DE60118656T2

DE60118656T2 - Verfahren zur Flüssigkeitszufuhr, Flüssigkeitsbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE60118656T2
Application number: DE60118656T
Authority: DE
Inventors: Kenji Suwa-shi Tsukada; Munehide Suwa-shi Kanaya
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2000-06-15
Filing date: 2001-06-15
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2021-06-16
Also published as: ES2261297T3; DK1164021T3; EP1679196B1; DK1679196T3; US7156506B2; US7798620B2; EP1164021A3; DE60133950D1; US20020015084A1; EP1164021A2; PT1164021E; EP1164021B1; PT1679196E; US20070103493A1; ATE394231T1; ATE322986T1; DE60118656D1; ES2306298T3; EP1679196A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Füllen eines Flüssigkeitsbehälters mit einer piezoelektrischen Einrichtung zum Detektieren des Verbrauchszustandes einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter durch Detektieren von Veränderungen in der akustischen Impedanz in dem Medium und insbesondere zum Detektieren von Veränderungen in der Resonanzfrequenz. Üblicherweise ist der Flüssigkeitsbehälter eine Tintenpatrone, die für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung verwendet wird, welche Tinte in einer Druckerzeigungskammer in Übereinstimmung mit Druckdaten mittels eines Druckerzeugungsmittels mit Druck beaufschlagt und Tintentropfen von einer Düsenöffnung zum Drucken ausstößt.
Beschreibung des Stands der Technik
Als ein Beispiel für einen herkömmlichen Flüssigkeitsbehälter wird eine Tintenpatrone, die an einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung montiert ist, erläutert. Eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung weist allgemein Druckerzeugungsmittel zum Druckbeaufschlagen einer Druckerzeugungskammer, einen Wagen mit einem Tintenstrahlschreibkopf mit einer Düsenöffnung zum Ausstoßen von druckbeaufschlagter Tinte von der Tintendüsenöffnung als Tintentropfen und einen Tintentank zum Beinhalten von Tinte, die zu dem Schreibkopf über einen Durchflussweg zugeführt werden soll, auf und ist so aufgebaut, dass ein kontinuierliches Drucken ermöglicht ist. Der Tintentank ist allgemein als Patrone aufgebaut, die von der Aufzeichnungsvorrichtung entfernbar ist, um so einfach durch einen Benutzer ausgetauscht zu werden, wenn die Tinte verbraucht ist.
Weiterhin gibt es, um den Tintenverbrauch der Tintenpatrone zu steuern, ein Verfahren zum Berechnen der Zahl an Tintentropfen, die durch den Schreibkopf ausgestoßen sind, und der Tintenmenge, die bei dem Wartungsschritt des Schreibkopfes angesaugt ist, mittels der Software und Steuern des Tintenverbrauchs durch Berechnung. Weiterhin gibt es ein Verfahren zum Befestigen von zwei Elektroden zum direkten Detektieren des Flüssigkeitspegels an der Tintenpatrone, wodurch der Zeitpunkt detektiert wird, wenn die Tinte tatsächlich um eine vorbestimmte Menge verbraucht ist, und zum Steuern des Tintenverbrauchs.
Jedoch wird in dem Verfahren zum Berechnen der Ausstoßzählung der Tintentropfen und der angesaugten Tintenmenge, durch die Software und zum Steuern des Tintenverbrauchs durch Berechnung ein nicht vernachlässigbarer Fehler verursacht zwischen der Menge an Tintenverbrauch durch Berechnung und der tatsächlichen Verbrauchsmenge. Weiter, wenn die Patrone einmal entfernt und dann wieder montiert wurde, wird die berechnete Anzahl einmal zurückgesetzt, so dass das tatsächlich verbleibende Tintenvolumen nicht mehr ermittelt werden kann.
Weiter ist bei dem Verfahren zum Steuern des Zeitpunkts des Tintenverbrauchs durch die Elektroden der flüssigkeitsfeste Aufbau zwischen den Elektroden und der Tintenpatrone kompliziert. Weiterhin wird als Material für die Elektroden ein Edelmetall verwendet, das hochleitend und korrosionsbeständig ist, so dass die Herstellungskosten einer Tintenpatrone erhöht sind. Weiter müssen die zwei Elektroden entsprechend an separaten Positionen montiert werden, so dass mehr Herstellungsschritte erforderlich sind.
Auf der anderen Seite wird ein Verfahren zum Detektieren von Veränderungen in der akustischen Impedanz vorgeschlagen, welches eine piezoelektrische Einrichtung verwendet, wodurch der Verbrauchszustand einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter detektiert wird. Durch dieses Verfahren sind die vorstehenden Probleme behoben.
Gemäß diesem Verfahren ist die Tintenpatrone so montiert, dass die piezoelektrische Einrichtung zum Detektieren der verbleibenden Menge an Tinte in der Patrone in Kontakt mit der Tinte in der Tintenpatrone kommt.
Währenddessen entsteht, wenn Luft in der Tintenpatrone verbleibt, wenn Tinte in die Tintenpatrone aufgefüllt wird, ein Problem eines fehlerhaften Ausstoßens des Schreibkopfes. Jedoch ist es nicht einfach, aufgrund eines komplizierten Aufbaus der piezoelektrischen Einrichtung, Tinte in jeden Teil in der Tintenpatrone frei von verbleibender Luft zu füllen. Weiter ist es notwendig, um präzise den Verbrauchszustand von Tinte in der Tintenpatrone durch die piezoelektrische Einrichtung zu detektieren, bevor die Tintenpatrone das erste Mal verwendet wird oder wiederverwendet wird, die Tintenpatrone mit Tinte zu füllen, so dass Tinte in Kontakt mit der piezoelektrischen Einrichtung kommt. Zum Beispiel detektiert, in dem Zustand, in dem die Tintenpatrone komplett mit Tinte gefüllt ist, wenn Tinte nicht in Kontakt mit der Fläche der piezoelektrischen Einrichtung kommt, welche mit der Flüssigkeit in Kontakt kommen soll, aus dem Grund, dass Luftblasen an der Fläche der piezoelektrischen Einrichtung, welche in Kontakt mit der Flüssigkeit kommen soll, verbleiben, obwohl die Tintenpatrone vollständig gefüllt ist, die piezoelektrische Einrichtung fälschlicherweise, dass die Tintenpatrone nicht komplett gefüllt ist.
Weiter ist das Nachfüllen der verwendeten Tintenpatrone mit Tinte schwieriger als das Füllen einer neuen Tintenpatrone mit Tinte. In der verwendeten Tintenpatrone haftet Tinte an dem Teil in der Nähe des Tintenzuführanschlusses, dort wo während des Gebrauchs feine Schlitze und Löcher vorhanden sind, und Luft kann in den Schlitzen und Löchern eingeschlossen sein. Wenn die Tinte in der Tintenpatrone in diesem Zustand verbraucht ist und die Tintenpatrone entnommen wird, ist es zu dem Zeitpunkt, in dem die Tintenpatrone mit Tinte nachgefüllt, wird schwierig, die Schlitze und Löcher mit der Tinte zu füllen, dort wo Tinte anhaftet und Luft eingeschlossen ist.
Weiter ist, in dem Verfahren zum Detektieren von Veränderungen in der akustischen Impedanz durch die piezoelektrische Einrichtung, wodurch der Verbrauchszustand der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter detektiert wird, die piezoelektrische Einrichtung so aufgebaut, dass dies in Kontakt mit der Tinte steht, um den Tintenpegel zu detektieren. Deshalb besteht die Gefahr, dass wenn Tinte verbraucht ist und der Tintenpegel sich unter die Montageposition der piezoelektrischen Einrichtung absenkt, falls Tinte an der piezoelektrischen Einrichtung aufgrund eines Fehlers durch Vibration und/oder Schwingung anhaftet, obwohl dort keine Tinte unter einem normalen Zustand ist, die piezoelektrische Einrichtung fälschlicherweise detektiert, dass dort Tinte vorhanden ist. Selbst wenn Tintentropfen an der inneren Wand der Tintenpatrone anhaften und die Tintentropfen herabfallen und Tinte an der piezoelektrischen Einrichtung anhaften, besteht die Möglichkeit, dass die gleiche fehlerhafte Detektion verursacht wird.
Weiter haftet Tinte in einer herkömmlichen Tintenpatrone an der inneren Wand der Tintenpatrone und des Durchflusswegs an, wodurch Tinte verbleibt und die Tinte in der Tintenpatrone kann nicht vollständig verwendet werden. Die in der Tintenpatrone verbleibende Tinte ist in Kontakt mit der Luft für eine lange Zeitdauer, so dass diese in ihrer Qualität vermindert ist und mit fremden Substanzen fest wird. Wenn eine solche Tintenpatrone mit neuer Tinte nachgefüllt wird, besteht die Möglichkeit, dass Tinte mit schlechter Qualität und fremden Substanzen koexistiert und die Tintenqualität wird verringert.
Darüber hinaus sollte, wenn eine herkömmliche Tintenpatrone recycelt wird, diese innen vollständig gereinigt werden. Insbesondere wenn eine Tintenpatrone mit einem inneren Durchflussweg mit einer komplizierten Form recycelt wird, entsteht ein Problem, dass das Reinigen eine Menge Zeit erfordert und die Kosten erhöht sind.
Seit kurzem ist das Umweltproblem ein großes soziales Problem und es ist sehr erwünscht, eine Tintenpatrone zu schaffen, welche leicht recycelt werden kann.
US-A-4,403,227 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Minimieren der Verdampfung in einem Tintenrückführsystem. Eine Vakuumquelle wird bereitgestellt, um den Luftdruck in einem Tintenvorratsbehälter unter den Umgebungsluftdruck zu senken, um den Luftfluss durch den Vorratsbehälter zu senken.
US 6,044,694 beschreibt Resonatorsensoren, die piezoelektrische Bieger zum Erfassen von Fluideigenschaften verwenden. Diese können als Flüssigkeitspegelsensoren verwendet werden.
Zusammenfassung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde entwickelt unter Berücksichtigung des Vorstehenden und ist gedacht, ein Verfahren zum Füllen eines Flüssigkeitsbehälters, üblicherweise einer Tintenpatrone, mit einer Flüssigkeit, ohne Luftblasen in dem Flüssigkeitsbehälter zu lassen, bereitzustellen, das geeignet ist, präzise den Verbrauchszustand einer Flüssigkeit zu detektieren, indem in dem Flüssigkeitsbehälter eine piezoelektrische Einrichtung verwendet wird, und die keinen komplizierten Dichtungsaufbau erfordert. Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren wie in Anspruch 1 beansprucht gelöst. Vorteilhafte Merkmale sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Flüssigkeitsbehälter: ein Behältergehäuse und eine piezoelektrische Einrichtung zum Detektieren eines Verbrauchszustandes einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse, wobei die piezoelektrische Einrichtung mit einer Kavität ausgebildet ist, die mit dem Behältergehäuse verbunden ist. Das Behältergehäuse wird mit einer Flüssigkeit durch ein Flüssigkeitsfüllverfahren gefüllt, umfassend einen Schritt Verringern eines Drucks in dem Behältergehäuse auf einen Druck unter dem des Luftdrucks und einen Schritt Füllen des Behältergehäuses mit der Flüssigkeit.
Bevorzugt ist die Flüssigkeit Tinte für eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung und der Flüssigkeitsbehälter kann an der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung in einem entfernbaren Zustand montiert werden.
Bevorzugt weist der Flüssigkeitsbehälter ein lyophobes Bauteil darin auf, welches lyophob zu der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter ist.
Bevorzugt weist die piezoelektrische Einrichtung einen Vibrationsbereich auf, welcher in Kontakt mit der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse steht, wobei der Vibrationsbereich lyophob zu der Flüssigkeit ist.
Bevorzugt umfasst das lyophobe Bauteil eine innere Seite der Kavität.
Die piezoelektrische Einrichtung kann ein Substrat zum Montieren eines piezoelektrischen Materials an das Behältergehäuse aufweisen. In diesem Fall umfasst das lyophobe Bauteil bevorzugt den Teil des Substrats, der in Kontakt mit einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse steht. Der lyophobe Teil kann einen Montageaufbau umfassen, zum Montieren der piezoelektrischen Einrichtung an das Behältergehäuse. Das lyophobe Bauteil kann der ganze Teil des Behälters sein, der in Kontakt mit einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse steht. Der Kontaktwinkel zwischen dem lyophoben Bauteil und der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist bevorzugte etwa 70 Grad oder mehr.
In dem Flüssigkeitsbehälter, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, kann zumindest der Umfang des lyophoben Bauteils lyophil zu einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse sein. Der Kontaktwinkel zwischen dem lyophoben Bauteil und der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist bevorzugt etwa 70 Grad oder mehr und der Kontaktwinkel zwischen dem lyophilen Teil und der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist bevorzugt etwa 30 Grad oder weniger.
Das lyophobe Bauteil ist bevorzugt gebildet, dadurch dass dieses bedeckt ist mit einem Material, das lyophob zu einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist. Das lyophobe Bauteil kann mit einem Fluorid als Material, welches lyophob zu einer Flüssigkeit ist, bedeckt sein. Das lyophobe Teil kann aus einem Material gebildet sein, das lyophob zu einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist. Das lyophobe Bauteil kann gebildet sein aus Polytetrafluorethylen-Kunstharz als ein Material, das lyophob zu einer Flüssigkeit ist. Das lyophobe Bauteil kann gebildet werden mittels Durchführen eines Aufrauverfahrens für ein vorbestimmtes Material.
Die piezoelektrische Einrichtung, die an dem Flüssigkeitsbehälter, der in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, befestigt ist, detektiert zumindest eine akustische Impedanz eines Mediums in dem Behältergehäuse und detektiert den Verbrauchszustand der Flüssigkeit auf Basis der Veränderungen in der akustischen Impedanz. Die piezoelektrische Einrichtung weist vorzugsweise einen Vibrationsteil auf und detektiert den Verbrauchszustand der Flüssigkeit auf Basis der Zählung einer elektromotorischen Kraft, die durch die verbleibende Schwingung, die in dem Vibrationsteil verbleibt, erzeugt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Verfahren die Schritte: Vorbereiten eines Flüssigkeitsbehälters mit einem Behältergehäuse zum Beinhalten einer Flüssigkeit und einem Flüssigkeitszuführanschluss zum Zuführen einer Flüssigkeit in das Behältergehäuse nach außen und einer piezoelektrischen Einrichtung zum Detektieren eines Verbrauchszustandes der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse, wobei die piezoelektrische Einrichtung mit einer Kavität ausgebildet ist, welche mit einem Inneren des Behältergehäuses verbunden ist; Bilden eines lyophoben Bauteils in der piezoelektrischen Einrichtung, wobei das lyophobe Bauteil lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist; Befestigen der piezoelektrischen Einrichtung an dem Flüssigkeitsbehälter und Füllen des Behältergehäuses mit der Flüssigkeit durch Verwenden eines Flüssigkeitsfüllverfahrens, wobei das Flüssigkeitsfüllverfahren einen Schritt Verringern eines Drucks in dem Behältergehäuse auf einen Druck unterhalb dem des Luftdrucks und einen Schritt Füllen des Behältergehäuses mit der Flüssigkeit umfasst.
Bevorzugt wird der Befestigen-Schritt nach dem Bilden-Schritt ausgeführt.
Bevorzugt wird der Bilden-Schritt nach dem Befestigen-Schritt ausgeführt.
Bevorzugt bereitet der Vorbereiten-Schritt einen Befestigungsaufbau zum Befestigen der piezoelektrischen Einrichtung an den Flüssigkeitsbehälter zusammen mit dem Flüssigkeitsbehälter und der piezoelektrischen Einrichtung vor. Das Verfahren umfasst weiter einen Schritt Montieren der piezoelektrischen Einrichtung an den Befestigungsaufbau. Die piezoelektrische Einrichtung wird an dem Flüssigkeitsbehälter befestigt, wenn der Befestigungsaufbau an dem Flüssigkeitsbehälter in dem Befestigungsschritt befestigt ist, nach dem Montieren-Schritt.
Vorzugsweise wird der Bilden-Schritt ausgeführt, nachdem der Montieren-Schritt ausgeführt wurde.
Vorzugsweise wird der Bilden-Schritt ausgeführt, nachdem der Montieren-Schritt und der Befestigen-Schritt ausgeführt wurden.
Vorzugsweise wird der Montieren-Schritt ausgeführt, nachdem der Bilden-Schritt ausgeführt wurde.
Der Bilden-Schritt deckt vorzugsweise das lyophobe Bauteil mit einem Material ab, welche lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist. Zum Beispiel kann das lyophobe Bauteil vorher in einem Material getränkt sein, welches lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist, um so das lyophobe Bauteil damit zu bedecken. Weiter kann das lyophobe Bauteil mit einem Material beschichtet sein, das lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist, um so das lyophobe Bauteil mit diesem zu bedecken. Weiter kann an dem lyophoben Bauteil eine Beschichtung befestigt sein, die lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist, um so das lyophobe Bauteil mit dieser zu bedecken. Weiter kann an dem lyophoben Bauteil ein Material abgelagert sein, das lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist, um so das lyophobe Bauteil mit diesem zu bedecken. Weiter kann das lyophobe Bauteil mit einem Material überzogen sein, das lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist, um so das lyophobe Bauteil mit dem Material, das lyophob zu der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist, zu bedecken.
Weiter kann der Bilden-Schritt ein lyophobes Bauteil durch Ausstrahlen von ultravioletten Strahlen auf ein vorbestimmtes Material bilden. Darüber hinaus kann der Bilden-Schritt ein lyophobes Bauteil durch Durchführen eines Aufrauverfahrens auf ein vorbestimmtes Material bilden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den Zeichnungen ist/sind:
1 eine perspektivische Ansicht, die Tintenpatronen zeigt, die ein Ausführungsbeispiel eines Flüssigkeitsbehälters der vorliegenden Erfindung sind und den wesentlichen Abschnitt einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, an der die Tintenpatronen montiert sind,
2A, 2B und 2C Zeichnungen, die jede einen Aktuator im Detail zeigen, der in der Tintenpatrone, die in 1 dargestellt ist, zeigen,
3A, 3B und 3C Schnittansichten, die jede den Teil der Kavität des Aktuators zeigen, welcher vergrößert ist, wenn die in 1 dargestellte Tintenpatrone komplett mit Flüssigkeit gefüllt ist,
4 eine Schnittansicht in der Nähe des Bodens des Behältergehäuses, wenn das Modulgehäuse, an dem der in 2A, 2B und 2C dargestellte Aktuator an dem Ende installiert ist, an der Tintenpatrone montiert ist,
5 eine Zeichnung, welche die Festlegung einer Tintenfülleinrichtung zum Füllen der Tintenpatrone mit Tinte durch ein Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsfüllverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt,
6 eine Zeichnung, welche die Festlegung einer Tintenfülleinrichtung zum Füllen der Tintenpatrone mit Tinte durch ein weiteres Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsfüllverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt,
7 eine Zeichnung, welche die Tintenfüllprozedur unter Verwendung der in 5 dargestellten Tintenfülleinrichtung zeigt,
8 eine Zeichnung, welche die Tintenfüllprozedur unter Verwendung der in 5 dargestellten Tintenfülleinrichtung zeigt,
9A, 9B, 9C und 9D Zeichnungen, welche die Tintenpatronen zeigen, die weitere Ausführungsbeispiele des Flüssigkeitsbehälters, der in der vorliegenden Erfindung verwendet ist, sind,
10A, 10B und 10C Schnittansichten, die variierte Beispiele der in 9C dargestellten Tintenpatrone zeigen,
11A, 11B, 11C und 11D Schnittansichten, die Tintenpatronen zeigen, die noch weitere Ausführungsbeispiele des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Flüssigkeitsbehälters sind,
12 eine perspektivische Ansicht, welche das Modulgehäuse zum Befestigen des in 2A, 2B und 2C gezeigten Aktuators an dem Behältergehäuse zusammen mit dem Aktuator zeigen,
13 eine Schnittansicht einer Tintenpatrone für monochromatische Tinte, zum Beispiel schwarze Tinte, welche ein Ausführungsbeispiel des Flüssigkeitsbehälters der vorliegenden Erfindung ist,
14 eine Schnittansicht, welche den wesentlichen Abschnitt einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, die geeignet für die in 13 gezeigte Tintenpatrone ist,
15A und 15B Zeichnungen, die ein auf eine gleiche Flüssigkeit lyophiles Material beziehungsweise lyophobes Material zeigen,
16A und 16B Schnittansichten des Teils des in 2A, 2B und 2C dargestellten Aktuators zeigen, welcher vergrößert ist und an dem Behältergehäuse befestigt ist,
17A und 17B Schnittansichten des Teils des in 2A, 2B und 2C dargestellten Aktuators, welcher vergrößert ist und an der Seitenwand des Behältergehäuses befestigt ist,
18 eine perspektivische Ansicht, betrachtet von hinten, die eine Tintenpatrone zum Beinhalten einer Vielzahl an Arten von Tinte zeigt, welche ein Ausführungsbeispiel des in der vorliegenden Erfindung verwendeten Flüssigkeitsbehälters ist.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden unter Verwendung ihrer Ausführungsbeispiele im Detail erläutert.
In Bezug auf die Detektion des Flüssigkeitsstands in dem Flüssigkeitsbehälter und Verwendung eines konkreten Vibrationsphänomens können einige Verfahren berücksichtigt werden. Zum Beispiel gibt es ein Verfahren zum Erzeugen einer elastischen Welle in dem Flüssigkeitsbehälter durch ein Elastische-Wellen-Erzeugungsmittel, wobei eine reflektierte Welle aufgenommen wird, die durch die Flüssigkeitsoberfläche oder die gegenüberliegende Wand reflektiert wird, wodurch ein Medium und Flüssigkeitsstandsveränderung davon in dem Flüssigkeitsbehälter detektiert werden. Getrennt davon gibt es ein anderes Verfahren zum Detektieren von Veränderungen in der akustischen Impedanz von den Vibrationseigenschaften eines vibrierenden Objekts. Als ein Verfahren, welches die Veränderungen in der akustischen Impedanz verwendet, gibt es ein Verfahren zum Vibrieren des Vibrationsteils eines Aktuators, der eine piezoelektrische Einrichtung ist, mit einem piezoelektrischen Element, wobei die gegenelektromotorische Kraft, die durch die verbleibende Schwingung, die in dem Vibrationsteil verbleit, gemessen wird, wodurch die Resonanzfrequenz oder die Amplitude der Wellenform der gegenelektromotorischen Kraft detektiert wird und die Veränderungen in der akustischen Impedanz detektiert werden.
Darüber hinaus gibt es ein Verfahren zum Messen der Impedanzeigenschaften oder Admittanzeigenschaften einer Flüssigkeit durch ein Messinstrument, zum Beispiel einen Impedanzanalysator des Übermittlungsschaltkreises, und zum Messen von Veränderungen in dem Strom und der Spannung oder Veränderungen in dem Strom und der Spannung durch die Frequenz, wenn Vibration an die Flüssigkeit übertragen wird.
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Füllen eines Flüssigkeitsbehälters mit einer montierten piezoelektrischen Einrichtung (Aktuator), die verwendet wird für ein Verfahren zum zumindest Detektieren von Veränderungen in der akustischen Impedanz und zum Detektieren des Verbrauchszustandes einer Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeit und den Flüssigkeitsbehälter, der mit einer Flüssigkeit durch dieses Verfahren gefüllt ist.
1 zeigt Tintenpatronen und eine Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Eine Vielzahl an Tintenpatronen 180 ist in der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung montiert, die eine Vielzahl an Tinteneinlässen und Kopfplatten 186, die zu den entsprechenden Tintenpatronen 180 korrespondieren, beinhaltet. Die Vielzahl an Tintenpatronen 180 beinhaltet entsprechend verschiedene Arten, zum Beispiel Farben, an Tinte. An den entsprechenden Böden der Vielzahl an Tintenpatronen 180 sind Aktuatoren 106 montiert, welche Mittel zum zumindest Detektieren der akustischen Impedanz sind. Da die Aktuatoren 106 in den Tintenpatronen 180 montiert sind, kann die verbleibende Menge an Tinte in den Tintenpatronen 180 detektiert werden.
Die Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung weist die Tinteneinlässe 182, einen Halter 184 und den Schreibkopf 186 auf. Die Tinte wird von dem Schreibkopf 186 ausgestoßen und der Aufzeichnungsvorgang wird ausgeführt. Die Tinteneinlässe 182 weisen Luftzuführanschlüsse 181 und Tinteneinführanschlüsse, die nicht in den Zeichnungen dargestellt sind, auf. Die Luftzuführanschlüsse 181 führen Luft zu den Tintenpatronen 180 zu. Die Tinteneinlässe führen Tinte von den Tintenpatronen 180 in den Schreibkopf 186 ein. Die Tintenpatronen 180 weisen Lufteinlässe 185 und Tintenzuführanschlüsse 187 auf. Die Lufteinlässe 185 führen Luft von den Luftzuführanschlüssen 181 der Tinteneinlässe 182 ein. Die Tintenanschlüsse 187 führen Tinte zu den Tinteneinführanschlüssen der Tinteneinlässe 182 zu. Wenn die Tintenpatronen 180 Luft von den Lufteinlässen 185 einführen, veranlassen die Tintenpatronen 180 eine Zufuhr an Tinte zu der Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Die Halter 184 verbinden eine Tintenzufuhr von den Tintenpatronen 180 über die Tinteneinlässe 182 zu den Kopfplatte 186.
2A, 2B und 2C zeigen Details des Aktuators 106, der ein Beispiel für eine piezoelektrische Einrichtung ist. Ein Aktuator, auf den sich hier bezogen wird, wird in einem Verfahren zum Detektieren von zumindest der Veränderung von akustischer Impedanz und zum Detektieren eine Verbrauchszustands einer Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsbehälters verwendet, insbesondere wird dieser in einem Verfahren zum Detektieren von zumindest der Veränderung von akustischer Impedanz durch Detektieren einer Resonanzfrequenz von der verbleibenden Oszillation und zum Detektieren eines Verbrauchszustandes einer Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsbehälters verwendet. 2A ist eine vergrößerte Draufsicht auf den Aktuator 106. 2B zeigt einen Schnitt, der entlang der Linie B-B in 2A geschnitten wurde. 2C zeigt einen Schnitt, der entlang der Linie C-C in 2A geschnitten wurde.
Der Aktuator 106 weist ein Substrat 178 mit einer kreisförmigen Öffnung 161 in der Nähe seines Zentrums, eine Oszillationsplatte 176, die an einer der Flächen (hiernach wird sich darauf als „Oberfläche" bezogen) des Substrats 178, um so die Öffnung 161 zu bedecken, angeordnet ist, eine piezoelektrische Schicht, die an der Seite der Oberfläche der Oszillationsplatte 176 ausgebildet ist, eine Elektrode im oberen Teil 164 und eine Elektrode im unteren Teil 166, zwischen welchen die piezoelektrische Schicht 160 von beiden Seiten sandwichartig angeordnet ist, einen Elektrodenabschluss am oberen Teil 168 zum elektrischen Koppeln zu der Elektrode im oberen Teil 164, einen Elektrodenabschluss im unteren Teil 170 zum elektrischen Koppeln mit der Elektrode im unteren Teil 166 und eine Hilfselektrode 172, die ausgebildet und angeordnet ist zwischen der Elektrode im oberen Teil 164 und dem Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 und die beide elektrisch koppelt, auf. Die piezoelektrische Schicht 160, die Elektrode im oberen Teil 164 und die Elektrode im unteren Teil 166 weisen entsprechend einen kreisförmigen Teil als einen Hauptteil auf. Die entsprechenden kreisförmigen Teile der piezoelektrischen Schicht 160, der Elektrode im oberen Teil 164 und der Elektrode im unteren Teil 166 bilden die piezoelektrischen Elemente.
Die Oszillationsplatte 176 ist ausgebildet, um so die Öffnung 161 an der Oberfläche des Substrats 178 zu bedecken. Die Kavität 162 ist durch den Teil ausgebildet, der zu der Öffnung 161 der Oszillationsplatte 176 und der Öffnung 161 der Oberfläche des Substrats 178 weist. Die Fläche der gegenüberliegenden Seite (hiernach bezeichnet als „Rückseite") eines piezoelektrischen Elements des Substrats 178 weist zu der Seite des Flüssigkeitsbehälters, wobei die Kavität 162 so konfiguriert ist, dass die Kavität 162 eine Flüssigkeit kontaktiert. Die Oszillationsplatte 176 ist montiert in Bezug auf das Substrat 178 in einer fluidfesten Weise, so dass selbst wenn eine Flüssigkeit in die Kavität 162 eintritt, die Flüssigkeit nicht zu der Oberflächenseite des Substrats 178 ausläuft.
Die Elektrode im unteren Teil 166 ist an der Oberfläche der Oszillationsplatte 176 angeordnet, das heißt an der Seite der gegenüberliegenden Seite des Flüssigkeitsbehälters und ist montiert, so dass das Zentrum des kreisförmigen Teils, welches der Hauptteil der Elektrode im unteren Teil 166 ist und das Zentrum der Öffnung 161 etwa miteinander übereinstimmen. Es ist zu beachten, dass dies so eingestellt ist, dass eine Fläche des kreisförmigen Teils der Elektrode im unteren Teil 166 kleiner ist als die der Öffnung 161. Auf der anderen Seite ist an der Oberflächenseite der Elektrode im unteren Teil 166 die piezoelektrische Schicht so ausgebildet, dass das Zentrum ihres kreisförmigen Teils und das Zentrum der Öffnung 161 etwa miteinander übereinstimmen. Es ist so eingestellt, dass ein Bereich des kreisförmigen Teils der piezoelektrischen Schicht 160 kleiner ist als der der Öffnung 161 und größer als der des kreisförmigen Teils der Elektrode im unteren Teil 166. Auf der anderen Seite ist an der Oberflächenseite der piezoelektrischen Schicht 160 die Elektrode im oberen Teil 164 so ausgebildet, dass das Zentrum des kreisförmigen Teils, welches sein Hauptteil ist, und das Zentrum der Öffnung 161 etwa miteinander übereinstimmen. Es ist so eingestellt, dass ein Bereich des kreisförmigen Teils der Elektrode im oberen Teil 164 kleiner ist als der des kreisförmigen Teils der Öffnung 161 und der der piezoelektrischen Schicht 160 und größer ist als der des kreisförmigen Teils der Elektrode im unteren Teil 166.
Deshalb weist der Hauptteil der piezoelektrischen Schicht 160 eine Struktur auf, so dass dessen Hauptteil sandwichartig von der Seite der vorderen Fläche und der Seite der hinteren Fläche durch den jeweiligen Hauptteil der Elektrode im oberen Teil 164 und der Elektrode im unteren Teil 166 eingeschlossen ist und die piezoelektrische Schicht 160 kann effektiv deformiert und betrieben werden. Die kreisförmigen Teile, welche die Hauptteile der piezoelektrischen Schicht 160 sind, die Elektrode im oberen Teil 164 und die Elektrode im unteren Teil 166 bilden entsprechend piezoelektrische Elemente in dem Aktuator 106. Wie zuvor beschrieben kontaktiert das piezoelektrische Element die Oszillationsplatte 176. darüber hinaus ist der größte Bereich der Bereich der Öffnung 161 zwischen dem kreisförmigen Teil der Elektrode im oberen Teil 164, dem kreisförmigen Teil der piezoelektrischen Schicht 160, dem kreisförmigen Teil der Elektrode im unteren Teil 166 und der Öffnung 161. Infolge dieser Struktur wird der tatsächlich oszillierende Bereich außerhalb der Oszillationsplatte 176 bestimmt durch die Öffnung 161. Darüber hinaus, da der kreisförmige Teil der Elektrode im oberen Teil 164, die piezoelektrische Schicht 160 und der kreisförmige Teil der Elektrode im unteren Teil 166 kleiner sind als der Bereich der Öffnung 161, kann die Oszillationsplatte 176 leichter oszillieren. Darüber hinaus ist, wenn man den kreisförmigen Teil der Elektrode im oberen Teil 164 und den kreisförmigen Teil der Elektrode im unteren Teil 166 vergleicht, wobei beide mit der piezoelektrischen Schicht 160 verbunden sind, der kreisförmige Teil der Elektrode im unteren Teil 166 kleiner. Deshalb bestimmt der kreisförmige Teil der Elektrode im unteren Teil 166 den Teil der piezoelektrischen Schicht 160, bei dem der piezoelektrische Effekt erzeugt wird. Der Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 ist an der vorderen Fläche der Oszillationsplatte 176 gebildet, so dass diese elektrisch verbunden ist mit der Elektrode im oberen Teil 164 über die Hilfselektrode 172. Auf der anderen Seite ist der Elektrodenabschluss im unteren Teil 170 an der Seite der vorderen Fläche der Oszillationsplatte 176 gebildet, so dass dieser elektrisch mit der Elektrode im unteren Teil 166 verbunden ist.
Es ist zu beachten, dass das piezoelektrische Element und der oszillierende Bereich, welche direkt zu dem piezoelektrischen Element aus der Oszillationsplatte 176 weisen, die oszillierenden Abschnitte zum tatsächlichen Oszillieren in dem Aktuator 106 sind. Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Bauteile, die indem Aktuator 106 beinhaltet sind, integral durch Verbrennen miteinander ausgebildet sind. Die Behandlung des Aktuators 106 wird einfacher durch einteiliges Ausformen des Aktuators 106. Darüber hinaus wird die Oszillationseigenschaft verbessert durch Verbessern der Stärke des Substrats 178. Besonders durch Erhöhen der Stärke des Substrats 178 vibriert nur der oszillierende Abschnitt des Aktuators 106 und Teile außer dem oszillierenden Abschnitt vibrieren nicht. Darüber hinaus kann das Ziel die Teile außer dem oszillierenden Abschnitt des Aktuators 106 nicht vibrierend zu gestalten erreicht werden durch dünneres und schmaleres Formen des piezoelektrischen Elements des Aktuators 106 und der Oszillationsplatte 176, dünner im Gegensatz zum Erhöhen der Stärke des Substrats 178.
Die Elektrode im oberen Teil 164 ist an der vorderen Oberflächenseite der piezoelektrischen Schicht 160 auf dem Wege des Verbindens mit dem Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 geformt. Es ist notwendig eine Abweichungsstufe äquivalent zu der Summe der Dicke der piezoelektrischen Schicht 160 und der Dicke der Elektrode im unteren Teil 166 aufzuweisen. Es ist schwierig, diese Abweichungsstufe nur durch die Elektrode im oberen Teil 164 zu bilden, und falls es möglich sein sollte, so wird der Verbindungszustand zwischen der Elektrode im oberen Teil 164 und dem Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 zerbrechlich und das Risiko durchtrennt zu werden besteht. Deshalb sind die Elektrode im oberen Teil 164 und der Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 verbunden durch Verwenden der Hilfselektrode 172 als ein Hilfsbauteil. Durch das Handhaben auf diese Weise entsteht eine Struktur, dass die piezoelektrische Schicht 160 genauso wie die Elektrode im oberen Teil 164 gestützt wird durch die Hilfselektrode 172, wobei die erwünschte mechanische Stärke erreicht werden kann und die Verbindung zwischen der Elektrode im oberen Teil 164 und dem Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 ist geeignet, sicher zu sein.
Als ein Material für die piezoelektrische Schicht 160 wird bevorzugt Bleizirkonat-Titanat (PZT), Blei-Lantanum-Zirkonat-Titanat (PLZT) oder ein bleifreier piezoelektrischer Film, in dem kein Blei verwendet wird, eingesetzt und als ein Material für das Substrat 178 wird bevorzugt Zirkonoxid oder Aluminiumoxid (almina) verwendet. Darüber hinaus ist es für die Oszillationsplatte 176 bevorzugt, das gleiche Material wie für das Substrat 178 zu verwenden. Für die Elektrode im oberen Teil 164, die Elektrode im unteren Teil 166, den Elektrodenabschluss im oberen Teil 168 und den Elektrodenabschluss im unteren Teil 170 kann ein Material mit einer elektrischen Leitfähigkeit wie zum Beispiel ein Metall wie Gold, Silber, Kupfer, Platin, Aluminium, Nickel und dergleichen verwendet werden.
Der Aktuator 106, der wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, kann an einem Behälter zum Beinhalten einer Flüssigkeit verwendet werden. Zum Beispiel kann der Aktuator an einer Tintenpatrone und einem Tintentank montiert sein oder an einem Behälter der ein Waschlösemittel zum Lösen eines Aufzeichnungskopfes und der gleichen beinhaltet.
Der Aktuator 106, der in 2A, 2B und 2C dargestellt ist, ist in der vorbestimmten Position an dem Flüssigkeitsbehälter montiert, so dass die Kavität 162 eine Flüssigkeit kontaktiert, die in dem Flüssigkeitsbehälter beinhaltet ist. In diesem Fall, in dem die Flüssigkeit ausreichend in dem Flüssigkeitsbehälter bevorratet ist, ist das Innere der Kavität 162 und deren Äußeres mit der Flüssigkeit gefüllt. Auf der anderen Seite tritt, wenn die Flüssigkeit innerhalb des Flüssigkeitsbehälters verbraucht ist und der Flüssigkeitsstand zu dem Punkt, der tiefer ist als die Montageposition des Aktuators, herabsinkt, ein Zustand ein, indem entweder die Flüssigkeit nicht in der Kavität 162 vorhanden ist oder Flüssigkeit nur innerhalb der Kavität 162 verbleibt und Gas an deren Außenseite vorhanden ist. Der Aktuator 106 detektiert zumindest einen Unterschied der akustischen Impedanz, welcher durch die Veränderung eines Zustands auftritt. Demzufolge kann der Aktuator 106 detektieren, ob oder ob nicht ein Zustand vorliegt, in dem eine Flüssigkeit ausreichend innerhalb des Flüssigkeitsbehälters beinhaltet ist oder mehr als ein bestimmtes Volumen an Flüssigkeit verbraucht ist. Darüber hinaus ist der Aktuator 106 geeignet, eine Art der Tinte innerhalb des Flüssigkeitsbehälters zu detektieren.
Wenn der Flüssigkeitsbehälter die Tintenpatrone 180 ist und der Aktuator 106, der in 2A, 2B und 2C dargestellt ist, an der Tintenpatrone 180 montiert ist, ist eine Kavität 162 an einer vorbestimmten Stelle der Tintenpatrone 180 positioniert, um so in Kontakt mit der Tinte, die in der Tintenpatrone 180 beinhaltet ist, zu stehen. Wenn die Tinte vollständig in der Tintenpatrone 180 beinhaltet ist, sind das Innere und das Äußere der Kavität 162 voll mit Tinte. Auf der anderen Seite tritt, wenn die Tinte in der Tintenpatron 180 verbraucht ist und der Tintenpegel sich zu der Montageposition des Aktuators herabsenkt, ein Zustand, in dem keine Flüssigkeit in der Kavität 162 existiert oder die Flüssigkeit nur in der Kavität 162 verbleibt und außerhalb Luft vorhanden ist auf. Der Aktuator 106 detektiert zumindest einen Unterschied in der akustischen Impedanz, hervorgerufen durch Veränderungen in diesem Zustand. Dadurch kann der Aktuator 106 detektieren, ob Tinte vollständig in der Tintenpatrone 180 beinhaltet ist oder eine festgelegte Menge an Tinte oder mehr verbraucht ist.
Um genau den Verbrauchszustand der Tinte in der Tintenpatrone 180 durch den Aktuator 106, in dem Zustand bevor die Tintenpatrone zum ersten Mal verwendet wird oder bevor diese wiederverwendet wird, zu detektieren, ist es erforderlich, die Tintenpatrone 180 mit Tinte zu füllen, so dass Tinte in die Kavität 162 des Aktuators 106 gefüllt ist. Der Grund dafür, dass die Kavität 162 nicht mit Tinte gefüllt wird, wird weiter unten erläutert.
3A, 3B und 3C sind Schnittansichten, die den Teil der Kavität 162 des Aktuators 106 zeigen, der vergrößert ist, wenn die Tintenpatrone 190 vollständig mit Tinte gefüllt ist. 3A zeigt einen Zustand, in dem die Tinte K nicht in die Kavität 162 gefüllt ist, da Luftblasen in der Kavität 162 verbleiben. Auf der anderen Seite zeigt 3B einen Zustand, in dem die Kavität 162 mit Tinte gefüllt ist. Wenn der Durchmesser der Kavität 162 0,5 mm oder weniger beträgt, wird Tinte in dem natürlichen Zustand kaum eingefüllt, da der Durchmesser der Kavität 162 klein ist. Deshalb verbleibt, selbst wenn die Tintenpatrone vollständig mit Tinte gefüllt ist, wie in 3A dargestellt, Luft in der Kavität 162 und Tinte wird nicht eingefüllt. Auf der anderen Seite sind, selbst wenn der Durchmesser der Kavität 162 größer als 0,5 mm ist, wenn Luftblasen in den Ecken der Kavität 162 verbleiben, die Luftblasen nur schwer zu entfernen, so dass die Kavität nicht mit Tinte gefüllt werden kann.
Auf der anderen Seite wirkt, wenn der Durchmesser der Kavität 162 klein ist, eine Kapillarkraft an dem schmalen Spalt, der durch die Kavität 162 gebildet ist. Als Folge davon wird der in der Kavität 162 verbleibende Luftdruck durch die Kapillarkraft ausgeglichen und ein Phänomen tritt auf, dass die Kavität 162 nicht gefüllt mit Tinte ist. Falls versucht wird, einen Druck auf die Tinte K aufzubringen und die Tinte K in die Kavität 162 zu pressen, wenn der Luftdruck, der in der Kavität 162 verbleibt, mit der Kapillarkraft ausgeglichen ist, wie in 3c dargestellt, ist der Kontaktwinkel an dem Kontaktteil der Tinte K und der Kavität 162 größer als der statische Kontaktwinkel und eine Kraft wirkt in die Richtung, in der Tinte K aus der Kavität 162 herausgedrückt wird. Deshalb ist es notwendig, um einen Druck auf die Tinte K aufzubringen und die Kavität 162, die verbliebene Luftblasen aufweist, mit Tinte zu füllen, einen großen Druck aufzubringen, der groß genug ist, die Luftblasen in der Kavität 162 zu Tinte K zu zerdrücken.
In diesem Ausführungsbeispiel wird, zu dem Zeitpunkt, zu dem verbleibende Luftblasen von der Kavität 162 entfernt werden und die Kavität 162 mit Tinte gefüllt wird, Luft angesaugt und von der Tintenpatrone 180 entfernt und die Tintenpatrone 180 wird dekomprimiert. Wenn die Tintenpatrone 180 dekomprimiert ist, können die Blasen leicht von der Kavität 162 entfernt werden und die Kavität 162 kann mit Tinte gefüllt werden, wie in 3B dargestellt.
4 ist eine Schnittansicht in der Nähe des Bodens eines Behältergehäuses 1, wenn ein Modulgehäuse 100, an dem der Aktuator 106, dargestellt in 2A, 2B und 2C, an dem Ende installiert ist, das heißt an der Tintenpatrone 180 montiert ist. Das Modulgehäuse 100 wird befestigt, um durch die Wand eines Behältergehäuses 1 zu verlaufen. An der Verbindungsstelle der Wand des Behältergehäuses 1 und dem Modulgehäuse 100 ist ein O-Ring installiert und bewahrt die Flüssigkeitsdichte zwischen dem Modulgehäuse 100 und dem Behältergehäuse 1. Es ist bevorzugt, dass das Modulgehäuse 100 einen zylindrischen Teil aufweist, um so mit dem O-Ring 365 abzudichten.
Wenn das Ende des Modulgehäuses 100 in das Behältergehäuse 1 eingefügt ist, steht die Tinte in dem Behältergehäuse 1 in Kontakt zu dem Aktuator 106 über ein Durchgangsloch 112 einer Platte 110. Die Resonanzfrequenz der verbleibenden Vibration des Aktuators 106 variiert damit, ob die Peripherie des Vibrationsteils des Aktuators 106 eine Flüssigkeit oder Luft ist, so dass der Verbrauchszustand der Tinte unter Verwendung des Modulgehäuses 100 detektiert werden kann.
Wie in 4 dargestellt, ist die Größe der Kavität 162 des Aktuators 106 kleiner als die Größe der Tintenpatrone 180 und des Moduls 100 und der Durchmesser beträgt 1,0 mm oder weniger. Deshalb ist es, wie in 3A dargestellt, schwierig, in der Zeit, in der die Tintenpatrone 180 mit Tinte gefüllt wird, mittels dem herkömmlichen Füllverfahren die Kavität 162 zu füllen, ohne dass Luftblasen in der Kavität 162 verbleiben.
5 zeigt den Aufbau einer Tintenfülleinrichtung zum Füllen der Tintenpatrone 180 mit Tinte. Die Tintenfülleinrichtung 20 weist einen Vakuumbehälter 14 zum internen installieren der Tintenpatrone, eine Vakuumpumpe 10 zum Ansaugen und Entfernen von Luft aus dem Vakuumbehälter 14, wodurch die Tintenpatrone 180 dekomprimiert wird, und einen Tintentank 12 zum Zuführen von Tinte zu der Tintenpatrone 180, und um diese zu füllen.
Um die Tintenpatrone 180 mit Tinte zu füllen, wird die Tintenpatrone 180 zuerst in dem Vakuumbehälter 14 installiert. Als nächstes wird der Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 geschlossen und Luft wird angesaugt und von dem Vakuumbehälter 14 mittels der Vakuumpumpe 10 entfernt, um so diesen zu dekomprimieren. Dann wird Luft aus der Tintenpatrone 180 angesaugt und entfernt durch den Tintenzuführanschluss 187 über den Vakuumbehälter 14, so dass die Tintenpatrone 180 dekomprimiert wird. Zu diesem Zeitpunkt wird Luft in der Kavität 162 des Aktuators 106, der an der Tintenpatrone 180 montiert ist, entfernt. Als nächstes wird der Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180 geschlossen und das Tintenzuführrohr 24, das mit dem Tintentank 24 verbunden ist, wird mit dem Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 verbunden und Tinte K wird von dem Tintentank 12 zu der Tintenpatrone 180 zugeführt. Wenn das Tintenzuführrohr 24 mit der Tintenpatrone 180 verbunden wird, kann eine Hohlnadel an dem Ende des Tintenzuführrohrs 24 installiert werden und in den Lufteinlass 185 gestochen werden. Da die Tintenpatrone 180 dekomprimiert ist, verbleiben keine Luftblasen in der Kavität 162. Deshalb kann, wenn die Tintenpatrone 180 mit Tinte gefüllt wird, die Kavität 162 leicht mit Tinte K gefüllt werden. Wenn das Füllen der Tintenpatrone 180 mit Tinte abgeschlossen ist, wird der Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 geschlossen und die Tintenpatrone 180 wird von dem Vakuumbehälter 14 entfernt und das Füllen der Tinte ist abgeschlossen. Umgekehrt zu dem vorstehenden Verfahren ist es möglich, den Tintenzuführanschluss 187 zuerst zu schließen, Luft über den Lufteinlass anzusaugen und zu entfernen, um so die Tintenpatrone 180 zu dekomprimieren und mit Tinte über den Tintenzuführanschluss 187 zu füllen. Darüber hinaus kann sowohl das Ansaugen und Entfernen von Luft als auch das Füllen von Tinte entweder durch den Lufteinlass 185 oder den Tintenzuführanschluss 187 ausgeführt werden.
Zu dem Zeitpunkt, in dem das Füllen der Tinte in die Tintenpatrone 180 endet, kann eine vorbestimmte Menge an Tinte angesaugt und ausgestoßen werden über den Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180. Wenn eine vorbestimmte Menge an Tinte angesaugt wird zu dem Zeitpunkt, in dem das Tintefüllen endet, können Luftblasen, die in der Tinte zu dem Zeitpunkt des Tintefüllens gelöst wurden, zusammen mit der Tinte angesaugt und entfernt werden. Darüber hinaus können Luftblasen, die in dem Tintenzuführanschluss 187 verbleiben können, auf einen Schlag heraus gesaugt werden. Durch Entfernen der Luftblasen, die in der Tinte gelöst sind, kann eine Verschlechterung der Druckqualität aufgrund von Eindringen von Luftblasen, die in der Tinte gelöst sind, in den Schreibkopf und Fehlfunktionen aufgrund eines Anhaftens von Luftblasen an dem Aktuator 106 verhindert werden. Der Zeitpunkt, in dem das Tintefüllen beendet ist, kann der Zeitpunkt kurz vor dem tatsächlichen Ende des Tintefüllens sein oder der Zeitpunkt, der simultan zu dem tatsächlichen Ende des Tintefüllens liegt oder der Zeitpunkt direkt nach dem tatsächlichen Beenden des Tintefüllens.
Darüber hinaus ist es zum dem Zeitpunkt des Dekomprimierens der Tintenpatrone 180 bevorzugt, die Tintenpatrone 180 zu dekomprimieren, während diese warm gehalten ist. Wenn die Tintenpatrone 180 zu dem Zeitpunkt des Dekomprimierens derart warm gehalten wird, wird die Viskosität der in dem Zeitpunkt des Tintefüllens zu füllenden Tinte herabgesenkt und die Tintenpatrone 180 kann leicht mit Tinten gefüllt werden. Darüber hinaus kann zu dem Zeitpunkt des Füllens der Tintenpatrone 180 mit Tinte die Tintenpatrone 180 warm gehalten werden oder die zu füllende Tinte kann warm gehalten werden.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Tintenfülleinrichtung. In diesem Ausführungsbeispiel wird eine Tintenfülleinrichtung 22 zum Dekomprimieren der Tintenpatrone 180 verwendet anstelle eines Vakuumbehälters 14. Die Tintenfülleinrichtung 22 weist ein Vakuumpumpe 16 zum Ansaugen und Entfernen von Luft von der Tintenpatrone 180, wodurch diese dekomprimiert wird, und einen Tintentank 18, zum Zuführen von Tinten und Füllen der Tintenpatrone 180, auf.
Um die Tintenpatrone 180 mit Tinte zu füllen wird zuerst der Lufteinlass 185 geschlossen und ein Luftansaugrohr 28, das mit der Vakuumpumpe 10 verbunden ist, wird mit dem Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180 verbunden. Eine Hohlnadel ist an dem Ende des Luftansaugrohrs 28 installiert und in den Tintenzuführanschluss 187 eingestochen, so dass das Luftansaugrohr 28 mit der Tintenpatrone 180 verbunden werden kann.
Als nächstes wird die Vakuumpumpe 16 betätigt und Luft wird angesaugt und entfernt von der Tintenpatrone 180, um so diese zu dekomprimieren. Dann wird auch Luft, die in der Kavität 162 des Aktuators 106, montiert an die Tintenpatrone 180, vorhanden ist, entfernt.
Als nächstes wird der Tintenzuführanschluss 187 geschlossen und ein Tintenzuführrohr 26, das mit dem Tintentank 18 verbunden ist, wird mit dem Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 verbunden und Tinte wird in die Tintenpatrone 180 von dem Tintentank 18 zugeführt. Eine Hohlnadel ist an dem Ende des Tintenzuführrohrs 26 installiert und in den Lufteinlass 185 eingestochen, so dass das Tintenzuführrohr 26 mit der Tintenpatrone 180 verbunden werden kann. Da die Tintenpatrone 180 dekomprimiert ist, verbleibt keine Luft in der Kavität 162. Deshalb kann, wenn die Tintenpatrone 180 mit Tinte gefüllt ist, die Kavität 162 leicht mit Tinte gefüllt werden.
Wenn das Füllen der Tintenpatrone 180 mit Tinte abgeschlossen ist, werden der Lufteinlass 185 und der Tintenzuführanschluss 187 geschlossen und das Füllen mit Tinte ist abgeschlossen. Umgekehrt zu dem vorstehend aufgeführten Verfahren ist es möglich, Luft anzusaugen und zu entfernen von dem Lufteinlass 185, um so die Tintenpatrone 180 über den Tintenzuführanschluss 187 zu dekomprimieren und zu füllen.
Darüber hinaus kann sowohl das Ansaugen und Entfernen von Luft und das Füllen mit Tinte durch entweder den Lufteinlass 185 oder den Tintenzuführanschluss 187 ausgeführt werden.
Zu dem Zeitpunkt, in dem das Tintefüllen in die Tintenpatrone 180 endet, kann eine vorbestimmte Menge an Tinte angesaugt und ausgestoßen von dem Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180 werden. Wenn eine vorbestimmte Menge an Tinte in dem Zeitpunkt angesaugt wird, in dem das Tintefüllen endet, können Luftblasen, die in der Tinte während dem Zeitpunkt, in dem das Tintefüllen endet, gelöst sind, zusammen mit der Tinte angesaugt und entfernt werden. Darüber hinaus können Luftblasen, die in dem Tintenzuführanschluss 187 verbleiben, mit einem Schlag herausgesaugt werden. Durch Entfernen der Luftblasen, die in der Tinte gelöst sind, kann eine Verschlechterung der Druckqualität aufgrund eines Eintritts von Luftblasen, die in der Tinte gelöst sind, in den Schreibkopf und Fehlfunktionen aufgrund eines Anhaften von Luftblasen an dem Aktuator 106 verhindert werden. Der Zeitpunkt, in dem das Tintefüllen endet, kann der Zeitpunkt kurz vor dem tatsächlichen Enden des Tintefüllens oder der Zeitpunkt simultan zu dem tatsächlichen Enden des Tintefüllens oder der Zeitpunkt unmittelbar nach dem tatsächlichen Enden des Tintefüllens sein.
Weiter kann, wenn Luft angesaugt und von der Tintenpatrone 180 entfernt ist, um diese so zu dekomprimieren, die Tintenpatrone 180 mit Tinte in der gleichen Zeit gefüllt werden, wobei es in diesem Fall erforderlich ist, das Tintenzuführrohr 26, das mit dem Tintentank 18 verbunden ist, mit dem Lufteinlass 185 vorher, bevor die Tintenpatrone 180 dekomprimiert wird, zu verbinden und Tinte zu der Tintenpatrone von dem Tintentank 18 gleichzeitig mit dem Dekomprimieren der Tintenpatrone 180 zuzuführen. Durch dieses Verfahren wird die Zeit, die erforderlich ist, um die Tintenpatrone 180 zu füllen, verkürzt.
In diesem Fall ist es bevorzugt, dass die Durchflussmenge an Luft, die von der Tintenpatrone 180 angesaugt ist, größer ist als die Durchflussmenge an Tinten, die in die Tintenpatrone 180 gefüllt ist. Weiter ist es zu dem Zeitpunkt des Dekomprimierens der Tintenpatrone 180 bevorzugt, die Tintenpatrone 180 zu dekomprimieren, während diese warmgehalten wird. Wenn die Tintenpatrone 180 wie derart warm zu dem Zeitpunkt des Dekomprimierens gehalten wird, wird die Viskosität der Tinte, die zu dem Zeitpunkt des Tintefüllens eingefüllt werden soll, gesenkt und die Tintenpatrone 180 kann leicht mit Tinte gefüllt werden. Weiter kann zu dem Zeitpunkt des Füllens der Tintenpatrone 180 mit Tinte die Tintenpatrone 180 warmgehalten werden oder die Tinte, die eingefüllt werden soll, wird warmgehalten.
7 zeigt die Prozedur des Tintefüllens, wobei die Tintenfülleinrichtung 20, wie in 5 dargestellt, verwendet wird. Zuerst wird die Tintenpatrone 180 in dem Vakuumbehälter 14 installiert (S10). Als nächstes wird der Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 geschlossen (S12). Als nächstes wird Luft angesaugt und von dem Vakuumbehälter 14 durch die Vakuumpumpe 10 entfernt, um so diesen zu dekomprimieren, so dass die Tintenpatrone 180 dekomprimiert ist (S14). Als nächstes wird der Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180 geschlossen (S16). Als nächstes wird das Tintenzuführrohr 24 mit dem Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 verbunden (S18). Als nächstes wird Tinte zu der Tintenpatrone 180 von dem Tintentank 12 zugeführt (S20). Als nächstes wird, wenn das Tintefüllen in die Tintenpatrone 180 abgeschlossen ist, der Lufteinlass 185 und der Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180 geschlossen (S22). Schließlich wird die Tintenpatrone 180 von dem Vakuumbehälter 14 entfernt (S24) und die Tintenfüllprozedur ist abgeschlossen. Umgekehrt zu dem vorstehenden Verfahren ist es möglich, den Tintenzuführanschluss 187 zuerst zu schließen, Luft anzusaugen und zu entfernen von dem Lufteinlass 185, um so zu dekomprimieren und dann die Tintenpatrone 180 mit Tinte von dem Tintenzuführanschluss 187 zu füllen.
8 zeigt die Prozedur des Tintefüllens unter Verwendung der Tintenfülleinrichtung 22, die in 6 dargestellt ist. Zuerst wird der Lufteinlass 185 geschlossen (S26) und das Luftansaugrohr 29, das mit der Vakuumpumpe 10 verbunden ist, wird mit dem Tintenzuführanschluss 187 der Tintenpatrone 180 verbunden (S27). Als nächstes wird die Vakuumpumpe 16 betätigt und Luft wird angesaugt und von der Tintenpatrone 180 entfernt, um so diese zu dekomprimieren (S28). Als nächstes wird der Tintenzuführanschluss 187 geschlossen (S30) und das Tintenzuführrohr 26, das mit dem Tintentank 18 verbunden ist, wird mit dem Lufteinlass 185 der Tintenpatrone 180 (S31) verbunden und Tinte wird von dem Tintentank 18 zu der Tintenpatrone 180 zugeführt (S32). Wenn das Tintefüllen in die Tintenpatrone 180 abgeschlossen ist, werden der Lufteinlass 185 und der Tintenzuführanschluss 187 geschlossen (S34) und die Tintenfüllprozedur ist abgeschlossen.
Die Prozedur zum Zuführen von Tinte über den Lufteinlass 185 und Dekomprimieren über den Tintenzuführanschluss 187 ist vorstehend erläutert. Jedoch ist es möglich, Tinte über den Tintenzuführanschluss 187 zuzuführen und über den Lufteinlass 185 zu dekomprimieren. Weiter kann zum Dekomprimieren der Tintenpatrone 180 eine exklusive Dekompressionsöffnung in der Tintenpatrone 180 gebildet sein.
Die Tintenfülleinrichtung und das vorstehend aufgeführte Füllverfahren können für eine gebrauchte Tintenpatrone 180 verwendet werden. Das Nachfüllen der gebrauchten Tintenpatrone mit Tinte ist schwieriger als das Füllen einer neuen Tintenpatrone mit Tinte. In der gebrauchten Tintenpatrone haftet Tinte an dem Teil in der Nähe des Tintenzuführanschlusses 187 oder in der Kavität 162 des Aktuators 106 an, dort, wo feine Schlitze und Löcher während der Verwendung vorhanden sind, und Luft kann in den Schlitzen und Löchern eingeschlossen sein. Wenn die Tinte in der Tintenpatrone verbraucht ist in diesem Zustand und die Tintenpatrone entnommen wird, ist es zu dem Zeitpunkt, in dem die Tintenpatrone mit Tinte nachgefüllt wird, schwierig, die Schlitze und Löcher zu füllen, in denen Tinte anhaftet und Luft wird durch das herkömmliche Füllverfahren mit Tinte eingeschlossen. Hier werden, wenn die Tintenfülleinrichtung und das Tintenfüllverfahren, welche in 5 bis 8 dargestellt sind, zum Dekomprimieren der Tintenpatrone 180 verwendet werden, die Tinte, welche die Luft in den Schlitzen und Löchern einschließt, und die Luft, die in den Schlitzen und Löchern durch die Tinte eingeschlossen ist, angesaugt und entfernt und die Schlitze und Löcher können leicht mit Tinte gefüllt werden.
9A, 9B, 9C und 9D zeigen noch andere Ausführungsbeispiele der Tintenpatrone 180. Eine Tintenpatrone 180G gemäß 9A weist mehrere Teilungswände 212 auf, die sich von der oberen Oberfläche 194 des Tintenbehälters 194 zu dem unteren Teil erstrecken. Da der vorbestimmte Spalt zwischen den unteren Enden der entsprechenden Teilungswände 212 und der Bodenoberfläche des Tintenbehälters 194 ausgebildet ist, wird über den Bodenteil des Tintenbehälters 194 kommuniziert. Die Tintenpatrone 180G weist mehrere beinhaltende Kammern 213 auf, die blockweise festgelegt sind durch mehrere Teilungswände 212. Die Bodenteile der mehreren beinhaltenden Kammern 213 stehen miteinander in Kommunikationen. In den entsprechenden mehreren beinhaltenden Kammern 213 sind die Aktuatoren 106 an der oberen Oberfläche 194c des Tintenbehälters 194 montiert. Bevorzugt ist, dass die mehreren Aktuatoren 106, die einteilig geformt sind, wie in 2A, 2B und 2C dargestellt, als diese mehreren Aktuatoren 106 verwendet werden. Die Aktuatoren 106 sind etwa in dem Zentrum der oberen Oberfläche 194c der beinhaltenden Kammern 213 des Tintenbehälters 194 angeordnet. Das größte Volumen der beinhaltenden Kammern 213 ist das Volumen der beinhaltenden Kammer an der Seite des Tintenzuführanschlusses 187 und mit zunehmenden Abstand zu dem Tintenzuführanschluss 187 hin zu der hinteren Seite des Tintenbehälters 194 wird das Volumen der beinhaltenden Kammern 213 graduell kleiner. Deshalb sind die Intervalle, in denen die Aktuatoren 106 angeordnet sind, größer an der Seite des Tintenzuführanschlusses 187 und je weiter weg von den Tintenzuführanschlüssen 187 hin zu dem Inneren des Tintenbehälters 194, desto kleiner werden die Intervalle.
Da die Tinte von dem Tintenzuführanschluss 187 abfließt und die Luft von dem Lufteinlass 185 eindringt, wird die Tinte von der beinhaltenden Kammer 213 an der Seite des Tintenzuführungsanschluss 187 zu der beinhaltenden Kammer 213, die an der Rückseite der Tintenpatrone 180G angeordnet ist, verbraucht. Zum Beispiel wird die Tinte der beinhaltenden Kammer 213, die am nächsten zu dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, verbraucht und während der Tintenflüssigkeitspegel der beinhaltenden Kammer 213, die am nächsten zu dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, sich senkt, wird Tinte in die anderen beinhaltenden Kammern 213 eingefüllt. Wenn die Tinte der beinhaltenden Kammer 213, die am nächsten zu dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, komplett verbraucht ist, dringt die Luft in die zweite beinhaltende Kammer 213, gezählt von dem Tintenzuführanschluss 187 ein, wobei begonnen wird, die Tinte innerhalb der zweiten beinhaltenden Kammer 213 zu verbrauchen und der Tintenflüssigkeitspegel der zweiten beinhaltenden Kammer 213 fängt an zu sinken. Zu diesem Zeitpunkt wird in die beinhaltenden Kammern hinter der dritten beinhaltenden Kammer, gezählt von dem Tintenzuführanschluss 187 Tinte eingefüllt. Auf diese Weise wird die Tinte von der beinhaltenden Kammer 213, die am nächsten zu dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, eine nach der anderen zu der beinhaltenden Kammer 213, die am weitesten weg von dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, verbraucht.
Auf diese Weise können, da die Aktuatoren 106 an der oberen Oberfläche 194c des Tintenbehälters 194 in den Intervallen für jede beinhaltende Kammer 213 angeordnet sind, die Aktuatoren 106 der Verringerung des Tintenvolumens Schritt für Schritt detektieren. Darüber hinaus wird das Volumen der beinhaltenden Kammern 213 graduell kleiner von dem Volumen der beinhaltenden Kammer an der Seite des Tintenzuführanschluss 187 hin zu dem Volumen an der Rückseite der beinhaltenden Kammer 213, wobei ein Zeitintervall von dem Zeitpunkt, in dem der Aktuator 106 die Reduzierung des Tintenvolumens detektiert zu dem nächsten Zeitpunkt, in dem der Aktuator 106 die Reduzierung des nächsten Tintenvolumens detektiert, dass graduell klein ist, und je mehr sich dieser dem Tintenende nähert, desto häufiger kann er detektieren.
In einer Tintenpatrone 180G, die in 9A dargestellt ist, ist es schwierig, eine beinhaltende Kammer 213, die am weitesten weg von dem Tintenzuführanschluss 187 angeordnet ist, mit Tinte zu füllen. Insbesondere die beinhaltende Kammer 213 an der innersten Seite ist schmal, so dass es schwierig ist, diese mit Tinte zu füllen. Darüber hinaus ist es schwieriger, die Luftblasen, die in der Kavität 162 des Aktuators 106 verbleiben, der an der entferntesten beinhaltenden Kammer 213 von dem Tintenzuführanschluss 187 montiert ist, zu entfernen und diese mit Tinte zu füllen.
In diesem Fall können, wenn die Tintenfülleinrichtung und das Tintenfüllverfahren, welche in 5 bis 8 dargestellt sind, verwendet werden, die beinhaltende Kammer 213 und die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213 montiert ist, leicht mit Tinte gefüllt werden. Da die beinhaltende Kammer 213, die am Weistesten weg von dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, mit Tinte gefüllt werden soll, ist es möglich, eine Öffnung in dem oberen Teil der beinhaltenden Kammer 213, die am weitesten weg von dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, zu bilden, Tinte von der Öffnung zu füllen und dann Tinte in die beinhaltende Kammer 213 benachbart zu dem Tintenzuführanschluss 187 zu füllen. Weiter ist es möglich, die beinhaltende Kammer 213 benachbart zu dem Tintenzuführanschluss zuerst mit Tinte zu füllen und dann die beinhaltende Kammer 213, die am weitesten weg von dem Tintenzuführanschluss liegt.
Eine Tintenpatrone 180H gemäß 9B weist eine Teilungswand 212 auf, die sich von der oberen Oberfläche 194c des Tintenbehälters 194 zu dem unteren Teil erstreckt. Da das vorbestimmte Intervall beabstandet ist zwischen dem unteren Ende der Teilungswand 212 und der Bodenoberfläche des Tintenbehälters 194, wird über die Bodenoberfläche des Tintenbehälters 194 kommuniziert. Die Tintenpatrone 180H weist zwei beinhaltende Kammern 213a und 213b auf, die durch die Teilungswand 212 getrennt sind. Die Bodenteile der beinhaltenden Kammern 213a und 213b stehen in Kommunikation miteinander. Das Volumen der beinhaltenden Kammer 213a an der Seite des Tintenzuführanschluss 187 ist größer als das der beinhaltenden Kammer 213b an der Rückseite von dem Tintenzuführanschluss 187. Es ist bevorzugt, dass das Volumen der beinhaltenden Kammer 213b kleiner als die Hälfte des Volumens der beinhaltenden Kammer 213a ist.
Der Aktuator 106 ist an der oberen Oberfläche 194c der beinhaltenden Kammer 213b montiert. Darüber hinaus ist in der beinhaltenden Kammer 2123b ein Puffer 214 gebildet, der ein Kanal zum Auffangen von Blasen, die zu dem Zeitpunkt der Herstellung in die Tintenpatrone 180H eindringen, ist. In 9B ist der Puffer 214 als ein Kanal gebildet, der sich von der Seitenwand 194b des Tintenbehälters 194 zu dem oberen Teil erstreckt. Da der Puffer 214 die Blasen auffängt, die in die Tinte beinhaltende Kammer 213b eindringen, kann dieser Fehlfunktionen des Aktuators 106 beim Detektieren eines Tintenendes durch die Blasen verhindern. Darüber hinaus kann, durch Bereitstellen des Aktuators 106 an der oberen Oberfläche 194 der beinhaltenden Kammer 213b und durch Korrigieren eines Tintenvolumens von dem Zeitpunkt an, wenn ein kompletter Tintenende-Zustand vorliegt, durch Korrespondieren mit dem Tintenverbrauchszustand in der beinhaltenden Kammer 213a, aufgenommen durch einen Rasterzählwerk, die Tinte bis zum Letzten verbraucht werden. Darüber hinaus kann ein verbrauchbares Tintenvolumen, nachdem ein bevorstehendes Ende an Tinte detektiert ist, durch Einstellen des Volumens der beinhaltenden Kammer 213b durch Verändern der Längen und Intervalle der Teilungswände 213 und dergleichen verändert werden.
In einer Tintenpatrone 180H, wie dargestellt in 9B, ist es schwierig eine beinhaltende Kammer 213b mit Tinte zu füllen, die weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 187 liegt. Darüber hinaus ist es schwieriger Luftblasen, die in der Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213b montiert ist, verbleiben und diese mit Tinte zu füllen. In diesem Fall, wenn die Tintenfülleinrichtung und das Tintenfüllverfahren, die in den 5 bis 6 dargestellt sind, verwendet werden, können die beinhaltende Kammer 213b und die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213b montiert ist, leicht mit Tinte gefüllt werden. Da die beinhaltende Kammer 213b, die weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, mit Tinte gefüllt werden soll, ist es möglich, eine Öffnung in dem oberen Teil des Puffers 214 zu formen, Tinte von der Öffnung zu füllen und dann die Tinte in die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss 187 zu füllen. Weiter ist es möglich, die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss zuerst und dann die beinhaltende Kammer 213b weiter weg von dem Tintenzuführanschluss mit Tinte zu füllen.
In 9C ist die beinhaltende Kammer 213b einer Tintenpatrone 180I gemäß 9B mit einem porösen Element 216 gefüllt. Das poröse Element 216 ist ausgeformt, um den gesamten Raum von der oberen Oberfläche in der beinhaltenden Kammer 213b bis zu der unteren Oberfläche einzuschließen. Das poröse Element 216 steht in Kontakt mit dem Aktuator 106. Wenn der Tintenbehälter herunterfällt oder während einer oszillierenden Bewegung auf dem Wagen die Luft in die beinhaltende Kammer 213b eindringt, wodurch ein Risiko entsteht, dass eine Fehlfunktion des Aktuators 106 verursacht werden kann. Jedoch kann, wenn das poröse Element 216 mit diesem ausgestattet ist, das poröse Element 216 verhindern, dass Luft in den Aktuator 106 eindringt, indem es die Luft auffängt. Darüber hinaus kann, da das poröse Element 216 die Tinte aufnimmt, es verhindern, dass die Tinte über den Aktuator 106 läuft und der Aktuator 106 fälschlicherweise das Vorhandensein von Tinte durch Schwingen des Tintenbehälters detektiert, obwohl dort unter normalen Bedingungen keine Tinte vorhanden ist. Es ist bevorzugt, dass das poröse Element 216 in der beinhaltenden Kammer 213 mit dem kleinsten Volumen eingesetzt ist.
Darüber hinaus kann die Tinte bis zum Letzten verbraucht werden, indem der Aktuator 106 an der oberen Oberfläche 194c der beinhaltenden Kammer 213b bereitgestellt ist und durch Korrigieren eines Tintenvolumens von dem Zeitpunkt an, in dem das bevorstehende Tintenende detektiert ist bis zu dem Zeitpunkt, in dem er sich in einem Endzustand mit vollständig aufgebrauchter Tinte befindet. Darüber hinaus kann ein verbrauchbares Tintenvolumen nach dem das bevorstehende Tintenende detektiert ist, verändert werden durch Einstellen des Volumens der beinhaltenden Kammer 213b durch Verändern der Längen und Intervalle der Teilungswände 212 und dergleichen.
In einer Tintenpatrone 180I, die dargestellt ist in 9C, ist es schwierig, eine beinhaltende Kammer 213b mit einem porösen Element 216 mit Tinte zu füllen, welche weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 178 installiert ist. Darüber hinaus ist es schwieriger die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213b ist, mit Tinte zu füllen, ohne Luftblasen zu hinterlassen. In diesem Fall können, wenn die Tintenfüllvorrichtung und das Tintenfüllverfahren, welche in 5 bis 8 gezeigt sind, verwendet werden, die beinhaltende Kammer 213b, die Kavität 162 des Aktuators 106, montiert an der beinhaltenden Kammer 213 und das poröse Element 215 leicht mit Tinte gefüllt werden. Da das beinhaltende Element 213b weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 187 mit Tinte gefüllt werden soll, ist es möglich, eine Öffnung in den oberen Teil eines Puffers 214 zu formen, Tinte von der Öffnung zu füllen und dann Tinte in die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss 187 zu füllen. Weiter ist es möglich, die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss zuerst und dann die beinhaltende Kammer 213b weiter weg von dem Tintenzuführanschluss mit Tinte zu füllen.
9D zeigt eine Tintenpatrone 180J, die aus zwei Arten von porösen Elementen 216A und 216B mit unterschiedlichen Porengrößen zusammengestellt ist anstelle des porösen Elements 216 der Tintenpatrone 180I gemäß 9C. Das poröse Element 216A ist in dem oberen Teil des porösen Elements 216B angeordnet. Die Porengröße des porösen Elements 216A der oberen Seite ist größer als die Porengröße des porösen Elements 216B der unteren Seite. Oder das poröse Element 216A ist durch das Element gebildet, dessen Affinität für eine Flüssigkeit größer ist als die des porösen Elements 216B.
Da die Kapillaranziehung des porösen Elements 216B, dessen Porengröße kleiner ist als die des porösen Elements 216A, dessen Porengröße groß ist, sammelt sich die Tinte in der beinhaltenden Kammer 213b zu dem porösem Element 216B der unteren Seite und wird aufgenommen. Dabei besteht, wenn die Luft einmal an dem Aktuator 106 eintrifft und das Fehlen von Tinte detektiert wird, keine Chance mehr, dass die Tinte nochmal den Aktuator erreicht, und dass das Vorhandensein der Tinte detektiert wird. Darüber hinaus fließt, da die Tinte durch das poröse Element 216B der entfernten Seite von dem Aktuator 106 absorbiert wird, die Tinte nahe dem Aktuator 106 gut ab und ein wechselnder Wert der akustischen Impedanz wird, wenn Tinte vorhanden ist oder fehlt, detektiert. Darüber hinaus kann durch Bereitstellen des Aktuators 106 an der oberen Oberfläche der beinhaltenden Kammer 213b und durch Korrigieren eines Tintenvolumens von dem Zeitpunkt an, wenn die Tinte sich nahe dem Tintenend-Zustand befindet bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Tinte sich in einem kompletten Tintenend-Zustand befindet, bis zum Letzen verbraucht werden.
Darüber hinaus kann ein verbrauchbares Tintenvolumen, nachdem das nahe Tintenende detektiert wird, verändert werden durch Einstellen des Volumens der beinhaltenden Kammer 213b durch Verändern der Längen und Intervalle der Teilungswände 212 und dergleichen.
In einer Tintenpatrone 180J, die in 9D dargestellt ist, ist es schwierig, eine beinhaltende Kammer 213b mit porösen Elementen 216A und 216B, die weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 187 installiert ist, mit Tinte zu füllen. Darüber hinaus ist es schwieriger die Kavität 162 des Aktuators 106, montiert an der beinhaltenden Kammer 213B mit Tinte zu füllen, ohne Luftblasen dort zu hinterlassen. In dem Fall, in dem die Tintenfüllvorrichtung und das Tintenfüllverfahren, die in 5 bis 8 dargestellt sind, verwendet werden, können die beinhaltende Kammer 213b mit den installierten porösen Elementen 216A und 216B und die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213b montiert ist, leicht mit Tinte gefüllt werden. Da die beinhaltende Kammer 213B, die weiter weg ist von dem Tintenzuführanschluss 187, mit Tinte gefüllt werden soll, ist es möglich, eine Öffnung in dem oberen Teil eines Puffers 214 zu formen, die Tinte von der Öffnung zu füllen und dann Tinte in die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss 187 zu füllen. Weiter ist es möglich, die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss zuerst und dann die beinhaltende Kammer 213b weiter weg von dem Tintenzuführanschluss mit Tinte zu füllen.
10A, 10B und 10C sind Schnittansichten, welche Tintenpatronen 180K, 180L zeigen, die andere Ausführungsbeispiele der Tintenpatrone 180I, die in 9C dargestellt ist, sind. Die porösen Elemente 216 der Tintenpatronen 180K, 180L, die in 10A, 10B und 10C gezeigt sind, sind so aufgebaut, dass die Schnittflächen in der horizontalen Richtung der unteren Teile der porösen Elemente 216 komprimiert sind, um so graduell kleiner zu der Bodenoberfläche des Tintenbehälters 194 zu werden, und dass deren Porengröße zu der Bodenoberfläche hin kleiner wird. In der Tintenpatrone 180K gemäß 10A ist eine Rippe an der Seitenwand ausgebildet, um das poröse Element zu komprimieren, so dass die Porengröße des porösen Elements 216 an der unteren Seite kleiner ist.
Da die Porengröße an dem unteren Teil des porösen Elements 216 komprimiert und klein ist, sammelt sich die Tinte an dem unteren Teil des porösen Elements 216 und wird dort gehalten. Da die Tinte von dem porösen Element 216B von der entfernten Seite von dem Aktuator 106 absorbiert wird, fließt die Tinte nahe dem Aktuator 106 gut ab und ein sich verändernder Wert der akustischen Impedanz bei fehlender oder vorhandener Tinte wird ermittelt. Deshalb kann verhindert werden, dass Tinte über den Aktuator 106, der an der oberen Oberfläche der Tintenpatrone 180K montiert ist, durch Schwingen der Tinte läuft und dass der Aktuator 106 fälschlicherweise das Vorhandensein von Tinte detektiert, obwohl dort in einem normalen Zustand keine Tinte ist.
Auf der anderen Seite ist in einer Tintenpatrone 180L gemäß 10B und 10C, die Schnittfläche in der horizontalen Richtung des unteren Teils des porösen Elements 216 komprimiert, um so graduell kleiner hin zu der Bodenoberfläche des Tintenbehälters 194 zu werden, und dessen Porengröße wird graduell kleiner hin zu der Bodenoberfläche.
Da die Porengröße des porösen Elements des unteren Teils komprimiert und klein ist, sammelt sich die Tinte an dem unteren Teil des porösen Elements 216 und wird gehalten. Da die Tinte durch das poröse Element 216a der entfernten Seite von dem Aktuator 106 absorbiert wird, fließt die Tinte in der Nähe des Aktuators 106 gut ab und ein sich verändernder Wert der akustischen Impedanz, wenn Tinte vorhanden ist oder fehlt, wird detektiert. Deshalb kann es verhindert werden, dass Tinte über den Aktuator 106, der an der oberen Oberfläche der Tintenpatrone 180K montiert ist, durch Schwingen der Tinte läuft und dass der Aktuator 106 fälschlicherweise das Vorhandensein von der Tinte detektiert, obwohl dort unter normalen Umständen keine Tinte ist.
In den Tintenpatronen 180K und 180L, die in 10A und 10B gezeigt sind, ist es schwierig eine beinhaltende Kammer 213b, in der das poröse Element 216 installiert ist, die weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 187 liegt, mit Tinte zu füllen. Darüber hinaus ist es schwieriger, die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213b montiert ist, mit Tinte zu füllen, ohne Luftblasen dort zu hinterlassen. In diesem Fall können, wenn die Tintenfülleinrichtung und das Tintenfüllverfahren, die in 5 bis 8 gezeigt sind, verwendet werden, die beinhaltende Kammer 213b, die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 213b montiert ist und das poröse Element 216 leicht mit Tinte gefüllt werden. Da die beinhaltende Kammer 213b weiter weg von dem Tintenzuführanschluss 187 mit Tinte gefüllt werden soll, ist es möglich, eine Öffnung in den oberen Teil eines Puffers 214 zu formen, Tinte von der Öffnung zu füllen und dann die Tinte in die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss 187 zu füllen. Weiter ist es möglich, die beinhaltende Kammer 213a benachbart zu dem Tintenzuführanschluss zuerst zu füllen und dann die beinhaltende Kammer 213b weiter weg von dem Tintenzuführanschluss mit Tinte zu füllen.
11A, 11B, 11C und 11D zeigen noch andere Ausführungsbeispiele der Tintenpatrone, die den Aktuator 106 verwenden. Eine Tintenpatrone 220A gemäß 11A weist eine erste Teilungswand 222 auf, die sich von der oberen Oberfläche zu dem unteren Teil erstreckt. Da der vorbestimmte Spalt beabstandet zwischen dem unteren Ende der ersten Teilungswand 222 und der Bodenoberfläche der Tintenpatrone 220A liegt, kann die Tinten intern den Tintenzuführanschluss 230 durch die Bodenoberfläche der Tintenpatrone 220A fließen. An der Seite des Tintenzuführanschluss 230 weg von der ersten Teilungswand 22 ist eine zweite Teilungswand 224 aufwärts stehend von der Bodenoberfläche der Tintenpatrone 220A ausgebildet. Da der vorbestimmte Spalt zwischen dem oberen Ende der zweiten Teilungswand 224 und der oberen Oberfläche der Tintenpatrone 230 beabstandet ist, kann Tinte in den Tintenzuführanschluss 230 durch die obere Oberfläche der Tintenpatrone 220A fließen.
Eine erste beinhaltende Kammer 225 ist an der Rückseite der ersten Teilungswand 222, wenn diese von dem Tintenzuführanschluss 230 aus betrachtet wird, durch die erste Teilungswand 222 ausgebildet. Auf der anderen Seite ist eine zweite beinhaltende Kammer 225 an der vorderen Seite der zweiten Teilungswand 224, betrachtet von dem Tintenzuführanschluss 230 aus, durch die zweite Teilungswand 224 gebildet. Das Volumen der ersten beinhaltenden Kammer 225a ist größer als das Volumen der zweiten beinhaltenden Kammer 225b. Der Kapillardurchgang 227 ist durch Beabstanden der ersten Teilungswand 222 und der zweiten Teilungswand 224 zueinander gebildet, so dass das Kapillarphänomen zwischen diesen auftritt. Deshalb sammelt sich die Tinte der ersten beinhaltenden Kammer 225 an dem Kapillardurchgang 227 durch Kapillaranziehung des Kapillardurchgangs 227. Deshalb kann das Einschließen von Gas und einer Blase in der zweiten beinhaltenden Kammer 225b verhindert werden. Weiter kann der Tintenflüssigkeitspegel in der zweiten beinhaltenden Kammer 225b graduell und stabil gesenkt werden. Da die erste beinhaltende Kammer 225 an der Rückseite der zweiten beinhaltenden Kammer 225b gebildet ist, betrachtet von dem Tintenzuführanschluss 230 aus, wird, nachdem die Tinte der ersten beinhaltenden Kammer 225 verbraucht ist, die Tinte der zweiten beinhaltenden Kammer 225 verbraucht.
Der Aktuator 106 ist an der Seitenwand der Seite des Tintenzuführanschluss 230 der Tintenpatrone 220A montiert, das heißt, an der Seitenwand der Seite des Tintenzuführanschluss 230 der zweiten beinhaltenden Kammer 225b. Der Aktuator 106 detektiert einen Tintenverbrauchszustand innerhalb der zweiten beinhaltenden Kammer 225b. Ein verbleibendes Tintenvolumen zu dem Zeitpunkt nahe dem Tintenende kann durch Montieren des Aktuators 106 an der Seitenwand der zweiten beinhaltenden Kammer 225b stabil detektiert werden. Darüber hinaus kann ein verbleibendes Tintenvolumen in dem Zeitpunkt, zu dem die Tinte endet, frei eingestellt werden durch Verändern der Höhe in der der Aktuator 106 an der Seitenwand der zweiten beinhaltenden Kammer 225b montiert ist. Da der Aktuator 106 nicht durch die seitwärts schwingende Tinte der Tintenpatrone 220a durch Zuführen der Tinte von der ersten beinhaltenden Kammer 225 zu der zweiten beinhaltenden Kammer 225b durch den Kapillardurchgang 227 beeinflusst ist, kann der Aktuator 106 sicher das verbleibende Tintenvolumen messen. Darüber hinaus wird, da der Kapillardurchgang 227 die Tinte hält, verhindert, dass Tinte von der zweiten beinhaltenden Kammer 225 zu der ersten beinhaltenden Kammer 225a zurückfließt.
Ein Kontrollventil 228 ist an der oberen Oberfläche der Tintenpatrone 220A ausgebildet. Wenn die Tintenpatrone 220A seitlich schwingt, kann verhindert werden, dass die Tinte zu dem äußeren der Tintenpatrone 220A durch das Kontrollventil 228 ausläuft. Darüber hinaus kann das Verdampfen der Tinte aus der Tintenpatrone 220a durch Anbringen des Kontrollventils 228 an der oberen Oberfläche der Tintenpatrone 220A verhindert werden. Wenn die Tinte in der Tintenpatrone 220A verbraucht ist und ein Unterdruck in der Tintenpatrone 220A den Druck des Kontrollventils 228 übersteigt, wird das Kontrollventil 228 geöffnet, die Luft wird in der Tintenpatrone 220A absorbiert und nachfolgend wird dieses geschlossen und hält den Druck in der Tintenpatrone 220A auf einem bestimmten Level.
11C und 11D zeigen Abschnitte des Kontrollventils 228 im Detail. Das Kontrollventil 228 nach 11C umfasst ein Ventil 232 mit einem Schieber 232a, der mit einem Gummi gebildet ist. Ein Luftloch 233, das in Kommunikation mit dem Äußeren der Tintenpatrone 220 kommuniziert, ist an der Tintenpatrone 220 gegenüberliegend zu dem Schieber 232a ausgebildet. Das Luftloch 233 wird durch den Schieber 232a geöffnet und geschlossen. In dem Kontrollventil 228 öffnet, wenn die Tinte in der Tintenpatrone 220 verringert ist und der Unterdruck in der Tintenpatrone den Betriebsdruck des Kontrollventils 228 übersteigt, der Schieber 232a im Inneren der Tintenpatrone 220 und nimmt die Luft von außen in die Tintenpatrone 220 auf. Das Kontrollventil 228 nach 11D umfasst das Ventil 232, das mit einem Gummi und einer Feder 235 gebildet ist. In dem Kontrollventil 228 drückt und beaufschlagt, wenn der Unterdruck in der Tintenpatrone 220 den Betriebsdruck des Kontrollventils 228 übersteigt, das Ventil 232 die Feder 234, um geöffnet zu werden, absorbiert die Luft von außen in die Tintenpatrone 220 und schließt nachfolgend und hält den Unterdruck in der Patrone 220 auf einem bestimmten Level.
In einer Tintenpatrone 220B gemäß 11B ist, anstatt das Kontrollventil 228 in der Tintenpatrone 220A nach 11A vorzusehen, das poröse Element 242 dort angeordnet. Das poröse Element 242 verhindert, dass die Tinte zu dem Äußeren der Tintenpatrone 220B ausläuft, wenn die Tintenpatrone 220B seitlich schwingt genauso wie das poröse Element 242 die Tinte in der Tintenpatrone 220B hält.
In einer Tintenpatrone 220A kann, wenn Tinte von einem Kontrollventil 228 zugeführt wird, eine zweite beinhaltende Kammer 225 mit einem montierten Aktuator 225b nicht komplett mit Tinte gefüllt werden, aufgrund eines Kapillardurchgangs 227. Weiter ist es, selbst wenn Tinte von einem Tintenzuführanschluss 230 gefüllt wird, schwierig, eine erste beinhaltende Kammer 225a vollständig mit Tinte zu füllen aufgrund der Kapillarkraft des Kapillardurchgangs 227. Weiter ist es schwieriger die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 225b montiert ist, mit Tinte zu füllen, ohne Luftblasen dort zu hinterlassen. In diesem Fall können, wenn die Tintenfülleinrichtung und das Tintenfüllverfahren, die in 5 bis 8 gezeigt sind, verwendet werden, die beinhaltenden Kammern 225a und 225b und die Kavität 162 des Aktuators, der an die beinhaltende Kammer 225b montiert ist, leicht mit Tinte gefüllt werden. Zum Beispiel wird, wenn die Tintenfülleinrichtung, die in 5 dargestellt ist, verwendet wird, zuerst die Tintenpatrone 220A in dem Vakuumbehälter installiert. Als nächstes wird das Kontrollventil 228 geschlossen und Luft wird von dem Tintenzuführanschluss 230 durch die Vakuumpumpe angesaugt, um so die Tintenpatrone 220A zu komprimieren. Als nächstes kann, um die Tintenpatrone 220A mit Tinte zu füllen, Tinte von dem Tintenzuführanschluss 230 eingefüllt werden oder Tinte kann von dem Kontrollventil 228 nach Schließen des Tintenzuführanschluss 230 eingefüllt werden.
In einer Tintenpatrone 220B kann, wenn Tinte von einer Öffnung 250, die in dem oberen Teil der Tintenzuführkammer 225a geformt ist, zugeführt wird, die zweite beinhaltende Kammer 225b mit dem montierten Aktuator 225b nicht komplett mit Tinte gefüllt werden aufgrund eines porösen Elements 242 und dem Kapillardurchgang 227. Weiter ist es, selbst wenn Tinte von dem Tintenzuführanschluss 230 gefüllt wird, schwierig, die erste beinhaltende Kammer 225a mit Tinte komplett zu füllen aufgrund des porösen Elements 242 und der Kapillarkraft des Kapillardurchgangs 227. Weiter ist es schwieriger, die Kavität 162 des Aktuators 106, der an der beinhaltenden Kammer 225 montiert ist, mit Tinte zu füllen, ohne Luftblasen zu hinterlassen. In diesem Fall können, wenn die Tintenfülleinrichtung und das Tintenfüllverfahren, die in den 5 bis 8 gezeigt sind, verwendet werden, die beinhaltenden Kammern 225a und 225b und die Kavität 162 des Aktuators 106, der an die beinhaltende Kammer 225b montiert ist, leicht mit Tinte gefüllt werden. Zum Beispiel wird, wenn die in 5 dargestellte Tintenfülleinrichtung verwendet wird, zuerst die Tintenpatrone 220B in dem Vakuumbehälter 14 installiert. Als nächstes wird der Tintenzuführanschluss 230 geschlossen und Luft wird von der Öffnung 250, die in dem oberen Teil der beinhaltenden Kammer 225a durch die Vakuumpumpe 10 angesaugt, um so die Tintenpatrone 220B zu dekomprimieren. Als nächstes kann, um die Tintenpatrone 220B mit Tinte zu füllen, Tinte von dem Tintenzuführanschluss 230 gefüllt werden oder Tinte kann von der Öffnung 250 nach Schließen des Tintenzuführanschluss 230 gefüllt werden.
12 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Konfiguration zeigt, die den Aktuator 106 integriert als ein Modulgehäuse 100 ausbildet. Das Modulgehäuse 100 ist an der vorbestimmten Stelle des Behältergehäuses eingerichtet. Das Modulgehäuse 100 ist so ausgebildet, dass es eine Verbrauchszustand der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse 1 durch Detektieren zumindest einer Veränderung der akustischen Impedanz in der Tintenflüssigkeit detektiert.
Das Modulgehäuse 100 des vorliegenden Ausführungsbeispiels weist einen Flüssigkeitsbehältermontageteil 101 zum Montieren des Aktuators 106 an dem Behältergehäuse 1 auf. Der Flüssigkeitsbehältermontageteil 101 ist so ausgebildet, dass ein kreisförmiger Zylinderteil 116, der den Aktuator 106 zum Oszillieren mittels eines Antriebssignals beinhaltet, an der Basis 102 montiert ist, deren Ebene etwa rechtwinklig ist. Da es so ausgebildet ist, dass der Aktuator 106 des Modulgehäuses 100 nicht in Kontakt mit dem Äußeren kommen kann, wenn das Modulgehäuse 100 an der Tintenpatrone eingerichtet ist, kann der Aktuator 106 vor dem Kontaktieren mit dem Äußeren geschützt werden. Es ist zu beachten, dass eine Kante einer Spitzenseite des kreisförmigen Zylinderteils 116 in einer runden Form gebildet ist und es kann leicht zwischendrin eingepasst werden, wenn es in dem Loch, das an der Tintenpatrone ausgebildet ist, eingerichtet wird.
13 ist eine Querschnittsansicht eines Ausführungsbeispiels einer Tintenpatrone für monochromatische Tinte, zum Beispiel für schwarze Tinte, für welche die vorliegende Erfindung angewandt wird. In der Tintenpatrone, die in 13 dargestellt ist, wird der Verbrauchszustand der Tinte durch ein Verfahren zum Vibrieren des Vibrationsteil einer piezoelektrischen Einrichtung (ein Aktuator) mit einem piezoelektrischen Element detektiert, wonach die elektromotorischen Gegenkraft gemessen wird, die durch die verbleibende Vibration in dem Vibrationsteil erzeugt wird, wodurch die Resonanzfrequenz oder die Amplitude der elektromotorischen Gegenkraftwellenform detektiert wird und die Veränderungen der akustischen Impedanz detektiert wird. Als ein Mittel zum detektieren von Veränderungen in der akustischen Impedanz wird der Aktuator 106 verwendet.
In dem Behältergehäuse 1 zum Beinhalten von Tinte wird der Tintenzuführanschluss 2, der mit der Tintenzuführnadel der Aufzeichnungsvorrichtung verbunden ist, bereitgestellt. Außerhalb des Bodens 1a des Behältergehäuses 1 ist der Aktuator 106 so befestigt, dass dieser in Kontakt mit der internen Tinte über das Durchgangsloch 1c kommt. Dafür, dass das Medium in Kontakt mit dem Aktuator 106 sich von Tinte zu Gas in dem Zustand, in dem die Tinte beinahe verbraucht ist, verändern kann, das heißt zu dem Zeitpunkt nahe dem Tintenende, ist der Aktuator 106 in einer Position leicht über dem Tintenzuführanschluss 2 installiert. Ein Mittel zum Erzeugen von Vibrationen kann unabhängig installiert sein und der Aktuator 106 kann nur als Detektiermittel verwendet werden.
14 ist eine Schnittansicht, welche den wesentlichen Abschnitt einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zeigt, die für die Tintenpatrone, die in 13 dargestellt ist, geeignet ist. An dem Tintenzuführanschluss 2 sind eine Dichtung 4 und ein Ventilgehäuse 6 installiert. Wie in 14 dargestellt, ist die Dichtung 4 flüssigkeitsdicht mit einer Tintenzuführnadel 32, welche mit einem Schreibkopf 31 verbunden ist, verbunden. Das Ventilgehäuse 6 ist elastisch mit der Dichtung 4 durch eine Feder 5 verbunden. Wenn die Tintennadel 32 eingefügt wird, wird das Ventilgehäuse 6 durch die Tintenzuführnadel 32 gedrückt und öffnet den Tintendurchflussweg und Tinte in dem Behältergehäuse 1 wird zu dem Schreibkopf 31 über den Tintenzuführanschluss 2 und die Tintenzuführnadel 32 zugeführt. An der oberen Wand des Behältergehäuses 1 ist ein Halbleiterspeichermittel 7, welches Informationen über die Tinte in der Tintenpatrone 15 speichert, montiert.
Ein Wagen 30, der sich in die Richtung der Breite eines Aufzeichnungspapiers vor und zurück bewegt, weist eine Untertankeinheit 33 auf, und der Aufzeichnungskopf 31 ist an dem Boden der Untertankeinheit 33 installiert. Die Tintenzuführnadel 32 ist an der Ladeseite der Tintenpatrone der Untertankeinheit 33 installiert.
Die vorstehend aufgeführte Tintenpatrone dieses Ausführungsbeispiels weist ein lyophobes Bauteil auf, welches lyophob zu einer Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ist. Diese Beziehung wird hiernach erläutert.
15A und 15B sind Zeichnungen, die herkömmliche Materialien beziehungsweise Materialien zeigen, die lyophob zu einer optionalen Flüssigkeit sind. Die lyophobe Eigenschaften bedeutet eine lyophobische Eigenschaft auf eine optionale Flüssigkeit und umfasst hydrophobische Eigenschaften, Öl abweisende Eigenschaften, Wasserabstoßeffekte, Ölabstoßeffekte, wasserresistente Effekte, Ultra-Öl-abweisende Eigenschaften, ultrahydrophobische Eigenschaften, ultraölabweisende Eigenschaften, Ultrawasserabstoßeffekte und Ultraölbeständigkeitseffekte. Eine Flüssigkeit L steht in Kontakt mit einem Material B1 oder B2 in einem Kontaktwinkel Θ2 oder Θ2. Der Kontaktwinkel Θ1 gemäß 15A ist kleiner als der Kontaktwinkel Θ2 gemäß 15B. Der Kontaktwinkel Θ1 liegt in dem Bereich von etwa 30 Grad bis etwa 60 Grad. Der Grund ist, dass das Material B1 nicht lyophob ist, da es nicht einem lyophoben Prozess unterzogen ist.
Auf der anderen Seite ist gemäß 15B der Kontaktwinkel Θ2 größer als der Kontaktwinkel Θ1 und das Material B2 zeigt lyophobe Eigenschaften zu der Flüssigkeit L. Daher ist das Material B2 ein lyophobes Material zu der Flüssigkeit L. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Kontaktwinkel der Flüssigkeit zu dem lyophoben Bauteil etwa 60 Grad oder mehr und es ist bevorzugt, dass der Kontaktwinkel näher an 180 Grad liegt.
In Bezug auf das lyophobe Bauteil kann das Material selbst lyophob sein. Selbst wenn das Material selbst nicht lyophob ist, kann der Teil lyophob ausgebildet sein, indem dieser mit einem lyophoben Material bedeckt ist. Ein hoch lyophobes Material kann ein Material sein, das eine hohe Oberflächenspannung einer Flüssigkeit in Beziehung zu der Flüssigkeit aufweist.
16A und 16B sind Schnittansichten von dem Teil des Aktuators 106, das befestigt ist an der Seitenwand des Behältergehäuses 1, wobei dieses vergrößert ist. 16A ist eine Schnittansicht eines Vergleichsbeispiels mit keinem lyophoben Bauteil. 16B ist eine Schnittansicht dieses Ausführungsbeispiels mit einem lyophoben Bauteil.
Da in dem Vergleichsbeispiel kein lyophobes Bauteil vorhanden ist, wie in 16A gezeigt, verbleibt, wenn Tinte an dem Vibrationsbereich 176a fälschlicherweise anhaftet, wenn dort keine Tinte um den Aktuator 106 vorhanden ist, ein Tintentropfen M dort. Weiter kann, selbst wenn Tinte um den Vibrationsbereich 176a anhaftet, der Tintentropfen fälschlicherweise zu dem Vibrationsbereich 176 herabfallen. Deshalb kann der Aktuator 106 fälschlicherweise detektierten, dass dort Tinte vorhanden ist, obwohl dort keine Tinte vorhanden ist.
Auf der anderen Seite bedeutet in dem in 16B dargestellten Ausführungsbeispiel, dass das lyophobe Bauteil ein Teil ist, welcher tinteabweisend zu Tinte in dem Behältergehäuse 1 ist. Der Aktuator 106 weist ein lyophobes Bauteil auf, welches tinteabweisend zu Tinte in dem Behältergehäuse ist, auf. Der Vibrationsbereich 176a einer Membran 176, welche zumindest in Kontakt mit der Tinte steht, ist in dem lyophoben Bauteil umfasst. Da der Vibrationsbereich 176a in dem lyophoben Bauteil umfasst ist, ist, selbst wenn Tinte an dem Vibrationsbereit 176a fälschlicherweise anhaftet, wenn dort keine Tinte um den Aktuator 106 vorhanden ist, der Kontaktwinkel mit Tinte groß, und somit kann Tinte nicht in dem Vibrationsbereich 176a verbleiben und fällt durch das Eigengewicht der Tinte herab. Deshalb wird der Aktuator 106 nicht fälschlicherweise detektieren, dass dort Tinte vorhanden ist, obwohl dort keine Tinte ist.
Die Peripherie des Vibrationsbereichs 176a kann in dem lyophoben Bauteil umfasst sein. Zum Beispiel kann eine innere Seite 161a der Kavität 162 in dem lyophoben Teil umfasst sein. Darüber hinaus kann eine Substratrückseite 178a eines Substrats 178, welche in das Innere des Behältergehäuses 1 weist, in dem lyophoben Bauteil als tintenabweisend umfasst sein. Weiter sind nicht nur der Aktuator 106 sondern auch das Durchgangsloch 1c des Behältergehäuses 1 und die innere Wandoberfläche 1d des Behältergehäuses 1 tinteabweisend ausgebildet, womit der Aktuator 106 und das Behältergehäuse 1 in dem lyophoben Teil umfasst sind. Wenn die Peripherie des Vibrationsbereichs 176a lyophob ausgebildet ist wie hier, verbleibt Tinte, die fälschlicherweise anhaftet, nicht in der Kavität 162 und dem Durchgangsloch 1c. Dadurch detektiert der Aktuator 106 nicht fälschlicherweise, dass dort Tinte vorhanden ist, obwohl dort keine Tinte ist.
Darüber hinaus können zusätzlich zu dem Aktuator 106, dem Behältergehäuse 1 und dem Tintenzuführanschluss 2 alle Teile, die Kontakt mit der Tinte in der Tintenpatrone stehen, tinteabweisend ausgebildet werden. In solch einem Fall sind alle Bauteile, die in Kontakt mit Tinte in der Tintenpatrone stehen, lyophobe Bauteile.
Wenn der gesamte Teil in der Tintenpatrone als lyophobes Bauteil eingerichtet ist, wird Tinte nicht in dem Behältergehäuse 1 und dem Aktuator 106 verbleiben. Deshalb kann die gesamte Tinte in der Tintenpatrone effektiv verwendet werden.
Wenn eine Tintenpatrone mit einem lyophoben Bauteil wie dieses verwendet wird, verbleibt zu dem Zeitpunkt des Nachfüllens der Tinte keine Tinte in der Tintenpatrone, so dass neue Tinte nachgefüllt werden kann, ohne mit alter Tinte, deren Qualität aufgrund eines Kontakts mit Luft verringert ist, vermischt zu werden.
Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, da keine Tinte in der Tintenpatrone verbleibt, zu dem Zeitpunkt des Nachfüllens der Tintenpatrone das Behältergehäuse 1 im Inneren zu reinigen oder ein sehr einfaches Reinigen ist ausreichend. Zum Beispiel kann, wenn eine leere Tintenpatrone gereinigt werden muss, diese leicht gereinigt werden mittels einer Reinigungsflüssigkeit mit einer höheren Affinität zu der inneren Wand der Tintenpatrone und dem Aktuator 106 als die der Tinte, die in dem Behältergehäuse 1 beinhaltet ist. Detaillierter kann, wenn die Tintenpatrone wässrige Tinte verwendet, diese leicht durch eine ölige Reinigungsflüssigkeit mit einer höheren Affinität zu der Innenseite der Tintenpatrone gereinigt werden. Deshalb kann die Reinigungszeit zu dem Zeitpunkt des Nachfüllens der Tintenpatrone verkürzt werden. Deshalb sind die Recyclingkosten der Tintenpatrone verringert.
Es bestehen keine speziellen Restriktionen für die Auswahl einer Reinigungsflüssigkeit, so lange die Reinigungsflüssigkeit lyophiler ist, als die Tinte. Eine Reinigungsflüssigkeit, die lyophober ist als Tinte, kann mehr an die innere Wand der Tintenpatrone und an den Aktuator gewöhnt sein. Deshalb können Verunreinigungen in der Tintenpatrone leicht weg gewaschen werden.
Um keine Tinte in der Kavität 162 zu hinterlassen, ist es möglich, die Kavität 162 innen tinteabweisend auszubilden und die Substratrückseite 178a um die Kavität 162 lyophil (tinteanziehend) auszubilden.
Die lyophile Eigenschaft bedeutet die Affinität zu einer optionalen Flüssigkeit und umfasst hydrophile Eigenschaften, ölanziehende Eigenschaften, ultrahydrophile Eigenschaften und ultra-ölanziehende Eigenschaften. Der Kontaktwinkel einer Flüssigkeit mit dem lyophilen Bauteil beträgt etwa 30 Grad oder weniger und es ist bevorzugt, dass der Kontaktwinkel näher an 0 liegt.
Darüber hinaus ist es möglich, um keine Tinte in dem Durchgangsloch 1c zu hinterlassen, die Innenseite der Kavität 162, die Substratrückseite 178a und die innere Wand der Durchgangslochs 1c tinteabweisend auszubilden und die innere Seite 1d der Peripherie des Durchgangslochs 1c tinteanziehend auszubilden. Dadurch verbleibt die Tinte in der Kavität 162 und dem Durchgangsloch 1c kaum in der Kavität 162 und dem Durchgangsloch 1c und fließt leicht unter das Behältergehäuse 1 durch Passieren der Substratrückseite 178a und der inneren Seite 1d. Selbst wenn Tinte an dem Aktuator 106 und dessen Peripherie anhaftet, fließt Tinte ohne anzuhalten herunter.
Wenn eine Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter nicht in der Kavität 162 verbleibt, wie verglichen mit einem Fall, in dem Tinte in der Kavität 162 oder dem Durchgangsloch 1c verbleibt, sind zumindest Veränderungen in der akustischen Impedanz, welche durch den Aktuator 106 detektiert wird, bemerkbar. Deshalb kann der Aktuator 106 das Vorhandensein von Tinte in der Tintenpatrone deutlicher und genauer detektieren.
Währenddessen, wenn die Kavität 162 oder das Durchgangsloch tinteanziehend ausgebildet sind und somit die Tintenpatrone mit Tinte gefüllt werden soll, ist es schwierig die Kavität 162 oder das Durchgangsloch 1c mit Tinte zu füllen.
Jedoch wird, gemäß diesem Ausführungsbeispiel, wie zuvor aufgeführt, wenn das Behältergehäuse 1 mit Tinte zu dem Zeitpunkt der Herstellung einer Tintenpatrone gefüllt wird oder wenn die Tintenpatrone wiederverwendet wird, ein Unterdruck in der Tintenpatrone durch Evakuierung eingestellt und die Tintenpatrone wird mit Tinte unter Verwendung des Unterdrucks gefüllt oder nachgefüllt. Als Folge davon sind, obwohl die Kavität 162 und das Durchgangsloch 1c tinteabweisend sind, diese geeignet, um mit Tinte gefüllt zu werden.
17A und 17B sind Schnittansichten von dem Teil des Aktuators 106, der an der Seitenwand des Behältergehäuses 1 befestigt ist, welcher vergrößert ist. Ein Tintentropfen, der angepasst ist, an dem Aktuator 106 fälschlicherweise zu haften, nachdem der Tintenpegel den Aktuator 106 passiert hat, ist ebenfalls in der Zeichnung dargestellt.
17A ist eine Zeichnung, die ein Vergleichsbeispiel zeigt. Das Durchgangsloch 1c und die Kavität 162 sind tinteabeweisend, so dass Tintentropfen an dem Aktuator 106 und dem Durchgangsloch 1c anhaften und dort verharren. Deshalb besteht dort die Möglichkeit, dass der Aktuator 106 fälschlicherweise detektiert, dass dort Tinte in der Tintenpatrone ist, obwohl dort keine Tinte in der gleichen ist.
17B ist eine Zeichnung, welche dieses Ausführungsbeispiel zeigt. Wenn das Durchgangsloch 1c und die Kavität 162 tinteabweisend ausgebildet sind, können keine Tintentropfen an dem Aktuator 106 anhaften und diese fallen mit einer annähernd sphärischen Form, die durch die Oberflächenspannung gehalten wird, herab. Deshalb wird der Aktuator 106 nicht fälschlicherweise das Vorhandensein von Tinte in der Tintenpatrone detektieren.
Als nächstes wird ein lyophobes Material erläutert. Ein lyophobes Material zum Formen eines lyophoben Bauteils ist nicht besonders beschränkt. Deshalb kann ein optionales lyophobes Material verwendet werden. Als ein stark lyophobes Material gelten im Allgemeinen ein Material umfassend Fluorin-Kunstharz (Fluoroalkyl-Verbindung) und Silikon-Kunstharze. Zum Beispiel sind Fluoroolefin und Fluorin-Kunstharz mit der Perfluoro-Gruppe thermisch und chemisch stabil und besser hinsichtlich Wasserresistenz, chemischer Resistenz, Lösemittelbeständigkeit, Löslichkeit, Abriebbeständigkeit und Wasserabstoßeigenschaften. Silikon Kunstharz ist überlegen hinsichtlich Wasserabstoßeigenschaften und Ölabstoßeigenschaften. Jedoch ist die Zusammenstellung eines Anstrichs oft durch eine Kombination mit einem anderen Kunstharz wie Acryl-Kustharz, Epoxid-Kunstharz oder Urethan-Kunstharz oder Modifikationen aufgebaut, um so die Härte zu erhalten.
Detaillierter sind die Materialien, die verwendet werden, von einem Lacktyp-Fluorin-Kunstharzmaterial, einem ultraviolettaushärtendem Fluorinmaterial, einem Duroplast-Fluorin-Kunstharzmaterial, einem Fluorin-Silan-Kopplungsvermittler, einer Epoxidharzzusammenstellung mit dispergierten Fluorin-Kunstharzpartikeln, einer Fluorin-Epoxid-Kunstharzzusammenstellung, Fluorin-Diol, Polytetrafluorethylen (PTFE).
Die Materialien, die verwendet werden, sind auch ein Silan-Kopplungsvermittler, ein Silikon-Oberflächenaktiver-Vermittler, Silikongummi, Petrolatum, Hydroxylgruppen-Silikon, Chemikalien, die das Zweikomponenten-System von Silikon und Acryl-Kunstharz verwenden, Ethylsilikat, N-Butyl-Silikat, N-Propyl-Silikat, Chlorosilan, Alkoxysilan und Silazin.
Darüber hinaus können die Materialien, die verwendet werden, auch sein: Chemikalien, die Epoxy-Kunstharz verwenden, kationische Polymerisations-Katalysatoren, Digrim, PP, PE, PA, PET, PBT, PSF, PES, PEEK, PEI, OPP, PVC, Malein-Petroleum-Kunstharz-Alkalisalz, Paraffinwachs und Fotokatalysatoren.
Ein Verfahren zum Bedecken der Oberfläche eines vorbestimmten Materials mit einem lyophoben Material ist nicht besonders beschränkt. Deshalb kann ein optionales Verfahren zum Bedecken eines lyophoben Materials verwendet werden. Als ein Verfahren zum Bedecken eines lyophoben Materials gibt es zu Beispiel Plattieren, Beschichten, Filmadhäsion und Auftragen. Ein lyophobes Material kann beschichtet werden unter Verwendung jeder anderen bekannten optionalen Technik. Zum Beispiel kann in dem Verfahren durch Beschichten ein lyophobes Material durch Drallbeschichten von Tropfen eines lyophoben Flüssigkeit vor oder während der Rotation eines lyophoben Bauteils und Beschichten durch Rotation des lyophoben Bauteils beschichtet werden oder Tauchlackieren durch Eintauchen und Beschichten des lyophoben Bauteils in eine lyophobe Flüssigkeit oder durch Walzenauftragen einer Beschichtung einer lyophoben Flüssigkeit auf ein flüssigkeitsanziehendes Teil durch Walzen. Weiter kann eine flüssigkeitsanziehende Flüssigkeit auf ein lyophobes Bauteil nur mittels eines Pinsels beschichtet werden. Weiter kann ein lyophobes Bauteil durch Anhaften einer Beschichtungsschicht, die aus einem lyophoben Material zusammengestellt ist, an einem vorbestimmten Teil gebildet werden. Weiter sind als Verfahren durch Auftragen mittels chemischen Aufdampfen (chemical vapor deposition – CVD), Plasma-CVD, Sputtern und Vakuumaufdampfen möglich.
Der Grad an Rauigkeit der Oberfläche eines Materials kann die Wasserabstoßeigenschaften beeinflussen. Zum Beispiel wird, wenn ein Material, das einen Kontaktwinkel von 90 Grad oder mehr aufweist, einem Aufrauprozess unterzogen wird, die lyophobe Eigenschaft verbessert.
Weiter wird, wenn zum Beispiel das Material ein lyophobes Material mit einer fraktalen Struktur ist, wenn der Grad der Rauigkeit der Oberfläche erhöht ist, die Oberfläche verbessert wasserabstoßend oder verbessert ölabstoßend. Deshalb kann ein lyophobes Bauteil durch Durchführen eines Aufrauprozesses für die Oberfläche eines lyophoben Materials mit einer fraktalen Struktur gebildet werden. Jedoch ist, wenn das Material durch den Aufrauprozess lyophob wird, dieses nicht auf Material mit einer fraktalen Struktur beschränkt.
Als Herstellverfahren für eine Tintenpatrone mit einem lyophoben Bauteil in diesem Ausführungsbeispiel können die folgenden Verfahren erwähnt werden.
Das erste Verfahren installiert den in 2A, 2B und 2C dargestellten Aktuator 106 an ein vorbestimmtes Werkzeug oder maskiert es, so dass die Kavität 162 heraus steht. Das vorbestimmte Werkzeug wird an der Einrichtung zum Formen eines lyophoben Bauteils befestigt und die Kavität 162 wird intern lyophob ausgebildet. Danach wird der Aktuator 106 an dem Modulgehäuse 100 befestigt und das Modulgehäuse 100 wird an der Tintenpatrone befestigt. Das vorbestimmte Werkzeug ist aus einem Kunststoff oder einem metallischen Material gebildet, mit einem Loch in dem Teil der Kavität 162. Die anderen Teile außer der Kavität 162 können mittels Verwendung von thermoplastischem Kunstharz verdeckt sein.
Durch dieses Verfahren kann ein lyophobes Bauteil nur an dem Aktuator 106 gebildet werden. Weiter sollte, da das lyophobe Bauteil bevor der Aktuator 106 an dem Modulgehäuse 100 befestigt wird, geformt wird, nur der Aktuator 106 gehandhabt werden, um ein lyophobes Bauteil zu bilden. Deshalb kann die Herstellausrüstung für Tintenpatronen vergleichsweise klein ausgebildet werden. Hierdurch können die Herstellungskosten für die gleichen Tintenpatrone gesenkt werden.
Das zweite Verfahren montiert zuerst den Aktuator 106, der in 2A, 2b und 2C gezeigt ist, an dem Modulgehäuse 100. Danach installiert das zweite Verfahren den Aktuator 106 an einem vorbestimmten Werkzeug oder maskiert es, so dass die Kavität 162 heraus steht. Das vorbestimmte Werkzeug wird an der Innenseite des Aktuators 106 oder der Innenseite der Kavität 162 befestigt und das Modulgehäuse 100 um dieses wird lyophob ausgebildet. Danach wird das Modulgehäuse 100 an der Tintenpatrone befestigt. Durch dieses Verfahren wird der Teil des Modulgehäuses 100 um den Aktuator 106 dem Prozess, um diesen lyophob zu gestalten, gleichzeitig mit der Innenseite der Kavität 162 unterzogen, womit die Innenseite der Kavität 162 und das Modulgehäuse 100 um dieses lyophob ausgebildet werden können.
Das dritte Verfahren montiert den Aktuator 106, der in 2A, 2B und 2C dargestellt ist, an dem Modulgehäuse 100 zuerst und befestigt das Modulgehäuse 100 an die Tintenpatrone. Danach installiert das dritte Verfahren den Aktuator 106 an einem vorbestimmten Werkzeug oder maskiert diesen, so dass die Kavität 162 heraus steht. Das vorbestimmte Werkzeug wird an der Einrichtung zum Formen eines lyophoben Bauteils befestigt und die Innenseite des Aktuators 106 oder die Innenseite der Kavität 106 und das Modulgehäuse 100 um diese werden lyophob ausgebildet.
Durch dieses Verfahren werden der Aktuator 106, das Modulgehäuse 100 und die Innenseite der Tintenpatrone dem Prozess, der diese lyophob ausbildet, gleichzeitig ausgesetzt, und so können die Innenseite der Kavität 162, das Modulgehäuse 100 um dieses und vielmehr die Innenseite der Tintenpatrone lyophob ausgebildet werden.
In Bezug auf das Modulgehäuse 100 kann der Teil, der in Kontakt mit der Tinte steht, lyophob ausgebildet werden.
18 ist eine perspektivische Ansicht, betrachtet von der Rückseite, die ein Beispiel von Tintenpatronen zum beinhalten einer Vielzahl an Tintenarten zeigt. Ein Behälter 308 ist in drei Tintenkammern 309, 310 und 311 durch Teilungen geteilt. In den entsprechenden Tintenkammern sind Tintenzuführanschlüsse 312, 313 und 314 ausgebildet. Zu einem Boden 308a der entsprechenden Tintenkammern 309, 310 und 311 sind Aktuatoren 315, 316 und 317 befestigt, um eine elastische Welle an Tinte, die in den entsprechenden Tintenkammern enthalten ist, über den Behälter 308 zu übertragen. Die Innenseite des Behälters 308 der Tintenpatronen und der Aktuatoren 315, 316 und 317 in diesem Beispiel sind auch entsprechend lyophob. Die inneren Wände der entsprechenden Tintenkammern 309, 310 und 311 können als tinteabweisend ausgebildet werden.
Die vorliegende Erfindung ist vorstehend erläutert unter Verwendung der Ausführungsbeispiele. Jedoch ist der technische Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung nicht auf den in den vorstehenden Ausführungsbeispielen beschriebenen Geltungsbereich begrenzt. Verschiedene Änderungen und Verbesserung können zu den vorstehenden Ausführungsbeispielen hinzugefügt werden. Der in den Ansprüchen beschriebene Text des Patents zeigt, dass solche Änderungen und Verbesserungen in den Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung eingeschlossen sind.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeit gefüllt werden, ohne Luftblasen in dem Flüssigkeitsbehälter zu hinterlassen, der eine piezoelektrische Einrichtung aufweist, durch welche der Verbrauchszustand einer Flüssigkeit genau detektiert werden kann und bei dem keine komplizierte Abdichtungsstruktur erforderlich ist.
Weiter kann, selbst wenn ein gebrauchter Flüssigkeitsbehälter wiederverwendet wird, eine Flüssigkeit nachgefüllt werden, ohne Luftblasen in dem gebrauchten Flüssigkeitsbehälter zu hinterlassen.
Darüber hinaus kann, selbst wenn ein Flüssigkeitsbehälter, der intern ein lyophobes Bauteil aufweist, verwendet wird, eine Flüssigkeit gefüllt werden, ohne Luftblasen in dem Flüssigkeitsbehälter zu hinterlassen.

Claims

Flüssigkeitsfüllverfahren zum Füllen eines Flüssigkeitsbehälters (180) mit einer Flüssigkeit, wobei der Flüssigkeitsbehälter (180) mit einer piezoelektrischen Einrichtung (106) zum Detektieren eines Verbrauchszustands der Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsbehälter (180) versehen ist, wobei die piezoelektrische Einrichtung (106) eine Kavität (162) aufweist, die mit einem Inneren des Flüsigkeitsbehälters (180) verbunden und so ausgebildet ist, dass diese die Flüssigkeit kontaktiert, umfassend die Schritte: Verringern eines Drucks in dem Flüssigkeitsbehälter (180) auf einen Druck unterhalb des Luftdrucks und Füllen des Flüssigkeitsbehälters (180) mit der Flüssigkeit.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt Verringern eines Drucks und der Schritt Füllen mit Flüssigkeit in einem Druckminderbehälter (14) ausgeführt werden.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt Verringern eines Drucks das Ansaugen und Entfernen von Luft in dem Flüssigkeitsbehälter (180) über eine Öffnung (187), die in dem Flüssigkeitsbehälter (180) ausgebildet ist, umfasst, um so den Druck in dem Flüssigkeitsbehälter (180) zu verringern und wobei der Schritt Füllen mit Flüssigkeit das Füllen des Flüssigkeitsbehälters (180) mit der Flüssigkeit über die Öffnung (187) umfasst.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt Verringern eines Drucks das Ansaugen und Entfernen von Luft in den Flüssigkeitsbehälter (180) über eine zweite Öffnung (185), die in dem Flüssigkeitsbehälter (180) ausgebildet ist, in einem Zustand, in dem eine erste Öffnung (187), die in dem Flüssigkeitsbehälter (180) ausgebildet ist, geschlossen ist, umfasst und wobei der Schritt Füllen mit Flüssigkeit das Schließen der zweiten Öffnung (185) und Öffnen der ersten Öffnung und das Füllen des Flüssigkeitsbehälters (180) mit der Flüssigkeit über die erste Öffnung (187) umfasst.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, weiter umfassend einen Schritt: Ansaugen und Ausstoßen einer vorbestimmten Menge der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsbehälter (180) zu der Zeit, zu der das Füllen mit Flüssigkeit in den Flüssigkeitsbehälter (180) beendet ist.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt Verringern eines Drucks und der Schritt Füllen mit Flüssigkeit im Wesentlichen zur gleichen Zeit ausgeführt werden.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 6, wobei eine Durchflussmenge an Luft, die von dem Flüssigkeitsbehälter (180) angesaugt wird, größer ist als die Durchflussmenge der Flüssigkeit, die in den Flüssigkeitsbehälter (180) gefüllt wird.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Schritt Füllen mit Flüssigkeit ausgeführt wird, während der Flüssigkeitsbehälter (180) warm gehalten wird.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei der Flüssigkeitsbehälter (180) eine erste flüssigkeitbeinhaltende Kammer (213), die mit einer Umgebungsluft verbunden ist, und eine zweite flüssigkeitsbeinhaltende Kammer (213), die mit der ersten flüssigkeitsbeinhaltenden Kammer (213) verbunden ist und mit der piezoelektrischen Einrichtung (106) ausgebildet ist, umfasst, wobei die erste und die zweite flüssigkeitsbeinhaltende Kammer (213) durch Teilen des Inneren des Flüssigkeitsbehälters (180) mit zumindest einer Teilung (212), die innerhalb des Flüssigkeitsbehälters (180) angeordnet ist, ausgebildet sind und wobei die erste und zweite flüssigkeitsbeinhaltende Kammer (213) entsprechend mittels des Schritts Verringern eines Drucks und des Schritts Füllen mit Flüssigkeit mit der Flüssigkeit gefüllt sind.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 9, wobei bei dem Schritt Füllen mit Flüssigkeit die Flüssigkeit über eine Öffnung (187), die in einer vorbestimmten Position in der zweiten flüssigkeitsbeinhaltenden Kammer (213) ausgebildet ist, eingefüllt wird und dann die erste flüssigkeitsbeinhaltende Kammer (213) mit der Flüssigkeit gefüllt wird.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 9, wobei bei dem Schritt Füllen mit Flüssigkeit die erste flüssigkeitsbeinhaltende Kammer (213) mit der Flüssigkeit gefüllt wird und dann die zweite flüssigkeitsbeinhaltende Kammer (213) mit der Flüssigkeit gefüllt wird.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein gebrauchter Flüssigkeitsbehälter (180) als der Flüssigkeitsbehälter (180) verwendet wird.
Flüssigkeitsfüllverfahren gemäß Anspruch 1, wobei die folgenden Schritte ausgeführt werden, bevor der Druck in dem Flüssigkeitsbehälter (180) verringert wird und bevor der Flüssigkeitsbehälter (180) mit der Flüssigkeit gefüllt wird: Vorbereiten des Flüssigkeitsbehälters (180) mit einem Behältergehäuse zum Beinhalten einer Flüssigkeit und einem Flüssigkeitszuführanschluss zum Zuführen der Flüssigkeit in das Behältergehäuse zu einer Außenseite, Bilden eines lyophoben Bauteils in der piezoelektrischen Einrichtung (106), wobei das lyophobe Bauteil lyophobisch gegenüber der Flüssigkeit in dem Behältergehäuse ausgebildet ist, und Befestigen der piezoelektrischen Einrichtung (106) an dem Flüssigkeitsbehälter (180).
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt Befestigen nachdem der Schritt Bilden ausgeführt wurde, ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt Bilden nachdem der Schritt Befestigen ausgeführt wurde, ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Schritt Vorbereiten einen Befestigungsaufbau (100) zum Befestigen der piezoelektrischen Einrichtung (106) an dem Flüssigkeitsbehälter (180) zusammen mit dem Flüssigkeitsbehälter (180) und der piezoelektrischen Einrichtung (106) vorbereitet, wobei das Herstellverfahren weiter den Schritt Montieren der piezoelektrischen Einrichtung (106) am dem Befestigungsaufbau (100) umfasst und wobei die piezoelektrische Einrichtung (106) an dem Flüssigkeitsbehälter (180) befestigt wird, wenn der Befestigungsaufbau (100) an dem Flüssigkeitsbehälter (180) in dem Schritt Befestigen nachdem der Schritt Montieren ausgeführt wurde, befestigt ist.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt Bilden ausgeführt wird, nachdem der Schritt Montieren ausgeführt wurde.
Verfahren nach Anspruch 17, wobei der Schritt Bilden ausgeführt wird, nachdem der Schritt Montieren und der Schritt Befestigen ausgeführt wurden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei der Schritt Montieren ausgeführt wird, nachdem der Schritt Bilden ausgeführt wurde.