DE68920262T2

DE68920262T2 - Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker.

Info

Publication number: DE68920262T2
Application number: DE68920262T
Authority: DE
Inventors: Kohei C O Seiko Epson Kitahara
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1988-10-14
Filing date: 1989-10-13
Publication date: 1995-05-24
Anticipated expiration: 2009-10-14
Also published as: EP0364284A2; US5157421A; EP0364284A3; EP0364284B1; DE68920262D1; DE68920262T3; EP0364284B2; HK117995A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker. Wie in Fig. 4 dargestellt, besitzt eine bekannte Tintenkassette 60 für einen Tintenstrahldrucker eine Kammer G, in deren Innerem ein Tintenbeutel 61 untergebracht ist, der Tinte enthält, und eine getrennte Kammer H, in der ein Absorptionsmaterial 62 zur Absorption von Abfalltinte enthalten ist. Die Kammer H, die somit einen Bereich zur Rückführung von Abfalltinte für die bekannte Tintenkassette 60 bildet, ist auf der Oberseite letzterer angebracht und sie ist durch eine Innenwand 51 von der den Tintenbeutel enthaltenden Kammer G getrennt.
JP-A-108153/1983 offenbart eine andere bekannte Konstruktion, bei der eine Tintenkassette einen Tintenbeutel und ein poröses, Tinte absorbierendes Material zur Absorption von Abfalltinte besitzt, die in derselben Kammer derselben Tintenkassette plaziert sind.
Bei der Anordnung gemäß Fig. 4, bei der die den Tintenbeutel beherbergende Kammer G getrennt angeordnet von der die Abfalltinte beherbergenden Kammer H ist, ist es jedoch notwendig sicherzustellen, daß die Menge des Absorptionsmaterials 62 in der Abfalltintenkammer H ausreichend ist, um die gesamte Tinte innerhalb des Tintenbeutels 61 zu absorbieren. Als Folge davon, wird das Volumen der gesamten Tintenkassette unnötig groß.
Auf der anderen Hand ändert sich bei der Konstruktion von JP-A-108153/1983 das Volumen des porösen Absorptionsmaterials, vor der Absorption der Tinte, nicht in Folge der Absorption der Tinte, so daß es notwendig ist, eine Menge des porösen Absorptionsmaterials von Anfang an in die Kassette einzufüllen, die ausreichend ist, um die gesamte Menge der Tinte im Tintenbeutel zu absorbieren. Aufgrund dessen ist das Gesamtvolumen der in JP-A-108153/1983 offengelegten Tintenkassette unnötig groß, wie bei dem in Fig. 4 gezeigten Fall, in dem die den Tintenbeutel beherbergende Kammer G getrennt von der die Abfalltinte beherbergenden Kammer H ausgeführt ist.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Tintenkassette zu schaffen, deren Größe wesentlich verringert ist.
Dementsprechend wird eine Tintenkassette für Tintenstrahldrucker bereitgestellt, die eine Kammer besitzt, die enthält: einen Tintenbeutel zur Bevorratung der Tinte, eine Abfalltintenaufnahme mit Absorptionsmaterial zum Absorbieren der Abfalltinte; dadurch gekennzeichnet, daß das besagte Absorptionsmaterial polymer ist.
Daher kann das polymere Absorptionsmaterial ausgewählt werden aus einem auf Stärke basierendem Acrylsäuregraft Polymerisationsmaterial, einem Polyacrylsäurepolymer auf Salzbasis, einem Vinyl-Alkohol-Acryl-Säurepolymer auf Salzbasis, einem auf PVA basierendem Polymer und einem Isobutylen-Malein Anhydridpolymer.
Das Absorptionsmaterial kann in einer nicht gewebten Struktur verteilt sein. Vorzugsweise ist die Menge des Absorptionsmaterials in dem Abfalltintenbeutel ausreichend, um die gesamte Tinte des Tintenbeutels zu absorbieren. Der Abfalltintenbeutel ist vorzugsweise mit einem Luftauslaß ausgestattet.
Die Erfindung umfaßt auch Tintenstrahldrucker, die mit einer Tintenkassette, wie bereits dargestellt, ausgestattet sind, wobei die Tintenkassette über eine erste Leitung mit einem Druckkopf des Druckers verbunden ist, um so eine Düse oder Düsen des Druckkopfes mit Tinte zu versorgen, wobei der Drucker eine Kappe aufweist, die an dem besagten Kopf verschlossen werden kann, um die Düse oder Düsen zu umgeben und eine zweite Leitung einschl. einer Pumpe, wodurch das Innere der Kappe mit dem polymeren Absorptionsmaterial in Verbindung steht, wobei die Pumpe eingesetzt werden kann, um Tinte von der Kappe zurückzuziehen und sie in die Tintenkassette einzuleiten.
Die Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnungen nur in Form von Beispielen veranschaulicht.
Fig. 1 ist eine Seitenschnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Tintenstrahlkassette für einen Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 2 ist eine Draufsicht einer zweiten Ausführungsform einer Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht der Tintenkassette, die in Fig. 2 gezeigt ist;
Fig. 4 ist eine Seitenschnittansicht einer bekannten Tintenkassette für Tintenstrahldrucker und
Fig. 5 ist ein Flußbild eines Teils eines Tintenstrahldruckers, der mit einer Tintenkassette gemäß vorliegender Erfindung ausgestattet ist.
In Fig. 1 wird eine Tintenkassette 20 für einen Tintenstrahldrucker gemäß der vorliegenden Erfindung gezeigt. Die Tintenkassette 20 umfaßt einen Kassettenbehälter 10, der eine Kammer C besitzt, in der ein Tintenbeutel 1, der Tinte enthält, und ein Abfalltintenbeutel 3 untergebracht sind. Der Tintenbeutel 1 steht in Verbindung mit einem Auslaßanschluß 1a, der mit dem Tintenbeutel 1 durch Heißverschmelzung verschweißt ist. Der Tintenbeutel 1 ist direkt mit dem Kassettenbehälter 10 mit Hilfe eines Klebstoffes oder mit Hilfe eines druckempfindlichen doppelseitig beschichteten Klebebandes befestigt. Der Auslaßanschluß 1a ist auch a dem Kassettenbehälter 10 befestigt.
Der Abfalltintenbeutel 3, der aus einem Bogenmaterial wie einem Filmes geformt ist, ist an der oberen Wand 11 der Tintenkassette 20 an deren Teil A davon durch Heißverschmelzen oder mit Hilfe eines druckempfindlichen doppelseitig beschichteten Klebebandes befestigt. Alternativ dazu kann der Abfalltintenbeutel 3 an die innere Oberfläche der Wand 11 angeheftet sein, z. B. durch einen "Heißabdichtungsprozeß", bei dem der Tintenbeutel 3 aus einem thermoplastischen Material besteht, welches mindestens einen Vorsprung besitzt, der frei durch ein Loch in der Wand 11 geführt worden ist, wobei das Ende dieses Vorsprungs in seiner Abmessung vergrößert wurde und gegen die äußere Oberfläche der Wand 11 gepreßt wurde durch eine Heizung.
Als ein weiteres Ergebnis der Aufheizung dehnt sich der Vorsprung so aus, daß er das Loch ausfüllt.
Ein Abfalltinteneinlaßanschluß 3a ist auch durch Heißverschmelzen mit dem Abfalltintenbeutel 3 verschweißt und zusätzlich an dem Kassettenbehälter 10 befestigt.
Ein polymeres Absorptionsmaterial 4 zum Absorbieren von Abfalltinte ist in dem Abfall tintenbeutel 3 angeordnet. Spezielle Beispiele für das polymere Absorptionsmaterial 4 beinhalten ein auf Stärke basierendes Acrylsäuregraft-Polymerisationsprodukt (z. B. Sanwet hergestellt von Sanyo Chemical Industry Ltd., WAS hergestellt von Nippon Starch Chemical Co., Ltd. und Jell Fine hergestellt von Daicel Chemical Industries, Ltd.); ein Polyacrylsäurepolymer auf Salzbasis (z. B. Aqua Keep hergestellt von Seitetsu Kagaku Co. Ltd., Aqualick CA hergestellt von Nippon Shokubai Kaguku Kogyo Co. Ltd., Krisper hergestellt von Arakawa Chemical Industries, Ltd., Turfine hergestellt von Kao Corp. und Exlana hergestellt von Nippon Exlan Corp.); eine Vinyl-Alkohol-Acryl-Säurepolymer auf Salzbasis (z. B. Sumika Gel hergestellt von Sumitomo Chemical Co. Ltd.); ein auf PVA basierendes Polymer (z. B. GP hergestellt von Nippon Synthetic Chemical Industry Co., Ltd.) und ein Isobutylen-Malein-Anhydrid-basierendes Polymer (z. B. KI Gel, hergestellt durch Kuraray Isoprene Chemical Co. Ltd). Zumindest eins der oben erwähnten Materialien wird als das polymere Absorptionsmaterial 4 genutzt.
Das polymere Absorptionsmaterial 4 besitzt ein ausreichendes Gewicht (z. B. 1 bis 10 g), um die gesamte Menge der Tinte in dem Tintenbeutel 1 zu absorbieren. Da das Absorptionsmaterial 4 ausdehnbar ist, kann die Menge des polymeren Absorptionsmaterials 4 in dem Abfalltintenbeutel 3 vor der Absorption der Abfalltinte so gering sein wie ca. 1/20bis 1/100 des Gewichtes der Tinte innerhalb des Tintenbeutels 1, wodurch Raum gespart wird.
Obwohl einige polymere Absorptionsmaterialien geringe Absorptionsraten einer stark alkalischen Tinten haben, stellt der Gebrauch eines polymeren Absorptionsmaterials 4, das aus auf Stärke basierendem Acrylsäuregraft Co-Polymerisationsprodukt besteht (wie z. B. Sanwet IM-300, IM-1OOO, IM-2200 und IM-5000 G, hergestellt von Sanyo Chemical Industries Ltd.) sicher, daß das polymere Absorptionsmaterial 4 ausreichend absorbiert, gerade wenn die Tinte in dem Tintenbeutel 1 stark alkalisch ist.
Ein Luftausgleichschlauch 5 ist in dem Abfalltintenbeutel 3 eingesetzt. Das ferne Ende 5a des Schlauches 5 ist ausreichend weit entfernt von dem Abfalltinteneinlaßanschluß 3a, während sich das nächste Ende B davon extern über den Abfalltintenbeutel 3 ausdehnt. Aus diesem Grund steht das Innere des Abfalltintenbeutels 3 in Verbindung mit der Außenhülle durch das Ende B, in das ein Luftloch eingesetzt ist. Abfalltinte kann, wie unten in Zusammenhang mit Fig. 5 beschrieben, in den Abfalltintenbeutel 3 durch den Abfalltintenschlauch 6 fließen. Die Abfalltinte enthält Luft, die den Abfalltintenbeutel 3 unnötig ausdehnen würde, gäbe es dafür nicht das Luftloch B. Die Bereitstellung des Luftloches B ermöglicht, daß die Luft, die in den Abfalltintenbeutel 3 gelangt ist, nach außen gelangt.
Wenn die Möglichkeit besteht, daß Tinte auch aus dem Luftloch B ausfließen könnte, kann letzteres mit einer flüssigkeitsabstoßenden und luftdurchlässigen Membran ausgestattet werden, die nur für Luft durchlässig und für Flüssigkeiten undurchlässig ist. Die Tintenkassette 20, ausgestattet mit der oben beschriebenen Konstruktion, kann in einen Kassettenhalter eingesetzt werden (nicht abgebildet), um genutzt zu werden. Im Betrieb fließt die Tinte aus dem Ausgangsanschluß 1a und sämtliche Abfalltinte kann wie unten in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben zurückgewonnen werden, um durch den Abfalltinteneinlaßanschluß 3a zu fließen.
Wenn die Menge der zurückgewonnenen Abfalltinte anwächst, dehnt sich der Abfalltintenbeutel 3 aus, während der Tintenbeutel 1 schrumpft.
In Fig. 2 und 3 werden eine Draufsicht bzw. eine Seitenschnittansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt.
Wie in Fig. 2 und 3 gezeigt wird, kann das polymere Absorptionsmaterial homogen in einer nicht gewebten Faser 40 verteilt sein, die in einem Abfalltintenbeutel 30 versiegelt ist. Die nicht gewebte Faser (fabric) 40 ist mit einem Luftloch 41 ausgestattet und der Abfalltintenbeutel 30 ist mit einem Abfalltintenbeutelluftloch 30b ausgestattet. Wie in Fig. 2 gezeigt, sind das Abfalltintenbeutelluftloch 30b und das Luftloch 41 an einer im wesentlichen gleichen Stelle angeordnet. Wenn L die Länge der nicht gewebten Faser 40 ist, die das polymere Absorptionsmaterial enthält, dann sind das Luftloch 41 und das Abfalltintenluftloch 30b in einem Abstand von im wesentlichen 2/3 L von der Seite der Kassette angebracht, auf der der Abfalltinteneinlaßanschluß 3a angebracht ist. Diese Anordnung wurde gewählt, weil der Bereich der nicht gewebten Faser 40, in der das Luftloch 41 angeordnet ist, der letzte ist, an den die Abfalltinte in die nicht gewebte Faser gelangt.
Somit wird die Abfalltinte von der nicht gewebten Faser 40 absorbiert, die das polymere Absorptionsmaterial enthält, die es nur der Luft ermöglicht, durch das Luftloch 41 herauszuströmen.
Die Konstruktionen, die in Fig. 2 und in Fig. 2 und 3 gezeigt sind, ermöglichen eine Reduzierung der Größe und der Kosten der Tintenkassette auf einen einfache Weise. Speziell die Verwendung eines polymeren Absorptionsmaterials in dem Abfalltintenbeutel ermöglicht es, daß die gesamte Tinte innerhalb des Tintenbeutels von dem Absorptionsmaterial absorbiert wird, z. B. wäre ein Volumen von der Hälfte bis ca. 1/10 davon notwendig, wenn ein poröses Material wie ein Schwamm in dem Abfalltintenrückgewinnungsbereich untergebracht wäre. Deswegen ist die Verwendung einer nur geringen Menge des polymeren Absorptionsmaterials in dem Abfalltintenbeutel vor der Benutzung notwendig. Wenn der Abfalltintenbeutel ein großes Volumen erfordert, dehnt sich der Abfalltintenbeutel während der Aufnahme der Abfalltinte aus. Gleichwohl ist es möglich, den Raum zu nutzen, der von dem Tintenbeutel in Beschlag genommen wird, da die Menge der Tinte in dem Tintenbeutel zur gleichen Zeit abnimmt. Dieses ermöglicht eine wesentliche Reduzierung der Größe der Tintenkassette, während es vorher notwendig war, Raum zur Rückführung der Abfalltinte bereitzustellen. Aus diesem Grund ist es auch möglich, die Größe des gesamte Druckers zu verringern. Gerade wenn ein Luftloch verwendet wird, müssen auch eine oder mehrere Mittel zur Verhinderung von Undichtigkeit vorgesehen werden, durch die Verwendung eines Belüftungsschlauches und in einigen Fällen durch Nutzung einer wasserabweisenden und gasdurchlässigen Membran oder durch Nutzung der flüssigkeitshaltenden Kraft des polymeren Absorptionsmaterials selbst.
In Fig. 5 ist ein Teil eines Tintenstrahldruckers dargestellt, der mit einer Tintenkassette 70 gemäß der vorliegenden Erfindung ausgestattet ist. Die Tintenkassette 70 hat eine Kammer 71, in deren Innerem ein Tintenbeutel 72 angeordnet ist, der Tinte 73 beinhaltet und ein Abfalltintenbeutel 74, der Absorptionsmaterial 75 beinhaltet, homogen in einer nicht gewebten Struktur bzw. Faser verteilt.
Das Innere des Tintenbeutels 72 ist so ausgelegt, daß es mit einer Leitung 76, die einen Filter 77 einschließt, in Verbindung steht, wobei die Leitung 76 verbunden ist mit einem Kopfdämpfer oder variablen Kammer 80 in einem Druckerkopf 81 des Druckers. Der Kopfdämper 80 ist so ausgelegt, daß er Tinte liefert, wenn diese von den Düsen (nicht dargestellt) im Druckerkopf 81 gebraucht werden, so daß während des Druckens Tinte von dem Tintenbeutel 72 zu den Düsen und von da auf Papier oder ein anderes Aufzeichungsmedium (nicht dargestellt) durch Kapillarkräfte aufgebracht wird.
Der Drucker ist mit einer Kappe ausgestattet (nicht dargestellt), die zwischen einer Nicht-Betriebsstellung, dargestellt in Fig. 5, in der die Kappe 82 vom Druckkopf 81 getrennt ist und einer Betriebsstellung (nicht dargestellt) in der die Kappe 82 hermethisch mit der Oberfläche 83 des Druckkopfes 81 verschlossen ist, so daß sie die Düse umschließt, bewegt werden kann.
Eine Pumpeneinheit 84 ist ausgestattet mit einer Leitung 85, die mit dem Inneren der Kappe 82 und ebenfalls mit dem Inneren des Abfalltintenbeutels 74 kommuniziert mittels eines Tintentanks 86 und einer Pumpe 87. Die Pumpeneinheit 84 besitzt auch einen Luftdämpfer oder variable Kammer 90, die durch eine Leitung 91 mit dem Inneren der Kappe 82 verbunden ist. Der Luftdämpfer 90 besitzt eine Luftaustrittspassage 92, wobei der Luftfluß dadurch über ein Ventil 93 kontrolliert wird, das durch ein Solenoid 94 gesteuert wird.
Während des Betriebes, wenn die Tintenzuführung zu einer Düse unterbrochen ist, z. B. aufgrund von Düsenverklebung, Düsenaustrocknung, Luftbläscheneintrag in die Düse usw., wird die Kappe 82 in hermetisch abschließenden Kontakt mit der Oberfläche 83 des Druckerkopfes 81 gebracht, und die Pumpe 87 und das Solenoid 94 werden betätigt, so daß Tinte vom Druckkopf 81 in den Abfalltintenbeutel 74 gesaugt wird.

Claims

1. Tintenkassette (20) für einen Tintenstrahldrucker, mit einer Kammer (C), die enthält:

ein Tintenbeutel (1), um Tinte aufzunehmen;

eine Abfalltintenaufnahme (3), die ein Absorptionsmaterial (4) hat, um Abfalltinte zu absorbieren; dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Absorptionsmaterial polymer ist.

2. Tintenkassette (20) für einen Tintenstrahldrucker, die eine Kammer (C) enthält, und darin sowohl einen Tintenbeutel (1) für die Aufnahme von Tinte und ein Absorptionsmaterial (4) zum Absorbieren von Abfalltinte aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß besagtes Absorptionsmaterial polymer ist.

3. Tintenkassette gemäß Anspruch 1 oder 2, bei der besagtes polymer Absorptionsmaterial in einem nicht gewebten Textilerzeugnis verteilt ist.

4. Tintenkassette gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der besagtes polymer Absorptionsmaterial ein auf Stärke basierendes Acryl Säure Graft Co-Polymerisationsmaterial enthält.

5. Tintenkassette gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der besagtes polymer Material irgendein polyacryl Säure Polymer auf Salzbasis enthält, ein Vinyl Alkohol-Acryl- Säure Polymer auf Salzbasis, ein auf PVA basierendes Polymer oder ein Isobutylen-Malein Anhydrid Polymer.

6. Tintenkassette gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der besagte Kammer (C) abgedichtet ist und weiterhin eine Auslaßöffnung (1a) in Flüssigkeitsverbindung mit besagtem Tintenbeutel (1) aufweist und eine Einlaßöffnung (3a) in Flüssigkeitsverbindung mit besagtem polymer Absorptionsmaterial.

7. Tintenkassette gemäß Anspruch 6, bei der besagte Kammer (C) weiter ein Luftloch (B, 30b) enhält.

8. Tintenkassette gemäß Anspruch 7, die weiterhin eine flüssigkeitsdichte und gasdurchlässige Dichtung für besagtes Luftloch aufweist.

9. Tintenkassette gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, die weiterhin zwei Leitungen (76, 85) aufweist, jede zur Schaffung besagter Flüssigkeitsverbindung, eine für besagten Tintenbeutel und eine für besagtes polymer Absorptionsmaterial.

10. Tintenstrahldrucker, der mit einer Tintenkassette gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenkassette (70) über eine erste Leitung (76) mit einem Druckkopf (81) des Druckers verbunden ist, um so eine Düse oder Düsen des Druckkopfes (81) mit Tinte zu versorgen, wobei der Drucker eine Kappe (82) aufweist, die an den besagten Kopf (81) geschlossen werden kann, um so die Düse oder Düsen zu umgeben und eine zweite Leitung (85) einschließlich einer Pumpe (87), wodurch das Innere der Kappe (82) mit dem polymer Absopbtionsmaterial kommuniziert, wobei die Pumpe verwendet werden kann, um Tinte von der Kappe (82) abzuziehen und sie in die Tintenkassette (74) einzuleiten.