und nachstehend erläutert werden.
In einem Fall, in welchem der Haupttank 100 auf dem Kartuschenhalter 8 angebracht ist, ist die Leiterplatte 153 auf dem Haupttank 100 in Vertikalrichtung angeordnet, und an einem oberen Ort in Richtung der Schwerkraft angeordnet, wie dies in 20 gezeigt ist.
Die 22A und 22B sind Querschnittsansichten, die zeigen, dass der hohle Tintenauslassschlauch 157, der in dem Halter 8 vorgesehen ist, in den Tintenauslassabschnitt 150 eingeführt wird, der auf der Tintenpackung 124 vorgesehen ist, infolge der Tatsache, dass die Hauptpackung 100 auf dem Kartuschenhalter 8 angebracht ist, was ein Herausfließen von Tinte aus der Tintenkartusche ermöglicht.
22A zeigt den Tintenauslassabschnitt 150 und den Tintenauslassschlauch 157, bevor sie verbunden werden, und 22B zeigt den Tintenauslassabschnitt 150 und die Tintenauslassschlauch 157 nach ihrer Verbindung.
Eine ringförmige Gummidichtung 150a ist in einen Ausgangsabschnitt des Tintenauslassabschnitts 150 eingepasst, der in der Tintenpackung 124 vorgesehen ist. Im Gegensatz hierzu ist ein bewegbares Teil 150b in dem Tintenauslassabschnitt 150 so aufgenommen, dass es eine Axialbewegung ermöglicht.
Das bewegbare Teil 150b ist so ausgebildet, dass es einen zentralen Abschnitt der ringförmigen Gummidichtung 150a unter der Beaufschlagungskraft des schraubenförmigen Federteils 150c verschließt. Eine Öffnung 157a ist an einem Ort auf der Seitenoberfläche in der Nähe des Endes an der Spitze des hohlen Tintenauslassschlauches 157 vorgesehen, der in dem Halter 8 vorhanden ist.
Bei einem in 22A gezeigten Zustand, bei welchem der Haupttank 100, der als Kartusche dient, nicht in die Aufzeichnungseinrichtung eingebracht ist, verschließt das bewegbare Teil 150b den zentralen Abschnitt der ringförmigen Gummidichtung 150a unter der Beaufschlagungskraft des schraubenförmigen Federteils 150c, wodurch ein Herauslecken von Tinte aus der Tintenpackung 124 verhindert wird.
Wenn der Haupt-Tintentank 100 in die Aufzeichnungseinrichtung eingebracht wird, drückt das Ende an der Spitze des Tintenauslassschlauches 157 das bewegbare Teil 150b nach innen gegen die Beaufschlagungskraft des Federteils 150c. Daher wird ein Tintenflusskanal ausgebildet, der durch Pfeile angedeutet ist, wodurch das Herausfließen von Tinte ermöglicht wird.
In diesem Fall gelangt ein ringförmiger Innendurchmesserabschnitt der Gummidichtung 150a in engen Kontakt mit dem Außendurchmesserabschnitt des Tintenauslassrohrs 157, wodurch ein Herauslecken von Tinte aus dem Kontaktabschnitt verhindert wird.
23 zeigt die Leiterplatte 153, die auf der Tintenkartusche angebracht ist. Die 24A und 24B zeigen das Erscheinungsbild und die Konstruktion der Leiterplatte 153. 24A ist eine Perspektivansicht der Leiterplatte 153 gesehen von vorn aus, und 24B ist eine Perspektivansicht der Leiterplatte 153, gesehen von unterhalb ihrer Unterseite aus.
Wie in 23 gezeigt, ist die Leiterplatte 152 in der Ecke des unteren Gehäuses 152 der Kartusche angeordnet, und ist auf dem inneren Boden eines dreidimensionalen Raums angebracht, bei welchem zwei benachbarte Oberflächen offen sind. Eine der beiden offenen Oberflächen ermöglichen eine Verbindung zwischen der Leiterplatte 153 und dem Klemmenmechanismus 159, der auf dem Kartuschenhalter 8 vorgesehen ist. Die andere der beiden offenen Oberflächen wird hauptsächlich eingesetzt, wenn die Leiterplatte 153 an dem Kartuschengehäuse angebracht wird.
Wie in den 24A und 24B gezeigt, sind ein Durchgangsloch 153a und ein gekerbtes Loch 153b in der Leiterplatte 153 vorgesehen, um die Leiterplatte 153 auf dem unteren Gehäuse 142 anzubringen. Wie in 24A mit gestrichelten Linien dargestellt, werden Vorsprünge 142c und 142d zum Zwecke der Wärmeverschweißung, die in das jeweilige Durchgangsloch 153a bzw. das ausgekerbte Loch 153b eingeführt werden sollen, vorher auf dem unteren Gehäuse 142 ausgebildet.
Wenn die im Wesentlichen rechteckige Leiterplatte 153 auf dem unteren Gehäuse 142 angebracht wird, wird die Leiterplatte 153 in einen ausgenommenen Abschnitt 142b eingepasst, der wie in 23 gezeigt ausgebildet ist, zum Positionieren der Leiterplatte.
Ein nicht dargestelltes Erwärmungsstück wird in Kontakt mit den Köpfen der Vorsprünge 142c und 142d versetzt, die in 24A durch gestrichelte Linien dargestellt sind, wodurch die Vorsprünge verschweißt werden. Dies führt dazu, dass die Leiterplatte 153 auf dem unteren Gehäuse 142 angebracht wird, wie dies in 23 gezeigt ist.
Das Erwärmungsstück wird als Aufspannvorrichtung zum Anbringen der Leiterplatte 153 an dem unteren Gehäuse 142 verwendet, und das Ende an der Spitze des Erwärmungsstückes wird in die obere, geöffnete Seite des dreidimensionalen Raums eingeführt, in welchem sich die Leiterplatte 153 befindet.
Wie in 24A gezeigt, sind Elektrodenkontakte 153c an der Vorderseite der Leiterplatte 153 als Verbindungsklemmen vorgesehen, die in elektrische Verbindung mit dem Klemmenmechanismus 159 des Kartuschenhalters 8 versetzt werden sollen, wenn der Haupttank 100 in den Kartuschenhalter 8 eingebracht wird.
Ein Elektrodenkontakt 153d für Prüfzwecke ist kreisförmig auf der gleichen Oberfläche der Leiterplatte 153 vorgesehen, auf welcher die Elektrodenkontakte 153 vorhanden sind.
Die Elektrodenkontakte 153c und 153d sind mit einer Halbleitervorrichtung 154 verbunden, die Daten lesen und schreiben kann, und die an der Unterseite der Leiterplatte 153 angebracht ist. Wenn der Haupttank 100 auf dem Kartuschenhalter 8 der Aufzeichnungseinrichtung angebracht wird, werden Daten beispielsweise in Bezug auf die Art der Tinte, die in dem Haupttank vorhanden ist, die Restmenge an Tinte, eine Seriennummer, und ein Verfallsdatum, zwischen dem Haupttank 100 und der Aufzeichnungseinrichtung übersendet und empfangen.
Die Tintenkartusche gemäß der dritten Ausführungsform, einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wird hermetisch abgedichtet durch das erste und das zweite Gehäuse 141 bzw. 142 ausgebildet, und eine Tintenpackung ist in der Tintenkartusche aufgenommen. Die Ansatzteile 141a, die auf dem zweiten Gehäuse 142 vorgesehen sind, gelangen in Eingriff mit dem Flanschabschnitt 142a des unteren Gehäuses 142, wodurch das erste Gehäuse 141 und das zweite Gehäuse 142 aneinander befestigt werden. Der Zusammenbau und das Zerlegen einer Tintenkartusche werden einfach erreicht, was dazu beiträgt, das Recycling der Bestandteile der Tintenkartusche zu erleichtern.
Weiterhin sind die Schlitzlöcher 141 an Orten auf dem ebenen Abschnitt 141b entsprechend den Ansatzteilen 141a entlang dem Klappabschnitt 141c vorgesehen, wodurch ein einfaches Verbiegen des Klappabschnitts 141c verbessert wird, welcher die Ansatzteile 141a aufweist. Diese Anordnung ist in der Hinsicht wirksam, um beispielsweise das Problem zu verhindern, dass der Bereich weiß wird, in welchem die Ansatzteile 141a vorgesehen sind, oder das Problem einer Spaltbildung, das andererseits hervorgerufen würde, wenn eine zu starke Belastung auf die Ansatzteile 141a einwirkt, wenn das obere und untere Gehäuse 141 bzw. 142, die beide aus Kunstharz bestehen, aneinander angebracht werden.
Vierte Ausführungsform
Als nächstes wird eine Tintenkartusche gemäß einer vierten Ausführungsform beschrieben, einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die Tintenkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung ist mit einem Tintenpackungs-Andruckteil versehen, das in einem Kartuschengehäuse zusammen mit einer Tintenpackung aufgenommen werden soll. Die Tintenkartusche zeichnet sich dadurch aus, dass in Abhängigkeit von dem Volumen des Andruckteils das Volumen an Tinte eingestellt werden kann, die abgedichtet in der Tintenpackung enthalten ist.
Daher können die in den 13 bis 24 gezeigten Konstruktionen als bevorzugte Beispiele für Konstruktionen des äußeren Mantels der Tintenkartusche, der Tintenpackung, usw. bei der Verwirklichung der vierten Ausführungsform eingesetzt werden.
Die 25 und 26 zeigen die Konstruktion des Andruckteils 143, und 25 ist eine Perspektivansicht, welche das gesamte Andruckteil zeigt. 26A ist eine Vorderansicht, die das Andruckteil zeigt; 26B ist eine Querschnittsansicht des Andruckteils, gesehen von der Linie C-C in 26A in der durch Pfeile angedeuteten Richtung; und 26C ist eine Querschnittsansicht des Andruckteils, gesehen von der in 26A gezeigten Linie D-D in der durch Pfeile angedeuteten Richtung.
Wie in den 25 und 26 gezeigt, ist das Andruckteil 143 in Form eines Rahmens ausgebildet, bei welchem eine fensterartige Öffnung 143a im Zentrum des Andruckteils 143 vorgesehen ist. Das Andruckteil 143 drückt auf die vier abgedichteten Seiten der rechteckigen Tintenpackung 124.
Wie aus den Querschnittsansichten der 26B und 26C hervorgeht, ist der Abschnitt der Oberfläche des Andruckteils 143 gegenüberliegend den vier Seiten der Tintenpackung 124 so ausgebildet, dass er eine sich verjüngende Oberfläche 143b aufweist, die allmählich dünner in Richtung auf die fensterförmige Öffnung 143a wird, die im Zentrum des Andruckteils 143 vorgesehen ist.
Wie in 14 gezeigt, ist die sich verjüngende Oberfläche 143b so ausgebildet, dass sie sich geringfügig krümmt. Wenn die sich verjüngende Oberfläche 143b in Berührung mit dem Zentrum der Tintenpackung 124 versetzt wird, beult sich dieses infolge der darin enthaltenen Tinte aus, so dass die sich verjüngende Oberfläche 143b, die geringfügig gekrümmt ist, glatt an die Geometrie des Umfangs der Tintenpackung 124 angepasst ist.
Wenn eine Tintenpackung 124, die mit einer großen Menge an Tinte gefüllt ist, in dem unteren Gehäuse 142 aufgenommen ist, wird ein Andruckteil 143 mit geringem Volumen eingesetzt, wie in 14 gezeigt ist.
Wenn eine Tintenpackung 124, die mit einer kleinen Menge an Tinte gefüllt ist, in dem unteren Gehäuse 142 aufgenommen ist, wird ein Andruckteil 143 mit großem Volumen eingesetzt, wie in 27 gezeigt ist.
Das Andruckteil 143, das bei dem in 27 gezeigten Haupttank 100 verwendet wird, weist die zentrale, fensterförmige Öffnung 143a auf, die eine kleinere Fläche aufweist als jene in 14. Entsprechend ist eine sich verjüngende Oberfläche 143b vorgesehen, die allmählich zur fensterförmigen Öffnung 143a hin dünner wird.
Bei dieser Konstruktion wird die Tintenpackung 124, die mit einer geringen Menge an Tinte gefüllt ist, durch das Andruckteil 143 mit Druck beaufschlagt, in Bereichen der vier Seiten näher an dem Zentrum der Tintenpackung 124.
Trotz der Tatsache, dass eine Tintenpackung eingefüllt ist, die mit einer geringen Menge an Tinte gefüllt ist, kann eine freie Bewegung der Tintenpackung in der Tintenkartusche wirksam verhindert werden. Daher wird ermöglicht, das Problem einer Beschädigung einer Tintenpackung zu verhindern, das anderenfalls hervorgerufen würde, wenn die Tintenpackung einer körperlichen Stoßbeanspruchung während des Transports ausgesetzt wird.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, ist die Tintenkartusche gemäß der vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung mit einem Tintenandruckteil versehen, das in einem Kartuschengehäuse zusammen mit einer Tintenpackung aufgenommen werden soll. In Abhängigkeit von dem Volumen des Andruckteils wird das Volumen der Tinte eingestellt, die in die Tintenpackung eingefüllt wird. Soweit mehrere Arten von Andruckteilen vorher vorbereitet werden, kann ein geeignetes Andruckteil in Abhängigkeit von dem Volumen von Tinte ausgewählt werden, das in eine Tintenpackung eingefüllt ist, und wird das so ausgewählte Andruckteil in dem Kartuschengehäuse aufgenommen. Daher kann eine Tintenpackung in dem Kartuschengehäuse ohne einen großen Zwischenraum aufgenommen werden.
Daher kann das Ausmaß, in welchem eine Tintenpackung durch körperliche Stoßbeanspruchungen beschädigt wird, die beim Transport auftreten, ausreichend verringert werden.
In einem Fall, in welchem die vorliegende Erfindung bei einer Tintenkartusche eingesetzt wird, welche Druckluft in ein Kartuschengehäuse einlässt, wird das Andruckteil, dessen Volumen in Abhängigkeit von dem Volumen der in eine Tintenpackung eingefüllten Tinte ausgewählt wurde, in der Tintenkartusche aufgenommen, so dass das Volumen der Druckluft, die in das Kartuschengehäuse eingelassen werden soll, so eingestellt werden kann, dass es innerhalb eines vorbestimmten Bereiches liegt.
Daher ist es, selbst wenn eine Tintenkartusche mit kleinem Volumen verwendet wird, nicht erforderlich, eine große Menge an Druckluft in das Kartuschengehäuse einzulassen. Daher kann eine Zeitverzögerung verhindert werden, die auftreten würde zwischen dem Zeitpunkt, an welchem eine Aufzeichnungseinrichtung eingeschaltet wird, bis zu dem Zeitpunkt, an welchem die Aufzeichnungseinrichtung einen Bereitschaftszustand erreicht, wodurch die Durchsatzrate der Aufzeichnungseinrichtung verbessert wird.
Andere Ausführungsformen
Schließlich wird eine bevorzugte Ausführungsform einer Kartusche beschrieben, die bei jeder der Tintenkartuschen der voranstehend geschilderten Ausführungsformen eingesetzt werden kann, die wirksam das Problem eines Bruchs einer Tintenpackung verhindern kann, das anderenfalls durch Schwingungen oder Herunterfallen einer Tintenkartusche hervorgerufen werden könnte, und die besser recycelt werden kann, und das Recycling nicht nur eines Gehäuses ermöglicht, welches den äußeren Mantel bildet, sondern auch einer Tintenpackung.
Die bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass ein ausgenommener Abschnitt, welcher an den Querschnitt einer kissenförmigen Tintenpackung angepasst ist, die mit Tinte gefüllt ist, auf der inneren Oberfläche eines harten Gehäuses vorgesehen ist, welches den äußeren Mantel einer Tintenkartusche bildet, wobei Rippen, welche den Umfangsrand der Tintenpackung einquetschen können, vorhanden sind.
Bevorzugter setzt die bevorzugte Ausführungsform eine Anordnung ein, bei welcher mehrere Rippen sowohl in Seitenrichtung als auch in Längsrichtung des harten Gehäuses vorgesehen sind, eine Anordnung, bei welcher Vorsprünge und Vertiefungen in den Bereichen vorgesehen sind, in welchen der Umfangsrand einer Tintenpackung eingequetscht wird, und/oder eine Anordnung, bei welcher Durchgangslöcher im Umfangsrand der Tintenpackung vorgesehen sind, und Vorsprünge in den Rippen so vorgesehen sind, dass sie in die entsprechenden Durchgangslöcher hineinpassen.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform verwendet eine Anordnung, bei welcher die Geometrie der Innenoberfläche des harten Gehäuses an den Querschnitt einer mit Tinte gefüllten Tintenpackung angepasst ist, und der Umfangsrand der Tintenpackung durch das harte Gehäuse eingequetscht wird. Zusätzlich zu dieser Anordnung setzt die bevorzugte Ausführungsform eine Anordnung ein, bei welcher Vorsprünge und Vertiefungen in den Bereichen vorgesehen sind, in welchen der Umfangsrand einer Tintenpackung eingequetscht wird, und/oder eine Anordnung, bei welcher Durchgangslöcher in dem Umfangsrand vorgesehen sind, und Vorsprünge, die in die entsprechenden Durchgangslöcher eingeführt werden sollen, in dem Gehäuse vorgesehen sind.
Die bevorzugten Ausführungsformen werden mit weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Die 28A bis 28C sind Explosionsdarstellungen, die ein bevorzugtes Beispiel für eine Tintenkartusche zeigen. Eine Tintenpackung 201 wird dadurch hergestellt, dass rechteckige Folien, die jeweils aus einer hochpolymeren Folie und einer Materialschicht mit guten Gassperreigenschaften bestehen, beispielsweise einer Metallschicht, auf der Oberfläche des Polymerfilms, bereitgestellt werden, und eine Wärmeverschweißung der rechteckigen Folien entlang Umfangsrändern 201a, 201b, 201c und 201d der Tintenpackung 201 erfolgt, um einen Beutel auszubilden, während eine Tintenzufuhröffnung 201e in einer Seite 201a der Tintenpackung 201 ausgebildet wird.
Das harte Gehäuse, welches die Tintenpackung 201 aufnimmt, besteht aus zwei Segmenten; nämlich einem kastenförmigen Gehäusehauptkörper (unteren Gehäuse) 202, und einer Abdeckung (oberen Gehäuse) 203. Kurze Rippen 204 zur Unterteilung der langen Seiten 201b und 201d in gleichen Längen sind auf der Ebene des unteren Gehäusehauptkörpers 202 vorgesehen, welche der Abdeckung 203 gegenüberliegt. Entsprechend sind kurze Rippen 204' zur Unterteilung der langen Seiten 201b und 201d auf gleiche Längen auf der Ebene der Abdeckung 203 vorgesehen, welche dem unteren Gehäusehauptkörper 202 gegenüberliegt. Weiterhin sind lange Rippen 205 zur Unterteilung der kurzen Seiten 201a und 201c auf gleiche Längen auf derselben Ebene des unteren Gehäusehauptkörpers 202 vorgesehen, auf welcher die kurzen Rippen 204 vorgesehen sind. Entsprechend sind lange Rippen 205' zum Unterteilen der kurzen Seiten 201a und 201c auf gleiche Längen auf derselben Ebene der Abdeckung 203 vorgesehen, auf welcher die kurzen Rippen 204' vorgesehen sind.
Vertiefungen 204a und 204a' sind in den kurzen Rippen 204 und 204' so vorgesehen, dass sie an den Querschnitt einer mit Tinte gefüllten Tintenpackung angepasst sind, und Vertiefungen 205a und 205a' sind in den langen Rippen 205 und 205' so vorgesehen, dass sie an den Querschnitt einer mit Tinte gefüllten Tintenpackung angepasst sind. Endabschnitte 204b, 204b', 205b und 205b' der Rippen 204, 204', 205, und 205' gegenüberliegend den Umfangsrändern 201a, 201b, 201c und 201d der Tintenpackung 201 sind auf Höhen h und h' eingestellt, so dass die Umfangsränder 201a, 201b, 201c und 201d der Tintenpackung 201 sandwichartig zwischen den Rippen 204, 204', 205 und 205' eingeschlossen werden können, wenn die Abdeckung 203 auf dem Gehäusehauptkörper 202 befestigt wird.
Das in 28 angegebene Bezugszeichen 206 bezeichnet eine Ausnehmung zur Ausbildung eines Fensters, das dazu verwendet werden soll, die Tintenzufuhröffnung 201e nach außen hin freizulegen.
Bei dieser Ausführungsform wird die Tintenpackung 201, die mit einem bestimmten Volumen an Tinte gefüllt ist, auf den Gehäusehauptkörper 202 so aufgesetzt, dass die Tintenzufuhröffnung 201e sich in der Ausnehmung 206 befindet. Wenn die Abdeckung 203 auf dem Gehäusehauptkörper 202 befestigt wird, wird ein mit Tinte gefüllter Bereich der Tintenpackung 201 durch die Vertiefungen 204a, 204a', 205a und 205a' der Rippen 204, 204', 205 und 205' gehaltert, ohne dem Druck ausgesetzt zu sein, der durch die Ebene des Gehäusehauptkörpers 204 und die Ebene der Abdeckung 203 ausgeübt wird. Weiterhin werden die Umfangsränder 201a, 201b, 201c und 201d sandwichartig zwischen den Endabschnitten 204b und 204b' der einander gegenüberliegenden Rippen 204 und 204' und zwischen den Endabschnitten 205b und 205b' der einander gegenüberliegenden Rippen 205 und 205' eingeschlossen.
Selbst wenn auf die Tintenpackung 201 in diesem Zustand Schwingungen oder körperliche Stoßbeanspruchungen einwirken, wird die Geometrie der Tintenpackung 201 durch die Vertiefungen 204a, 204a', 205a und 205a' festgelegt, so dass in der Tintenpackung 201 keine erheblichen Verformungen auftreten.
Die Umfangsränder 201a, 201b, 201c und 201d werden sandwichartig zwischen dem Gehäusehauptkörper 202 und der Abdeckung 203 eingeschlossen. Daher kann eine Bewegung einer Tintenpackung in dem Gehäuse verhindert werden, die andererseits durch die Schwankungswirkung der Tinte hervorgerufen würde. Weiterhin kann ein Bruch einer Tintenpackung verhindert werden, der anderenfalls erfolgen würde, wenn die Tintenpackung einer erheblichen körperlichen Stoßbeanspruchung oder einem erheblichen Druck ausgesetzt würde.
Wenn die Abdeckung 203 von dem Tintengehäuse abgenommen wird, nachdem die in der Tintenkartusche enthaltene Tinte verbraucht wurde, und die Tintenkartusche von einem Hersteller gesammelt wurde, wird die Tintenpackung 203 aus einem sandwichartigen eingeschlossenen Zustand freigegeben, der zwischen dem Gehäusehauptkörper 202 und der Abdeckung 203 vorhanden ist, und kann einfach aus der Tintenkartusche entnommen werden.
Die so entfernte Tintenpackung wird gereinigt, und ein Verschleißteil, beispielsweise eine Dichtung der Tintenzufuhröffnung, wird durch ein neues Teil ersetzt. Dann wird die Tintenpackung mit Tinte nachgefüllt.
Die so nachgefüllte Tintenpackung wird in dem Gehäusehauptkörper 202 angeordnet, und die Abdeckung 203 wird auf dem Gehäusehauptkörper 202 auf die gleiche Art und Weise wie voranstehend geschildert befestigt, wodurch ein Recyclingvorgang fertig gestellt wird.
Die voranstehend geschilderte Ausführungsform schaltet das Erfordernis aus, eine Tintenpackung von einem Tintengehäuse abzureißen und abzuschälen, wodurch das Entfernen eines Tintenpackungsbeutels ohne das Auftreten von Beschädigungen ermöglicht wird, und ein äußerst verlässliches Recyceln einer Tintenkartusche verwirklicht wird.
29 ist eine Querschnittsansicht, welche den Aufbau eines Gehäuses entlang einer Linie E-E in 28C zeigt. Vertiefungen 204a sind in Rippen 204 vorgesehen, die auf dem Gehäusehauptkörper 202 vorhanden sind, angepasst an den Querschnitt einer kissenförmigen Tintenpackung 201, die mit Tinte 207 gefüllt ist. Entsprechend sind Vertiefungen 204a' in Rippen 204' vorgesehen, die auf der Abdeckung 203 in Anpassung hieran vorgesehen sind. Die Umfangsränder 201b und 201d der Tintenpackung 201 sind sandwichartig zwischen Endabschnitten 204b und 204b' der Rippen 204 und 204' eingeschlossen.
Die Rippen 204 und 204' stellen eine Verformung der Tintenpackung 201 ein, die aus einer flexiblen Folie hergestellt ist, wodurch eine Auslenkung der Folie in einem spitzen Winkel verhindert wird.
30 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel für die Konstruktion zum sandwichartigen Einschließen des Umfangsrandes einer Tintenpackung zeigt. Wie im Falle der in den 28A bis 28C gezeigten Ausführungsform sind die Rippen 204 und 204', die an den Umriss der Tintenpackung 201 angepasst sind, auf dem unteren Gehäuse 202 und der Abdeckung 203 vorgesehen. Weiterhin ist ein Vorsprung 208 auf jedem der Enden 204b zum sandwichartigen Einschließen des Umfangsrandes 201b der Tintenpackung 201 vorgesehen, und ist eine Ausnehmung 208' auf jedem der Enden 204b' gegenüberliegend den Enden 204b vorgesehen. Die Vorsprünge 208 und die Ausnehmungen 208' sind an mehreren Orten entlang dem Umfangsrand der Tintenpackung 201 vorhanden.
Der Gehäusehauptkörper 202 wird in der Tintenpackung 201 aufgenommen, und die Abdeckung 203 wird von oberhalb auf den Gehäusehauptkörper 202 aufgesetzt. Dies führt dazu, dass der Umfangsrand 201b der Tintenpackung 201 sandwichartig eingequetscht zwischen den Vorsprüngen 208 und den Ausnehmungen 208' aufgenommen wird.
Durch sandwichartiges Aufnehmen des Umfangsrandes der Tintenpackung 201 an mehreren Orten entsprechend dem voranstehend geschilderten Verfahren kann die Tintenpackung 201 fest innerhalb des Gehäuses befestigt werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Tintenpackung 201 einfach aus dem Gehäuse entnommen werden, nach Entfernen der Abdeckung 203. Wie im Falle der in den 28A bis 28C gezeigten Ausführungsform kann einfach ein Recycling einer Tintenkartusche erfolgen.
31 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konstruktion zum sandwichartigen Einschließen des Umfangsrandes einer Tintenpackung gemäß einer anderen, bevorzugten Ausführungsform zeigt. Ein Durchgangsloch 209 ist im Umfangsrand 201b der Tintenpackung 201 vorgesehen. Wie im Falle der in den 28A bis 28C gezeigten Ausführungsform sind die Rippen 204 und 204', die an den Umriss der Tintenpackung 201 angepasst sind, auf dem unteren Gehäuse 202 und der Abdeckung 203 vorgesehen. Ein Vorsprung 210, der in das Durchgangsloch 209 eingeführt werden soll, ist auf dem Endabschnitt 204 vorgesehen, und ein Loch 210' ist in dem Endabschnitt 204' vorgesehen, entsprechend dem Vorsprung 210. Die Gruppe, welche das Durchgangsloch 209, den Vorsprung 210, und das Loch 210' umfasst, ist an jedem von mehreren Orten auf dem Umfangsrand der Tintenpackung 201 vorhanden.
Die Tintenpackung 201 wird so in dem Gehäusehauptkörper 202 aufgenommen, dass die Vorsprünge 210 in die entsprechenden Durchgangslöcher 209 eingeführt werden. Wenn die Abdeckung 203 von oberhalb auf dem Gehäusehauptkörper 202 angeordnet wird, wird die Tintenpackung 201 durch die Durchgangslöcher 209 und die Vorsprünge 210 positioniert und befestigt. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Tintenpackung 201 einfach durch Entfernen der Abdeckung 203 entnommen werden. Wie im Falle der in den 28A bis 28C gezeigten Ausführungsform kann einfach das Recycling einer Tintenkartusche erfolgen.
Die 32A bis 32C zeigen eine Tintenkartusche gemäß einer anderen Ausführungsform in Explosionsdarstellung. Die Tintenpackung 201 weist die gleiche Konstruktion wie jene auf, die in den 28A bis 28C gezeigt ist.
Ein hartes Gehäuse zum Aufnehmen der Tintenpackung 201 besteht aus zwei Segmenten; nämlich einem kastenförmigen Gehäusehauptkörper 202 und der Abdeckung 203. Erhöhte Abschnitte 204 und 205 sind so vorgesehen, dass eine innere Oberfläche 202a des Gehäusehauptkörpers 202 an den Querschnitt einer kissenförmigen, mit Tinte gefüllten Tintenpackung angepasst ist. Weiterhin sind erhöhte Abschnitte 204' und 205' so vorgesehen, dass die innere Oberfläche 203a der Abdeckung 203 hieran angepasst ist.
Endabschnitte 204b, 204b', 205b und 205b' der erhöhten Abschnitte 204, 204', 205 und 205' gegenüberliegend den Umfangsrändern 201a, 201b, 201c und 201d der Tintenpackung 201 sind auf Höhen h und h' eingestellt, so dass die Umfangsränder 201a, 201b, 201c und 201d der Tintenpackung 201 sandwichartig zwischen den erhöhten Abschnitten 204, 204', 205 und 205' eingeschlossen werden können, wenn die Abdeckung 203 auf dem Gehäusehauptkörper 202 befestigt wird.
Ausnehmungen 206 und 206' sind in den Bereichen des Gehäusehauptkörpers 202 und der Abdeckung 203 vorgesehen, an welchen die Tintenzufuhröffnung 201e sandwichartig eingeschlossen werden soll. Rippen 204c und 204c' sind auf der Rückseite der Bereiche der erhöhten Abschnitte 204 und 204' vorgesehen, mit welchen die Tintenpackung 201 in Kontakt versetzt wird, um hierdurch die Steifigkeit der erhöhten Abschnitte 204 und 204' zu verbessern.
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Tintenpackung 201, die mit einem bestimmten Volumen an Tinte gefüllt ist, auf den Gehäusehauptkörper 202 so aufgesetzt, dass die Tintenzufuhröffnung 201e in die Ausnehmung 206 hineingelangt. Wenn die Abdeckung 203 befestigt wird, wird der mit Tinte gefüllte Bereich der Tintenpackung 201 durch die inneren Oberflächen 202a und 203a und die erhöhten Abschnitte 204, 204', 205 und 205' von beiden Seiten gehaltert, ohne die Ausübung eines Drucks. Die Umfangsränder 201a, 201b, 201c und 201d werden durch die gegenüberliegenden Endabschnitte 204b, 204b', 205b und 205b' gehaltert.
Selbst wenn die Tintenpackung 201 Schwingungen oder körperlichen Stoßbeanspruchungen in diesem Zustand ausgesetzt wird, wird die Geometrie der Tintenpackung 201 durch die inneren Oberflächen 202a und 203a des Gehäuses und durch die erhöhten Abschnitte 204, 204', 205 und 205' festgelegt, so dass keine starke Verformung in der Tintenpackung 201 auftritt.
Die Umfangsränder 201a, 201b, 201c und 201d werden sandwichartig zwischen den Endabschnitten 204b, 204b', 205b und 205b' eingeschlossen. Daher kann eine Bewegung einer Tintenpackung in dem Gehäuse verhindert werden, die anderenfalls durch die Schwenkbewegung von Tinte hervorgerufen würde. Weiterhin kann ein Bruch einer Tintenpackung verhindert werden, der andererseits hervorgerufen würde, wenn die Tintenpackung einer erheblichen körperlichen Stoßbeanspruchung oder einem erheblichen Druck ausgesetzt wird.
33 ist eine Querschnittsansicht, die den Aufbau des Gehäuses entlang der Linie F-F von 32C zeigt. Die erhöhten Abschnitte 204 sind auf dem Gehäusehauptkörper 202 so ausgebildet, dass sie an den Querschnitt einer kissenförmigen Tintenpackung 201 angepasst sind, die mit der Tinte 207 gefüllt ist. Entsprechend sind die erhöhten Abschnitte 204' auf der Abdeckung 203 so ausgebildet, dass sie hieran angepasst sind. Die Umfangsränder 201b und 201d der Tintenpackung 201 sind sandwichartig zwischen den einander gegenüberliegenden Endabschnitten 204b und 204b' angeordnet.
Da der Querschnitt des Gehäusehauptkörpers 202 und jener der Abdeckung 203 an den Querschnitt der Tintenpackung 201 angepasst sind, wird eine Verformung der Tintenpackung 201 eingestellt, die aus einer flexiblen Folie hergestellt ist, wodurch eine Auslenkung der Folie in einem spitzen Winkel verhindert wird.
34 ist eine Querschnittsansicht, die ein weiteres Beispiel für die Konstruktion zum sandwichartigen Einschließen des Umfangsrandes einer Tintenpackung zeigt. Die erhöhten Abschnitte 204 und 204' sind so ausgebildet, dass der Querschnitt des unteren Gehäuses 202 und jener der Abdeckung 203 an den Querschnitt der kissenförmigen Tintenpackung 201 angepasst sind, die mit der Tinte 207 gefüllt ist. Weiterhin ist der Vorsprung 208 auf jedem der Enden 204b vorgesehen, um sandwichartig den Umfangsrand 201b der Tintenpackung 201 einzuschließen, und ist die Ausnehmung 208' auf jedem der Enden 204b' gegenüberliegend den Enden 204b vorgesehen. Die Vorsprünge 208 und die Ausnehmungen 208' sind an jedem von mehreren Orten entlang dem Umfangsrand der Tintenpackung 201 vorhanden.
Die Tintenpackung 201 wird in dem Gehäusehauptkörper 202 aufgenommen, und die Abdeckung 203 wird von oberhalb aus auf dem Gehäusehauptkörper 202 angeordnet. Daher wird der Umfangsrand 201b der Tintenpackung 201 sandwichartig zwischen den Vorsprüngen 208 und den Ausnehmungen 208' eingequetscht. Durch sandwichartiges Einschließen mehrerer Orte am Umfangsrand der Tintenpackung 201 gemäß dem voranstehend geschilderten Verfahren kann die Tintenpackung 201 fest in dem Gehäuse befestigt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Tintenpackung 201 einfach aus dem Gehäuse nach Entfernen der Abdeckung 203 entnommen werden. Wie im Falle der in den 28A bis 28C gezeigten Ausführungsform kann einfach ein Recycling der Tintenkartusche erfolgen.
35 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konstruktion zum sandwichartigen Einschließen des Umfangsrandes einer Tintenpackung gemäß einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform zeigt. Das Durchgangsloch 209 ist in dem Umfangsrand 201b der Tintenpackung 201 vorgesehen. Die erhöhten Abschnitte 204 und 204' sind so ausgebildet, dass der Querschnitt des unteren Gehäuses 202 und jener der Abdeckung 203 an den Querschnitt der kissenförmigen Tintenpackung 201 angepasst sind, die mit der Tinte 207 gefüllt ist. Weiterhin ist der Vorsprung 210, der in das Durchgangsloch 209 eingeführt werden soll, auf dem Endabschnitt 204 vorgesehen, und ist das Loch 210' in dem Endabschnitt 204' entsprechend dem Vorsprung 210 vorgesehen. Die Gruppe, die aus dem Durchgangsloch 209, dem Vorsprung 210, und dem Loch 210' besteht, ist an jedem von mehreren Orten auf dem Umfangsrand der Tintenpackung 201 vorhanden.
Die Tintenpackung 201 wird so in dem Gehäusehauptkörper 202 aufgenommen, dass die Vorsprünge 210 in die entsprechenden Durchgangslöcher 209 eingeführt werden. Wenn die Abdeckung 203 von oberhalb auf dem Gehäusehauptkörper 202 angeordnet wird, wird die Tintenpackung 201 durch die Durchgangslöcher 209 und die Vorsprünge 210 positioniert und befestigt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform kann die Tintenpackung 201 einfach durch Abnehmen der Abdeckung 203 entnommen werden. Wie im Falle der in den 28A bis 28C gezeigten Ausführungsform kann einfach ein Recycling der Tintenkartusche erfolgen.
Wie voranstehend geschildert wird in einem Fall, bei welchem die Konstruktion einer Tintenkartusche gemäß einer der verschiedenen Ausführungsformen eingesetzt wird, eine Verformung einer Tintenpackung, die anderenfalls durch Schwingungen oder körperliche Stoßbeanspruchungen hervorgerufen würde, in allen Richtungen verhindert, wodurch eine Beschädigung und ein Bruch der Tintenpackung verhindert werden.
Das Positionieren einer Tintenpackung wird durch die Geometrie eines Gehäuses bewirkt, wodurch Qualitätsunterschiede ausgeschaltet werden, die aufgrund einer unterschiedlichen Genauigkeit beim Zusammenbau hervorgerufen werden.
Da eine Tintenpackung nicht durch Verwendung eines Klebers befestigt werden muss, wird die Anzahl an Teilen verringert, wodurch der Wirkungsgrad des Zusammenbaus einer Tintenkartusche erhöht wird, und die Kosten einer Tintenkartusche verringert werden. Da die Zerlegung der Tintenkartusche einfach ist, kann ein äußerst verlässliches Recycling einer Tintenkartusche erzielt werden.

Claims

Tintenkartusche (9) zum Einsatz bei einer Aufzeichnungseinrichtung (1–5), die Tinte einem Aufzeichnungskopf (6) durch Anlegen von Druckluft zuführt, die von einer Druckluftpumpe (21) erzeugt wird, wobei die Tintenkartusche (9) aufweist: ein äußeres Mantelteil, welches aufweist: ein unteres Gehäuse (41, 142), das eine Öffnung und eine durchgehende, im Wesentlichen ebene Schweißoberfläche (42, 142a) aufweist, welche die Öffnung umgibt, und auf einer im Wesentlichen flachen, einzigen gedachten Ebene angeordnet ist; eine Wärmeschweißfolie (64, 144), die durch Wärmeeinwirkung mit der Schweißoberfläche (42, 142a) verschweißt ist, und die Öffnung hermetisch verschließt; und ein oberes Gehäuse (71, 141), das mit dem unteren Gehäuse verbunden ist, und die Wärmeschweißfolie abdeckt; eine Tintenpackung (24, 124) aus flexiblem Material, in welcher Tinte aufbewahrt wird, wobei die Tintenpackung in einer Druckkammer (25) aufgenommen ist, die durch das untere Gehäuse und die Wärmeschweißfolie gebildet wird.
Tintenkartusche nach Anspruch 1, bei welcher das obere Gehäuse (71) als ein Verstärkungsteil zum Verstärken der Wärmeschweißfolie (64) dient.
Tintenkartusche nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher ein Eingriffsabschnitt (71a), der abnehmbar im Eingriff mit einem Umfangsrand (73) des unteren Gehäuses (41) steht, einstückig auf einem Umfangsrand (76) des oberen Gehäuses (75) vorgesehen ist.
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei welcher Verstärkungsrippen (44) auf einer inneren Oberfläche des unteren Gehäuses (41) vorgesehen sind, wobei die innere Oberfläche zumindest teilweise die Druckkammer festlegt.
Tintenkartusche nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welcher vorgesehen sind: eine Druckluft-Einlassöffnung (47), die bei dem unteren Gehäuse (41) vorgesehen ist, und durch welche die von der Druckluftpumpe (21) zugeführte Druckluft in die Druckkammer (25) eingegeben werden kann; und ein Tintenauslassabschnitt (55), der bei der Tintenpackung (24) vorgesehen ist, und ein Herausfließen von Tinte von der Tintenpackung (24) ermöglicht; wobei dann, wenn die Tintenkartusche (9) von der Aufzeichnungseinrichtung (1–5) abgenommen wird, die Druckluft-Einlassöffnung (47) freigegeben wird, um hierdurch die Druckkammer (25) in Verbindung mit der Atmosphäre zu versetzen, und der Tintenauslassabschnitt (55) in einen geschlossenen Zustand versetzt wird.
Tintenkartusche nach Anspruch 5, bei welcher die Druckluft-Einlassöffnung (47) einstückig mit dem unteren Gehäuse (41) ausgebildet ist, und ein zylindrisches Teil aufweist, welches einen Luftkanal festlegt, der mit der Druckkammer in Verbindung steht.
Tintenkartusche nach Anspruch 5 oder 6, bei welcher der Tintenauslassabschnitt (55) ein Ventilteil (59) aufweist, und dann, wenn die Tintenkartusche (9) an der Aufzeichnungseinrichtung (1–5) angebracht wird, das Ventilteil (59) in Kontakt mit einem Verbindungsabschnitt (71) der Aufzeichnungseinrichtung gelangt, und sich in Axialrichtung zurückzieht, wodurch es geöffnet wird; und dann, wenn die Tintenkartusche (9) von der Aufzeichnungseinrichtung (1–5) abgenommen wird, das Ventilteil (59) in Axialrichtung vorgestellt wird, wodurch ein geschlossener Zustand aufrechterhalten wird.
Tintenkartusche nach Anspruch 7, bei welcher der Tintenauslassabschnitt (55) ein Federteil (60) zum Beaufschlagen des Ventilteils (59) so aufweist, dass es in Axialrichtung vorgestellt wird.
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welcher der Tintenauslassabschnitt (55) zur Außenseite des unteren Gehäuses (41) hin durch einen Öffnungsabschnitt (58) freiliegt, der in dem unteren Gehäuse (41) vorgesehen ist, wobei ein O-Ring (56) zwischen dem Öffnungsabschnitt (58) und dem Tintenauslassabschnitt (55) angeordnet ist, und ein Eingriffsteil (57) vorgesehen ist, um einen abgedichteten Zustand zwischen dem Öffnungsabschnitt (58) und dem Tintenauslassabschnitt (55) einzurichten, durch Druckbeaufschlagung des O-Rings (56).
Tintenkartusche nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welcher weiterhin vorgesehen sind: ein Flanschabschnitt (142a), der entlang einem Rand der Öffnung des unteren Gehäuses (142) vorgesehen ist, und welcher die Schweißoberfläche festlegt; und zumindest ein ansatzförmiges Teil (141a), das auf dem oberen Gehäuse (141) vorgesehen ist, und in Eingriff mit dem Flanschabschnitt (142a) gelangt, wodurch das untere und das obere Gehäuse (142, 141) miteinander verbunden werden.
Tintenkartusche nach Anspruch 10, bei welcher, nachdem die Tintenpackung (124) in dem unteren Gehäuse (142) aufgenommen wurde, die Öffnung des unteren Gehäuses (142) durch Wärmeschweißen der Wärmeschweißfolie (144) auf die Schweißoberfläche abgedichtet wird, wodurch ein abgedichteter Zustand erzielt wird, und das obere Gehäuse (141) als eine Abdeckung zum Verhindern einer Aufweitung der Wärmeschweißfolie (144) dient, wenn die Wärmeschweißfolie (144) dem Druck der Druckluft ausgesetzt wird.
Tintenkartusche nach Anspruch 10 oder 11, bei welcher eine verjüngte Oberfläche (141d) und ein Eingriffsstufenabschnitt (141e) auf dem ansatzförmigen Teil (141a) vorgesehen sind, sodass dann, wenn das obere Gehäuse (141) an dem unteren Gehäuse (142) angebracht wird, der Flanschabschnitt (142a) relativ durch die verjüngte Oberfläche (141d) und entlang dieser geführt wird, zum Eingriff mit dem Eingriffsstufenabschnitt (141e).
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 10 bis 12, bei welcher das obere Gehäuse (141) durch einen ebenen Abschnitt (141b), der als eine Abdeckung dient, und einen Klappabschnitt (141c) gebildet wird, der einstü ckig mit dem ebenen Abschnitt (141b) und senkrecht zu diesem ausgebildet ist, und das ansatzförmige Teil (141a) auf einer inneren Oberfläche des Klappabschnitts (141c) vorgesehen ist.
Tintenkartusche nach Anspruch 13, bei welcher mehrere unabhängige ansatzförmige Teile (141a) intermittierend auf der inneren Oberfläche des Klappabschnitts (141c) vorgesehen sind.
Tintenkartusche nach Anspruch 14, bei welcher Schlitzlöcher (141f) so vorgesehen sind, dass sie sich durch den ebenen Abschnitt (141b) des oberen Gehäuses (141) erstrecken, entsprechend in Bezug auf den Ort, den mehreren unabhängigen ansatzförmigen Teilen (141a), und länglich entlang dem Klappabschnitt (141c).
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 1 bis 15, bei welcher weiterhin vorgesehen ist: ein Eindruckteil (143) für die Tintenpackung (124), das in der Druckkammer und zwischen der Wärmeschweißfolie (144) und der Tintenpackung (124) angeordnet ist.
Tintenkartusche Anspruch 16, bei welcher das Andruckteil (143) das Volumen der in die Tintenpackung (124) einzufüllenden Tinte entsprechend dem Volumen des Andruckteils (143) einstellt.
Tintenkartusche Anspruch 16 oder 17, bei welche die Tintenpackung (124) im wesentlichen rechteckförmig und zu einem Beutel durch Abdichtung von vier Seiten der Tintenpackung (124) ausgebildet ist; das Andruckteil (143) in Form eines Rahmens ausgebildet ist, der eine Fensteröffnung (143a) in seinem zentralen Abschnitt aufweist; und die vier Seiten der Tintenpackung (124) durch das rahmenförmige Andruckteil (143) mit Druck beaufschlagt werden.
Tintenkartusche nach Anspruch 18, bei welcher Teile des Andruckteils (143), die den vier Seiten der Tintenpackung (124) gegenüberliegen, eine sich allmählich verringernde Dicke zur Fensteröffnung (143) hin aufweisen, um Schrägflächen (143b) festzulegen.
Tintenkartusche nach Anspruch 1), bei welcher die Schrägflächen (143b) gekrümmt sind.
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 16 bis 20, bei welcher das Andruckteil (143) aus elastischem Material besteht.
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 16 bis 21, bei welcher, nachdem die Tintenpackung (124) und das Andruckteil (143) in dem unteren Gehäuse (142) aufgenommen wurden, die Öffnung des unteren Gehäuses (142) abgedichtet wird, durch Wärmeschweißen der Wärmeschweißfolie (144) auf die Schweißoberfläche, wodurch ein abgedichteter Zustand erzielt wird, und das obere Gehäuse (141) als eine Abdeckung zum Verhindern einer Aufweitung der Wärmeschweißfolie (144) dient, wenn die Wärmeschweißfolie (144) dem Druck der Druckluft ausgesetzt ist.
Tintenkartusche nach einem der Ansprüche 16 bis 22, bei welcher zumindest ein ansatzförmiges Teil (141a) auf dem oberen Gehäuse (141) vorgesehen ist; und eine verjüngte Oberfläche (141a) und ein Eingriffstufenabschnitt (141e) auf dem ansatzförmigen Teil (141d) vorgesehen sind, sodass dann, wenn das obere Gehäuse (141) an dem unteren Gehäuse (142) angebracht wird, ein Flanschabschnitt, der auf dem Rand der Öffnung des ersten Gehäuses vorgesehen ist, relativ durch die verjüngte Oberfläche (141d) und entlang dieser geführt wird, zum Eingriff mit dem Eingriffsstufenabschnitt (141e).
Kombination aus einer Tintenkartusche (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 23 und einer Tintenstrahlaufzeichnungseinrichtung (1–5), wobei die Aufzeichnungseinrichtung aufweist: einen Aufzeichnungskopf (6), der auf einem Schlitten (1) angebracht ist, und der in Richtung der Breite von Aufzeichnungspapier hin- und herbewegt wird; und einen Untertank (7), der mit Tinte von der Tintenkartusche (9) durch einen Tintenzufuhrkanal (10) nachgefüllt wird, und die Tinte dem Aufzeichnungskopf (6) zuführt, wobei die Tinte von der Tintenkartusche (9) dem Untertank (7) durch Einsatz von Luftdruck zur Tintenkartusche zugeführt wird.
Kombination nach Anspruch 24, bei welcher der Tintenzufuhrkanal (10), der sich von der Tintenkartusche (9) zum Untertank (7) erstreckt, ein flexibles Tintenzufuhrrohr ist.
Kombination nach Anspruch 24 oder 25, bei welcher ein Tintenzufuhrventil (26) weiterhin in dem Tintenzufuhrkanal (10) vorgesehen ist, der sich von der Tintenkartusche (9) zum Untertank (7) erstreckt, und das Tintenzufuhrventil (26) in Abhängigkeit von einem Steuersignal geöffnet oder geschlossen wird, das von einer Tintenniveau-Detektorvorrichtung (31, 32, 33a, 33b) erzeugt wird, um das Volumen der Tinte festzustellen, die in dem Untertank (7) übrig ist.
Kombination nach Anspruch 24, 25 oder 26, bei welcher ein ringförmiges Dichtungsteil (78) bei einem Kartuschenhalter (8) vorgesehen ist, an welchem die Tintenkartusche (9) abnehmbar angebracht wird, und dann, wenn die Tintenkartusche (9) an dem Kartuschenhalter (8) angebracht wird, das ringförmige Dichtungsteil (78) in engen Kontakt mit einer Außenumfangsoberfläche eines zylindrischen Teils (47) gelangt, welches einen Luftkanal festlegt, der in Verbindung mit einer Druckkammer (25) der Tintenkartusche (9) steht.
Kombination einem der Ansprüche 24 bis 27, bei welcher ein Kartuschenhalter (8), an welchem die Tintenkartusche (9) abnehmbar angebracht wird, mit einer Öffnungs-/Schließventileinheit (72) versehen ist, die dann, wenn die Tintenkartusche (9) an dem Kartuschenhalter (8) angebracht wird, in Kontakt mit einem Tintenauslassabschnitt (55) der Tintenkartusche (9) gelangt, und sich in Axialrichtung zurückzieht, wodurch sie geöffnet wird; und dann, wenn keine Tintenkartusche (9) an dem Kartuschenhalter (8) angebracht ist, die Öffnungs-/Schließventileinheit (2) in Axialrichtung vorgestellt wird, wodurch ein geschlossener Zustand beibehalten wird.
Kombination nach Anspruch 28, bei welcher die Öffnungs-/Schließventileinheit (72) mit einer hohlen Nadel (73) versehen ist, die ein Tinteneinlassloch (73a) aufweist, und mit einem Gleitteil (75); wobei dann, wenn keine Tintenkartusche an dem Kartuschenhalter (8) angebracht ist, das Gleitteil (75), welches die Beaufschlagungskraft eines Federteils (74) aufnimmt, zu einer Position bewegt wird, an welcher das Gleitteil (75) das Tinteneinlassloch (73a) schließt, das in der hohlen Nadel (73) vorgesehen ist.