DE102011015663A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Befüllen wiederverwendbarer Behälter mit einer Flüssigkeit - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Druckmaschinen, insbesondere der Drucker, Plotter oder sonstiger automatischer Registrier-, Schreib-, und Zeichenanlagen. Zum Aufbringen einer Flüssigkeit für ein Schrift – oder Druckbild ist eine Flüssigkeitsversorgungseinheit notwendig. Eine solche Flüssigkeitsversorgungseinheit weist unter anderem einen wechselbaren Flüssigkeitsbehälter auf. Solche Flüssigkeitsbehälter enthalten einen oder mehrere Speicherräume, die der Aufnahme einer Flüssigkeit, vorzugsweise Tinte, dienen. Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen der Speicherräume solcher Behälter mit einer Flüssigkeit. Vorteilhafterweise wird die Befüllung der Speicherräume eines Flüssigkeitsbehälters unter Vakuum durchgeführt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters ermöglicht auch das Befüllen von mehrfarbigen Tintenpatronen während eines Füllvorganges, wobei das ganze System vorteilhaft untereinander verbunden ist. Aufgrund der Verbundenheit werden alle Leitungen, Flüssigkeiten und Hohlräume von Luft evakuiert Anschließend wird der Flüssigkeitsbehälter in einem geschlossenem System gefüllt.

Description

• Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf das Gebiet der Druckvorrichtungen, insbesondere der Drucker, Plotter oder sonstiger automatischer Registrier-, Schreib-, und Zeichenanlagen. Drucker, beispielsweise Tintendrucker, sind gekennzeichnet durch selektives Aufbringen von Flüssigkeit, insbesondere eines Tintenstrahles, auf ein Aufzeichnungsmaterial. Zum Aufbringen einer Flüssigkeit für ein Schrift- oder Druckbild ist eine Flüssigkeitsversorgungseinheit notwendig. Eine solche Flüssigkeitsversorgungseinheit besteht im Wesentlichen aus einem Druckerschlitten. In einer ersten Ausführung eines Druckerschlittens ist der Druckerschlitten Träger eines Druckkopfes, einer Zuführnadel für eine Flüssigkeit, eines elektrischen Kontaktes und eines wechselbaren Behälters, insbesondere eines Flüssigkeitsbehälters, welcher mit seinem Versorgungsanschluss über eine Zuführnadel mit dem Druckkopf in Verbindung Steht. In einer zweiten Ausführung eines Druckerschlittens ist der Druckerschlitten Träger eines wechselbaren Behälters, insbesondere eines Flüssigkeitsbehälters mit integriertem Druckkopf. Den Flüssigkeitsbehältern, mit und ohne Druckkopf, kommt somit besondere Bedeutung zu, wobei beide Behältertypen einen Speicheraum, zur Aufnahme einer Flüssigkeit, enthalten. Der Flüssigkeitsbehälter ohne Druckkopf wird nachstehend als Tintentank und der Flüssigkeitsbehälter mit Druckkopf als Tintenpatrone bezeichnet. Aufgrund des Aufbringens einer Flüssigkeit aus den beiden Behältertypen, Tintentank und Tintenpatrone auf ein Aufzeichnungsmaterial, bzw. der Benutzung der beiden Behältertypen, entleeren sich die wechselbaren Behälter nach einer gewissen Benutzung. Leere Behälter werden dann gegen volle Behälter ausgetauscht. Die leeren Behälter können zum Nachfüllen einer Nachfüllstation zugeführt werden. In der Nachfüllstation werden die Behälter dann wieder mit Flüssigkeit gefüllt.
• Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 11 zur Durchführung eines solchen Verfahrens zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters in einem Rezipienten unter Vakuum, vorzugsweise eines Tintentanks und/oder einer Tintenpatrone, mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise einer Tinte, wobei der Flüssigkeitsbehälter umfasst – mindestens einen Speicherraum, der ein poröses Element zum Imprägnieren mit einer Flüssigkeit aufweist, – mindestens eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung mit Ventileinrichtung oder eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung mit Einlasseinrichtung und Druckkopf und – mindestens eine Luftaustauschöffnung, wobei die Vorrichtung umfasst – einen Rezipienten, bestehend aus einer Vakuumkammer und einem Vorderfrontdeckel, – eine Zuleitungseinrichtung, bestehend aus mindestens einer Zuleitung die jeweils mit einem Ventil ausgestattet ist, mindestens ein Flüssigkeitsreservoir und einen Lufteinlasskanal mit Ventil zur Belüftung der Vakuumkammer mit atmosphärischer Zuluft.
• Die vorliegende Erfindung betrifft somit im Allgemeinen ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen solcher Behälter mit einer Flüssigkeit. Auswechselbare Behälter zur Aufnahme einer Flüssigkeit der eingangs genannten Art, vorzugsweise von Tinten, sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt und werden zur Tintenversorgung von Tintendruckern verwendet. Die häufigsten Tintendrucker in der Praxis sind Serialdrucker, welche einen auswechselbaren Flüssigkeitsbehälter aufnehmen können. In den Flüssigkeitsbehältern ist hierzu üblicherweise mindestens ein Flüssigkeitsspeicherraum vorgesehen, in welchem die, dem Druckkopf zuzuführende flüssige Tinte, gespeichert ist. Die Kammern eines Flüssigkeitsbehälters können dabei fluidmechanisch voneinander getrennt sein und mit jeweils eigenen Tintenzuführ- und Tintenaufnahmeöffnungen, oder, in Strömungsverbindung untereinander, mit gemeinsamen Tintenzuführ- und Tintenaufnahmeöffnungen ausgeblidet sein. Fluidmechanisch getrennte Flüssigkeitskammern kommen insbesondere in Flüssigkeitsbehältern für Farbtintenstrahldrucker zur Anwendung und dienen der Aufnahme der unterschiedlichen Farbtinten. Flüssigkeitsbehälter mit einer einzigen Flüssigkeitskammer oder mit fluidmechanisch untereinander verbundenen Flüssigkeitskammern werden sowohl in Mono-, als auch in Farbtintenstrahldruckern eingesetzt. Insbesondere in Farbtintenstrahldruckern können aber auch beide Flüssigkeitsbeältertypen gemeinsam eingesetzt werden, indem etwa ein getrennter Flüssigkeitsbehälter für schwarze Tinte und ein getrennter Flüssigkeitsbehälter, mit beispielsweise drei Kammern für jeweils eine Farbtinte, vorgesehen ist, oder indem sowohl die schwarze Tinte, als auch beispielsweise drei unterschiedliche Farbtinten in jeweils einem eigenen Flüssigkeitsbehälter oder mehreren fluidmechanisch verbundenen Flüssigkeitskammern vorgesehen sind.
• Zum Betrieb einer Druckvorrichtung werden eine oder mehrere der vorgenannten Flüssigkeitsbehälter in die druckerseitige Aufnahmeöffnung eines Druckerschlittens eingesetzt, welche mitfahrend am Schlitten vorgesehen sind.
• Um eine ausgezeichnete Druckqualität zu erzeugen, ist es notwendig, für eine funktionssichere Flüssigkeitsversorgung des Druckkopfes mit flüssiger Tinte zu sorgen. Dazu kann beispielweise das Flüssigkeitsniveau in den Flüssigkeitsbehaltern in bekannter Art und Weise gemessen und angezeigt werden. Lässt die Druckqualität nach und ist ein Flüssigkeitsbehälter leer, so ist der Flüssigkeitsbehälter auszuwechseln. Ein wesentlicher Teil der beim Druck anfallenden Kosten Kommt daher von den Verbrauchsmaterialien, z. B. den Flüssigkeitsbehältern.
• Im Normalfall werden die Tintentanks und Tintenpatronen durch neue Flüssigkeitsbehälter ersetzt und die leeren Flüssigkeitsbehälter landen überwiegend im Hausmüll. So gelangen jährlich in Europa ca. 400 Millionen leere Tintentanks und Tintenpatronen in der Müllverwertung. Aufgrund des Kreislaufwirtschaftgesetzes und des Abfallgesetzes, welche eine Schonung der natürlichen, globalen Ressourcen und die Sicherung der umweltverträglichen Beseitigung von Abfällen vorschreiben, ergibt sich eine Wiederverwendung solcher leerer Behälter. Um eine Belastung der Umwelt zu vermeiden, bzw. zu vermindern, sind eine fachgerechte und gesetzeskonforme Entsorgung und/oder ein Recyclingverfahren für die in Rede stehenden Behälter notwendig. Eine Wiederverwendung der hochwertigen Behälter kann ohne Qualitätseinbußen durch Aufbereitung und Wioderbefüllung erfolgen.
• Befüllungsverfahren und Vorrichtungen, vorzugsweise Nachfüllstationen zum Befüllen von Flüssigkeitsbehälter, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Z. B. aus der JP 11048490 A , der JP 09039262 A , der DE 196 37 879 A1 und der DE 600 10 996 T2 . Entweder ist das Befüllungsverfahren für die Flüssigkeitsbehälter zu umständlich und/oder die Vorrichtung zum Befüllen der Flüssigkeitsbehälter ist zu kompliziert und/oder mechanisch zu aufwendig ausgestaltet.
• Als naheliegenster Stand der Technik wird der in der DE 10 2008 013 093 A1 offenbarte Gegenstand angesehen. Der offenbarte Gegenstand betrifft eine Vorrichtung in Form einer Nachfüllstation, die mit einem bestimmten Verfahren betrieben wird. Das Verfahren beschreibt das Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters mit einer Flüssigkeit, wobei das Verfahren in der Lage ist, Flüssigkeit in kurzer Zeitdauer mit einem hohen Füllstand, in einen oder mehrere Flüssigkeitsbehälter gleichzeitig einzufüllen. Die Vorrichtung dient dem Befüllen der Flussigkeitsbehälter mit Flüssigkeit. Des Weiteren ist die Vorrichtung geeignet, verschiedene Flüssigkeitsbehälter, sogenannte Tintentanks und Tintenpatronen, zum Befüllen aufzunehmen und ein Verfahren zum Befüllen der Flüssigkeitsbehälter mit Flüssigkeit zu ermöglichen. Es gibt eine Reihe von Druckvorrichtungen, die einen mehrfarbigen Flüssigkeitsbehälter verwenden. Hier hat sich herausgestellt, dass die Speicherkammern eines solchen mehrfarbigen Flüssigkeitsbehälters, beispielsweise einer sogenannten Tri-Colar-Patrone, nicht gleichzeitig gefüllt werden können. Die Nachfüllstation ist zwar geeignet, auch die Speicherkammern von Tri-Color-Patronen zu füllen, aber immer nur eine Speicherkammer nach der anderen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Befüllen von vorzugsweise mehrfarbigen Flüssigkeitsbehaltern mit einer Flüssigkeit, insbesondere Tinte, der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die vorgenannten Nachteile der bekannten Anordnungen vermeidet und eine einfache technische Lösung anzugeben, die es ermöglicht, eine Flüssigkeitsfüllvorrichtung mit einfacher Funktionsgeomotrie und einfacher Bedienung herzustellen, welche eine funktionssichere Befüllung von Flüssigkeitsbehältern im Vakuum, insbesondere von mehrfarbigen Tintentanks und Tintenpatronen, optimal erfüllt. Der mehrfachen Befüllung von Flüssigkeitsbehältern, insbesondere von wiederverwendbaren Tintentanks und/oder Tintenpatronen kommt daher besondere Bedeutung zu.
• Erfindungsgemäß wird dieses Problem durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 und X gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung.
• Die Lösung der Aufgabe besteht darin, eine mit diesen Merkmalen der vorliegenden Erfindung ausgestattete Vorrichtung und ein Verfahren zum Befüllen von wiederverwendbaren Flüssigkeitsbehältern mit Flüssigkeit unter Vakuum bereitzustellen. Vorzugsweise handelt es sich um mehrfarbige Flüssigkeitsbehälter, insbesondere um Tintentanks und Tintenpatronen, welche in einem Druckerschlitten eines Druckers zum lösbaren Anbringen geeignet sind.
• Eine vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung wird in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Nachstehend ist das Verfahren zum Befüllen verschiedener Flüssigkeitsbehälter mit einer Flüssigkeit, aufgezeigt.
• Der erste Verfahrensschritt I zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters in einem Rezipienten unter Vakuum, vorzugsweise eines Tintentanks und/oder einer Tintenpatrone, mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise einer Tinte, wobei der Flüssigkeitsbehälter mindestens einen Speicherraum, der ein poröses Element zum Imprägnieren mit einer Flüssigkeit aufweist, besteht darin, dass mindestens eine Hohlnadel in mindestens einen Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters eingeführt wird, wodurch die Hohlnadel die Verbindung mit dem Speicherraum und der, im Flüssigkeitsreservoir enthaltenen Flüssigkeit, über mindestens ein geöffnetes Ventil einer Zuleitung herstellt, wobei der solchermaßen an eine Zuleitung angeschlossene Flüssigkeitsbehälter in die Vakuumkammer des Rezipienten eingelegt wird, welche anschließend mit einem Vorderfrontdeckel verschlossen wird.
• D. h., dass ein Flüssigkeitsbehälter, bestehend aus einem Tintentank oder einer Tintenpatrone, mit nur einem Speicherraum genauso in der erfinderischen Vorrichtung mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einer schwarzen Tinte, gefüllt werden kann, wie ein Flüssigkeitsbehalter, bestehend aus einem Tintentank oder einer Tintenpatrone, mit einer Vielzahl von Speicherräumen, vorzugsweise drei oder vier Speicherräumen. Solche Flüssigkeitsbehälter mit drei Speicherräumen sind beispielsweise unter der Bezeichnung „Tri-Color-Patrone” bekannt. „Tri-Color-Patronen” werden auch als 3-farbige Druckerpatronen bezeichnet. Ein solcher Flüssigkeitsbehälter enthält die Farben „Cyan, Magenta und Gelb”, wobei jeder Speicherraum eine Farbe aufnimmt. Es sind aber auch mehrfarbige Druckerpatronen mit vier Speicherräumen bekannt. Ein solcher Flüssigkeitsbehälter enthält die Farben „Schwarz, Cyan, Magenta und Gelb”, wobei jeder Speicherraum eine Farbe aufnimmt
• Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es nun möglich, jeden Speicherraum eines mehrfarbigen Flüssigkeitsbehälters gleichzeitig mit einer zugehörigen Farbe zu befüllen. Es besteht bei einem mehrfarbigen Flüssigkeitsbehälter aber auch die Möglichkeit, nur ein oder zwei Speicherräume mit Flüssigkeit zu befüllen. D. h., je nach Bedarf kann ein Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälter gefüllt oder nachgefüllt werden, ohne dass ein Speicherraum vorher entleert werden muss. Ein Gemisch von Flüssigkeit und Luft, in der Form von Schaum, kann beim Reduzieren des Drucks in der Vakuumkammer nicht aus einem halbvollen Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters austreten, weil der Unterdruck im Speicherraum erzeugt wird. Die Luft wird mit Hilfe einer, in den Speicherraum eingeführten Hohlnadel, evakuiert. Bei einer „Tri-Color-Patrone” können gleichzeitig bis zu drei Hohlnadeln angeschlossen sein, wodurch der Flüssigkeitsbehälter in einem Arbeitsgang mit drei Flüssigkeitsfarben gefüllt werden kann. Handelt es sich um eine mehrfarbige Druckerpatrone mit vier Speicherräumen, können bis zu vier Hohlnadeln gleichzeitig angeschlossen werden. Erfindungsgemäß befindet sich nicht nur der Flüssigkeitsbehälter in einem geschlossenen Vakuumsystem, sondern vorteilhafterweise auch die Flüssigkeitsreservoirs und die darin enthaltene Flüssigkeit nebst deren Verbindungs- und Zuleitungen. Eine oder mehrere Verbindungen zwischen den einzelnen Einrichtungen sorgen dafür, dass altes gleichzeitig evakuiert wird.
• Der zweite Verfahrensschritt II zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters, eines Tintentanks und/oder einer Tintenpatrone, hier vorzugsweise eines mehrfarbigen Tintentanks und/oder einer mehrfarbigen Tintenpatrone mit einer Flüssigkeit, vorzugsweise mit farbiger Tinte, erfolgt dadurch, dass das Ventil in der Zuleitung zwischen dem Rezipienten und dem Überlaufbehälter geschlossen und das Ventil in der Zuleitung zwischen der Vakuumpumpe und dem Überlaufbehälter geöffnet und des Lufteinlassventil in der Zuleitung zwischen dem Vakuummeter und dem Überlaufbehälter geschlossen wird. Durch das Schließen der vorgenannten Ventile wird der Belüftungskreislauf des Systems der kompletten Vorrichtung, wie in der Figurenbeschreibung aufgezeigt, geschlossen. Durch das Öffnen des Ventils in der Zuleitung zur Vakuumpumpe und durch die bereits gemäß Verfahrensschritt geöffneten Ventile in den Zuleitungen zwischen den Flüssigkeitsreservoirs und den Hohlnadeln, wird der Vakuumkreislauf zwischen einem oder mehreren Speicherräumen eines, in einem Rezipienten eingelegten Flüssigkeitsbehälters und der Vakuumpumpe, durchgängig. Der Vakuumkreislauf zur Reduzierung des Innendrucks im geschlossenen System der erfindungsgemäßen Vorrichtung, bzw. der Nachfüllstation, beginnt also an der Vakuumpumpe und verläuft über das geöffnete Ventil in der Zuleitung zum Überlaufbehälter und vom Überlaufbehälter weiter über das, an den Überlaufbehälter angeschlossene Zuleitungssystem und von dort über die Flüssigkeitsreservoirs zu den, an die Flüssigkeitsreservoirs angeschlossenen und geöffneten Verbindungseinrichtungen und endet über den Speicherraum in der Vakuumkammer des Rezipienten. Weitere Angaben können der nachstehenden Figurenbeschreibung entnommen werden.
• Im dritten Verfahrensschritt III wird daher logischerweise die Vakuumpumpe eingeschaltet und das Ventil im Lufteinlasskanal kurzzeitig geöffnet und dann wieder verschlossen, wodurch vorteilhafterweise der Vorderfrontdeckel des Rezipienten angesogen und die Vakuumkammer, aufgrund des reduzierten Innendrucks, verschlossen und der Überlaufbehälter (47) sowie die, an den Überlaufbehälter angeschlossenen Verbindungsleitungen, evakuiert werden.
• Gemäß der vorliegenden Erfindung erfolgt daher im vierten Verfahrensschritt IV die vollständige Evakuierung der gesamten Vakuumkette, bis der gewünschte Unterdruck im System erreicht ist und die Vakuumpumpe abgeschaltet werden kann. Das Evakuierender gesamten Vakuumkette erfolgt dadurch, dass mindestens ein, über eine Hohlnadel angeschlossener Speicherraum des sich in der Vakuumkammer befindlichen Flüssigkeitsbehälters, über mindestens eine, am Überlaufbehälter angeschlossene Verbindungsleitung, über mindestens ein Flüssigkeitsreservoir und über mindestens eine Zuleitung evakuiert wird, wobei der Unterdruck am Vakuummeter kontrolliert wird, bis der erforderliche Unterdruck im System erreicht ist, um dann die Vakuumpumpe abzuschalten und das Ventil in der Zuleitung zur Vakuumpumpe zu schließen. Die Erzeugung des Unterdrucks in der Vakuumkette ist mit Abschaltung der Vakuumpumpe abgeschlossen. Im nächsten Verfahrensschritt V erfolgt eine Belüftung bestimmter und vorgesehener Teile, bzw. Einrichtungen des Systems der Vorrichtung, uzw. des Überlaufbehälters und der Zuleitungseinrichtung zu den Flüssigkeitsreservoirs.
• Zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters, bzw. der Speicherräume eines Flüssigkeitsbehälters, ist jetzt der nächste Verfahrensschritt V notwendig. Im fünften Verfahrensschritt V wird über das Lufteinlassventil kontrolliert Luft durch langsames Öffnen, über die Zuleitung in den Überlaufbehälter und somit zum Zuleitungssystem geleitet. Damit steigt der Druck im Überlaufbehälter und dem angeschlossenen Zuleitungssystem an. Der ansteigende Druck im Zuleitungssystem nähert sich dem atmosphärischen Außendruck an. Der Druck der Außenluft liegt jetzt auf der Flüssigkeit in den Flüssigkeitsreservoirs, wodurch aus mindestens einem Flüssigkeitsreservoir Flüssigkeit in das Verbindungssystem gelangt und von dort aus über mindestens eine geöffnete Zuleitung und über eine Hohlnadel in einen Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters fließt. Die Geschwindigkeit der Flüssigkeit in der Zuleitung zum Speicherraum wird durch das Regeln des Lufteinlassventils, welches die Menge der Zuluft reguliert, eingestellt.
• Nun kann auf einfache Art und Weise festgestellt werden, wann ein Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters gefüllt ist. Der Rezipient der Vorrichtung besteht aus einem transparenten Material, vorzugsweise aus Acryl. Der in der Vakuumkammer des Rezipienten befindliche Flüssigkeitsbehälter ist daher optisch sehr gut zu erkennen und damit auch die in einem Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters eingesteckten Hohlnadeln. Sobald Flüssigkeit aus einem Speicherraum ausläuft, weil dieser gefullt ist, wird im nächsten Verfahrensschritt VI das Ventil der zugehörigen Zuleitung geschlossen. Mit der Schließung des Ventils wird der Zufluss der Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir zum Speicherraum gestoppt. Sind beispielsweise vier Speicherräume eins Flüssigkeitsbehälters zum Auffüllen mit Flüssigkeit angeschlossen, wird in der Reihenfolge, in der ein Speicherraum mit Flüssigkeit gefüllt ist, das Ventil in der zuständigen Zuleitung geschlossen. Sind alle Speicherräume eines Flüssigkeitsbehälters gefüllt und somit alle Ventile der Zuleitungen von den Flüssigkeitsreservoirs zum Flüssigkeitsbehälter geschlossen, wird der nächste Verfahrensschritt VII eingeleitet.
• Es gibt noch eine weitere Möglichkeit, wie der Zufluss von Flüssigkeit aus einem Flüssigkeitsreservoir in einen Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters schnell und unproblematisch gestoppt werden kann, sodass es zu keinem Überlaufen des Speicherraums kommt. Alternativ kann das Ventil im Lufteinlasskanal zum Überlaufbehälter kurzzeitig geöffnet werden. Im Überlaufbehälter befindet sich zur Zeit des Verfahrensschrittes VI ein atmosphärischer Außendruck. Dieser atmosphärische Außendruck wird denn vom Überlaufbehälter direkt in die Vakuumkammer geleitet, wodurch der Zustrom der Flüssigkeit aus allen angeschlossenen und geöffneten Zuleitungen zu den Flüssigkeitsreservoirs stoppt. Natürlich darf das Ventil nur kurzzeitig geöffnet werden, weil sonst der in der Vakuumkammer vorherrschende Unterdruck zu stark ansteigen und sich dem atmosphärischen Außendruck zu stark angleichen würde. In dem Fall würde nach dem Schließen des Ventils der Zuleitung des Lufteinlasskanals zum Überlaufbehälter keine Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsreservoirs in die Speicherräume mehr fließen. Das Ventil im Lufteinlasskanal zum Überlaufbehälter wird daher nur kurzzeitig geöffnet. Während das Ventil geöffnet ist, wird das Ventil in der Zuleitung vom Flüssigkeitsbehälter zum Speicherraum, dessen Speicherraum mit Flüssigkeit gefüllt ist, geschlossen. Danach wird umgehend das Lufteinlassventil im Lufteinlasskanal wieder geschlossen und der Befüllungsvorgang der anderen Speicherräume aus den noch angeschlossenen und geöffneten Ventilen von den Flüssigkeitsreservoirs zum Flüssigkeitsbehälter, wird fortgesetzt, weil sich noch ein Unterdruck in der Vakuumkammer befindet. Auf diese Art und Weise kann ein Speicherraum nach dem anderen gefüllt werden, bis alle Speicherräume gefüllt sind und alle Ventile in den Zuleitungen zu den Flüssigkeitsreservoirs geschlossen wurden.
• Der nächste Verfahrensschritt VII besteht nun darin, einen gefüllten Flüssigkeitsbehälter aus dem Rezipienten zu entnehmen Dazu ist es erforderlich, nachdem die Zufuhr von Flüssigkeit aus den Flüssigkeitsreservoirs in den Rezipienten gestoppt wurde, diesen zu belüften. Durch eine Belüftung des Rezipienten wird der vorherrschende Unterdruck in der Vakuumkammer behoben. Zur Belüftung des Rezipienten und zur Entnahme eines Flüssigkeitsbehälters aus dem Rezipienten, wird nun des Ventil im Lufteinlasskanal, welcher die Verbindung zwischen dem Rezipienten und dem Überlaufbehälter bildet, geöffnet, wodurch die Zuluft vom geöffneten Lufteinlassventil des Unterdruckerzeugungs-, Kontroll und Belüftungseinrichtung über den Überlaufbehälter in die Vakuumkammer strömen kann, bis der Unterdruck in der Vakuumkammer den atmosphärischen Druck angeglichen hat. D. h., über das geöffnete Ventil strömt, aufgrund des Druckunterschieds zwischen der Vakuumkammer des Rezipienten und dem normalen atmosphärischen Außendruck, Luft in die Vakuumkammer des Rezipienten. Während der Belüftungsphase des Rezipienten nimmt das Vakuum in der Vakuumkammer, in dem sich der gefüllte Flüssigkeitsbehälter befindet, ab.
• Durch das Öffnen des vorgenannten Ventils ist der Belüftungskreislauf des Systems der kompletten Vorrichtung, wie in der Figurenbeschreibung aufgezeigt, geöffnet Ist die Vakuumkammer des Rezipienten belüftet, lässt sich der Vorderfrontdeckel des Rezipienten, gemäß des letzten Verfahrensschrittes VIII, Leicht öffnen. Nach dem Öffnen des Rezipienten, durch Entfernen des Vorderfrontdeckels von der Vakuumkammer, ist der Zugang zum Flüssigkeitsbehälter frei. Der Flüssigkeitsbehälter kann entnommen werden und eine Entnahme der Hohlnadeln, bzw. das Herausziehen einer Hohlnadel aus einem Speicherraum eines Flüssigkeitsbehälters, erfolgt. Es besteht auch die Möglichkeit, zuerst die Hohlnadeln zu entfernen und dann den Flüssigkeitsbehälter zu entnehmen. Dieses ist dem Benutzer frei gestellt.
• Das zuvor aufgezeigte Verfahren, dargestellt in einer einfachen Arbeitsablaufanalyse, kann nun von vorne beginnen und ein weiterer mehrfarbiger Flüssigkeitsbehälter kann, zum Auffüllen der Speicherräume mit Flüssigkeit, gefüllt werden. Dies bedeutet des Einführen einer ersten Hohlnadel in einen ersten Speicherraum, das Einführen einer Zweiten Hohlnadel in einen zweiten Speicherraum usw., bis alle Speicherräume eines Flüssigkeitsbehälters angeschlossen sind, das Einlegen des an das Versorgungssystem angeschlossenen Flüssigkeitsbehälters in die Vakuumkammer des Rezipienten, das Verschließen des Rezipienten mit dem Vorderfrontdeckel und das Öffnen der Ventile in den Zuleitungen der Zuleitungseinrichtung zu den Flüssigkeitsreservoirs, das Schließen des Lufteinlassventils in der Zuleitung am Vakuummeter und das Schließen des Ventils in der Zuleitung zwischen dem Rezipienten und dem Überlaufbehälter, das Öffnen des Ventils in der Zuleitung zwischen der Vakuumpumpe und dem Überlaufbehälter, das Einschalten der Vakuumpumpe und das kurzzeitiges Öffnen des Ventils zwischen dem Überlaufbehälter und dem Rezipienten. Durch die letzte Maßnahme wird ein reduzierter Druck in der Vakuumkammer des Rezipienten erzeugt, wodurch der Vorderfrontdeckel aufgrund des verminderten Innendrucks die Vakuumkammer hermetisch verschließt. Aufgrund der letzten Maßnahmen erfolgt eine Evakuierung der Luft im Versorgungssystem, wodurch eine Reduzierung des Innendrucks im Überlaufbehälter, in den Verbindungsleitungen zu den Flüssigkeitsreservoirs, in den Flüssigkeitsreservoirs, in den Zuleitungen zu den Speicherräumen, in den Speicherräumen und in der Vakuumkammer des Rezipienten erfolgt. Eine Kontrolle des Vakuums, bis ein gewünschter Unterdruck in der Vakuumkammer erreicht ist, folgt. Nach Erreichen eines gewünschten Unterdrucks in der Vakuumkammer, erfolgt das Abschalten der Vakuumpumpe und das Schließen des Ventils in der Zuleitung zwischen der Vakuumpumpe und dem Überlaufbehälter. Durch das kontrollierte Öffnen des Lufteinlassventils in der Zuleitung zwischen Vakuummeter und Überlaufbehälter fließt Luft in das Belüftungssystem bis zu den Flussigkeitsreservoirs. Aufgrund des ansteigenden Drucks auf die Flüssigkeit in den Flüssigkeitsreservoirs fließt Flüssigkeit in die Speicherräume eines Flüssigkeitsbehälters. Ist ein Speicherraum mit Flüssigkeit gefüllt, wird das Ventil der zugehorigen Zuleitung geschlossen. Nacheinander worden so alle Ventile in den Zuleitungen zwischen den Speicherräumen und den Flüssigkeitsreservoirs geschlossen. Nachdem alle Ventile in den Zuleitungen geschlossen wurden, erfolgt das Öffnen des Ventils im Lufteinlasskanal zwischen dem Rezipienten und dem Überlaufbehälter. Hieran schließt sich das Öffnen des Vorderfrontdeckels des Rezipienten an. Im Anschluss erfolgen die Entnahme des Flüssigkeitsbehälters und die Entkopplung der Hohlnadeln vom Flüssigkeitsbehälter durch Herauszichen der Hohlnadeln aus den Speicherräumen. Zum Auffüllen weiterer Flüssigkeitsbehälter kann das Verfahren jetzt wiederholt werden. Die Wiederholung ist unbegrenzt. Zwischenzeitlich ist nur ein Nachfüllen oder ein Austausch eines Flüssigkeitsreservoirs erforderlich.
• Das Verfahren zum Befüllen von Flüssigkeitsbehältern mit einer Flüssigkeit, kann auch mit Hilfe der Computertechnik weitestgehend automatisch erfolgen. Notwendig ist das Handling für den Benutzer der Vorrichtung, bzw. der Nachfüllstation nur noch für den Verfahrensschritte I und den Verfahrensschritt VIII. Der Verfahrensschritt I besteht im Prinzip aus der Bestückung der Nachfüllstation mit einem Flüssigkeitsbehälter und dessen Anschluss an die Zuleitungen und dem Schließen des Rezipienten. Danach kann ein Computerprogramm gestartet wenden. Das Computerprogramm übernimmt die Verfahrensschritte II bis VII. D. h., dass das Computerprogramm die Steuerung der Ventile und der Vakuumpumpe in der richtigen Reihenfolge übernimmt. Hierzu ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit entsprechenden elektromagnetischen Ventilen und Sensoren ausgestattet, welche die Verfahrensschritte II bis VII kontrollieren. Auch das An- und Abschalten der Vakuumpumpe kann über das Computerprogramm erfolgen Sind die automatischen Verfahrensschritte II bis VII abgeschlossen, hat derr Benutzer den Verfahrensschritt VIII wieder durch Handling zu erledigen. Der Verfahrensschritt VIII besteht im Prinzip aus dem Öffnen des Rezipienten, dem Lösen der Zuleitungen vom Flüssigkeitsbehälter und der Entnahme desselben.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung rein schematisch dargestellt und wird nachfolgend in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigt
• 1 prinzipiell in schematischer Darstellung eine erfindungsgemäße Tintenfüllvorrichtung mit einem Flüssigkeitsbehälter, gemäß einer Ausführung einer mehrfarbigen Druckerpatrone.
• 1 zeigt in schematischer Ansicht eine vorteilhafte Ausführung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters 2. Ein Flüssigkeitsbehälter 2 kann einen Speicherraum IV 56 oder mehrere Speicherräume I–III 5, 6, 7 aufweisen. Die komplette erfindungsgemäße Vorrichtung 1 als Nachfüllstation für Flüssigkeitsbehälter 2 besteht aus einem transparenten Rezipienten 30, der aus einer Vakuumkammer 49 und einem Vorderfrontdeckel 48 gebildet wird. An den Rezipienten 30 schließt sich ein Zuleitungssystem 23 an. Das Zuleitungssystem 23 besteht aus einer Vielzahl von Zuleitungen 36, 39, 42, 45, 51, vorzugsweise von vier Zuleitungen 36, 39, 42, 51 für die Zuführung von farbiger Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 und einer Zuleitung 45 für die atmosphärische Zuluft. Die Zuleitungen 36, 39, 42, 45, 51 sind mit Ventilen 37, 40, 43, 46, 53 zum Öffnen und Verschließen der Zuleitungen 36, 39, 42, 45, 51 ausgestattet.
• An die Zuleitungen 36, 39, 42, 51 des Zuleitungssystems 23 schließt sich jeweils ein Flüssigkeitsreservoir 38, 41, 44, 50 und an die Zuleitung 45 ein Überlaufbehälter 47 an. Die Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 sind wiederum an ein Verbindungssystem 60 angeschlossen. Das Verbindungssystem 60 besteht in einer ersten Ausführung aus einer Vielzahl von Verbindungsleitungen, vorzugsweise aus vier Verbindungsleitungen 24, 25, 26, 52, die alle einzeln am Überlaufbehälter 47 angeschlossen sind. In einer zweiten Ausführung besteht das Verbindungssystem 60 ebenfalls aus einer Vielzahl von Verbindungsleitungen, vorzugsweise aus vier relativ kurzen Verbindungsleitungen 24, 25, 26, 52, die an einem länglichen Gehäuse (nicht dargestellt) angeschlossen sind. Die Verbindung des Gehäuses zum Überlaufbehälter 47 erfolgt wiederum über eine Zuleitung. Der Überlaufbehälter 47 ist an eine Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59 angeschlossen. Die Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59 weist eine Unterdruckerzeugungseinrichtung auf, welche aus einer Vakuumpumpe 31 besteht, die über eine Zuleitung 32, in der ein Ventil 33 angeordnet ist und mit dem Überlaufbehälter 47 verbunden ist, und weist eine Kontroll- und Belüftungseinrichtung auf, welche aus einem Vakuummeter 27 besteht, das über einen Lufteinlasskanal 28, in dem ein Lufteinlassventil 29 angeordnet ist und mit dem Überlaufbehälter 47 verbunden ist.
• Im konkreten Ausführungsbeispiel ist,
• – das Flüssigkeitsreservoir 38 mit der Flüssigkeit 8, die der Farbe cyan entspricht, über die Zuleitung 36 mit dem Speicherraum 15,
• – das Flüssigkeitsreservoir 41 mit der Flüssigkeit 9, welche der Farbe magenta entspricht, über die Zuleitung 39 mit dem Speicherraum II 6,
• – das Flüssigkeitsreservoir 44 mit der Flüssigkeit 10, welche der Farbe gelb entspricht, über die Zuleitung 42 mit dem Speicherraum III 7, und
das Flüssigkeitsreservoir 50 mit der Flüssigkeit 52, die der Farbe schwarz entspricht, über die Zuleitung 51 mit dem Speicherraum IV 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2, verbunden. Der Flüssigkeitsbehälters 2, gemäß dem konkreten Ausführungsbeispiel, weist vier Speicherräume 5, 6, 7, 56 auf. Jeder Speicherraum 5, 6, 7, 56 enthält eine separate Flüssigkeit 8, 9, 10, 54. Konkret enthält in diesem Ausführungsbeispiel der Speicherraum 15 die Farbflüssigkeit 8 Cyan, der Speicherraum II 6 die Farbflüssigkeit 9 Magenta, der Speicherraum III 7 die Farbflüssigkeit 10 Gelb und der Speicherraum IV 50 die Farbflüssigkeit 54 Schwarz. Daher ist jeder Speicherraum I–IV 5, 6, 7, 56 über eine, an der Zuleitung 36, 39, 42, 51 angeschlossene Hohlnadel 11, 12, 13, 55, mit der nachzufüllenden Farbflüssigkeit Cyan 8, Magenta 9, Gelb 10 und Schwarz 54 aus einem zugehörigen Flüssigkeitsreservoir 38, 41, 44, 50 verbunden. Je nach Hersteller können die Farbflüssigkeiten Cyan 8, Magenta 9, Gelb 10 und Schwarz 54, eine andere Reihenfolge in den Speicherräumen 5, 6, 7, 50, aufweisen. Dann wird eben die, zu einem Flüssigkeitsbehälter 38 mit der Farbflüssigkeit 8, entsprechende Hohlnadel 11, in die zugehörige Luftaustauschöffnung des Speicherraumes, mit der aufzufüllenden Farbflüssigkeit Cyan gesteckt. Alle Zuleitungen 36, 39, 42, 51 von den Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 zu den Speicherräumen 5, 6, 7, 56 werden durch den Vorderfrontdeckel 48 geführt. Die Zuführungen der Zuleitungen 36, 39, 42, 51 können in einer anderen Ausführungsform aber auch durch eine der Seitenwände des Rezipienten 30 geführt werden. Auch der Lufteinlasskanal 45 vom Überlaufbehälter 47, ist in diesem Ausführungsbeispiel, über den Vorderfrontdeckel 48 am Rezipienten 30 angeschlossen und kann natürlich auch über eine der Seitenwände in die Vakuumkammer 49 des Rezipienten 30 geleitet werden.
• Im Prinzip umfasst die Vorrichtung 1, zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters 2 in einem Rezipienten 30 unter Vakuum, vorzugsweise einen Tintentank und/oder eine Tintenpatrone mit einer Flüssigkeit 8, 9, 10, 54, vorzugsweise einer Tinte, verschiedene Komponenten und Einrichtungen. Der Flüssigkeitsbehälter 2 umfasst – mindestens einen Speicherraum 5, 6, 7, 56, der ein poröses Element 3 zum Imprägnieren mit einer Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 aufweist, – mindestens eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14, 15, 16, 57 mit Ventileinrichtung, oder eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14, 15, 16, 57 mit Einlasseinrichtung und Druckkopf und – mindestens eine Luftaustauschöffnung 17, 18, 19, 58. Die Vorrichtung 1 umfasst – einen Rezipienten 30, bestehend aus einer Vakuumkammer 49 und einem Vorderfrontdeckel 48, – eine Zuleitungseinrichtung 23, bestehend aus mindestens einer Zuleitung 3, 39, 42, 45, 51, die jeweils mit einem Ventil 37, 40, 43, 46, 53 ausgestattet ist, – mindestens ein Flüssigkeitsreservoir 38, 41, 44, 50 und einen Lufteinlasskanal 45 mit Ventil 46 zur Belüftung der Vakuumkammer 49 mit atmosphärischer Zuluft. Die Vorrichtung umfasst des weiteren – eine Verbindungseinrichtung 60, bestehend aus mindestens einer Verbindungsleitung 24, 25, 26, 52, – einen Überlaufbehälter 47, – eine Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59, bestehend aus einer Vakuumpumpe 3, einer Zuleitung 32 mit Ventil 33 zum Überlaufbehälter 47 und einem Vakuummeter 27, einer Zuleitung 28 mit Lufteinlassventil 29 zum Überlaufbehälter 47.
• Anhand der vorgenannten Angaben wird die erfinderische Vorrichtung 1 nachstehend näher erläutert.
• Die Vorrichtung 1 zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters 2 in einem Rezipienten 30 unter Vakuum, vorzugsweise eines Tintentanks und/oder einer Tintenpatrone, mit einer Flüssigkeit 8, 9, 10, 54, vorzugsweise einer Tinte, wobei der Flüssigkeltsbehälter 2 mindestens einen Speicherraum 5, 6, 7, 56, der ein poröses Element 3 zum Imprägnieren mit einer Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 aufweist, mindestens eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14, 15, 16, 57 mit Ventileinrichtung oder eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14, 15, 16, 57 mit Einlasseinrichtung und Druckkopf und mindestens eine Luftaustauschöffnung 17, 18, 19, 58 umfasst, wobei die Vorrichtung 1 einen Rezipienten 30, der über eine Zuleitungseinrichtung 23, bestehend aus mindestens einer Zuleitung 36, 39, 42, 51, die jeweils ausgestattet mit einem Ventil 37, 40, 43, 53, an mindestens einem Flüssigkeitsreservoir 38, 41, 44, 50 angeschlossen ist und einen Lufteinlasskanal 45 mit Ventil 46 zur Belüftung der Vakuumkammer 49 mit atmosphärischer Zuluft und einen an den Lufteinlasskanal 45 angeschlossenen Überlaufbehälter 47 und eine an den Überlaufbehälter 47 angeschlossene Unterdruckerzeugungs-Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59, umfasst.
• Der Rezipient 30 besteht aus einer Vakuumkammer 49, die bis auf die Vorderfront 34 allseitig geschlossen ist. An der Vorderfront 34 befindet sich eine Öffnung 35, die mit einem Vorderfrontdeckel 48 verschlossen werden kann. In einer ersten Ausführung des Rezipienten 30, wird der Flüssigkeitsbehälter 2 an die Hohlnadeln 11, 12, 13, 55 angeschlossen und in die Vakuumkammer 49 eingelegt. In einer zweiten Ausführung ist ein Gefäß 20 an der Innenseite 21 des Vorderfrontdeckels 48 angeordnet. Das Gefäß 20 besteht aus einer einzigen Kammer, die nach oben hin geöffnet ist und zur Aufnahme eines Flüssigkeitsbehälters 2 dient. Beim Füllen der Speicherräume 5, 6, 7. 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2 kann eventuell überlaufende Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 vom Gefäß 20 aufgefangen werden. Auch das Gefäß 20 besteht, wie die Vakuumkammer 49, aus transparentem Kunststoff, vorzugsweise aus Acryl.
• Des Weiteren ist der Rezipient 30 mit einem, an dem Lufteinlasskanal 45 mit Ventil 46 angeschlossenen Überlaufbehälter 47, ausgestattet, an welchem über Zuleitungen 28, 32 eine Unterdruckerzeugs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59 und eine Verbindungseinrichtung 60, bestehend aus mindestens einer Verbindungsleitung 24, 25, 26, 52 zu mindestens einem Flüssigkeitsreservoir 30, 41, 44, 50, angeschlossen sind.
• Die Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59 wird aus einer Vakuumpumpe 31, die über eine Zuleitung 32 in der ein Ventil 33 angeordnet ist und einem Vakuummeter 27, das über eine Zuleitung 28 in der ein Lufteinlassventil 29 angeordnet ist, gebildet. Die Zuleitung 32 der Vakuumpumpe 31 und der Lufteinlasskanal 28 des Vakuummeters 27 sind am Überlaufbehälter 47 angeschlossen.
• Der Überlaufbehälter 47 stellt den zentralen Mittelpunkt der Vorrichtung 1 beim Füllvorgang von Flüssigkeitsbehältern 2 dar. Einerseits stellt der Überlaufbehälter 47 die Verbindung von der Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59 zum Rezipienten 30 und andererseits von der Unterdruckerzeugungs- Kontroll- und Belüftungseinrichtung 59, über die Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50, zu dem Rezipienten 30. bzw. zu den, im Flüssigkeitsbehälter 2 befindlichen Speicherräumen 5, 6, 7, 56 her. Soll z. B. der Rezipient 30 belüftet werden, wird das Lufteinlassventil 29 und das Ventil 46 geöffnet. Die Ventile 33, 37, 40, 43, 53 in den Zuleitungen 32, 36, 39, 42, 51 sind in dem Fall geschlossen. Jetzt strömt die Zuluft vom Lufteinlassventil 29 über den Lufteinlasskanal 28 zum Überlaufbehälter 47 und von dort über den Lufteinlasskanal 45 in die Vakuumkammer 49 des Rezipienten 30. Ist die Vakuumkammer 40 belüftet, bzw. der Innendruck in der Vakuumkammer 49 dem atmosphärischen Aussendruck angeglichen, kann der Vorderfrontdeckel 49 geöffnet werden.
• Soll eine Evakuierung der Luft aus der Vakuumkammer 49 des Rezipienten 30 erfolgen, wird das Ventil 33 in der Zuleitung 32 und die Ventile 37, 40, 43, 53 in den Zuleitungen 36, 39, 42, 51 geöffnet. Die Ventile 29, 45 in den Lufteinlasskanälen 28, 45 sind in dem Fall geschlossen. Nach dem Einschalten der Vakuumpumpe 31 werden die Zuleitung 32, der angeschlossene Überlaufbehälter 47 und die angeschlossene Verbindungseinrichtung 60, bzw. deren Verbindungsleitungen 24, 25, 26, 52 und die daran angeschlossenen Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50, von Luft evakuiert. Sind die Ventile 37, 40, 43, 53, wie zuvor beschrieben, geöffnet, erfolgt auch eine Evakuierung der an die Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 angeschlossenen Zuleitungseinrichtung 23, bzw. deren Zuleitungen 36, 39, 42, 51, wobei sich an den freien Enden der Zuleitungen 36, 39, 42, 51 Hohlnadeln 11, 12, 13, 55 befinden. Da die Hohlnadeln 11, 12, 13, 55 in den Speicherräumen 5, 6, 7, 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2 angeordnet sind, werden auch die Speicherräume 5, 6, 7, 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2 von Luft evakuiert. Da der Flüssigkeitsbehälter 2 sich in der geschlossen Vakuumkammer 49 des Rezipienten 30 befindet, wird auch die Vakuumkammer 49 von Luft evakuiert. Durch das kurzzeitige Öffnen des Ventils 46 entsteht auch im Lufteinlasskanal 45 ein reduzierter Druck. Das gesamte System der Vorrichtung 1, bzw. der Flüssigkeitsnachfüllstation, kann somit evakuiert werden, wobei der entstehende Unterdruck am Vakuummeter 27, welches ebenfalls am Überlaufbehälter 47 angeschlossen ist, gemessen wird. Ein Vakuummeter 27 ist eine bekannte Unterdruckkontrolleinrichtung zur Erfassung und zum Anzeigen des physikalischen Druckes eines Mediums, hier einem Gas. Dieses Vakuummeter 27 benutzt den Außenluftdruck als Referenzdruck.
• Vorteilhafterweise besteht auch die Möglichkeit, aufgrund der Konzeption der Vorrichtung 1, das bei der Evakuierung nicht alle Zuleitungen 36, 39, 42, 51 und somit nicht alle vorhandenen Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 an einem Flüssigkeitsbehälter 2 angeschlossen werden müssen. Die Anzahl der Anschlüsse von Zuleitungen 36, 39, 42, 51 wird durch die Anzahl der zu füllenden Speicherräume 5, 6, 7, 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2 bestimmt.
• In der 1 ist in dem, im Rezipienten 30 angeordneten Gefäß 20, ein mehrfarbiger Flüssigkeitsbehälter 2 mit vier Speicherräumen 5, 6, 7, 56, der eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14, 15, 16, 57 enthält, dargestellt. Der Flüssigkeitsbehälter 2 entspricht der Ausführungsform einer mehrfarbigen Tintenpatrone. Zum Nachfüllen der in der Tintenpatrone 2 enthaltenen Speicherräume 5, 6, 7, 56 mit Flüssigkeit 8, 9, 10, 54, wobei der Speicherraum 5, 6, 7, 56 ein poröses Element 3 enthält, wird die Tintenpatrone 2 an die Hohlnadeln 11, 12, 13 55 angeschlossen. Die Hohlnadeln 11, 12, 13, 55 werden dazu in die Luftaustauschöffnungen 17, 18, 19, 58 eines Gehäuses 4 eingeführt. Nach dem Anschluss der Hohlnadeln 11, 12, 13, 55 wird die Tintenpatrone im Gefäß 20 abgelegt. Bei dem Einlegen der Tintenpatrone in des Gefäß 20 ist darauf zu achten, dass die Seite der Tintenpatrone, an welcher die Flüssigkeitsaustrittsöffnung 14, 15, 16, 57 angeordnet ist, auf der Bodenfläche 22 abgelegt wird.
• Im Anschluss erfolgt der Verschluss des Rezipienten 30, bzw. der Vakuumkammer 49 mit dem Vorderfrontdeckel 48. Das Verschließen erfolgt mit Hilfe der eingeschalteten Vakuumpumpe 31. Durch das kurzzeitige Öffnen des Ventils 46 in der Zuleitung 45 zwischen dem Überlaufbehälter 47 und dem Rezipienten 30 entsteht in der Vakuumkammer 49 ein reduzierter Druck, wodurch der Vorderfrontdeckel 48 verschlossen bzw. angesaugt wird. Anschließend wird das Ventil 46 wieder geschlossen und die Vakuumkammer 49 über die Zuleitungseinrichtung 23 evakuiert.
• Nach dem Verschluss des Rezipienten 30 wird demzufolge die Vakuumkammer 49, des Rezipienten 30 von dem darin enthaltenen Gas, über den zuvor beschriebenen Weg Vakuumpumpe 31, Zuleitung 32, Überlaufbehälter 47, Verbindungseinrichtung 60, Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 und der Zuleitungseinrichtung 23 mittels einer geeigneten Vakuumpumpe 31, befreit. Ist ein bestimmter Unterdruck erreicht wird die Vakuumpumpe 31 abgeschaltet und das Ventil 33 in der Zuleitung 32 zum Überlaufbehälter 47 wird geschlossen. Der Befüllungsprozess eines Flüssigkeitsbehälters 2 kann erfolgen.
• Die Befüllung eines Flüssigkeitsbehälters 2 erfolgt jetzt durch langsames Öffnen des Lufteinlassventils 29. Jetzt strömt die Zuluft vom Luftelnlassventil 29 über den Lufteinlasskanal 28 zum Überlaufbehälter 47 und von dort über die Verbindungsleitungen 24, 25, 26, 52 zu den Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50. Auf die nahende Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 in den Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 stellt sich jetzt ein Luftdruck ein. Der Luftdruck entspricht in etwa dem mittleren Luftdruck von 1013 mbar. Während der Belüftungsphase der Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 fließt, aufgrund des Vakuums im Rezipienten 30, Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 in das poröse Element 3 der angeschlossenen Speicherräume 5, 6, 7, 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2. Im Prinzip saugt das Vakuum im Rezipienten 30 und im Speicherraum 5, 6, 7, 56, über die angeschlossenen Hohlnadeln 11, 12, 13, 55, Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 aus den Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 ein. D. h., der Außendruck nach dem Zeitpunkt des Öffnen des Lufteinlassventils 29 in der Zuleitung 26 zum Überlaufbehälter 47, entspricht dem Gesamtdruck, der von außen auf die Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 und die Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 einwirkt, wobei der Luftdruck auf die Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 und die Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 gleich groß ist. Der Druckunterschied in einem Speicherraum 5, 6, 7, 56 eines Flüssigkeitsbehälters 2 zum atmosphärischen Luftdruck vor dem Flüssigkeitsreservoir 38, 41, 44, 50 veranlasst, dass die Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 aus den Flüssigkeitsreservoirs 38, 41, 44, 50 angesaugt wird und über die Hohlnadeln 11, 12, 13, 55 durch die Luftaustauschöffnung 17, 18, 19, 53 in den Speicherraum 5, 6, 7, 56 gelangt und diesen blasenfrei mit entgaster Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 füllt, ohne dass dabei störende Luftblasen im Speicherraum 5, 6, 7, 56 entstehen. Ist ein Speicherraum 56 beispielsweise mit Flüssigkeit 54 gefüllt, wird das Ventil 53 in der zugehörigen Zuleitung 51 geschlossen, wodurch die Verbindung zwischen dem Speicherraum 56 und dem Flüssigkeitsreservoir 50 unterbrochen wird. Sind nach und nach alle Speicherräume 5, 6, 7, 56 mit Flüssigkeit 8, 9, 10, 54 gefüllt und alle Ventile 37, 40, 46, 53 in den Zuleitungen 36, 39, 42, 51 geschlossen, kann der Belüftungsprozess des Rezipienten 30, wie zuvor beschrieben, erfolgen. Im Anschluss daran wird der Vorderfrontdeckel 49 von der Vakuumkammer 48 entfernt und die Hohlnadel 11, 12, 13, 55 aus den Luftaustauschöffnungen 17, 18, 19, 58 der Speicherräume 5, 6, 7, 56 herausgezogen und der Flüssigkeitsbehälter 2 aus dem Gefäß 20 entnommen.
• Anstelle der von Hand zu bedienenden Ventile 29, 33, 37, 44, 43, 46, 53, können auch erfindungsgemäß elektromagnetische Ventile (nicht dargestellt) zum Einsatz kommen, die über ein Computerprogramm angesteuert werden können. Damit wird ein automatischer Ablauf der Befüllung von Flüssigkeitsbehältern 2 unter Vakuum erreicht. Zur Ermittlung bestimmter Zustände während des Befüllungsvorganges, bzw. während des Verfahrensablaufes I bis VIII, sind außerdem an bestimmten Stellen Sensoren in der Vorrichtung 1 angeordnet. Nur die Bestückung der Vorrichtung 1 mit einem Flüssigkeitsbehälter 2 vor der Befüllung und die Entnahme des Flüssigkeitsbehälters 2 nach der Befüllung hat noch von Hand zu erfolgen. Ist eine Vakuumkammer 49 mit einem Flüssigkeitsbehälter 2 bestrickt worden, kann das Programm auf einem, z. B. Personal Computers, gestartet werden. Das Programm ist derart gestaltet, dass es die Verfahrensschritte II bis einschließlich VII selbständig ausführen kann. Nach dem automatischen Programmablauf kann der Benutzer den Rezipienten 30 öffnen und den Flüssigkeitsbehälter 2 entnehmen.
• Bezugszeichenliste

1

Vorrichtung

2

Flüssigkeitsbehälter

3

poröses Element

4

Gehäuse

5

Speicherraum I

6

Speicherraum II

7

Speicherraum III

8

Flüssigkeit (cyan)

9

Flüssigkeit (magenta)

10

Flüssigkeit (gelb)

11

Hohlnadel

12

Hohlnadel

13

Hohlnadel

14

Flüssigkeitsaustrittsöffnung

15

Flüssigkeitsaustrittsöffnung

16

Flüssigkeitsaustrittsöffnung

17

Luftaustauschöffnung

18

Luftaustauschöffnung

19

Luftaustauschöffnung

20

Gefäß

21

Innenwand

22

Bodenfläche

23

Zuleitungssystem

24

Verbindungsleitung

25

Verbindungsleitung

26

Verbindungsleitung

27

Vakuummeter

28

Lufteinlasskanal

29

Lufteinlassventil

59

U-K-Belüftungseinrichtung

30

Rezipient

31

Vakuumpumpe

32

Zuleitung

33

Ventil

34

Vorderfront

35

Öffnung

36

Zuleitung

37

Ventil

38

Flüssigkeitsreservoir

39

Zuleitung

40

Ventil

41

Flüssigkeitsreservoir

42

Zuleitung

43

Ventil

44

Flüssigkeitsreservoir

45

Lufteinlasskanal

46

Ventil

47

Überlaufbehälter

48

Vorderfrontdeckel

49

Vakuumkammer

50

Flüssigkeitsreservoir

51

Zuleitung

52

Verbindungsleitung

53

Ventil

54

Flüssigkeit (schwarz)

55

Hohlnadel

56

Speicherraum IV

57

Flüssigkeitsaustrittsöffnung

58

Luftaustauschöffnung

60

Verbindungssystem

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• JP 11048490 A [0007]
• JP 09039262 A [0007]
• DE 19637879 A1 [0007]
• DE 60010996 T2 [0007]
• DE 102008013093 A1 [0008]

Claims (14)

1. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) in einem Rezipienten (30) unter Vakuum, vorzugsweise eines Tintentanks und/oder einer Tintenpatrone, mit einer Flüssigkeit (8, 9, 10, 54), vorzugsweise einer Tinte, wobei der Flüssigkeitsbehälter (2) umfasst, – mindestens einen Speicherraum (5, 6, 7, 56), der ein poröses Element (3) zum Imprägnieren mit einer Flüssigkeit (8) aufweist, – mindestens eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14, 15, 16, 57) mit Ventileinrichtung oder eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14, 15, 16, 57) mit Einlasseinrichtung und Druckkopf und – mindestens eine Luftaustauschöffnung (17, 18, 19, 58), wobei die Vorrichtung (1) umfasst, – einen Rezipienten, bestehend aus einer Vakuumkammer (49) und einem Vorderfrontdeckel (48), – einer Zuleitungseinrichtung (23), bestehend aus mindestens einer Zuleitung (36, 39, 42, 51), die jeweils mit einem Ventil (37, 40, 43, 53) ausgestattet ist, – mindestens einem Flüssigkeitsreservoir (38, 41, 44, 50) und einem Lufteinlasskanal (45) mit Ventil (46) zur Belüftung der Vakuumkammer (49) mit atmosphärischer Zuluft, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Hohlnadel (11, 12, 13, 55) in mindestens einen Speicherraum (5, 6, 7, 56) eines Flüssigkeitsbehälters (2) eingeführt wird, wodurch die Hohlnadel (11, 12, 13, 55) die Verbindung mit dem Speicherraum (5, 6, 7, 56) und der im Flüssigkeitsreservoir (38, 41, 44, 50) enthaltenen Flüssigkeit (8, 9, 10, 54) über mindestens ein geöffnetes Ventil (37, 40, 43, 53) einer Zuleitung (36, 39, 42, 51) herstellt, wobei der, solchermaßen an eine Zuleitung (36, 39, 42, 52) angeschlossene Flüssigkeitsbehälter (2), in die Vakuumkammer (49) des Rezipienten (30) eingelegt wird, welche anschließend mit einem Vorderfrontdeckel (48) verschlossen wird.
2. Verfahren zum Befühlen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (46) in der Zuleitung (45) zwischen dem Rezipienten (30) und dem Überlaufbehälter (47) geschlossen und das Ventil (33) in der Zuleitung (32) zwischen der Vakuumpumpe (31) und dem Überlaufbehälter (47) geöffnet und das Lufteinlassventil (29) in der Zuleitung (28) zwischen dem Vakuummeter (27) und dem Überlaufbehälter (47) geschlossen wird.
3. Verfahren zum Befühlen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe (31) eingeschaltet und des Ventil (46) im Lufteinlasskanal (45) kurzzeitig geöffnet und dann wieder verschlossen wird, wodurch der Vorderfrontdeckel (48) des Rezipienten angesogen und die Vakuumkammer (49) aufgrund des reduzierten Innendrucks verschlossen und der Überlaufbehälter (47) sowie die, an den Überlaufbehälter (47) angeschlossene Verbindungsleitung (24, 25, 26, 52), evakuiert wird.
4. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein, über eine Hohlnadel (11, 12, 13, 55) angeschlossener Speicherraum (5, 6, 7, 56) des sich in der Vakuumkammer (49) befindlichen Flüssigkeitsbehälters (2), über mindestens eine, am Überlaufbehälter (47) angeschlossene Verbindungsleitung (24, 25, 26, 52), über mindestens ein Flüssigkeitsreservoir (38, 41, 44, 50) und über mindestens eine Zuleitung (36, 39, 42, 51) evakuiert wird, wobei der Unterdruck am Vakuummeter (27) kontrolliert wird, bis der erforderliche Unterdruck im System erreicht ist, um dann die Vakuumpumpe (31) abzuschalten und das Ventil (33) in der Zuleitung (32) zur Vakuumpumpe (31) zu schließen.
5. Verfahren zum Befühlen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass über des Lufteinlassventil (29) kontrolliert Luft über die Zuleitung (28) in den Überlaufbehälter (47) und das Zuleitungssystem (60) geleitet wird, wodurch aufgrund des atmosphärischen Außendrucks Flüssigkeit (8, 9, 10, 54) aus mindestens einem Flüssigkeitsreservoir (38, 41, 44, 50) in das Verbindungssystem (23) gelangt und von dort über mindestens eine geöffnete Zuleitung (36, 39, 42, 51) über eine Hohlnadel (11, 12, 13, 55) in einen Speicherraum (5, 6, 7, 56) eines Flüssigkeitsbehälters (2) fließt, wobei die Geschwindigkeit der Flüssigkeit (8, 9, 10, 54) durch das Regeln des Lufteinlassventils (29), welches die Menge der Zuluft reguliert, eingestellt wird.
6. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (37, 40, 43, 53) in einer Zuleitung (36, 39, 42, 51) geschlossen wird, wenn ein Speicherraum (5, 6, 7, 56) gefüllt ist.
7. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Entnahme eines Flüssigkeitsbehälters (2) aus dem Rezipienten (30) das Ventil (46) im Lufteinlasskanal (4b) geöffnet wird, wodurch die Zuluft vom Lufteinlassventil (29) über den Überlaufbehälter (47) in die Vakuumkammer (49) strömt bis der Unterdruck in der Vakuumkammer (49) dem atmosphärischen Druck angeglichen ist.
8. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient (30) durch Entfernen des Vorderfrontdeckels (48) geöffnet, der Flüssigkeitsbehälter (2) entnommen und die Hohlnadel (11, 12, 13, 55) aus dem Speicherraum (5, 6, 7, 56) eines Flüssigkeitsbehälter (2) herausgezogen wird.
9. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt II bis VII automatisch durch ein Computerprogramm gesteuert und mit Hilfe eines Computers ausgeführt wird.
10. Verfahren zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zur Durchführung der Verfahrensschritte I bis VIII elektromagentische Ventile und Sensoren eingesetzt werden.
11. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) in einem Rezipienten (30) unter Vakuum, vorzugsweise eines Tintentanks und/oder einer Tintenpatrone, mit einer Flüssigkeit (8, 9, 10, 54), vorzugsweise einer Tinte, wobei der Flüssigkeitsbehälter (2) umfasst, – mindestens einen Speicherraum (5, 6, 7, 56), der ein poröses Element (3) zum Imprägnieren mit einer Flüssigkeit (8) aufweist, – mindestens eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14, 15, 16, 57) mit Ventileinrichtung oder eine Flüssigkeitsaustrittsöffnung (14, 15, 16, 57) mit Einlasseinrichtung und Druckkopf und – mindestens eine Luftaustauschöffnung (17, 18, 19, 58), wobei die Vorrichtung (1) umfasst, – einen Rezipienten (30), bestehend aus einer Vakuumkammer (49) und einem Vorderfrontdeckel (48), – eine Zuleitungseinrichtung (23), bestehend aus mindestens einer Zuleitung (36, 39, 42, 51) die jeweils mit einem Ventil (37, 40, 43, 53) ausgestattet ist, – mindestens ein Flüssigkeitsreservoir (38, 41, 44, 50) – eine Verbindungseinrichtung (60), bestehend aus mindestens einer Verbindungsleitung (24, 25, 26, 52), – einen Überlaufbehälter (47), – eine Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung (59), bestehend aus einer Vakuumpumpe (31), einer Zuleitung (32) mit Ventil (33) und einem Vakuummeter (27), einer Zuleitung (26) mit Lufteinlassventil (29).
12. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2) nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient (30) mit einem, an dem Lufteinlasskanal (45) mit Ventil (46) angeschlossenen Überlaufbehälter (47), ausgestattet ist, an welchem über die Zuleitungen (28, 32) eine Unterdruckerzeugungs-, Kontroll- und Belüftungseinrichtung (59) und eine Verbindungseinrichtung (60), bestehend aus mindestens einer Verbindungsleitung (24, 25, 26, 52), zu mindestens einem Flüssigkeitsreservoir (38, 41, 44, 50), angeschlossen ist.
13. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2), nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem freien Ende einer Zuleitung (36, 39, 42, 51) eine Hohlnadel (11, 12, 13, 55) angeordnet ist.
14. Vorrichtung (1) zum Befüllen eines Flüssigkeitsbehälters (2), nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (32, 36, 39, 42, 51), die Verbindungsleitung (24, 25, 26, 52) und der Lufteinlasskanal (28, 45) aus flexiblem Material gebildet sind.

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