DE19534577A1 - Tintenstrahldrucker, Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker sowie System und Verfahren zur Tintenzufuhr - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen tintenbetriebenen Drucker, dem die Tinte von einem Tintenzuführbehälter zugeliefert wird, eine Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker, sowie ein System und ein Verfahren zum Anbringen einer Tintenpatrone.

Ein bekannter Tintenstrahldrucker, bei dem eine Tinteneinheit und ein Druckkopf auf einem Schlitten angeordnet sind, wird in EP-A-0 581 531 beschrieben. Bei diesem Drucker wird der Tintenbehälter zur Vermeidung von Ausfällen beim Drucken, die durch Variationen im Tintenlevel oder Luftblasen auftreten können, welche wiederum durch Bewegungen des vom Schlitten mitbewegten Tintenbehälters verursacht werden, in zwei Bereiche unterteilt. Ein erster, neben dem Druckkopf angeordneter Bereich des Behälters enthält ein mit Tinte getränktes, poröses Element, wie z. B. ein Schaumgummi, und ein zweiter Bereich enthält flüssige Tinte ohne ein poröses Element. Dieser Aufbau ermöglicht, die Tinte dem Druckkopf durch das poröse Element zuzuführen, so daß das Auftreten von durch Bewegungen der Tinte im Behälter bedingten Problemen bis zu einem gewissen Grad verhindert wird.

Das poröse Element steht mit dem Druckkopf über ein vorstehendes Teil, welches durch ein im Seitenbereich des Behälters ausgebildetes Loch eingeführt wird, in permanenter Flüssigkeitsverbindung. Jedoch kann ein solcher Aufbau nicht bei einem Druckkopf angewendet werden, bei dem ein Eindringen von Luftblasen in eine Druckkammer verhindert werden muß, wie sie z. B. bei Druckköpfen vorkommt, bei denen ein piezoelektrischer Vibrator als Betätigungselement des Tintenausstoßes verwendet wird.

Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker zur Verfügung zu stellen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Tintenpatrone gemäß den unabhängigen Patentansprüchen 1 und 26, den Tintenstrahldrucker gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 31, das System zum Anbringen einer Tintenpatrone gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 33 und das Verfahren zum Anbringen einer Tintenpatrone gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 34. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Insbesondere wird durch die vorliegende Erfindung eine Tintenpatrone bereitgestellt, umfassend:
eine Kammer;
eine Tintenzuführöffnung, die sich durch eine Wandung der Kammer erstreckt, um Tinte von der Tintenpatrone nach außen zu liefern; und
ein Dichtteil, das in der Tintenzuführöffnung vorgesehen ist und eine hindurchgehende Öffnung aufweist, wobei das Dichtteil Abmessungen aufweist um eine Tintenzuführkanüle von einem Tintenstrahldrucker aufzunehmen und nachgiebig und/oder elastisch gegen eine äußere Begrenzung der Tintenzuführkanüle zu stoßen.

Gemäß einem Aspekt wird eine Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker bereitgestellt, umfassend:
einen Behälter, in dem eine Kammer ausgebildet ist;
eine Tintenzuführöffnung, die sich durch eine Wandung des Behälters erstreckt und eine erste Öffnung aufweist, die zur Kammer des Behälters weist, sowie eine zweite Öffnung, die von der Wandung des Behälters weggerichtet ist; und
ein Dichtteil, das in der Tintenzuführöffnung vorgesehen ist und eine hindurchgehende Öffnung aufweist, wobei das Dichtteil Abmessungen aufweist um eine Tintenzuführkanüle von einem Tintenstrahldrucker aufzunehmen und nachgiebig und/oder elastisch gegen eine äußere Begrenzung der Tintenzuführkanüle zu stoßen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Dichtteil bevorzugt trichterförmig und die Öffnung weist bevorzugt ein weites Ende und ein enges Ende auf, wobei das enge Ende der Öffnung von der Kammer entfernt angeordnet ist. Das Dichtteil dient vorteilhafterweise dazu, einen Tintenfluß durch die Tintenzuführöffnung, der nicht durch die Tintenzuführkanüle führt, zu verhindern, wenn die Tintenzuführkanüle in der Tintenzuführöffnung positioniert ist. Bevorzugt umfaßt die Tintenpatrone eine weitere erste Kammer, wobei die Kammer eine zweite Kammer ist um mit der ersten Kammer zu kommunizieren. Dabei kann die zweite Kammer mit der ersten Kammer durch einen Durchgang kommunizieren, der in der Tintenpatrone zwischen der ersten und der zweiten Kammer ausgebildet ist. Die Tintenpatrone umfaßt vorteilhafterweise ein Siegelelement separat von dem Dichtteil, wobei das Siegelelement angeordnet ist um die Tintenzuführöffnung abzudichten bevor die Tintenpatrone auf der Tintenzuführkanüle angebracht wird, und wobei das Siegelelement durch die Tintenzuführkanüle durchdrungen wird, wenn die Tintenpatrone auf der Tintenzuführkanüle angebracht wird.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Tintenstrahldrucker zur Ausgabe von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium bereitgestellt, der umfaßt:
einen Druckkopf zum Ausstoßen von Tinte;
eine Tintenzuführkanüle, die mit dem Druckkopf verbunden ist und zumindest eine Durchgangsöffnung zum Durchlaufen von Tinte aufweist; und
eine erfindungsgemäße Tintenpatrone, die bevorzugt lösbar oder entfernbar auf der Tintenzuführkanüle angebracht ist.

Gemäß einem anderen Aspekt wird ein System zum Anbringen einer Tintenpatrone auf einer Tintenzuführkanüle eines Tintenstrahldruckers bereitgestellt, das eine erfindungsgemäße Tintenpatrone umfaßt.

Gemäß einem zusätzlichen Aspekt wird ein Verfahren zum Anbringen einer Tintenpatrone auf einer Tintenzuführkanüle eines Tintenstrahldruckers angegeben, mit den Schritten:
Speichern von Tinte in einer ersten Kammer;
Speichern eines porösen Elements, das mit Tinte getränkt ist, in einer zweiten Kammer, wobei die zweite Kammer mit der ersten Kammer durch einen Durchgang, der die beiden Kammern verbindet, kommuniziert;
Bereitstellen einer Tintenzuführöffnung in einer Wandung der zweiten Kammer in der Tintenpatrone, um dem Tintenstrahldrucker Tinte zu liefern;
Einführen der Tintenzuführkanüle in ein Dichtteil; und
Anstoßen des Dichtteils gegen eine äußere Begrenzung der Tintenzuführkanüle um einen Tintenfluß durch die Tintenzuführöffnung außerhalb der Tintenzuführkanüle zu verhindern, wenn die Kanüle in der Tintenzuführöffnung positioniert wird.

Bevorzugt dient das Verfahren zum lösbaren Anbringen der Tintenpatrone. Dabei kann das Dichtteil in der Tintenzuführöffnung vorgesehen sein und eine hindurchgehende Öffnung aufweisen, wobei das Dichtteil bevorzugt Abmessungen aufweist um die Tintenzuführkanüle aufzunehmen. Vorteilhafterweise weist die Öffnung ein weites Ende und ein enges Ende auf, wobei das enge Ende der Öffnung von der Kammer entfernt angeordnet ist. Bevorzugt ist das Dichtelement trichterförmig und das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft mit einer erfindungsgemäßen Tintenpatrone durchgeführt.

Allgemein bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen tintenbetriebenen Drucker, dem die Tinte von einem Tintenzuführbehälter zugeliefert wird, und genauer gesagt auf einen Tintenzuführbehälter, wie eine Tintenpatrone, der eine kontinuierliche Zufuhr von Tinte zum Druckkopf gestattet, wobei er störende Einflüsse durch Temperatur, atmosphärische Änderungen und Vibrationen ausschließt. Die vorliegende Erfindung erlaubt ein größeres Volumen an Tinte im Tintenzuführbehälter und ermöglicht, dem Druckkopf einen größeren Anteil der Tinte im Behälter zuzuführen. Zudem umfaßt die vorliegende Erfindung einen Behälter mit transparenten Seitenwänden, so daß der Anwender auf einfache Weise die Restmenge an Tinte bestimmen kann, und Mittel zur Dämpfung von unerwünschten Bewegungen der Tinte im Tintenzuführbehälter.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker, in denen ein Druckkopf und eine Tintenpatrone auf einem beweglichen Schlitten angeordnet sind, und insbesondere auf eine Tintenpatrone, die nach Verbrauch ihrer Tinte gegen eine neue ausgetauscht wird.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein tintenbasierter Drucker bereitgestellt. Bei diesem wird dem Druckkopf Tinte über ein Tintenzuführsystem zugeleitet, welches einen Tintenbehälter mit einer Tintenzuführöffnung und einem Paar Seitenwände beinhaltet. Der Tintenzuführöffnung angrenzend ist darin ein Tintenabsorptionselement enthalten, das weniger als das Gesamtvolumen des Tintenbehälters einnimmt.

Ein Tintenaufnahme- und Weiterleitungsteil, das in einer Tintenöffnung endet, kann bis in den Tintenbehälter reichen, wobei das Tintenabsorptionselement gegen das Tintenaufnahme- und Weiterleitungsteil stößt und von diesem stellenweise komprimiert wird. Das Tintenaufnahme- und Weiterleitungsteil hat einen kapillaren Tintenpfad, der mit dem Druckkopf verbunden ist und vom Tintenabsorptionselement mit Tinte versorgt wird.

Genauer gesagt wird eine Tintenpatrone aus einer ersten Kammer, der Tintenkammer zum Tintenspeichern und einer zweiten Kammer, der Schaumkammer zur Aufnahme eines tintenabsorbierenden porösen Elements gebildet. Eine Teilung, die Tinten- und Schaumkammer trennt, weist ein Loch auf, so daß die Schaumkammer mit der Tintenkammer in Fließverbindung steht. Die Tintenpatrone wird mit einer Tintenzuführöffnung ausgebildet. Ein trichterförmiges Dichtteil wird in der Zuführöffnung angeordnet und führt einem Druckkopf Tinte zu, indem es eine Druckdifferenz durch das poröse Element aufbaut. Das Dichtteil wird aufwärts gerichtet in der Tintenzuführöffnung angeordnet und ist nachgiebig bzw. elastisch.

Der Druck in der ersten und in der zweiten Kammer hat einen Wert unterhalb des atmosphärischen Drucks, wobei ein Druckgleichgewicht zwischen der ersten und der zweiten Kammer durch Oberflächenspannung des porösen Elements in der Umgebung der Verbindungsöffnung erhalten wird, um die Tinte in der ersten Kammer zu halten. Die erste und die zweite Kammer, die Trennwand, die Verbindungsöffnung, den Lufteinlaß und die Tintenzuführöffnung sind so angeordnet und ausgelegt, daß, sobald das Druckgleichgewicht zwischen den Kammern nicht mehr erhalten bleibt, weil die das poröse Element tränkende Tinte zumindest teilweise durch die Tintenzuführöffnung geleitet wird, Tinte von der ersten Kammer dem porösen Element in der zweiten Kammer bedarfsgerecht zugeführt wird, bis das Druckgleichgewicht zwischen der ersten und der zweiten Kammer wiederhergestellt ist.

Wenn eine Tintenzuführkanüle des Druckkopfes in die Tintenzuführöffnung eingeschoben wird, berührt die Öffnung der Kanüle in nachgiebiger Weise das Dichtteil. Da das Dichtteil eine nach oben offene, trichterähnliche Form hat, wird es leicht deformiert, um der Tintenzuführkanüle nachzugeben. Außerdem bewirkt diese Nachgiebigkeit einen engen Kontakt des Dichtteils mit der Kanüle. Dadurch kann eine evtl. auftretende fehlerhafte Ausrichtung von Tintenzuführkanüle und Tintenzuführöffnung ausgeglichen werden, so daß die Tintenzuführöffnung sicher abgedichtet werden kann.

Ein noch weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Bereitstellung eines qualitativ hochwertigen, sehr zuverlässigen tintenbasierten Druckers von einfacher Konstruktion, der in der Lage ist, eine gleichmäßige und angemessene Menge Tinte von einem Tintenbehälter einem Druckkopf zuzuführen, und der Einflüssen von Umgebungsänderungen wie Temperatur oder atmosphärischen Schwankungen weniger unterworfen ist.

Ein zusätzlicher, weiterer Aspekt der Erfindung ist die Bereitstellung einer Patrone für einen Tintenstrahldrucker, die unter minimalem Kraftaufwand unter großen Toleranzen betreffs der Ausrichtung der Tintenzuführkanüle eingesetzt werden kann, und die so am Druckkopf angebracht wird, daß ein hermetische Abdichtung erreicht wird, während der Totraum so klein als möglich ist.

Noch ein zusätzlicher, weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist das Verhindern des Eindringens von Luftblasen in den Druckkopf, während ein negativer Druck in der das poröse Element enthaltenden Kammer aufrechterhalten bleibt.

Noch weitere, besondere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, in der bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung durch illustrative Beispiel in nicht limitierender Weise gezeigt werden.

Dementsprechend umfaßt die Erfindung verschiedene Schritte und die Beziehung einzelner oder mehrerer solcher Schritte zueinander sowie den Apparat, der Konstruktionsmerkmale, Kombinationen von Elementen und Anordnungen von Teilen beinhaltet, die auf die Ausführung dieser Schritte ausgerichtet sind. All dies wird in der folgenden, detaillierten Offenbarung ausgeführt.

Zum vollständigen Verständnis der Erfindung wird Bezug genommen auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen folgendes dargestellt ist:

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die das Tintenzuführsystem eines Tintenstrahldruckers gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Mehrfarbtintenstrahldruckerpatrone in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der ersten Ausführungsform, die im Vergleich zu der Ansicht von Fig. 2 um 90° gedreht ist.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, welche die Tintenpatrone von Fig. 2 und 3 bei abgenommenem Deckel zeigt.

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Einfarbentintenpatrone gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung zeigt.

Fig. 6(a) ist eine Aufsicht des Deckels von Fig. 2.

Fig. 6(b) ist eine Aufsicht, die den Deckel mit einem daran angebrachten Siegel zeigt.

Fig. 7(a) ist eine Querschnittsansicht, die ein Dichtteil mit einer darin eingeführten Tintenzuführkanüle gemäß der Erfindung zeigt.

Fig. 7(b) ist eine Querschnittsansicht des Dichtteils vor dem Einführen der Kanüle.

Fig. 8 ist eine Graphik, welche die Beziehung zwischen Tintenverbrauch, Druckniveau und Resttinte in einer Tintenkammer zeigt.

Fig. 9 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Tintenpatrone, die den Übergang zwischen Tinten- und Schaumkammer gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 10 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Tintenpatrone, die den Übergang zwischen Tinten- und Schaumkammer gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 11 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Tintenpatrone, die den Übergang zwischen Tinten- und Schaumkammer gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 12 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 33-33 der Fig. 11.

Fig. 13 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Tintenpatrone, die den Übergang zwischen Tinten- und Schaumkammer gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 14 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 35-35 der Fig. 13.

Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht, die eine gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaute Tintenpatrone zeigt.

Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht, die eine gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaute Tintenpatrone zeigt.

Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht, die eine gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aufgebaute Tintenpatrone zeigt.

Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht der neunten Ausführungsform, die im Vergleich zu der Ansicht von Fig. 17 um 90° gedreht ist.

Ein Druckkopf gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Vierfarb-Druckerplotter oder Farbbilddrucker verwendet werden und hat vier Farbtintensysteme und diesen zugeordnete Tintendüsen. Der Vierfarb-Druckerplotter setzt schwarze, rote, grüne und blaue Tinte ein und bewegt den Druckkopf oder ein Blatt Papier, oder beides, um daraufhin Tinte in einer der gewünschten Farben wie in einem konventionellen Druckkopf auf eine vorbestimmte Stelle des zu bedruckenden Papiers zu sprühen, um einen Tintenpunkt zu bilden. Gewünschte Buchstaben und Zeichnungen können somit durch Wiederholungen der obigen Sequenz aufgezeichnet werden. Die vorliegende Erfindung kann auf Tintenstrahldrucker aller Arten angewendet werden, einschließlich solcher mit Druckköpfen, die Hitze mittels Widerständen oder ähnlichem erzeugen, oder auf der Verschiebung von piezoelektrischen Elementen oder Umformern beruhen, um einen Tintentropfen nach Anlegen eines Drucksignals aus einer Kammer auszustoßen. Die Tintenzuführbehälter gemäß der vorliegenden Erfindung können den besagten Kammern Tinte durch Kapillarwege kontinuierlich zuführen.

In einem Farbbilddrucker, der Tinten in vier Farben verwendet, also in schwarz, rot, grün und blau, wird ein Blatt Papier durch einen Druckkopf in einer Richtung abgetastet, die orthogonal zur Richtung des Papiertransports liegt, um eine Punktlinie in einem Abtastdurchgang zu bilden, wobei das Papier jeweils zeilenweise weitergeführt wird, um Bilder aufzuzeichnen. In Sieben-Farbdruckern werden Tinten in vier Farben, nämlich schwarz, gelb, Magenta, und Cyan, verwendet, wobei Rot, Grün und Blau durch überlagernde Tinten in zwei der drei gewünschten Farben (außer Schwarz) auf einem Blatt Papier gebildet werden, wodurch Farbbilder in insgesamt sieben Farben aufgezeichnet werden.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich hauptsächlich mit dem Druckkopf, und insbesondere mit den Tintenbehältern. Eine detaillierte Beschreibung eines Gesamtdruckers wird lediglich anhand eines einzelnen Beispiels gegeben.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die ein Tintenzuführsystem eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Eine Druckkopfeinheit 1 vom Tintenstrahltyp ist mit einem Tintenbehälter 3 mittels eines Verbindungselements 2 verbunden. Tinte wird vom Tintenbehälter 3 dem Druckkopf 1 durch eine Kanüle 2a und einen Tintenzuführdurchgang 2b des Verbindungselements 2 zugeleitet, so daß die Druckkopfeinheit 1 Tintentropfen in Übereinstimmung mit Drucksignalen ausstoßen kann.

Der in Fig. 1 gezeigte Apparat enthält weiterhin ein außerhalb des Druckbereichs angeordnetes Kappenelement 4 welches durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus anstoßend an die Düsenplatte der Druckkopfeinheit 1 angelegt wird, um die Düsenöffnungen vor dem Austrocknen zu bewahren. Das Kappenelement 4 ist durch ein Rohr 8 mit einer Saugpumpe 5 verbunden, die durch eine Steuereinheit 6 bedient wird, um Tinte von der Druckkopfeinheit 1 durch das Kappenelement 4 zu saugen. Das Gerät in der Fig. 1 ist weiterhin mit einem Ausflußtank 7 ausgestattet, der mit einer Auslaßöffnung der Saugpumpe 5 durch ein Rohr 9 verbunden ist.

Der Druckkopf kann beliebig aufgebaut sein, z. B. wie in EP-A- 0 581 531, EP-A-0 609 863, oder EP-A-0 584 823 usw., beschrieben.

Die Tintenpatrone ist so ausgelegt, daß sie mit geringem Kraftaufwand und unter Anpassung auch an gewisse Positionierabweichungen eingesetzt werden kann. Bezug wird zunächst auf Fig. 2 und 3 gemacht, die eine gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierte Tintenpatrone zeigen. Ein Hauptbehälter 501 ist durch Unterteilungen 502 und 503 in drei Kompartimente bzw. Einheiten 504, 505 und 506 geteilt, wie in Fig. 3 gezeigt. Jedes der drei Kompartimente 504, 505 und 506 wird durch eine zentrale Trennwand 510 in Schaumkammern 511, 511′, und 511′′, welche je ein entsprechendes poröses Element 520, 520′, und 520′′ beherbergen, sowie in Tintenkammern 512, 512′ und 512′′ zur Aufnahme von flüssiger Tinte unterteilt. Die Schaumkammern 511, 511′, und 511′′ sind so dimensioniert, daß sie ein entsprechendes poröses Element 520, 520′, und 520′′ aufnehmen können.

Das Volumen jedes der porösen Elemente 520, 520′, und 520′′ wird so festgelegt, daß es größer als die Kapazität der Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ ist, damit es vorzugsweise durch Kompression in der Schaumkammer 511, 511′ und 511′′ zurückgehalten wird. Das Kapazitätsverhältnis der einzelnen Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ zu den Tintenkammern 512, 512′ und 512′′ wird so gewählt, daß jede der Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ um 20 bis 30% mehr Tinte aufnehmen kann als die zugehörigen Tintenkammern 512, 512′ und 512′′.

Wenn sich, wie z. B. in den Fig. 2 bis 4, die drei farbigen Tinten in einer Tintenpatrone befinden, kann es schwierig sein, festzustellen, ob unterschiedliche Restmengen an Tinte in den einzelnen Kammern vorliegen, was durch einen unausgeglichenen Verbrauch der verschiedenfarbigen Tinten verursacht werden kann. Wenn die Tinte einer Farbe erschöpft ist und der Anwender die Patrone wegwerfen möchte, braucht er sich keine unnötigen Sorgen um die anderen Farbtinten in der leckenden Patrone zu machen. Wenn nämlich eine erfindungsgemäße Patrone weggeworfen wird, wird ein Auslaufen aus der Patrone verhindert, indem die jeweiligen Tinten von den zugehörigen porösen Elementen absorbiert werden, so daß die Umwelt vor Leckagen der Tinten geschützt wird.

Die Tintenzuführöffnungen 513, 513′ und 513′′ (nicht dargestellt) sind, wie beispielhaft anhand der Schaumkammer 511 für Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ gezeigt, im Hauptbehälter 501 innerhalb einer zugehörigen Schaumkammer 511, 511′ und 511′′ ausgebildet. Jede der Tintenzuführöffnungen 513, 513′ und 513′′ ist zur Verbindung mit einer entsprechenden Tintenzuführkanüle (nicht dargestellt) des Druckkopfes ausgelegt, die am unteren Ende jeder der Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ eingeführt werden.

Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ist das obere Ende des Hauptbehälters 501 mit einem Deckel 516 verschlossen. Zwei Tintenbefüllungsöffnungen 514 und 515 sind über der Schaumkammer 511 im Deckel angeordnet. Wie in Fig. 6(a) gezeigt, umfaßt in gleicher Weise jede der Kammern 511, 511′ und 511′′ zugehörige Tintenbefüllungsöffnungen 514 und 515, 514′ und 515′, 514′′ und 515′′. Vorsprünge 516a und 516b (Fig. 2) sind in die innere Oberfläche des Deckels 516 integriert und so in der Schaumkammer 511 angeordnet, daß sie die Befüllungsöffnungen 515 bzw. 514 umgeben. Das poröse Element 520 wird durch die Vorsprünge 516a und 516b gegen die untere Wand der Schaumkammer 511, in welcher die Tintenzuführöffnung 513 ausgebildet ist, gepreßt. In ähnlicher Weise sind die Vorsprünge 516a′ und 516b′, 516a′′ und 516b′′ an der Innenwand von Deckel 516 ausgebildet. Sie sind entsprechend über den Schaumkammern 511′ und 511′′, welche die Tintenzuführöffnungen 513′ und 513′′ enthalten, positioniert, wie in Fig. 3 gezeigt.

Die untere Spitze des Vorsprungs 516a, welcher der Tintenzuführöffnung 513 gegenüberliegt, ist tiefer angeordnet als die untere Spitze des Vorsprungs 516b, wodurch der Anteil des porösen Elements 520, der in der Umgebung der Tintenzuführöffnung 513 liegt, am stärksten komprimiert wird.

Die hervorstehenden Abschnitte 522, 522′ und 522′′, die zusammen mit dem Deckel 516 die porösen Elemente 520, 520′ und 520′′ komprimieren, sind jeweils am Boden jeder der Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ ausgebildet. Ausnehmungen 523, 523′ und 523′′ (zusammengefaßt als 523), die Räume mit einer festgelegten Oberfläche umgrenzen werden am oberen Ende des jeweiligen, hervorstehenden Abschnitte 522 ausgebildet. Durchgängige Löcher 524, 524′ und 524′′ (zusammengefaßt als 524) werden jeweils in den vorstehenden Teilen 522 ausgebildet und dienen als Tintendurchgänge. Ein Ende jedes dieser durchgängigen Löcher 524 steht in Fließverbindung mit den durch die Ausnehmungen 523 definierten Räume, und das andere Ende mit den jeweiligen Dichtteilen (zusammengefaßt als 530), die im folgenden beschrieben werden. Die Ausnehmungen 523, 523′ und 523′′ weisen bevorzugterweise eine Querschnittsfläche auf, die größer als die Querschnittsfläche der Tintendurchgänge 524 ist. Filter 525, 525′ und 525′′ (nicht dargestellt) sind am oberen Ende der Ausnehmungen 523 angebracht.

Die Dichtteile 530, von denen nur das eigentliche 530 dargestellt ist, sind am unteren Ende der Tintenzuführöffnungen 513, 513′ und 513′′ in einem Bereich größerer Querschnittsfläche als der der durchgängigen Löcher 524 angeordnet und bestehen aus einem nachgiebigen Material wie etwa Gummi. Die Dichtteile 530 sind als eine trichterförmige Abdichtung mit nach oben offenem Ende ausgelegt. Die unteren Enden der röhrenförmigen Bereiche 531 sind dicker als die anderen Bereiche. Die jeweiligen oberen Randkanten 533 der Einschnürungen der Verengungen 532 der jeweiligen Dichtteile 530 berühren den Anschlag bzw. abgestuften Bereich 513a, der zwischen dem Bereich größerer Querschnittsfläche und den Löchern 524 liegt, der jeweiligen Tintenzuführöffnungen 513, 513′ und 513′′. Jedes Dichtteil 530 wird mit Wülsten 535 ausgestattet, die in laterale Nuten 527 innerhalb der Innenwandung der Tintenzuführöffnung 513 in Eingriff kommen. Die röhrenförmigen, als Halteabschnitte dienenden Bereiche 531 und die Verengungen 532 sind miteinander durch dünne Verbindungsbereiche 534 verbunden.

Bei dieser Konstruktion sind die Dichtteile 530 mit ihren röhrenförmigen Bereichen 531 an den jeweiligen Tintenzuführöffnungen 513 fixiert bzw. gehalten. Zusätzlich wird eine Aufwärtsbewegung der oberen Randkanten 533 durch die Anschläge 513a verhindert. Somit sind, selbst wenn die zugehörige Tintenzuführkanüle eingeschoben oder herausgezogen werden, die Dichtteile 530 in geeigneter Weise mit den Tintenzuführöffnungen 513 verbunden. Da die Verengungen dazu dienen, ein hermetische Abdichtung zwischen dem Dichtteil der jeweiligen Tintenzuführöffnung und der Tintenzuführkanüle zu erreichen, können ferner die Verengungen wegen der dünnen Verbindungsbereiche 534 etwas bewegt werden, ohne sich zu deformieren. Folglich kann die luftdichte Abdichtung zwischen dem jeweiligen Dichtteil und der Tintenzuführkanüle erhalten werden, da eine relative Mißausrichtung zwischen der jeweiligen Tintenzuführkanüle und der Tintenzuführöffnung kompensiert werden kann.

Durchgänge oder Verbindungsöffnungen 519, 519′ und 519′′ werden in der zentralen Trennwand 510 ausgebildet, welche die Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ von den Tintenkammern 512, 512′ bzw. 512′′ trennt. Schlitze 519a, 519a′ und 519a′′ sind bis zu einer bestimmten Höhe reichend in der Trennwand 510 ausgebildet, und stehen mit den Verbindungsöffnungen zum Zwecke des Gas-Flüssigkeitsaustausches in Verbindung. Die porösen Elemente 520, 520′ und 520′′ sind so in die Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ eingefügt, daß jedes gegen die Verbindungsöffnung 519, 519′ und 519′′ zwischen jedem Paar von Schaum- und Tintenkammern 511 und 512, 511′ und 512′, sowie 511′′ und 512′′ gedrückt wird. Auf der Rückwand 501a des Behälters 501 werden Rippen 518, 518′ und 518′′ in jeder der Tintenkammern 512, 512′ und 512′′ ausgebildet. Jeweils eine individuelle Verbindungsöffnung wird zwischen den Kammerpaaren 511, 512 gebildet, die sich nur über einen Anteil der dazwischen gebildeten Unterteilung 510 erstreckt.

In einer zweiten Ausführungsform der Erfindung wird eine Tintenpatrone für nur eine Farbe verwendet. Eine Patrone 5100 für eine einzelne Farbe oder schwarze Tinte kann kleiner sein als eine solche für Farbtinten, und kann doch eine größere Tintenkapazität aufweisen als jede einzelne der Kammern für Farbtinte. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird in Fig. 5 eine Patrone für schwarze Tinte gezeigt, die eine innerhalb des Behälters gebildete Teilungswand 5117 hat, die sich von einer Trennwand 5110 zur Abteilung einer Schaumkammer 5111 und einer Tintenkammer 5112 bis zu einer Seitenwand 5100a des Hauptbehälters 5100 erstreckt und somit den Tintenbehälter 5112 in zwei Zellen oder Teilkammern 5112a und 5112b teilt. Dieser Aufbau verhindert, daß der Behälter 5100 durch einen negativen Druck deformiert wird, der bei dem im folgenden beschriebenen Tintenbefüllvorgang auftritt, oder durch einen äußeren Druck während der Benutzung, wodurch ein Lecken von Tinte verhindert wird. Die Zellen 5112a und 5112b stehen durch eine sich nur über einen Teil der zentralen Trennwand 5110 erstreckende Verbindungsöffnung 5119 in ständiger Fließverbindung mit der Schaumkammer 5111. Weiterhin kann eine Verbindungsöffnung im unteren Teil der Teilungswand 5117 ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, mehrere Teilungswände vorzusehen.

Auf der Innenseite der Wand 5100a sind eine Vielzahl von Rippen 5118 ausgebildet, die vertikal längs der Innenseite 5100a laufen. Diese Rippen erlauben es der Tinte, leichter die Wand entlang abzufließen, so daß der Anwender einfach die Restmenge an Tinte bestimmen kann, indem er den Tintenspiegel betrachtet.

Die Fig. 6(a) und 6(b) stellen den Deckel 516 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Die Tinteneinfüllöcher 514, 514′ und 514′′ sowie 515, 515′ und 515′′ sind in denjenigen Bereichen des Deckels 516 ausgebildet, die der Positionierung der porösen Elemente 520, 520′ und 520′′ innerhalb des Behälters 501 entsprechen. Die Lufteingänge 541, 541′ und 541′′ sind mit den Tinteneinfüllöchern 514, 514′ und 514′′ durch Rillen 540, 540′ und 540′′ verbunden. Diese Rillen 540, 540′ und 540′′ können als mäandernde oder sich schlängelnde Rillen ausgeführt sein.

Wenn ein Siegel 542 zur Abdeckung der Tinteneinfüllöcher 514, 514′, 514′′, 515, 515′ und 515′′ und der Lufteingänge 541, 541′ und 541′′ nach Befüllung der Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ auf der Oberseite des Deckels 516 angebracht wird, bilden die Rillen 540, 540′ und 540′′ Kapillarröhren mit dem Siegel 542. Ein Zungenstück 545 des Siegels 542, welches vom Deckel 516 absteht, ist mit einem Halsbereich 543 versehen, der am Siegel im wesentlichen in der Mitte des Luftwegs der Lufteingänge 541, 541′ und 541′′ angebracht ist. Wenn das Zungenstück 545 vom Deckel 516 abgezogen wird, trennt es sich leicht vom Restsiegel 542. Dies exponiert die Lufteingänge 541, jedoch keine anderen Teile der Unterseite von Siegel 542.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist Siegel 542 mit Mustern, wie z. B. Buchstaben oder Zeichnungen versehen, die auf seinem Hauptteil 544, der dauerhaft die Rillen 540, 540′ und 540′′ verschließt, aufgedruckt sind. Muster, Farben, oder andere, vom Aufdruck auf dem Hauptteil 544 unterschiedliche Bedruckungen des Siegels 542 können auf dem Zungenstück 545 angebracht werden.

So hat z. B. in einer bevorzugten Ausführungsform der Hauptteil 544 des Siegels 542 einen blauen Untergrund, und ist mit schwarzen Buchstaben und anderen Zeichnungen bedruckt. Die Hintergrundfarbe des Zungenstücks 545 ist z. B. rot oder gelb, was einen guten Kontrast zur Hintergrundfarbe des Hauptteils 544 ergibt. Buchstaben und Illustrationen werden auf den Untergrund hauptsächlich in schwarz oder blau aufgedruckt. Dadurch können Hauptteil 544 und Zungenstück 545 voneinander anhand der Farbe und der Muster unterschieden werden. Demzufolge kann die Aufmerksamkeit des Anwenders auf die Notwendigkeit der Entfernung des Zungenstücks 545 gelenkt werden.

Jede der Tintenzuführöffnungen 513, 513′, und 513′′ wird mit einer Folie 546 (Fig. 2) als vom Dichtteil 530 separaten Siegelelement verschlossen und Tintenbefüllungskanülen werden unter Durchstoßung des Siegelelements hermetisch in die Tintenbefüllungsöffnungen 514, 514′, 514′′, 515, 515′, und 515′′ eingeschoben. Die Befüllungsöffnungen 514, 514′ und 514′′ werden mit einer Evakuierungseinrichtung verbunden, während die Befüllungsöffnungen 515, 515′ und 515′′ geschlossen werden.

Die Evakuierungseinrichtung verringert den Druck in den Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ sowie auch in den Tintenkammern 512, 512′ und 512′′. Wenn sich der Druck auf einen vorbestimmten Wert verringert hat, wird der Evakuierungsvorgang beendet und die erste Befüllungsöffnung (514, 514′ und 514′′) wird verschlossen. Danach wird die zweite Befüllungsöffnung (515, 515′, 515′′) mit einem tintengefüllten Meßrohr verbunden. Die im Meßrohr befindliche Tinte wird in den evakuierten Behälter gezogen, daraufhin von den jeweiligen porösen Elementen 520, 520′ und 520′′ absorbiert und schließlich über die Verbindungsöffnungen 519, 519′ und 519′′ den Tintenkammern 512, 512′ und 512′′ zugeführt.

Nachdem die festgelegte Tintenmenge in die vorgesehene Tintenkammer eingefüllt ist, wird das Siegel 542 auf der äußeren Oberfläche des Deckels 516 angebracht, so daß die Tintenbefüllungsöffnungen 514, 514′, 514′′, 515, 515′, und 515′′, die Rillen 540, 540′ und 540′′ sowie die Lufteingänge 541, 541′ und 541′′ unter Unterdruck versiegelt werden. Das Siegel 542 erhält die reduzierten Druckverhältnisse in den Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ und in den Tintenkammern 512, 512′ und 512′′.

Vor der Verwendung der Patrone wird das Zungenstück 545 des Siegels 542 abgezogen, so daß es am Halsstück 543 abreißt und vom Hauptteil 544 getrennt wird. Somit werden die Tintenbefüllungsöffnungen 514, 514′ und 514′′ durch die Rillen 540, 540′ und 540′′ mit den Lufteingängen 541, 541′ und 541′′ in Fließverbindung gebracht. Dadurch kommunizieren auch die Schaumkammern 511, 511′ und 511′′ mit den Lufteingängen 541, 541′ und 541′′ und somit mit der Umgebungsluft. Es entsteht somit ein Lufteinlaß zum Einlassen von Umgebungsluft. Durch diese Anordnung wird, während ein Verdunsten der Tinte verhindert wird, die Tintenpatrone belüftet.

Wie in Fig. 7(a) und 7(b) gezeigt, wird eine Tintenzuführöffnung 513 der Tintenpatrone so positioniert, daß sie mit der Tintenzuführkanüle 550 des Druckkopfs in Linie ausgerichtet ist. Danach wird die Tintenpatrone zum Einsetzen in Richtung des Druckkopfes gedrückt. Ein verengter Bereich 551 der Tintenkanüle 550 tritt durch das Foliensiegel 546 und kontaktiert die Öffnung des Dichtteils 530, wie in Fig. 7(a) gezeigt. Da das Dichtteil 530 nach oben offen ist, gestattet es der Tintenzuführkanüle den Durchtritt unter nachgiebiger Verformung durch den verengten Bereich 551 der Tintenzuführkanüle 550.

Bei Verwendung der Patrone reicht die Tintenzuführkanüle 550 durch das Dichtteil 530 hindurch. Die Nachgiebigkeit des Verbindungsbereich 534 des Dichtteils 530 erlaubt der Verengung 532, die Tintenzuführkanüle 550 zu berühren. Selbst wenn die Tintenzuführkanüle 550 des Druckkopfs und das Zentrum des Dichtteils 530 etwas gegeneinander versetzt sind, werden die Tintenzuführöffnung 513 und die Tintenzuführkanüle 550 hermetisch verschlossen.

Um nach Einsetzen der Tintenpatrone dem Druckkopf Tinte zuzuführen, oder um den Tintenausstoß wiederherzustellen, wird ein negativer Druck am Druckkopf und somit durch die Tintenzuführkanüle angelegt, so daß Tinte aus der Patrone über die Kanüle zum Druckkopf fließt. Aufgrund des Druckunterschieds durch den hohen, an der Patrone anliegenden negativen Druck wird bewirkt, daß die Verengung 532 des Dichtteils 530, die die Patrone hermetisch abschließt und sie von der Umgebungsluft isoliert, nach oben in Fig. 7(a) in Richtung auf das Innere der Patrone deformiert wird. Somit hilft die Druckdifferenz mit, die Verengung 532 des Dichtteils 530 nachgiebig gegen die Tintenzuführkanüle zu pressen, wodurch der hermetische Verschluß der Tintenpatrone unterstützt wird.

Selbst wenn die Tintenzuführkanüle nicht vollständig durch das Dichtteil 530 hindurchreicht, gestattet die nachgiebige Kraft in der Verengung 532 des Dichtteils 530 ihr, so lange in Kontakt mit der Tintenzuführkanüle zu bleiben, wie der verengte Bereich 551 der Tintenzuführkanüle 550 in Kontakt mit der Verengung 532 bleibt, wie in Fig. 7(b) gezeigt. Demzufolge ist die Sicherstellung der Luftdichtheit des Dichtteils 530 und der Tintenzuführkanüle 550 möglich, selbst wenn die Kanüle nicht richtig eingeführt ist, und verhindert Tintenfluß außerhalb der Tintenzuführkanüle 550.

Da der verengte Bereich der Tintenzuführkanüle 550 beim Kontakt mit dem Dichtteil 530 versiegelt wird, kann der Totraum in der Patrone sehr klein gehalten werden, und Luftblasen, die durch einen "Stößeleffekt" beim Aufsetzen der Patrone auf den Druckkopf entstanden sein mögen, werden am Eindringen in die Patrone gehindert.

Wenn von den Düsenöffnungen des Druckkopfes ein negativer Druck ausgeübt wird, fließt vom porösen Element 520 absorbierte Tinte durch Öffnung 524 und durch die Öffnungen 552 der Tintenzuführkanüle in den Druckkopf. Wenn Tinte vom porösen Element 520 in einer vorgegebenen Menge verbraucht worden ist und der Tintenlevel im porösen Element 520 sinkt, überschreitet der Druck in der Tintenkammer 512 die Haltekraft des porösen Elements in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519, so daß Luftblasen durch die Verbindungsöffnung 519 in die Tintenkammer 512 eindringen.

Folglich steigt der Druck in der Tintenkammer 512 und Tinte fließt in die Schaumkammer 511.

Die in die Schaumkammer 511 fließende Tinte wird vom porösen Element 520 absorbiert und erhöht damit das Tintenlevel in der Schaumkammer 511. In dem Moment, in dem die Haltekraft des porösen Elements 520 in der Nähe der Verbindungsöffnung 519 und der Druck in der Tintenkammer sich ausgleichen, versiegt der Tintenfluß von der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511.

Die Graphik in Fig. 8 veranschaulicht diesen Vorgang. Hierbei kennzeichnet der Buchstabe F das Druckniveau im porösen Element 520 der Schaumkammer 511 und der Buchstabe G das Tintenniveau in der Tintenkammer 512. Wenn eine festgelegte Menge an Tinte w1, die zunächst im porösen Element enthalten war, verbraucht ist, so daß das Tintenniveau im porösen Element 520 bis auf einen vorbestimmten Wert verringert ist, bei dem der Druck der Tintenkammer 512 die Haltekraft des porösen Elements 520 in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519 übersteigt, fließt Tinte schrittweise von der Tintenkammer 512 in die Schaumkammer 511, bis das Gleichgewicht zwischen Tintenkammerdruck und der Haltekraft des porösen Elements 520 in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519 wiederhergestellt ist. Somit bleibt, obwohl der Tintenpegel in der Tintenkammer 512 sukzessive abnimmt, das Tintenniveau im porösen Element 520 im wesentlichen konstant, so daß Tinte durch eine gleichbleibende Druckdifferenz dem Druckkopf mit einer konstanten Rate zugeführt wird.

Nachdem eine festgelegte Menge Tinte w2 durch den Druckkopf verbraucht worden ist, bleibt keine Tinte mehr in der Tintenkammer übrig. Die Menge an Tinte, die im porösen Element enthalten ist, ist dann jedoch auf einem Niveau, das demjenigen entspricht, als Tinte noch stoßweise von der Tintenkammer 512 der Schaumkammer 511 zugeführt wurde. Somit kann der Druck unter Verwendung der im porösen Element 520 absorbierten Tinte fortgesetzt werden, obwohl keine weitere Tinte zur Ergänzung der Tintenzuführung im porösen Element 520 in der Tintenkammer 512 zur Verfügung steht. Nachdem eine vorgegebene Menge an Tinte w3 während des Drucks verbraucht worden ist, wird die Tinte in dem porösen Element erschöpft, so daß kein weiterer Druck mehr möglich ist.

Während der gesamten Druckoperation von dann, wenn die gesamte Tinte der Tintenkammer 512 vom porösen Element 520 absorbiert worden ist, bis die Tinte verbraucht ist, wird dem Druckkopf ein konstanter Betrag an Tinte zugeführt. Die Erschöpfung der Tinte in der Tintenkammer 512 zeigt die bevorstehende Erschöpfung der Tinte in der gesamten Tintenpatrone an. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine frische Tintenpatrone eingesetzt wird, ist die Sicherstellung einer kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Tintenversorgung zum Druckkopf möglich.

Wie oben beschrieben, muß der Innenraum der Tintenpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung während des Druckvorgangs unter negativem Druck gehalten werden. Zusätzlich zu der Bereitstellung des oben beschriebenen hermetischen Verschlusses muß die Übertragung der Tinte von der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 richtig durchgeführt werden, um einen konstanten Tintenfluß zum Druckkopf zu gewährleisten. Im folgenden wird die Struktur zum Steuern der Tintenzufuhr von der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 beschrieben.

Die Fig. 9 stellt die Grenze zwischen Schaumkammer 511 und Tintenkammer 512 in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Identische Bezugszeichen werden hierbei verwendet, um vergleichbare Merkmale zu kennzeichnen, wobei der Hauptunterschied zwischen dieser und der ersten Ausführungsform in einem, in der Öffnung 519 ausgebildeten, Stufenbereich liegt.

Der Stufenbereich 560 ist in der Verbindungsöffnung 519 angeordnet. Ein Anteil 563 des Bodens der Tintenkammer 512 ist höher als der von Schaumkammer 511, wobei der Stufenbereich 560 den Übergang bildet. Eine Rille 561, welche die Schaum- und Tintenkammern verbindet, wird im unteren Teil des Stufenbereichs gebildet.

Das poröse Element 520 steht in Kontakt mit der Verbindungsöffnung 519 und wird vom Stufenbereich 560 aufgenommen, so daß sein in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519 gelegener Anteil komprimiert wird, wodurch die erforderliche Druckdifferenz zwischen Tintenkammer 512 und Schaumkammer 511 durch die Verbindungsöffnung 519 erreicht werden kann. Wenn der Tintenspiegel in der Tintenkammer 512 auf ein niedriges Niveau absinkt, ermöglicht die Rille 561, Tinte von der Tintenkammer 511 zu sammeln, die dann vom porösen Element 520 in der Schaumkammer 511 aufgenommen wird. Demzufolge kann die gesamte Tinte in der Tintenkammer 512 dem Druckkopf verlustfrei zugeführt werden.

Die Fig. 10 stellt eine Tintenpatrone gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Auch hier sollen gleiche Bezugszeichen vergleichbare Strukturen kennzeichnen. Der Hauptunterschied zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform liegt in den unterschiedlichen Niveaus der beiden Kammern.

Die Bodenseite 564 der Tintenkammer 512 ist höher als die Bodenseite 567 der Schaumkammer 511, wodurch eine Stufe 652 ausgebildet wird. Die Stufe 562 empfängt das untere Ende des porösen Elements 520, so daß dieses in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519 komprimiert wird. Wenn gewünscht, kann eine Schräge 563 die von der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 abfällt, zur Unterstützung der Tintenzufuhr ausgebildet sein. Da die Schräge 563 einen leichteren Fluß der Tinte in der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 hin erlaubt, kann dem Druckkopf konstant Tinte zugeführt werden.

Die Fig. 11 und 12 stellen eine Tintenpatrone gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Auch hier sollen gleiche Bezugszeichen vergleichbare Strukturen kennzeichnen. Der Hauptunterschied zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform liegt in der Bereitstellung einer Durchgangsöffnung. Diese Ausführungsform entspricht übrigens der in den Fig. 4 und 5 dargestellten.

Eine Rille 519a (vgl. Fig. 4 und 5) wird in der Front der die Tintenkammer 512 und die Schaumkammer 511 trennenden zentralen Trennwand ausgebildet und steht in Verbindung mit dem oberen Bereich der Verbindungsöffnung 519 der zentralen Trennwand. Um den Luftdurchtritt von Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 zu ermöglichen und die Fließverbindung zwischen diesen beiden Kammern zu erhalten, wird eine Durchgangsöffnung 519b am unteren Ende der Rille 519a ausgebildet. Dadurch wird der obere Bereich des porösen Elements 520, der nur eine relativ kleine Kapillarkraft aufweist, mit der Verbindungsöffnung 519 über den von der dünne Rille 519a gebildeten Raum in Fließverbindung gehalten.

Somit kann Tinte reibungslos durch Luft ersetzt werden, so daß die Tinte in der Tintenkammer 512 kontinuierlich in die Schaumkammer 511 einfließen kann, wodurch verhindert wird, daß entweder zuviel oder zuwenig Tinte geliefert wird.

Die Fig. 13 und 14 stellen eine Tintenpatrone gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Auch hier sollen gleiche Bezugszeichen vergleichbare Strukturen kennzeichnen. Der Hauptunterschied zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform liegt in der Bereitstellung eines in die Schaumkammer 511 ragenden Vorsprungs.

Der hufeisenförmige Vorsprung 565 wird am Boden der Schaumkammer ausgebildet, s. Fig. 14. Der Vorsprung 565 gewährleistet einen Raum in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519, so daß Tinte problemlos aus der Tintenkammer 512 in die Schaumkammer 511 einfließen kann. Der Vorsprung kann jedoch auch andere geeignete Formen haben. Er kann ebenfalls auf der zentralen Trennwand 510 liegen.

Wie oben beschrieben, sind Schaum- und Tintenkammer durch eine einzelne zentrale Trennwand 510 voneinander geteilt. In einer in den Fig. 15 und 16 gezeigten, siebten bzw. achten Ausführungsformen einer Einfarb-Tintenpatrone kann eine Tintenkammer 571 so ausgebildet sein, daß sei zwei oder drei Seiten der Schaumkammer 570 umgibt, wobei zumindest eine Verbindungsöffnung 573 in zumindest einer der die Schaum- und die Tintenkammer trennenden Wände 572 ausgebildet sein kann. Eine Austrittsöffnung bzw. Tintenzuführöffnung 574 ist in der Schaumkammer 570 angeordnet. Eine Tintenpatrone mit solchen Aufbau kann eine vergleichsweise große Menge Tinte bezüglich des Gesamtvolumens der Patrone haben. Weiterhin kann ein Anwender aufgrund der Anordnung der Kammern einfach erkennen, ob ein erschöpfungsbedingter Austausch der Patrone notwendig ist.

Die Fig. 17 und 18 zeigen eine Tintenpatrone gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Diese ähnelt der ersten Ausführungsform, wobei der Hauptunterschied in der Verwendung eines nachgiebigen O-Rings 5300 besteht, der nach Einschieben einer Tintenzuführkanüle des Druckkopfes in die Tintenpatrone mit der Peripherie der Tintenzuführkanüle in Kontakt bleibt. Allerdings resultiert diese Ausführungsform in anderen Problemen, die in der ersten Ausführungsform gelöst sind. So kann evtl. eine große Reibungskraft beim Montieren der Tintenpatrone auf den Schlitten und beim Einschieben der Tintenzuführkanüle in die Patrone auftreten. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung auf Druckkopf und Patrone. Weiterhin wird der O-Ring 5300 vom Rand 5302 des Patronenkörpers unterstützt. Falls ein Fehler in der Ausrichtung von Patrone und Tintenzuführkanüle auftritt, wenn diese in jene eingeführt wird, wird eine Montage der Patrone sehr erschwert. Zudem wird bei einer Dreifarbenpatrone, bei der die Behälter 5304, 5306, und 5308 für die drei Farbtinten integral ausgeführt sind, wie in Fig. 18 gezeigt, eine Anbringung der Patrone auf dem Druckkopf extrem schwierig, falls die Patrone und auch nur eine der Tintenzuführkanülen nicht ausgerichtet sind.

Es versteht sich, daß die obigen Beispiele die Erfindung nicht limitieren sollen, deren Schutzumfang sich aus den Ansprüchen ergibt, und daß Änderungen an den oben gezeigten Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen. Die Patentansprüche verstehen sich als ein erster, nicht limitierender Versuch der Beschreibung der vorliegenden Erfindung.

Claims (39)

1. Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker, gekennzeichnet durch:
eine Kammer (511);
eine Tintenzuführöffnung (513), die sich durch eine Wandung der Kammer (511) erstreckt, um Tinte von der Tintenpatrone nach außen zu liefern; und
ein Dichtteil (530), das in der Tintenzuführöffnung (513) vorgesehen ist und eine hindurchgehende Öffnung aufweist, wobei das Dichtteil (530) Abmessungen aufweist um eine Tintenzuführkanüle (550) von einem Tintenstrahldrucker aufzunehmen und nachgiebig und/oder elastisch gegen eine äußere Begrenzung der Tintenzuführkanüle (550) zu stoßen.

2. Tintenpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (530) trichterförmig ist.

3. Tintenpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung ein weites Ende und ein enges Ende aufweist, wobei das enge Ende der Öffnung von der Kammer (511) entfernt angeordnet ist.

4. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (530) dazu dient einen Tintenfluß durch die Tintenzuführöffnung (513), der nicht durch die Tintenzuführkanüle (550) führt, zu verhindern, wenn die Tintenzuführkanüle (550) in der Tintenzuführöffnung (513) positioniert ist.

5. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch eine erste Kammer (512), wobei die Kammer (511) eine zweite Kammer ist um mit der ersten Kammer (512) zu kommunizieren.

6. Tintenpatrone nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (511) mit der ersten Kammer (512) durch einen Durchgang (519) kommuniziert, der in der Tintenpatrone zwischen der ersten und der zweiten Kammer ausgebildet ist.

7. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzuführöffnung (513) einen Durchgang (524) aufweist, der durch eine Innenwandung definiert ist, wobei das Dichtteil (530) einen Halteabschnitt (531) umfaßt, der durch die Innenwandung der Tintenzuführöffnung (513) gehalten wird.

8. Tintenpatrone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteabschnitt (531) an einen Bereich der Innenwandung nahe der Kammer (511) mit dem weiten Ende des Dichtteils (530) gekoppelt ist.

9. Tintenpatrone nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchgang (524) durch die Tintenzuführöffnung (513) einen abgestuften Bereich (513a) zwischen einem Bereich relativ geringer Querschnittsfläche näher der Kammer (511) und einem Bereich größerer Querschnittsfläche aufweist.

10. Tintenpatrone nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (530) an den abgestuften Bereich (513a) anstößt.

11. Tintenpatrone nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich größerer Querschnittsfläche des Durchgangs (524) eine laterale Nut (527) aufweist, wobei der Halteabschnitt (531) eine Wulst (535) zur Aufnahme in der Nut (527) aufweist.

12. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Halteabschnitt (531) im wesentlichen röhrenförmig ist.

13. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 5 bis 12, weiterhin gekennzeichnet durch ein poröses Element (520) in der zweiten Kammer (511) um Tinte zur Tintenzuführöffnung (513) zu übertragen, wobei die erste Kammer (512) gestaltet ist um Tinte zum Transport zum porösen Element (520) in der zweiten Kammer (512) aufzunehmen.

14. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Kammer eine integrierte Einheit (504, 505, 506) bilden.

15. Tintenpatrone nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von integrierten Einheiten (504, 505, 506), die einen einzelnen integrierten Behälter (501) bilden, wobei jede Einheit eine jeweils unterschiedliche Art von Tinte enthält.

16. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzuführöffnung (513) einen hervorstehenden Abschnitt (522) aufweist, der in die zweite Kammer (511) hineinragt und mit einer Eingangsöffnung zur Tintenzuführöffnung (513) ausgebildet ist, wobei der hervorstehende Abschnitt (522) in einen Teil des porösen Elements (520) eingreift und diesen im Bereich der Eingangsöffnung zur Tintenzuführöffnung (513) lokal komprimiert.

17. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 13 bis 16, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens einen Vorsprung (516a, 516b) um das poröse Element (520) gegen die Tintenzuführöffnung (513) zu drücken, wobei der Vorsprung (516a) auf einem innengelegenen Abschnitt der zweiten Kammer (511) im wesentlichen gegenüber der Tintenzuführöffnung (513) ausgebildet ist.

18. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das poröse Element (520) vor dem Einfügen in die zweite Kammer (511) ein Volumen aufweist, das größer als das Volumen der zweiten Kammer (511) ist.

19. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 5 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kammer (511) eine Schaumkammer ist.

20. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 16 bis 19, weiterhin gekennzeichnet durch eine Ausnehmung (523), die auf dem hervorstehenden Abschnitt (522) ausgebildet ist und die Eingangsöffnung zur Tintenzuführöffnung (513) definiert, wobei die Tintenzuführöffnung (513) einen Tintendurchgang (524) aufweist, der sich von der Ausnehmung (523) von dem porösen Element (520) wegführend erstreckt.

21. Tintenpatrone nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet daß die Ausnehmung (523) eine Querschnittsfläche aufweist, die größer ist als eine Querschnittsfläche des Tintendurchgangs (524), die an die Ausnehmung (523) des hervorstehenden Abschnitts (522) angrenzt, und einen Filter (525), der auf der Ausnehmung (523) zwischen dem porösen Element (520) und dem Tintendurchgang (524) angeordnet ist.

22. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 5 bis 21, weiterhin gekennzeichnet durch zumindest eine Teilungswand (5117), die in der ersten Kammer (512) angeordnet ist um eine Vielzahl von Teilkammern (5112a, 5112b) in der ersten Kammer (512) zu definieren.

23. Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 5 bis 22, weiterhin gekennzeichnet durch mindestens eine Rippe (518; 5118), die in der ersten Kammer (512) angebracht ist, wobei sich die Rippe (518; 5118) in vertikaler Richtung erstreckt und auf einer inneren Fläche der ersten Kammer (512) positioniert ist.

24. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzuführöffnung (513) eine Ausgangsöffnung in einem Abstand von der Kammer (512) aufweist, und ein von dem Dichtteil (530) separates Siegelelement (546), wobei das Siegelelement (546) angeordnet ist um die Tintenzuführöffnung (513) in der Nähe der Ausgangsöffnung abzudichten und so gestaltet ist, daß es von der Tintenzuführkanüle (550) durchstoßen wird, wenn die Tintenpatrone auf der Tintenzuführkanüle (550) angebracht wird.

25. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpatrone derart gestaltet ist, daß sie wieder entfernbar auf dem Tintenstrahldrucker angebracht werden kann, so daß die Tintenzuführkanüle (550) des Tintenstrahldruckers in der Tintenzuführöffnung (513) aufgenommen wird.

26. Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker, gekennzeichnet durch:
einen Behälter (501), in dem eine Kammer (511) ausgebildet ist;
eine Tintenzuführöffnung (513), die sich durch eine Wandung des Behälters erstreckt und eine erste Öffnung aufweist, die zur Kammer (511) des Behälters weist, sowie eine zweite Öffnung, die von der Wandung des Behälters weggerichtet ist; und
ein Dichtteil (530), das in der Tintenzuführöffnung (513) vorgesehen ist und eine hindurchgehende Öffnung aufweist, wobei das Dichtteil (530) Abmessungen aufweist um eine Tintenzuführkanäle (550) von einem Tintenstrahldrucker aufzunehmen und nachgiebig und/oder elastisch gegen eine äußere Begrenzung der Tintenzuführkanüle (550) zu stoßen.

27. Tintenpatrone nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (530) trichterförmig ist.

28. Tintenpatrone nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung ein weites Ende und ein enges Ende aufweist, wobei das enge Ende der Öffnung von der Kammer (511) entfernt angeordnet ist.

29. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (530) dazu dient einen Tintenfluß durch die Tintenzuführöffnung (513), der nicht durch die Tintenzuführkanüle (550) führt, zu verhindern, wenn die Tintenzuführkanüle (550) in der Tintenzuführöffnung (513) positioniert ist.

30. Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche 26 bis 29, weiterhin gekennzeichnet durch ein Siegelelement (546) separat von dem Dichtteil (530), wobei das Siegelelement angeordnet ist um die Tintenzuführöffnung (513) abzudichten bevor die Tintenpatrone auf der Tintenzuführkanüle angebracht wird, und wobei das Siegelelement (546) durch die Tintenzuführkanüle (550) durchdrungen wird, wenn die Tintenpatrone auf der Tintenzuführkanüle (550) angebracht wird.

31. Tintenstrahldrucker zur Ausgabe von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium, gekennzeichnet durch:
einen Druckkopf zum Ausstoßen von Tinte;
eine Tintenzuführkanüle (550), die mit dem Druckkopf verbunden ist und zumindest eine Durchgangsöffnung zum Durchlaufen von Tinte aufweist; und
eine Tintenpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30.

32. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenpatrone entfernbar auf der Tintenzuführkanüle (550) angebracht ist.

33. System zum Anbringen einer Tintenpatrone auf einer Tintenzuführkanüle eines Tintenstrahldruckers, gekennzeichnet durch eine Tintenpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30.

34. Verfahren zum Anbringen einer Tintenpatrone auf einer Tintenzuführkanüle eines Tintenstrahldruckers, gekennzeichnet durch die Schritte:
Speichern von Tinte in einer ersten Kammer (512);
Speichern eines porösen Elements (520), das mit Tinte getränkt ist, in einer zweiten Kammer (511), wobei die zweite Kammer (511) mit der ersten Kammer (512) durch einen Durchgang, der die beiden Kammern verbindet, kommuniziert;
Bereitstellen einer Tintenzuführöffnung (513) in einer Wandung der zweiten Kammer (511) in der Tintenpatrone, um dem Tintenstrahldrucker Tinte zu liefern;
Einführen der Tintenzuführkanüle in ein Dichtteil (530); und Anstoßen des Dichtteils gegen eine äußere Begrenzung der Tintenzuführkanüle (550) um einen Tintenfluß durch die Tintenzuführöffnung außerhalb der Tintenzuführkanüle (550) zu verhindern, wenn die Kanüle in der Tintenzuführöffnung positioniert wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren zum lösbaren Anbringen der Tintenpatrone dient.

36. Verfahren nach Anspruch 34 oder 35, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtteil (530) in der Tintenzuführöffnung (513) vorgesehen ist und eine hindurchgehende Öffnung aufweist, wobei das Dichtteil (530) Abmessungen aufweist um die Tintenzuführkanüle (550) aufzunehmen.

37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung ein weites Ende und ein enges Ende aufweist, wobei das enge Ende der Öffnung von der Kammer (511) entfernt angeordnet ist.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 37, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (530) trichterförmig ist.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 38, dadurch gekennzeichnet, daß es mit einer Tintenpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 30 durchgeführt wird.