DE60010996T2

DE60010996T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen von Tintenpatronen mit Tinte

Info

Publication number: DE60010996T2
Application number: DE60010996T
Authority: DE
Inventors: Satoshi Suwa-shi Shinada; Yuichi Suwa-shi NAKAMURA; Hisashi Suwa-shi Koike; Yukiharu Suwa-shi Suda
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-03-29
Filing date: 2000-03-27
Publication date: 2005-06-09
Anticipated expiration: 2020-03-28
Also published as: TWI247686B; CA2334145A1; EP1080918A1; AU3328400A; WO2000058100A1; KR20010043164A; DE60010996D1; HK1036034A1; US6332481B1; MY121880A; CN1108238C; KR100411028B1; TW520329B; US20010052370A1; US6539985B2; EP1080918A4; US20010050113A1; SG103328A1; EP1080918B1; ATE267707T1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
TECHNISCHES GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte, der zum Ausgeben von Tintentropfen entsprechend einem Drucksignal einem Druckkopf eines Tintenstrahldruckers Tinte zuführt und der abnehmbar auf einem Schlitten des Druckers angebracht ist.
STAND DER TECHNIK
Ein Druckkopf eines Tintenstrahldruckers verbindet einen Tintentank über einen Tintenzufuhrkanal, so dass Tinte von dem Tintentank zu dem Druckkopf geführt wird. Im allgemeinen ist bei dem auf dem Schlitten des Druckers angebrachten Tintentank ein poröses Element, das mit Tinte imprägniert ist, innerhalb eines Gehäuses des Tintentanks aufgenommen, welches ein Luftaustauschloch aufweist, um eine Änderung des Tintenniveaus aufgrund der Hin- und Herbewegung des Schlittens zu verhindern und die Tinte wird von dort über ein Tintenaustrittsöffnung, die in dem Gehäuse ausgebildet ist, zu dem Druckkopf geführt.
Wird Tinte in den derart ausgestalteten Tintentank eingefüllt, ist es erforderlich, dass Tinte wenigstens in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung ausreichend befüllt wird. Andererseits könnte sonst Luft, die während dem Druckbetrieb des Druckers durch das Luftaustauschloch in das Gehäuse eintritt, die Tintenaustrittsöffnung erreichen und ein Problem dahingehend verursachen, dass Luft an der Tintenaustrittsöffnung die reibungslose Strömung von Tinte behindert und eine gewisse Tintenmenge in dem Gehäuse verbleibt. Zusätzlich kann Luft in den Druckkopf eintreten und Düsen verschliefen, was das ungewünschte "White dot Phänomen" verursachen kann, bei dem über die Düse kein Tintentropfen ausgegeben wird, da die Tintenströmung durch die Luft behindert ist. Derartige Probleme würden die Druckqualität beeinträchtigen.
Andererseits wurde der Tintentank, dessen Tinte vollständig aufgebraucht wurde, herkömmlicher Weise durch einen neuen Tintentank ersetzt und der alte Tintentank wurde entsorgt. Es ist jedoch bevorzugt, den aufgebrauchten Tintentank mit dem Zweck Ressourcen zu erhalten, wieder zu verwenden.
Die JP 11 48490 offenbart einen Tintentank mit einem Gehäuse, das in eine erste Kammer, die ein Absorptionselement enthält, und eine zweite Kammer unterteilt ist, eine Tintenaustrittsöffnung mit einem Kontaktelement, das aus Propylenfilz gebildet ist, ein Luftloch und eine Tinteneinspritzöffnung aufweist. Um den Tintentank mit Tinte zu füllen, werden die Tintenaustrittsöffnung und das Luftloch verschlossen und der Innendruck der Tintenkammer wird durch Evakuieren der Flüssigkeitskammern mittels einer Vakuumpumpe reduziert. Dann wird Tinte durch die Tinteneinspritzöffnung in die zweite Kammer eingespritzt, wobei Tinte über eine Verbindungsöffnung auch in die erste Kammer strömt. Nachdem die zweite Kammer mit Tinte gefüllt ist, wird die Tinteneinspritzöffnung verschlossen und dann durch die Tintenaustrittsöffnung Tinte in die erste Kammer gefüllt. Dies stellt jedoch einen komplizierten Aufbau dar und führt zu einem umfangreichen Befüllungsverfahren.
Die DE 196 37 879 offenbart ein Verfahren zum Wiederbefüllen eines Tintentanks basierend auf einem Pumpensystem. Der offenbarte Tintentank umfasst ein flexibles Tintenreservoir und eine Tintenaustrittsöffnung, die mit einem Ventil ausgestattet ist. Um diesen Tank zu füllen, wird der Pumpe ermöglicht, eine vollständige Füllposition einzunehmen, so dass eine Kammer im wesentlichen drucklos ist. Dann wird eine Nachfüllnadel in einen Schlitz eines Septums der Fluidaustrittsöffnung eingeführt, wodurch eine Dichtkugel und eine Feder niedergedrückt werden um einen Weg für die Tinte zu öffnen, um durch die Fluidaustrittsöffnung in die Kammer zu strömen. Ein anderes Ventil, das zwischen der Kammer und dem flexiblen Reservoir angeordnet ist, ist geringfügig offen und somit steht ein vollständiger Weg zur Strömung von Nachfülltinte von der Fluidaustrittsöffnung in das flexible Reservoir zur Verfügung. Die Geschwindigkeit, mit der die Nachfülltinte zugeführt wird, wird ausreichend niedrig ausgewählt, so dass das zweite Ventil während dem gesamten Nachfüllvorgang offen bleibt.
Die ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 9–39262 offenbart z.B. eine Tintennachfülltechnik, bei der Tinte durch ein Luftaustauschloch, das in einem Tintentank ausgebildet ist, eingedrückt wird. Das Luftaustauschloch ist jedoch im allgemeinen ausgestaltet, um einen großen Fluidwiderstand aufzuweisen, um zu versuchen, die Verdampfung von innerhalb des Tintentanks aufgenommener Tinte zu unterdrücken. Zum Beispiel ist das Luftaustauschloch ausgestaltet, um über eine Kapillarwirkung zur Umgebungsluft hin offen zu sein. Daher ist eine relativ lange Zeitdauer erforderlich, um Tinte über das Luftaustauschloch über den Tintentank zu füllen oder nachzufüllen. Zusätzlich kann nach dem Füll- oder Nachfüllvorgang von Tinte Tinte, die in dem Luftaustauschloch verbleibt, austrocknen und sich verfestigen, so dass das Loch verschlossen und dadurch der Lufteinlass durch das Luftaustauschloch gestoppt wird und somit die Tintenzufuhr über die Tintenaustrittsöffnung zu dem Druckkopf zu behindert wird. Dies stellt ein weiteres Problem dar.
Da gemäß der herkömmlichen Tintennachfülltechnik, wie sie in der JP-A Nr. 9–39262 offenbart ist, ferner Tinte durch das Luftaustauschloch eingefüllt wird, das gegenüber der Tintenaustrittsöffnung positioniert ist, kann der Tintenbefüllungszustand in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung, der die Tintenzufuhrleistung des Tintentanks beeinflusst, nicht hoch genug sein und die Tintenzufuhr zu dem Druckkopf würde instabil werden. Weil die Poren des porösen Elements, das in dem aufgebrauchten Tintentank aufgenommen ist, statt Tinte Luft halten, da Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung ausgegeben wurde, ist es darüber hinaus schwierig, Tinte in den gesamten Tintentank zu füllen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegenden Erfindung wurde angesichts der vorstehenden Probleme und Schwierigkeiten, die mit dem herkömmlichen Tintentank für eine Tintenstrahldrucker einhergehen, durchgeführt. Folglich besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte bereitzustellen, das in der Lage ist, Tinte in einer kurzen Zeitdauer mit einem hohen Füllzustand insbesondere in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung ausreichend einzufüllen. Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zum Befüllen von Tinte in dem Tintentank bereitzustellen, die geeignet ist, um das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchzuführen.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch mit Umgebungsluft in Verbindung steht, mit einem porösen Element, das mit Tinte imprägniert ist, einer Tintenaustrittsöffnung, einer Ventileinrichtung, umfassend einen Ventilkörper, der stets durch eine Feder vorbelastet ist und einen Ventilsitz, der gegen den Ventilkörper anliegt, befüllt, wobei die Tinte über die Tintenaustrittsöffnung in das Gehäuse des Tintentanks gefüllt wird.
Gemäß der Erfindung kann Tinte in den Tintentank gefüllt werden, während oder nachdem das Gehäuse dekomprimiert ist bzw. wird. Die Dekompression wird durch Absaugen von Luft aus dem Gehäuseinneren durch die Tintenaustrittsöffnung oder durch das Luftaustauschloch, das mit der Innenseite des Gehäuses in Verbindung steht, durchgeführt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung wird das poröse Element durch luftdichtes Koppeln der Tintenaustrittsöffnung mit einem Tintenbehälter, der zur Umgebungsluft offen ist, mit Tinte befüllt. Tinte kann kompressiv durch die Tintenaustrittsöffnung eingeführt werden. Tinte kann eingefüllt werden, nachdem das poröse Element einer Tinte bindenden Behandlung unterzogen wurde. Die Tinte bindende Behandlung kann die Schritte Imprägnieren des porösen Elements mit Wasser, mehrwertigem Alkohol wie beispielsweise Ethanol oder Glycerin oder seiner wässrigen Lösung, Tensid oder seiner wässrigen Lösung oder ihren zusammengesetzten Lösungen und Dehydrieren und/oder Trocknen des porösen Elements umfassen.
Der Durchfluss der Tinte, die durch die Tintenaustrittsöffnung eingefüllt wird, ist zu einem späteren Zeitpunkt des Tintenbefüllungsvorgangs niedriger.
Der Druck im Inneren des Tintentanks wird bei dem Tintenbefüllungsvorgang, bei dem die Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung eingefüllt wird, kontrolliert.
Der Druck im Inneren des Tintentanks wird durch Zuführen von Luft von außen oder durch Verschließen des Luftaustauschlochs des Tintentanks erhöht.
Tinte wird aus der Tintenaustrittsöffnung durch Absaugen entfernt, nachdem die Tinte in den Tintentank gefüllt wurde.
Im letzten Stadium des Tintenbefüllungsvorgangs wird stark entgaste Tinte in den Tintentank eingefüllt.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte Befüllen von stark entgaster Tinte in den Tintentank im letzten Stadium des Tintenbefüllungsvorgangs und danach Aussaugen von Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung durch Absaugen.
Gemäß der Erfindung wird ein erster Tintentyp mit einer niedrigen Bestandteilkonzentration und ein zweiter Tintentyp mit einer hohen Bestandteilkonzentration vorbereitet und Tinte in der Reihenfolge der ersten Tinte und dann der zweiten Tinte eingefüllt.
Der Tintentank wird in einer Tintenbefüllungskammer aufgenommen, die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist und die Tintenbefüllungskammer wird dekomprimiert, um mittels des Druckunterschiedes zur Umgebungsluft Tinte zu injizieren.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte Aufnehmen des Tintentanks innerhalb einer Tintenbefüllungskammer, die gegenüber der Umgebungsluft abdichtbar ist, Durchführen wenigstens eine Zyklus bei dem der Druck in der Tintenbefüllungskammer erhöht wird und Füllen der Tinte in den Tintentank durch die Tintenaustrittsöffnung.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte Aufnehmen des Tintentanks in einer Tintenbefüllungskammer, die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist, Dekomprimieren der Tintenbefüllungskammer, Durchführen wenigstens eines Zyklus bei dem der Druck in der Tintenbefüllungskammer erhöht wird und Dekomprimieren der Tintenbefüllungskammer, um anhand des Druckunterschiedes zur Umgebungsluft Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung in den Tintentank zu injizieren.
Gemäß der Erfindung umfasst das Verfahren ferner die Schritte Aufnehmen des Tintentanks in einer Tintenbefüllungskammer, die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist, Dekomprimieren der Tintenbefüllungskammer, Durchführen wenigstens eines Zyklus, bei dem der Druck in der Tintenbefüllungskammer erhöht wird und Komprimieren von Tinte, um die Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung in den Tintentank zu injizieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst eine Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das durch ein Luftaustauschloch mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung und einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper, der stets durch eine Feder vorgespannt ist und einen Ventilsitz, der gegen den Ventilkörper anliegt, umfasst, wobei die Tintenfüllvorrichtung umfasst: ein Grundelement, auf das der Tintentank in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, ein Tintenbefüllungsrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit Tinte in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr von dem Grundelement um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz der Ventileinrichtung zu trennen, und eine Vakuumeinrichtung zum Anlegen eines Unterdrucks an das Luftaustauschloch des Tintentanks.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfasst eine Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung, einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper, der stets durch eine Feder beaufschlagt ist und einen Ventilsitz, der gegen den Ventilkörper anliegt, umfasst und einem abnehmbaren Abdichtelement, das das Luftaustauschloch abdichtet, ein Grundelement, auf das der Tintentank in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, einen Luftabsaugabschnitt mit einem Absaugrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Erzeugen eines Unterdrucks mit einer Vakuumeinrichtung in Verbindung steht, wobei das Absaugrohr von dem Grundelement um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz der Ventileinrichtung zu trennen und einen Tintenbefüllungsabschnitt mit einem Tintenbefüllungsrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit Tinte in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr von dem Grundelement um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz der Ventileinrichtung zu trennen.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfasst eine Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung und einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper, der stets durch eine Feder vorgespannt ist, und einen Ventilsitz, der gegen den Ventilkörper anliegt, umfasst, ein Grundelement, auf das der Tintentank in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, ein Tintenbefüllrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit Tinte und zum Erzeugen eines Unterdrucks mit einer Vakuumeinrichtung in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr von dem Grundelement um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz der Ventileinrichtung zu trennen und eine Dichteinrichtung zum Abdichten des Luftaustauschloches des Tintentanks.
Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung umfasst eine Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung und einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper, der stets durch eine Feder beaufschlagt ist, und einen Ventilsitz, der gegen den Ventilkörper anliegt, umfasst, eine Tintenbefüllkammer, mit einem Tintenbefüllbereich und einem Grundelement, auf das der Tintentank in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, ein Luftabsaugrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt, wobei das Absaugrohr von dem Grundelement um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz der Ventileinrichtung zu trennen, ein Tintenbefüllungsrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit einem Tintenbehälter, der Tinte beinhaltet, in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr von dem Grundelement um eine Länge vorragt, die groß genug ist, um den Ventilkörper von dem Ventilsitz der Ventileinrichtung zu trennen und eine Kopplungseinrichtung zum selektiven Einführen des Luftabsaugrohrs und des Tintenbefüllungsrohrs in die Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks.
Die Tintenbefüllungskammer steht zum Dekomprimieren des Tintenbefüllungsbereiches mit einer Luftabsaugeinrichtung und über ein Ventil mit Umgebungsluft in Verbindung.
Ist die Tintenaustrittsöffnung des Tintentanks auf einem Tinteneinspritzrohr angebracht, wird der Ventilkörper durch das Tinteneinspritzrohr zurückgedrückt, um den Tintenzufuhrdurchgang freizugeben. Danach wird Tinte durch das Tinteneinspritzrohr über die Tintenaustrittsöffnung eingespritzt, so dass Tinte in das poröse Element imprägniert wird, das vorher dekomprimiert wurde.
Folglich wird gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert, dass Tinte in einer kurzen Zeitdauer mit einem hohen Füllzustand, insbesondere in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung, ausreichend befällt werden kann.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Querschnitt, der einen Tintentank zeigt, der auf einem Schlitten eines Druckers angebracht ist, und auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist;
2 zeigt eine Tintenfüllvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A und 3B sind Ansichten, die den Vorgang des Anbringens des Tintentanks auf der Tintenfüllvorrichtung zeigen;
4 ist ein Querschnitt, der ein anderes Beispiel einer Tintenaustrittsöffnung zeigt, auf den die Tintenbefülltechnik der vorliegenden Erfindung anwendbar ist;
5 zeigt eine Tintenfüllvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 und 6B sind Ansichten, die den Befüllvorgang der Tintenfüllvorrichtung, die in 5 dargestellt ist, zeigen;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Farbtintentanks zeigt;
8A und 8B sind perspektivische Ansichten, die einen vorderen bzw. hinteren Aufbau einer Speichereinrichtung zeigen, die an dem in 7 dargestellten Tintentank angebracht ist;
9 ist ein Querschnitt, der den in 7 dargestellten Tintentank in einem Zustand, in dem der Tintentank an dem Drucker angebracht ist, zeigt;
10 ist eine schematische Ansicht, die eine Tintenfüllvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand während dem Tintenabsaugvorgang zeigt; und
11 ist eine schematische Ansicht der Tintenfüllvorrichtung aus 10 in einem Zustand während dem Tintenfüllvorgang.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen genau beschrieben.
1 ist ein Querschnitt, der einen Tintentank zeigt, der auf einem Schlitten eines Druckers angebracht ist und auf den die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Wie es in 1 dargestellt ist, ist ein Tintentank 1 mit einer Tintenkammer 2, einem porösen Element 2a, das mit Tinte imprägniert und in der Tintenkammer 2 aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung 3, die auf einer Wand ausgebildet ist und mit der Tintenkammer 2 in Verbindung steht, und einem Luftaustauschloch 1a, das in einer oberen Wand ausgebildet ist, versehen. Wenn der Tintentank in einer vorbestimmten Position eines Schlittens 4, an dem ein Druckkopf 6 befestigt ist, angebracht ist, kommt eine Tintenzuführnadel 5, die mit dem Druckkopf 6 in Verbindung steht, flüssigkeitsdicht mit der Tintenaustrittsöffnung 3 in Eingriff, so dass Tinte aus der Tintenkammer 2, d.h. Tinte, die in dem porösen Element 2a gemäß der vorliegenden Ausführungsform imprägniert ist, dem Druckkopf 6 zugeführt wird.
Eine Dichtung 10, die in die Tintenaustrittsöffnung 3 eingepasst ist, ist mit einem zylindrischen Durchgangsloch, das in einer Mitte davon ausgebildet ist, versehen, welches mit der Tintenzuführnadel 5 flüssigkeitsdicht in Eingriff bringbar ist. Auf der Seite der Tintenkammer 2 der Dichtung 10 ist ein Ventilsitz 10a ausgebildet, der durch einen Ventilkörper 11, der später beschrieben wird, verschlossen ist. Der Ventilsitz 10a wird durch Einführen der Tintenzuführnadel 5 ausgedehnt, um sich zu öffnen.
Ein zylindrisches Tinteneinführelement 12 mit einer Öffnung 12a, die mit der Tintenkammer 2 in Verbindung steht, ist über die Dichtung 10 gepasst. Der Ventilkörper 11 ist innerhalb des Tinteneinführelements 12 angeordnet und stets durch eine Feder 13 gegen den Ventilsitz 10a vorgespannt, so dass der Ventilkörper 11 in einer axialen Richtung des Tinteneinführelements 12 verschiebbar ist. Ein Filter 14 ist an einer oberen Kante der Tintenaustrittsöffnung 3 derart befestigt, dass der Filter 14 das in dem Tintentank 1 aufgenommene poröse Element 2a kontaktiert.
2 zeigt eine Tintenfüllvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ein Tintenreservoirbehälter 20 ist in einem oberen Teil davon mit einem Grundelement 20a versehen, auf dem der Tintentank 1 in einer vorbestimmten Position angebracht ist. Ein Tintenbefüllungsrohr 21 dringt in den Tintenreservoirbehälter 20 ein. Das Tintenbefüllungsrohr 21 weist einen oberen Teil auf, der flüssigkeitsdicht mit der Tintenaustrittsöffnung 3 des Tintentanks 1 in Eingriff bringbar ist und einen unteren Teil, der mit Tinte K, die in dem Tintenreservoirbehälter 20 enthalten ist, in Verbindung steht. Wie es in 2 dargestellt ist, ist ein Vorderende des Tintenbefüllungsrohrs 21 wie die Tintenzuführnadel 5, die mit dem Druckkopf des Druckers in Verbindung steht, verjüngt. Ein Tintenströmungsauslass 21a ist in dem Vorderende des Tintenbefüllungsrohrs 21 ausgebildet, über welchen Tinte K von dem Tintenreservoirbehälter 20 in den Tintentank 1 gefüllt wird. Die vorragende Länge des Tintenbefüllungsrohrs 21 ist derart eingestellt, dass das Vorderende des Tintenbefüllungsrohrs 21 den Ventilkörper 11 ausreichend von dem Ventilsitz 10a trennt, wenn der Tintentank 1 zur Befüllung mit Tinte K auf dem Grundelement 20a angebracht ist.
Die Tintenfüllvorrichtung gemäß der Erfindung ist ferner mit einem Vakuumabschnitt 22 über dem Tintentank 1 zum Erzeugen eines Unterdrucks in dem Tintentank 1 über das Luftaustauschloch 1a, das in einer oberen Wand des Tintentanks 1 ausgebildet ist, versehen. Der Vakuumabschnitt 22 ist derart durch einen Ständer 23, der sich von einer Position, die das Anbringen des Tintentanks nicht behindert, nach oben erstreckt, getragen, dass der Vakuumabschnitt 22 in einer vertikalen Richtung, d.h. entlang eines Pfeils A in 2, verschiebbar ist. Der Vakuumabschnitt 22 umfasst an einem Ende davon ein Vakuumrohr 24 mit einem Verbindungsanschluss 24a, der elastisch gegen das Luftaustauschloch 1a des Tintentanks 1 anliegt, während er luftdicht verschließt und das andere Ende des Vakuumabschnitts 22 ist mit einer nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden.
Der Betrieb der Tintenfüllvorrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform, die in den 1 und 2 dargestellt ist, wird im folgenden unter Bezugnahme auf die 3A und 3B beschrieben. Die 3A und 3B sind Ansichten, die den Vorgang des Anbringens des Tintentanks auf der Tintenfüllvorrichtung zeigen.
Ist der Tintentank 1 auf dem Schlitten 4 des Druckers angebracht, wird der Ventilkörper 11 durch das vordere Ende der Tintenzuführnadel 5, wie es in 1 dargestellt ist, nach oben gedrückt, um dadurch den Tintenzuführdurchgang freizugeben und es Tinte in der Tintenkammer 2 zu erlauben, aus dem Tintentank 1 in einer Menge auszuströmen zu dem Druckkopf 6, die zum Ausgeben von Tintentröpfchen aus den Düsen notwendig ist.
Ist die Tinte in dem Tintentank 1 aufgebraucht, wird der Tintentank 1 von dem Schlitten 4 abgenommen und auf der Tintenfüllvorrichtung, die in 2 dargestellt ist, angebracht. Während der aufgebrauchte Tintentank 1 auf dem Grundelement 20a der Tintenfüllvorrichtung angebracht wird, wird zunächst die Tintenaustrittsöffnung 3 in bezug auf das Tintenbefüllungsrohr 21, wie es in 3A dargestellt ist, akkurat positioniert und danach wird der Tintentank 1 auf dem Grundelement 20a des Tintenreservoirbehälters 20 angebracht, wie es in 3B dargestellt ist, so dass das vordere Ende des Tintenbefüllungsrohrs 21 den Ventilkörper 11 gegen die Federkraft der Feder 13 nach oben drückt und dadurch den Tintenzufuhrdurchgang frei gibt.
Dann wird der Vakuumabschnitt angetrieben, um sich nach unten zu bewegen, während das vordere Ende des Vakuumrohrs 24 in bezug auf das Luftaustauschloch 1a des Tintentanks 1 positioniert wird und ein Verbindungsanschluss 24a des Vakuumrohrs 24 flüssigkeitsdicht mit dem Luftaustauschloch 1a des Tintentanks 1 in Eingriff kommt. In diesem Zustand wird, wenn eine Vakuumpumpe (nicht dargestellt) betätigt wird, ein Unterdruck in der Tintenkammer 2 erzeugt und folglich Luft, die in dem porösen Element 2a gehalten wird, durch das Luftaustauschloch 1a des Tintentanks 1 ausgegeben. Wird der Unterdruck hoch genug, um den Unterschied des Wasserniveaus des Tintentanks 1 zu dem Tintenreservoirbehälter 20 zu überwinden, strömt Tinte K, die in dem Tintenreservoirbehälter 20 enthalten ist, in den Tintentank 1 und imprägniert das poröse Element 2a mittels der Kapillarwirkung des porösen Elements 2a allmählich.
Während des Tintenfüllvorgangs wird wenn eine vorbestimmte Tintenmenge in den Tintentank 1 eingefüllt ist, die Vakuumpumpe deaktiviert, um die Erzeugung des Unterdrucks zu stoppen und der Tintentank 1 wird von dem Tintenbefüllungsrohr 21 entfernt. Bei diesem Vorgang kommt der Ventilkörper 11 aufgrund der Federkraft der Feder 13 zum Anliegen gegen den Ventilsitz 10a, wie es in 3A dargestellt ist. Daher wird die Tintenaustrittsöffnung 3 durch den Ventilkörper 11 verschlossen und es wird verhindert, dass Tinte nach dem Befüllvorgang aus der Tintenaustrittsöffnung 3 leckt.
4 ist ein Querschnitt, der ein anderes Beispiel einer Tintenaustrittsöffnung zeigt, auf die die Tintenbefülltechnik der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. Wie es in 4 dargestellt ist, ist eine Wand der Öffnung der Tintenaustrittsöffnung 3 auf der Seite der Tintenkammer 2 mit einer schrägen Fläche 12b ausgebildet, die sich in Richtung der Tintenkammer 2 vergrößert. Gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann Tinte bis zu einer entfernten Stelle von der Tintenaustrittsöffnung 3 befüllt werden, während Lufträume an der Öffnung 12a oder Luftblasen, die durch den Filter 14 eingeschlossen sind, weit in die Tintenkammer 2 weggedrückt werden, weil die in die Tinteneinspritzöffnung 3 eingespritzte Tinte über die schräge Fläche 12b in Richtung des porösen Elements 2a strömt.
Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen auf den Tintentank bezogen sind, der auf dem Schlitten des Druckers angebracht ist, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt oder dadurch begrenzt. Zum Beispiel kann die Erfindung auch auf einen Tintentank angewendet werden, der zur Verwendung in einem anderen Drucker dient, bei dem der Tintentank nicht auf einem Schlitten angebracht ist, sondern ein Druckkopf, während der Tintentank in einem gewünschten feststehenden Teil des Druckers angebracht ist und Tinte, die in dem Tintentank enthalten ist, dem Druckkopf über einen flexiblen Tintenzufuhrschlauch zugeführt wird. Bei einer derartigen Anordnung kann die gleiche Leistungsfähigkeit und Funktion wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen realisiert werden.
Darüber hinaus wird bei den obigen Ausführungsformen Tinte K von dem Tintenreservoirbehälter 20 während dem Absaugen von Luft aus dem Tintentank 1 über das Luftaustauschloch 1a eingesaugt. Es ist jedoch auch ein anderer Vorgang anwendbar, bei dem Luft in dem Tintentank 1 bis zu einem bestimmten Unterdruckniveau in einem ersten Schritt durch die Tintenaustrittsöffnung 3 ausgegeben wird und dann der Tintentank 1 mit dem Tintenreservoirbehälter 20 zum Befüllen mit Tinte in einem zweiten nachfolgenden Schritt verbunden wird. In diesem Fall ist es bevorzugt, dass das Luftaustauschloch 1a vorangehend durch z.B. Schmelzverbinden einer abziehbaren Folie, abgedichtet ist, wobei ein Ausgaberohr, das mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, in die Tintenaustrittsöffnung 3 eingeführt wird, während sie luftdicht verschließt, um dadurch den Ventilkörper 11 nach oben zu drücken um das Innere des Tintentanks zu dekomprimieren und das Ausgaberohr wird entfernt, wenn der Unterdruck in dem Tintentank 1 ein vorbestimmtes niedriges Niveau erreicht. Wurde das Ausgaberohr bzw. Absaugrohr entfernt, wird die Tintenzuführöffnung 3 durch den Ventilkörper 11 aufgrund der Federkraft der Feder 13 abgedichtet, um den Unterdruckzustand innerhalb des Tintentanks 1 aufrecht zu erhalten. Danach wird der Tintentank 1 auf der Tintenfüllvorrichtung angebracht und das Tintenbefüllungsrohr 21, das mit dem Tintenreservoirbehälter 20 in Verbindung steht, wird in die Tintenaustrittsöffnung 3 eingeführt, so dass erzwingen wird, dass Tinte aufgrund des Druckunterschiedes zwischen dem Inneren des Tintentanks 1 und dem des Tintenreservoirbehälters 20 in das Innere des Tintentanks 1 strömt. Somit wird Tinte in den Tintentank 1 gefüllt. Gemäß der vorliegenden Anordnung kann die Tintenfüllvorrichtung in ihrem Aufbau einfach und in ihrer Größe klein ausgestaltet werden, weil lediglich die Tintenaustrittsöffnung 3 sowohl als eine Luftauslassöffnung, als auch als eine Tinteneinlassöffnung dient.
5 zeigt ein Tintenfüllvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie es in 5 dargestellt ist, ist die Tintenfüllvorrichtung mit einem Dichtelement 30 versehen, das dazu dient, das Luftaustauschloch 1a des Tintentanks 1 abzudichten und mit einem Tintenbefüllungsrohr 21, das flüssigkeitsabdichtend mit der Tintenaustrittsöffnung 3 des Tintentanks 1 in Eingriff kommt. Eine selektiv verbindende Einrichtung 33 ist mit einem unteren Ende des Tintenbefüllungsrohrs 21, einem Tintenverbindungsrohr 32, das sich in Tinte K, die in dem Tintenreservoirbehälter 20 enthalten ist, öffnet und einem Unterdruck-Aufbringungsrohr 31, das mit einer Vakuumpumpe (nicht dargestellt), die einen Unterdruck erzeugt, verbunden ist, gekoppelt. Bei dieser Ausführungsform wird als ein Beispiel der selektiv verbindenden Einrichtung 33 ein Drei-Wege-Ventil eingesetzt.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wird, wenn ein aufgebrauchter Tintentank 1 an der Tintenfüllvorrichtung angebracht ist, der Ventilkörper 11 durch das Tintenbefüllungsrohr 21 nach oben gedrückt und von dem Ventilsitz 10a entfernt, um den Tintenzufuhrdurchgang freizugeben, wie es in 2 und 3 dargestellt ist. Nachfolgend wird das Tintenbefüllungsrohr 21 mit dem Unterdruck-Aufbringungsrohr 31 durch Betätigen des Drei-Wege-Ventils 33 in Verbindung gebracht, so dass in der Tintenkammer 2 ein Unterdruck erzeugt wird, um Luft aus der Tintenkammer 2 und aus dem porösen Element 2a, das darin aufgenommen ist, auszugeben. Zu einem Zeitpunkt, zu dem die Tintenkammer 2 ausreichend dekomprimiert wurde, wird das Drei-Wege-Ventil 33 betätigt, um die Verbindung des Tintenbefüllungsrohrs 21 zu dem Tintenverbindungsrohr 32 umzuschalten, wobei Tinte K dann in die Tintenkammer 2 strömt und der Tintentank wird mit Tinte gefüllt .
Gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann, da Luft in dem Tintentank 1 durch die Tintenaustrittsöffnung 3 ausgegeben wird, Luft insbesondere in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung 3 sicherer entfernt werden und die Tinte kann insbesondere in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung 3 sicherer befüllt werden. Dies ist für einen hochqualitativen Tintentank dadurch vorteilhaft, dass die ungewünschte Luftströmung zu dem Druckkopf 6 verhindert werden kann, während dem Druckkopf 6 lediglich Tinte zugeführt wird.
Bei der obigen Ausführungsform wird ferner unabhängig von dem Tinteneinspritzvorgang Luft ausgegeben. Aufgrund des Vorgangs der vorliegenden Erfindung kann ein ausreichend großer Unterdruck an die Tintenkammer 2 angelegt werden, während genug Zeit bleibt, um dies zu erreichen und Luft, die in dem porösen Element 2a gehalten wird, kann sicher entfernt werden.
Die gleiche Leistungsfähigkeit der zweiten Ausführungsform kann auch bei der ersten Ausführungsform, die in 2 dargestellt ist, leicht durch bloßes Bereitstellen eines Absperrventils in der Mitte des Tintenbefüllungsrohrs 21 realisiert werden.
Die oben erwähnte Ausführungsformen betreffen den Fall, in dem unmittelbar nachdem der Tintentank dekomprimiert ist, Tinte eingefüllt wird. Das poröse Element 2a kann jedoch wünschenswerter Weise einer hydrophilen Behandlung oder einer Tinte bindenden Behandlung unterzogen werden, bevor der Tintenbefüllungsvorgang durchgeführt wird. In diesem Fall kann der Dekomprimiervorgang weggelassen werden, da aufgrund der Kapillarwirkung, die durch das poröse Element 2a selbst erzeugt wird, Tinte in das poröse Element 2a gefüllt werden kann.
Eine derartige hydrophile Behandlung kann durch Imprägnieren des porösen Elements 2a mit Wasser, mehrwertigem Alkohol wie beispielsweise Ethanol oder Glycerin oder seiner bzw. ihren wässrigen Lösungen, Tensid oder seiner wässrigen Lösung, oder ihrer zusammengesetzten Lösung und nachfolgendes Dehydrieren und/oder Trocknen des porösen Elements 21 realisiert werden. Folglich kann das poröse Element 2a des Tintentanks, nachdem der letztere aufgebraucht ist aufgrund der Kapillarwirkung mit Tinte befüllt werden, ohne den Dekomprimierungsvorgang durchzuführen, weil das poröse Element 2a noch hydrophil ist. Angenommen, Tinte verbleibt noch immer in dem porösen Element 2a, nachdem sich die flüchtige Komponente verflüchtigt hat, ist es bevorzugte, die Komponente durch z.B. Tauchen des porösen Elements 2a in Wasser einzustellen, so dass ein Tintentank mit stabileren Eigenschaften hergestellt werden kann.
Ferner ist es bevorzugt, dass ein dem Tintenreservoirbehälter 20 enthaltene Tinte vorangehend durch auf Eindringen von Tinte in eine Luft/Wassertrenneinheit entgast wird, die durch eine hohle Fadenmembran (Engl.: filar membrane) oder Kontaktieren mit einem Zeolit, wie beispielsweise Teflon^TM aufgebracht ist, um dadurch in der Tinte gelöstes Gas zu entfernen, so dass die Sickerleistung der Tinte in bezug auf das poröse Element 2a verbessert werden kann und das poröse Element 2a leicht vollständig und gleichmäßig mit Tinte imprägniert werden kann.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen wird ferner Tinte unter Verwendung des Unterdrucks innerhalb des Tintentanks oder der Kapillarwirkung durch das poröse Element 2a eingespritzt. Es ist jedoch auch denkbar, dass entgaste Tinte komprimiert wird und über die Tintenaustrittsöffnung unter Verwendung einer Kompressionspumpe dem Tintentank zugeführt wird. Die gleiche oder eine verbesserte Tintenbefüllungsleistung kann durch diese Anordnung realisiert werden.
Nebenbei bemerkt, erreicht Tinte die Umgebung des Luftaustauschlochs 1a, wenn Tinte in einem Dekompressions- oder Kompressionszustand eingespritzt wird und kann aus dem Luftaustauschloch 1a unmittelbar vor dem Abschluss des Tintenbefüllungsvorgangs austreten. Daher kann zumindest in dem späteren Stadium des Tintenbefüllungsvorgangs Luft vorzugsweise durch das Luftaustauschloch 1a eingeführt werden oder das Luftaustauschloch 1a kann durch eine Abdeckung oder ähnliches unmittelbar vor dem Abschluss des Tintenbefüllungsvorgangs abgedichtet sein, so dass der Luftdruck innerhalb des Innenraums erhöht wird.
Zusätzlich wird zum Zweck des Einspritzens von Tinte in die Umgebung der Tintenaustrittsöffnung, während Luft vollständig ausgegeben wird, der Tintendurchfluss am Anfang des Tintenbefüllungsvorgangs auf einem hohen Niveau festgelegt, z.B. 10 g/min. Ist der Tintendurchfluss hoch, werden Luftblasen 15, die in dem Filter 14 festgesetzt sind, aufgrund der starken Tintenströmung, wie es in 6A dargestellt ist, in das poröse Element ausgeschwemmt. Zur gleichen Zeit wird aufgrund des hohen Tintendurchflusses die Tintenströmung, die durch die Tintenaustrittsöffnung 3 in die Tintenkammer 2 eingespritzt wird, und von der Bodenwand des Tintentanks vorragt, in der horizontalen Richtung in 6A entlang einem Pfeil, der in der Figur dargestellt ist, gebogen und zwar aufgrund des großen Strömungswiderstandes des porösen Elements 2a in dem Abschnitt direkt über der Tintenaustrittsöffnung 3. Dann dreht sich Tinte um die Tintenaustrittsöffnung 3, um zu dem unteren Teil der Tintenaustrittsöffnung 3 zu strömen, so dass Tinte einen Raum 16, der durch das poröse Element 2a und eine Innenwand des Tintentanks 1 gebildet wird, eintreten kann. Somit kann selbst wenn ein derartiger Raum 16, der frei von dem porösen Element 2a ist, Tinte in den Raum, der in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung 3 angeordnet ist, gefüllt werden.
Während dem Tintenbefüllungsvorgang wird in einem Stadium, wenn eine vorbestimmte Tintenmenge, z.B. die Hälfte der Kapazität des Tintentanks, in den Tintentank eingefüllt wurde, der Tintendurchfluss geändert, um sich auf z.B. die Hälfte des ersten Durchflusses, d.h. 5 g/min zu reduzieren. Nach dem Ändern des Tintendurchflusses wird Tinte allmählich in das poröse Element 2a gefüllt und die Luftblasen 15, die aus der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung 3 gedrückt wurden, werden durch eine Tintenwand 17, die an dem Tintenniveau definiert ist, wie es in 6B dargestellt ist, nach oben getragen und letztlich durch das Luftaustauschloch 1a ausgegeben.
Im letzten Stadium des Tintenbefüllungsvorgangs werden selbst wenn Luftblasen in dem porösen Element 2a in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung 3 festsitzen oder durch das poröse Element gehalten werden, derartige Luftblasen in der Tinte gelöst, wenn die Tinte vollständig entgast ist. Somit kann ein Mangel an Tinte während dem Druckbetrieb verhindert werden.
Andererseits, wenn eine überschüssige Menge an Tinte beabsichtigt in den Tintentank gefüllt wird, bis die gewünschte Menge überschritten wird und nachfolgend die extra Menge an Tinte abgesaugt und aus der Tintenaustrittsöffnung ausgegeben wird, kann ein Teil der Tinte, in der Luftblasen gelöst sind, in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung von der Tintenaustrittsöffnung 3 entfernt werden. In diesem Fall dient, wenn vollständig entgaste Tinte in den Tintentank zunächst exzessiv eingespritzt wird und dann die extra Menge an Tinte durch Absaugen ausgegeben wird, der extra Teil der Tinte, der aus der Tintenaustrittsöffnung 3 ausgegeben wird, dazu Luftblasen, die in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung 3 verbleiben, zu lösen. Folglich kann ein noch weiter verbesserter Tintentank vollständig frei von Gas oder Luftblasen hergestellt werden.
Darüber hinaus kann bei einer anderen Anordnung eine erste Tintenart, die eine niedrige Konzentration an Pigmenten oder Farbstoffkomponenten aufweist, zum Beginn des Tinteneinspritzvorgangs eingespritzt werden und dann eine zweite Art Tinte, die eine hohe Konzentration an Pigmenten oder Farbstoffkomponenten aufweist, in dem nächsten Schritt eingespritzt werden. Durch diese Anordnung kann in dem ersten Schritt die erste Tinte mit der niedrigen Bestandteilskonzentration, aber mit einer leichten Imprägnationsfähigkeit, leicht innerhalb eines Bereichs des porösen Elements 2a von der Öffnung der Tintenaustrittsöffnung 3 zu einem mittleren Niveau davon, in dem die Tintenimprägnationsfähigkeit zum Beginn relativ niedrig ist, imprägniert werden. Somit wird das poröse Element 2a durch die Lösung der ersten Art an Tinte benetzt und ändert sich, um leicht mit Tinte imprägnierbar zu sein. Danach wird die zweite Art von Tinte mit einer hohen Bestandteilkonzentration anstelle der ersten Art an Tinte eingespritzt. Diese Anordnung ist dahingehend vorteilhaft, dass Tinte in den Tintentank gefüllt werden kann, während Luftblasen, die in dem porösen Element 2a verbleiben, ausreichend ausgeschaltet werden.
Gemäß der oben erwähnten Anordnung belegt, wenn der Tintenbefüllungsvorgang abgeschlossen ist, die zweite Tinte mit hoher Bestandteilskonzentration den unteren Bereich des porösen Elements 2a in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung, wohingegen die erste Tinte mit niedriger Bestandteilskonzentration den oberen Bereich des porösen Elements 2a belegt. Während einer Zeitdauer, nachdem der Tintentank derart mit Tinte befüllt wurde, wird er jedoch von der Fabrik versandt, bis er einen Verwender erreicht, so dass die zunächst getrennten zwei unterschiedlichen Arten von Tinte aufgrund des Fluiddiffusions-Phänomens miteinander vermischt werden und eine gleichmäßige Konzentration von Tinte, die zum Drucken geeignet ist, kann erreicht werden.
Nebenbei bemerkt, sind einige derzeitige Tintentanks mit einer Speichereinrichtung versehen, die Daten, welche die Druckbedingungen beschreiben, speichern, um so Tankinformationen, wie beispielsweise die Tintenquantität, das Herstellungsdatum und die Modellnummer und eine Änderung der Druckbedingung durch die Verbesserung der Tinte selbst, zu reflektieren. 7 ist eine perspektivische Ansicht, die ein Beispiel eines Farbtintentanks dieser Art zeigt, 8A und 8B sind perspektivische Ansichten, die einen vorderen bzw. einen hinteren Aufbau einer Speichereinrichtung zeigen, die an dem in 7 dargestellten Tintentank angebracht ist und 9 ist ein Querschnitt, der den Tintentank aus 7 in einem Zustand, in dem der Tintentank an einem Drucker angebracht ist, zeigt. Wie es in 7 dargestellt ist, ist ein Tintentank 40 mit einem einzelnen einheitlichen Gehäuse 41 versehen, dessen Inneres in mehrere Tintenkammern, z.B. fünf Tintenkammern 42a, 42b, 42c, 42d und 42e, für unterschiedliche Farben bei dieser Ausführungsform unterteilt ist. Eine Tintenaustrittsöffnung 43 ist in jeder der Tintenkammern 42a bis 42e ausgebildet und eine Speichereinrichtung 44 ist an einer äußeren Fläche einer Seite des Tintentanks 40 zum Speichern der Daten, die die oben erwähnten Tankinformationen betreffen, angebracht.
Die Speichereinrichtung 44, wie sie am besten in den 8A und 8B dargestellt ist, ist mit einer Platine 45 und Elektroden 47, die auf einer äußeren Fläche der Platine 45 ausgebildet sind und einem Halbleiterspeicherelement 48, das elektrisch mit den Elektroden 47 verbunden ist, versehen. Die Elektroden 47 sind derart angeordnet, dass sie mit externen Kontaktanschlüssen 46 des Tintenstrahldruckers in Kontakt kommen.
Wird der derart ausgestaltete Tintentank 40 in einer vorbestimmten Position auf einem Schlitten 4 des Druckers angebracht, wie es in 9 dargestellt ist, kommen de Elektroden 47 der Speichereinrichtung 44 in Eingriff mit den Kontakten 46, die auf dem Schlitten 4 ausgebildet sind, so dass in dem Halbleiterspeicherelement 48 gespeicherte Daten durch den Steuerabschnitt des Druckers ausgelesen werden und ein Update der Tankinformation wird durchgeführt.
In einem Fall, in dem der Tintentank 40, der die Speichereinrichtung 44 die oben erwähnt wurde umfasst, von Verbrauchern zum Recycling gesammelt wird, wird die Information in der Speichereinrichtung 44 auf den letzten Informationsstand gebracht, wobei die Information, wie beispielsweise die Information während dem Tintenbefüllen, hinzugefügt wird. Durch dieses Überschreiben kann ein recycelter Tintentank, der die geeignete Information speichert, bereitgestellt werden.
Bei der obigen Ausführungsform wird Luft in dem Tintentank durch das Luftaustauschloch 1a ausgegeben, um das Innere davon zu dekomprimieren. Bei einer anderen Anordnung kann jedoch z.B. der Tank selbst innerhalb einer Vakuumkammer platziert werden, wie es in den 10 und 11 dargestellt ist, um den gleichen Zweck zu verfolgen. 10 ist eine schematische Ansicht, die eine Tintenfüllvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einem Zustand während dem Tintenabsaugvorgang zeigt und 11 ist eine schematische Ansicht der Tintenfüllvorrichtung, die in 10 dargestellt ist, in einem Zustand während dem Tintenbefüllungsvorgang.
Wie es in den 10 und 11 dargestellt ist, ist die Tintenfüllvorrichtung mit einem Vakuumkammerkörper 51 versehen, der durch einen Deckel 50 abgedichtet ist, so dass eine Tintenaustrittsöffnung 43 definiert ist. Öffnungen 52 und 53, die mit einer Vakuumpumpe bzw. einem Umgebungsluft-Auslassventil (nicht dargestellt in den Figuren) verbunden sind, sind in einer Wand des Vakuumkammerkörpers 51 ausgebildet. Ein Grundelement 56 ist im Boden der Tintenbefüllungskammer 54 angeordnet. Das Grundelement 56 bewegt sich in einer horizontalen Richtung X durch einen Antriebsmechanismus 55. Wie es in den 10 und 11 dargestellt ist, sind ein Tintenbefüllungsrohr 21, das über einen Schlauch 57 mit einem Tintenreservoirbehälter 58 in Verbindung steht und ein Luftabsaugrohr 59 mit dem gleichen Aufbau wie das Tintenbefüllungsrohr 21 aufweist und in die Tintenbefüllungskammer 54 mündet, in dem Grundelement 56 eingebettet und entlang einer Linie, in der sich das Grundelement 56 bewegt, angeordnet. Ein Hubmechanismus 61 mit einem Haltearm 60 an seinem unteren Ende ist in einem oberen Abschnitt des Deckels 50 angeordnet. Diese Komponenten bilden eine Tintenfüllvorrichtung.
Bei der derart aufgebauten Tintenfüllvorrichtung wird ein aufgebrauchter Tintentank 1 durch den Haltearm 60 gehalten und das Grundelement 56 wird angetrieben, um sich bis zu einer Position zu bewegen, in der das Luftabsaugrohr 59 der Tintenaustrittsöffnung 3 zugewandt ist. Nachfolgend wird, wenn der Tintentank 1 nach unten bis zu einer vorbestimmten Position durch den Hubmechanismus 61 abgesenkt wird, das Luftabsaugrohr 59 in die Tintenaustrittsöffnung 3 eingeführt, wie es in 10 dargestellt ist, und der Ventilkörper 11 des Tintentanks 1 wird durch das Luftabsaugrohr 59 nach oben gedrückt, um das Innere des Tintentanks 1 freizugeben. In diesem Zustand wird die Tintenbefüllungskammer 54 dekomprimiert und Luft in dem Tintentank 1 wird aus dem Tintentank 1 über die Tintenaustrittsöffnung 3 an einem unteren Abschnitt davon ausgegeben und ebenso über das Luftaustauschloch 1a an einem oberen Abschnitt davon. In einem Stadium, in dem das Dekompressionsniveau einen vorbestimmten Wert erreicht, wird der Tintentank durch den Hubmechanismus 61 angehoben und dann das Grundelement 56 angetrieben, um sich bis zu einer vorbestimmten Position zu bewegen, in der das Tintenbefüllungsrohr 21 der Tintenaustrittsöffnung 3 zugewandt ist. Letztlich wird der Tintentank 1 durch den Hubmechanismus 61 bis zu einer vorbestimmten Position abgesenkt und das Tintenbefüllungsrohr 21 wird in die Tintenaustrittsöffnung 3 eingeführt, wie es in 11 dargestellt ist.
In diesem Zustand wird ein Absperrventil 62 des Schlauchs 57, der einen Tintenzufuhrdurchgang bildet, freigegeben, so dass Tinte, die in dem Tintenreservoirbehälter 58 enthalten ist und durch den Druckunterschied gegenüber der Umgebungsluft komprimiert ist, über das Tintenbefüllungsrohr 21 in den Tintentank 1 strömt. In einem Stadium, in dem eine vorbestimmte Tintenmenge in den Tintentank 1 eingefüllt ist, kann Tinte daran gehindert werden, durch das Luftaustauschloch 1a aus dem Tintentank 1 auszulecken, wenn der Druck innerhalb der Tintenbefüllungskammer 54 durch ein Umgebungsluft-Auslassventil (in den Figuren nicht dargestellt) erhöht wird.
Ist eine Dichtfolie an einer Oberfläche des Tintentanks 1, in der das Luftaustauschloch 1a ausgebildet ist, angeklebt, um das Luftaustauschloch 1a abzudichten, kann Tinte daran gehindert werden, auszulecken, selbst wenn der Druckeinstellungsvorgang, der oben erwähnt wurde, nicht durchgeführt wird. Ist das Luftaustauschloch 1a durch die Dichtfolie abgedichtet, kann das Innere des Tintentanks ausreichend dekomprimiert werden, weil das Luftabsaugrohr 59 in die Tintenaustrittsöffnung 3 eingeführt ist, wie es oben beschrieben wurde.
Bei der obigen Ausführungsform wird Tinte in den Tintentank nach dem Abschluss des Dekompressionsvorgangs durch Verwenden der Tintenbefüllungskammer 54 eingespritzt. Luft in dem Innenraum des Tintentanks oder die in dem porösen Element 2a gehalten wird, kann aufgrund eines Druckstoßes sicher entfernt werden, wenn der Befüllungsvorgang die folgenden Schritte durchführt, nämlich der Tank wird in einem ersten Schritt dekomprimiert, der Druck in der Tintenbefüllungskammer 54 in einem zweiten Schritt erhöht und der Tank in einem dritten Schritt wiederum dekomprimiert. Mit anderen Worten, wird der Dekompressionsschritt zum Befüllen mit Tinte nur durchgeführt, nachdem einer oder mehrere Zyklen aus Luft der Dekompression und Freigabe gegenüber der Umgebungsluft durchgeführt wurde bzw. wurden.
Zusätzlich wird bei der vorstehenden Ausführungsform Tinte durch den Druckunterschied gegenüber der Umgebungsluft verursacht durch die in dem Tintenbefüllungsbereich angelegte Dekompression eingefüllt. Eine andere Anordnung kann jedoch auch denkbar sein. Zum Beispiel kann Tinte komprimiert werden und in den Tintentank eingeführt werden, nachdem Luft in dem Tintentank entfernt wurde.
Ferner wird der Tintentank 1 an dem Tintenbefüllungsrohr 21 und dem Luftabsaugrohr 59 durch Betätigen des Hubmechanismus 61 gemäß der oben erwähnten Ausführungsform angebracht und abgenommen. Eine andere Anordnung kann jedoch auch einsetzbar sein, um den gleichen Betrieb zu erzielen. Zum Beispiel kann der Tintentank in einer vorbestimmten Position befestigt sein und das Grundelement 56 wird angetrieben, um sich vertikal und horizontal zu bewegen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben wurde, wird Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element, das mit Tinte imprägniert ist, einer Tintenaustrittsöffnung und einer Ventileinrichtung, die in Ventilkörper, der stets durch eine Feder vorgespannt ist, und einen Ventilsitz, der gegen den Ventilkörper anliegt, umfasst, gefüllt, wobei die Tinte in das Gehäuse des Tintentanks durch die Tintenaustrittsöffnung gefüllt wird. Daher kann, wenn das Tintenbefüllungsrohr in die Tintenaustrittsöffnung eingesetzt wird, um dadurch den Ventilkörper nach oben zu drücken, so dass der Tintenzufuhrdurchgang freigegeben wird, Tinte über die Tintenaustrittsöffnung in das poröse Element imprägniert werden. Danach wird die Tinte durch das Tinteneinspritzrohr durch die Tintenaustrittsöffnung eingespritzt, so dass Tinte in dem porösen Element imprägniert ist, welches vorangehend dekomprimiert wurde. Folglich wird gemäß der vorliegenden Erfindung realisiert, dass Tinte in einer kurzen Zeitdauer mit einem hohen Befüllungszustand, insbesondere in der Umgebung der Tintenaustrittsöffnung, ausreichend befüllt werden kann, ohne das Luftaustauschloch durch Tinte zu blockieren.

Claims

Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks (1) mit Tinte, welcher ein Gehäuse, das ein poröses Element (2a) zum Imprägnieren mit Tinte, ein Luftaustauschloch (1a), eine Tintenaustrittsöffnung (3) und eine Ventileinrichtung mit einem Ventilkörper (11), der stets durch eine Feder (13) vorgespannt ist und einem Ventilsitz (10a), der gegen den Ventilkörper (11) anliegt, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung (3) in das Gehäuse des Tintentanks (1) gefüllt wird nachdem oder während dessen das Gehäuse dekomprimiert wird, wobei die Dekompression durch Luftabsaugen aus dem Gehäuses durch das Luftaustauschloch (1a), das mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung steht oder durch die Tintenaustrittsöffnung (3) durchgeführt wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das poröse Element (2a) durch luftdichtes Koppeln der Tintenaustrittsöffnung (3) mit einem Tintenbehälter, der zur Umgebungsluft offen ist, mit Tinte befüllt wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Tinte kompressiv durch die Tintenaustrittsöffnung (3) eingeführt wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Tinte eingefüllt wird nachdem das poröse Element (2a) einer Tinte bindenden Behandlung unterzogen wurde.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tinte bindende Behandlung die Schritte umfasst Imprägnieren des porösen Elements (2a) mit Wasser, mehrwertigem Alkohol, wie beispielsweise Ethanol oder Glycerin oder seiner wässrigen Lösung, Tensid oder seiner wässrigen Lösung oder ihren zusammengesetzten Lösungen, und Dehydrieren und/oder Trocknen des porösen Elements (2a).
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Strömungsgeschwindigkeit der Tinte, die durch die Tintenaustrittsöffnung (3) befüllt wird, zu einem späteren Zeitpunkt des Tintenbefüllungsvorgangs niedrig ist.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Inneren des Tintentanks (1), bei dem Tintenbefüllungsvorgang bei dem die Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung (3) gefüllt wird, kontrolliert wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Inneren des Tintentanks (1) durch Zuführen von Luft von außen erhöht wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck im Inneren des Tintentanks (1) durch Verschließen des Luftaustauschlochs (1a) des Tintentanks erhöht wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Tinte aus der Tintenaustrittsöffnung (3) durch Absaugen entfernt wird, nachdem die Tinte in den Tintentank (1) gefüllt wurde.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im letzten Stadium des Tintenbefüllungsvorgangs stark entgaste Tinte in den Tintentank (1) gefüllt wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst Befüllen von stark entgaster Tinte in den Tintentank (1) im letzten Stadium des Tintenbefüllvorgangs und danach Aussaugen von Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung (3) durch Absaugen.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Tintentyp mit einer niedrigen Bestandteilkonzentration und ein zweiter Tintentyp mit einer hohen Bestandteilkonzentration vorbereitet werden und Tinte in der Reihenfolge der ersten Tinte und dann der zweiten Tinte eingefüllt wird.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintentank (1) in einer Tintenbefüllungskammer (54) aufgenommen wird, die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist und dass die Tintenbefüllkammer (54) dekomprimiert wird, um mittels des Druckunterschiedes zur Umgebungsluft Tinte zu injizieren.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Aufnehmen des Tintentanks (1) innerhalb einer Tintenbefüllungskammer (54), die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist; Durchführen wenigstens eines Zyklus bei dem der Druck in der Tintenbefüllungskammer (54) erhöht wird; und Füllen der Tinte in den Tintentank (1) durch die Tintenaustrittsöffnung (3).
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Aufnehmen des Tintentanks (1) in einer Tintenbefüllungskammer (54), die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist; Dekomprimieren der Tintenbefüllungskammer (54); Durchführen wenigstens eines Zyklus bei dem der Druck in der Tintenbefüllungskammer (54) erhöht wird; und Dekomprimieren der Tintenbefüllungskammer (54), um anhand des Druckunterschiedes zur Umgebungsluft Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung (3) in den Tintentank (1) zu injizieren.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren ferner die Schritte umfasst: Aufnehmen des Tintentanks (1) in einer Tintenbefüllungskammer (54), die gegenüber der Umgebung abdichtbar ist; Dekomprimieren der Tintenbefüllungskammer (54); Durchführen wenigstens eines Zyklus bei dem der Druck in der Tintenbefüllungskammer (54) erhöht wird; und Komprimieren von Tinte, um die Tinte durch die Tintenaustrittsöffnung (3) in den Tintentank (1) zu injizieren.
Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank mit einem Gehäuse, das durch ein Luftaustauschloch (1a) mit der Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element (2a) zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung (3) und einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper (11), der stets durch eine Feder (13) vorgespannt ist und einen Ventilsitz (10a), der gegen den Ventilkörper (11) anliegt, umfasst, wobei die Tintenfüllvorrichtung ein Grundelement (20a), auf das der Tintentank in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenfüllvorrichtung umfasst: ein Tintenbefüllungsrohr (21), das mit der Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks (1) in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit Tinte in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr (21) von dem Grundelement (20a) um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper (11) von dem Ventilsitz (10a) der Ventileinrichtung zu trennen; und eine Vakuumeinrichtung (22) zum Anlegen eines Unterdrucks an das Luftaustauschloch (1a) des Tintentanks (1).
Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank (1) mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch (1a) mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element (2a) zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung (3), einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper (11), der stets durch eine Feder (13) beaufschlagt ist und einen Ventilsitz (10a), der gegen den Ventilkörper (11) anliegt, umfasst und einem abnehmbaren Abdichtelement (30), das das Luftaustauschloch abdichtet, wobei die Tintenfüllvorrichtung ein Grundelement (20a) umfasst, auf das der Tintentank (1) in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenfüllvorrichtung umfasst: einen Luftabsaugabschnitt mit einem Absaugrohr, das mit der Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks (1) in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Erzeugen eines Unterdrucks mit einer Vakuumeinrichtung (22) in Verbindung steht, wobei das Absaugrohr von dem Grundelement (20a) um eine Länge vorsteht, die groß genug ist um den Ventilkörper (11) von dem Ventilsitz (10a) der Ventileinrichtung zu trennen; und einen Tintenbefüllungsabschnitt mit einem Tintenbefüllungsrohr (21), das mit der Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit Tinte in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr (21) von dem Grundelement (20a) um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper (11) von dem Ventilsitz (10a) der Ventileinrichtung zu trennen.
Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank (1) mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch (1a) mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element (2a) zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung (3) und einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper (11), der stets durch eine Feder (13) vorgespannt ist und ein Ventilsitz (10a), der gegen den Ventilkörper anliegt, umfasst, wobei die Tintenfüllvorrichtung ein Grundelement (20a) umfasst, auf das der Tintentank in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenfüllvorrichtung umfasst: ein Tintenbefüllrohr (21), das mit der Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks (1) in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit Tinte und zum Erzeugen eines Unterdrucks mit einer Vakuumeinrichtung (22) in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr (21) von dem Grundelement (20a) um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper (11) von dem Ventilsitz (10a) der Ventileinrichtung zu trennen; und eine Dichteinrichtung (30) zum Abdichten des Luftaustauschloches des Tintentanks.
Tintenfüllvorrichtung zum Füllen von Tinte in einen Tintentank (1) mit einem Gehäuse, das über ein Luftaustauschloch (1a) mit Umgebungsluft in Verbindung steht, einem porösen Element (2a) zum Imprägnieren mit Tinte, das in dem Gehäuse aufgenommen ist, einer Tintenaustrittsöffnung (3) und einer Ventileinrichtung, die einen Ventilkörper (11), der stets durch eine Feder (13) beaufschlagt ist und einen Ventilsitz (10a), der gegen den Ventilkörper (11) anliegt, umfasst, wobei die Tintenfüllvorrichtung umfasst: eine Tintenbefüllkammer (54) mit einem Tintenbefüllbereich und einem Grundelement (56) auf das der Tintentank (1) in einer vorbestimmten Position gesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenfüllvorrichtung umfasst: ein Luftabsaugrohr (59), das mit der Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks (1) in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt, wobei das Absaugrohr (59) von dem Grundelement (56) um eine Länge vorsteht, die groß genug ist, um den Ventilkörper (11) von dem Ventilsitz (10a) der Ventileinrichtung zu trennen; ein Tintenbefüllungsrohr (21), das mit der Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks (1) in Eingriff bringbar ist, während es luftdicht verschließt und zum Befüllen mit einem Tintenbehälter, der Tinte beinhaltet, in Verbindung steht, wobei das Tintenbefüllungsrohr (21) von dem Grundelement (56) um eine Länge vorragt, die groß genug ist, um den Ventilkörper (11) von dem Ventilsitz (10a) der Ventileinrichtung zu trennen; und eine Kopplungseinrichtung zum selektiven Einführen des Luftabsaugrohrs (59) und des Tintenbefüllungsrohrs (21) in die Tintenaustrittsöffnung (3) des Tintentanks (1).
Tintenbefüllungsvorrichtung gemäß Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Tintenbefüllungskammer (54) zum Dekomprimieren des Tintenbefüllungsbereiches mit einer Luftabsaugeinrichtung und über ein Ventil mit Umgebungsluft in Verbindung steht.
Verfahren zum Befüllen eines Tintentanks mit Tinte gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftaustauschloch (1a) mit Umgebungsluft in Verbindung steht, wenn der Tintentank im Betrieb ist.