DE69530967T2

DE69530967T2 - Tintenbehälter, Tintenkartusche, Tintenstrahlgerät und Herstellungsverfahren dafür

Info

Publication number: DE69530967T2
Application number: DE69530967T
Authority: DE
Inventors: Tsutomo Abe; Keisuke Matsuo
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2015-12-28
Also published as: HK1014696A1; EP0719646A2; EP0719646B1; DE69530967D1; EP0719646A3; US6293661B1; JP3347559B2; US5903294A; JPH08230209A; EP0719646B8

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND ZUGEHÖRIGER STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenbehälter zum Aufbewahren von Tinte für ein Tintenstrahlaufzeichnen, eine Tintenstrahlkartusche, die mit einem Aufzeichnungskopf versehen ist, und auf ein Herstellverfahren zum Herstellen desselben. Die vorliegende Erfindung ist auf eine Aufzeichnungseinrichtung, eine Kommunikationseinrichtung, eine Büroeinrichtung, eine zusammengesetzte Einrichtung, einen Drucker oder dergleichen wie beispielsweise ein Kopiergerät, ein Faxgerät oder dergleichen unter Verwendung der Tintenstrahltechnologie anwendbar. Hierbei deckt der Begriff Aufzeichnen nicht nur ein Bild mit einer Bedeutung wie beispielsweise einen Buchstaben oder dergleichen ab, sondern auch ein Bild ohne Bedeutung, wie beispielsweise ein Musterbild oder dergleichen. Die Aufzeichnungseinrichtung hat Informationsverarbeitungsgerätedrucker als Ausgabevorrichtungen für diese.
Aufzeichnungsvorrichtung der Wärmeübertragungsart, der Laserstrahlart, der Nadeldruckerart, der Tintenstrahlart werden für Ausgabevorrichtungen bei PC-Anschlüssen, Kopiergeräten, Faxgeräten oder dergleichen verwendet. Unter den verschiedenen Aufzeichnungsarten ist die Tintenstrahlart besonders als ein Druckverfahren bekannt, dass in Hinblick auf die Niedriggeräuscheigenschaft ausgezeichnet ist. Von den Geräten der Tintenstrahldruckerart ist die Art, die eine Blasenerzeugung der Flüssigkeit durch ein Erwärmen anwendet, des weiteren besonders bekannt, da ein hochdichter Aufzeichnungskopf leicht herzustellen ist; die Niedriggeräuscheigenschaft ausgezeichnet ist; ein Farbdrucken leicht ist; ein Hochgeschwindigkeitsdrucken möglich ist; und ein Hochqualitätsdrucken möglich ist bei geringen Kosten. Bei einem Beispiel einer Aufzeichnungseinrichtung für die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung sind der Tintenstrahlaufzeichnungskopf und der Tintenbehälter zum Halten der zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu liefernden Tinte vereinigt, und sie sind austauschbar als eine Einheit an einem Abtastschlitten der Vorrichtung (Tintenstrahlkartusche) montiert.
Eine derartige Tintenstrahlkartusche wird weggeworfen, wenn die Tinte in dem Tintenbehälter nicht mehr von dem Aufzeichnungskopf ausgespritzt werden kann. In dem Tintenbehälter der Tintenstrahlkartusche ist ein Unterdruckerzeugungselement vorgesehen, das die Tinte halten kann, während ein erwünschter Unterdruck in dem Aufzeichnungskopf erzeugt wird. Mit dem Verbrauch der Tinte nimmt der durch das Unterdruckerzeugungselement erzeugte Unterdruck allmählich zu. Dann wird die Tinte nicht im Ansprechen auf das Ausspritzen der Tinte von dem Aufzeichnungskopf angemessen nachgefüllt. Schliesslich wird die Tintenstrahlkartusche verwendungsunfähig. In einer derartigen Kartusche verbleibt eine relativ grosse Menge an Tinte, obwohl die Menge von der Leistung des Unterdruckerzeugungselementes abhängig ist. Die Restmenge an Tinte wird durch das Tintenhaltevermögen des Schwamms das heisst des Unterdruckerzeugungselementes bestimmt, das im wesentlichen den gesamten Tintenbehälter einnimmt, und daher ist es nicht leicht, das Leistungsvermögen des Schwammes zu verbessern.
Der durch das Unterdruckerzeugungselement erzeugte Unterdruck nimmt allmählich im Ansprechen auf den Tintenverbrauch zu, und daher ist es schwierig, einen im wesentlichen konstanten Unterdruck von Beginn der Verwendung bis zu dem Ende der Lebensdauer von diesem zu halten. Andererseits ist eine Tintenstrahlkartusche vorgeschlagen worden, die im wesentlichen nur die Tinte enthält.
Andererseits ist eine Tintenstrahlkartusche vorgeschlagen worden, die im wesentlichen lediglich Tinte enthält. Beispielsweise offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nummer HEI-2-522 eine Tintenstrahlkartusche, die einen Primärtintenspeicherabschnitt zum Aufbewahren einer großen Menge von Tinte lediglich an einer oberen Position und ein kleines poröses Element an einer unteren Position vor dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf aufweist. In diesem Fall ist beschrieben, dass das poröse Element nicht in dem Tintenspeicherabschnitt enthalten ist, sondern in der Tintenströmungsbahn positioniert ist, wodurch die Anwendungseffizienz verbessert ist. Ausserdem ist ein Sekundärtintenspeicherabschnitt als ein Raum vorgesehen, der die Tinte an der Seite des porösen Elementes halten kann. Bei einem Temperaturanstieg (Druckabnahme) oder dergleichen dehnt sich die Luft in dem Primärtintenspeicherabschnitt so aus, dass die Tinte in dem Primärtintenspeicherabschnitt herausgedrückt wird, jedoch kann die Tinte dort gespeichert werden, so dass der Unterdruck des Aufzeichnungskopfes während des Aufzeichnens im wesentlichen konstant gehalten werden kann.
Andererseits offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nummer HEI-7-125 232, dass das Innere des Tintenbehälterabschnittes im wesentlichen gleichmäßig durch eine Wand in zwei Kammern geteilt ist und ein Unterdruckerzeugungselement in der Kammer enthalten ist, die näher zu dem Aufzeichnungskopf sich befindet. Zwischen der Teilungswand und dem Bodenabschnitt ist ein Verbindungsabschnitt vorgesehen, um die Tintenlieferung zu ermöglichen. In diesem Fall sind der Aufzeichnungskopfabschnitt und der Tintenbehälterabschnitt trennbar. Wenn der Aufzeichnungskopfabschnitt an dem Tintenbehälterabschnitt montiert ist, wird die Tintenlieferröhre des Aufzeichnungskopfabschnittes in die Unterdruckerzeugungselementseite des Tintenbehälterabschnittes so eingeführt, dass das Unterdruckerzeugungselement benachbart zu der Tintenlieferröhre zusammengedrückt wird.
Wenn dieser Aufbau des Tintenbehälterabschnittes bei einer Tintenstrahlkartusche angewendet wird, die den Aufzeichnungskopf einstückig hat, wird ein zufriedenstellendes Ergebnis erreicht, was die Tintenlieferung anbelangt. Jedoch ist die Stabilität während des Transports nicht günstig. Beispielsweise tritt Luft in das Unterdruckerzeugungselement bei einer Situationsänderung wie beispielsweise einer Änderung der Position der Kartusche, der Temperatur oder des Drucks einer Schwingung, eines Stosses oder dergleichen ein, was zu einer Tintenverteilungsänderung führt. Dies kann zu einer ungleichmäßigen Verteilung der Tinte führen, die in dem Unterdruckerzeugungselement enthalten ist, das in den Bereich zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Tintenlieferröhre angeordnet ist. Bei Montage an der Aufzeichnungsvorrichtung und bei Ausführen des anfänglichen Aufzeichnungsvorgangs bewegt sich die in dem Tintenkanal zwischen dem Verbindungsabschnitt und der Tintenlieferröhre befindliche Luft zu der Tintenlieferröhre mit dem möglichen Ergebnis einer Unterbrechung der Tintenbahn. In dem Fall des Tintenbehälters, der in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nummer HEI-7-125 232 offenbart ist, wird das Unterdruckerzeugungsmaterial in ein Behältnis mit einem offenen Boden durch den offenen Boden eingeführt, und dann wird der Boden geschlossen. Dies ist für eine Tintenstrahlkartusche nicht einfach anwendbar, die mit einem Aufzeichnungskopf einstückig ist.
Die Druckschrift EP 0 625 424 offenbart eine Tintenstrahleinheit. Wenn bei dieser Druckschrift ein neuer Tintenbehälter eingesetzt wird, gleitet er relativ zu dem Tintenstrahlkopf derart, dass die Tintenlieferröhre durch die Öffnung eingeführt wird. Durch dieses Einführen der Tintenlieferröhre wird der erforderliche Druck bei dem Unterdruckerzeugungselement errichtet. Ein Zwischenraum ist zwischen der Innenwand der Öffnung und der Außenwand der Tintenlieferröhre vorgesehen. Der Grund für diesen Zwischenraum liegt in den Herstelltoleranzen zwischen der Tintenlieferröhre und der Öffnung. Dadurch ergibt sich eine Möglichkeit eines Austretens durch den Zwischenraum, was dazu führt, dass der Innenteil des Gerätes verschmutzt werden kann.
Darüber hinaus ist es erforderlich, dass der Zwischenraum ermöglicht, dass das Tintenlieferelement in die Kartusche eintritt, um den erforderlichen Druck bei den Unterdruckerzeugungselement zu errichten.
Darüber hinaus gibt es bei der Druckschrift EP 0 625 424 keine exakte Definition des Einführbetrages des Tintenlieferelements in die Kartusche. Daher ist das Zusammendrückverhältnis zwischen dem weniger zusammengedrückten Abschnitt und dem stärker zusammengedrückten Abschnitt des Unterdruckerzeugungselementes nicht definiert und eher zufällig.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Demgemäß ist es eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintenbehälter, eine Tintenstrahlkartusche und ein Herstellverfahren für den Behälter zu schaffen, wobei die Tinte zu einem Aufzeichnungskopf stabil ständig unabhängig von dem Transport, der Stellung und der Umgebungsbedingung geliefert werden kann.
Es ist eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Tintenbehälter, eine Tintenstrahlkartusche und ein Herstellverfahren für den Behälter zu schaffen, bei denen die Kosten ohne Schwierigkeiten niedrig sind.
Die vorstehend erläuterte Aufgabe ist in Hinblick auf den Tintenbehälter durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
Die vorstehende erläuterte Aufgabe ist in Hinblick auf das Herstellverfahren für den Behälter durch die Merkmale von Anspruch 15 gelöst.
Die vorstehend erläuterte Aufgabe ist in Bezug auf die Tintenkartusche durch die Merkmale von Anspruch 21 gelöst.
Weiterentwicklungen sind Gegenstand der weiteren Ansprüche.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachstehend dargelegten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlicher hervor.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1A zeigt eine Schnittansicht einer Tintenstrahlkartusche gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
1B zeigt eine Ansicht unter Betrachtung in einer Richtung X in 1A.
2 zeigt ein Beispiel des Aufbaus eines kleines Verbindungsabschnittes gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein äußeres Erscheinungsbild der Tintenstrahlkartusche gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
4 zeigt einen Tintenbehälter mit einem darin enthaltenen Unterdruckerzeugungselement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
5 zeigt einen Tintenbehälter mit einer Teilungswand gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
6 zeigt einen Tintenbehälter mit einem Abdeckelement gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
7 zeigt eine schematische Ansicht eines Absorbiermaterials in einem zusammengedrückten Zustand.
8 zeigt einen Tintenbehälter gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
9 zeigt einen Tintenbehälter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
10 zeigt einen Tintenbehälter gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
11 zeigt einen Drucker, an dem die Tintenstrahldrucker gemäß Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung montiert ist.
12 zeigt eine Tintenbehälterherstellvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Nachstehend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1(A) zeigt einen Querschnitt der Tintenstrahlkartusche bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung und 1(B) zeigt eine Vergrößerung des durch einen Pfeil X gezeigten Abschnittes unter Betrachtung von der Richtung, die durch den Pfeil X auch gezeigt ist.
Unter Bezugnahme 1(A) ist die Tintenstrahlkartusche in eine Tintenstrahleinheit 29 und einen Tintenbehälterabschnitt 2 trennbar. Die Tintenstrahleinheit 29 weist einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf und den Tintenbehälterabschnitt 2 auf, der die Tinte speichert, die zu der Tintenstrahleinheit 29 liefern ist.
Der Tintenbehälterabschnitt 2 besteht aus einem Hauptmantel 3 und einem Abdeckelement 12 und einer Teilungswand 4, die den Tintenbehälterabschnitt 2 in eine erste Speicherkammer 5 und eine zweite Speicherkammer 9 teilt.
Die erste Speicherkammer 5 enthält ein Unterdruckerzeugungselement 6 und hat ein Luftloch 8, um zu ermöglichen, dass die Umgebungsluft das Unterdruckerzeugungselement 6 erreicht, und eine Tintenlieferöffnung 7, durch die die Tinte zu einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1 geliefert wird. Die Tintenlieferöffnung 7 ist mit einem Filter 4 versehen, um Fremdstoffe aus dem Inneren des Tintenbehälterabschnittes zu beseitigen.
Ein grosser Luftraum 15 ist zwischen dem Luftloch 8 und dem Unterdruckerzeugungselement 6 vorgesehen. Dieser Luftlochraum 15 ist durch eine Halteplatte 13 ausgebildet und wird durch diese gehalten, die zusammengedrückt das Unterdruckerzeugungselement 6 hält.
Die Trennwand 4 hat einen Mikrokanal 11, der so angeordnet ist, dass er annähernd direkt der Tintenlieferöffnung 7 gegenübersteht. Der Mikrokanal 11 ist durch die Teilungswand 4 geschnitten und ist von der Verbindung 4A zwischen der Teilungswand 4 und der Wand des Mantels des Behälterabschnittes entfernt angeordnet (siehe die gleiche Zeichnung).
Die zweite Speicherkammer 9 ist mit der ersten Speicherkammer 5 durch den Mikrokanal 11 verbunden und hält lediglich die Tinte, die zu der ersten Kammer 5 zu liefern ist.
Die Tinte wird in die zweite Speicherkammer 9 durch eine Tinteneinspritzöffnung 10 des Abdeckelementes 12 eingespritzt. Nachdem die Tinte eingespritzt worden ist, wird die Tinteneinspritzöffnung 10 durch eine SUS-Kugel 10A abgedichtet, um ein Tintenaustreten aus der Tinteneinspritzöffnung 10 zu verhindern.
Nachstehend ist die Tintenlieferung bei diesem Ausführungsbeispiel beschrieben.
Wenn ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in Betrieb ist, wird die Tinte von den Öffnungen des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes ausgespritzt, wobei eine Tintensaugkraft in einem Tintenbehälter IT erzeugt wird. Die Tinte wird durch diese Saugkraft aus der zweiten Speicherkammer 9 (Tintenspeicherabschnitt 9) durch den Mikrokanal 12 zu der ersten Speicherkammer 5 (Unterdruckerzeugungselementspeicherabschnitt) geliefert. Dann wird sie durch das Unterdruckerzeugungselement zu der Tintenlieferöffnung 7 weiter geliefert, durch die sie zu dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf geliefert wird.
Folglich verringert sich der Innendruck der Tintenspeicherkammer, die mit Ausnahme des Vorhandenseins des Mikrokanals 11 abgedichtet ist, wobei eine Druckdifferenz zwischen dem Tintenspeicherabschnitt 9 und dem Unterdruckerzeugungsabschnitt 5 erzeugt wird. Wenn der Aufzeichnungsvorgang weiter fortgesetzt wird, nimmt der Druckunterschied ebenfalls weiter zu, da aber der Unterdruckerzeugungselementspeicherabschnitt 5 gegenüber der Umgebung offen ist, tritt Luft weiterhin in den Tintenspeicherabschnitt 9 durch das Unterdruckerzeugungselement 6 und den Mikrokanal 11, wobei der Druckunterschied zwischen dem Tintenspeicherabschnitt 9 und dem Unterdruckerzeugungselementspeicherabschnitt 5 aufgehoben wird. Dieser Prozess hält, während ein bestimmter Grad eines Unterdrucks in dem Tintenbehälter aufrechterhalten bleibt, während des Aufzeichnungsvorgangs des Tintenstrahlaufzeichnungskopfes an. Die Tinte innerhalb des Tintenspeicherabschnittes kann fast gänzlich mit Ausnahme der Tinte aufgebraucht werden, die an den Innenwandflächen des Tintenspeicherabschnittes anhaftet. Anders ausgedrückt ist das Verhältnis der verwendbaren Tinten verbessert.
In Bezug auf den Aufbau dieses Tintenbehälterabschnittes ist es wesentlich, dass die Tinte innerhalb Tintenspeicherabschnittes 9 zuverlässig zu der Tintenlieferöffnung 7 durch den Mikrokanal 11 geliefert wird. Daher ist in dem Fall des Tintenstrahlkartuschenaufbaus, der bei diesem Ausführungsbeispiel angewendet wird, ein Bereich 6a des Unterdruckerzeugungselementes 6, der sich zwischen der Tintenlieferöffnung 7 und dem Mikrokanal 11 befindet, in einem stärker zusammengedrückten Zustand als der andere Bereich 6b.
Nachstehend ist der Zustand beschrieben, bei dem der Unterdruckerzeugungselementbereich 6a, der sich zwischen der Tintenlieferöffnung 7 und dem Mikrokanal 11 befindet, stärker als der andere Bereich 6b zusammengedrückt ist.
Vor dem Anordnen in der ersten Speicherkammer 5 ist das Unterdruckerzeugungselement 6 im wesentlichen wie ein rechtwinkliger Parallelepiped geformt. Es wird zusammengedrückt, wenn es in der ersten Speicherkammer 5 von der Öffnung 25 des Tintenbehälterhauptmantels zusammengebaut wird, wie dies in 4 gezeigt ist. Danach wird es weiter eingedrückt, da die Trennwand 4 im Tintenbehälterhauptmantel geschweißt wird, um das Unterdruckerzeugungselement 6 abzudichten, wie dies in 6 gezeigt ist. Als ein Ergebnis wird sogar sein Ausbauchungsabschnitt das heisst der Abschnitt, der der Tintenlieferöffnung 7 gegenübersteht, in die Kammer 5 zusammengedrückt, wobei er luftdicht mit der Trennwand 4 in Kontakt gelangt, was auch für die anderen Abschnitte gilt. Folglich wird der Bereich 6a, der sandwichartig zwischen dem nach innen vorragenden Abschnitt 26 der Tintenlieferöffnung 7 und dem Mikrokanal 11 angeordnet ist, stärker als der andere Bereich 6b zusammengedrückt, da der Mikrokanal 11 der Trennwand 4 annähernd direkt gegenüberstehend dem vorragenden Abschnitt 26 angeordnet ist, wie dies in 1(A) gezeigt ist.
Daher tritt die von dem Tintenspeicherabschnitt 9 gelieferte Tinte direkt in den Hochkompressionsbereich 6a des Unterdruckerzeugungselementes 6 ein, der sandwichartig zwischen dem Mikrokanal 11 und der Tintenlieferöffnung 7 angeordnet ist, wobei sie direkt zu der Tintenlieferöffnung 7 geführt wird. Der zusammengedrückte Zustand des Tintenabsorptionselementes ist in 7 schematisch dargestellt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Bereich 6a des Unterdruckerzeugungselementes 6, der sich zwischen dem Mikrokanal 11 und der Tintenlieferöffnung 7 befindet, stärker als der andere Bereich 6b zusammengedrückt und verbleibt zusammengedrückt in dem gleichen Zustand durch den vorstehend beschriebenen Aufbau. Daher wird die Tinte von der zweiten Speicherkammer 9 direkt in den Bereich 6a mit der höheren Kompression das heisst in den Bereich mit der höheren Kapillarität eingeleitet und wird dann direkt zu der Tintenlieferöffnung 7 geliefert. Als ein Ergebnis kann die Tinte zuverlässig von der zweiten Speicherkammer 9 zu der Tintenlieferöffnung 7 unabhängig davon geliefert werden, in welchem Zustand der Tintenbehälter gelagert ist. Anders ausgedrückt wird die Tintenlieferroute zuverlässig beibehalten unabhängig von dem Zustand der Tinte in dem anderen Bereich des Unterdruckerzeugungselementes 6. Des weiteren ist der Filter 14 an der Innenseite der Tintenlieferöffnung 7 angeordnet, wobei er an dem Unterdruckerzeugungselement 6 drückt und daher bewirkt, dass die Tinte Menisken an der Oberfläche des Unterdruckerzeugungselementes 6 ausbildet die der Tintenlieferöffnung 7 zugewandt ist. Folglich kann in diesem Aufbau der Filter 14 noch effektiver als bei anderen Aufbauarten die mikroskopischen Blasen einfangen, die ansonsten wahrscheinlich von der Seite des Unterdruckerzeugungselementes 6 hindurch treten würden.
Ausserdem ist ein Raum als eine Pufferkammer 15 benachbart zu den Luftloch 8 der ersten Speicherkammer 5 vorgesehen, um einen Kontakt zwischen dem Luftloch 8 und dem Unterdruckerzeugungselement 6 zu verhindern, was einen zusätzlichen Vorteil dahingehend mit sich bringt, dass das Tintenaustreten von den Luftloch durch das Vorhandensein der Pufferkammer 15 behindert wird.
Des weiteren hält gemäß dem Aufbau von diesem Ausführungsbeispiel das Unterdruckerzeugungselement 6 die Tinte nicht an der Luftlochseite, was außerdem einen Vorteil dahingehend mit sich bringt, dass die Tinte innerhalb des Tintenbehälters vor einem Austreten durch das Luftloch 8 bewahrt wird.
Wenn die Tintenstrahlkartusche in Verwendung ist, kann dieser Luftlochseitenbereich des Unterdruckerzeugungselementes 6 ermöglichen, dass die Außenluft effektiv in die Kartusche eintritt, wenn dies erforderlich ist, wobei eine anormale Druckänderung in dem Tintenbehälter verhindert wird. Vorzugsweise ist dieser Luftlochseitenbereich des Unterdruckerzeugungselementes 6 ein derartiger Bereich, der niemals durch die Tinte benetzt wird. Dies ist der Fall, da ein Bereich, der niemals benetzt wird, die Eindring- oder Permeationsgeschwindigkeit der Tinte selbst weiter verlangsamen kann. Jedoch kann der Bereich erzeugt werden, indem die Tinte von dem mit Tinte benetzten Abschnitt entfernt wird.
Es muss nicht gesagt werden, dass sogar der Tintenbehälter 3 mit dem obligatorischen Aufbau der vorliegenden Erfindung mit den Fingern des Anwenders in Kontakt gelangt. Normalerweise bewirkt ein derartiger Kontakt kein Problem, wenn jedoch der durch einen derartigen Kontakt erzeugte Druck eine bestimmte Höhe überschreitet, ist es wahrscheinlich, dass die nichts anderes außer der Tinte speichernde Tintenspeicherkammer 9 verformt wird, obwohl dies von der Größe der Tintenkammer 9 abhängig ist. Für den Aufbau zum Beseitigen von diesem Problem, das durch den Druck von außen bewirkt wird, sind zusätzliche Teilungswände (die nicht gezeigt sind) mit einem größeren Kanal als der Mikrokanal 11 der Teilungswand 4 zwischen der ersten und der zweiten Speicherkammer 5 und 9 innerhalb der zweiten Speicherkammer 9 angeordnet. Des weiteren ist es vom Standpunkt der Verformung, wenn die Kartusche aus einem Harzmaterial ausgebildet ist, zu bevorzugen und praktischer, dass die Wanddicke Ti der Kammer für lediglich die Tinte nicht geringer als 0,8 mm ist und die Wanddicke der Speicherkammer zum Unterbringen eines Schwammes oder eines ähnlichen Materials als das Unterdruckerzeugungselement nicht weniger als 1,3 mm beträgt. Des weiteren ist zu bevorzugen und ist es praktisch, dass die Wanddicke Ts in einem Bereich von nicht weniger als 1,2 mal aber nicht mehr als 3,0 mal der Wanddicke Ti ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Zusammendrückverhältnis des in der Speicherkammer 5 enthaltenen Absorbiermaterials bei ungefähr 4,5 mit Ausnahme des Hochkompressionsbereiches das heißt des Bereiches 6b, der zwischen der Tintenlieferöffnung 7 und der Teilungswand 4 angeordnet ist, eingestellt. In dem Hochkompressionsbereich 6b wird das Kompressionsverhältnis ungefähr 6,3 aufgrund des Vorhandenseins des nach innen vorragenden Abschnittes 26 der Tintenlieferöffnung 7.
Unter Bezugnahme auf 1(A), in der vorstehend beschriebene Aufbau dargestellt ist, ist eine Länge 12 der Absorptionsmaterialkammer ungefähr 14 mm; beträgt die Entfernung 11 zwischen dem nach innen vorragenden Abschnitt der Tintenlieferöffnung und der Teilungswand ungefähr 10 mm; und beträgt die Tiefe, die in 1(B) dargestellt ist, der Absorbtionsmaterialkammer ungefähr 22 mm.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben ein Versuchsmodell eines Tintenbehälters mit dem gleichen Aufbau des in 1 gezeigten Aufbaus gebaut, der eine Länge 12 der Absorbtionsmaterialkammer von ungefähr 15 mm und eine Entfernung 11 von dem nach innen vorragenden Abschnitt der Tintenlieferöffnung zu der Teilungswand von ungefähr 10 mm hat. Außerdem konnte bei diesem Versuchsmodell der Hochkompressionsbereich, den die Erfinder auszubilden beabsichtigten, erzeugt werden, wodurch ermöglicht wird, dass die Tinte von der Tintenspeicherkammer zu der Tintenlieferöffnung stabil geliefert wird.
Die Beziehung zwischen der Länge 12 der Absorbtionsmaterialkammer und der Entfernung 11 zwischen dem nach innen vorragenden Abschnitt der Tintenlieferöffnung und der Teilungswand ist einer der wesentlichen Faktoren bei der Erzeugung des Bereiches 6a als der Hochkompressionsbereich. Wenn die Entfernung zwischen der Tintenlieferöffnung und der Teilungswand zu lang ist, besteht die Möglichkeit, dass ein Zustand mit einer wunschgemäß hohen Kompressionsrate nicht in dem Bereich 6a erzeugt werden kann. Wenn im Gegensatz dazu die Entfernung zwischen dem nach innen vorragenden Abschnitt der Tintenlieferöffnung und der Teilungswand zu kurz in Bezug auf die Länge der Absorptionselementkammer ist, besteht die Möglichkeit, das die Tinte nicht in ausreichender Weise geliefert werden kann, selbst wenn der Zustand mit der hohen Kompression in dem Bereich 6a erzeugt werden kann.
Die Beziehung zwischen der Länge 12 und der Tiefe t der Absorbtionsmaterialkammer ist ebenfalls einer der wesentlichen Faktoren. Wenn die Tiefe t zu gering in Bezug auf die Länge 12 ist, wird das Kompressionsverhältnis in der Tiefenrichtung ungleichmäßig erhöht, was es eher schwierig gestaltet, den Hochkompressionsbereich zu erzeugen.
Daher wird, um das Erzeugen des Zustands einer hohen Kompression in dem Bereich 6a zu erleichtern, bevorzugt, dass das Verhältnis der Entfernung zwischen dem nach innen vorragenden Abschnitt der Tintenlieferöffnung und der Teilungswand gegenüber der Länge der Absorbtionsmaterialkammer in einem Bereich von nicht weniger als 2/3 aber nicht mehr als 3/4 ist und die Tiefe der Absorbtionsmaterialkammer nicht mehr als die Länge von ihr beträgt.
Unter Bezugnahme auf 1(B) ist der Mikrokanal 11 von der Wandfläche des Behälterhauptmantels 3 entfernt angeordnet. Dies geschieht aus dem folgenden Grund.
In dem Fall, bei dem der Mikrokanal einer Tintenstrahlkartusche in Kontakt mit der Innenwandfläche des Behälterhauptmantels 3 angeordnet ist und eine derartige Tintenstrahlkartusche ortsfest verbleibt, wobei sie so positioniert ist, dass die Mikrokanalseite während des Vertriebs oder dergleichen beim Verkauf oben positioniert ist, wird die Tinte innerhalb der zweiten Speicherkammer 9 fortlaufend zu dem Mikrokanal 11 durch die Kapillarität entlang der Verbindung 4a nach oben gesaugt, an der die Innenwandfläche des Behälterhauptmantels 3 und die Teilungswand einander schneiden, und wird dann durch das Unterdruckerzeugungselement 6 in der ersten Kammer 5 absorbiert. Schließlich kommt es zu einem Punkt, über den hinaus das Unterdruckerzeugungselement 6 mit der hineingelangenden Tinte gesättigt ist und sich eine überschüssige Menge an Tinte um das Luftloch 8 herum ansammelt. Daher besteht eine Möglichkeit dahingehend, dass die Tinte aus dem Luftloch austreten kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch der Mikrokanal 11 von der Innenwandfläche des Gehäusehauptmantels entfernt angeordnet; wobei daher selbst dann, wenn die Tintenstrahlkartusche im ortsfesten Zustand belassen bleibt, bei dem der Mikrokanal 11 an der Oberseite bleibt, die Tinte innerhalb der zweiten Kammer 9 davor bewahrt werden kann, dass sie entlang der Verbindung 4A durch die Kapillarität gesaugt wird und in die erste Kammer 5 durch den Mikrokanal 11 eintritt. Des weiteren ist ein Pufferraum 15 mit einer ausreichenden Größe vor dem Luftloch 8 vorgesehen; wobei daher selbst dann, wenn die Tinte erfolgreich in die erste Kammer aus dem vorstehend erwähnten Grund eintritt oder sich die der Umgebungszustand, bei dem die Tintenstrahlkartusche verwendet wird, ändert, die Tinte vor einem Austreten bewahrt wird.
2 zeigt einen anderen Aufbau des Mikrokanals 11 gemäß der vorliegenden Erfindung. Sein Aufbau und seine Abmessung sind nicht auf die in 2 gezeigten Angaben beschränkt. Wesentlich ist, dass der Mikrokanal 11 der Verteilungswand 4 von der Verbindung 4A entfernt angeordnet ist, wie dies vorstehend beschrieben ist. Außerdem wird in Bezug auf den Mikrokanal 11, wenn sein Querschnitt außerordentlich gering ist, die Tintenminiskuskraft zu stark, um zu ermöglichen, dass eine ausreichende Menge der Tinte von der zweiten Kammer 9 zu der ersten Kammer 5 geliefert wird, wobei die Gefahr besteht, dass die Tintenlieferung in der Mitte des Tintenausspritzens von einem Aufzeichnungskopf 1 unterbrochen wird. Wenn im Gegensatz dazu der Querschnitt außerordentlich groß ist, führt dies zur Bewirkung eines Phänomens, das gegenüber der Tintenlieferunterbrechung entgegengesetzt ist. Daher wird bevorzugt, dass die Höhe des Mikrokanals 11 größer als der Durchschnittsporendurchmesser des Unterdruckerzeugungselementes 6 (vorzugsweise der Durchschnittsporendurchmesser benachbart dem Mikrokanal 11) ist; wobei in Hinblick auf die praktische Ausführbarkeit bevorzugt wird, dass sie nicht geringer als 0,1 mm und nicht größer als 5,0 mm ist. Jedoch ist die optimale Querschnittsabmessung des Mikrokanals 11 für die Tintenlieferstabilisierung nicht mehr als 3,0 mm.
Was das Material für die Tintenkartusche IJC bei diesem Ausführungsbeispiel anbelangt, so kann es jedes beliebige Material sein, dass zum Ausbilden der herkömmlichen Tintenkartusche verwendet worden ist, wobei es jedoch von Bedeutung ist, dass das Material nicht die Tintenstrahltinte beeinflußt, oder Komponenten auszuwählen, die so behandelt worden sind, das sie nicht die Tintenstrahltinte beeinträchtigen. Des weiteren kann, wenn ein transparentes oder lichtdurchlässiges Harzmaterial zum Ausbilden des Behälterhauptmantels 3 gewählt worden ist, die Tinte innerhalb der ersten und der zweiten Kammer 5 und 9 von der Außenseite der Tintenkartusche betrachtet werden, was es einem Anwender ermöglicht, visuell den Tintenkartuschenaustauschzeitpunkt zu bestimmen.
Der Tintenbehälter IT hat einen Behälterhauptmantel 3, ein Unterdruckerzeugungselement 6, eine Teilungswand 4, ein Abdeckelement 12 und eine SUS-Kugel 10A. Die Teilungswand 4 hat einen Mikrokanal 11, der eine Kammer 5 für das Unterdruckerzeugungselement 6 und eine Tintenkammer 9 verbindet. Die SUS-Kugel 10A dichtet die Tintenkammer ab, nachdem die Tinte eingespritzt worden ist. Dieser Tintenbehälter wird durch die folgenden Schritte zusammengebaut.
Unter Bezugnahme auf 4 wird zunächst das Unterdruckerzeugungselement 6 in die Kammer 5 durch die Öffnung des Tintenbehälterhauptmantels 3 zusammengedrückt. Es sollte hierbei beachtet werden, dass das in die Kammer 5 zusammenzudrückende Unterdruckerzeugungselement 6 bei diesem Schritt ein vorzusammengedrücktes oder ein nicht zusammengedrücktes Element sein kann. In jedem Fall wird die Seite der Tintenlieferöffnung 7 von dem Unterdruckerzeugungselement 6 durch den nach innen vorragenden Abschnitt 26 einer Tintenlieferöffnung 7 zurückgedrückt, wobei sich eine Ausbauchung zu der Wand mit der Öffnung 25 relativ zu dem anderen Bereich des Unterdruckerzeugungselementes 6 ergibt.
Mit einem Bezugszeichen 27 ist eine Schweißlinie bezeichnet, an der die Teilungswand 4 geschweißt wird, um den Behälterhauptmantel 3 in eine Unterdruckerzeugungselementkammer 5 und eine Tintenkammer 9 zu teilen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Absatz an der Schweißlinie 27 ausgebildet, um zu ermöglichen, dass die Teilungswand 4 mit Leichtigkeit an einem vorbestimmten Ort fixiert wird. Um den luftdichten Zustand zwischen dem Unterdruckerzeugungselement 6 und der Teilungswand 4 zu verbessern, ist wunschgemäß das Unterdruckerzeugungselement 6 so geformt, dass es geringfügig zu der Wand mit der Öffnung 25 relativ zu der Schweißlinie 27 ausgebaucht ist. Mit einem Bezugszeichen 13 ist ein Preßelement bezeichnet, dass so wirkt, das es das Unterdruckerzeugungselement 6 derart führt, dass es an einem vorbestimmten Ort sitzt.
Unter Bezugnahme auf 5 wird die Teilungswand 4 außerdem von der Seite der Öffnung 25 des Behälterhauptmantels 3 eingeführt und wird fortlaufend an dem Behälterhauptmantel an der Schweißlinie geschweißt, wobei die vorstehend erwähnten zwei Kammern ausgebildet werden, die von einander mit Ausnahme des Vorhandenseins des Mikrokanals 11 vollständig abgedichtet sind. Während dieses Schweißschrittes wird die Ausbauchung des Unterdruckerzeugungselementes 6 an der Seite der Tintenlieferöffnung 7 ebenfalls so zusammengedrückt, dass sie den gleichen luftdichten Kontakt mit der Trennwand 4 wie der restliche Bereich ausführt.
Danach werden unter Bezugnahme auf 6 das Abdeckelement 12 und der Behälterhauptmantel 3 vollständig zueinander unter Verwendung eines Ultraschallschweißens oder dergleichen abgedichtet. Danach wird die Tinte durch die Tinteneinspritzöffnung 10 des Abdeckelementes 12 eingespritzt. Dann wird die SUS-Kugel 10A in das Abdeckelement 12 gedrückt, wie dies in 9 gezeigt ist, wobei die Tintenkammer 9 (die nachstehend beschrieben ist) mit Ausnahme des Vorhandenseins des Mikrokanals 11 vollständig abgedichtet ist.
Vorzugsweise vollführt das Unterdruckerzeugungselement 6 einen gleichmäßigen und luftdichten Kontakt mit der Innenwandfläche des Behälterhauptmantels 3 und der Teilungswand 4 mit dem Mikrokanal 11.
Nachstehend sind unter Bezugnahme auf die 3 und 11 die Aufbauarten der Tintenstrahleinheit IJU, der Tintenkartusche IJC und des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, das die IJC zum Aufzeichnen von Bildern anwendet, beschrieben, die erfindungsgemäß sind.
Wie dies aus der perspektivischen Ansicht in 3(A) hervorgeht, ist die Tintenstrahlkartusche IJC bei diesem Ausführungsbeispiel von einer Art mit einem erhöhten Tintenraumverhältnis. Das Endstück der Tintenstrahleinheit IJU ragt geringfügig von der vorderen Fläche des Tintenbehälters IT vor.
Unter Bezugnahme auf 3(B) hat die Tintenstrahlkartusche von diesem Ausführungsbeispiel ein Abdeckelement 12, eine SUS-Kugel 10A zum Abdichten einer Tinteneinspritzöffnung 10, eine Teilungswand 4 mit einem Mikrokanal 11, den Behälterhauptmantel 3 zum Unterbringen eines Unterdruckerzeugungselementes 6 und zum Halten der Tinte, eine Tintenstrahleinheit (IJU) 29 und eine Kopfabdeckung 18 zum Schützen der Tintenstrahleinheit (IJU). Die Tintenstrahleinheit (IJU) liefert die Tinte zu einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf 1 von der Tintenlieferöffnung 7 des Behälterhauptmantels 3 durch ein (nicht dargestelltes) Verbindungsrohr und überträgt außerdem Drucksignale von der Hauptbaugruppe eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes IJRA. In der Zeichnung ist ein Unterdruckerzeugungselement 6 im zusammengedrückten Zustand dargestellt. Dieser zusammengedrückte Zustand des Unterdruckerzeugungselementes 6 kann verwirklicht werden, indem das Unterdruckerzeugungselement 6 zu einem vorbestimmten Kompressionsverhältnis vor seinem Anordnen in dem Behälterhauptmantel 3 vorkomprimiert wird, oder es kann verwirklicht werden, wenn das Unterdruckerzeugungselement 6 in den Behälterhauptmantel 3 eingebaut wird, wie dies zuvor beschrieben ist.
Diese Tintenstrahlkartusche IJC ist von einer austauschbaren Art und sie ist an dem Schlitten HC der Hauptbaugruppe des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes IJRA montiert, wobei ihre Position durch eine nicht gezeigte Positioniereinrichtung des Schlittens HC und einen elektrischen Kontaktpunkt fixiert ist.
Was die Tintenstrahleinheit IJU 29 anbelangt, so ist sie von einer Art, die ein Aufzeichnen durch Anwenden von elektrothermischen Wandlern bewirkt, die Wärmeenergie zum Auslösen eines Filmsiedens der Tinte im Ansprechen auf elektrische Signale erzeugt.
Unter Bezugnahme auf 11, die eine perspektivische Ansicht von Außen eines typischen Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes IJRA zeigt, bei dem die vorliegende Erfindung anwendbar ist, hat der Schlitten HC einen (nicht gezeigten) Zapfen, und dieser Zapfen steht in der Spiralnut 54 einer Führungsschraube 55 in Eingriff. Wenn die Führungsschraube 55 durch eine nach vorne gerichtete oder nach hinten gerichtete Drehung eines Antriebsmotors 63 über Antriebskraftübertragungszahnräder 61 und 59 nach vorn oder nach hinten gedreht wird, führt der Schlitten HC in der Richtung eines Pfeiles a oder b eine hin- und hergehende Bewegung aus. Mit einem Bezugszeichen 52 ist eine Blatthalteplatte bezeichnet, die ein Aufzeichnungsblatt an eine Andrückeinrichtung 50 über den gesamten hin- und hergehenden Bereich des Schlittens HC preßt. Mit den Bezugszeichen 57 und 58 sind Fotokuppler als eine Einrichtung zum Erfassen des Vorhandenseins eines Schlittenhebels 56 bezeichnet, wobei die Erfassung desselben die Drehrichtung des Motors 6 umschaltet. Mit einem Bezugszeichen 66 ist ein Element zum Stützen eines Abdeckelementes 72 bezeichnet, das die Seite des Aufzeichnungskopfes abdeckt, und mit einem Bezugszeichen 56 ist eine Unterdruckeinrichtung zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Inneren des Abdeckelementes 72 bezeichnet. Es stellt die Leistung des Aufzeichnungskopfes wieder her durch einen Saugvorgang, der durch die Öffnung 73 des Abdeckelementes 72 erzeugt wird. Mit einem Bezugszeichen 67 ist ein Reinigungsblatt bezeichnet und mit einem Bezugszeichen 69 ist ein Element bezeichnet, das ermöglicht, dass das Blatt 67 nach vorn oder nach hinten bewegt wird. Beide Element sind durch die Stützplatte 68 der Hauptbaugruppe gestützt. Es muss nicht gesagt werden, dass dieses Ausführungsbeispiel mit jeglichen bekannten Blättern außer dem Blatt von diesem Ausführungsbeispiel kompatibel ist. Mit einem Bezugszeichen 62 ist ein Hebel zum Starten des Saugens zum Wiederherstellen der Leistung des Aufzeichnungskopfes bezeichnet. Er bewegt sich, wenn ein mit dem Schlitten in Eingriff stehender Nocken 70 sich bewegt; wobei diese Bewegung durch eine bekannte Übertragungseinrichtung wie beispielsweise eine Kupplung gesteuert wird.
Die Aufbauanordnungen für den Abdeckvorgang, Reinigungsvorgang, Leistungswiederherstellunterdruckvorgang sind derart, dass geeignete Vorgänge an geeigneten Orten durch die Funktion der Führungsschraube 55 ausgelöst werden können, wenn der Schlitten in dem Bereich der Ausgangsposition ist. Hierbei ist es wiederum offensichtlich, dass die vorliegende Erfindung mit einem beliebigen Aufbau außer dem vorstehend erwähnten Aufbau kompatibel ist, so lange die geeigneten Vorgänge bei bekannten zeitlichen Abstimmungen ausgeführt werden können.
Nachstehend ist ein anderes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
8 zeigt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei dem die Form des Unterdruckerzeugungselementes 6 gegenüber derjenigen des vorherigen Ausführungsbeispiels anders ist; wobei die Abmessung des Unterdruckerzeugungselementes 6 an der Seite des Mikrokanals 12 relativ zu dem Rest größer ist, wie dies in 8(B) gezeigt ist. Außerdem wird bei diesem Ausführungsbeispiel der Bereich, der zwischen der Tintenlieferöffnung 7 und dem Mikrokanal 11 sandwichartig angeordnet ist, zu einem höheren Verhältnis als der Rest durch die Teilungswand 4 zusammengedrückt; wobei daher die Tinte direkt in den Hochkompressionsbereich durch den Mikrokanal 11 eintritt und gerade zu der Tintenlieferöffnung 7 geführt wird.
8 zeigt den Aufbau, bei dem die Tintenlieferöffnung 7 nicht in die Unterdruckerzeugungselementkammer 5 vorragt. Jedoch ist offensichtlich, dass die Form des Unterdruckerzeugungselementes 6 bei diesem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der nach innen vorragenden Tintenlieferöffnung 7 des vorherigen Ausführungsbeispiels angewendet werden kann, um das Zusammendrückverhältnis des Unterdruckerzeugungselementes 6 weiter zu erhöhen.
Des weiteren kann als eine Abwandlung des Aufbaus der nach innen vorragenden Tintenlieferöffnung 7 ein Element, das den Tintenlieferabschnitt bildet, an den Tintenbehälter so eingeführt werden, dass das Endstück von diesem Element nach innen vorragt.
Des weiteren ist der Aufbau des Unterdruckerzeugungselementes 6 nicht auf den in 8 gezeigten Aufbau beschränkt. Es kann ein beliebiger Aufbau sein wie beispielsweise ein Trapez, so lange der vorstehend erwähnte Bereich zu einem höheren Verhältnis als der Rest komprimiert werden kann.
9 zeigt den Aufbau der IJC bei dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Der grundsätzliche Aufbau der IJC bei diesem Ausführungsbeispiel ist gegenüber dem in 1 gezeigten Aufbau nicht anders. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist jedoch das Abdeckelement 12 aus einem transparenten gegenüber Tinte widerstandsfähigen Kunststoffmaterial wie beispielsweise Acrylharz ausgebildet. Ausserdem ist eine reflektierende Platte 20 zum optischen Erfassen des Vorhandenseins von Tinte als Tintenreserveerfassungseinrichtung an dem Bodenabschnitt der zweiten Kammer 9 in Verbindung mit einem nicht gezeigten optischen Sensor vorgesehen. Der optische Sensor hat ein Lichtausgabeelement und ein Lichtaufnahmeelement und ist an den Schlitten HC beispielsweise des Aufzeichnungsgerätes (Drucker) angeordnet. Wenn die Tintenlieferung in der zweiten Kammer 9 zu Ende geht, wird das von dem Lichtausgabeelement ausgegebene Licht durch das transparente Abdeckelement 12 und die zweite Kammer 9 übertragen und wird durch die reflektierende Platte 20 reflektiert. Dann wird das reflektierte Licht durch das Lichtaufnahmeelement aufgenommen, wobei der Zustand des Tintenaufbrauchens erfasst wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die reflektierende Platte 20 in der zweiten Kammer 9 vorgesehen, um das Vorhandensein oder Fehlen der Tintenlieferung in der zweiten Kammer 9 (ob die Menge der verbleibenden Tinte oberhalb einer vorbestimmten Höhe ist oder nicht) durch den optischen Sensor der Reflexionsart zu erfassen, aber statt des Vorsehens der reflektierenden Platte 20 kann ein bekanntes System, bei dem das Vorhandensein und der fehlenden Tinte durch einen optischen Sensor der Übertragungsart erfasst wird, angewendet werden. Des weiteren kann zumindest ein Paar an Elektroden 19 benachbart zu den Boden der zweiten Kammer 9 angeordnet sein, wie dies in 10 gezeigt ist. In diesem Fall bleiben sie, solange die Tinte zwischen den beiden Elektroden 19 vorhanden ist, elektrisch verbunden, wenn jedoch die Tintenlieferung aufhört, werden sie elektrisch getrennt; wobei das Fehlen der Tinte aufgrund der Änderung des elektrischen Widerstandes erfasst wird.
Durch das Vorsehen des vorstehend beschriebenen Tintenreserveerfassungssystems kann ein Anwender erkennen, dass die Tintenreserve zur Neige geht, bevor die Tintenlieferung in dem Tintenbehälter vollständig aufgehört hat. Somit kann in dem Fall eines Faxgerätes, das eine Tintenkartusche anwendet, die diese Art an Tintenbehälter aufweist, die Situation, bei der die empfangene Information nicht aufgrund eines Tintenaufhörens ausgegeben werden kann, unter Verwendung einer kostengünstigen Einrichtung verhindert werden.
Nachstehend sind Tinteneinfüllverfahren und sich darauf beziehende allgemeine Aufbauarten beschrieben.
Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung wird der Tintenbehälter mit Tinte unter Verwendung eines Druckverringerungsverfahrens befüllt. 12 zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Gerätes, das zum Einspritzen der Tinte in den Tintenbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, woraufhin die Tinteneinspritzschritte gemäß der vorliegenden Erfindung folgen.
Der Behälter 3 ist in eine Einspanneinrichtung 30 gesetzt; das Luftloch 8 ist mit einer Luftlochdüse 39 verbunden; die Tintenlieferöffnung 7 ist mit einem Pfropfen 36 abgedichtet; und eine Unterdruck-Einspritzdüse 40 ist mit der Tinteneinspritzöffnung 10 verbunden. Zunächst wird, indem die Ventile A31 und C33 geschlossen werden und die Ventile B32 und D34 geöffnet werden, die Tinte in einer Einspritzeinrichtung 37 eingefüllt, während der Behälter durch eine Pumpe 35 entleert wird. Nachdem die Einspritzeinrichtung 37 exakt mit einer vorbestimmten Menge an Tinte gefüllt worden ist, wird das Ventil 34 geschlossen. Dann wird das Ventil B32 geschlossen, nachdem der Behälter 35 bis zu einer vorbestimmten Höhe entleert worden ist bzw. in ihm ein Unterdruck erzeugt worden ist.
Danach wird das Ventil C33 geöffnet, um zu ermöglichen, dass die vorbestimmte Menge an Tinte in den Behälter 3 von der Tinteneinspritzeinrichtung 37 eingespritzt wird. Sobald das Einspritzen der vorbestimmten Menge an Tinte vollendet ist, wird das Ventil C33 geschlossen, und dann wird das Ventil A31 geöffnet, um den in dem Behälter verbleibenden Unterdruck aufzuheben. Anders ausgedrückt wird die Betriebsabfolge von dem Schritt, bei dem die Tinte in den Behälter 3 eingespritzt wird, bis zu dem Schritt, bei das Ventil D34 geöffnet wird, um den restlichen Unterdruck in dem Behälter aufzuheben, in einer im wesentlichen fortlaufenden Weise ausgeführt. Diese fortlaufende Weise dient dazu, dass verhindert wird, das Tinte den Pufferraum 15 durch die Kraft eingesaugt wird, die ein Errichten eines Gleichgewichtszustandes in dem Behälter bewirkt.
Nachdem die vorstehend beschriebenen Schritte vollendet sind, wird der Behälter durch Schliessen des Ventils A31 erneut abgedichtet. Dann wird die Unterdruck-Einspritzdüse 40 von der Tinteneinspritzöffnung 10 entfernt, und die Tinteneinspritzöffnung 10 wird durch die SUS-Kugel 10A abgedichtet. Danach werden die Luftlochdüse 29 und Pfropfen 36 aus dem Luftloch 8 bzw. der Tintenlieferöffnung 7 entfernt, und der Behälter wird von der Einspanneinrichtung 30 getrennt, wobei dadurch die Tinteneinspritzschritte auf der Grundlage des Unterdruckverfahrens vollendet sind.
Wenn die Tinte unter Verwendung des Unterdrucks in der vorstehend beschriebenen Weise eingespritzt wird, wird die Tintenströmung nicht durch die Schwerkraft oder die Dichte des Tintenabsorptionselementes beeinträchtigt, wobei sie zunächst in der Richtung eines Pfeiles Z und dann in der Richtung eines Pfeiles X voranschreitet. Als ein Ergebnis kann die Tinte mit Leichtigkeit und gänzlich in das Unterdruckerzeugungselement 6 selbst in dem Bereich, der zwischen der Tintenlieferöffnung 7 und dem Mikrokanal 11 sandwichartig angeordnet ist, eindringen.
Normalerweise ist es zum Verbessern der Druckqualität beispielsweise, um die in schwarzer Tinte gedruckten Zeichen deutlich und klar sichtbar zu gestalten, zu bevorzugen, eine Tinte anzuwenden, deren Bestandteile kein Oberflächenmittel umfassen.
Das Einspritzen dieser Art an Tinte unter Verwendung des herkömmlichen Verfahrens das heisst eines Druckbeaufschlagungsverfahrens führt zu einem Problem dahingehend, dass ein ausreichende Menge an Tinte nicht dorthin geliefert wird, wo die Tinte benötigt wird. Der Grund ist, weil das Druckbeaufschlagungsverfahren eine ausreichende Kraft nicht vorsehen kann, die ermöglicht, dass die Tinte gänzlich das Unterdruckerzeugungselement 6 durchdringt.
Genauer gesagt ist vor dem Tinteneinspritzen das Unterdruckerzeugungselement 6 mit Luft anstatt der Tinte gefüllt und daher erzeugt der Hochkompressionsbereich des Unterdruckerzeugungselementes einen höheren Widerstand gegenüber der Tintenströmung als der Rest. Das heisst in dem Fall des Tinteneinspritzens durch das Druckbeaufschlagungsverfahren kann die Tinte nicht gänzlich in den Hochkompressionsbereich des Unterdruckerzeugungselementes das heisst in den Bereich 6a der sandwichartig zwischen den Mikrokanal 11 und der Tintenlieferöffnung 7 angeordnet ist, aufgrund des Vorhandenseins dieser Strömungswiderstandsdifferenz eindringen. Daher ist es wahrscheinlich, dass die Tinte in einer nicht proportionalen Menge in den Bereich 6b eindringt, in dem das Kompressionsverhältnis geringer als in dem Bereich 6a ist.
Als ein Ergebnis endet der Tinteneinspritzprozess, indem Luftblasen noch in dem Hochkompressionsbereich 6a des Unterdruckerzeugungselementes 6 verbleiben; wobei daher, wenn die Tinte sich von der Tintenkammer 9 zu der Tintenlieferöffnung 7 bewegt, die Luftblasen in dem Unterdruckerzeugungselement 6 einen höheren Strömungswiderstand erzeugen, und es wahrscheinlich ist, dass sie die stabile Tintenlieferung beeinträchtigen.
Das Anwenden des vorstehend erwähnten Unterdruckverfahrens ist jedoch nicht durch die Schwerkraft oder die Dichte des Tintenabsorptionsmaterials beeinflusst; wobei daher selbst dann, wenn die Tinte, die kein Oberflächenmittel enthält, dass heisst die Tinte mit einer geringen Größe an Permeationsleistung oder Eindringkraft verwendet wird, die Tinte mit Leichtigkeit und gänzlich dorthin eingespritzt werden kann, wo sie benötigt wird, das heisst in den Hochkompressionsbereich 6a des Unterdruckerzeugungselementes 6, der sandwichartig zwischen den Mikrokanal 11 und der Tintenlieferöffnung 7 angeordnet ist. Dies ist der Fall, da die in dem Unterdruckerzeugungselement 6 enthaltene Luft entfernt wird, da der Behälter vor dem Tinteneinspritzen entleert bzw. auf einen Unterdruck gebracht wird, wobei die Differenz in Hinblick auf den Tintenströmungswiderstand zwischen den beiden Bereichen zu einer vernachlässigbaren Grösse verringert wird.
Somit kann gemäß der vorliegenden Erfindung die Tinte in dem Behälter in der vorstehend beschriebenen Weise aufgrund der höheren Tintenhaltekraft des Hochkompressionsbereiches 6a des Unterdruckerzeugungselementes 6 als in dem anderen Bereich 6b unabhängig von der Tintenbehälterausrichtung, ob er nun in einem Lager ortsfest verbleibt oder zum Zwecke des Vertriebs transportiert wird, zuverlässig gehalten werden. Des weiteren unterscheidet sich das Tinteneinspritzen durch das Unterdruckverfahren von denjenigen durch das Druckbeaufschlagungsverfahren dahingehend, dass der Hochkompressionsbereich 6a mit der Tinte befüllt werden kann, ohne das Luftblasen belassen bleiben; wobei daher der Tintenströmungswiderstand verringert ist, um zu ermöglichen, dass die Tinte stabil von der Tintenkammer 9 zu der Tintenlieferöffnung 7 geliefert wird.
Des weiteren wird die Tinte innerhalb der Tintenkammer durch den Mikrokanal und direkt in den Hochkompressionsbereich des Unterdruckerzeugungselementes gesaugt, und dieser Hochkompressionsbereich ist mit der Tintenlieferöffnung direkt verbunden; wobei daher die in dem Bereich, der sandwichartig zwischen der Tintenkammer und der Tintenlieferöffnung angeordnet ist, enthaltene Tinte sich nicht herausbewegt, wobei dadurch verhindert wird, dass sich Luft in diesen Bereich hinein bewegt. Somit können der Tintenbehälter und die Tintenstrahlkartusche vorgesehen werden, die eine überlegene Tintenlieferleistung aufzeigen.
Des weiteren ist in dem Fall der Tintenkartusche gemäß der vorliegenden Erfindung der Mikrokanal durch die Trennwand geschnitten, indem er von dem Luftloch entfernt angeordnet ist, und die ganze Zeit dicht entlang der Innenwandfläche der zweiten Kammer angeordnet ist. Anders ausgedrückt kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine Tintenstrahlkartusche, die zu einem zuverlässigen Halten der Tinte unabhängig von ihrer Ausrichtung in der Lage ist, durch das Vorsehen eines einfachen Aufbaus verwirklicht werden.
Des weiteren kann ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät vorgesehen werden, das zu einem zuverlässigen Liefern der Tinte von einer Tintenstrahlkartusche zu einem Aufzeichnungskopf in der Lage ist.
Des weiteren kann durch das Anwenden des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens die vorstehend erwähnte Tintenkartusche mit dem einfachen Aufbau leicht hergestellt werden und ausserdem kann die Tinte zuverlässig in einen somit hergestellten Tintenbehälter mit dem einfachen Aufbau eingespritzt werden, ohne durch die Schwerkraft oder die Dichte des Absorptionsmaterials beeinflusst zu werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf die hierbei offenbarten Aufbauarten beschrieben ist, ist sie nicht auf die aufgezeigten Einzelheiten beschränkt, und diese Anmeldung soll derartige Abwandlungen oder Veränderungen abdecken, die in den Umfang der beigefügten Ansprüche fallen.
Es ist ein Tintenbehälter offenbart, der mit einem Tintenstrahlkopf in Verbindung bringbar ist, der an einer Tintenstrahlvorrichtung abnehmbar montagefähig ist, wobei der Tintenbehälter einen Behälterkörper; eine Trennwand, die eine Innenseite des Körpers in eine erste Aufbewahrungskammer und eine zweite Aufbewahrungskammer teilt; hat, wobei die erste Unterbringungskammer ein Unterdruckerzeugungselement hält und mit einer Tintenlieferöffnung versehen ist, die mit den Tintenstrahlkopf verbunden ist, um Tinte zu liefern, und mit einem Luftlochabschnitt für eine Verbindung mit der Umgebung versehen ist, wobei die Tintenlieferöffnung in einer Wand ausgebildet ist, die der Trennwand zugewandt ist; wobei die Trennwand mit einem kleinen Verbindungsabschnitt versehen ist, der eine Bewegung der Tinte von der zweiten Aufbewahrungskammer zu der ersten Aufbewahrungskammer ermöglicht und eine Bewegung der Luft von der ersten Aufbewahrungskammer zu der zweiten Aufbewahrungskammer ermöglicht; und wobei ein derartiger Abschnitt des Unterdruckerzeugungselementes, der in einer Bahn ist, die die Tintenlieferöffnung und den kleinen Verbindungsabschnitt verbindet, stärker zusammengedrückt ist als ein anderer Abschnitt von diesem.

Claims

Tintenbehälter, der mit einem Tintenkopf (1) in Verbindung bringbar ist, der an einer Tintenstrahlvorrichtung abnehmbar montagefähig ist, wobei der Tintenbehälter folgendes aufweist: einen Behälterkörper (2); eine Teilungswand (4), die ein Inneres des Körpers (2) in eine erste Unterbringungskammer (5) und eine zweite Unterbringungskammer (9) teilt; wobei die erste Unterbringungskammer (5) ein Unterdruckerzeugungselement (6) enthält und mit einer Tintenlieferöffnung (7), die mit dem Tintenstrahlkopf (1) in Verbindung bringbar ist, um Tinte zu liefern, und mit einem Luftloch (8) für eine Verbindung mit der Umgebung versehen ist, wobei die Tintenlieferöffnung (7) an einer Wand ausgebildet ist, die der Teilungswand (4) zugewandt ist; wobei die Teilungswand (4) mit einem kleinen Verbindungsabschnitt (11) versehen ist, der eine Bewegung der Tinte von der zweiten Unterbringungskammer (9) zu der ersten Unterbringungskammer (5) ermöglicht und eine Bewegung der Luft von der ersten Unterbringungskammer (5) zu der zweiten Unterbringungskammer (9) ermöglicht; und wobei ein Abschnitt (6a) des Unterdruckerzeugungselementes (6), der in einer Bahn ist, die die Tintenlieferöffnung (7) und den kleinen Verbindungsabschnitt (11) verbindet, stärker als sein anderer Abschnitt (6b) zusammengedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umfang der Tintenlieferöffnung (7) von der Wand, die der Teilungswand (4) zugewandt ist, nach innen vorragt.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, der des weiteren einen Tintenstrahlkopf (1) aufweist, der mit einer Tintenlieferröhre zum Aufnehmen der Tinte versehen ist, und wobei die Tintenlieferröhre zu dem Unterdruckerzeugungselement (6) hin vorragt.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei ein Verhältnis zwischen einer Länge (11) von der Teilungswand (4) zu dem nach innen vorstehenden Abschnitt (7) und einer Länge (2) von der Teilungswand (4) zu der Wand der ersten Unterbringungskammer (5), die der Teilungswand (4) zugewandt ist und die die Tintenlieferöffnung (7) nicht hat, 2/3 bis 3/4 beträgt.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 3, wobei eine Tiefe (t) des Behälters in der Richtung, die senkrecht zu der maximalen Seite des Unterdruckerzeugungselementes (6) steht, länger als eine Länge (2) von der Teilungswand (4) zu der Wand der ersten Unterbringungskammer (5), die der Teilungswand (4) zugewandt ist und die die Tintenlieferöffnung (7) nicht hat, ist.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei bevor das Unterdruckerzeugungselement (6) in der ersten Unterbringungskammer (5) untergebracht ist, seine Länge (11) von der Teilungswand (4) zu dem nach innen vorstehenden Abschnitt (7) im Vergleich zu seiner Länge (2) von der Teilungswand (4) zu der Wand der ersten Unterbringungskammer (5) die, die der Teilungswand (4) zugewandt ist und die Tintenlieferöffnung (7) nicht hat, größer ist.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei der kleine Verbindungsabschnitt (11) von der Teilungswand (4) umschlossen ist.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei ein Filter (14) in der Tintenlieferöffnung (7) benachbart zu der ersten Unterbringungskammer (5) vorgesehen ist, und das Unterdruckerzeugungselement (6) im Presskontakt zu dem Filter (14) steht.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei ein Bereich (15), der das Unterdruckerzeugungselement (6) nicht hat, benachbart zu dem Luftlochabschnitt (8) der ersten Unterbringungskammer (5) vorgesehen ist.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei der Behälter mit einem Absatzabschnitt in ihm versehen ist, um die Teilungswand (4) an einer vorbestimmten Position zu fixieren.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eine Seite (12) der Außenwände, die die zweite Unterbringungskammer (9) bilden, im Wesentlichen transparent ist.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei er des weiteren eine Einrichtung (19; 20) aufweist, um zu erfassen, dass eine Tintenmenge in der zweiten Unterbringungskammer (9) geringer als eine vorbestimmte Höhe ist.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 11, wobei die Erfassungseinrichtung eine Reflektionsplatte (20) in der zweiten Unterbringungskammer (9) hat.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 11, wobei die Erfassungseinrichtung ein Paar an Elektroden (19) hat, die mit der Tinte in der zweiten Unterbringungskammer (9) in Kontakt bringbar sind.
Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei der Behälter ein offenes Ende hat; die Tintenlieferöffnung (7) an einer Seite ausgebildet ist, die dem Öffnungsabschnitt zugewandt ist; das Unterdruckerzeugungselement (6) durch den Öffnungsabschnitt so eingeführt ist, dass es mit der Seite in Kontakt steht, die dem Öffnungsabschnitt zugewandt ist; die Teilungswand (4) mit dem Unterdruckerzeugungselement (6) in Kontakt steht und mit den Innenwänden hermetisch in Kontakt steht, um den Behälter in den ersten Unterbringungsabschnitt (5) und den zweiten Unterbringungsabschnitt (9) zu teilen; und der Behälter ein Abdeckelement (12) hat, um die zweite Unterbringungskammer (9) mit der Teilungswand (4) zu bilden, indem der Öffnungsabschnitt des Behälters geschlossen wird.
Herstellverfahren für einen Tintenbehälter, der in Bezug auf einen Tintenstrahldrucker abnehmbar montagefähig ist, mit den folgenden Schritten: Vorsehen eines Behälters mit einer Öffnung an einem Ende, wobei an einer Seite, die dem Ende zugewandt ist, eine Tintenlieferöffnung (9), um Tinte zu dem Tintenstrahlkopf (1) zu liefern, und ein Luftlochabschnitt (8) vorgesehen ist, der in Fluidverbindung mit der Umgebung steht; Einführen eines Unterdruckerzeugungselementes (6) durch die Öffnung derart, dass es mit der Seite in Kontakt steht, die der Öffnung zugewandt ist; Einführen einer Trennungswand (4) durch die Öffnung derart, dass sie mit dem Unterdruckerzeugungselement (6) und dem Behälter eng in Kontakt steht; und Schließen der Öffnung mit einem Abdeckelement (12).
Verfahren gemäß Anspruch 15, wobei ein derartiger Abschnitt des Unterdruckerzeugungselementes (6), der in einer Bahn ist, die die Tintenlieferöffnung (7) und den kleinen Verbindungsabschnitt verbindet, stärker als ein anderer Abschnitt von diesem zusammengedrückt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 15, der des weiteren die folgenden Schritte aufweist: Schließen des Luftlochabschnittes (8) und der Tintenlieferöffnung (7) und Liefern der Tinte durch einen Tinteneinspritzeinlass (10) in dem Abdeckelement (12) durch eine Zufuhr eines Unterdrucks.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei der Behälter so angeordnet wird, dass eine erste Unterbringungskammer (5), die das Unterdruckerzeugungselement (6) enthält, oberhalb einer zweiten Unterbringungskammer (9), die das Unterdruckerzeugungselement (6) nicht enthält, bei dem Tinteneinspritzschritt angeordnet wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, das des weiteren den folgenden Schritt aufweist: Öffnen des Luftlochabschnittes (8) unmittelbar nach dem Liefern einer vorbestimmten Menge der Tinte, womit der Unterdruck in dem Behälter entspannt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 17, wobei die Tinte keine oberflächenaktive Substanz enthält.
Tintenstrahlkartusche mit einem Tintenbehälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 und einem Tintenstrahlkopf (1), der mit der Tintenlieferöffnung (7) des Tintenbehälters verbunden ist.
Tintenstrahlkartusche gemäß Anspruch 21, wobei der Tintenstrahlkopf eine Flüssigkeitsströmungsbahn hat, die einen Ausspritzauslass, durch den die Tinte ausgespritzt wird, und einen Wärmeerzeugungswiderstand zum Ausspritzen der Tinte durch den Tintenauspritzauslass hat.
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit einer Tintenstrahlkartusche gemäß einem der Ansprüche 21 und 22, wobei die Tintenstrahlkopfkartusche in Bezug auf eine Hauptbaugruppe der Aufzeichnungsvorrichtung abnehmbar montagefähig ist.