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Diese
Erfindung betrifft eine Tintenpatrone zum Bereithalten von Tinte,
die einem Aufzeichnungskopf zugeführt wird, die lösbar an
Aufzeichnungsköpfen
befestigt ist, die in Bilderzeugungsapparaten verwendet werden,
und ein Tintenmengendetektionsverfahren für die Tintenpatrone.
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Bilderzeugungsapparate
wie z.B. Tintenstrahldrucker stoßen Tintentröpfchen aus
Düsen in einem
Aufzeichnungskopf aus, der auf einem Schlitten montiert ist, und
zeichnen dabei Bilder auf Aufzeichnungsmedien auf. Das Ausstoßen der
Tintentröpfchen
wird durch das Ansteuern von Aktoren wie z.B. elektrisch-in-mechanisch-Umwandlerelemente oder
elektrisch-in-thermisch-Umwandlerelemente ausgeführt, die
in dem Aufzeichnungskopf angeordnet sind, um Druckwellen zu erzeugen.
Die Tinte wird von einer Tintenpatrone zugeführt, die derart auf dem Aufzeichnungskopf
montiert ist, daß sie
leicht entfernt und ausgetauscht werden kann. Wenn Luftblasen in
die Tintenflüssigkeit
gemischt sind, die von der Tintenpatrone zugeführt wird, hat dies jedoch einen nachteiligen
Effekt auf den Ausstoß von
Tinte aus den Düsen
in dem Aufzeichnungskopf.
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In 20 ist
ein Beispiel einer Tintenpatronenstruktur dargestellt, wie sie in
der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. H9-70982/1997
offenbart ist. Eine Tintenpatrone 150 weist ein Tintenzufuhrloch 153 zum
Zuführen
von Tinte zu einem Aufzeichnungskopf 137 auf und ein Atmosphärenverbindungsloch 155,
das mit der Außenatmosphäre verbunden
ist, um zu ermöglichen, daß Luft von
außen
in die Patrone 150 fließt, wenn die Tintenmenge durch
den Verbrauch von in einem porösen
Material 152 aufgenommener Tinte verringert wird. Entsprechend
werden, nachdem die Tintenpatrone 150 während der Herstellung mit Tinte
befüllt
wird, diese Öffnungen
beide (d.h. das Tintenzuführloch 153 und
das Atmosphärenverbindungsloch 155)
durch ein Siegelmaterial verschlossen. Auch wird, wie z.B. in der
japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. H7-132611/1995 (Gazette)
offenbart ist, die Tinte enthaltende Tintenpatrone zur Zeit der
Auslieferung von der Fabrik in einem Zustand reduzierten Drucks
im Innern eines Verpackungsbeutels eingeschlossen, um Tintenleckage und
das Eindringen von Luft in das Gehäuse vor der Patronenverwendung
zu verhindern. Wenn es an der Zeit für die Verwendung ist, entnimmt
der Benutzer die Tintenpatrone von dem Verpackungsbeutel, zieht das
Siegelmaterial ab, öffnet
dabei das Atmosphärenverbindungsloch
und verbindet das Tintenzufuhrloch mit dem Aufzeichnungskopf.
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Es
ist wünschenswert,
daß das
Tintenzufuhrloch und das Atmosphärenverbindungsloch
in einigem Abstand getrennt voneinander angeordnet sind, um sowohl
zu verhindern, daß Luft
von dem Atmosphärenverbindungsloch über einen
Kurzschluß in das
Tintenzufuhrloch gezogen wird, als auch die Verwendung der in dem
Gehäuse
enthaltenen Tinte ohne Verlust zu erleichtern. Aus diesem Grund
sind das Tintenzufuhrloch und das Atmosphärenverbindungsloch auf gegenseitig
gegenüberliegenden
Seiten des Gehäuses
angeordnet, wie in 20 dargestellt ist. Beim Befüllen der
Tintenpatrone 150 mit Tinte während des Herstellungsprozesses
dient andererseits das Tintenzufuhrloch 153 auch als das
Tinteneinfülloch
und das Atmosphärenverbindungsloch 155 wird
als ein Druckreduktionsloch verwendet, um den Druck im Inneren des
Gehäuses
zu reduzieren. Folglich wird Tinte durch das Tintenzufuhrloch eingefüllt, während reduzierter
Druck im Inneren des Gehäuses
bewirkt wird.
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Bei
dem Verfahren des Befüllens
der Tintenpatrone 150 mit Tinte ist es notwendig, einen
Tintenbefüllapparat
und einen Druckreduktionsapparat gegen beide Seiten (die rechte
Seite und die linke Seite in 20) der
Tintenpatrone 150 zu bringen. Nach dem Tinteneinfüllvorgang
wurde Siegelband verwendet, um das Tintenzufuhrloch 153 und
das Atmosphärenverbindungsloch 155 zu
verschließen.
Bei einem Gehäuse
einer Patronenstruktur wie der in 20 dargestellten
muß das
Siegelband jedoch um das gesamte Gehäuse herum gezogen werden, von der
oberen Oberfläche
(rechte Seitenoberfläche
in 20) zu der unteren Oberfläche (linke Seitenoberfläche in 20).
Dies erfordert nicht nur eine lange Bandlänge, sondern, wenn das Siegelband
einen Rollenmechanismus verwendend aufgebracht wird, kann der Vorgang
nicht von einer Seite des Gehäuses
ausgeführt
werden, so daß das
Siegelband von der oberen Oberfläche
zu der unteren Oberfläche
um das Gehäuse
herum gezogen werden muß,
während das
Gehäuse
gedreht wird, was folglich einen ineffizienten Vorgang bedingt.
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Nach
dem Versiegeln des Tinteneinfüllochs (Tintenzufuhrlochs)
mit dem Siegelband wurde das Siegelband durch die Anwendung von
Wärme thermisch
verschweißt.
Falls das Tinteneinfülloch
durch Tinte feucht ist, kann thermisches Schweißen jedoch nicht angemessen
durchgeführt
werden. Wenn mehr Wärme
aufgebracht wird, um dies zu vermeiden, tritt ein Problem darin
auf, daß das
Tintenzufuhrloch deformiert wird, so daß es nicht ordentlich mit dem
Aufzeichnungskopf verbunden werden kann.
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Während des
Tinteneinfüllbetriebs
wird ferner, wenn das Innere des Gehäuses durch den Druckreduktionsapparat
unter reduzierten Druck gesetzt wird, manchmal das gesamte Gehäuse defor miert,
woraufhin das Gehäuse
nicht effizient mit Tinte befüllt
werden kann.
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Wenn
die Konfiguration derart ist, daß ein poröses Material 152 in
dem Patronengehäuse
untergebracht ist, um die Tinte aufzunehmen, wie in 20 dargestellt
ist, ist es erforderlich, daß das
Befüllen
effizient derart erfolgt, daß die
Tinte bis in die Ecken im Inneren des porösen Materials 152 reicht.
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Es
ist auch erforderlich, daß der
Benutzer einfach das Siegelband abziehen und die Tinte in dem Gehäuse effizient
verwenden kann, wenn die Tintenpatrone ausgewechselt wird.
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Bei
diesem Typ von Tintenpatrone wird die verbleibende Tintenmenge ferner
kontinuierlich oder periodisch durch einen in dem Aufzeichnungsapparat installierten
Detektor detektiert. Wenn detektiert wird, daß die verbleibende Tintenmenge
gering ist, empfiehlt der Aufzeichnungsapparat dem Benutzer, die Tintenpatrone
zu ersetzen. Diese Detektion der verbleibenden Tintenmenge im Inneren
der Tintenpatrone wird gewöhnlich
durch Detektieren des Tintenflüssigkeitspegels
durchgeführt.
Weil der Flüssigkeitspegel
jedoch dazu tendiert, zu zittern und zu schwanken, weil die Tintenpatrone
auf einem Schlitten montiert ist, der sich in einer überstreichenden
Bewegung in der Breitenrichtung des Aufzeichnungsmediums bewegt,
treten jedoch oft fehlerhafte Detektionen auf. Mit dieser Voraussetzung
ist es eine in dem Stand der Technik bekannte Maßnahme zum Reduzieren der Flüssigkeitspegelschwankungen
(Zittern), rippenförmige
Elemente in dem Patronengehäuse
bereitzustellen. Diese Maßnahme
erfordert jedoch eine komplexe Gehäusestruktur. Es ist auch die
Methode bekannt, Licht auf das poröse Material zu richten, das die
Tinte im Inneren des Gehäuses
aufnimmt, und die verbleibende Tintenmenge durch das zurückreflektierte
Licht zu detektieren. Mit dieser Methode ist es jedoch schwierig,
die verbleibende Tintenmenge akkurat zu detektieren, weil das Vorhandensein
oder die Abwesenheit von Tinte in dem porösen Material von einer Stelle
zu einer anderen Stelle darin unterschiedlich ist.
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In
einem Tintenstrahl-Typ von Bilderzeugungsapparat wird, um die Tintenausstoßfunktion wiederherzustellen,
eine mit einer Saugpumpe verbundene Saugkappe verwendet, um den
Aufzeichnungskopf zu bedecken und große Mengen Tinte aus dem Aufzeichnungskopf
herauszusaugen. Wenn der Tintenflüssigkeitspegel im Inneren der
Tintenpatrone aufgrund dieses Saugens schnell abfällt, bewegt
sich nicht all die Tinte, die in Kontakt mit den Wandoberflächen der
Tintenpatrone ist, mehr oder weniger sofort auf dieselbe Höhenposition
wie der Tintenflüssigkeitspegel.
Einige dieser Tinte verbleibt an den Wandoberflächen haftend. Dieses Phänomen wird mit
steigendem Abstand von den Ecken der Außenwände der Tintenpatrone (d.h.
deren Kanten) stärker betont,
d.h. je mehr man sich der Mitte der flachen Wandoberflächen nähert. In
Fällen,
in denen die Detektionsstelle für
einen Sensor in der Nähe
der Mitte der Patronenwandoberfläche
angeordnet ist, kann dementsprechend, selbst wenn der Tintenflüssigkeitspegel
abfällt,
so daß wenig
tatsächlich
verbleibende Tintenmenge existiert, diese Tatsache nicht detektiert
werden, weshalb fehlerhafte Detektionen auftreten, was ein Problem
ist.
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Wenn
die verbleibende Tintenmenge im Inneren der Tintenpatrone mit einem
Sensor detektiert wird, speziell einem, der von dem Typ für reflektiertes Licht
ist, müssen,
um akkurat Licht von einem lichtemittierenden Element auf eine Detektionsstelle
auszuwerfen und das Licht, das an der inneren Oberfläche der
Außenwand
der Tintenpatrone, die die Detektionsstelle ist, oh ne Fehler durch
ein lichtempfangendes Element zu empfangen, die Positionen des lichtemittierenden
Elements und des lichtempfangenden Elements bezüglich der Detektionsstelle
akkurat festgelegt sein. Die Tintenpatrone ist jedoch derart gefertigt,
daß sie
frei an dem Aufzeichnungskopf befestigt und von ihm gelöst werden
kann, so daß der Benutzer
sie ersetzen kann. Deshalb wird der Zustand, mit dem die Tintenpatrone
montiert wird, jedes Mal wenn der Benutzer sie ersetzt leicht unterschiedlich
sein. In einigen Fällen
wird ferner in der Stufe der Herstellung des Aufzeichnungsapparates
eine Abweichung in den Positionen, in denen die Sensoren für reflektiertes
Licht relativ zu dem Schlitten befestigt sind auftreten. Wenn es
leichte Unregelmäßigkeiten in
dem Abstand zwischen dem Sensor für reflektiertes Licht und der
Detektionsstelle gibt, oder in der Befestigungsposition oder dem
Winkel des Sensors für reflektiertes
Licht relativ zu der Detektionsstelle, kann das lichtempfangende
Element folglich nicht ordentlich das reflektierte Licht detektieren,
so daß die
verbleibende Tintenmenge im Inneren der Tintenpatrone nicht detektiert
werden kann oder die Detektionsgenauigkeit der verbleibenden Tintenmenge
stark abfällt.
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Bei
diesem Typ von Tintenpatrone wandert ferner die Tinte manchmal entlang
den Innenwänden der
Tintenkammer, die die Tinte bereithält, und erreicht die zu der
Tintenkammer benachbarte Atmosphärenverbindungskammer.
Diese Tinte tritt auch manchmal durch das Atmosphärenverbindungsloch hindurch
und leckt zu der Außenseite.
Falls das Gehäuse
transparent oder halbtransparent ist, wird das Gehäuse unansehnlich
werden, sobald Tinte in die Atmosphärenverbindungskammer hindurchtritt.
Falls die Tinte das Atmosphärenverbindungsloch
verstopft, wird dies die Zufuhr von Tinte zu dem Aufzeichnungskopf
verschlechtern.
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Es
ist auch ein Typ von Tintenpatrone bekannt, bei dem im Inneren des
Tintenpatronengehäuses
eine erste Kammer zum Aufnehmen des tinteabsorbierenden porösen Materials
vorgesehen ist und eine zweite Kammer stromabwärts von der ersten Kammer bereitgestellt
ist, so daß Tinte über ein
Tintenzufuhrloch von der zweiten Kammer zu dem Aufzeichnungskopf
zugeführt
wird, siehe z.B. EP-A-0 791 464. Bei einer solchen Struktur wie
dieser, besteht, wenn Luftblasen aus der ersten Kammer in die zweite
Kammer eindringen und jene Luftblasen aus der zweiten Kammer zu
dem Aufzeichnungskopf eingezogen werden, eine Gefahr, daß der Aufzeichnungskopf
aufgrund der Luftblasen zum Tintenausstoß unfähig werden wird.
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In
einem wie vorstehend beschriebenen Vakuumpack ist es, um das Innere
von diesem für
ausgedehnte Zeitdauer bei reduziertem Druck zu halten, ferner erforderlich,
daß zwischen
der Tintenpatrone und dem Verpackungsbeutel des Packs ein Raum besteht,
welcher einen höheren
Grad an Vakuum aufweist als das Innere der Tintenpatrone. Unter
der Annahme, daß eine
im wesentlichen rechtwinklige Tintenpatrone in einem Verpackungsbeutel
enthalten ist und daß der
Verpackungsbeutel eng an der Patrone anliegt, wird Außenluft,
die graduell durch den Verpackungsbeutel hindurchtritt, relativ
schnell den schmalen Spalt zwischen dem Verpackungsbeutel und der Tintenpatrone
füllen,
was es schwierig macht, den Zustand reduzierten Drucks für eine ausgedehnte Zeitdauer
zu erhalten. Die japanische Patentanmeldungsoffenlegungsschrift
Nr. H10-250111/1998 offenbart eine Patrone, bei der, um ein vorgeschriebenes
Volumen für
den Raum reduzierten Drucks sicherzustellen, die äußere Form
nicht als ein einfaches Rechteck ausgebildet ist, sondern eher derart gefertigt
ist, daß ein
Teil davon vorspringt, was folglich einen Raum entlang des vorspringenden
Teils bildet, in dem der Verpackungsbeutel nicht dicht anliegt. Bei
dieser Patrone werden manchmal durch die Patronenecken Löcher in
dem Verpackungsbeutel geöffnet.
In der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 7-132611
ist eine Technik zum Einführen
weiterer Komponenten (Platzhalter) in das Innere des Verpackungsbeutels
offenbart, wie z.B. Wellpappe oder Urethanschaum, die intern Luft
aufweisen und durch die Luft einfach hindurchtritt. Wenn separate
Komponenten ins Innere des Verpackungsbeutels eingesetzt werden,
steigt jedoch die Anzahl der Herstellungsprozesse an, die Kosten
steigen und die äußere Form
des Verpackungsbeutels wird groß, was
im Interesse kleinerer Größe nicht
wünschenswert
ist.
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Die
EP-A-0 573 274 beschreibt eine Tintendetektionsvorrichtung, die
für einen
Aufzeichnungsapparat verwendet wird, der unter Verwendung einer Mehrzahl
von Aufzeichnungsmitteln zum Aufzeichnen auf dem Aufzeichnungsmedium
auf einem Aufzeichnungsmedium aufzeichnet, während er korrelativ bezüglich des
Aufzeichnungsmediums entsprechend einer Mehrzahl von verschiedenen
Farben von Tinte verschoben wird, die in der Lage ist, die Menge von
Tinte in einer Mehrzahl von gemeinsam mit dem Aufzeichnungsmittel
korrelativ bezüglich
des Aufzeichnungsmediums verschiebbaren tinteaufbewahrenden Mitteln
zu detektieren. Die Detektiervorrichtung weist ein transparentes
Element auf, das für
die Wand jeder der tinteaufbewahrenden Mittel vorgesehen ist; ein
lichtemittierendes Mittel zum Emittieren von Licht, das in einer
gegebenen Position entlang des Bewegungswegs des tinteaufbewahrenden
Mittels bereitgestellt ist, um Licht zu dem transparenten Element
zu emittieren, das an der gegebenen Position ankommt; ein lichtempfangendes
Mittel zum Empfangen des Lichts, das von dem lichtemittierenden Mittel
emittiert wurde und zumindest einmal an der inneren Oberfläche des
transparenten Elements in dem tinteaufbewahrenden Mittel reflektiert
wurde, wobei das von dem lichtemittierenden Mittel zu dem transparenten
Element emittierte Licht das Lichtempfangsmittel erreicht, wenn
es zumindest einmal an der inneren Oberfläche des tinteaufbewahrenden Mittels
total reflektiert wird, die nicht in Kontakt mit der Tinte ist,
und ohne eine Totalreflexion durch die innere Oberfläche des
tinteaufbewahrenden Mittels transmittiert wird, die in Kontakt mit
der Tinte ist; und ein Detektiermittel zum Detektieren pro tinteaufbewahrendem
Mittel, ob das lichtempfangende Mittel das Licht empfangen hat oder
nicht, wenn die mehreren tinteaufbewahrenden Mittel an der gegebenen Position
ankommen.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde zu dem Zweck entwickelt, die vorstehend
beschriebenen Probleme bei dem Stand der Technik zu lösen. Eine erste
Aufgabe von ihr ist es, eine Tintenpatrone bereitzustellen, mit
der das Bringen eines Befüllapparats
und eines Druckreduktionsapparats nahe zu der Patronenpackung zum
Tinteeinfüllen
leicht gemacht ist und der Vorgang des Aufbringens von Verschlüssen auf
die Gehäuseöffnungen
einfach gemacht ist.
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Eine
zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, mit der das Gehäuse
effizient vollständig
bis zu dessen Ecken mit Tinte befüllt werden kann, mit der Gehäusedeformation
aufgrund von reduziertem Druck während
des Befüllens
verhindert ist und mit der Befüllen sogar
effizienter durchgeführt
werden kann.
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Eine
dritte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, die derart gefertigt ist, daß die verbleibende Tintenmenge
den Raum nutzend, der zum Befül len
des Gehäuses
mit Tinte ist, detektiert werden kann, die Tintenflüssigkeitspegelschwankungen
unterdrückt,
obwohl das Gehäuse
eine einfache Struktur aufweist, und mit der die verbleibende Tintenmenge
akkurat detektiert werden kann.
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Eine
vierte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, mit der akkurate Detektion der verbleibenden Tintenmenge
ermöglicht
ist, selbst wenn der Flüssigkeitspegel
aufgrund von aus dem Aufzeichnungskopf herausgesaugter Tinte schnell
schwankt und selbst wenn eine Abweichung in der Position auftritt,
in der der Sensor in dem Aufzeichnungsapparat befestigt ist.
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Eine
fünfte
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone bereitzustellen,
bei der das Eindringen von Tinte zu der Seite des Atmosphärenverbindungslochs
von der Tintenkammer verhindert ist, und bei der, selbst wenn ein
leichtes Auftreten von solchem Tinteneintritt existiert, Leckage
zu der Außenseite
und Verstopfen des Atmosphärenverbindungslochs
verhindert ist.
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Eine
sechste Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, mit der, wenn Tinte in einer Tintenkammer sukzessiv
von einer ersten Kammer zu einer zweiten Kammer zugeführt wird,
Luftblasen nicht direkt in den Aufzeichnungskopf eingezogen werden,
selbst wenn Luftblasen in die zweite Kammer eindringen, und mit
der durch Luftblasen verursachte Tintenausstoßprobleme verhindert werden.
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Eine
siebte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Tintenpatrone
bereitzustellen, mit der das Innere des Verpackungsbeutels, der
verwendet wird, um die Tintenpatrone hermetisch zu versiegeln, für eine ausgedehnte
Zeitdauer auf redu ziertem Druck gehalten wird, mit der kein spezielles
Erfordernis für
eine separate Komponente zum Bilden von Raum zu diesem Zweck besteht
und mit der die Herstellungskosten reduziert werden können und
das Erreichen von kleinerer Größe einfach
gemacht ist.
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Eine
achte Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum
Detektieren verbleibender Tintenmenge bereitzustellen, mit dem die
verbleibende Tintenmenge im Inneren der Tintenpatrone akkurat detektiert
werden kann.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Tintenpatrone bereitgestellt, die lösbar an
einem Aufzeichnungskopf befestigt ist und die zu dem Aufzeichnungskopf
zugeführte
Tinte bereithält,
aufweisend: ein Gehäuse
mit einer ersten Oberfläche
und einer gegenüberliegenden
zweiten Oberfläche,
wovon beide Oberflächen
offen sind, eine Trennwand zum Unterteilen des Inneren des Gehäuses in
eine Tintenkammer zum Bereithalten von Tinte und einen Atmosphärenverbindungspfad,
der mit der Außenseite
des Gehäuses
kommuniziert, wobei die Tintenkammer auf der Seite der ersten Oberfläche und
der Seite der zweiten Oberfläche
offen ist, eine erste Abdeckung zum Bedecken der ersten Oberfläche des Gehäuses, so
daß ein
Pfad zum Verbinden zwischen der Tintenkammer und dem Atmosphärenverbindungspfad
gebildet ist, eine zweite Abdeckung zum Bedecken der zweiten Oberfläche des
Gehäuses, und
ein Tintenzufuhrloch, das mit dem Aufzeichnungskopf verbindet und
derart in der zweiten Abdeckung gebildet ist, daß es mit der Tintenkammer kommuniziert.
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Mit
einer gemäß der vorliegenden
Erfindung implementierten Tintenpatrone sind die gegenüberliegende
erste und zweite Oberfläche
des Gehäuses jeweils
offen, weshalb es leicht ist, die Tintenkammer und den Atmosphärenverbindungspfad
im Inneren des Gehäuses
zu bilden. Es ist notwendig, das Innere des Gehäuses zuvor zu waschen, so daß sich die Tinteneigenschaften
nicht ändern.
Beide Oberflächen
sind in dieser Patrone offen, was Waschen und Trocknen bequem macht.
Ebenfalls ist der Zusammenbau durch Abdecken der ersten bzw. zweiten Oberfläche mit
der ersten Abdeckung und der zweiten Abdeckung einfach gemacht.
Die Patrone kann eine zweite Trennwand zum Unterteilen der Tintenkammer
in eine erste Kammer zum Aufnehmen des tinteaufnehmenden porösen Materials
und eine zweite Kammer zum Aufnehmen von Tinte haben. Eine der Kammern,
d.h. die erste Kammer oder die zweite Kammer, kann durch die erste
Abdeckung bedeckt sein, während
die andere Kammer durch die zweite Abdeckung bedeckt ist. In diesem
Fall kann bei diesem Typ von Tintenpatrone die erste Kammer nahe der
ersten Oberfläche
mit dem Atmosphärenverbindungspfad
kommunizieren und auch nahe der zweiten Oberfläche mit der zweiten Kammer
kommunizieren, während
die zweite Kammer mit dem Tintenzufuhrloch kommuniziert. Basierend
auf diesem Aspekt wird während
eines Aufzeichnungsvorgangs Tinte durch die Saugkraft des porösen Materials
in der ersten Kammer unter einem angemessenen Druck von dem Tintenzufuhrloch über die
zweite Kammer zu dem Aufzeichnungskopf zugeführt. Wenn Tinte in der zweiten
Kammer aus dem Tintenzufuhrloch ausfließt, wird in der zweiten Kammer
Tinte aus dem porösen Material
in der ersten Kammer nachgefüllt,
während aus
dem Atmosphärenverbindungspfad
Luft in die erste Kammer aufgenommen wird. Als ein Ergebnis wird,
nachdem die Tinte der ersten Kammer verbraucht ist, die Tinte der
zweiten Kammer verbraucht, wodurch all die Tinte effektiv verwendet
wird.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Tintenpatrone bereitgestellt, die lösbar an
einem Aufzeichnungskopf befestigt ist und die zu dem Aufzeichnungskopf
zugeführte
Tinte bereithält,
aufweisend: ein Patronengehäuse
mit gegenseitig gegenü berliegender
erster Seitenwand und zweiter Seitenwand, einer im wesentlich parallel
zu der ersten Seitenwand des Gehäuses
angeordneten ersten Trennwand, um das Innere des Patronengehäuses in
eine erste Kammer und eine zweite Kammer zum jeweiligen Aufnehmen
von Tinte zu unterteilen, und eine im wesentlichen parallel zu der
ersten Seitenwand des Gehäuses
angeordnete zweite Trennwand zum Unterteilen des Inneren des Gehäuses in
eine erste Kammer und einen Atmosphärenverbindungspfad zum Kommunizieren
mit der Atmosphäre
außerhalb des
Gehäuses,
wobei ein Ende der zweiten Kammer mit dem einen Ende der ersten
Kammer kommuniziert, das andere Ende der zweiten Kammer zu der Außenseite
des Gehäuses
als ein Tintenzufuhrloch offen ist, ein Ende des Atmosphärenverbindungspfades
mit dem anderen Ende der ersten Kammer kommuniziert und das andere
Ende des Atmosphärenverbindungspfades
zu der Außenseite
des Gehäuses offen
ist.
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Bei
einer gemäß der vorliegenden
Erfindung implementierten Tintenpatrone ist eine zweite Trennplatte
(oder eine erste Trennplatte) im wesentlichen parallel zu einer
ersten Seitenwand angeordnet, weshalb die Seitenwand eine Zweischichtstruktur
erhält, so
daß die
Festigkeit der Patrone erhöht
ist. Wenn die Patrone mit Tinte befüllt wird, ist aus diesem Grund verhindert,
dass die Patrone deformiert, selbst wenn deren Inneres unter reduziertem
Druck ist, und Tinteneinfüllen
kann effizient durchgeführt
werden.
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Bei
der Patrone kann der Atmosphärenverbindungspfad
zwischen der ersten Seitenwand und der zweiten Trennwand abgegrenzt
sein und die zweite Kammer zwischen der zweiten Seitenwand und der
ersten Trennwand abgegrenzt. Auch kann ein Tintenzufuhrloch zum
Zuführen
von Tinte zu dem Aufzeichnungskopf nahe dem einen Ende der zweiten
Kammer bereitgestellt sein und die Tin te in der ersten Kammer von
dem Tintenzufuhrloch über
die zweite Kammer zu dem Aufzeichnungskopf zugeführt werden. Mit dieser gegebenen
Struktur ist die Patrone derart angeordnet, daß das Tintenzufuhrloch normalerweise
unterhalb angeordnet ist, weshalb, selbst falls Luftblasen von der
ersten Kammer zusammen mit der Tinte in die zweite Kammer fließen sollten,
verhindert ist, daß Luftblasen
nach oben in Richtung der Oberseite der zweiten Kammer aufsteigen
und in das Tintenzufuhrloch hineingezogen werden. Tintenausstoßausfall
von dem Aufzeichnungskopf kann aus diesem Grund verhindert werden.
In einer auf dem fünften
Aspekt basierenden Patrone kann das andere Ende der ersten Kammer
offen sein, der offene Teil durch die erste Abdeckung bedeckt sein,
das eine Ende der zweiten Kammer offen sein, der offene Abschnitt
durch die zweite Abdeckung bedeckt sein und das Tintenzufuhrloch
in der zweiten Abdeckung gebildet sein. Mit dieser Patrone kann
ein Gehäuse
verwendet. werden, das auf beiden Seiten offen ist und leicht gebildet
wird und eine Patrone kann leicht durch Hinzufügen einer ersten und einer zweiten
Abdeckung zu diesem Gehäuse
hergestellt werden.
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In
der Patrone kann ferner eine dritte Trennwand bereitgestellt sein,
die sich im wesentlichen senkrecht zu der ersten Seitenwand im Inneren
des Gehäuses
erstreckt und die unteren Enden der ersten Trennwand und der zweiten
Trennwand verbindet, die erste Kammer durch die erste, die zweite
und die dritte Trennwand unterteilt sein und ein Verbindungsloch
in der dritten Trennwand gebildet sein, um zwischen der ersten und
der zweiten Kammer zu verbinden. In diesem Fall kann ein Ende der
ersten Kammer offen sein, der offene Abschnitt durch die erste Abdeckung
bedeckt sein, das die zweite Kammer und das Äußere des Gehäuses verbindende
Tinteneinfülloch
in der ersten Abdeckung gebildet sein, ein Ende der zweiten Kammer offen
sein, der offene Abschnitt durch die zweite Abdeckung bedeckt sein und
ein Atmosphärenverbindungsloch,
das mit dem Atmosphärenverbindungspfad
kommuniziert, in der zweiten Abdeckung gebildet sein.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Tintenpatrone bereitgestellt, die lösbar an
einem Aufzeichnungskopf befestigt ist und die zu dem Aufzeichnungskopf
zugeführte
Tinte bereithält,
aufweisend: ein Patronengehäuse
mit einer oberen Gehäuseoberfläche und
einer unteren Gehäuseoberfläche, eine
Trennwand zum Unterteilen des Inneren des Gehäuses in eine erste und eine
zweite Kammer zum jeweiligen Aufnehmen von Tinte, wobei die erste
und die zweite Kammer wechselseitig nahe der unteren Gehäuseoberfläche kommunizieren,
ein Tinteneinfülloch
zum Befüllen
der zweiten Kammer mit Tinte, das in der oberen Gehäuseoberfläche gebildet
ist, ein Siegelmaterial zum Verschließen des Tinteneinfülloches,
ein Tintenzufuhrloch zum Zuführen
von Tinte aus der zweiten Kammer zu dem Aufzeichnungskopf, das in
der unteren Gehäuseoberfläche gebildet
ist, und ein Atmosphärenverbindungsloch
zum Verbinden der ersten Kammer mit der Atmosphäre, wobei die zweite Kammer
zwischen einer Seitenwand des Gehäuses und der Trennwand gebildet
ist und zumindest ein Abschnitt der einen Seitenwand entweder transparent
oder semitransparent ist.
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Wenn
die Tinte von dem Tintenzufuhrloch der Tintenpatrone zu dem Aufzeichnungskopf
zugeführt
wird, wird bei der Patrone Tinte von der ersten Kammer zu der zweiten
Kammer zugeführt,
wodurch die Menge der Tinte der ersten Kammer zuerst abnimmt. Wenn
die Tinte der ersten Kammer entleert ist, fließt Luft in die zweite Kammer
und die Menge der Tinte der zweiten Kammer nimmt ab. Folglich kann
die verbleibende Tintenmenge durch Detektieren eines Abfalls in
dem Tintenflüssigkeitspegel
in der zweiten Kammer entweder visuell oder mit einem Sensor erkannt
werden. Auch wird Tinte von der zweiten Kammer über das Tinteneinfülloch eingefüllt und
das Einfülloch
wird mit einem Siegelmaterial verschlossen, nachdem die zweite Kammer
und die erste Kammer befüllt
wurden, weshalb die zweite Kammer komplett befüllt werden kann. Folglich können fehlerhafte
Detektionen der anfangs verbleibenden Tintenmenge verhindert werden.
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In
der Patrone kann der ersten Kammer ein größeres Fassungsvermögen als
der zweiten Kammer gegeben werden und sie kann derart gefertigt sein,
daß sie
das poröse
tinteabsorbierende Material aufnimmt. Selbst wenn eine große Menge
von Tinte in der ersten Kammer vorhanden ist, kann aufgrund der
Saugkraft des porösen
Materials Tinte von dem Tintenzufuhrloch unter angemessenem Druck
zu dem Aufzeichnungskopf zugeführt
werden. Auch können
durch Detektieren der verbleibenden Tintenmenge in der zweiten Kammer
kleineren Fassungsvermögens
durch Tintenwellenausbildung verursachte fehlerhafte Detektionen
verhindert werden. In diesem Fall kann die obere Gehäuseoberfläche mit
einer an dem Gehäuse
befestigten Abdeckung konfiguriert sein und das Tinteneinfülloch in
der Abdeckung gebildet sein. Wenn dies getan wird, wird die Struktur
der Tintenpatrone einfach. Wenn ein Schichtmaterial als das Siegelmaterial
verwendet wird, kann dieses einfach auf der Abdeckung angebracht
werden, um das Tinteneinfülloch
zu verschließen.
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Bei
der Patrone kann die innere Oberfläche des transparenten oder
semitransparenten Abschnitts der einen Seitenwand wellenförmige Rippen aufweisen,
die vertikal auf und ab verlaufen.
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Wenn
zum Beispiel ein Sensor für
verbleibende Tintenmenge verwendet wird, der eine lichtemittierende
Komponente und eine lichtempfangende Komponente aufweist, wird basierend
auf dieser Konfiguration das durch die lichtemittierende Komponente
emittierte Licht an der inneren Oberfläche der Seitenwand der zweiten
Kammer reflektiert, worauf es durch die wellenförmigen Rippen auf dieser inneren
Oberfläche
in Richtungen senkrecht zu den wellenförmigen Rippen gestreut wird
und das reflektierte Licht in Richtung der lichtempfangenden Komponente
fortschreitet, während
es sich in einer Ebene ausbreitet, die die lichtemittierende Komponente,
die lichtempfangende Komponente und die Detektionsstelle an dem
Hauptgehäusekörper beinhaltet.
Selbst in Fällen,
in denen sich der Abstand zwischen der Detektionsstelle und dem
Sensor aufgrund von leichten Unterschieden in der Tintenpatronenmontageposition
oder der Sensorbefestigungsposition leicht geändert hat, kann deshalb die
lichtempfangende Komponente sicher das reflektierte Licht einfangen.
Entsprechend kann die verbleibende Tintenmenge im Inneren der Tintenpatrone
eindeutig detektiert werden, selbst wenn ein gewisses Maß an Schwankung
in dem Sensorbefestigungszustand oder dem Tintenpatronenmontagezustand
vorliegt.
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Die
vorliegende Erfindung wird aus der folgenden nur beispielhaften
Beschreibung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen klarer verständlich,
in denen:
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1 eine
Querschnittsansicht ist, die eine Tintenpatrone gemäß einer
ersten Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung auf einem Aufzeichnungskopf montiert zeigt;
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2 eine
Außenansicht
der Tintenpatrone ist;
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3 eine
Querschnittsansicht der Tintenpatrone ist;
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4 eine
Querschnitts-Explosionsansicht der Tintenpatrone ist;
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5 eine
Querschnittsansicht in der B-B-Ebene von 1 ist;
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6 eine
Ansicht von unten eines Gehäuses
ist, bei dem das untere Abdeckungselement der Tintenpatrone entfernt
ist;
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7 eine
Draufsicht der Tintenpatrone vor dem Aufbringen der oberen Abdeckungselementversiegelung
ist;
-
8 eine
Draufsicht der Tintenpatrone nach dem Aufbringen der oberen Abdeckungselementversiegelung
ist;
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9 eine
Ansicht von unten der Tintenpatrone ist;
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10 eine
Querschnittsansicht in der A-A-Ebene ist;
-
11 eine
vergrößerte Schrägansicht
der Konfiguration des Pfades 16b zwischen der ersten Kammer
und dem Atmosphärenverbindungspfad
ist;
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12 eine
vergrößerte Schrägansicht
einer verbesserten Konfiguration für den Verbindungsteil in 11 ist;
-
13 eine
vergrößerte Schrägansicht
einer weiteren verbesserten Konfiguration für den Verbindungsteil in 11 ist;
-
14 eine
Seitenansicht der Tintenpatrone ist;
-
15 eine
horizontale Querschnittsansicht ist, die konzeptuell den Weg darstellt,
in dem Licht an der Detektionsstelle für verbleibende Tintenmenge reflektiert
wird;
-
16 eine
horizontale Querschnittsansicht ist, die konzeptuell den Weg darstellt,
in dem Licht an der Detektionsstelle für verbleibende Tintenmenge reflektiert
wird;
-
17 eine
vertikale Querschnittsansicht ist, die konzeptuell den Weg darstellt,
indem Licht an der Detektionsstelle für verbleibende Tintenmenge reflektiert
wird;
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18 ein
Diagramm zum Erklären
des Tintenpatronen-Tinteneinfüllungsvorgangs
ist;
-
19 eine
Querschnittsansicht der Tintenpatrone ist, wenn diese in einem Verpackungsbeutel untergebracht
ist; und
-
20 ein
Beispiel einer herkömmlichen Tintenpatronenstruktur
darstellt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Eine
spezielle Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Zeichnungen
beschrieben.
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1 ist
ein Diagramm der Tintenpatrone gemäß dieser Ausführungsform,
das sie mit einem Aufzeichnungskopf verbunden zeigt. Ein Kopfhalter 50 zum
Stützen
des Aufzeichnungskopfs 72 ist auf einem Schlitten 52 montiert,
der sich derart bewegt, daß er
ein Aufzeichnungsmedium überstreicht.
In diesen Halter 50 ist die Tintenpatrone 1 so
geladen, daß sie
gelöst
werden kann. Ein in der Bodenoberfläche der Tintenpatrone 1 gefertigtes
Tintenzufuhrloch 17 paßt
in ein Anschlußelement 74 auf
der Seite des Kopfhalters 50 und Tinte wird durch ein Verteilerelement 73 zu
vielen Tintenausstoßkanälen in dem
Aufzeichnungskopf 72 verteilt. Der Aufzeichnungskopf 72 stößt durch
die Wirkung von Aktoren, die aus piezoelektrischen Elementen oder
Heizelementen bestehen, aus den Tintenausstoßkanälen Tinte aus.
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Die
Tintenpatrone 1 gemäß dieser
Ausführungsform
weist ein in einer rechtwinkligen Form aus einem transparenten oder
halbtransparenten Harzmaterial gefertigtes Gehäuse 2 und obere und
untere Abdeckelemente 3 und 4 auf. Das Gehäuse 2 besteht aus
einem Paar von gegenüberliegenden
ersten Seitenwänden 2a und 2b und,
verbindend zwischen diesem Paar von Seitenwänden, einem Paar von zweiten
Seitenwänden 2c und 2d (siehe 2),
so daß eine
rechtwinklige Röhre
gebildet ist, die sowohl an dem oberen als auch dem unteren Ende
offen ist. Das obere und das untere Abdeckelement 3 und 4 sind
thermisch verschweißt,
so daß sie
das offene obere und untere Röhrenende
bedecken. Das Gehäuse 2 ist
derart ausgebildet, daß es
in seinem Inneren durch Trennwände 5 und 6,
die sich im wesentlichen parallel zu den ersten Seitenwänden 2a und 2b (die
linke und die rechte Wand in 3) erstrecken;
eine untere Trennwand 7, die die unteren Enden dieser beiden
Trennwände
verbindet und sich im wesentlichen parallel zu dem offenen unteren
Röhrenende
erstreckt; und Trennwände 7a, 7b und 7c, die
sich vertikal von der unteren Trennwand 7 in Richtung des
unteren offenen Röhrenendes
erstrecken, unterteilt ist. Die Trennwände 5 und 6, die
untere Trennwand 7 und die Trennwände 7a und 7b erstrecken
sich so, daß sie
zwischen den zweiten Seitenwänden 2c und 2d überbrücken (siehe 2).
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In
dem Raum, der durch die Trennwände 5 und 6,
die untere Trennwand 7 und die zweiten Seitenwände 2c und 2d umschlossen
ist, ist eine erste Kammer 9 ausgebildet, deren obere Oberfläche an dem
oberen Ende des Gehäuses 2 offen
ist und die ein poröses
Material 8 wie z.B. tinteabsorbierenden Polyurethanschaum
aufnimmt. In dem durch eine der Seitenwände 2a, die Trennwand 5 und
die zweiten Seitenwände 2c und 2d umschlossenen
Raum ist eine zweite Kammer 10 ausgebildet, während in
dem durch die andere erste Seitenwand 2b, die Trennwand 6 und
die zweiten Seitenwände 2c und 2d eingeschlossenen
Raum ein Atmosphärenverbindungspfad 11 ausgebildet
ist. Die zweite Kammer 10 und der Atmosphärenverbindungspfad 11 sind
jeweils an ihren oberen Enden an der oberen Oberfläche des Gehäuses 2 offen,
während
deren untere Enden um die untere Oberfläche der unteren Trennwand gebogen
sind und ihre unteren Enden an der unteren Oberfläche des
Gehäuses 2 offen
sind (siehe 4).
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Das
obere Abdeckelement 3 bedeckt jeweils die oberen Enden
der ersten Kammer 9, der zweiten Kammer 10 und
des Atmosphärenverbindungspfads 11 und
ist durch thermisches Verschweißen
an den oberen Enden der Seitenwände 2a, 2b, 2c und 2d und
der Trennwände 5 und 6 gesichert,
was die Kammern 9 und 10 und den Pfad 11 unabhängig macht. Das
untere Abdeckelement 4 bedeckt jeweils die unteren Enden
der zweiten Kammer 10 und des Atmosphärenverbindungspfads und ist
durch thermisches Verschweißen
an den unteren Enden der Seitenwände 2a, 2b, 2c und 2d und
der Trennwände 7a und 7b gesichert,
was die zweite Kammer 10 und den Pfad 11 unabhängig macht.
Als ein Ergebnis bilden die zweite Kammer 10 und der Atmosphärenverbindungspfad 11 im
we sentlichen eine L-Form mit einem vertikalen Teil 10a entlang
der Seitenwände 2a und 2b und
horizontalen Teilen 10b und 11b, die unterhalb
der ersten Kammer 9 angeordnet sind. Der vertikale Teil 11a und
der horizontale Teil 11b des Atmosphärenverbindungspfads 11 sind
durch ein in der Trennwand 7b vorgesehenes Verbindungsloch 30 verbunden.
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In
der unteren Trennwand 7 ist ein Verbindungsloch 15 ausgebildet,
das die erste Kammer 9 und die zweite Kammer 10 verbindet.
Sowohl in der ersten Kammer 9 als auch in der zweiten Kammer 10 ist
Tinte aufgenommen und diese beiden Kammern bilden die Tintenkammer.
Die zweite Kammer 10 dient, wie unten beschrieben ist,
während
des Tinteneinfüllens
als ein Pfad und dient als eine Weiterleitungskammer, wenn Tinte
von der ersten Kammer 9 zu dem Aufzeichnungskopf 72 zugeführt wird.
Die erste Kammer 9 ist derart gebildet, daß sie ausreichend
größer als
die zweite Kammer 10 ist. Der Atmosphärenverbindungspfad 11 läßt Luft
in die erste Kammer 9, wenn in der ersten Kammer 9 Tinte
verbraucht wird. An der unteren Oberfläche der unteren Trennwand 7 ist
durch die Trennwand 7a eine Trennung zwischen der zweiten
Kammer 10 und dem Atmosphärenverbindungspfad 11 erzielt.
Wie in dem Vorstehenden beschrieben, sind die Trennwände 5 und 6 im
wesentlichen parallel zu den Seitenwänden 2a und 2b auf
jeder Seite des Gehäuses 2 gefertigt, was
den Seiten eine mehr oder weniger doppelwandige Struktur gibt und
das Gehäuse
verstärkt.
Das in dieser Weise geformte Gehäuse 2 kann
einfach aus Harz durch eine Form geformt werden, die sich vertikal
nach oben und unten teilt.
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In
dem oberen Abdeckelement 3 sind ein Tinteneinfülloch 13 in Übereinstimmung
mit der offenen Fläche
an dem oberen Ende der zweiten Kammer 10 und ein Druckreduktionsloch 14,
das der offenen Fläche
an dem oberen Ende der ersten Kammer 9 zugewandt ist, zum
Reduzieren des Druckes im Inneren des Gehäuses während des Tinteneinfüllens ausgebildet.
Das Verbindungsloch 15, das die zweite Kammer 10 und
die erste Kammer 9 miteinander verbindet, ist an dem Ende
angeordnet, das entfernt von der Seite ist, an der das Tinteneinfülloch 13 und
das Druckreduktionsloch 14 angeordnet sind, d.h. an der dazu
entgegengesetzten Seite, wodurch die Tinteneinfülleffizienz und die Tintenverbrauchseffizienz
erhöht
sind, wie unten beschrieben werden wird.
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Die
erste Kammer 9 und der Atmosphärenverbindungspfad 11 sind
durch einen Pfad 16 verbunden, der derart gebildet ist,
daß er
das obere Ende der Trennwand 6 in dem oberen Abdeckelement 3 kreuzt.
Spezieller weist dieser Pfad 16 eine in der oberen Oberfläche des
oberen Abdeckelements 13 gebildete Wölbung auf, deren eines Ende über das Druckreduktionsloch 14 mit
der ersten Kammer 9 kommuniziert und deren anderes Ende über ein Durchgangsloch 16a mit
dem Atmosphärenverbindungspfad 11 kommuniziert.
Das obere Abdeckelement 3 weist eine Wand 27 auf,
die in Kontakt mit der oberen Oberfläche des porösen Materials 8 ist
und in die erste Kammer 9 vorsteht (siehe 4).
Spezieller ist das obere Abdeckelement 3 derart gebildet,
daß es
in dessen mit der ersten Kammer 9 übereinstimmendem Abschnitt
dicker ist, so daß es
das tinteabsorbierende Material 8 leicht komprimiert. Die
Wand 27 ist durch einen Abstand von der inneren Oberfläche der
ersten Kammer 9 getrennt, wie unten beschrieben wird, und
das Druckreduktionsloch 14 ist weiter in Richtung der Innenseite
der ersten Kammer 9 angeordnet als der äußere Rand der Wand 27.
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In
dem unteren Abdeckelement 4 sind ein Tintenzufuhrloch 17 zum
Zuführen
von Tinte von der zweiten Kammer 10 zu dem Aufzeichnungskopf
der offenen Fläche
an dem unteren Ende der zweiten Kammer 10 entsprechend
und ein Atmosphärenverbindungsloch 17 der
offenen Fläche
an dem unteren Ende des Atmosphärenverbindungspfads 11 entsprechend
gebildet. Wie in 6 dargestellt ist, sind das
Verbindungsloch 15 und das Tintenzufuhrloch 17 derart
angeordnet, daß sie
von unten gesehen gegeneinander versetzt sind. In der zweiten Kammer 10 ist
eine rippenförmige
Ablenkplatte 31 über
den kürzesten
das Verbindungsloch 15 und das Tintenzufuhrloch 17 verbindenden
Pfad ausgebildet. Die Ablenkplatte 31 ist derart gefertigt,
daß sie
integral von der Trennwand 7 des Gehäuses 2 vorspringt
und es ist bevorzugt, daß sie
derart gebildet ist, daß sie
an die innere Wandoberfläche
des unteren Abdeckelements 4 anschließt, aber es besteht kein Grund,
warum sie nicht derart gefertigt sein kann, daß sie integral von dem unteren
Abdeckelement 4 vorspringt. Die untere Oberfläche 7d der
unteren Trennwand 7 (siehe 3) bildet
eine geneigte Oberfläche,
die von dem unteren Ende des Verbindungslochs 15 in Richtung
des vertikalen Teils der zweiten Kammer 10 ansteigt. Ein
Ende der Ablenkplatte 31 ist an der Seite des Verbindungslochs 15 angeordnet,
während sich
deren anderes Ende zu einem Punkt in der Nähe des vertikalen Teils der
zweiten Kammer 10 erstreckt. Wenn Tinte durch den negativen
Druck, der durch das Ausstoßen
von Tinte aus dem Aufzeichnungskopf 72 erzeugt wird, aus
der zweiten Kammer 10 gesaugt wird, wird der aus dem Verbindungsloch 15 von der
ersten Kammer 9 kommende Tintenfluß folglich um die Ablenkplatte 31 umgeleitet,
wie durch den Pfeil 31 angezeigt ist, er tritt durch den
vertikalen Teil 10a der zweiten Kammer 10 hindurch,
tritt wieder in den horizontalen Teil 10b der zweiten Kammer 10 ein und
gelangt an dem Tintenzufuhrloch 17 an.
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Wie
in 4 dargestellt ist, werden das Tinteneinfülloch 13 und
das Druckreduktionsloch 14 nach dem Tinteneinfüllen durch erste
Verschlussmaterialien 21 und 22 verschlossen,
die durch thermisches Schweißen
oder ähnliches
auf die äußere Oberfläche des
oberen Abdeckelements 3 aufgebracht werden. Das Verschlussmaterial 22 bedeckt die
obere Oberfläche
von diesem, so daß es
den Pfad 16 sichert. Das Tintenzufuhrloch 17 und
das Atmosphärenverbindungsloch 18 werden
durch ein zweites Verschlussmaterial 23 verschlossen, das durch
thermisches Schweißen
oder ähnliches
aufgebracht ist, so daß es
abgezogen werden kann. Das Tinteneinfülloch 13 und das Tintenzufuhrloch 17 sind getrennt,
weshalb das zweite Verschlussmaterial 23 vor dem Tinteneinfüllen auf
das Tintenzufuhrloch 17 aufgebracht wird. Aus diesem Grund
ist der Rand des Tintenzufuhrlochs 17 nicht durch Tinte
während
des Befüllens
feucht, wie bei einem herkömmlichen
Tintenzufuhrloch, das auch als das Tinteneinfülloch dient, weshalb eine adäquate Verschlusswirkung selbst
mit schwachem thermischen Schweißen erzielt werden kann, welches
nicht das Tintenzufuhrloch deformieren wird. Die Verschlussmaterialien 21 und 22 brauchen
nicht abgezogen zu werden, weshalb sie sogar bis zu dem Punkt eines
leichten Deformierens des oberen Abdeckbauteils 3 stärker thermisch
verschweißt
werden können.
Die Verschlussmaterialien 21, 22 und 23 sind
aus einem Harz, Metallfolie oder laminiertem Material davon gebildet,
das nicht durch Luft durchdringbar ist.
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Ein
Edelstahlsiebfilter 24 ist an der Fläche des Tintenzufuhrlochs 17 auf
der Seite der zweiten Kammer 10 angebracht. Die Sieblöcher dieses
Filters 24 sind von einer solchen Größe, daß die Tinte im Inneren der
zweiten Kammer 10 nicht von selbst aufgrund von Oberflächenspannung
auslecken wird.
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Wie
in 10 dargestellt ist, ist eine Trennwand 29 zum
Unterteilen des Atmosphärenverbindungspfads 11 in
einen oberen und einen unteren Teil mittig entlang des vertikalen
Teils 11a des Atmosphärenverbindungspfads 11 ausgebildet.
Diese Trennwand 29 erstreckt sich derart, daß Höhendifferenzen in
der vertikalen Richtung des Atmosphärenverbindungspfads 11 bestehen.
Ein Durchgangsloch 28 ist in dem hohen Abschnitt davon
gebildet und eine Wölbung
ist gebildet, um eine Tintenwanne 29a zu bilden, die niedriger
angeordnet ist als die obere Endoberfläche des Durchgangslochs 28.
Die Trennwand 29 kann beim Gießen des Gehäuses 2 aus Harz mit den
sich teilenden Teilen einer Form gegossen werden, die sich vertikal
nach oben und unten teilt, was folglich kein spezielles Verfahren
erfordert.
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Dadurch,
daß die
Randwand 18a des Atmosphärenverbindungslochs 18 in
dem unteren Abdeckelement 4 nach oben vorspringt, ist ferner
eine Tintenwanne 4a um dessen Rand herum gebildet. Durch
dieses Mittel sammelt sich Tinte, die von der ersten Kammer 9 durch
den Pfad 16 ausleckt, in der Tintenwanne 29, wenn
die Tintenpatrone umkippt, etc.. Die Tinte in der Tintenwanne 29 wird
sich, selbst wenn sie durch Verkippen der Tintenpatrone etc. in das
Durchgangsloch 28 eintritt, in der Tintenwanne 4a unterhalb
ansammeln. Entsprechend werden der Atmosphärenverbindungspfad 11 und
das Atmosphärenverbindungsloch 18 nicht
verstopft werden und es wird auch keine Tinte zu der Außenseite
auslecken.
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Wie
in 6 und 19 dargestellt
ist, ist in dem Gehäuse 2 angrenzend
an die horizontalen Teile 10b und 11b der zweiten
Kammer 10 und des Atmosphärenverbindungspfads 11 ein
Raum 33 ausgebildet. Dieser Raum 33 ist durch
die Trennwand 7c unterteilt, die zwischen den Trennwänden 7a und 7b überbrückt, ist
unterhalb durch das untere Abdeckelement 4 bedeckt und
kommuniziert nicht mit der zweiten Kammer 10, der ersten
Kammer 9 oder dem Atmosphärenverbindungspfad 11,
sondern kommuniziert durch eine Öffnung 34,
die in dem unteren Abdeckelement 4 vor gesehen ist, mit
der Außenseite des
Gehäuses.
Wenn eine Tintenpatrone 1, die mit Tinte befüllt wurde,
ausgeliefert wird, ist sie in einem Zustand reduzierten Drucks im
Inneren eines Verpackungsbeutels 81 untergebracht, wie
in 19 dargestellt ist. Der Verpackungsbeutel 81 nimmt
die Tintenpatrone 1 im Inneren eines röhrenförmigen Materials auf, dessen
Inneres mit reduziertem Druck evakuiert ist und dessen offene Enden
beide mit verschweißten
Verschlüssen 82 versehen
sind. Der Verpackungsbeutel 81 ist aus Harz, Metallfolie
oder laminiertem Material davon gefertigt, das nicht durch Luft durchdringbar
ist. Der in 19 gezeigte Querschnitt der
Tintenpatrone 1 entspricht einem Querschnitt in der C-C-Ebene
in 9. Die Öffnung 34 ist
nicht mit dem zweiten Verchlussmaterial 23 bedeckt. Wenn der
Verpackungsbeutel 81 in einen Zustand reduzierten Drucks
versetzt wird, wird der Raum 33 ebenfalls in einen Zustand
reduzierten Drucks versetzt und dient durch dessen Fassungsvermögen dazu,
das Innere des versiegelten Verpackungsbeutels 81 für eine ausgedehnte
Zeitdauer in einem Zustand reduzierten Drucks zu halten. Folglich
ist verhindert, daß die
Tinte in dem Gehäuse
vor der Verwendung Luft ausgesetzt wird.
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11, 12 und 13 zeigen
Details der Konfiguration der Teile des Pfads 16. Die in 11 dargestellte
Konfiguration dient als eine Referenz zum Erklären von Problemen. In dieser
Figur ist der Pfad 16b derart geformt, daß er durch
das obere Abdeckelement 3a hindurch verläuft und
so folglich die erste Kammer 9 und den Atmosphärenverbindungspfad 11 miteinander
verbindet. Die obere Fläche
des Pfads 16b ist durch das Verschlussmaterial 22 (nicht
gezeigt) verschlossen. In diesem Fall sammeln die durch die Trennwand 6 und
die Seitenwände 2c und 2d gebildete
Schnittstelle (Gradlinie) E1 und die durch die Trennwand 6 und
das obere Abdeckelement 3 gebildete Schnittstelle E2 leicht
durch Kapillarwirkung Tinte. Weil die Schnittstellen E1 und E2 durchgängig mit
der durch die innere Oberfläche des
Pfads 16b und die Trennwand 6 gebildeten Schnittstelle
E3 sind, fließt
ferner an den Schnittstellen E1 und E2 angesammelte Tinte durch
Kapillarwirkung zu der Schnittstelle E3, wie durch den Pfeil R angezeigt
ist, und fließt
von dort aus entlang einer Schnittstelle E4 ins Innere des Atmosphärenverbindungspfads 11.
Wenn Tinte von der ersten Kammer 9 in Richtung des Atmosphärenverbindungspfads 11 hindurchtritt,
entwickelt sich ein unansehnlicher Zustand, falls das Gehäuse transparent
oder semitransparent ist, und Tinte kann auch zu dem Äußeren des Gehäuses auslecken
oder den Atmosphärenverbindungspfad 11 verstopfen.
Wenn dies passiert, wird die Tintenzufuhr von der ersten Kammer 9 zu
dem Aufzeichnungskopf 11 manchmal verstopft.
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Um
das oben beschriebene Problem zu lösen, ist ein Abstand K mit
der inneren Oberfläche
der ersten Kammer 9 um den Rand der Wand 27 geöffnet, die
von dem oberen Abdeckelement 3 in Richtung der ersten Kammer 9 vorspringt,
wie in 12 dargestellt ist. Das Druckreduktionsloch 14 ist
mit einer kreisförmig
zylindrischen oder abgerundeten rechtwinkligen Form versehen, die
keine Schnittflächen
an ihrer inneren Oberfläche
aufweist, und an dem Ende der Wand 27 entfernt von der
Trennwand 6 angeordnet. Mit dieser Konfiguration verbindet
die innere Kante oder Schnittstelle der Trennwand 6 an der
Seite der ersten Kammer 9 nicht nur über eine innere Kante oder
durch zwei Ebenen geformte Schnittstelle mit dem Pfad 16 oder
dem Atmosphärenverbindungspfad 11.
Mit anderen Worten sind die untere Oberfläche der Wand 27, der äußere Umfang der
Wand 27 und die innere Oberfläche des Druckreduktionslochs 14 derart
geformt, daß sie
keine innere Kante oder durch zwei Ebenen gebildete Schnittstellen
aufweisen und die Schnittstelle der Trennwand 6 auf der
Seite der ersten Kammer 9 verbindet über diese Oberflächenabschnitte
(flache Abschnitte) mit dem Atmosphärenverbindungspfad 11.
Entsprechend ist verhindert, daß Tinte,
die herausquillt, wenn das poröse
Material 8 durch die Wand 27 komprimiert wird,
und sich an den Schnittstellen auf der Seite der ersten Kammer 9 ansammelnde
Tinte durch Kapillarwirkung zu dem Pfad 16 oder dem Atmosphärenverbindungspfad 11 herausfließt. Es gibt
auch keine Schnittstellen an der inneren Oberfläche des Druckreduktionslochs 14,
das in Kontakt mit dem porösen
Material 8 ist, und zusätzlich
ist, da das Druckreduktionsloch 14 in dem dicken Teil des
oberen Abdeckelements 3 ausgebildet ist und die Höhe des Druckreduktionslochs 14 ausreichend
ist, verhindert, dass die Tinte im Inneren des porösen Materials 8 entlang
der Innenseite des Druckreduktionslochs 14 fließt und zu
dem Pfad 16 hindurch tritt. Selbst wenn man annimmt, daß der Spalt
zwischen der Trennwand 6 und dem äußeren Rand der Wand 27 klein
ist und daß Tinte
aufgrund von Kapillarwirkung durch den Spalt ansteigt, wird Tinte
nicht zu dem Atmosphärenverbindungspfad 11 hindurchtreten,
weil das obere Ende der Trennwand 6 mit dem Abdeckelement 3 verschweißt ist.
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Wenn
das Druckreduktionsloch 14 derart geformt ist, daß eine Schnittstelle
an der inneren Oberfläche
existiert, kann derselbe Effekt durch Versehen der inneren Oberfläche des
Pfades 16 mit einem kantenlosen Querschnitt (keine Schnittstelle),
der die Form eines halbkreisförmigen
Zylinders oder abgerundeten Rechtecks aufweist, realisiert werden.
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In 13 ist
ein Beispiel des in 12 dargestellten Abschnitts
des Pfads 16 dargestellt, dessen Struktur modifiziert wurde.
Bei der in 13 dargestellten Struktur wurde
die Wand 27 entfernt, wodurch verhindert ist, daß Tinte
entlang dieser Wand zu dem Pfad 16 ansteigt.
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Ein
Detektionssensor für
verbleibende Tintenmenge 60 ist in dem Schlitten 52 des
Tintenstrahldruckers vorgesehen. Spezieller ist, während die
Tintenpatrone 1 in dem unbenutzten Zustand ist, Tinte in das
poröse
Material 8 in der ersten Kammer 9 und in die zweite
Kammer 10 gefüllt,
so daß kein
verbleibender Raum übrig
ist. Wenn die Tinte jedoch durch einen Aufzeichnungsvorgang verbraucht
wird und die Tinte in der ersten Kammer 9 entleert ist,
tritt aufgrund des Drucks, mit dem die Tinte durch den Aufzeichnungskopf 72 angesaugt
wird, Luft von der ersten Kammer 9 in die zweite Kammer 10 ein,
ein Spaltabschnitt entwickelt sich an der Oberseite der zweiten
Kammer 10 und der Tintenflüssigkeitspegel fällt. Der
Detektionssensor für
verbleibende Tintenmenge 60 detektiert anhand von Änderungen
in dem reflektierten Licht anhand davon, ob Tinte an der inneren Wandoberfläche der
zweiten Kammer 10 vorhanden ist oder nicht, ob eine verbleibende
Tintenmenge vorhanden ist oder nicht.
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Der
Sensor für
verbleibende Tintenmenge 60 ist, wie in 15 gezeigt
ist, mit einem lichtemittierenden Element 61 und einem
lichtempfangenden Element 62 konfiguriert, die auf beiden
Seiten einer Detektionsstelle α vorgesehen
sind und zwar mit einem vorgesehenen Abstand in der horizontalen
Richtung der zweiten Kammer 10 geöffnet, so daß das lichtemittierende
Element 61 Licht an der Detektionsstelle α emittiert,
die in einer vorgeschriebenen Höhenposition
an der Seitenwand 2a des Gehäuses 2 in Richtung
der zweiten Kammer 10 gerichtet ausgebildet ist, und so
daß das
lichtempfangende Element 62 das Licht einfangen kann, das
von der inneren Oberfläche
der Seitenwand an dieser Detektionsstelle α reflektiert wird (siehe 5).
Zu diesem Zweck muß das
Gehäuse 2 nur
aufweisen, daß der
Abschnitt an der Detektionsstelle α transparent oder semi transparent
gefertigt ist, um Lichtdurchlässigkeit
sicherzustellen.
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Die
Detektionsstelle α ist,
wie in 15 dargestellt ist, an dem Platz
(Ecke) ausgebildet, an dem die Kantenlinie durch die Schnittstelle
der inneren Oberfläche
der Seitenwand 2a und der dazu benachbarten Seitenwand 2d gebildet
ist, und erstreckt sich im Inneren der zweiten Kammer 10 der
Tintenpatrone 1 nach oben und unten. Wenn die Detektionsstelle α in dieser
Weise an der Kantenlinie (Ecke) der zweiten Kammer 10 gebildet
ist, dann wird sich, wie unten beschrieben wird, wenn die Höhe des Tintenflüssigkeitspegels
im Inneren der zweiten Kammer 10 überstürzt von dem Pegel h1 auf den
Pegel h2 abfällt,
wie in 14 dargestellt ist, selbst wenn
die an der inneren Oberfläche
der Seitenwand 2a anhaftende Tinte L in der Mitte der Seitenwand 2a in
der Nähe
des Pegels h1 gehalten wird, die Tinte L, die in der Nähe der Ecke
der inneren Oberfläche
der Seitenwand 2a angehaftet hat, direkt aufgrund der durch
die Ecke gezeigte Kapillarwirkung in die Nähe des Pegels h2 auf dieselbe
Höhe wie
der Tintenflüssigkeitspegel
bewegen, weshalb das Vorhandensein oder die Abwesenheit von Tinte
im Inneren der zweiten Kammer 10 an der Detektionsstelle α präzise detektiert
werden kann. Solch ein überstürzter Abfall
in dem Flüssigkeitspegel
wird dann auftreten, wenn eine (nicht gezeigte) Ansaugkappe mit
dem Aufzeichnungskopf 72 verbunden wird und Tinte herausgesaugt
wird, nachdem der Tintenpegel h2 durch die schnelle Bewegung des
Schlittens auf h1 gerüttelt
wurde.
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Es
ist auch möglich,
eine Rippe vorzusehen, die von der inneren Oberfläche der
Seitenwand 2a in die zweite Kammer 10 vorsteht
und sich in der Höhenrichtung
der zweiten Kammer 10 erstreckt, und die Detektionsstelle α an der durch
diese Rippe und die innere Oberfläche der Seitenwand 2a gebildeten Kanten linie
zu bilden. Durch Bilden der Detektionsstelle α in der Ecke, die in einer gewöhnlichen
Tintenpatrone existiert, wie in dem Vorstehenden beschrieben, kann
jedoch die Detektionsgenauigkeit des Sensors für verbleibende Tintenmenge 60 erhöht werden,
ohne die Struktur der Tintenpatrone 1 komplex zu machen.
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Wie
in dem Vorstehenden diskutiert wurde, kann auch durch Detektieren
der verbleibenden Tintenmenge in der zweiten Kammer 10,
in der die Tintenflüssigkeitspegelschwankung
letztlich auftritt, nachdem beinahe die gesamte Tinte in der ersten Kammer 9 verbraucht
wurde, die verbleibende Tintenmenge zu dem Zeitpunkt, an dem die
Tintenpatrone 1 ausgewechselt werden sollte, extrem klein
gemacht werden, so daß der
Tintenausschuß,
der auftritt, wenn die Tintenpatrone 1 ausgewechselt wird, auf
einem Minimum gehalten werden kann.
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Wie
in 15 dargestellt ist, sind ferner viele leicht wellenförmige Rippen 63 an
der inneren Oberfläche
der Seitenwand 2a der zweiten Kammer 10 zugewandt
dort, wo die Detektionsstelle α gebildet
ist, in einer Richtung senkrecht zu der Ebene gebildet, die das
lichtemittierende Element 61, das lichtempfangende Element 62 und
die Detektionsstelle α enthält, d.h.
in der vertikalen Auf- und Abwärtsrichtung
der Tintenpatrone 1, während
auf der äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a, wo die Detektionsstelle α gebildet ist, viele leicht
wellenförmige
Rippen 64 in einer Richtung parallel zu der Ebene gebildet
sind, die das lichtemittierende Element 61, das lichtemittierende Element 62 und
die Detektionsstelle α enthält, d.h.
in der Vorne-Hinten-Richtung der Tintenpatrone 1.
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In
einem Zustand, in dem Tinte bis zu der Höhe der Detektionsstelle α in der zweiten
Kammer 10 vorhanden ist, breitet sich das von dem lichtemittierenden
Element 61 emittierte Licht aufgrund der Brechungsindize
der Seitenwand 2a und der Tinte in der Tinte aus (Pfeil
B), breitet sich jedoch beinahe überhaupt
nicht in Richtung des lichtemittierenden Elements 62 aus.
In einem Zustand, in dem an der Detektionsstelle α keine Tinte
vorhanden ist, wird Licht durch die innere Oberfläche der
Seitenwand 2a reflektiert und breitet sich in Richtung
des lichtemittierenden Elements 62 aus. Wenn viele leicht
wellenförmige
Rippen 63 an der inneren Oberfläche der Seitenwand 2a des
Gehäuses 2 ausgebildet
sind, die sich vertikal nach oben und unten erstrecken, dann wird
zu dieser Zeit, wie durch die durchgezogenen Linien in 15 angezeigt
ist, das von dem lichtemittierenden Element 61 emittierte
Licht, wenn es durch die innere Oberfläche der Seitenwand 2a des
Gehäuses 2 reflektiert
wird, durch die wellenförmigen
Rippen 63 in einer im wesentlichen horizontalen Richtung
gestreut (d.h. in einer Richtung parallel zu der Ebene, die das
lichtemittierende Element 61, das lichtemittierende Element 62 und
die Detektionsstelle α enthält) und
breitet sich in Richtung des lichtemittierenden Elements 62 aus,
während
es sich in der Ebene verteilt, die das lichtemittierende Element 61 und das
lichtemittierende Element 62 des Sensors 60 und die
Detektionsstelle α an
dem Gehäuse 2 enthält. Das
reflektierte Licht, wenn keine solchen wellenförmigen Rippen an der inneren
Oberfläche
der Seitenwand 2a ausgebildet sind, ist durch die doppeltgepunkteten
Linien in derselben Figur angezeigt. Wie durch die durchgezogenen
Linien und die doppeltgepunkteten Linien in 16 angezeigt
ist, kann das lichtemittierende Element 62 dementsprechend
das reflektierte Licht selbst dann in einer definierten Weise einfangen,
wenn leichte Abweichungen in dem Abstand zwischen dem Sensor 60 und
der Detektionsstelle α vorhanden
sind. Mit anderen Worten kann die verbleibende Tintenmenge selbst
dann eindeutig detektiert werden, wenn während der Herstellung des Tintenstrahldruckers
Abweichungen in der Befestigungsposition des Sensors 60 bezüglich zu
dem Schlitten 52 auftreten oder die Befestigungsposition der
Tintenpatrone 1 leicht verschoben wird, wenn der Benutzer
die Tintenpatrone ersetzt. In der Zeichnung ist zur Vereinfachung
das Licht als von dem lichtemittierenden Element 61 in
einem parallelen Zustand emittiert dargestellt, aber derselbe Nutzen
kann realisiert werden, selbst wenn das Licht derart emittiert wird,
daß es
sich verteilt.
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Wenn,
wie vorstehend beschrieben, viele fein wellenförmige Rippen 64 an
der inneren Oberfläche
der Seitenwand 2a sich in einer Vorne-Hinten-Richtung erstreckend
gebildet sind, wird ferner das Licht, das an der äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a des Gehäuses 2 reflektiert
wird, durch die wellenförmigen
Rippen 64 vertikal nach oben und nach unten gestreut und
das an der äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a reflektierte Licht verläuft in Richtung des lichtemittierenden
Elements 62, während
es sich außerhalb
der Ebene verteilt, die das lichtemittierende Element 61 und
das lichtemittierende Element 62 des Sensors 60 und
die Detektionsstelle α enthält, weshalb
es für
das lichtemittierende Element 62 schwierig wird, das Licht
einzufangen, das an der äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a reflektiert wird und das nicht zu der Detektion
der verbleibenden Tintenmenge beiträgt. Mit dieser Voraussetzung
wird von dem reflektierten Licht, das durch das lichtemittierende
Element 62 eingefangen wird, das Verhältnis jener Komponenten des
durch die innere Oberfläche
der Seitenwand 2a reflektierten Lichts hoch, die zu der
Detektion der verbleibenden Tintenmenge beitragen, wodurch die Detektionsgenauigkeit
der verbleibenden Tintenmenge erhöht wird. In einem hypothetischen
Fall, in dem sich die wellenförmigen
Rippen auf der inneren Fläche
der Seitenwand 2a in der horizontalen Richtung erstrecken, würde Licht
vertikal nach oben und unten gestreut, wodurch, wenn sich der Abstand
zwischen dem Sensor 60 und der Detektionsstelle α geändert hat,
wie in 16 dargestellt ist, die zulässige Position,
an der das lichtemittierende Element 62 das reflektierte
Licht einfangen kann, deutlich mehr beschränkt sein würde als in der oben beschriebenen Ausführungsform.
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Das
wie vorstehend beschrieben konfigurierte Gehäuse 2 wird in einer
Form gebildet. In der für diesen
Zweck verwendeten Form ist die Formfläche, die der inneren Oberfläche der
Seitenwand 2a entspricht, an der die Detektionsstelle α gebildet
ist, in einer Richtung senkrecht zu der Ebene poliert, die das lichtemittierende
Element 61, das lichtemittierende Element 62 und
die Detektionsstelle α enthält, und die
Formfläche,
die der äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a entspricht, an der die Detektionsstelle α ausgebildet
ist, ist in einer Richtung parallel zu der Ebene poliert, die das
lichtemittierende Element 61, das lichtemittierende Element 62 und
die Detektionsstelle α enthält. Durch
Behandeln der Formflächen mit
Polieren in dieser Weise werden die vielen sich in den vorgeschriebenen
Richtungen erstreckenden fein wellenförmigen Rippen jeweils auf den
beiden Formflächen
gebildet. Durch Verwenden einer solchen Form kann dementsprechend
leicht eine Tintenpatrone 1 hergestellt werden, bei der
viele wellenförmige
Rippen 63 und 64 in den vorgeschriebenen Richtungen
auf der inneren Oberfläche
bzw. der äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a gebildet sind, an der sich die Detektionsstelle α befindet.
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Weiterhin
sind bei dieser Ausführungsform das
lichtemittierende Element 61 und das lichtemittierende
Element 62 in einer horizontalen Ausrichtung angeordnet,
aber dies bildet keine Beschränkung
und es ist möglich,
das lichtemittierende Element 61 und das lichtemittierende
Element 62 in der vertikalen Ausdehnung der Tintenpatrone 1 anzuordnen.
In diesem Fall müssen
jedoch die Orientierungen der wellenförmigen Rippen 63 und 64,
die in der inneren bzw. äußeren Oberfläche der
Seitenwand 2a ausgebildet sind, umgekehrt werden.
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Als
nächstes
wird das Verfahren zum Herstellen der Tintenpatrone 1 beschrieben.
Das Gehäuse 2 wird
zuerst aus Harz gegossen und dann gewaschen und getrocknet. Zu dieser
Zeit sind die obere und die untere Fläche des Gehäuses 2 beide offen, weshalb
das Gehäuse 2 leicht
mit einer Form gegossen werden kann, die sich nach oben und unten trennt.
Das Gehäuse
muß gut
gewaschen werden, damit sich die Tinteneigenschaften nicht ändern, aber
mit dieser Gehäuseform
gelangt die Waschflüssigkeit
leicht in die inneren Abschnitte, so daß Waschen einfach erfolgen
kann. Trocknen kann ebenfalls derart durchgeführt werden, daß keine
Waschflüssigkeit
verbleibt.
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Wie
in 4 dargestellt ist, wird das poröse Material 8 von
dem oberen offenen Ende des Gehäuses 2 in
die erste Kammer 9 eingesetzt. Dieses poröse Material 8 wird
in einem komprimierten Zustand aufgenommen, weil das obere Abdeckelement 3 gegen
es drückt.
Das obere Abdeckelement 3 wird entlang dem Rand der oberen Öffnung in
dem Gehäuse 2 und
an den oberen Enden der Trennwände 5 und 6 thermisch
verschweißt.
Das untere Abdeckelement 4 wird durch thermisches Verschweißen entlang
des Randes der unteren Öffnung
in dem Gehäuse 2 und an
den unteren Enden der Trennwände 7a, 7b und 7c gesichert.
Auf das Tintenzufuhrloch 17 und das Atmosphärenverbindungsloch 18 in
dem unteren Abdeckelement 4 wird zum Abdecken von diesen
ein Verschlussmaterial 23 aufgebracht, das abgezogen werden
kann. Folglich werden die Oberseite und die Unterseite des Gehäuses 2 in
einem im wesentlichen offenen Zustand gebildet. Durch Montieren
der Abdeckelemente 3 und 4 von oben und unten,
können die
zuvor beschriebenen verschiedenen Arten von Kammern ausgebildet
werden, was deren Zusammenbau einfach macht. Das Tintenzufuhrloch 17 und das
Atmosphärenverbindungsloch 18 sind
auf einer Seite der Patrone aufgereiht, wodurch das Verschlussmaterial 23 zum
Abdecken von diesen einfach aufgebracht werden kann, ohne der Notwendigkeit,
daß es
wie herkömmlich
um den äußeren Rand der
Patrone herumgezogen werden muss.
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Der
Betrieb des Befüllens
des Inneren der Tintenpatrone 1 mit Tinte wird als nächstes beschrieben.
Wie in 18 dargestellt ist, wird mit
dem Tintenzufuhrloch 17 und dem Atmosphärenverbindungsloch 18 in
dem unteren Abdeckelement 4 wie oben beschrieben versiegelt
ein Tintenbefüllapparat 101 dicht
an dem Tinteneinfülloch 13 angebracht
und ein Druckreduktionsapparat 102 wird dicht an dem Druckreduktionsloch 14 in
dem oberen Abdeckelement 3 angebracht, wie in 18 dargestellt
ist, und die Apparate werden eingeschaltet. Weil das Tinteneinfülloch 13 und
das Druckreduktionsloch 14 auf einer Seite der Patrone
aufgereiht sind, müssen
die Apparate nur gegen eine Seite der Patrone 1 gebracht
werden. Vor dem Tinteneinfüllen
wird die Luft im Inneren der ersten Kammer 9 aus dem Druckreduktionsloch 14 herausgesaugt.
Dadurch wird der Druck in der ersten und der zweiten Kammer 9 und 10 reduziert,
woraufhin die Tinte von dem Tinteneinfülloch 13 durch die
zweite Kammer 10 und das Verbindungsloch 15 hindurchtritt
und folglich das poröse Material 8 im
Inneren der ersten Kammer 9 befüllt. Wenn dies erfolgt ist,
wird die zweite Kammer 10 ein Tinteneinfüllpfad.
Die Tinte tritt von einem Ende in die zweite Kammer 10 ein,
tritt durch das Verbindungsloch 15 hindurch, das maximal
davon beabstandet ist und tritt in die erste Kammer 9 ein,
wonach sie das Druckreduktionsloch 14 erreicht, das maximal
von dem Verbindungsloch 15 beabstandet ist, wodurch die
zweite Kammer 10 selbst vollständig mit Tinte befüllt werden
kann, während
gleichzeitig die erste Kammer 9 ebenfalls effizient mit
Tinte befüllt
werden kann. Wie in dem Vorstehenden beschrieben, ist die Außenseite
des Gehäuses 2 auch
eine verstärkte doppelwandige
Struktur, wodurch das Gehäuse 2 während der
Druckreduktion nicht sehr stark verformt wird, weshalb die beiden
Kammern 9 und 10 auch effizient mit Tinte befüllt werden
können.
Der Druck in dem Atmosphärenverbindungspfad 11 wird
auch gleichzeitig mit der ersten Kammer 9 reduziert und der
Zustand reduzierten Drucks wird selbst dann beibehalten, nachdem
das Verschlussmaterial aufgebracht ist.
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Als
die durch dieses Verfahren eingefüllte Tinte, wird Tinte verwendet
(sogenannte entlüftete Tinte),
aus der Blasen und darin gelöste
Luft zu dem möglichen
Ausmaß entfernt
wurden. Der Zweck davon ist es, Tintenausstoßprobleme zu vermeiden, die auftreten,
wenn Blasen und Luft in den Aufzeichnungskopf 72 hindurchtreten.
Auch wird die Tintenpatrone unter reduziertem Druck hermetisch in
dem Verpackungsbeutel 8 verschweißt, wie zuvor beschrieben wurde,
um zu verhindern, daß Blasen
und Luft wieder in der entlüfteten
Tinte gelöst
werden.
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Nach
dem Tinteneinfüllen
werden die Verschlussmaterialien 21 und 22 auf
das Tinteneinfülloch 13 und
das Druckreduktionsloch 14 aufgebracht. Die Verschlussmaterialien 21 und 22 können in
einem Einzelstreifen aufgebracht werden, falls danach nur die notwendigen
Portionen übrig
gelassen werden. Folglich müssen
bei der Herstellungsstufe der Befüllapparat 101 und
der Druckreduktionsapparat 102 nur von einer Seite gegen
das Gehäuse 2 gebracht
werden und die Verschlüsse
müssen
auch nur von einer Seite des Gehäuses 2 aufgebracht
werden, was zu effizienten Vorgängen
führt.
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Die
in dieser Weise hergestellte Tintenpatrone 1 wird ausgeliefert,
nachdem sie, wie zuvor beschrieben, hermetisch unter reduziertem
Druck im Inneren des Verpackungsbeutels 81 eingeschlossen wurde.
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Wenn
die Tintenpatrone 1 durch den Benutzer verwendet wird,
zieht der Benutzer das auf das Tintenzufuhrloch 17 und
das Atmosphärenverbindungsloch 18 der
Tintenpatrone 1 aufgebrachte Verschlussmaterial 23 ab
und koppelt das Tintenzufuhrloch 17 über das Anschlußelement 74 an
den Verteiler 73 in dem Aufzeichnungskopf 72.
Dann wird eine Saugkappe mit dem Aufzeichnungskopf 72 verbunden
und der Aufzeichnungskopf 72 wird wie üblich bekannt mit Tinte aus
der Tintenpatrone 1 befüllt.
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Während eines
Aufzeichnungsvorgangs wird aufgrund der Saugkraft des porösen Materials 8 im Inneren
der ersten Kammer 9, d.h. aufgrund von Kapillarwirkung,
ein negativer Druck verursacht, der auf die von der zweiten Kammer 10 zu
dem Aufzeichnungskopf zugeführte
Tinte wirkt. Die Aktoren in dem Aufzeichnungskopf 72 führen einen
Tintenausstoßvorgang
durch, wodurch ein negativer Druck in der Ausstoßrichtung erzeugt wird und
Tinte aus der Tintenpatrone 1 herausgesaugt wird. Wenn
die Tinte in der zweiten Kammer 10 aus dem Tintenzufuhrloch 17 herausfließt, wird
Tinte in der zweiten Kammer 10 aus dem porösen Material
in der ersten Kammer 9 nachgefüllt und Luft wird von dem Atmosphärenverbindungsloch 18 durch
den Atmosphärenverbindungspfad 11 in
die erste Kammer 9 eingeführt, wenn die Tinte in der
ersten Kammer 9 verbraucht wird. Das obere Ende der zweiten
Kammer 10 ist durch das Verschlussmaterial 21 verschlossen.
Weil die zweite Kammer 10 komplett mit Tinte befüllt ist,
wirkt deshalb der Atmosphärendruck
nicht auf die Tinte in der zweiten Kammer 10, wodurch die
Tinte in der zweiten Kammer 10 verbraucht werden wird,
nachdem die Tinte in der ersten Kammer 9 beinahe vollständig entleert
ist. Wenn die Tinte in der ersten Kammer 9 aufgrund des
Heraussaugens der Tinte durch den Druck des Aufzeichnungskopfs 72 verbraucht
ist, wird mit anderen Worten die Tinte in der zweiten Kammer 10 verbraucht,
während
Luft aus der ersten Kammer 9 in die zweite Kammer 10 eintritt,
woraufhin sich an der Oberseite des vertikalen Teils der zweiten Kammer 10 ein
Spalt entwickelt und der Tintenflüssigkeitspegel darin zu fallen
beginnt.
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Folglich
wird in der ersten Kammer 9 atmosphärische Luft von der von dem
Verbindungsloch 15 entfernten Seite aus eingezogen, so
daß nicht
nur die Tinte in der ersten Kammer 9 effektiv verwendet
wird, sondern die gesamte Tinte inklusive der Tinte, die in der
zweiten Kammer 10 ist, wird effektiv genutzt. Weil die
zweite Kammer 10 von Anfang an als ein Tinteneinfüllpfad vollständig befüllt ist,
werden hierbei auch während
der Detektion der verbleibenden Tintenmenge keine Detektionsfehler
aufgrund von unangemessener Tinteneinfüllung gemacht. Der Vorgang des
Entfernens des Verschlussmaterials 23 ist ebenfalls einfach,
weil er nur auf einer Seite der Patrone erfolgt.
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Wie
in dem Vorstehenden beschrieben, besteht ferner ein Spalt 31 zwischen
dem Verbindungsloch 15 und dem Tintenzufuhrloch 17,
weshalb, wenn Tinte aufgrund des durch den tintesaugenden Aufzeichnungskopf 72 verursachten
Drucks aus der ersten Kammer 9 durch das Verbindungsloch 15 in
die zweite Kammer 10 gesaugt wird, wenn Luftblasen in diese
Tinte gemischt sind oder die Tinte in der ersten Kammer 9 verbraucht
ist, so daß Luft
wie zuvor beschrieben in die zweite Kammer 10 gezogen wird, diese
Blasen und Luft daran gehindert werden können, in den Aufzeichnungskopf 72 zu
fließen.
Wenn die Tinte um die Ablenkplatte 31 in der Nähe entsprechend
dem vertikalen Teil 10a der zweiten Kammer 10 herum
fließt,
wie durch den Pfeil 32 in 6 angezeigt
ist, bewegen sich mit anderen Worten die Luft und Blasen aufgrund
von Auftriebskraft in Richtung der Oberseite des vertikalen Teils 10a und
erreichen folglich nicht das Tintenzufuhrloch 17. Die Deckenoberfläche des
horizontalen Teils 10b der zweiten Kammer 10,
d.h. die untere Oberfläche 7d der
unteren Trennwand 7, ist derart geneigt, daß sie von
dem unteren Ende des Verbindungslochs 15 in Richtung des
vertikalen Teils 10a der zweiten Kammer 10 ansteigt,
wodurch Luft und Blasen nicht an der unteren Oberfläche der
unteren Trennwand 7 festgehalten werden, sondern eher in
Richtung der Oberseite des vertikalen Teils 10a fließen. Mit
dieser Voraussetzung kann verhindert werden, daß Blasen und Luft in den Aufzeichnungskopf 72 eindringen
und Tintenausstoßausfälle verursachen.