DE202007018945U1

DE202007018945U1 - Fluidpatronen und Detektionssystem für eine Fluidmenge

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Publication number: DE202007018945U1
Application number: DE202007018945U
Authority: DE
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2006-06-08
Filing date: 2007-06-06
Publication date: 2009-11-12
Anticipated expiration: 2017-06-07
Also published as: EP1864815B1; DE602007009154D1; JP2007326311A; US7871155B2; CN101085576A; EP1864815A1; EP2246192A1; US20070285484A1; JP5134212B2; CN101085576B; ATE481245T1; EP2246192B1

Abstract

Eine Fluidpatrone (1), umfassend:
einen Fluidbehälter (100) umfassend:
eine Fluidkammer (60), die eingerichtet ist, ein Fluid zu speichern;
einen Fluidaustrittsdurchlass (21), der eingerichtet ist, mit der Fluidkammer (60) über eine erste Öffnung (12a) in Verbindung zu stehen und ein Fluid aus einem Inneren der Fluidkammer (60) einem Äußeren der Fluidkammer (60) zuzuführen;
einen Verbindungsdurchlass (31), der eingerichtet ist, mit der Tintenkammer (60) über eine zweite Öffnung (12b) in Verbindung zu stehen, und eine dritte Öffnung umfasst, die zu der zweiten Öffnung (12b) entgegengesetzt liegt;
einen ersten flexiblen Folienabschnitt (110), umfassend eine erste Oberfläche, die einem Inneren des Fluidbehälters (100) zugewandt ist, und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Fluidbehälters (100) zugewandt ist, wobei der erste flexible Folienabschnitt (110) eingerichtet ist, sich zu verformen, wenn ein erster resultierender Druckunterschied (P2-P1) eines zweiten Drucks (P2), der auf der zweiten...

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf zum Speichern eines Fluids eingerichtete Fluidpatronen sowie auf Fluidmengendetektionssysteme, die eingerichtet sind, eine Fluidmenge in solchen Fluidpatronen zu detektieren. Bei dem Fluid kann es sich um eine Tinte, einen Fluidtreibstoff, ein Brenngas, usw. handeln.
BESCHREIBUNG DER VERWANDTEN TECHNIK
Bekannte Tintenstrahl-Aufzeichnungsgeräte führen einen Druckvorgang durch Ausstoßen von Tinte aus einem Aufzeichnungskopf auf ein Aufzeichnungsmedium aus. Tintenpatronen werden oftmals entfernbar an den bekannten Tintenstrahlaufzeichnungsgeräten angebracht. Wenn ein Aufzeichnungskopf bei leerer Tintenpatrone versucht, Tinte auszustoßen, kann Luft in den Aufzeichnungskopf eintreten, welches zu Druckfehlern führen kann. Des Weiteren kann der Aufzeichnungskopf durch den Eintritt von Luft zerstört werden. Um solch einer Situation vorzubeugen, muss ein Tintenlevel oder eine Tintenmenge in einer Tintenpatrone regelmäßig ü berwacht werden, so dass der Tintenausstoß aus dem Aufzeichnungskopf gestoppt wird, bevor die Tintenpatrone leer ist.
Um beispielsweise eine Tintenmenge in einer Tintenpatrone zu detektieren, kann eine Tintenpatrone einen aus einem flexiblen Film zum Speichern von Tinte gebildeten Behälter, ein zur Aufnahme des Behälters eingerichtetes Gehäuse, und eine Detektionsplatte umfassen, die an eine Oberfläche des Films des Tintenbehälters angeklebt und eingerichtet ist, innerhalb des Gehäuses zu gleiten. Ein Inneres des Behälters steht nicht mit der Atmosphäre in Verbindung. Daher wird der Innendruck des Behälters abhängig von dem Verbrauch oder der Reduzierung von Tinte innerhalb des Behälters verringert. Wenn ein Unterschied zwischen dem atmosphärischen Druck und dem Innendruck des Behälters gleich oder größer wird als ein Grenzwert, beginnt sich der Film des Behälters zu verformen, um den Innenraum des Behälters zu verengen, während der Innendruck des Innenraums des Behälters konstant aufrecht erhalten bleibt. Dabei bewegt sich die an dem Film des Behälters angeklebte Detektionsplatte. Durch Detektion der Bewegung der Detektionsplatte kann festgestellt werden, dass die Tinte innerhalb des Behälters reduziert wird.
Nichtsdestoweniger kann die Tintenmenge in dem Behälter nicht akkurat durch die Detektion der Bewegung der Detektionsplatte bestimmt werden, wenn die Tintenmenge in dem Behälter sehr gering wird.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Daher ist ein Bedürfnis nach Fluidpatronen und Detektionssysteme für eine Fluidmenge entstanden, welche diese und andere Nachteile überwinden. Ein technischer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass eine Fluidmenge in einer Fluidpatrone akkurat bestimmt wird.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine einen Fluidbehälter umfassende Fluidpatrone bereitgestellt. Der Fluidbehälter umfasst eine Fluidkammer, die eingerichtet ist, ein Fluid zu speichern, sowie einen Fluidaustrittsdurchlass, der eingerichtet ist, durch ihn hindurch ein Fluid aus einem Inneren der Fluidkamnmer einem Äußeren der Fluidkammer zuzuführen. Der Fluidbehälter umfasst ferner einen ersten flexiblen Folienabschnitt und einen zweiten flexiblen Folienabschnitt. Der erste flexible Folienabschnitt besitzt eine erste Oberfläche, die zu einem Inneren des Fluidbehälters zugewandt ist, und eine zweite Oberfläche, die zu der ersten Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Fluidbehälters zugewandt ist, wobei der erste flexible Folienabschnitt dazu eingerichtet ist, sich zu verformen, wenn ein Druckunterschied (P2-P1) zwischen einem Druck (P1), der auf der ersten Oberfläche wirkt, und einem zweiten Druck (P2), der auf der zweiten Oberfläche wirkt, gleich oder größer wird als ein erster Wert. Der zweite flexible Folienabschnitt besitzt eine dritte Oberfläche, die einem Inneren des Fluidbehälters zugewandt ist, und eine vierte Oberfläche, die zu der dritten Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Fluidbehälters zugesandt ist, wobei der zweite flexible Film dazu eingerichtet ist, sich zu verformen, wenn ein Druckunterschied (P4-P3) zwischen einem Druck (P3), der auf der dritten Oberfläche wirkt, und einem Druck (P4), der auf der vierten Oberfläche wirkt, gleich oder größer wird als ein zweiter Wert. Der zweite Wert ist größer als der erste Wert.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Fluidpatrone bereitgestellt, die einen Fluidbehälter umfasst. Der Fluidbehälter umfasst eine Fluidkammer, die dazu eingerichtet ist, ein Fluid zu speichern, sowie einen Fluidaustrittsdurchlass, der eingerichtet ist, durch ihn hindurch ein Fluid aus einem Inneren der Fluidkammer einem Äußeren der Fluidkammer zuzuführen. Der Fluidbehälter weist ferner einen ersten flexiblen Folienabschnitt und einen zweiten flexiblen Folienabschnitt auf. Der erste flexible Folienabschnitt definiert einen ersten Abschnitt einer äußeren Oberfläche des Fluidbehälters, und der zweite flexible Folienabschnitt definiert einen zweiten Abschnitt einer äußeren Oberfläche des Fluidbehälters. Der erste flexible Folienabschnitt ist flexibler als der zweite flexible Folienabschnitt.
Wenn das Fluid innerhalb der Fluidkammer verringert wird, verformt sich zuerst der erste flexible Folienabschnitt, und der zweite flexible Folienabschnitt verformt sich, nachdem der erste flexible Folienabschnitt bis zu einem Punkt verformt ist, bei dem sich der erste flexible Folienabschnitt nicht weiter verformen kann. Daher ist es durch Detektieren der Verformung des zweiten flexiblen Folienabschnitts möglich, eine Fluidmenge in der Fluidpatrone in Kenntnis zu bringen. Insbesondere ist es möglich, in Kenntnis zu bringen, dass die Fluidpatrone nahezu leer ist.
Andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile werden dem in dieser Technik einschlägigen Fachmann aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung und den beigefügten Zeichnungen verständlich.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung, den dabei befriedigten Bedürfnissen sowie den Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen derselben wird nun Bezug genommen auf die nachfolgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Tintenpatrone gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
2A–2C sind Explosionsansichten der Tintenpatrone aus 1.
3A, 3B sind entsprechend Drauf- und Unteransichten eines Tintenbehälters aus 2B.
4 ist eine Explosionsansicht des Tintenbehälters aus 2B.
5A, 5B sind Querschnittsansichten des Tintenbehälters aus 2B, betrachtet entlang der Linie V-V aus 2B.
6A, 6B sind schematische Ansichten, die den Vorgang des Befestigens der Tintenpatrone aus 1 in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät zeigen.
7A, 7B sind schematische Ansichten, die Vorgänge zum Detektieren unterschiedlicher Menge an Tinte, die in der Tintenpatrone aus 1 verbleibt, zeigen.
8A, 8B sind schematische Ansichten, die Vorgänge zum Detektieren unterschiedlicher Mengen an Tinte, die in einer Tintenpatrone gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbleibt, zeigen.
9A, 9B sind schematische Ansichten, die Vorgänge zum Detektieren unterschiedlicher Mengen an Tinte, die in einer Tintenpatrone gemäß noch einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verbleiben.
10A, 10B sind Querschnittsansichten eines Tintenbehälters entsprechend eines weiteren Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
11 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenbehälters gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
12 ist eine perspektivische Ansicht des Sockelabschnitts und einer zylindrischen flexiblen Folie, um den Tintenbehälter gemäß 1 auszubilden.
13 ist eine Vorderansicht eines Tintenbehälters gemäß 11, betrachtet aus einer Richtung entlang dem Pfeil C gemäß 11.
14A ist eine Querschnittsansicht des Tintenbehälters gemäß 11, betrachtet entlang der Linie A-A gemäß 13.
14B ist eine Querschnittsansicht des Tintenbehälters gemäß 11, betrachtet entlang der Linie B-B gemäß 13.
15 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenbehälters gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Basisabschnitts und einer zylindrischen flexiblen Folie, um den Tintenbehälter gemäß 15 auszubilden.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, ihre Merkmale und Vorteile können durch Bezugnahme auf die 1-16 verstanden werden, wobei gleiche Bezugszeichen für gleiche entsprechende Teil in den verschiedenen Zeichnungen verwendet werden.
Wie in 1 dargestellt ist, ist eine Tintenpatrone 1 als ein Beispiel einer Fluidpatrone gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung von im Wesentlichen hexaedrischer Form.
Die Tintenpatrone 1 umfasst einen Tintenbehälter 100, wie in 2B gezeigt ist, sowie ein Gehäuse 200, das eingerichtet ist, den Tintenbehälter 100 aufzunehmen. Wie in 1 gezeigt ist, umfasst das Gehäuse 200 einen Körper 210 sowie einen Deckel 220. Wie in 2A gezeigt ist, besitzt der Körper 210 eine Kastenform mit einer Öffnung 211 und ist eingerichtet, einen im Wesentlichen vollständigen Teil des Tintenbehälters 100 zu umschließen. Der Deckel 220 ist an den Körper 210 angeschweißt, um die Öffnung 211 zu bedecken.
Wie in 2B gezeigt ist, umfasst der Tintenbehälter 100 einen Rahmen 10, welcher eine Tintenkammer 60, einen Tintenauslassabschnitt 20, einen Detektionsabschnitt 30 und einen Tintenverabreichungsabschnitt 50 umfasst. Die Tintenkammer 60 speichert Tinte. Die Tinte in der Tintenkammer 60 kann über den Tintenauslassabschnitt 20 einem Äußeren der Tintenpatrone 1 zugeführt werden, insbesondere einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 (in 6A und 6B). Der Detektionsabschnitt 30 kann verwendet werden, um eine Tintenmenge in der Tintenkammer 60 zu detektieren. Die Tinte kann in die Tintenkammer 60 hinein über den Tintenverabreichungsabschnitt 50 verabreicht werden.
Wie in den 2A–2C gezeigt ist, ist der Tintenbehälter 100 in dem Gehäuse 200 mit dem Tintenauslassabschnitt 20 auf der Seite des Deckels 220 angeordnet. Die Tintenpatrone 1 ist eingerichtet, in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 mit dem Deckel 220 auf der unteren Seite, d. h. mit dem Tintenauslassabschnitt 20 des Tintenbehälters 100 auf der unteren Seite, angebracht zu werden. In der folgenden Beschreibung werden die Ober-, Boden-, oberen und unte ren Seiten der Tintenpatrone und des Tintenbehälters 100 wie auch ihre Vertikalrichtung und ihre Horizontalrichtung in Verbindung mit der Ausrichtung definiert, in welcher die Tintenpatrone 1 (Tintenbehälter 100) in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht wird. Eine Richtung senkrecht zu den vertikalen und horizontalen Richtungen wird als Dickerichtung der Tintenpatrone 1 und des Tintenbehälters 100 definiert.
Der Rahmen 10 ist aus einem Harzmaterial wie etwa Polyethylenharz zum Beispiel, durch Formen hergestellt. Wie in der 2B gezeigt ist, umfasst der Rahmen 10 ein Plattenelement 11, das von im Wesentlichen quadratischer Form sein kann. Wie in den 3A und 3B gezeigt ist, sind zwei Plattenelemente 11 so angeordnet, dass sie einander in der Dickerichtung (in der Richtung von der Oberseite zum Boden in den 3A und 3B) des Tintenbehälters 100 zugewandt sind. Wie in 2B gezeigt ist, besitzt jedes Plattenelement 11 eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung 11a. Eine geneigte Wand 12 erstreckt sich radial einwärts von einer Kante der Öffnung 11a jedes Plattenelements 11, um sich der gegenüberliegenden geneigten Wand 12 anzunähern. Ein Durchmesser eines Kreises, der durch die innere Kante der geneigten Wand 12 definiert ist, ist kleiner als derjenige der Öffnung 11a. Die geneigten Wände 12 sind miteinander an den inneren Kanten verbunden, wie in den 3A, 3B, 5A und 5B zu sehen ist.
Wie in der 2B gezeigt ist, ist ein Schweißabschnitt 13, an welchem ein Film 110 angeschweißt ist, um jede Öffnung 11a herum angeordnet. Der Film 110 umfasst zwei flexible Schichten. Eine Schicht ist aus Nylon gebildet und die andere Schicht ist aus Polyethylen gebildet, welches das gleiche Material wie beim Rahmen 10 ist. Zwei Filme 110 sind an den Rahmen 10 an den Schweißabschnitten 13 entsprechend angeschweißt, wobei die Polyethylenschicht jedes Films 110 einen entsprechenden der Schweißabschnitte 13 kontaktiert, um die entsprechenden Öffnungen 11a zu bedecken und dicht abzuschließen. Ein Raum, welcher durch die geneigten Wände 12 und die Filme 10 definiert ist, welche die entsprechenden Öffnungen 1la bedecken, dient als Tintenkammer 60. Jeder Film 110 besitzt eine innere Oberfläche, die einem Inneren des Tintenbehälters 100, beispielsweise der Tintenkammer 60, zugewandt ist und besitzen eine äußere Oberfläche, die zu der inneren Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Tintenbehälters 100 zugewandt ist.
Wie in 5A gezeigt ist, dehnt sich jeder Film 110 in entgegengesetzten Richtungen in Bezug auf die Dickerichtung des Tintenbehälters 100 aus, um von einer Oberfläche des Rahmens 10 hervorzustehen, wenn die Tintenkammer 60 mit Tinte angefüllt ist. Wenn die Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht ist, steht die Tintenkammer 60 nicht mit der Atmosphäre in Verbindung. Daher kann der Druck innerhalb der Tintenkammer 60 entsprechend dem Verbrauch oder der Reduzierung von Tinte in der Tintenkammer 60 verringert werden. Hierbei liegt ein Druckunterschied (P2-P1) zwischen einem Druck (P1), der auf der inneren Oberfläche des Films 110 wirkt, und einen Druck (P2), der auf der äußeren Oberfläche des Films 110 wirkt, vor. P2 ist der atmosphärische Druck. Sobald der Druckunterschied (P2-P1) einen ersten Grenzwert erreicht, beginnen die flexiblen Filme 110 sich zu verformen, um das Volumen der Tintenkammer 60 gemäß der Verringerung von Tinte in der Tintenkammer 60 zu vermindern. Die Verformung der Filme 110 hält den Druck innerhalb der Tintenkammer 60 konstant. Folglich kann die Tinte in der Tintenpatrone 1 aus einem Aufzeichnungskopf eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000 stabil und in geeigneter Weise geliefert und ausgestoßen werden. Wie in 5B gezeigt ist, kontaktieren die Filme 110 die entsprechenden geneigten Wände 12 und kontaktieren einander in einem im Wesentlichen mittleren Abschnitt, wenn sich die in der Tintenkammer 60 gespeicherte Tinte verringert. In diesem Zustand wird die Volumenkapazität der Tintenkammer 60 nicht weiter reduziert und die Filme 110 verformen sich nicht weiter in einer Richtung, um die Tintenkammer 60 einzuengen.
Wie in den 2B, 3A und 3B gezeigt ist, umfasst der Tintenauslassabschnitt 20 einen Tintenaustrittsdurchlass 21 und eine Tintenauslassvorrichtung 120. Der Detektionsabschnitt 30 umfasst einen Verbindungsdurchlass 31 und einen Detektionsfilm 130. Der Tintenverabreichungsabschnitt 50 umfasst einen Tintenverabreichungsdurchlass 51 und einen Tintenverabreichungsstöpsel 150. Der Rahmen 10 umfasst den Tintenaustrittsdurchlass 21, den Verbindungsdurchlass 31 und den Tintenverabreichungsdurchlass 51, die an dem Rahmen 10 entgegengesetzt zur inneren Kante der geneigten Wände 12 angeordnet sind. Der Tintenaustrittsdurchlass 21 erstreckt sich nach unten von einer zum linken Ende der Bodenoberfläche der Plattenelemente 11 angrenzenden Position (wie in den 2B und 3B gezeigt ist) zwischen den Plattenelementen 11. Der Verbindungsdurchlass 31 erstreckt sich nach unten von einem mittleren Abschnitt der Bodenoberflächen der Plattenelemente 21 zwischen den Plattenelementen 11. Der Verbindungsdurchlass 31 ist angrenzend an und parallel zum Tintenaustrittsdurchlass 21 angeordnet.
Der Tintenverabreichungsdurchlass 51 erstreckt sich nach oben von einer an das rechte Ende der oberen Oberflächen der Plattenelemente 11 angrenzenden Position (wie in den 2B und 3A gezeigt ist) zwischen den Plattenelementen 11.
Wie in 2B gezeigt ist, sind Verbindungsöffnungen 12a, 12b, die es dem Tintenaustrittsdurchlass 21 und dem Verbindungsdurchlass 31 entsprechend ermöglichen, mit der Tintenkammer 60 in Verbindung zu stehen, an einer Verbindung der zwei geneigten Wände 12 ausgebildet. Eine Verbindungsöffnung 12c, die es dem Tintenverabreichungsdurchlass 51 ermöglicht, mit der Tintenkammer 60 in Verbindung zu stehen, ist an einer der geneigten Wände 12 ausgebildet.
Wie in den 3B und 4 gezeigt ist, ist ein Teil der Tintenauslassvorrichtung 120 in den Tintenaustrittsdurchlass 21 eingeführt. Die Tintenauslassvorrichtung 120 ist eingerichtet, einen Tintendurchlass zu schließen, wenn die Tintenpatrone 1 nicht in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht ist, und den Tintendurchlass zu öffnen, wenn die Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht und eine Tintenentnahmeröhre 1015 (in 6A) in die Tintenauslassvorrichtung 120 eingeführt ist. Somit kann die Tinte in der Tintenkammer 60 dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 durch den Tintenaustrittsdurchlass 21 zugeführt werden, wenn die Tintenpatrone 1 darin angebracht ist.
Der Verbindungsdurchlass 31 steht mit der Tintenkammer 60 über die Verbindungsöffnung 12b in Verbindung und besitzt eine untere Endöffnung, die zu der Verbindungsöffnung 12b entgegengesetzt liegt. Der Detektionsfilm 130 ist an den Verbindungsdurchlass 31 angeschweißt, um eine untere Endöffnung des Verbindungsdurchlasses 31 zu bedecken, wie in 3B gezeigt ist. Wenn die Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht ist, ist der Detektionsfilm 130 an einer Position platziert, welche einem Tintenmengen-Detektionssensor 1014 (in den 6A und 6B) zugewandt ist, der in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 vorgesehen ist. Der Detektionsfilm 130 ist aus einem Polyesterfilm gebildet, beispielsweise Polyethylen-Terephthalat(PET)-Film gebildet, auf welchem Aluminium aufgedampft wird. Der Detektionsfilm 130 besitzt eine Lichtreflexivität und Flexibilität. Eine Fläche der Oberfläche des Detektionsfilms 130 ist kleiner als diejenige jedes der Filme 110. Die Festigkeit des Detektionsfilms 130 ist größer als diejenige des Films 110. Der Film 110 ist flexibler als Film 130.
Der Film 130 besitzt eine innere Oberfläche, die einem Inneren des Tintenbehälters 100 zugewandt ist, und besitzt eine äußere Oberfläche, die der inneren Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Tintenbehälters 100 zugewandt ist. Wenn sich die Tintenpatrone 1 in Verwendung befindet, wird ein Druckunterschied (P4-P3) zwischen einem Druck (P3), der auf der inneren Oberfläche des Films 130 wirkt, und einem Druck (P4), der auf der äußeren Oberfläche des Films 140 wirkt, hergestellt. P4 ist der atmosphärische Druck. Wenn der Druckunterschied (P4-P3) einen zweiten Grenzwert erreicht, beginnt sich der Film 130 in Richtung auf ein Inneres des Tintenbehälters 100 zu verformen. Der zweite Grenzwert ist größer als der erste Grenzwert.
Wie in den 3A und 4 gezeigt ist, ist der Tintenverabreichungsstöpsel 150 in den Tintenverabreichungsdurchlass 51 einzuführen. Der Tintenausgabestöpsel 150 ist aus einem elastischen Material gebildet. Bevor der Tintenbehälter 100 mit dem Gehäuse 200 zusammengesetzt wird, wird der Tintenausgabestöpsel 150 in einen oberen Endabschnitt des Tintenverabreichungsdurchlasses 51 eingepasst (an dem von der Tintenkammer 60 entfernten Ende). Eine Tintenausgabenadel (nicht dargestellt) wird durch den Tintenausgabestöpsel 150 hindurchgeführt, um Tinte in die Tintenkammer 60 abzugeben. Nachdem die Tinte in die Tintenkammer 60 gefüllt wurde, wird der Tintenbehälter 100 mit dem Gehäuse 200 zusammengesetzt. Der Tintenausgabestöpsel 150 wird anhand eines Vorsprungs, der auf dem Körper 210 des Gehäuses 200 gebildet ist, nach unten in ein unteres Ende des Tintenverabreichungsdurchlasses 51 gedrückt, wenn der Tintenbehälter 100 mit dem Gehäuse 200 zusammengesetzt wird.
Wie in 4 gezeigt ist, besitzen der Tintenaustrittsdurchlass 21 und der Verbindungsdurchlass 31 unterschiedliche Längen und ihre unteren Enden sind nicht aufeinander ausgerichtet. Wie in 2B gezeigt ist, ist das untere Ende des Verbindungsdurchlasses 31 (Detektionsabschnitt 30) mit dem unteren Ende des Tintenauslassabschnitts 20 ausgerichtet, bei dem die Tintenauslassvorrichtung 120 teilweise in den Tintenaustrittsdurchlass 21 eingeführt ist.
Ein Paar von Rahmeneinpasselementen 14 erstreckt sich nach unten von einem unteren Ende der entsprechenden Plattenelemente 11. Insbesondere sind die Rahmeneinpasselemente 14 in Bezug auf den Verbindungsdurchlass 31 entgegengesetzt zum Tintenaustrittsdurchlass 21 angeordnet und erstrecken sich parallel mit dem Tintenaustrittsdurchlass 21 und dem Verbin dungsdurchlass 31. Das untere Ende jedes Einpasselements 14 ist mit den unteren Enden des Verbindungsdurchlasses 31 (Detektionsabschnitt 30) und des Tintenauslassabschnitts 20, bei dem die Tintenauslassvorrichtung 120 teilweise in den Tintenaustrittsdurchlass 21 eingeführt ist, ausgerichtet.
Das Plattenelement 11 ist aus einer dünnen Platte gebildet. Daher besitzt jedes Plattenelement 11 nicht genug Steifheit. Um die Steifheit zu verstärken, sind Rippen 15a-15g zwischen den Plattenelementen 11 wie in den 3A und 3B gezeigt vorgesehen.
Mit Bezug auf 1 krümmt sich ein Krümmungsabschnitt 240 an beiden Oberflächen des Körpers 210 nach außen, welche die größte Fläche unter den Flächen des Körpers 210 besitzen. Die Krümmungsabschnitte 240 sind ausgebildet, um den Tintenbehälter 100 mit den Filmen 110 aufzunehmen, die sich aufgrund der in die Tintenkammer 60 gefüllten Tinte ausdehnen oder anschwellen.
Der Deckel 220 umfasst ein Abdeckelement 223 und eine Seitenwand 224. Das Abdeckelement 223 besitzt eine Fläche, die etwas größer ist als diejenige der Öffnung 211 des Körpers 210 und deckt die Öffnung 211 ab. Die Seitenwand 224 erstreckt sich von einer Kante des Abdeckelements 223. Wenn der Deckel 220 auf den Körper 210 gepasst wird, kontaktiert die Seitenwand 224 eine äußere Oberfläche des Körpers 210. Wie in 1 dargestellt ist, besitzt das Abdeckelement 223 eine Tintenzuführöffnung 221 und ein Freigabeloch 222 an Positionen, die dem Tintenauslassabschnitt 20 und dem Detektionsabschnitt 30 jeweils entsprechen, wenn der Tintenbehälter 100 in dem Gehäuse 200 aufgenommen ist. Die Tintenzuführöffnung 221 steht mit dem Tintenaustrittsdurchlass 21 in Verbindung. Die Freigabeöffnung 222 gibt den Detektionsfilm 130 gegenüber einem Äußeren der Tintenpatrone 1 frei. Ein Paar von Deckeleinpasselementen (nicht dargestellt) ist auf dem Abdeckelement 223 an Positionen angeordnet, die einem Paar von Rahmeneinpasselementen 14 des Tintenbehälters 100 entsprechen, wenn der Tintenbehälter 100 in dem Gehäuse 200 aufgenommen ist. Die Deckeleinpasselemente kontaktieren entsprechende Rahmeneinpasselemente 14, wenn der Körper 210, der den Tintenbehälter 100 darin aufnimmt, mit dem Deckel 220 abgedeckt wird. Folglich wird die Bewegung des Tintenbehälters 100 innerhalb des Gehäuses 200 in der Dickerichtung der Tintenpatrone 1 reguliert.
Mit Bezug auf die 6A und 6B wird ein Anbringen der Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 beschrieben.
Die Tintenpatrone 1 ist eingerichtet, in einem Anbringabschnitt 1010 eines Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000 angebracht zu werden. Der Anbringabschnitt 1010 umfasst eine Anbringoberfläche 1013 und ein Paar von Einspannelementen 1011, die sich von der Anbringoberfläche 1013 her erstrecken. Jedes Einspannelement 1011 umfasst einen Hakenabschnitt 1012, der an dessen Spitze angeordnet ist, wobei dieser Hakenabschnitt einem gegenüberliegenden Hakenabschnitt 1012 zugewandt ist. Die Hakenabschnitte 1012 sind eingerichtet, die Seitenwand 224 des Deckels zu kontaktieren, wenn die Tintenpatrone 1 in dem Anbringabschnitt 1010 angebracht wird. Jedes Einspannelement 1011 besitzt Flexibilität. Daher bewegen sich die Einspannelemente 1011 durch den Deckel 220 in einer Richtung weg voneinander, wenn die Tintenpatrone 1 in dem Anbringabschnitt 1010 angebracht wird.
Ein Tintenmengen-Detektionssensor 1014 ist in dem Anbringabschnitt 1010 angeordnet, wie in den 6A und 6B gezeigt ist. Der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 umfasst einen lichtemittierenden Abschnitt 1014a, der eingerichtet ist, Licht zu emittieren, sowie einen Lichtempfangsabschnitt 1014b, der eingerichtet ist, Licht, das von dem lichtemittierenden Abschnitt 1014a emittiert ist, zu empfangen. Der lichtemittierende Abschnitt 1014a und der lichtempfangende Abschnitt 1014b sind an der Anbringoberfläche 1013 angebracht. Der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 ist eingerichtet, eine Intensität des Lichts, das von dem lichtemittierenden Abschnitt 1014a emittiert und von dem lichtempfangenden Abschnitt 1014b empfangen wurde, zu detektieren. Wenn die Intensität des empfangenen Lichts gleich oder größer einem Lichtintensitätsgrenzpegel ist, gibt der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 kein Signal an eine Bestimmungsvorrichtung, beispielsweise eine Schaltkreisplatine (nicht dargestellt), des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000 aus. Wenn die Intensität des empfangenen Lichts unterhalb des Lichtintensitätsgrenzpegels fällt, gibt der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 ein Signal an die Schaltkreisplatine des Tintenstrahldruckers 100 aus. Alternativ kann der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 ein Signal an die Schaltkreisplatine ausgeben, wenn die Intensität des empfangenen Lichts gleich oder größer ist als der Grenzpegel, und braucht kein Signal an die Schaltkreisplatine auszugeben, wenn die Intensität des empfangenen Lichts unterhalb des Grenzpegels liegt.
Die Tintenentnahmeröhre 1015 steht von der Anbringoberfläche 1013 an einer Position hervor, die dem Tintenauslassabschnitt 20 wie in 6A gezeigt entspricht. Die Tintenentnahmeröhre 1015 steht mit einem Tintenkanal 1013a in Verbindung. Die Tinte innerhalb der Tintenpatrone 1 kann einer Tintenausstoßöffnung, die in einem Aufzeichnungskopf (nicht dargestellt) des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000 ausgebildet ist, durch den Tintenkanal 1013a zugeführt werden. Wenn die Tintenpatrone 1 an dem Anbringabschnitt 1010 angebracht ist, wie in 6B gezeigt ist, wird die Tintenentnahmeröhre 1015 in den Tintenauslassabschnitt 20 durch die Tintenzuführöffnung 221, die in dem Deckel 220 gebildet ist, eingeführt. Somit kann Tinte von der Tintenpatrone 1 zugeführt werden.
Mit Bezug auf die 7A und 7B wird die Detektion einer Menge an Tinte der Tintenpatrone 1 beschrieben. Die 7A und 7B zeigen den Tintenmengen-Detektionssensor 1014 und den Detektionsfilm 130, wie er an dem Verbindungsdurchlass 31 des Detektionsabschnitts 30 angeordnet ist, wenn die Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht ist.
Wenn die Menge an Tinte in der Tintenkammer 60 ausreichend ist, ist ein Abschnitt des Films 130 geknickt, so wie in 7A gezeigt ist. Genauer gesagt ist ein ringförmiger hervorstehender Abschnitt 131, der sich in Richtung auf das Innere des Tintenbehälters 100 erstreckt, in dem Detektionsfilm 130 ausgebildet. Eine Lichtemissionsfläche eines im Wesentlichen mittleren Abschnitts des Detektionsfilms 130 ist zur Bestrahlung mit dem von dem lichtemittierenden Abschnitt 1014a emittierten Licht bestimmt. Die Lichtemissionsfläche ist im Wesentlichen flach und im Wesentlichen parallel zur Anbringoberfläche 1013, an welchem der lichtemittierende Abschnitt 1014a und der lichtempfangende Abschnitt 1014b angebracht sind. Folglich wird das Licht von der Lichtemissionsfläche reflektiert und durch den lichtempfangenden Abschnitt 1014b empfangen. Wenn eine Tintenmenge in der Tintenpatrone 1 ausreichend ist, ist die Intensität des empfangenen Lichts gleich oder größer als der Grenzpegel. Entsprechend bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, das die Tintenmenge in der Tintenpatrone 1 ausreichend ist.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 verringert wird, nimmt der Innendruck der Tintenkammer 60 ab. Die Filme 110 beginnen damit, sich zu verformen, wenn der Druckunterschied (P2-P1) einen ersten Grenzwert erreicht, um den Innendruck der Tintenkammer 60 aufrecht zu erhalten, oder um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Da der zweite Grenzwert größer ist als der erste Grenzwert, auch wenn die Filme 110 damit beginnen sich zu verformen, verformt sich der Detektionsfilm 130 nicht. In diesem Zustand ist die Intensität des von dem lichtempfangenden Abschnitt 1014b empfangenen Lichts immer noch gleich oder größer als der Lichtintensitätsgrenzpegel. Daher bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, dass die Tintenmenge der Tintenpatrone 1 ausreichend ist.
Wenn sich die Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 weiter bis zu einem solchen Maße verringert wie in 5B, verformen sich die Filme 110 nicht länger in dieser Richtung, um die Volumenkapazität der Tintenkammer 60 zu verringern. In diesem Zustand nimmt der Innendruck der Tintenkammer 60 ab, wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 weiter verringert wird, wobei jedoch die Filme 110 dann nicht mehr in der Lage sind, sich zu verformen, um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Dementsprechend hält die Abnahme des Innendrucks an und erreicht einen Pegel, bei dem der Detektionsfilm 130 verformt wird. Genauer gesagt beginnt sich der Detektionsfilm 130 zu verformen, wenn der Druckunterschied (P4-P3) den zweiten Grenzwert erreicht. Wenn der Detektionsfilm 130 damit beginnt, sich zu verformen, wird die Lichtemissionsfläche des Detektionsfilms 130 zum Inneren des Tintenbehälters 100 hin gezogen, während er im Wesentlichen parallel zur Anbringoberfläche 1013 wie in 7B gezeigt verbleibt. Der Abstand zwischen dem Tintenmengen-Detektionssensor 1014 und der Lichtemissionsfläche des verformten Detektionsfilms 130 nimmt wie in 7B gezeigt zu, wenn dies mit dem Abstand zwischen dem Tintenmengen-Detektionssensor 1014 und der Lichtemissionsfläche des nichtverformten Detektionsfilms 130 wie in 7A gezeigt verglichen wird. Dementsprechend wird die Intensität des empfangenen Lichts geringer als der Lichtintensitätsgrenzpegel. In diesem Zustand bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, dass die Tintenpatrone 1 leer ist.
Wie oben beschrieben, umfasst der Tintenbehälter 100 die Tintenkammer 60, deren Raum zum Speichern von Tinte durch die geneigten Wände 12 und die beiden Filme 110 festgelegt ist. Die Filme 110 sind dazu eingerichtet, sich in einer Richtung zu verformen, um die Volumenkapazi tät der Tintenkammer 60 entsprechend dem Verbrauch oder der Verringerung von Tinte, die in der Tintenkammer 60 gespeichert ist, zu vermindern. Der Rahmen 10 umfasst den Verbindungsdurchlass 31, der mit der Tintenkammer 60 in Verbindung steht. Eine untere Endöffnung des Verbindungsdurchlasses 31 ist durch den flexiblen Detektionsfilm 130 abgedeckt. Der Detektionsfilm 130 beginnt sich zu verformen, wenn der Druckunterschied (P4-P3) einen zweiten Grenzwert erreicht, der größer ist als der erste Grenzwert. Daher beginnen die Filme 110 zuerst damit, sich in einer Richtung zu verformen, um die Volumenkapazität der Tintenkammer 60 entsprechend der Abnahme des Drucks innerhalb der Tintenkammer 60 zu vermindern, welches aus dem Verbrauch von Tinte in der Tintenkammer 60 resultiert. Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 weiter von einem Zustand aus verringert wird, in welchem die in der Tintenkammer 60 verbleibende Tinte gering ist und in welchem die Filme 110 sich nicht weiter verformen in einer Richtung können, in welcher die Tintenkammer 60 verengt wird, dann beginnt der Detektionsfilm 130 damit, sich zu verformen. Folglich wird die Verringerung von Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 durch Detektion der Verformung des Detektionsfilms 130 bestimmt.
Ein Abschnitt des Detektionsfilms 130 ist gebogen, bevor sich der Detektionsfilm 130 verformt. Mit diesem gebogenen Abschnitt besitzt der Detektionsfilm 130 einen gewissen Spielraum für die Verformung. Deshalb nimmt der Verformungsbereich des Detektionsfilms 130 vergleichsweise zu und die Verformung des Detektionsfilms 130 wird verlässlich detektiert.
Der gebogene Abschnitt des Films 130 legt einen ringförmig hervorstehenden Abschnitt 131 fest, der sich zu dem Inneren des Tintenbehälters 100 hin erstreckt. Deshalb verformt sich der Detektionsfilm 130 gleichmäßig zu dem Inneren des Tintenbehälters 100.
Das den Tintenbehälter 100 in sich aufnehmende Gehäuse 200 besitzt eine Tintenzuführöffnung 221, die mit dem Tintenaustrittsdurchlass 21 in Verbindung steht, und eine Freigabeöffnung 222, die den Detektionsfilm 130 zu einem Äußeren der Tintenpatrone hin freilegt. Folglich kann der Detektionsfilm 130 leicht von einem Äußeren der Tintenpatrone 1 her erreicht werden, beispielsweise von einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 aus.
Die Tintenzuführöffnung 221 und die Freigabeöffnung 222 sind in einem flachen Ende des Gehäuses 200 ausgebildet. Folglich ist die Tintenentnahmeröhre 1015 eingerichtet, Tinte über die Tintenzuführöffnung 221 zu entnehmen, und der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 ist dazu eingerichtet, die Tintenmenge der Tintenpatrone 1 über die Freigabeöffnung 222 zu detektieren, wobei beide in derselben Ebene des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000 angeordnet sind, die dem Ende des Gehäuses 200 zugewandt ist, wenn die Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht ist. Dadurch wird die Größe des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts vermindert.
Der Detektionsfilm 130 besitzt eine Lichtreflektivität. Der Detektionsabschnitt 30 ist so angeordnet, dass der Detektionsfilm 130 innerhalb eines optischen Wegs des Tintenmengen-Detektionssensors 1014 platziert ist, wenn die Tintenpatrone 1 in dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät 1000 angebracht ist. Dadurch kann die Verformung des Detektionsfilms 130 leicht anhand eines einfachen Aufbaus detektiert werden.
Eine Fläche der die Tintenkammer 60 definierenden Oberfläche jedes Films 110 ist größer als diejenige des Detektionsfilms 130. Daher kann das Ausmaß an Änderungen hinsichtlich der Volumenkapazität der Tintenkammer 60 zunehmen, die durch die Verformung der Filme 110 verursacht sind. Somit wird eine ausreichende Menge an Tinte in der Tintenkammer 60 gespeichert und die Verringerung von Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 wird verlässlich detektiert.
Mit Bezugnahme auf die 8A und 8B wird eine Tintenpatrone 201 gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Aufbau der Tintenpatrone 201 ist ähnlich demjenigen der Tintenpatrone 1. Daher werden lediglich die Unterschiede zwischen der Tintenpatrone 201 und der Tintenpatrone 1 mit Bezug auf die Tintenpatrone 201 diskutiert.
Die Tintenpatrone 201 umfasst einen Detektionsabschnitt 330, der verwendet wird, um eine Tintenmenge in der Tintenkammer 60 zu detektieren. Der Detektionsabschnitt 330 umfasst einen im Wesentlichen zylindrischen Verbindungsdurchlass 331 und einen Detektionsfilm 130, welcher an dem Verbindungsdurchlass 331 angeschweißt ist, um eine untere Endöffnung des Verbindungsdurchlasses 331 abzudecken. Der Verbindungsdurchlass 331 umfasst ein Regulierungselement 331a, das sich lateral hin zu einer Mittellinie des Verbindungsdurchlasses 331 von einer Position nahe der unteren Endöffnung des Verbindungsdurchlasses 331 erstreckt. Das Regulierungselement 331a kontaktiert einen Teil des ringförmig hervorstehenden Abschnitts 1131, der in dem Detektionsfilm 130 ausgebildet ist.
Wenn eine ausreichende Menge an Tinte in der Tintenkammer 60 gespeichert ist, wie in 8A zu sehen ist, ist die Lichtemissionsfläche des Detektionsfilms 130 im Wesentlichen flach und im Wesentlichen parallel zur Anbringoberfläche 1013, an welcher der lichtemittierende Abschnitt 1014a und der lichtempfangende Abschnitt 1014b des Tintenmengendetektionssensors 1014 ähnlich wie bei der Tintenpatrone 1 angebracht sind. Das von dem lichtemittierenden Abschnitt 1014a emittierte Licht wird von dem Detektionsfilm 130 reflektiert und durch den lichtempfangenden Abschnitt 1014b empfangen. Wenn eine Tintenmenge der Tintenpatrone 1 ausreichend ist, ist die Intensität des empfangenen Lichts gleich oder größer als der Lichtintensitätsgrenzpegel. Dementsprechend bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, dass die Tintenmenge der Tintenpatrone 1 ausreichend ist.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 weiter verringert wird, nimmt der Innendruck der Tintenkammer 60 ab. Die Filme 110 beginnen sich zu verformen, wenn der Druckunterschied (P2-P1) den ersten Grenzwert erreicht. Der Detektionsfilm 130 beginnt sich zu verformen, wenn die Druckdifferenz (P4-P3) den zweiten Grenzwert erreicht, welcher größer ist als der erste Grenzwert. Daher verformt sich der Detektionsfilm 130 nicht, auch wenn die Filme 110 damit beginnen sich zu verformen. In diesem Zustand ist die Intensität des von dem lichtempfangenden Abschnitt 1014b empfangenen Lichts immer noch gleich oder größer als der Lichtintensitätsgrenzpegel. Daher bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, dass die Tintenmenge in der Tintenpatrone 201 ausreichend ist.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 60 weiter in einen Zustand verringert wird, in welchem es den Filmen 110 nicht mehr möglich ist, sich zu verformen, erreicht der Innendruck der Tintenkammer 60 einen Pegel, bei dem sich der Detektionsfilm 130 verformt. Genauer gesagt, beginnt sich der Detektionsfilm 130 zu verformen, wenn der Druckunterschied (P4-P3) einen zweiten Grenzwert erreicht. Wenn der Detektionsfilm 130 beginnt sich zu verformen, wird ein Abschnitt des Detektionsfilms 130, welcher nicht das Regulierungselement 331a kontaktiert, zu dem Inneren des Tintenbehälters 100 wie in 8B gezeigt gezogen. Durch das Regulierungselement 331a verformt sich der Detektionsfilm 130 asymmetrisch, beispielsweise verformt er sich asymmetrisch in Bezug auf eine vertikale Linie, die durch die Mitte des Detektionsfilms 130 hindurch verläuft. Folglich befindet sich ein im Wesentlichen mittlerer Abschnitt des Detektionsfilms 130, d. h. die Lichtdetektionsfläche, in einem Winkel in Bezug auf die Anbringoberfläche 1013. Wie in 8B zu sehen ist, wird das von dem lichtemittierenden Abschnitt 1014a emittierte Licht von dem Detektionsfilm 130 in eine Richtung reflektiert, in welcher der lichtempfangende Abschnitt 1014b nicht angesteuert wird. Folglich empfangt der lichtempfangende Abschnitt 1014b nicht das Licht. Dementsprechend bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, dass die Tintenpatrone 201 leer ist.
Somit ist die Tintenmenge der Tintenpatrone 201 genau bestimmt, ähnlich wie bei der Tintenpatrone 1.
Die Tintenpatrone 201 umfasst ein Regulierungselement 331a, welches eine Verformung eines Abschnitts des Detektionsfilms 130 reguliert, so dass der Detektionsfilm 130 sich asymmetrisch verformt. Durch das Regulierungselement 33la sind die Richtungen des von dem nichtverformten Detektionsfilm 130 und des von dem verformten Detektionsfilm 130 reflektierten Lichts unterschiedlich. Wenn der lichtempfangende Abschnitt 1014b das reflektierte Licht empfangt, bestimmt die Schaltkreisplatine des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts 1000, dass die Tintenmenge der Tintenpatrone 201 ausreichend ist. Wenn der lichtempfangende Abschnitt 1014b nicht das Licht empfängt, bestimmt die Schaltkreisplatine, dass die Tintenpatrone 201 leer ist. Im Vergleich mit dem obigen Ausführungsbeispiel, das in Verbindung mit der Tintenpatrone 1 beschrieben wurde, bei dem der Tintenmengen-Detektionssensor 1014 Änderungen in der Intensität des empfangenen Lichts detektiert, um die Tintenmenge der Tintenpatrone 1 zu bestimmen, wird hier die Verformung des Detektionsfilms 130 der Tintenpatrone 201 noch verlässlicher detektiert. Die Genauigkeit des Detektierens der Verformung des Detektionsfilms 130 der Tintenpatrone 1 wird nicht größer sein als diejenige der Tintenpatrone 201, weil das Signal-zu-Rauschverhältnis (S/N) des von dem Detektionsfilm 130 der Tintenpatrone 1 reflektierten Lichts relativ gering sein kann.
Das Regulierungselement 331a kann einen Abschnitt des Detektionsfilms 130 kontaktieren, so dass der Detektionsfilm 130 sich asymmetrisch verformt.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele begrenzt. Verschiedene Modifikationen können angewendet werden. Beispielsweise ist ein ringförmig hervorstehender Abschnitt 131, der sich hin zu einem Inneren des Tintenbehälters 100 hin erstreckt, bei dem Detektionsfilm 130 entsprechend den obigen Ausführungsbeispielen ausgebildet. Jedoch braucht die Form des hervorstehenden Abschnitts 131 nicht auf die ringförmige Form begrenzt zu sein, vielmehr kann der hervorstehende Abschnitt 131 von beliebiger Form sein. Ferner braucht der Detektionsfilm 130 nicht den hervorstehenden Abschnitt zu besitzen. Zum Beispiel kann, wie in den 9A und 9B gezeigt ist, die Gesamtheit des Films 130 flach sein, bevor sich der Film 130 verformt, wobei sich der Film 130 zu dem Inneren des Tintenbehälters 100 hin wannenförmig verformen kann.
In den obigen Ausführungsbeispielen sind die Tintenzuführöffnung 221, die mit dem Tintenaustrittsdurchlass 21 in Verbindung steht, und die Freigabeöffnung 222, welche den Detektionsfilm 130 des Detektionsabschnitts 30, 330 darunter freigibt, an dem gleichen Ende des Gehäuses 200 ausgebildet und eingerichtet, die Tintenkammer 100 aufzunehmen. Jedoch können die Tintenzuführöffnung 221 und die Freigabeöffnung 222 an verschiedenen Enden des Gehäuses 200 ausgebildet sein.
In den obigen Ausführungsbeispielen wird die Verformung des Detektionsfilms 130 detektiert, ohne dass der Detektionsfilm 130 kontaktiert wird, unter Verwendung eines optischen Sensors wie etwa einen Tintenmengen-Detektionssensor 1014. Jedoch kann auch ein Sensor vom Kontakttyp verwendet werden, der eingerichtet ist, die Verformung des Detektionsfilms 130 durch Kontakt desselben zu detektieren.
Mit Bezug auf die 10A und 10B wird ein Tintenbehälter 2100 gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Aufbau des Tintenbehälters 2100 ist ähnlich demjenigen des Tintenbehälters 100. Daher werden lediglich die Unterschiede zwischen dem Tintenbehälter 2100 und dem Tintenbehälter 100 mit Bezug auf den Tintenbehälter 2100 diskutiert.
Lediglich eine im Wesentlichen kreisförmige Öffnung 2011a ist in dem Tintenbehälter 2100 ausgebildet. Eine geneigte Wand 2012 erstreckt sich radial einwärts von einer Kante der Öffnung 2011a und besitzt die Form einer Wanne. Wenn der Druckunterschied (P2-P1) einen ersten Grenzwert erreicht, beginnt sich der flexible Film 110 in Richtung auf den Boden der wannenförmig geneigten Wand 2012 zu verformen. Wenn sich die innerhalb der Tintenkammer 2060 gespeicherte Tinte verringert, kontaktiert der Film 110 die geneigte Wand 2012 entlang der Wannenform wie in 10B gezeigt ist. In diesem Zustand nimmt die Volumenkapazität der Tintenkammer 2060 nicht weiter ab und der Film 110 verformt sich nicht weiter.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 2060 weiter reduziert wird, nimmt der Innendruck der Tintenkammer 2060 ab, jedoch wird es dem Film 110 nicht möglich sein, sich zu verformen, um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Dementsprechend wird sich die Abnahme des Innendrucks weiter fortsetzen und einen Pegel erreichen, bei dem sich der Detektionsfilm 130 verformt. Genauer gesagt beginnt sich der Detektionsfilm 130 zu verformen, wenn der Druckunterschied (P4-P3) einen zweiten Grenzwert erreicht.
Mit Bezug auf die 11 bis 14B wird ein Tintenbehälter 3100 gemäß einem noch weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Der Tintenbehälter 3100 ist eingerichtet, in einem geeigneten Gehäuse aufgenommen zu werden, um eine Tintenpatrone bereitzustellen. Der Tintenbehälter 3100 umfasst einen flexiblen Folienabschnitt 3110 und einen Basisabschnitt 3010. Der Basisabschnitt 3010 umfasst eine elliptische Wand 3011 und eine periphere Wand 3013, die sich von einer äußeren Kante der elliptischen Wand 3011 her erstreckt. Der Basisabschnitt 3101 umfasst ferner einen Tintenauslassabschnitt 3020, der sich von einer Mitte der elliptischen Wand 3011 her erstreckt. Die periphere Wand 3013 und der Tintenauslassabschnitt 3020 erstrecken sich von der elliptischen Wand 3011 in entgegengesetzten Richtungen.
Der flexible Folienabschnitt 3110 ist aus einer zylindrischen flexiblen Folie 3110a gebildet. Die zylindrische flexible Folie 3110a besitzt einen ersten Endabschnitt 3110b und einen zweiten Endabschnitt 3110c, der zu dem ersten Endabschnitt 3110b entgegengesetzt liegt. Eine innere Oberfläche des ersten Endabschnitts 3110b ist an eine äußere Oberfläche der peripheren Wand 3013 angeschweißt, und der zweite Endabschnitt 3110c ist durch Wärme verschmolzen, um eine Verbindung 3110d auszubilden, welche den zweiten Endabschnitt 3110c abschließt. Somit ist der flexible Folienabschnitt 3110 ausgebildet. Die zylindrische flexible Folie 3110a ist ein Film umfassend zwei flexible Schichten. Eine Schicht ist aus Nylon gebildet und die andere Schicht ist aus Polyethylen gebildet, welches das gleiche Material wie das des Basisabschnitts 3010 ist. Eine weitere Schicht kann hinzugefügt werden, um die Steifigkeit des flexiblen Folienabschnitts 3110 zu verstärken.
Ein innerer Raum, welcher durch den flexiblen Folienabschnitt 3110, die periphere Wand 3113 und die elliptische Wand 3011 festgelegt ist, dient als Tintenkammer 3060, die eingerichtet ist, Tinte zu speichern.
Der Tintenauslassabschnitt 3020 umfasst einen Tintenaustrittsdurchlass 3021, der durch ihn hindurch gebildet ist. Der Tintenaustrittsdurchlass 3021 erstreckt sich von der Tintenkammer 3060 und öffnet sich nach außerhalb an einem Ende des Tintenauslassabschnitts 3020. Ein Stöpsel 3120 ist in dem Tintenaustrittsdurchlass 3021 eingepresst. Der Stöpsel 3120 ist aus Gummi gebildet. Eine in einem Tintenstrahldrucker bereitgestellte hohle Nadel ist zum Durchstechen durch den Stöpsel 3120 bestimmt, wobei die Tinte innerhalb der Tintenkammer 3060 dem Tintenstrahldrucker durch die hohle Nadel zugeführt werden kann. Wenn die hohle Nadel von dem Stöpsel 3120 entfernt wird, wird ein in dem Stöpsel 3120 durch das Einführen der hohlen Nadel hergestellte Loch durch die Elastizität des Stöpsels 3120 geschlossen.
Ein Loch 3031 ist durch die elliptische Wand 3011 gebildet und ein flexibles Folienelement 3130 ist an einer äußeren Oberfläche der elliptischen Wand 3011 angeklebt, um das Loch 3031 abzudecken. Das flexible Folienelement 3130 ist aus Gummi gebildet, wobei eine Aluminiumfolie an eine äußere Oberfläche des Gummis angeklebt ist. Das flexible Folienelement 3130 ist dazu eingerichtet, Licht mit der Hilfe der Aluminiumfolie zu reflektieren.
Der flexible Folienabschnitt 3110 besitzt eine innere Oberfläche, die einem Innerem des Tintenbehälters 3100 zugewandt ist, beispielsweise der Tintenkammer 3060, und besitzt eine äußere Oberfläche, die der inneren Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Tinten behälters 3100 zugewandt ist. Das flexible Folienelement 3130 besitzt eine innere Oberfläche, die dem Inneren des Tintenbehälters 3100 zugewandt ist, beispielsweise der Tintenkammer 3060, und besitzt eine äußere Oberfläche, die zu der inneren Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Tintenbehälters 3100 zugewandt ist. Es kann einen Druckunterschied (P2-P1) geben zwischen dem Druck (P1), der auf der inneren Oberfläche des flexiblen Folienabschnitts 3110 wirkt, und dem Druck (P2), der auf der äußeren Oberfläche des flexiblen Folienabschnitts 3110 wirkt. P1 kann der atmosphärische Druck sein. Wenn der Druckunterschied (P2-P1) einen ersten Grenzwert erreicht, beginnt sich der flexible Folienabschnitt 3110 zu verformen, um die Volumenkapazität der Tintenkammer 3060 zu verringern. Es kann auch einen Druckunterschied (P4-P3) zwischen dem Druck (P3) geben, der auf der inneren Oberfläche des flexiblen Folienelements 3130 wirkt, und dem Druck (P4), der auf der äußeren Oberfläche des flexiblen Folienelements 3130 wirkt. P4 kann der atmosphärische Druck sein. Wenn der Druckunterschied (P4-P3) einen zweiten Grenzwert erreicht, beginnt sich das flexible Folienelement 3130 in das Loch 3031 und zu dem Inneren des Tintenbehälters 3100 hin zu verformen. Der zweite Grenzwert ist größer als der erste Grenzwert.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 3060 dem Tintenstrahldrucker durch den Tintenaustrittsdurchlass 3021 zugeführt wird, nimmt der Innendruck der Tintenkammer 3060 ab. Der flexible Folienabschnitt 3010 beginnt sich zu verformen, wenn der Druckunterschied (P2-P1) den ersten Grenzwert erreicht, um den Innendruck der Tintenkammer 3060 aufrecht zu erhalten, oder um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Weil der zweite Grenzwert größer ist als der erste Grenzwert, verformt sich das flexible Folienelement 3130 nicht, auch wenn der flexible Folienabschnitt 3010 beginnt sich zu verformen.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 3060 sich weiter verringert, verformt sich der flexible Folienabschnitt 3010 nicht länger in dieser Richtung, um die Volumenkapazität der Tintenkammer 3060 zu verringern. In diesem Zustand nimmt der Innendruck der Tintenkammer 3060 ab, wenn die Tinte in der Tintenkammer 3060 weiter verringert wird, jedoch wird der flexible Folienabschnitt 3010 nicht länger in der Lage sein sich zu verformen, um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Dementsprechend setzt sich die Abnahme des Innendrucks weiter fort, und der Druckunterschied (P4-P3) erreicht den zweiten Grenzwert. Wenn der Druckunterschied (P4-P3) den zweiten Grenzwert erreicht, beginnt sich das flexible Folienelement 30130 in das Loch 3031 und hin zu dem Inneren des Tintenbehälters 3100 zu verformen.
Durch Detektion der Verformung des flexiblen Elements 3130 durch Lichtbestrahlung in ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird bestimmt, dass der Tintenbehälter 3100 leer ist.
Mit Bezug auf die 15 und 16 wird ein Tintenbehälter 4100 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Ein Aufbau des Tintenbehälters 4100 ist ähnlich demjenigen des Tintenbehälters 3100. Daher werden lediglich die Unterschiede zwischen dem Tintenbehälter 4100 und dem Tintenbehälter 3100 mit Bezug auf den Tintenbehälter 4100 diskutiert.
Eine elliptische Wand 3011 des Basisabschnitts 3010 des Tintenbehälters 4100 besitzt keine darin ausgebildeten Löcher. Die periphere Wand 3013 des Basisabschnitts 3010 des Tintenbehälters 4100 besitzt ein Loch 4031, das darin ausgebildet ist. Das Loch 4031 ist durch einen ersten Endabschnitt 3110b einer zylindrischen flexiblen Folie 3110a abgedeckt. Ein Aluminiumfilm ist an einen Abschnitt 4130 des ersten Endabschnitts 3110b an einer dem Loch 4031 entsprechenden Position angeklebt.
Der flexible Folienabschnitt 3110 besitzt eine innere Oberfläche, die an dem Inneren des Tintenbehälters 4100 zugewandt ist, beispielsweise der Tintenkammer 3060 zugewandt ist, und besitzt eine äußere Oberfläche, die der inneren Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Tintenbehälters 4100 zugewandt ist. Der Abschnitt 4130 besitzt eine innere Oberfläche, die einem Inneren des Tintenbehälters 4100 zugewandt ist, beispielsweise der Tintenkammer 3060, und besitzt eine äußere Oberfläche, die der inneren Oberfläche entgegengesetzt liegt, und einem Äußeren des Tintenbehälters 4100 zugewandt ist. Es kann dort eine Druckdifferenz (P2-P1) zwischen dem Druck (P1), der auf der inneren Oberfläche des flexiblen Folienabschnitts 3110 wirkt, und dem Druck (P2) auftreten, der auf der äußeren Oberfläche des flexiblen Folienabschnitts 3110 wirkt. P2 kann der atmosphärische Druck sein. Wenn der Druckunterschied (P2-P1) einen ersten Grenzwert erreicht, beginnt sich der flexible Folienabschnitt 3110 zu verformen, um die Volumenkapazität der Tintenkammer 3060 zu verringern. Es kann dort auch einen Druckunterschied (P4-P3) zwischen dem Druck (P3), der auf der inneren Oberfläche des Abschnitts 4130 wirkt, und dem Druck (P4) geben, der auf der äußeren Oberfläche des Abschnitts 4130 wirkt. P4 kann der atmosphärische Druck sein. Wenn der Druckunterschied (P4-P3) einen zweiten Grenzwert erreicht, beginnt sich der Abschnitt 4130 in das Loch 4031 hin zu dem Inneren des Tintenbehälters 4100 zu verformen. Der zweite Grenzwert ist größer als der erste Grenzwert, obwohl der Abschnitt 4130 und der flexible Folienabschnitt 3100 aus dem gleichen Material gebildet sind. Der Grund liegt darin, dass eine Fläche der Oberfläche des Abschnitts 4130 geringer ist als eine Fläche der Oberfläche des flexiblen Folienabschnitts 3110.
Wenn die Tinte innerhalb der Tintenkammer 3060 reduziert wird, nimmt der Innendruck der Tintenkammer 3060 ab. Der flexible Folienabschnitt 3110 beginnt sich zu verformen, wenn der Druckunterschied (P2-P1) den ersten Grenzwert erreicht, um den Innendruck der Tintenkammer 3060 aufrecht zu erhalten, oder um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Weil der zweite Grenzwert größer ist als der erste Grenzwert, verformt sich der Abschnitt 4130 nicht, auch wenn der flexible Folienabschnitt 3110 beginnt sich zu verformen.
Wenn die Tinte in der Tintenkammer 3060 weiter verringert wird, verformt sich der flexible Folienabschnitt 3110 nicht mehr länger in solcher Richtung, um die Volumenkapazität der Tintenkammer 3060 zu verringern. In diesem Zustand nimmt der Innendruck der Tintenkammer 3060 ab, wenn die Tinte in der Tintenkammer 3060 weiter verringert wird, jedoch wird es dem flexiblen Folienabschnitt 3110 nicht möglich sein sich zu verformen, um die Abnahme des Innendrucks auszugleichen. Dementsprechend setzt sich die Abnahme des Innendrucks fort, und der Druckunterschied (P4-P3) erreicht den zweiten Grenzwert. Wenn der Druckunterschied (P4-P3) den zweiten Grenzwert erreicht, beginnt sich der Abschnitt 4130 in das Loch 4031 und hin zu dem Inneren des Tintenbehälters 4100 zu verformen.
Durch Detektion der Verformung des flexiblen Elements 4130 durch Lichtbestrahlung in ähnlicher Weise wie bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen wird bestimmt, dass der Tintenbehälter 4100 leer ist.

Claims

Eine Fluidpatrone (1), umfassend: einen Fluidbehälter (100) umfassend: eine Fluidkammer (60), die eingerichtet ist, ein Fluid zu speichern; einen Fluidaustrittsdurchlass (21), der eingerichtet ist, mit der Fluidkammer (60) über eine erste Öffnung (12a) in Verbindung zu stehen und ein Fluid aus einem Inneren der Fluidkammer (60) einem Äußeren der Fluidkammer (60) zuzuführen; einen Verbindungsdurchlass (31), der eingerichtet ist, mit der Tintenkammer (60) über eine zweite Öffnung (12b) in Verbindung zu stehen, und eine dritte Öffnung umfasst, die zu der zweiten Öffnung (12b) entgegengesetzt liegt; einen ersten flexiblen Folienabschnitt (110), umfassend eine erste Oberfläche, die einem Inneren des Fluidbehälters (100) zugewandt ist, und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche entgegengesetzt liegt und einem Äußeren des Fluidbehälters (100) zugewandt ist, wobei der erste flexible Folienabschnitt (110) eingerichtet ist, sich zu verformen, wenn ein erster resultierender Druckunterschied (P2-P1) eines zweiten Drucks (P2), der auf der zweiten Oberfläche wirkt, minus einem ersten Druck (P1), der auf der ersten Oberfläche wirkt, gleich oder größer wird als ein erster Wert; und einen zweiten flexiblen Folienabschnitt (130), welcher die dritte Öffnung abdeckt und eine dritte Oberfläche umfasst, die dem Inneren des Fluidbehälters (100) zugewandt ist, und eine vierte Oberfläche umfasst, die der dritten Oberfläche entgegengesetzt liegt und dem Äußeren des Fluidbehälters (100) zugewandt ist, wobei der zweite flexible Folienabschnitt (130) dazu eingerichtet ist, sich zu verformen, wenn ein zweiter resultierender Druckunterschied (P4-P3) eines vierten Drucks (P4), der auf der vierten Oberfläche wirkt, minus einem dritten Druck (P3), der auf der dritten Oberfläche wirkt, gleich oder größer wird als der zweite Wert, wobei der zweite Wert größer ist als der erste Wert.
Die Fluidpatrone gemäß Anspruch 1, wobei der Fluidbehälter (100) ferner einen Rahmen (100) umfasst, welcher umfasst: den Fluidbehälter (60); einen Fluidauslassabschnitt (20) umfassend den Fluidaustrittsdurchlass (21); und einen Detektionsabschnitt (30) umfassend den Verbindungsdurchlass (31).
Die Fluidpatrone gemäß Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Regulierungselement, das eingerichtet ist, eine Verformung eines Abschnitts des zweiten flexiblen Folienabschnitts (130) zu regulieren.
Die Fluidpatrone gemäß Anspruch 3, wobei das Regulierungselement den Abschnitt des zweiten flexiblen Folienabschnitts (130) kontaktiert.
Die Fluidpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Fläche der Oberfläche des ersten flexiblen Folienabschnitts (110) größer ist als eine Fläche der Oberfläche des zweiten flexiblen Folienabschnitts (130).
Die Fluidpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Fluidbehälter (100) ferner eine besondere Wand umfasst, die die dritte Öffnung besitzt, die darin ausgebildet ist, und wobei der zweite flexible Folienabschnitt (130) die besondere Wand kontaktiert und die dritte Öffnung abdeckt.
Die Fluidpatrone gemäß Anspruch 6, wobei der Fluidbehälter (100) ferner eine weitere Wand umfasst, die eine vierte Öffnung (11a) besitzt, die darin ausgebildet ist, und wobei der erste flexible Folienabschnitt (110) die weitere Wand kontaktiert und die vierte Öffnung (11a) abdeckt.
Die Fluidpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei sowohl der erste flexible Folienabschnitt (110) und der zweite flexible Folienabschnitt (130) das gleiche Material umfassen.
Die Fluidpatrone gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der zweite flexible Folienabschnitt (130) beginnt, sich zu einem Inneren des Tintenbehälters (100) hin zu verformen, wenn die Druckdifferenz (P4-P3) den zweiten Wert erreicht.
Eine Fluidpatrone (1), umfassend: einen Fluidbehälter (100) umfassend: eine Fluidkammer (60), die eingerichtet ist, ein Fluid zu speichern; einen Fluidaustrittsdurchlass (21), der eingerichtet ist, mit der Tintenkammer (60) über eine erste Öffnung (12a) in Verbindung zu stehen und ein Fluid aus einem Inneren der Fluidkammer (60) einem Äußeren der Fluidkammer (60) zuzuführen; einen Verbindungsdurchlass, der eingerichtet ist, mit der Fluidkammer (60) über eine zweite Öffnung (12b) in Verbindung zu stehen und eine dritte Öffnung umfasst, die zu der zweiten Öffnung (12b) entgegengesetzt liegt; einen ersten flexiblen Folienabschnitt (110), der einen ersten Abschnitt einer äußeren Oberfläche des Fluidbehälters (60) festlegt; und einen zweiten flexiblen Folienabschnitt (130), der die dritte Öffnung abdeckt und einen zweiten Abschnitt einer äußeren Oberfläche des Fluidbehälters (60) festlegt, wobei der erste flexible Folienabschnitt (110) flexibler als der zweite flexible Folienabschnitt (130) ist.
Die Fluidpatrone gemäß Anspruch 10, wobei der Tintenbehälter (100) ferner einen Rahmen (10) umfasst, welcher umfasst: den Fluidbehälter (60); einen Fluidauslassabschnitt (20) umfassend den Fluidaustrittsdurchlass (21); einen Detektionsabschnitt (30) umfassend den Verbindungsdurchlass (31).