DE29516795U1 - Tintenstrahldrucker, Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker sowie System zur Tintenzufuhr - Google Patents

Description

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Tintenstrahldrucker, Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker sowie System zur Tintenzufuhr

Beschreibung

Die vorliegende Neuerung bezieht sich allgemein auf einen tintenbetriebenen Drucker, dem die Tinte von einem Tintehzuführbehälter zugeliefert wird.

Ein bekannter Tintenstrahldrucker, bei dem eine Tinteneinheit und ein Druckkopf auf einem Schlitten angeordnet sind, wird in EP-A-0581531 beschrieben. Bei diesem Drucker wird der Tintenbehälter zur Vermeidung von Ausfällen beim Drucken, die durch Variationen im Tintenlevel oder Luftblasen auftreten können, welche wiederum durch Bewegungen des vom Schlitten mitbewegten Tintenbehälters verursacht werden, in zwei Bereiche unterteilt. Ein erster, neben dem Druckkopf 0 angeordneter Bereich des Behälters enthält ein mit Tinte getränktes, poröses Element, wie z.B. ein Schaumgummi, und ein zweiter Bereich enthält flüssige Tinte ohne ein poröses Element. Dieser Aufbau ermöglicht, die Tinte dem Druckkopf durch das poröse Element zuzuführen, so daß das Auftreten von 5 durch Bewegungen der Tinte im Behälter bedingten Problemen bis zu einem gewissen Grad verhindert wird.

Das poröse Element steht mit dem Druckkopf über ein vorstehendes Teil, welches durch ein im Seitenbereich des 0 Behälters ausgebildetes Loch eingeführt wird, in permanenter Flüssigkeitsverbindung. Jedoch kann ein solcher Aufbau nicht bei einem Druckkopf angewendet werden, bei dem ein Eindringen von Luftblasen in eine Druckkammer verhindert werden muß, wie sie z.B. bei Druckköpfen vorkommt, bei denen ein piezoelektrischer Vibrator als Betätigungselement des Tintenausstosses verwendet wird.

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Demgemäß ist es die Aufgabe der vorliegenden Neuerung, eine verbesserte Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker zur Verfügung zu stellen.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch die Bereitstellung einer verbesserten Tintenpatrone nach unabhängigem Patentanspruch 1, ein Aufzeichnungsgerät vom Tintenstrahltyp nach dem unabhängigen Patentanspruch 2 9 und ein System zum Zuführen von Tinte zu einem Aufzeichnungsgerät vom Tintenstrahltyp und Ausgeben von Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium nach dem unabhängigen Patentanspruch 30. Weitere vorteilhafte Merkmale, Aspekte und Details ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.

Die vorliegende Neuerung bezieht sich allgemein auf einen tintenbetriebenen Drucker, dem die Tinte von einem Tintenzuführbehälter zugeliefert wird, und genauer gesagt auf einen Tintenzuführbehälter, wie eine Tintenpatrone, der eine kontinuierliche Zufuhr von Tinte zum Druckkopf gestattet, wobei er störende Einflüsse durch Temperatur, atmosphärische Änderungen und Vibrationen ausschließt. Die vorliegende Neuerung erlaubt ein größeres Volumen an Tinte im 5 Tintenzuführbehälter und ermöglicht, dem Druckkopf einen größeren Anteil der Tinte im Behälter zuzuführen. Zudem umfaßt die vorliegende Neuerung einen Behälter mit transparenten Seitenwänden, so daß der Anwender auf einfache Weise die Restmenge an Tinte bestimmen kann, und Mittel zur 0 Dämpfung von unerwünschten Bewegungen der Tinte im Tintenzuführbehälter.

Die Neuerung bezieht sich auch auf eine Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker, in denen ein Druckkopf und eine 5 Tintenpatrone auf einem beweglichen Schlitten angeordnet

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sind, und insbesondere auf eine Tintenpatrone, die nach Verbrauch ihrer Tinte gegen eine neue ausgetauscht wird.

In einem Aspekt betrifft die Neuerung eine Tintenpatrone für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät mit einer Mehrzahl erster Kammern und einer Mehrzahl zweiter Kammern, wobei jede zweite Kammer an eine erste Kammer angrenzt und mit ihr verbunden ist. Jeweils zwischen den ersten und zweiten Kammern sind eine Mehrzahl von Trennwänden in der Tintenpatrone angeordnet und mit einer Verbindungsöffnung versehen. Die Verbindungsöffnung befindet sich im Bereich der Unterkante der Trennwände, wobei sie in Richtung auf die Unterkante der Trennwand gesehen nur einen Teil der Breite der Trennwand einnimmt. Zudem sind eine Mehrzahl von Tintenzuführöffnungen jeweils in einer Wand von einer der zweiten Kammern angeordnet, wobei diese Tintenzuführöffnungen Tinte von der Tintenpatrone nach außen führen. Hierbei sind alle ersten und mit diesen verbundenen zweiten Kammern als eine integrierte Einheit gestaltet.

In einem besonderen Aspekt beinhaltet die obige Tintenpatrone in jeder ihrer zweiten Kammern ein poröses Element, das angeordnet ist, um seine zugehörige Tintenzuführöffnung mit Tinte zu versorgen.

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

Ein Tintenaufnahme- und Weiterleitungsteil, das in einer Tintenöffnung endet, kann bis in den Tintenbehälter reichen, wobei das Tintenabsorbtionselement gegen das Tintenaufnahme-

und Weiterleitungsteil stößt und von diesem stellenweise komprimiert wird. Das Tintenaufnahme- und Weiterleitungsteil hat einen kapillaren Tintenpfad, der mit dem Druckkopf verbunden ist und vom Tintenabsorbtionselement mit Tinte versorgt wird.

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

Der Druck in der ersten und in der zweiten Kammer hat einen Wert unterhalb des atmosphärischen Drucks, wobei ein Druckgleichgewicht zwischen der ersten und der zweiten Kammer durch Oberflächenspannung des porösen Elements in der 5 Umgebung der Verbindungsöffnung erhalten wird, um die Tinte in der ersten Kammer zu halten. Die erste und die zweite Kammer, die Trennwand, die Verbindungsöffnung, den Lufteinlaß und die Tintenzuführöffnung sind so angeordnet und ausgelegt, daß, sobald das Druckgleichgewicht zwischen den Kammern nicht mehr erhalten bleibt, weil die das poröse Element tränkende Tinte zumindest teilweise durch die Tintenzuführöffnung geleitet wird, Tinte von der ersten Kammer dem porösen Element in der zweiten Kammer bedarfsgerecht zugeführt wird, bis das Druckgleichgewicht zwischen der ersten und der zweiten Kammer wiederhergestellt ist.

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

Ein Aspekt der vorliegenden Neuerung beinhaltet die Bereitstellung eines qualitativ hochwertigen, sehr zuverlässigen tintenbasierten Druckers von einfacher Konstruktion, der in der Lage ist, eine gleichmäßige und angemessene Menge Tinte von einem Tintenbehälter einem Druckkopf zuzuführen, und der Einflüssen von Umgebungsänderungen wie Temperatur oder atmosphärischen 0 Schwankungen weniger unterworfen ist.

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

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

Weitere Aspekte, Merkmale und Vorteile der Neuerung werden 5 durch die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, in der bevorzugte

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Ausführungsformen der vorliegenden Neuerung durch illustrative Beispiel in nicht limitierender Weise gezeigt werden.

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

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die das Tintenzuführsystem eines Tintenstrahldruckers

gemäß eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Neuerung zeigt.

Fig. 2 ist eine Querschnittsansicht einer Mehrfarbtintenstrahldruckerpatrone in

Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung.

Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht der ersten Aus führungs form, die im Vergleich zu der Ansicht

von Fig. 2 um 90° gedreht ist.

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

Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Einfarbentintenpatrone gemäß einer zweiten Ausführungsform der Neuerung zeigt.
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Fig. 6(a) ist eine Aufsicht des Deckels von Fig. 2.

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

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

Fig. 7(b) ist eine Querschnittsansicht des Dichtteils vor

dem Einführen der Kanüle.

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

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

Fig. 10 ist eine teilweise Querschnittsansicht der Tintenpatrone, die den Übergang zwischen Tinten- und Schaumkammer gemäß einer vierten 0 Ausführungsform der vorliegenden Neuerung zeigt.

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

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

Fig. 13 ist eine teilweise Querschnittsansicht der

Tintenpatrone, die den Übergang zwischen Tinten- und Schaumkammer gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung zeigt.

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

der Fig. 13.

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Fig. 15 ist eine Querschnittsansicht, die eine gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung aufgebaute Tintenpatrone zeigt.
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Fig. 16 ist eine Querschnittsansicht, die eine gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung aufgebaute Tintenpatrone zeigt.

Fig. 17 ist eine Querschnittsansicht, die eine gemäß einer

neunten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung aufgebaute Tintenpatrone zeigt.

Fig. 18 ist eine Querschnittsansicht der neunten Aus führungs form, die im Vergleich zu der Ansicht

von Fig. 17 um 90° gedreht ist.

Fig. 19 ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite einer Tintenpatrone, die gemäß einer zehnten

0 Ausführungsform der vorliegenden Neuerung

aufgebaut ist.

Fig. 20 ist eine Aufsicht auf die Tintenpatrone gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung. 25

Fig. 21 ist eine Querschnittsansicht längs der Linie 21-21 von Fig. 20, welche Schaum- und Tintenkammer gemäß der zehnten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung zeigt.
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Fig. 22 ist eine Querschnittansicht, welche die Wandungen der Tintenpatrone gemäß der zehnten Ausführungsform bei Aufsicht auf diese veranschaulichen soll.
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Fig. 23 ist eine Querschnittansicht längs der Linie 2 3-23

der Fig. 22, welche die Wandungen der

Tintenpatrone gemäß der zehnten Ausführungsform

bei Seitenansicht auf die Tintenkammern

veranschaulichen soll.

Ein Druckkopf gemäß der vorliegenden Neuerung kann in einem Vierfarb-Druckerplotter oder Farbbilddrucker verwendet werden und hat vier Farbtintensysteme und diesen zugeordnete Tintendüsen. Der Vierfarb-Druckerplotter setzt schwarze, rote, grüne und blaue Tinte ein und bewegt den Druckkopf oder ein Blatt Papier, oder beides, um daraufhin Tinte in einer der gewünschten Farben wie in einem konventionellen Druckkopf auf eine vorbestimmte Stelle des zu bedruckenden Papiers zu sprühen, um einen Tintenpunkt zu bilden. Gewünschte Buchstaben und Zeichnungen können somit durch Wiederholungen der obigen Sequenz aufgezeichnet werden. Die vorliegende Neuerung kann auf Tintenstrahldrucker aller Arten angewendet werden, einschließlich solcher mit Druckköpfen, die Hitze 0 mittels Widerständen oder ähnlichem erzeugen, oder auf der Verschiebung von piezoelektrischen Elementen oder Umformern beruhen, um einen Tintentropfen nach Anlegen eines Drucksignals aus einer Kammer auszustoßen. Die Tintenzuführbehälter gemäß der vorliegenden Neuerung können 5 den besagten Kammern Tinte durch Kapillarwege kontinuierlich zuführen.

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

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in zwei der drei gewünschten Farben (außer Schwarz) auf einem Blatt Papier gebildet werden, wodurch Farbbilder in insgesamt sieben Farben aufgezeichnet werden.

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

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

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

Der in Fig. 1 gezeigte Apparat enthält weiterhin ein außerhalb des Druckbereichs angeordnetes Kappenelement 4 welches durch einen nicht dargestellten Antriebsmechanismus anstoßend an die Düsenplatte der Druckkopfeinheit 1 angelegt wird, um die Düsenöffnungen vor dem Austrocknen zu bewahren. Das Kappenelement 4 ist durch ein Rohr 8 mit einer Saugpumpe 5 verbunden, die durch eine Steuereinheit 6 bedient wird, um Tinte von der Druckkopfeinheit 1 durch das Kappenelement 4 zu 0 saugen. Das Gerät in der Fig. 1 ist weiterhin mit einem Ausflußtank 7 ausgestattet, der mit einer Auslaßöffnung der Saugpumpe 5 durch ein Rohr 9 verbunden ist.

Der Druckkopf kann beliebig aufgebaut sein, z.B. wie in EP-A-0581531, EP-A-0609863 oder EP-A-0584823 usw. beschrieben.

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

Das Volumen jedes der porösen Elemente 520, 520', und 520

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

Wenn sich, wie z.B. in den Fig. 2 bis 4, die drei farbigen 0 Tinten in einer Tintenpatrone befinden, kann es schwierig sein, festzustellen, ob unterschiedliche Restmengen an Tinte in den einzelnen Kammern vorliegen, was durch einen unausgeglichenen Verbrauch der verschiedenfarbigen Tinten verursacht werden kann. Wenn die Tinte einer Farbe erschöpft ist und der Anwender die Patrone wegwerfen möchte, braucht er sich keine unnötigen Sorgen um die anderen Farbtinten in der

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leckenden Patrone zu machen. Wenn nämlich eine neuerungsgemäße Patrone weggeworfen wird, wird ein Auslaufen aus der Patrone verhindert, indem die jeweiligen Tinten von den zugehörigen porösen Elementen absorbiert werden, so daß die Umwelt vor Leckagen der Tinten geschützt wird.

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

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

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

Die hervorstehenden Abschnitte 522, 522' und 522'', die zusammen mit dem Deckel 516 die porösen Elemente 520, 520' und 520'' komprimieren, sind jeweils am Boden jeder der Schaumkammern 511, 511' und 511'' ausgebildet. Ausnehmungen 523, 523' und 523'' {zusammengefaßt als 523), die Räume mit einer festgelegten Oberfläche umgrenzen werden am oberen Ende des jeweiligen, hervorstehenden Abschnitte 522 ausgebildet. Durchgängige Löcher 524, 524' und 524'' (zusammengefaßt als

524) werden jeweils in den vorstehenden Teilen 522 ausgebildet und dienen als Tintendurchgänge. Ein Ende jedes dieser durchgängigen Löcher 524 steht in Fließverbindung mit den durch die Ausnehmungen 523 definierten Räume, und das andere Ende mit den jeweiligen Dichtteilen (zusammengefaßt 0 als 530), die im folgenden beschrieben werden. Die Ausnehmungen 523, 523' und 523'' weisen bevorzugterweise eine Querschnitts fläche auf, die größer als die Querschnittsfläche der Tintendurchgänge 524 ist. Filter 525, 525' und 525'' (nicht dargestellt) sind am oberen Ende der Ausnehmungen 523 5 angebracht.

Die Dichtteile 530, von denen nur das eigentliche 530 dargestellt ist, sind am unteren Ende der Tintenzuführöffnungen 513, 513' und 513'' in einem Bereich größerer Querschnittsfläche als der der durchgängigen Löcher 524 angeordnet und bestehen aus einem nachgiebigen Material wie etwa Gummi. Die Dichtteile 530 sind als eine trichterförmige Abdichtung mit nach oben offenem Ende ausgelegt. Die unteren Enden der röhrenförmigen Bereiche 531 sind dicker als die anderen Bereiche. Die jeweiligen oberen Randkanten 533 der Einschnürungen der Verengungen 532 der

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jeweiligen Dichtteile 530 berühren den Anschlag bzw. abgestuften Bereich 513a, der zwischen dem Bereich größerer Querschnittsfläche und den Löchern 524 liegt, der jeweiligen Tintenzuführöffnungen 513, 513' und 513''. Jedes Dichtteil 530 wird mit Wülsten 535 ausgestattet, die in laterale Nuten 527 innerhalb der Innenwandung der Tintenzuführoffnung 513 in Eingriff kommen. Die röhrenförmigen, als Halteabschnitte dienenden Bereiche 531 und die Verengungen 532 sind miteinander durch dünne Verbindungsbereiche 534 verbunden.

Bei dieser Konstruktion sind die Dichtteile 530 mit ihren röhrenförmigen Bereichen 531 an den jeweiligen Tintenzuführoffnungen 513 fixiert bzw. gehalten. Zusätzlich wird eine Aufwärtsbewegung der oberen Randkanten 533 durch die Anschläge 513a verhindert. Somit sind, selbst wenn die zugehörige Tintenzuführkanüle eingeschoben oder herausgezogen werden, die Dichtteile 530 in geeigneter Weise mit den Tintenzuführöffnungen 513 verbunden. Da die Verengungen dazu dienen, ein hermetische Abdichtung zwischen dem Dichtteil der jeweiligen Tintenzuführöffnung und der Tintenzuführkanüle zu erreichen, können ferner die Verengungen wegen der dünnen Verbindungsbereiche 5 34 etwas bewegt werden, ohne sich zu deformieren. Folglich kann die luftdichte Abdichtung zwischen dem jeweiligen Dichtteil und der Tintenzuführkanüle erhalten werden, da eine relative Mißausrichtung zwischen der jeweiligen Tintenzuführkanüle und der Tintenzuführöffnung kompensiert werden kann.

Durchgänge oder Verbindungsöffnungen 519, 519' und 519 0 werden in der zentralen Trennwand 510 ausgebildet, welche die Schaumkammern 511, 511' und 511'' von den Tintenkammern 512, 512' bzw. 512'' trennt. Schlitze 519a, 519a' und 519a'' sind bis zu einer bestimmten Höhe reichend in der Trennwand 510 ausgebildet, und stehen mit den Verbindungsöffnungen zum Zwecke des Gas-Flüsigkeitsaustausches in Verbindung. Die porösen Elemente 520, 520' und 520'' sind so in die

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Schaumkammern 511, 511' und 511'' eingefügt, daß jedes gegen die Verbindungsöffnung 519, 519' und 519'' zwischen jedem Paar von Schaum- und Tintenkammern 511 und 512, 511' und 512', sowie 511'' und 512'' gedrückt wird. Auf der Rückwand 501a des Behälters 501 werden Rippen 518, 518' und 518'' in jeder der Tintenkammern 512, 512' und 512'' ausgebildet. Jeweils eine individuelle Verbindungsöffnung wird zwischen den Kammerpaaren 511, 512 gebildet, die sich nur über einen Anteil der dazwischen gebildeten Unterteilung 510 erstreckt.

In einer zweiten Ausführungsform der Neuerung wird eine Tintenpatrone für nur eine Farbe verwendet. Eine Patrone 5100 für eine einzelne Farbe oder schwarze Tinte kann kleiner sein als eine solche für Farbtinten, und kann doch eine größere Tintenkapazität aufweisen als jede einzelne der Kammern für Farbtinte. Gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung wird in Fig. 5 eine Patrone für schwarze Tinte gezeigt, die eine innerhalb des Behälters gebildete Teilungswand 5117 hat, die sich von einer Trennwand 0 5110 zur Abteilung einer Schaumkammer 5111 und einer Tintenkammer 5112 bis zu einer Seitenwand 5100a des Hauptbehälters 5100 erstreckt und somit den Tintenbehälter 5112 in zwei Zellen oder Teilkammern 5112a und 5112b teilt. Dieser Aufbau verhindert, daß der Behälter 5100 durch einen negativen Druck deformiert wird, der bei dem im folgenden beschriebenen Tintenbefüllvorgang auftritt, oder durch einen äußeren Druck während der Benutzung, wodurch ein Lecken von Tinte verhindert wird. Die Zellen 5112a und 5112b stehen durch eine sich nur über einen Teil der zentralen Trennwand 5110 erstreckende Verbindungsöffnung 5119 in ständiger Fließverbindung mit der Schaumkammer 5111. Weiterhin kann eine Verbindungsöffnung im unteren Teil der Teilungswand 5117 ausgebildet sein. Ebenso ist es möglich, mehrere Teilungswände vorzusehen.

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Auf der Innenseite der Wand 510Oa sind eine Vielzahl von Rippen 5118 ausgebildet, die vertikal längs der Innenseite 5100a laufen. Diese Rippen erlauben es der Tinte, leichter die Wand entlang abzufließen, so daß der Anwender einfach die Restmenge an Tinte bestimmen kann, indem er den Tintenspiegel betrachtet.

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

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

In einer bevorzugten Ausführungsform ist Siegel 542 mit Mustern, wie z.B. Buchstaben oder Zeichnungen versehen, die auf seinem Hauptteil 544, der dauerhaft die Rillen 540, 540'

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und 540'' verschließt, aufgedruckt sind. Muster, Farben, oder andere, vom Aufdruck auf dem Hauptteil 544 unterschiedliche Bedruckungen des Siegels 542 können auf dem Zungenstück 545 angebracht werden.
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So hat z.B. in einer bevorzugten Ausführungsform der Hauptteil 544 des Siegels 542 einen blauen Untergrund, und ist mit schwarzen Buchstaben und anderen Zeichnungen bedruckt. Die Hintergrundfarbe des Zungenstücks 545 ist z.B.

rot oder gelb, was einen guten Kontrast zur Hintergrundfarbe des Hauptteils 544 ergibt. Buchstaben und Illustrationen werden auf den Untergrund hauptsächlich in schwarz oder blau aufgedruckt. Dadurch können Hauptteil 544 und Zungenstück 545 voneinander anhand der Farbe und der Muster unterschieden werden. Demzufolge kann die Aufmerksamkeit des Anwenders auf die Notwendigkeit der Entfernung des Zungenstücks 545 gelenkt werden.

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

Die Evakuierungseinrichtung verringert den Druck in den Schaumkammern 511, 511' und 511'' sowie auch in den Tintenkammern 512, 512' und 512''. Wenn sich der Druck auf einen vorbestimmten Wert verringert hat, wird der Evakuierungsvorgang beendet und die erste Befüllungsöffnung (514, 514' und 514'') wird verschlossen. Danach wird die zweite Befüllungsöffnung (515, 515', 515'') mit einem tintengefüllten Meßrohr verbunden. Die im Meßrohr befindliche

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Tinte wird in den evakuierten Behälter gezogen, daraufhin von den jeweiligen porösen Elementen 520, 520' und 520'' absorbiert und schließlich über die Verbindungsöffnungen 519, 519' und 519'' den Tintenkammern 512, 512' und 512'' zugeführt.

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

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

Wie in Fig. 7(a) ^und 7(b) gezeigt, wird eine Tintenzuführöffnung 513 der Tintenpatrone so positioniert, daß sie mit der Tintenzuführkanüle 550 des Druckkopfs in Linie ausgerichtet ist. Danach wird die Tintenpatrone zum Einsetzen in Richtung des Druckkopfes gedrückt. Ein verengter Bereich 551 der Tintenkanüle 550 tritt durch das Foliensiegel 546 und kontaktiert die Öffnung des Dichtteils 530, wie in

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Fig. 7 (a) gezeigt. Da das Dichtteil 530 nach oben offen ist, gestattet es der Tintenzuführkanüle den Durchtritt unter nachgiebiger Verformung durch den verengten Bereich 551 der Tintenzuführkanüle 550.
5

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

Um nach Einsetzen der Tintenpatrone dem Druckkopf Tinte zuzuführen, oder um den Tintenausstoß wiederherzustellen, wird ein negativer Druck am Druckkopf und somit durch die Tintenzuführkanüle angelegt, so daß Tinte aus der Patrone über die Kanüle zum Druckkopf fließt. Aufgrund des 0 Druckunterschieds durch den hohen, an der Patrone anliegenden negativen Druck wird bewirkt, daß die Verengung 532 des Dichtteils 530, die die Patrone hermetisch abschließt und sie von der Umgebungsluft isoliert, nach oben in Fig. 7(a) in Richtung auf das Innere der Patrone deformiert wird. Somit 5 hilft die Druckdifferenz mit, die Verengung 532 des Dichtteils 530 nachgiebig gegen die Tintenzuführkanüle zu pressen, wodurch der hermetische Verschluß der Tintenpatrone unterstützt wird.

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

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Dichtteils 530 und der Tintenzuführkanüle 550 möglich, selbst wenn die Kanüle nicht richtig eingeführt ist, und verhindert Tintenfluß außerhalb der Tintenzuführkanüle 550.

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

Wenn von den Düsenöffnungen des Druckkopfes ein negativer Druck ausgeübt wird, fließt vom porösen Element 52 0 absorbierte Tinte durch Öffnung 524 und durch die Öffnungen 552 der Tintenzuführkanüle in den Druckkopf. Wenn Tinte vom porösen Element 52 0 in einer vorgegebenen Menge verbraucht worden ist und der Tintenlevel im porösen Element 520 sinkt, überschreitet der Druck in der Tintenkammer 512 die Haltekraft des porösen Elements in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519, so daß Luftblasen durch die Verbindungsöffnung 519 in die Tintenkammer 512 eindringen. Folglich steigt der Druck in der Tintenkammer 512 und Tinte fließt in die Schaumkammer 511.

5 Die in die Schaumkammer 511 fließende Tinte wird vom porösen Element 52 0 absorbiert und erhöht damit das Tintenlevel in der Schaumkammer 511. In dem Moment, in dem die Haltekraft des porösen Elements 520 in der Nähe der Verbindungsöffnung 519 und der Druck in der Tintenkammer sich ausgleichen, 0 versiegt der Tintenfluß von der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511.

Die Graphik in Fig. 8 veranschaulicht diesen Vorgang. Hierbei kennzeichnet der Buchstabe F das Druckniveau im porösen 5 Element 52 0 der Schaumkammer 511 und der Buchstabe G das Tintenniveau in der Tintenkammer 512. Wenn eine festgelegte

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

Nachdem eine festgelegte Menge Tinte w2 durch den Druckkopf verbraucht worden ist, bleibt keine Tinte mehr in der Tintenkammer übrig. Die Menge an Tinte, die im porösen Element enthalten ist, ist dann jedoch auf einem Niveau, das demjenigen entspricht, als Tinte noch stoßweise von der Tintenkammer 512 der Schaumkammer 511 zugeführt wurde. Somit kann der Druck unter Verwendung der im porösen Element 52 0 absorbierten Tinte fortgesetzt werden, obwohl keine weitere Tinte zur Ergänzung der Tintenzuführung im porösen Element 52 0 in der Tintenkammer 512 zur Verfügung steht. Nachdem eine vorgegebene Menge an Tinte w3 während des Drucks verbraucht worden ist, wird die Tinte in dem porösen Element erschöpft, so daß kein weiterer Druck mehr möglich ist.

Während der gesamten Druckoperation von dann, wenn die gesamte Tinte der Tintenkammer 512 vom porösen Element 520 absorbiert worden ist, bis die Tinte verbraucht ist, wird dem Druckkopf ' ein konstanter Betrag an Tinte zugeführt. Die Erschöpfung der Tinte in der Tintenkammer 512 zeigt die bevorstehende Erschöpfung der Tinte in der gesamten

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Tintenpatrone an. Wenn zu diesem Zeitpunkt eine frische Tintenpatrone eingesetzt wird, ist die Sicherstellung einer kontinuierlichen, unterbrechungsfreien Tintenversorgung zum Druckkopf möglich.
5

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

Die Fig. 9 stellt die Grenze zwischen Schaumkammer 511 und Tintenkammer 512 in einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung dar. Identische Bezugszeichen werden 0 hierbei verwendet, um vergleichbare Merkmale zu kennzeichnen, wobei der Hauptunterschied zwischen dieser und der ersten Ausführungsform in einem, in der Öffnung 519 ausgebildeten, Stufenbereich liegt.

Der Stufenbereich 560 ist in der Verbindungsöffnung 519 angeordnet. Ein Anteil 5 63 des Bodens der Tintenkammer 512 ist höher als der von Schaumkammer 511, wobei der Stufenbereich 560 den Übergang bildet. Eine Rille 561, welche die Schaum- und Tintenkammern verbindet, wird im unteren Teil des Stufenbereichs gebildet.

Das poröse Element 520 steht in Kontakt mit der Verbindungsöffnung 519 und wird vom Stufenbereich 560 aufgenommen, so daß sein in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519 gelegener Anteil komprimiert wird, wodurch die erforderliche Druckdifferenz zwischen

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Tintenkammer 512 und Schaumkaituner 511 durch die Verbindungsöffnung 519 erreicht werden kann. Wenn der Tintenspiegel in der Tintenkammer 512 auf ein niedriges Niveau absinkt, ermöglicht die Rille 561, Tinte von der Tintenkammer 511 zu sammeln, die dann vom porösen Element 520 in der Schaumkammer 511 aufgenommen wird. Demzufolge kann die gesamte Tinte in der Tintenkammer 512 dem Druckkopf verlustfrei zugeführt werden.

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

Die Bodenseite 564 der Tintenkammer 512 ist höher als die Bodenseite 567 der Schaumkammer 511, wodurch eine Stufe 652 ausgebildet wird. Die Stufe 562 empfängt das untere Ende des porösen Elements 52 0, so daß dieses in der Umgebung der Verbindungsöffnung 519 komprimiert wird. Wenn gewünscht, kann eine Schräge 563 die von der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 abfällt, zur Unterstützung der Tintenzufuhr ausgebildet sein. Da die Schräge 563 einen leichteren Fluß der Tinte in der Tintenkammer 512 zur Schaumkammer 511 hin erlaubt, kann dem Druckkopf konstant Tinte zugeführt werden.

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

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

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

Die Fig. 13 und 14 stellen eine Tintenpatrone gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung dar. Auch hier sollen gleiche Bezugszeichen vergleichbare Strukturen kennzeichnen. Der Hauptunterschied zwischen dieser Ausführungsform und der ersten Ausführungsform liegt in der 5 Bereitstellung eines in die Schaumkammer 511 ragenden Vorsprungs.

Der hufeisenförmige Vorsprung 565 wird am Boden der Schaumkammer ausgebildet, s. Fig. 14. Der Vorsprung 565 0 gewährleistet einen Raum in der Umgebung der

Verbindungsöffnung 519, so daß Tinte problemlos aus der Tintenkammer 512 in die Schaumkammer 511 einfließen kann. Der Vorsprung kann jedoch auch andere geeignete Formen haben. Er kann ebenfalls auf der zentralen Trennwand 510 liegen.
35

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Wie oben beschrieben, sind Schaum- und Tintenkammer durch eine einzelne zentrale Trennwand 510 voneinander geteilt. In einer in den Fig. 15 und 16 gezeigten, siebten bzw. achten Ausführungsformen einer Einfarb-Tintenpatrone kann eine Tintenkammer 571 so ausgebildet sein, daß sei zwei oder drei Seiten der Schaumkammer 570 umgibt, wobei zumindest eine Verbindungsöffnung 57 3 in zumindest einer der die Schaum- und die Tintenkammer trennenden Wände 57 2 ausgebildet sein kann. Eine Austrittsöffnung bzw. Tintenzufuhröffnung 574 ist in der Schaumkammer 570 angeordnet. Eine Tintenpatrone mit solchen Aufbau kann eine vergleichsweise große Menge Tinte bezüglich des Gesamtvolumens der Patrone haben. Weiterhin kann ein Anwender aufgrund der Anordnung der Kammern einfach erkennen, ob ein erschöpfungsbedingter Austausch der Patrone notwendig ist.

Die Fig. 17 und 18 zeigen eine Tintenpatrone gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Neuerung. Diese ähnelt der ersten Ausführungsform, wobei der Hauptunterschied 0 in der Verwendung eines nachgiebigen O-Rings 53 00 besteht, der nach Einschieben einer Tintenzuführkanüle des Druckkopfes in die Tintenpatrone mit der Peripherie der Tintenzuführkanüle in Kontakt bleibt. Allerdings resultiert diese Ausführungsform in anderen Problemen, die in der ersten Ausführungsform gelöst sind. So kann evtl. eine große Reibungskraft beim Montieren der Tintenpatrone auf den Schlitten und beim Einschieben der Tintenzuführkanüle in die Patrone auftreten. Dies führt zu einer zusätzlichen Belastung auf Druckkopf und Patrone. Weiterhin wird der O-Ring 53 00 vom 0 Rand 5 302 des Patronenkörpers unterstützt. Falls ein Fehler in der Ausrichtung von Patrone und Tintenzuführkanüle auftritt, wenn diese in jene eingeführt wird, wird eine Montage der Patrone sehr erschwert. Zudem wird bei einer Dreifarbenpatrone, bei der die Behälter 5304, 5306, und 5308 für die drei Farbtinten integral ausgeführt sind, wie in Fig. 18 gezeigt, eine Anbringung der Patrone auf dem Druckkopf

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extrem schwierig, falls die Patrone und auch nur eine der Tintenzuführkanülen nicht ausgerichtet sind.

Die Fig. 19 bis 23 zeigen eine zehnte, besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Neuerung. Diese weist in den Tintenkammern 512, 512' und 512'' zusätzliche, bei Aufsicht auf die Patrone, im wesentlichen U-fömige Abgrenzungswände

580, 580', 580'', 581, 581' und 581'' auf, die jeweils Teilbereiche der Tintenkammern 512, 512' und 512'' von den Hauptteilen der Tintenkammern abgrenzen, wodurch das Volumen der Tintenkammern verkleinert wird. Wie in Fig. 2 3 ersichtlich, knicken diese Abgrenzungswände 580, 580', 580'',

581, 581' und 581'' im Bereich ihres oberen Endes jeweils schräg zu den nächstgelegenen Unterteilungen bzw. Außenwänden ab, und bilden somit einen dachförmigen Bereich, der die Abgrenzungen gegenüber den Resttintenkammern hermetisch abschließt. Wie in Fig. 20 dargestellt, hat jede der Tintenkammern zwei der U-förmigen Abgrenzungswände, nämlich eine größere Abgrenzungswand 581, 581' und 581'', und eine kleinere Abgrenzungswand 580, 5800' und 580'', die jeweils einen größeres bzw. kleineres Volumen der Tintenkammern von diesen abgrenzen. Die abgegrenzten Bereiche der Tintenkammern, die an die Unterteilungen 502, 503 anstoßen, sind miteinander verbunden, indem die Unterteilungen dort weggelassen sind (s. Fig. 22 und 23). Dadurch bilden sich Hohlräume 58 3 und 584, die genau wie die von den Bereichen, welche durch an die Außenwände der Tintenpatrone anstoßenden Abgrenzungswände 580, 580'' abgegrenzt werden, gebildeten Hohlräume 582, 585, an der Unterseite der Tintenpatrone mit der Umgebung in Verbindung stehen, wie Fig. 19 zeigt.

Die Abgrenzungswände verkleinern das über der Tinte befindliche Leervolumen der Tintenkammern. Dadurch wird die Volumenänderung der in diesem Leervolumen befindlichen bzw. beim Betrieb eindringenden Luft bei Temperaturveränderungen kleiner. Diese Maßnahme verhindert somit in vorteilhafter

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Weise eine Beeinflussung des Tintendurchtritts durch die Verbindungsöffnungen 519, 519', 519'',· die ansonsten durch mit solchen Volumenänderungen einhergehenden Druckschwankungen in den Tintenkammern einhergehen könnte. Sie können darüber hinaus durch eine in Fig. 23 exemplarisch gezeigte, leichte Neigung gegenüber der Lotrechten den Tintenabfluß in ähnlicher Weise wie die Rippen 518 der Fig. 4 und 5 erleichtern. Sie wirken zudem wie die Teilungswand 5117 der Fig. 5 einer Deformierung der Tintenkammer entgegen.

Durch eine geeignete Anordnung von Abgrenzungswänden 580, 580', 580'', 581, 581' und 581'' können zudem Resonanzschwingungen, die durch rhythmische Bewegungen des Druckkopfes bei einem Druckvorgang entstehen können, verhindert werden. Die Herstellung der Tintenpatrone gemäß dieser Ausführungsform ist zudem einfacher. Natürlich können auch andere Anordnungen von Abgrenzungswänden gewählt werden, so daß z.B. pro Tintenkammer nur ein Bereich abgegrenzt wird, oder die abgegrenzten Bereich nicht unterschiedlich groß sind.

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

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Claims (30)

Tintenstrahldrucker, Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker sowie System zur Tintenzufuhr Schutzansprüche

1) Tintenpatrone für ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät,

gekennzeichnet durch:
10

eine Mehrzahl erster Kammern;

eine Mehrzahl zweiter Kammern, wobei jede zweite Kammer (511; 5111) an eine erste Kammer (512; 5112) angrenzt und mit ihr verbunden ist;

eine Mehrzahl von Trennwänden {510, 5110), die in der Tintenpatrone jeweils zwischen den ersten und zweiten Kammern (511; 5111) angeordnet und mit einer 0 Verbindungsöffnung (519; 5119) versehen sind, wobei sich die Verbindungsöffnung (519; 5119) im Bereich der Unterkante der Trennwände (510, 5110) befindet, wobei die Verbindungsöffnung (519; 5119) in Richtung auf die Unterkante der Trennwand (510, 5110) gesehen nur einen Teil der Breite der Trennwand (510, 5110) einnimmt; und

eine Mehrzahl von Tintenzuführöffnungen (513), die jeweils in einer Wand von einer der zweiten Kammern (511; 5111) angeordnet sind, wobei die Vielzahl von 0 Tintenzuführöffnung (513) Tinte von der Tintenpatrone nach außen führen;

wobei alle der ersten und verbundenen zweiten Kammern (511; 5111) , als eine integrierte Einheit gestaltet sind.

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2) Tintenpatrone nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß sie in jeder der zweiten Kammern (511; 5111) ein poröses Element (520) beinhaltet, das angeordnet ist, um seine zugehörige Tintenzuführöffnung (513) mit Tinte zu versorgen.

3) Tintenpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß jede der zweiten Kammern (511; 5111) einen Lufteinlaß hat, der die jeweilige Kammer mit der Außenseite der Tintenpatrone verbindet, wobei der Lufteinlaß mit Abstand zu der Verbindungsöffnung angeordnet ist.

4) Tintenpatrone nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes der porösen Elemente (520) in seiner zugehörigen zweiten Kammer (511; 5111) und seine

zugehörige erste Kammer Tinte enthalten, 20

5) Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes der porösen Elemente (520) in seiner zugehörigen zweiten Kammer (511; 5111) und seine zugehörige erste Kammer jeweils eine Tinte enthalten, die anders ist als die Tinte in den anderen ersten und zweiten Kammern (511; 5111).

6) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 0 dadurch gekennzeichnet,

daß der Druck in jeder der ersten Kammern (512; 5112) und der jeweils zugehörigen zweiten Kammer (511; 5111) niedriger ist als der Atmosphärendruck.

7) Tintenpatrone nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet,

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daß ein Druckgleichgewicht zwischen jeder der ersten Kammern (512; 5112) und jeder der zugehörigen zweiten Kammern (511; 5111) aufrechterhalten wird durch die Oberflächenspannung zugehöriger poröser Elemente (520) in der Umgebung der Verbindungsöffnungen (519; 5119), wobei das Druckgleichgewicht Tinte in den jeweiligen ersten Kammern (512; 5112) hält.

8) Tintenpatrone nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

daß jedes poröse Element (520), zugehörige erste und zweite Kammer (511; 5111), Trennwand (510, 5110), Verbindungsöffnung (519; 5119), Tintenzuführöffnung (513) und Belüftungsöffnung (541) derart dimensioniert und angeordnet sind,

daß das Druckgleichgewicht nicht mehr aufrechterhalten wird, wenn Tinte, mit der jeweils ein poröses Element (520) getränkt ist, durch die Tintenzuführöffnung (513) übertragen wird,

Tinte dann aus der ersten Kammer (512; 5112) dem zugehörigen porösen Element in der zugehörigen zweiten Kammer (511; 5111) zugeführt wird, bis das Druckgleichgewicht wiederhergestellt ist.

9) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin gekennzeichnet durch

einen zugehörigen Stufenbereich, der im unteren Teil jedes der Verbindungslöcher (519; 5119) ausgeformt ist; 0 und

eine Rille, welche die zugehörige erste und zweite Kammer (511; 5111) miteinander verbindet, die unterhalb des zugehörigen Stufenbereichs ausgeformt ist. 35

10) Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8,

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• ·

weiterhin gekennzeichnet durch

einen Stufenbereich, der unterhalb jeder der Verbindungsöffnungen {519; 5119) in der Trennwand (510, 5110) ausgeformt ist.
5

11) Tintenpatrone nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Teil des Stufenbereichs, der an die zugehörige erste Kammer (512; 5112) grenzt, höher ist als jener Teil, der an die zugehörige zweite Kammer (511; 5111) grenzt.

12) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

einen Vorsprung auf einer inneren Oberfläche der Trennwand (510, 5110) in jeder der zweiten Kammern (511; 5111), wobei der Vorsprung jeweils einen Freiraum um die zugehörige Verbindungsöffnung (519; 5119) schafft, um den Tintenfluß durch die Verbindungsöffnung (519; 5119) zu 0 fördern.

13) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

eine Rille (519a; 5119a), die in jeder der Trennwände (510, 5110) auf der Seite der zweiten Kammer (511; 5111) von der Verbindungsöffnung (519; 5119) aus senkrecht nach oben verläuft, wobei die Rille (519a; 5119a) mit der Verbindungsöffnung (519; 5119) in Fließverbindung steht, um den Fluß von Luft und Tinte zwischen der ersten und 0 den zugehörigen ersten und zweiten Kammern (511; 5111) zu erleichtern.

14) Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet,

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daß das Volumen des jedes porösen Elemente größer ist als die Kapazität jeder der zugehörigen zweiten Kammern (511; 5111).

15) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß die Tintenpatrone weiterhin über eine Mehrzahl von Lufteingängen (541) in einer Oberfläche der Tintenpatrone verfügt, wobei jeder der Lufteingänge (541) ein luftundurchlässiges Siegelelement (542) aufweist, um die Lufteingänge (541) selektiv abzudichten, wenn die Tintenpatrone nicht in Gebrauch ist, und um die Lufteingänge (541) zu öffnen, wenn die Tintenpatrone gebraucht werden soll.

16) Tintenpatrone nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeder der Lufteingänge (541) zum Teil als eine Rille auf der der äußeren Oberfläche einer Wand der zweiten 0 Kammer (511; 5111) ausgeformt ist.

17) Tintenpatrone nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,

daß die äußere Oberfläche die Oberfläche eines Deckels (516) ist.

18) Tintenpatrone nach Anspruch 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet,

daß jedes Siegelelement (542) einen Hauptteil (544) und ein Zungenstück (545) umfaßt, wobei das Zungenstück (545) beweglich mit dem Hauptteil (544) über einen Halsbereich (543) verbunden ist.

19) Tintenpatrone nach Anspruch 18,

5 dadurch gekennzeichnet,

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daß der Hauptteil (544) und das Zungenstück (545) des Siegelelements (542) mit unterschiedlichen Mustern und Farben bedruckt werden können, wobei der Halsbereich (543) als ein Übergang zwischen Zungenstück (545) und Hauptteil (544) dient.

20) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch

mindestens eine Teilungswand (5117), die, ausgehend von

jeder Trennwand (510, 5110), die erste Kammer (512; 5112)

in eine Mehrzahl solcher erster Kammern unterteilt, wobei

die Verbindung zwischen solchen ersten Kammern (512;

5112) und den zugehörigen zweiten Kammern (511; 5111)

mittels der zugehörigen Verbindungsöffnungen (519; 5119) ermöglicht ist.

21) Tintenpatrone nach einem der vorhergehende Ansprüche, gekennzeichnet durch

auf einer Innenwand jeder der zweiten Kammern (511; 5111) ausgeformte Vorsprünge (516a, 516b), die auf einer Oberfläche gegenüber der zugehörigen Tintenzuführöffnung (513) angeordnet sind, wobei jeweils zumindest ein Vorsprung (516a, 516b) das zugehörige poröse Element (520) gegen die Tintenzuführöffnung (513) drückt. 25

22) Tintenpatrone nach einem der vorhergehende Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß jede Tintenzuführöffnung (513) einen ihren Eingang beinhaltenden Vorsprung (522) aufweist, der in die zweite 0 Kammer (511; 5111) hineinragt.

23) Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 2 bis 22, dadurch gekennzeichnet,

daß das Volumen jedes der porösen Elemente (520) vor der Plazierung in der zugehörigen zweiten Kammer (511; 5111)

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größer ist als das Volumen der zugehörigen zweiten Kanuner (511; 5111), in der das Element aufgenommen wird.

24) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch

eine senkrecht verlaufende Rippe (518), die auf einer Innenfläche der ersten Kammer (512; 5112) ausgeformt ist, um den Tintenfluß zu unterstützen.

25) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß in den ersten Kammern (512; 5112) Abgrenzungswände (580, 581) angeordnet sind, die zumindest einen Bereich {582, 583, 584, 585) der ersten Kammern von den Teilen, die mit den Verbindungsöffnungen (519) in Fließverbindung stehen bleiben, abgrenzen.

26) Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 3 bis 25,
dadurch gekennzeichnet,

daß jeder Lufteinlaß zum Teil als eine mäandrierende Rille (540) ausgeformt ist,

27) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Kammer (512; 5112) eine Tintenkammer und die zweite Kammer (511; 5111) eine Schaumkammer ist.

28) Tintenpatrone nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,

0 daß die Patrone konstruiert ist, um abnehmbar auf dem Aufzeichnungsgerät montiert zu werden, wobei jeweils eine aus einer Mehrzahl von Kanülen (550) in jeder Tintenzuführöffnung (513) aufgenommen wird.

29) Tintenstrahlaufzeichnungsgerät um Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium auszubringen,

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gekennzeichnet durch:

einen Druckkopf, um Tinte auszustoßen; und

eine Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 2 8 für mehrere Farben, die abnehmbar auf dem Druckkopf des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts montierbar ist, um diesen mit Tinte zu versorgen.

30) System zur Zufuhr von Tinte an ein Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, um Tinte auf ein Aufzeichnungsmedium auszubringen,
gekennzeichnet durch:

einen Druckkopf , um Tinte auszustoßen; und

eine Tintenpatrone für mehrere Farben nach einem der Ansprüche 1 bis 28, die abnehmbar auf dem Druckkopf des Tintenstrahlaufzeichnungsgeräts montierbar ist, um diesen mit Tinte zu versorgen.

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