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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung bezieht sich auf eine Tintenkartusche zum Zuführen von
Tinte zu einer Aufzeichnungsvorrichtung und auf ein Zusammenbauverfahren
eines atmosphärischen
offenen Ventils (eines zur Atmosphäre offenen Ventils) in der
Tintenkartusche.
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Eine
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung umfasst allgemein einen Aufzeichnungskopf,
der an einen Schlitten montiert ist und sich in der Breitenrichtung
von Aufzeichnungspapier bewegt, und eine Papierfördereinrichtung zum Relativbewegen
des Aufzeichnungspapiers in einer Richtung orthogonal zu der Bewegungsrichtung
des Aufzeichnungskopfes.
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Eine
solche Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung druckt auf Aufzeichnungspapier
durch Ausstoßen
von Tintentropfen von einem Aufzeichnungskopf basierend auf Druckdaten.
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Ein
Aufzeichnungskopf, der in der Lage ist, beispielsweise schwarze
Tinte, gelbe Tinte, cyanfarbene Tinte und magentafarbene Tinte auszustoßen, ist
an einem Schlitten montiert, und es wird zusätzlich zu einem Textdruck mit
schwarzer Tinte ein Vollfarbdruck durch Verändern des Tintenausstoßverhältnisses
möglich.
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Somit
werden Tintenkartuschen zum Zuführen
schwarzer Tinte, gelbfarbener Tinte, cyanfarbener Tinte und magentafarbener
Tinte zu dem Aufzeichnungskopf in der Haupteinheit der Vorrichtung platziert.
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Bei
der herkömmlichen
Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung sind die Tintenkartuschen zum
Zuführen
schwarzer Tinte, gelber Tinte, cyanfarbener Tinte und magentafarbener
Tinte an einem Schlitten montiert und werden zusammen mit dem Schlitten bewegt.
In einer jüngeren
Aufzeichnungsvorrichtung wurde der Schlitten mit hoher Geschwindigkeit
bewegt, um die Aufzeichnungsgeschwindigkeit zu erhöhen.
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Bei
einer solchen Aufzeichnungsvorrichtung tritt eine Druckfluktuation
in innerer Tinte auf, wenn sich ein Tintenzufuhrschlauch erstreckt
und bei einer Beschleunigung und Verlangsamung des Schlittens ausgedehnt
und gebogen wird, was das Ausstoßen der Tintentropfen von dem
Aufzeichnungskopf instabil macht.
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Daher
wurde eine solche Tintenkartusche vorgeschlagen, welche eine untere
Tintenspeicherkammer (Tintentankkammer), die zur Atmosphärenseite
geöffnet
ist, eine obere Tintenspeicherkammer (Tintenendkammer) zur Kopfverbindung,
welche über
einen Tintenströmungsdurchgang
mit der unteren Tintenspeicherkammer verbunden ist, und ein Differentialdruckregelventil,
das in einer Mitte in einem Durchgang platziert ist, welcher die
obere Tintenspeicherkammer und einen Tintenzufuhranschluss verbindet,
aufweist.
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Bei
dieser Tintenkartusche wird ein negativer Druck auf der Kopfseite
durch eine Negativdruckerzeugungseinrichtung erzeugt, und das Differentialdruckregelventil
wird entsprechend zum Zuführen von
Tinte zu dem Aufzeichnungskopf geöffnet, so dass die schädliche Wirkung
auf die Tinte, welche durch die oben erwähnte Druckfluktuation erzeugt wird,
vermindert wird, und Tinte kann zu dem Aufzeichnungskopf bei der
optimalen Druckdifferenz zugeführt
werden.
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Eine
solche Tintenkartusche umfasst ein zur Atmosphäre offenes Ventil (atmosphärisches
offenes Ventil), das aufgebaut ist durch: einen Ventilkörper, der
in der Lage ist, ein atmosphärisches
Kommunikationsloch zu öffnen
und zu schließen,
um eine Tintenspeicherkammer und eine atmosphärische offene Kammer (eine
zur Atmosphäre
offene Kammer) miteinander kommunizieren zu lassen; und ein elastisches
Element, das in der Lage ist, den Ventilkörper in einer Schließrichtung
zu pressen.
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Wenn
die Tintenkartusche an einer Aufzeichnungsvorrichtung montiert wird,
wird das atmosphärische
offene Ventil geöffnet,
wodurch die Tintenspeicherkammer veranlasst wird, mit der Atmosphärenseite
zu kommunizieren, und wenn andererseits die Tintenkartusche gelöst wird,
das atmosphärische
offene Ventil geschlossen, wodurch eine Kommunikation zwischen der
Tintenspeicherkammer und der Atmosphärenseite abgetrennt wird.
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Allerdings
wird bei der Zusammenbaustruktur des atmosphärischen offenen Ventils dieser
Art von Tintenkartusche der Ventilkörper einfach durch Fixieren
eines Endteils des elastischen Elements an der Innenseite der atmosphärischen
offenen Kammer beaufschlagt. Daher muss beim Entwerfen der Tintenkartusche
die Fixierposition des elastischen Elements, etc. ausreichend berücksichtigt
werden, um die Beaufschlagungskraft des elastischen Elements zu
bestimmen. Dementsprechend nimmt die Anzahl der Entwurfsgrößen zu,
und der Entwurf der Tintenkartusche wird kompliziert; dies ist ein
Problem.
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Eine ähnliche
Kartusche ist aus
EP-A-1
199 178 bekannt, die einen Stand der Technik nach Artikel
54(3) EPÜ darstellt.
Auch bei dieser Kartusche wird der Ventilkörper weder durch ein Ende des
elastischen Elements in der Schließrichtung gepresst noch ist
das elastische Element an dem gegenüberliegenden Ende fixiert.
Weitere, zum Nennen der Stand der Technik ist
JP-A-04-187448 , der allerdings nicht
eine obere und eine untere Tintenspeicherkammer sowie eine atmosphärische offene
Kammer als Teil der Kartusche offenbart.
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Es
ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Tintenkartusche und ein
Verfahren zur Herstellung einer solchen Tintenkartusche bereitzustellen, die
es ermöglichen,
die Anzahl der Entwurfsgrößen zu vermindern
und daher den Tintenkartuschenentwurf zu vereinfachen.
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DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Diese
Aufgabe wird durch eine Tintenkartusche nach Anspruch 1 und ein
Verfahren nach Anspruch 7 gelöst.
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Zu
diesem Zweck wird gemäß der Erfindung eine
Tintenkartusche bereitgestellt, umfassend einen Kartuschenhauptkörper mit
einem atmosphärischen Loch
zum Verbinden der Speicherkammer und einer atmosphärischen
offenen Kammer miteinander; und ein atmosphärisches offenes Ventil mit
einem Ventilkörper,
der in der Lage ist, das atmosphärische
Verbindungsloch des Kartuschenhauptkörpers zu öffnen und zu schließen, und
ein elastisches Element, das in der Lage ist, den Ventilkörper in
einer Schließrichtung zu
pressen, wobei das elastische Element an einem Endteil des Ventilkörpers in
der geschlossenen Richtung presst und an einem gegenüberliegenden
Endteil auf der Innenseite der atmosphärischen offenen Kammer befestigt
ist.
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Das
elastische Element kann ein gebogenes Stück sein, das bevorzugt wie
ein „<" geformt ist.
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Aufgrund
einer solchen Struktur wird zu der Zeit, wenn das atmosphärische offene
Ventil eingebaut wird, die den Ventilkörper beaufschlagende Kraft
durch das elastische Element bestimmt.
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Daher
wird die Notwendigkeit zum Berücksichtigen
der Fixierposition des elastischen Elements, etc. während des Entwurfs
im Stand der Technik beseitigt, so dass die Anzahl der Entwurfsgrößen vermindert
und der Tintenkartuschenentwurf vereinfacht werden kann.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Kammerwand der atmosphärischen
offenen Kammer mit zwei konvexen Teilen gebildet ist, die in einer
Richtung parallel zu der Axialrichtung des atmosphärischen
Verbindungslochs hervorstehen, dass die konvexen Teile in das elastische
Element eingefügt
sind, dass die Bewegung des einen Endteils des elastischen Elements
den Einfügeendteil
nahe zu dem Ventilkörper geregelt
wird, und dass der Einfügeendteil,
der von dem Ventilkörper
entfernt gelegen ist, gequetscht wird, um den gegenüberliegenden
Endteil des elastischen Elements zu fixieren.
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Da
die Tintenkartusche derart aufgebaut ist, wird das atmosphärische offene
Ventil durch Schließen
des atmosphärischen
Verbindungslochs durch den Ventilkörper und anschließendes Einfügen der zwei
konvexen Teile in das elastische Element und durch Quetschen des
Einfügeendteils,
der von dem Ventilkörper
entfernt gelegen ist, zum Fixieren des elastischen Elements zusammengebaut.
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Es
ist wünschenswert,
dass die Quetschposition des Einfügeendteils eine solche Position
ist, welche die effektive Federlänge
des elastischen Elements vermindert.
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Da
das elastische Element derart aufgebaut ist, wird die Federkraft
des elastischen Elements vergrößert und
die Kraft zum Abdichten des atmosphärischen Verbindungslochs durch
den Ventilkörper
wird erhöht.
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Andererseits
wird gemäß der Erfindung
ein Zusammenbauverfahren bereitgestellt, das auf eine Tintenkartusche
anwendbar ist, umfassend einen Kartuschenhauptkörper mit einem atmosphärischen Verbindungsloch
zum Verbinden einer Tintenspeicherkammer und einer atmosphärischen
offenen Kammer miteinander; und ein atmosphärisches offenes Ventil mit
einem Ventilkörper,
der in der Lage ist, das atmosphärische
Verbindungsloch des Kartuschenhauptkörpers zu öffnen und zu schließen, und ein
durch ein gebogenes Stück
gebildetes elastisches Element, das bevorzugt wie ein „<" geformt und in der Lage ist, den Ventilkörper in
einer Schließrichtung
zu pressen. Das Zusammenbauverfahren ist ein Zusammenbauverfahren
des atmosphärischen offenen
Ventils in der atmosphärischen
offenen Kammer und umfasst Schritte des Zusammenbauens des atmosphärischen
offenen Ventils, des Platzierens des Ventilkörpers in einer solchen Position,
um eine Öffnung
des atmosphärischen
Verbindungslochs zu schließen;
ein Abwickeln des elastischen Elements, während der Ventilkörper in
die geschlossene Richtung gepresst ist, wodurch das elastische Element
in der atmosphärischen
offenen Kammer positioniert wird; und dann ein Fixieren eines Endteils
des elastischen Elements, welches dem gepressten Endteil des elastischen
Elements gegenüberliegt,
an der Innenseite der atmosphärischen
offenen Kammer.
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Bei
einem solchen Verfahren wird, wenn das atmosphärische offene Ventil eingebaut
wird, die den Ventilkörper
durch das elastische Element beaufschlagende Kraft bestimmt.
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Daher
wird die Notwendigkeit zum Berücksichtigen
der Fixierposition des elastischen Elements, etc. während des
Entwurfs im Stand der Technik beseitigt, so dass die Anzahl der
Designgrößen vermindert
werden kann und eine leicht zu entwerfende Tintenkartusche bereitgestellt
werden kann.
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Es
ist wünschenswert,
dass zum Fixieren des elastischen Elements ein konvexer Teil an
einer Kammerwand der atmosphärischen
offenen Kammer gebildet ist und in das elastische Element eingefügt wird,
teilweise unter Druck und bei Raumtemperatur gequetscht wird.
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Bei
einem solchen Verfahren wird die Quetschkraft auf den konvexen Teil
aufgebracht, und daher kann das elastische Element auf der Innenseite
der atmosphärischen
offenen Kammer ohne Verformung des elastischen Elements fixiert
werden.
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Ferner
ist es wünschenswert,
dass der Scheitelpunkt des gebogenen Teils oder die Nähe hiervon
niedergedrückt
wird, um das elastische Element abzuwickeln.
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Bei
einem solchen Verfahren wird die Abdichtkraft zum Pressen des atmosphärischen
offenen Ventils erhöht.
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Dabei
ist es wünschenswert,
dass während die
Niederdrückkraft
des elastischen Elements gemessen wird, der Scheitelpunkt des gebogenen
Teils oder die Nähe
hiervon niedergedrückt
wird und/oder das der Scheitelpunkt des gebogenen Teils oder die Nähe hiervon
niedergedrückt
wird, bis das elastische Element flach gemacht ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen:
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1 ist
eine explosionsartige Perspektivansicht zum Zeigen der gesamten
Tintenkartusche gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung;
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2(a) und 2(b) sind
Perspektivansichten zum Zeigen des Aussehens der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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3 ist
eine Perspektivansicht, welche die innere Struktur der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt, betrachtet von oben in einer geneigten Richtung;
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4 ist
eine Perspektivansicht, welche die innere Struktur der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigt, betrachtet von unten einer geneigten Richtung;
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5 ist
eine Frontansicht zum Zeigen der inneren Struktur der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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6 ist
eine Rückansicht
zum Zeigen der inneren Struktur der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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7 ist
eine vergrößerte Schnittansicht zum
Zeigen eines Negativdruckerzeugungssystems der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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8 ist
eine vergrößerte Schnittansicht zum
Zeigen einer Ventilspeicherkammer der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform
der Erfindung;
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9 ist
eine Frontansicht zum Zeigen des Verbindungszustands der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung an einem Kartuschenhalter; und
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10(a) Und 10(b) sind
eine Draufsicht und eine Schnittansicht zum Beschreiben der Zusammenbaustruktur
(Verfahren) eines atmosphärischen
offenen Ventils in der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Nimmt
man nun auf die begleitenden Zeichnungen Bezug, sind dort bevorzugte
Ausführungsformen
einer Tintenkartusche und einer Zusammenbaustruktur sowie eines
Verfahrens eines atmosphärischen
offenen Ventils in der Tintenkartusche gezeigt, welche die Erfindung
umsetzt.
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Zunächst werden
die Tintenkartusche und die Zusammenbaustruktur des atmosphärischen
offenen Ventils (des zur Atmosphäre
offenen Ventils) unter Bezugnahme auf 1 bis 10 diskutiert. 1 ist eine
explosionsartige Perspektivansicht zum Zeigen der Gesamtheit der
Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform
der Erfindung. 2(a) und 2(b) sind
Perspektivansichten zum Zeigen des Erscheinungsbildes der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung. 3 und 4 sind Perspektivansichten,
welche die innere Struktur der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform
der Erfindung zeigen, betrachtet von oben und unten in einer geneigten
Richtung. 5 und 6 sind eine Frontansicht
und eine Rückansicht
zum Zeigen der inneren Struktur der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform
der Erfindung. 7 und 8 sind vergrößerte Schnittansichten
zum Zeigen einer Speicherkammer für ein Negativdruckerzeugungssystem und
einer Ventilspeicherkammer (Zusammenbaustruktur des atmosphärischen
offenen Ventils) der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform der Erfindung. 9 ist
eine Frontansicht zum Zeigen des Verbindungszustands der Tintenkartusche
gemäß der Ausführungsform
der Erfindung und ein Kartuschenhalter davon. 10(a) und 10(b) sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht
zum Beschreiben der Zusammenbaustruktur des atmosphärischen
offenen Ventils in der Tintenkartusche gemäß der Ausführungsform der Erfindung.
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Eine
in 2(a) und 2(b) gezeigte
Tintenkartusche 1 besitzt einen Behälterhauptkörper (unteres Gehäuse) 2,
der in einer Draufsicht annähernd
rechteckig ist und zu einer Seite geöffnet ist, und einen Deckelkörper (oberes
Gehäuse) 3 zum
Abdichten der Öffnung
des Behälterhauptkörpers 2.
Das Innere der Tintenkartusche 1 ist allgemein derart,
um ein Tintenströmungsdurchgangssystem
und ein Luftströmungsdurchgangssystem
(die beide später
beschrieben werden) zu besitzen.
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In
dem unteren Abschnitt des Behälterhauptkörpers 2 sind
eine Tintenzufuhröffnung 4,
die mit einer Tintenzufuhrnadel 72 eines Aufzeichnungskopfes 112 (die
beide in 9 gezeigt sind) verbunden werden
kann, und eine erste Öffnung
(offenes Loch) 85 und eine zweite Öffnung 86 (beide sind
in 4 und 5 gezeigt), die nebeneinander
benachbart zu der Tintenzufuhröffnung 4 platziert
sind, gebildet. Die Tintenzufuhröffnung 4 steht
mit einer Tintenendkammer (Speicherkammer für ein Differentialdruckregelventil) in
Verbindung, die später
beschrieben wird, und die erste Öffnung 85 steht
mit einer ersten Tintenspeicherkammer (Tintentankkammer) 11 in
Verbindung.
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Ein
im wesentlichen zylindrisches Abdichtelement 200, das aus
Gummi, etc. hergestellt ist, ist in der Tintenzufuhröffnung 4 platziert,
wie in 1 gezeigt. Ein Durchgangsloch 200a, as
axial geöffnet
ist, ist in der Mitte des Abdichtelements 200 ausgeführt. Ein
Federträger
(Ventilkörper) 201 zum öffnen und Schließen des
Durchgangslochs 200a, wenn die Tintenzufuhrnadel 72 eingefügt und entnommen
wird, ist in der Tintenzufuhröffnung 4 vorgesehen,
und ferner ist eine Schraubendruckfeder zum Beaufschlagen des Federträgers 201 an
dem Abdichtelement 200 platziert.
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Die
zweite Öffnung 86 steht
mit der ersten Tintenspeicherkammer 11 durch eine atmosphärische Verbindungsöffnung 86a in
Verbindung und steht mit der Tintenendkammer (zweite Tintenspeicherkammer 16,
dritte Tintenspeicherkammer 17, etc.) durch eine Tinteneinspritzöffnung 86b in
Verbindung, wie in 10(a) und 10(b) gezeigt.
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Halteelemente 5 und 6,
die an einem Kartuschenhalter angebracht und von diesem gelöst werden
können,
sind integral an den oberen Seiten des Behälterhauptkörpers 2 vorgesehen.
Eine Platine (IC board) 7 ist unterhalb eines Halteelements 5 vorgesehen,
wie in 2(a) gezeigt, und eine Ventilspeicherkammer 8 ist
unterhalb des anderen Halteelements 6 vorgesehen, wie in 2(a) und 2(b) gezeigt.
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Die
Platine 7 besitzt eine Speichervorrichtung, die Informationsdaten
hinsichtlich der Tinte enthält,
beispielsweise dem Farbtyp, dem Pigment-/Farbstoff-basierten Tintentyp,
der Tintenrestmenge, der Seriennummer, dem Haltbarkeitsdatum, dem
anwendbaren Modell und dergleichen, so dass die Daten geschrieben
werden können.
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Die
Ventilspeicherkammer 8 besitzt einen zu der Kartuscheeinfügeseite
(unteren Seite) geöffneten inneren
Raum, wie in 8 gezeigt, und ein Identifikationsstück(e) 73 und
eine Ventilbetätigungsstange 70 (die
in 9 gezeigt ist) an der Aufzeichnungsvorrichtung,
die zu der Tintenkartusche 1 passen, schreitet in den inneren
Raum vor und ziehen sich zurück.
Ein Betätigungsarm 66 eines
Identifikationsblocks 87, der rotiert wird, wenn die Ventilbetätigungsstange 70 vorschreitet
und sich zurückzieht,
ist in dem oberen Teil des inneren Raums aufgenommen. Ein konvexes
Identifikationsteil(e) 68 zum Bestimmen, ob die Tintenkartusche
zu einer vorgegebenen Aufzeichnungsvorrichtung passt oder nicht,
ist in dem unteren Teil des inneren Raums gebildet. Der konvexe
Identifikationsteil 68 ist in einer Position platziert,
um eine Bestimmung durch die Ventilbetätigungsstange 70 (das
Identifikationsstück 73)
eines Kartuschenhalters 71 (der in 9 gezeigt
ist), ermöglichen,
bevor die Tintenzufuhrnadel 72 (die in 9 gezeigt)
an der Aufzeichnungsvorrichtung veranlasst wird, mit der Tintenzufuhröffnung 4 in
Verbindung zu stehen (bevor ein später beschriebenes atmosphärisches
offenes Ventil geöffnet
wird).
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Ein
Durchgangsloch 60 als ein atmosphärisches Verbindungsloch, das
durch eine Öffnungs- und
Schließbetätigung eines
atmosphärischen
offenen Ventils 601 geöffnet
und geschlossen wird, ist in einer Kammerwand 8a der Ventilspeicherkammer 8 (atmosphärisch offenen
Kammer 501) ausgeführt, wie
in 8 gezeigt. Konvexe Teile 63 und 64,
die in einer Richtung parallel zu der Axialrichtung des Durchgangslochs 60 hervorstehen,
sind integral an der Kammerwand 8a gebildet. Der Betätigungsarm 66 ist
auf einer Öffnungsseite
des Durchgangslochs 60 platziert, und das atmosphärische offene
Ventil 601 ist auf der anderen Öffnungsseite des Durchgangslochs 60 platziert.
Der Betätigungsarm 66 besitzt
einen Betätigungsteil 66b zum
Pressen eines Druckbeaufschlagungsfilms (elastischer verformbaren
Films) 61 und ist in einer nach oben geneigten Richtung
in den Pfad der Ventilbetätigungsstange 70 hervorstehend
platziert und ist an dem Behälterhauptkörper 2 durch
einen Rotationslagerpunkt 66a befestigt.
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Der
Druckbeaufschlagungsfilm 61 ist an der Kammerwand 8a derart
angebracht, um das Durchgangsloch 60 zu blockieren, und
der gesamte Druckbeaufschlagungsfilm 61 ist aus einem elastischen Dichtelement
aus Gummi, etc. gebildet. Der zwischen dem Druckbeaufschlagungsfilm 61 und
dem Öffnungsumfangsrand
des Durchgangslochs 60 gebildete innere Raum ist zu einem
Durchgangsloch 67 geöffnet,
das mit der ersten Tintenspeicherkammer (Tintentankkammer) 11 kommuniziert
(beide sind in 5 gezeigt).
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Das
atmosphärische
Ventil 601 besitzt einen Ventilkörper 65, der in der
Lage ist, das Durchgangsloch 60 zu öffnen und zu schließen, und
ein elastisches Element 62, das in der Lage ist, den Ventilkörper 65 in
einer geschlossenen Richtung zu pressen, wie in 8 und 10(a) und 10(b) gezeigt.
Der Ventilkörper 65 besitzt
einen Zylinderteil 65a, der in das Durchgangsloch 60 eingefügt ist,
und einen Ventilteil 65b, der in der Lage ist, in Kontakt
mit dem Öffnungsumfangsrand
des Durchgangslochs 60 in einem geschlossenen Ventilzustand
gepresst zu werden. Die Gesamtheit des Ventilkörpers 65 ist aus einem
elastischen Material wie einem Elastomer, etc. gebildet. Das elastische
Element 62 besitzt an seinen Endabschnitten eine Kerbe 62a und
ein Durchgangsloch 62b, in welches die Vorsprünge (konvexe
Teile) 63 bzw. 64 eingefügt sind, und ist durch eine
Blattfeder gebildet, die in der atmosphärischen offenen Kammer 501 als
ein gebogenes Stück
(gebogenes Teil 62c) positioniert werden kann, das wie
ein „<" geformt ist, beispielsweise hergestellt
aus rostfreiem Stahl, etc. Die Bewegung des Endteils des elastischen
Elements 62 nahe zu dem Ventilkörper 65 wird durch
den Vorsprung 64 reguliert, so dass das elastische Element 62 den
Ventilkörper 65 presst
und beaufschlagt, wenn das elastische Element 62 an seinem
Ort positioniert ist. Der von dem Ventilkörper 65 entfernt gelegene
Endteil ist durch Quetschen (Verformen) des Einfügeendteils des Vorsprunges 63 (einem
Teil des Vorsprunges 63) fixiert. Die gequetschte Position
des Vorsprungs 63 ist derart ausgewählt, um die effektive Federlänge des
elastischen Elements 62 zu vermindern, um die Federkraft
(Pressbeaufschlagungskraft) des elastischen Elements 62 zu
vergrößern und
die Kraft zu verbessern, welche das Durchgangsloch 60 durch
den Ventilkörper 65 abdichtet.
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In 1 bezeichnet
Bezugszeichen 88 ein Identifikationsetikett, das auf einen
oberen Flächenteil
des Behälterhauptkörpers 2 entsprechend
dem Block 87 gegeben ist, Bezugszeichen 89 bezeichnet einen
Film zu Abdichten des Tintenzufuhranschlusses 4 (Durchgangsloch 200a),
und Bezugszeichen 90 bezeichnet einen Film zum Abdichten
der ersten Öffnung 85 und
der zweiten Öffnung 86.
Bezugszeichen 91 bezeichnet eine Vakuumpackung zum Einhüllen der
bereits mit Tinte gefüllten
Tintenpatrone 1.
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Als
nächstes
werden das Tintenströmungsdurchgangssystem
und das Luftströmungsdurchgangssystem
in dem Behälterhauptkörper 2 unter Bezugnahme
auf 1 bis 9 diskutiert.
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[Tintenströmungsdurchgangssystem]
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Die
Tintenpatrone 1 ist mit einem inneren Raum durch Verbinden
des Deckelkörpers 3 mit
der Vorderseite des Behälterhauptkörpers 2 durch
innere Filme (Luftabschirmfilme) 56 und 502 und
durch Verbinden eines Schutzetiketts 83 mit der Rückseite
des Behälterhauptkörpers 2 durch
einen äußeren Film (Luftabschirmfilm) 57 gebildet,
wie in 1 gezeigt. Der innere Raum ist in einen oberen
und einen unteren Teil durch eine Trennwand 10 aufgeteilt,
die sich etwas nach unten zu der Seite des Tintenzufuhranschlusses
gegenüberliegend
zu dem Aufzeichnungskopf 112 (der in 9 gezeigt
ist) erstreckt, wie in 3 bis 5 gezeigt.
Der untere Bereich des inneren Raums stellt die erste Tintenspeicherkammer 11 bereit,
die zu der Atmosphäre
in dem Verbindungszustand mit dem Aufzeichnungskopf 112 geöffnet ist.
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Zwei
Zwischenwände 300 und 301 mit
unterschiedlicher Höhenposition
sind in der ersten Tintenspeicherkammer 11 vorgesehen.
Eine Zwischenwand 300 ist mit einem vorbestimmten Abstand
von einem Seitenflächenteil
der ersten Tintenspeicherkammer 11 platziert. Die andere
Zwischenwand 301 liegt dem Bodenteil der ersten Tintenspeicherkammer 11 gegenüber und
ist auf der Seite des Tintenzufuhranschlusses der Zwischenwand 300 platziert. Die
Zwischenwand 301 teilt die ersten Tintenspeicherkammer 11 in
zwei Raumteile 11a und 11b auf, die nebeneinander
in der Tinteneinspritzrichtung (nach oben und nach unten) platziert
sind. Die Zwischenwand 301 ist mit einem Durchgangsteil 301a mit
derselben Achse wie der Achse der ersten Öffnung 85 gebildet.
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Andererseits
ist der obere Bereich des inneren Raums durch einen Rahmen 14 mit
der Trennwand 10 als Bodenteil definiert. Der innere Raum
des Rahmens 14 bildet (einen Teil) der Tintenendkammer,
die mit dem Aufzeichnungskopf 112 verbunden ist, und die
Vorderseite der Tintenendkammer ist in einem linken und einen rechten
Teil durch eine vertikale Wand 15 mit einer Verbindungsöffnung 15a aufgeteilt.
Einer der Gereicht, in welche der innere Raum aufgeteilt ist, stellt
eine zweite Tintenspeicherkammer 16 bereit und der andere
Bereich stellt eine dritte Tintenspeicherkammer bereit.
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Ein
Verbindungsströmungsdurchgang 18, der
mit der ersten Tintenspeicherkammer 11 in Verbindung steht,
ist mit der zweiten Tintenspeicherkammer 16 verbunden.
Der Verbindungsströmungsdurchgang 18 besitzt
Verbindungsöffnungen 18a und 28b in
einer unteren bzw. einer oberen Position. Der Verbindungsströmungsdurchgang 18 ist
durch einen Vertiefungsteil 18c (gezeigt in 6),
der zu der Rückseite
des Behälterhauptkörpers 2 geöffnet ist und
sich in der Richtung nach oben und nach unten erstreckt, und durch
einen Luftabschirmfilm (äußeren Film 57)
zum Blockieren und Abdichten der Öffnung des Vertiefungsteils 18c gebildet.
Eine Trennwand 19 mit zwei unteren und oberen Verbindungsöffnungen 19a und 19b,
die mit dem Inneren der ersten Tintenspeicherkammer 11 in
Verbindung stehen, ist stromaufwärts
des Verbindungsströmungsdurchgangs 18 vorgesehen.
Eine Verbindungsöffnung 19a ist
in einer Position platziert, die zu dem unteren Bereich in der ersten
Tintenspeicherkammer 11 geöffnet ist. Die andere Verbindungsöffnung 19b ist
in einer Position platziert, die zu dem oberen Bereich in der ersten
Tintenspeicherkammer 11 geöffnet ist.
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Andererseits
ist die dritte Tintenspeicherkammer 17 mit einer Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 (gezeigt
in 6) zum Speichern eines Differentialdruckregelventils 52 (Membranventil), das
in 7 gezeigt ist, und einer Filterkammer 34 (gezeigt
in 5) zum Speichern eines Filters 55 (Vliesstofffilter),
der in 7 gezeigt ist, durch eine sich lateral erstreckende
Trennwand 22 und eine ringförmige Trennwand 24 gebildet.
Die Trennwand 25 ist mit Durchgangslöchern 25a zum Einführen von Tinten
gebildet, die durch den Filtern 55 in die Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 von der
Filterkammer 34 passiert ist.
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Die
Trennwand 24 ist in einem unteren Teil mit einer Trennwand 26 gebildet,
die eine Verbindungsöffnung 26a zwischen
der Trennwand 24 und der Trennwand 10 besitzt,
und ist auf einer Seite mit einer Trennwand 27 gebildet,
die eine Verbindungsöffnung 27a zwischen
der Trennwand 24 und dem Rahmen 14 besitzt. Ein
Verbindungsdurchgang 28, der mit der Verbindungsöffnung 27a in
Verbindung steht und sich in der Richtung nach oben und nach unten
erstreckt, ist zwischen der Trennwand 27 und dem Rahmen 14 vorgesehen.
Ein Durchgangsloch 29, das mit der Filterkammer 34 durch
die Verbindungsöffnung 24a und
einen Bereich 31 in Verbindung steht, ist in einem oberen
Teil des Verbindungsdurchgangs 28 platziert.
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Das
Durchgangsloch 29 ist durch eine Trennwand (ringförmige Wand) 30 gebildet,
die kontinuierlich zu der Trennwand 27 ist.
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Der
Bereich 31 ist durch die Trennwände 22, 24 und 30 und
eine Trennwand 30a (gezeigt in 6) gebildet.
Der Bereich 31 ist an einem Ende des Behälterkörpers 2 (mit
dem Durchgangsloch 29 in Verbindung stehende Abschnitt)
tief und an einem gegenüberliegenden
Endteil (mit der Filterkammer 34 in Verbindung stehende
Abschnitt) flach ausgeformt.
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Die
Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 speichert
das Membranventil 52 als ein Differentialdruckregelventil,
das leicht verformt werden kann, wie einem Elastomer, wie in
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7 gezeigt.
Das Membranventil 52 besitzt ein Durchgangsloch 52c und
ist zu der Seite der Filterkammer durch eine Schraubendruckfeder 50 beaufschlagt,
und besitzt einen äußeren Umfangsrand, der
durch einen ringförmigen,
dicken Teil 52a an dem Behälterhauptkörper 2 durch Ultraschallschweißen befestigt
ist. Die Schraubendruckfeder 50 ist an einem Endteil durch
einen Federträger 52b des
Membranventils 52 und an einem gegenüberliegenden Endteil durch
einen Federträger 203 in
der Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 gelagert.
Die Positionsgenauigkeit der Schraubendruckfeder 50 an
dem Membranventil 52 ist ein wichtiges Element, damit das
Differentialdruckregelventil den Differentialdruck steuert, und
der konvexe Teil des Membranventils 52 muss durch die Schraubendruckfeder 50 ohne
Verbiegen, Positionsversatz, etc. platziert sein, wie in 7 gezeigt.
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Bezugszeichen 54 bezeichnet
einen integral mit dem dicken Teil 52a des Membranventils 52 gebildeten
Rahmen.
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Der
Filter 55 zum Ermöglichen,
dass Tinte passiert, und zum Auffangen von Staub, etc., ist in der
Filterkammer 34 platziert, wie in 7 gezeigt. Die Öffnung der
Filterkammer 34 ist mit dem inneren Film 56 abgedichtet,
und die Öffnung
der Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 ist mit
dem äußeren Film 57 abgedichtet.
Wenn der Druck in dem Tintenzufuhranschluss 4 absinkt,
wird das Membranventil 52 von einem Ventilsitzteil 25b getrennt,
und zwar entgegen der Beaufschlagungskraft der Schraubendruckfeder 50 (das
Durchgangsloch 52c wird geöffnet). Daher passiert durch
den Filter 55 passiert die Tinte durch das Durchgangsloch 52c und strömt in den
Tintenzufuhranschluss 4 durch den Vertiefungsteil 35 gebildeten
Strömungsdurchgangs. Wenn
der Tintendruck in dem Tintenzufuhranschluss 4 auf einen
vorbestimmten Wert ansteigt, sitzt das Membranventil 52 auf
dem Ventilsitzteil 25b durch die Beaufschlagungskraft der
Schraubendruckfeder 50 und schließt die Tintenströmung ab.
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Ein
solcher Vorgang wird wiederholt, wodurch Tinte zu dem Tintenzufuhranschluss
zugeführt wird,
während
ein konstanter Negativdruck aufrechterhalten wird.
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[Luftströmungsdurchgangssystem]
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Wie
in 6 gezeigt, ist der Behälterhauptkörper 2 auf der Rückseite
mit einer Meandernut 36 zum Anheben des Strömungsdurchgangswiderstandes
und mit einer breiten konkaven Nut 37 (gestrichelter Abschnitt),
die zu der Atmosphäre
geöffnet ist,
und ferner mit einem Vertiefungsteil 38 (Raumteil) mit
einer annähernd
rechteckigen Form in einer Draufsicht, der zu der ersten Tintenspeicherkammer 11 (gezeigt
in 5) führt,
gebildet. Der Vertiefungsteil 38 enthält einen Rahmen 39 und
Rippen 40, auf welchen der luftdurchlässige Film 84 gestreckt
und befestigt ist, um hierdurch eine atmosphärische Belüftungskammer zu bilden. Ein
Durchgangsloch 41 ist in der Bodenwand (Wandteil) des Vertiefungsteils 38 ausgeführt und
ist veranlasst, mit einem länglichen Bereich 43 zu
kommunizieren, der durch die Trennwand 42 (gezeigt in 5)
der zweiten Tintenspeicherkammer 16 definiert ist. Der
Bereich 43 besitzt ein Durchgangsloch 44 und ist
derart ausgeführt,
um mit der atmosphärischen
offenen Kammer 501 (gezeigt in 8) durch
eine Verbindungsnut 45, die durch eine Trennwand 603 definiert
ist, und ein Durchgangsloch 46, das zu der Verbindungsnut 45 geöffnet ist,
in Verbindung zu stehen. Die Öffnung
der atmosphärischen
offenen Kammer 501 ist mit dem inneren Film (Luftabschirmfilm) 502 abgedichtet,
der in 1 gezeigt ist.
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Wenn
bei dieser Konfiguration die Tintenpatrone 1 an dem Schlittenhalter 71 montiert
wird, wie in 9 gezeigt, liegt ein Ventilbetätigungsstab 70 des Patronenhalters 71 am
in 8 gezeigten Betätigungsarm an, um den konvexen
Teil 66b (Druckbeaufschlagungsfilm 61) zur Seite
des Ventilkörpers
zu bewegen. Dementsprechend wird der Ventilkörper 65 von der Öffnungsrandgrenze
des Durchgangslochs 60 entgegen der elastischen Beaufschlagungskraft des
elastischen Elements 62 getrennt, während er durch den konvexen
Teil 64 geführt
wird, und die in 5 gezeigte erste Tintenspeicherkammer 11 wird zu
dem Vertiefungsteil 38 (Atmosphäre), der in 6 gezeigt
ist, durch die Durchgangslöcher 67, 60 und 46,
die Nut 45, das Durchgangsloch 44, dem Bereich 43,
das Durchgangsloch 41, etc. geöffnet. Der Ventilkörper 201 in
der Tintenzufuhröffnung 4 wird
durch Einfügen
der Tintenzufuhrnadeln 72 geöffnet.
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Wenn
der Ventilkörper 201 in
der Zufuhröffnung 4 geöffnet wird
und Tinte durch den Aufzeichnungskopf 112 verbraucht wird,
fällt der
Druck der Tintenzufuhröffnung 4 auf
unterhalb einen vorgegebenen Wert. Daher wird das Membranventil 52 in
der in 7 gezeigten Differentialdruckregelventilspeicherkammer 53 geöffnet (falls
der Druck der Tintenzufuhröffnung 4 auf
oberhalb des vorgegebenen Werts ansteigt, wird das Membranventil 52 geschlossen),
in der Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 strömt Tinte
in den Aufzeichnungskopf 112 durch die Tintenzufuhröffnung 4.
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Ferner
strömt,
wenn der Verbrauch an Tinte in dem Aufzeichnungskopf 112 fortschreitet,
Tinte in der ersten Tintenspeicherkammer 11 in die zweite Tintenspeicherkammer 16 durch
den Verbindungsströmungsdurchgang 18,
der in 4 gezeigt ist.
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Andererseits
strömt,
wenn Tinte verbraucht wird, Luft durch das Durchgangsloch 67 (gezeigt
in 5), das mit der Atmosphäre in Verbindung steht, ein,
und das Tintenflüssigkeitsniveau
in der ersten Tintenspeicherkammer 11 sinkt ab. Wenn Tinte
weiter verbraucht wird und das Tintenflüssigkeitsniveau die Verbindungsöffnung 19a erreicht,
strömt
Tinte von der ersten Tintenspeicherkammer 11 (die zu der Atmosphäre durch
das Durchgangsloch 67 während der Tintenzufuhr
geöffnet
ist) in die zweite Tintenspeicherkammer 16 über den
Verbindungsströmungsdurchgang 18 zusammen
mit Luft. Da Blasen durch eine Auftriebskraft nach oben bewegt werden,
strömt nur
die Tinte in die dritte Tintenspeicherkammer 17 durch die
Verbindungsöffnung 15a in
dem unteren Teil der vertikalen Wand 15, passiert durch
die Verbindungsöffnung 26a der
Trennwand 26 von der dritten Tintenspeicherkammer 17,
bewegt sich nach oben an dem Verbindungsdurchgang 48 und
strömt in
den oberen Teil der Filter 34 von dem Verbindungsdurchgang 28 durch
den Bereich 31 und die Verbindungsöffnung 24a.
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Danach
passiert die Tinte in der Filterkammer 34 durch den in 7 gezeigten
Filter 55, strömt in
die Differentialdruckregelventilspeicherkammer 33 von den
Durchgangslöchern 25a,
passiert ferner durch das Durchgangsloch 52c des Membranventils 52,
das von dem Ventilsitzteil 25b getrennt ist, und bewegt
sich dann nach unten in den in 6 gezeigten
Vertiefungsteil und strömt
in die Tintenzufuhröffnung 4.
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Die
Tinte wird somit von der Tintenpatrone zu dem Aufzeichnungskopf 112 zugeführt.
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Falls
eine andere Art von Tintenpatrone 1 in dem Patronenhalter 71 platziert
wird, bevor die Tintenzufuhröffnung 4 an
der Tintenzufuhrnadel 72 ankommt, der konvexe Identifikationsteil 68 (gezeigt
in 7) an dem Identifikationsstück 73 (gezeigt in 9)
des Patronenhalters 71 an und blockiert das Eintreten des
Ventilbetätigungsstabes 70.
Daher kann das Auftreten eines Problems, dass eine unterschiedliche
Art von Tintenpatrone eingesetzt wird, verhindert werden. In diesem
Zustand kommt der Ventilbetätigungsstab 70 an
dem Betätigungsarm 66 an,
und daher wird der Ventilkörper 65 in
dem geschlossenen Ventilzustand gehalten, wodurch ein Verdampfen
des Tintenlösungsmittels
in der ersten Tintenspeicherkammer 11 verhindert wird,
wenn dieser stehen gelassen wird.
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Falls
andererseits die Tintenpatrone 1 von der Einsetzposition
in dem Patronenhalter 71 herausgezogen wird, wird der Betätigungsarm 66 elastisch zurückgesetzt,
da er nicht mehr durch den Betätigungsstab 70 geschützt ist,
und der Ventilkörper 65 wird
entsprechend elastisch zurückgesetzt,
wodurch das Durchgangsloch 60 blockiert wird, so dass die Verbindung
zwischen dem Vertiefungsteil 38 und der ersten Tintenspeicherkammer 11 abgetrennt
wird.
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Als
nächstes
wird ein Zusammenbauverfahren des atmosphärischen offenen Ventils in
der Tintenpatrone gemäß der Ausführungsform
unter Bezugnahme auf 10(a) und 10(b) diskutiert.
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Zunächst wird,
wie in 10(a) und 10(b) gezeigt,
der Zylinderteil 65a in das Durchgangsloch 60 eingefügt, und
der Ventilteil 65b wird in Kontakt mit dem Öffnungsumfangsrand
des Durchgangslochs 60 gebracht, wodurch der Ventilkörper 65 der atmosphärischen
offenen Kammer 501 vorgesehen wird.
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Als
nächstes
wird der Vorsprung 63 in die Kerbe 62a des elastischen
Elements 62 eingefügt, und
der Vorsprung 64 wird in das Durchgangsloch 62b eingefügt, so dass
das elastische Element 62 in der wie ein „<" gebogenen Form an der Kammerwand 8a der
Ventilspeicherkammer 8 (atmosphärischen offenen Kammer 501)
und dem Ventilkörper 65 gehalten
wird, wie durch die doppelstrichpunktierte Linie in 10(a) und 10(b) angegeben.
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Der
Niederdrück-Druck
P wird auf den gebogenen Teil 62c des elastischen Elements 63 gegeben,
wie durch die Doppelstrichlinien in 10(b) angegeben,
um das elastische Element 62 in den ebenen Zustand (so
dass es horizontal ist) abzuwickeln, während der Ventilkörper 65 in
der geschlossenen Richtung gepresst wird, wie durch die durchgezogene
Linie in 10(b) gezeigt. Unter der
Positionierung des elastischen Elements 62 zu den Vorsprüngen 63 und 64 auf
diese Weise wird ein Teil des Vorsprunges 63 bei Raumtemperatur
zerquetscht, um das elastische Element 62 innerhalb der
atmosphärischen
offenen Kammer 501 zu fixieren. Falls dabei der Vorsprung 62 zerquetscht
wird, während
die Spitze des gebogenen Teils 62c niedergedrückt und
gehalten wird, wirkt eine elastische Kraft von dem elastischen Element 62 auf
das atmosphärische
offene Ventil 601, und die das Durchgangsloch 60 durch
das atmosphärische
offene Ventil 601 abdichtende Kraft kann erhöht werden.
Bevorzugt ist der Niederdrück-Druck
auf die Spitze des gebogenen Teils 62c auf einen vorbestimmten
Niederdrück-Druck
(100 g oder mehr) eingestellt, und die Spitze des gebogenen Teils 62c wird
niedergedrückt,
bis das elastische Element 62 horizontal ist. In der oben
gegebenen Beschreibung wird die Spitze des gebogenen Teils 62c niedergedrückt, jedoch
kann die Nähe
der Spitze des gebogenen Teils 62c (vorbestimmter Bereich)
niedergedrückt
werden.
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Wenn
bei diesem Verfahren das atmosphärische
offene Ventil 601 zusammengebaut wird, wird die Kraft bestimmt,
welche den Ventilkörper 65 durch das
elastische Element 62 beaufschlagt.
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Daher
wird in der Ausführungsform
die Notwendigkeit zum Berücksichtigen
der Fixierposition des elastischen Elements, etc. ein Entwurf wie
im Stand der Technik beseitigt, so dass die Anzahl der Designgrößen vermindert
werden kann und eine Tintenpatrone 1 erhalten werden kann,
die leicht zu entwerfen ist.
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In
der Ausführungsform
wird beim Fixieren des elastischen Elements 62 der Vorsprung 63 in
die Kerbe 62a eingefügt,
und ein Teil des Einfügeendteils wird
bei Raumtemperatur zerquetscht. Dementsprechend kann verhindert
werden, dass das elastische Element 63 verformt wird.
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Zusätzlich besitzt,
wie beispielsweise in 10(b) gezeigt,
der Ventilkörper 65 bevorzugt
einen Abdichtteil 65c, der eine Abdichtoberfläche des Ventilteils 65b gegenüberliegend
zu dem durchgangsloch 60 definiert und der aus einem relativ
weichen Material (elastischen Material) wie einem Elastomer hergestellt
ist.
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Wie
in der oben gegebenen Beschreibung zu erkennen ist, kann bei der
Tintenpatrone und dem Zusammenbauverfahren des atmosphärischen
offenen Ventils in der Tintenpatrone gemäß der Erfindung die Anzahl
der Designgrößen vermindert
werden und daher kann das Tintenpatronendesign vereinfacht werden.