DE69711330T2

DE69711330T2 - Verfahren zur Herstellung einer Tintenkassette zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE69711330T2
Application number: DE69711330T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Fukazawa; Takashi Hara; Tadatoshi Honzawa; Kazunori Ito; Kiyoshi Kitahara; Takao Kobayashi; Hisashi Koike; Masahide Matsuyama; Yuichi Nakamura; Taeko Nishimura; Masakazu Sato; Morio Sato; Seiichi Takada; Kazuo Yamada; Shinichi Yanagisawa
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-11-14
Filing date: 1997-11-14
Publication date: 2002-07-18
Anticipated expiration: 2017-11-15
Also published as: CN1082896C; US5875615A; EP0842780A3; CN1192405A; TW359643B; CN1236920C; EP0842780A2; EP0842780B1; CN1396058A; HK1009422A1; JPH10138507A; DE69711330D1; US6250746B1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung mit einem Schlitten, der mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf und einer austauschbaren Tintenpatrone ausgestattet ist.

VERWANDTE TECHNIK

Ein herkömmlicher Tintenstrahldrucker enthält einen Tintenbehälter, der von einem Schlitten getragen wird, der mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf ausgestattet ist. Tintentröpfchen werden durch Druckbeaufschlagung der Tinte in einer Druckerzeugungskammer erzeugt, die in dem Tintenbehälter angeordnet ist. Wenn jedoch der Schlitten während des Druckens geschwenkt, geschüttelt oder in Bewegung versetzt wird, kann die Tinte durch die Bewegung zu schäumen beginnen. Dies kann wiederum zu einer Druckänderung im Kopf führen oder Druckfehler verursachen. Insbesondere, wenn Tinte Gasblasen enthält, fällt der Druck, unter dem die Tinte steht, wodurch die Fähigkeit, Tintentröpfchen auszustoßen, herabgesetzt wird. Aus diesem Grund muss gelöste Luft aus der Tinte entfernt werden.
Eine Tintenstrahldruckerkonstruktion, mit der versucht wurde, dieses Problem zu lösen, ist in der Europäischen Patentschrift Nr. 581531 beschrieben. In dieser Referenz ist der offenbarte Tintenbehälter der Tintenpatrone in zwei Abschnitte getrennt. Ein poröses Material ist in dem Abschnitt angeordnet, der sich nahe dem Aufzeichnungskopf befindet, und in dem zweiten Abschnitt ist Tinte gespeichert. Bei einer solchen Konstruktion wird Tinte dem Aufzeichnungskopf über das poröse Material zugeführt, welches die gelöste Luft aus der Tinte filtert, wodurch Druckfehler verringert werden.
Zur Herstellung eines Behälterkörpers mit einem porösen Material kann der Behälterkörper mit einer Abdeckung dicht verschlossen werden; der Behälter mit entgaster Tinte gefüllt und der Tintenbehälter so verpackt werden, dass die Qualität der Tintenpatrone während des Vertriebs aufrechterhalten bleibt. Zu diesem Zweck werden die Herstellungsschritte kompliziert, was eine Abnahme der Produktivität zur Folge hat.
Eine weitere bekannte Tintenstrahldruckerkonstruktion ist in GB-A-2 293 141 offenbart.
Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung zu entwickeln, welches die Nachteile und Einschränkungen bestehender Methoden beseitigt. Die vorliegende Erfindung wurde angesichts der Nachteile des Standes der Technik entwickelt, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Herstellungsverfahrens, das eine effizientere und einfachere Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung ermöglicht.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Allgemein gesagt wird gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitgestellt. Ein Behälterkörper mit einer Bodenwand und einer Öffnung kann derart auf einer Palette positioniert werden, dass die Bodenwand nach oben weist. Der Behälterkörper kann ein poröses Element, eine Schaumkammer zur Aufnahme des porösen Elements, und eine Tintenzufuhröffnung mit einem Einlass, der in der Bodenfläche der Schaumkammer ausgebildet ist, und einem Auslass, enthalten. Eine Abdichtung kann in die Tintenzufuhröffnung eingesetzt werden. Dann kann der Tintenzufuhröffnungsauslass abgedichtet und der Behälterkörper auf der Palette durch Umdrehen des Behälterkörpers wieder eingerichtet werden, so dass die Öffnung nach oben weist. Dann kann ein Filter an dem Tintenzufuhröffnungseinlass befestigt und das poröse Element in die Schaumkammer eingesetzt werden. Dann kann eine Abdeckung an der Öffnung des Behälterkörpers befestigt, Tinte in die Schaumkammer eingespritzt, und die Abdeckung versiegelt werden. Da der Behälterkörper während einiger oder aller dieser Schritte auf der Palette gehalten wird, kann eine Bewegung des Behälters zu verschiedenen Stationen der Montagelinie (oder des Verfahrens) effizient erreicht werden.
Daher ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein wirksames Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereitzustellen.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung sind zum Teil offensichtlich und gehen zum Teil aus der Beschreibung hervor.
Die Erfindung umfasst daher die mehreren Schritte und das Verhältnis von einem oder mehreren solcher Schritte in Bezug auf jeden der anderen, die in dem Verfahren, das in der Folge offenbart ist, beispielhaft dargestellt sind, und der Umfang der Erfindung ist in den Ansprüchen angegeben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Für ein besseres Verständnis der Erfindung wird auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen, von welchen:
Fig. 1 eine perspektivische, auseinandergezogene Ansicht einer Tintenpatrone ist, die durch ein Verfahren der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
Fig. 2 eine seitliche Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Tintenpatrone ist;
Fig. 3 eine vordere Querschnittsansicht der in Fig. 1 dargestellten Tintenpatrone ist;
Fig. 4A eine schematische Darstellung ist, welche die Draufsicht auf eine Abdeckung der Tintenpatrone von Fig. 1 ohne Dichtung zeigt;
Fig. 4B eine schematische Darstellung ist, welche die Draufsicht auf die Abdeckung von Fig. 4A mit einer Dichtung zeigt;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht ist, die eine Palette zum Halten und Transportieren eines Behälterkörpers zur Verwendung in dem Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 6A, 6B und 6C schematische Darstellungen sind, die anfängliche Schritte eines Tintenpatronenherstellungsverfahrens eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 7 eine schematische Darstellung ist, die einen Schritt zum Befestigen eines Filters an einem Tintenzufuhröffnungseinlass gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht ist, die ein Ausführungsbeispiel einer Einsetzvorrichtung für ein poröses Element zeigt, die in einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
Fig. 9A, 9B und 9C schematische Darstellungen sind, die einen Schritt zum Einsetzen des porösen Elements in die Schaumkammer des Behälterkörpers gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 10 bis 12 schematische Darstellungen sind, welche clie Zwischenschritte gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 13 ein Blockdiagramm ist, das eine Tintenfüllvorrichtung zur Verwendung mit einem Ausführungsbeispiel des Tintenpatronenherstellungsverfahrens der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 14A bis 14E schematische Darstellungen sind, clie Schritte des Tinteneinspritzverfahrens gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 15 eine schematische Darstellung ist, die einen Schritt zum Abdichten der Abdeckung gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 16 eine auseinandergezogene Ansicht ist, die einen ersten Schritt eines Verpackungsverfahrens gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 17A und 17B schematische Darstellungen sind, welche die letzten Schritte eines Verpackungsverfahrens gemäß einem Tintenpatronenherstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung zeigen;
Fig. 18 eine schematische Darstellung ist, die eine Tintenpatrone zeigt, die gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde;
Fig. 19 eine schematische Darstellung ist, die eine Tintenpatrone zeigt, die gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde; und
Fig. 20 ein Blockdiagramm ist, das eine Tintenfüllvorrichtung zur Verwendung mit einem Tintenpatronenherstellungsverfahren eines zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Es wird auf Fig. 1 Bezug genommen, die eine Tintenpatrone 70 zeigt, die durch ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Die Tintenpatrone 70 enthält einen im Wesentlichen rechteckigen Behälterkörper 1, der vorzugsweise drei Farben von Tinte - Zyan, Magenta und Gelb, enthält. Der Behälterkörper 1 ist vorzugsweise aus polymerem Material, wie Polypropylen, Polyethylen oder Polystyren, durch Spritzgussformen gebildet, so dass andere Elemente leichter an den Behälterkörper wärmegeschweißt werden können.
Der Behälterkörper 1 enthält eine Bodenwand 1a, eine Vorderwand 1b und eine Rückwand 1c, die sich von der Bodenwand 1a nach oben erstrecken, und zwei Seitenwände 1d, die sich von der Bodenwand 1a nach oben erstrecken und zwischen der Vorderwand 1b und der Rückwand 1c angeordnet sind. Der Abstand von der Vorderwand 1b zu der Rückwand 1c und zwischen den Seitenwänden 1d nimmt allmählich zu, je weiter sich die Wände 1b, 1c, 1d von der Bodenwand 1a zu einer Öffnung 1e des Behälterkörpers 1 erstrecken, so dass die Fläche der Öffnung 1e größer als die Fläche der Bodenwand 1a ist.
Der Behälterkörper 1 ist durch Trennwände 2, 3 und 4 geteilt, die Tintenkammern 271, 272, 273 zur Aufnahme von Tinte, und Schaumkammern 160, 161, 162 zur Aufnahme von porösen Körpern begrenzen. Jede Schaumkammer 160, 161, 162 ist dazu bestimmt, einen entsprechenden porösen Körper 150, 151, 152 aufzunehmen, der aus einem elastischen Material besteht, das zum Aufsaugen von Tinte geeignet ist. Jede Tintenkammer 271, 272, 273 ist zur Aufnahme von flüssiger Tinte 67 bestimmt. Die Volumina der porösen Körper 150, 151, 152 sind größer als die Kapazität der entsprechenden Schaumkammern 160, 161, 162, so dass jeder der porösen Körper 150, 151, 152 beim Einsetzen in die Schaumkammern 160, 161, 162 in einem zusammengepressten Zustand aufgenommen wird.
Tinte wird in die Schaumkammern 160, 161, 162 eingefüllt. Während des Tintenfüllvorganges wird jede Tinte durch eine Tintenverbindungsöffnung 300 zu den Tintenkammern 271, 272, 273 geleitet. Während der Verwendung des Druckers wird zuerst die Tinte ausgegeben, die in den Tintenkammern 271, 272, 273 enthalten ist. Wenn die Tintenkammern 271, 272, 273 leer sind, wird Tinte, die in den Schaumkammern 160, 161, 162 enthalten ist, verbraucht.
Der Behälterkörper 1 enthält auch eine Mehrzahl von Tintenzufuhröffnungen 180, 181 und 182. Die Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 sind so geformt, dass sie eine Tintenzufuhrnadel eines Aufzeichnungskopfs (nicht dargestellt) aufnehmen, und sind in den Bodenwänden 160a, 161a, 162a der entsprechenden Schaumkammern 160, 161, 162 ausgebildet.
Eine Öffnung 1e des Behälterkörpers 1 ist mit einer Abdichtung 11 dicht verschlossen, die Ausstoßöffnungen 190, 191, 192 und Tinteneinspritzöffnungen 100, 101, 102 an Positionen über den Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 der Schaumkammern 160, 161, 162 aufweist. Wie der Behälterkörper 1 ist die Abdeckung 11 vorzugsweise aus Polypropylen, Polyethylen oder Polystyren gebildet, um das Wärmeschweißen zu erleichtern.
Mit Bezugnahme auf Fig. 4A und 4B ist eine Draufsicht der Abdeckung 11 dargestellt, in welcher Rillen 170, 171, 172 in der Abdeckung 11 ausgebildet sind, die mäanderförmig über die Oberfläche der Abdeckung 11 verlaufen. Die Rillen 170, 171, 172 sind an einem Ende mit den entsprechenden Ausstoßöffnungen 190, 191, 192 und an dem anderen Ende mit den Luftverbindungsöffnungen 173, 174, 175 verbunden, die an der inneren Oberfläche der Abdeckung 11 ausgebildet sind.
Eine Dichtung 19 ist an der Oberfläche der Abdeckung 11 befestigt, so dass die Tinteneinspritzöffnungen 100, 101, 102, die Ausstoßöffnungen 190, 191, 192 und die Rillen 170, 171, 172 von der Umgebungsluft abgedichtet sind. Die Dichtung 19 enthält eine Zunge 15a, die sich über die Abdeckung 11 erstreckt, und ist so konstruiert, dass sie leicht von einem Benutzer ergriffen werden kann. Wenn die Zunge 19a angehoben wird, wird die dichte Verbindung zwischen der Dichtung 19 und der Abdeckung 11 aufgebrochen, und Umgebungsluft in das Innere der Schaumkammern 160, 161, 162 durch die Ausstoßöffnungen 190, 191, 192, die Rillen 170, 171, 172 und die Luftverbindungsöffnungen 173, 174, 175 geleitet.
Wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, ragt ein vorstehendes Teil 12 vom Boden jeder Schaumkammer 160, 161, 162 nach oben und presst die porösen Körper 150, 151, 152 gemeinsam mit der Abdeckung 11 zusammen. In dem oberen Ende jedes vorstehenden Teils 12 ist eine Vertiefung 13 ausgebildet, so dass ein Hohlraum mit einer Fläche entsteht, und ein Verbindungspfad 14 ist durch jedes vorstehende Teil 12 gebildet, der zu den Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 reicht. Ein Abdichtungselement 15 ist in den Verbindungspfad 14 so eingesetzt, dass das Abdichtungselement 15 einen flüssigkeitsdichten Sitz mit der Tintenzufuhrnadel (nicht dargestellt) des Aufzeichnungskopfs bildet, wenn die Tintenzufuhrnadel in den Verbindungspfad 14 eingesetzt ist. Eine Dichtung 16, die vorzugsweise aus einem gasundurchlässigen Material für Wärmeschweißanwendungen gebildet ist, ist an dem vorderen Ende der Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 gebildet, und kann von der Tintenzufuhrnadel vor dem Drucken aufgebrochen werden.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone 70 wird nun beschrieben. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Palette 20, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gebildet ist, mit einer Oberfläche 20a, deren Größe, Form und Position für den Transport des Behälterkörpers 1 während des Herstellungsverfahrens bestimmt sind. Mindestens vier Stifte 21 ragen von der Palettenoberfläche 20a nach oben, deren Größe, Form und Position für die Aufnahme des äußeren Umfangs der Oberfläche der Bodenwand 1a des Behälterkörpers 1 bestimmt sind. Mindestens vier Stifte 22 ragen von der Palettenoberfläche 20a nach oben, deren Größe, Form und Position für die Aufnahme einer inneren Oberfläche 1f der Öffnung 1e des Behälterkörpers 1 bestimmt sind. Ein Einschnitt 23 ist in einem Bereich der Palette 20 ausgebildet, der den Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 entspricht, und ein erhabener Abschnitt 24 ist entlang den Rändern der Palette 20 ausgebildet, um einen dichtenden Abschnitt während eines Tintenfüllschrittes (Beschreibung folgt) zu bilden. Die Palette 20 wird vorzugsweise zum Transportieren des Körpers 1 zu verschiedenen Montagestationen während eines Montageverfahrens verwendet, wie zum Beispiel jenem, das in einer automatischen Montagelinie verwendet wird.
Die Palette 20 kann aus SUS, Stahl mit Ni-Plattierung, Stahl mit Cr-Plattierung oder einem Kunststoff, wie Polycarbonat, verformbarem PPO und POM und dergleichen gebildet werden. Das Material der Palette 20 kann nach Wunsch aus diesen Materialien gewählt werden.
Mit Bezugnahme auf Fig. 6A und 6B wird der Behälterkörper 1 auf der Palette 20 positioniert und aufgesetzt, indem der Behälterkörper in einer umgekehrten Position eingesetzt wird, in welcher die Bodenwand 1a des Behälterkörpers 1 nach oben weist, und die Öffnung 1e der Palettenoberfläche 20 gegenüber liegt, und eine Innenfläche 1f des Behälterkörpers 1 neben den Stiften 22 angeordnet ist, die den Körper 1 auf der Palette 20 halten. Anschließend, wie in Fig. 6B dargestellt, wird das Abdichtungselement 15 von einer Pressspannvorrichtung 30 vorübergehend in die Tintenzufuhröffnung 180, 181, 182 in eine Richtung gepresst, die durch einen Pfeil A angezeigt ist, und weiter in die Richtung A in eine vorbestimmte Position gepresst, während gleichzeitig zur Verringerung der Reibung die Pressspannvorrichtung 30 um die Mittelachse der Spannvorrichtung 30 in eine Richtung dreht, die durch einen Pfeil B dargestellt ist. Durch Pressen des Abdichtungselements 15 bei gleichzeitiger Drehung des Abdichtungselements 15 wird das Abdichtungselement 15 in die Tinteneinlassöffnung 8 eingesetzt, ohne den Umfangsrand der Tintenzufuhröffnung 180, 181, 182 zu kräuseln oder zu verformen. Ferner wird durch das Presspassen des Abdichtungselements 15 eine Lösung des Abdichtungselements 15 von der Tintenzufuhröffnung 180, 181, 182 zuverlässig verhindert, nachdem die Schaumkammern 160, 161, 162 mit Tinte gefüllt wurden.
Mit Bezugnahme auf Fig. 6C ist eine gasisolierende Dichtung 16 zur Abdeckung jeder Tintenzufuhröffnung 180, 181, 182 positioniert, und der umgebende Bereich der Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 wird dann unter Druck mit einer Spannvorrichtung 31 erwärmt. Auf diese Weise werden die Tintenzufuhröffnungen 180, 181, 182 mit der Dichtung 16 dicht verschlossen. In dieser Phase der Herstellung kann nach Bedarf eine Lotnummer oder ein Ablaufdatum auf die Bodenwand 1a oder die Seitenwand 1d oder eine andere Stelle geschrieben werden.
Sobald die Bodenwand 1a des Behälterkörpers 1 nach den zuvor beschriebenen Abläufen fertig ist, wie in Fig. 7 dargestellt, wird der Behälterkörper 1 wieder auf der Palette 20 derart positioniert, dass die Öffnung 1e des Behälterkörpers 1 nach oben weist und die Bodenwand 1a eben auf der Palettenoberfläche 20a liegt. Diese Neupositionierung kann manuell, mittels Roboter oder auf andere Weise ausgeführt werden.
Danach wird ein Filter 18 angebracht, das den Einschnitt 13 bedeckt, und wird vorzugsweise unter Druck wärmegeschweißt, bis der Behälterkörper 1 etwas weich wird, um eine Bindung zwischen dem Filter 18 und dem erhabenen Teil 12 zu erzeugen. Das Filter 18 kann gebildet werden, indem ein Stück Filtermaterial, wie rostfreies Stahlgeflecht oder Vliesstoff, zu einem Filter geschnitten wird, dessen Fläche etwas größer als die Fläche des Einschnitts 13 ist, der in dem erhabenen Teil 12 ausgebildet ist.
Eine Möglichkeit, das Filter 18 an dem erhabenen Teil 12 anzubringen, ist, das Filtermaterial in eine Form zu pressen, die sich dem Profil des erhabenen Teils 12 anpasst, z. B. eine kreisförmige oder ovale Form. Wenn das Filter 18 jedoch durch Weben von rostfreiem Stahldraht gebildet wird, kann ein Auflösen des Filters 18 verhindert werden, indem das Filter 18 in einem Winkel in Bezug auf die Kett- und Schussrichtung des Gewebes geschnitten wird. Auf diese Weise wird verhindert, dass sich ein Draht des Filters 18 in den Bereich erstreckt, den das Abdichtungselement 15 einnimmt, wo er zwischen der Tintenzufuhrnadel des Aufzeichnungskopfs und dem Abdichtungselement 15 zu liegen kommen könnte, wenn die Tintenpatrone 70 an dem Aufzeichnungskopf befestigt wird. Wenn ein Draht auf diese Weise positioniert wird, könnte die luftdichte Verbindung, die zwischen der Tintenzufuhrnadel und der Tintenpatrone 70 gebildet wird, verringert werden, was ein Verstopfen der Tintenzufuhrnadel zur Folge haben könnte, welches die Zufuhr von Tinte 67 zu dem Aufzeichnungskopf beeinträchtigt. Wenn somit ein Ausfransen des Filters 18 verhindert wird, trägt dies zu einer zuverlässigen Tintenzufuhr bei.
Es wird nun der Schritt des Presspassens des porösen Elements 152 in jede Schaumkammer (160 bis 162) mit Bezugnahme auf Fig. 8 und 9A bis 9C beschrieben. Fig. 8 zeigt eine Einsetzvorrichtung 39 für ein poröses Element gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Fig. 9A bis 9C zeigen ein Verfahren zum Einsetzen des porösen Elements 152 in die Schaumkammer 162. Es versteht sich, dass die übrigen porösen Elemente 150 und 151 auf gleiche Weise in die Schaumkammer 160 bzw. 161 gepresst werden.
Wie in Figur. 8 dargestellt, umfasst die Einsetzvorrichtung 39 für ein poröses Element Zusammenpresselemente 33 und 34, die kammförmig sind, und ein Presselement 35, das zwischen den Zusammenpresselementen 33 und 34 eingesetzt ist. Die Zusammenpresselemente 33 und 34 enthalten Basen 33b, 34b und Zähne 33a, 34a, die von den Basen 33b bzw. 34b nach unten ragen. Die Breite zwischen den Zähnen 33a und 34a in eine horizontale Richtung ist als Doppelpfeil X in Fig. 9A dargestellt. Die Zähne 33a und 34a sind zu einem freien Ende 33c bzw. 34c abgeschrägt. Die Zusammenpresselemente 33 und 34 sind in die X-Richtung durch ein Betätigungsmittel (nicht dargestellt) bewegbar, um die Breite auf X' zu verringern, wie in Fig. 9B dargestellt.
Wie in Fig. 9A dargestellt, wird das poröse Element 152 zwischen den Zusammenpresselementen 33, 34 durch Bewegung der Zusammenpresselemente 33 und 34 zu dem Presselement 35 in die X-Richtung zusammengepresst, bis der Abstand zwischen den äußeren Kanten der Zusammenpresselemente 33 und 34 kleiner als die innere Breite der Schaumkammer 162 ist. Als solches wird das poröse Element 152 auf eine Größe zusammengepresst, die in die Schaumkammer 162 passt.
Zu diesem Zeitpunkt wird die Einsetzvorrichtung 39 für das poröse Element über der Schaumkammer 162 angeordnet, so dass die abgeschrägten Enden 33c und 34c der Zähne 33a und 34a in die Schaumkammer 162 passen, und das Presselement 35 wird durch ein Betätigungsmittel (nicht dargestellt) betätigt, um die Schaumkammer 162 in die Richtung zu bewegen, die als Pfeil Y in Fig. 9C dargestellt ist. Auf diese Weise wird das poröse Element 152, wie in Fig. 9C dargestellt, in die Schaumkammer 162 gepresst. Anschließend wird das Presselement 34 leicht weiter gesenkt, und der Behälterkörper 1 wird von der Einsetzvorrichtung 39 für das poröse Element abtransportiert. Somit wird das poröse Element 152, wie in Fig. 10 dargestellt, das etwas größer als das Volumen der Schaumkammer 162 ausgebildet ist, in einem zusammengepressten Zustand in die Schaumkammer 162 eingesetzt.
Wie in Fig. 11 dargestellt, wird die Abdeckung 11 danach über der Öffnung 1e des Behälterkörpers 1 angeordnet und durch ein Pressmittel bei einem bestimmten Druck in eine Richtung, die durch Pfeil E angezeigt ist, zu dem Behälterkörper 1 gepresst. Ferner werden durch eine Spannvorrichtung 35 Ultraschallvibrationen auf die Abdeckung 11 in derselben Ebene wie die Abdeckung 11 in eine Richtung senkrecht zu der Abdeckung 11, in eine Richtung schräg zu der Abdeckung 11 oder einer Kombination derselben ausgeübt. Somit wird die Öffnung 1e des Behälterkörpers 1 an die Rückseite der Abdeckung 11 reibgeschmolzen (ultraschallgeschweißt).
Mit Bezugnahme auf Fig. 12 wird ein Heizstab 36, der auf eine Temperatur erwärmt ist, die zum Erweichen des Materials des Behälterkörpers 1 und der Abdeckung 11 ausreicht, sobald die Abdeckung 11 an den Behälterkörper geschweißt ist, mit dem Umfang einer Heizplatte oder Spannvorrichtung 38 in Kontakt gebracht, wie in Fig. 15 dargestellt, um sicherzustellen dass die Heizplatte 38 die Dichtung 19 an die Abdeckung 11 schmelzklebt. Vorzugsweise wird heiße Luft von einer Einspritzdüse 37 auf den Behälterkörper 1 geblasen, so dass alle Pressnähte, die durch die Befestigung der Abdeckung 11 an dem Behälterkörper 1 entstehen, entfernt werden.
Nach dem Zusammenbau des Tintenbehälters wird der Behälter auf einer Palette 20 zu einer Tintenfüllstation transportiert. Fig. 13 zeigt eine Tintenfüllvorrichtung 200, die gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung konstruiert ist, die einen Tisch 40 zum Halten der Palette 20 enthält. Der Tisch 40 kann durch einen Antriebsmechanismus (nicht dargestellt) vertikal in die Richtung bewegt werden, die durch einen Doppelpfeil F dargestellt ist. An diesem Punkt in dem Verfahren bleibt der Behälterkörper 1 in seiner aufrechten Position auf der Palette 20 positioniert. Ein Bett 41 mit einer Durchgangsöffnung 41a, die zur Aufnahme des Behälterkörpers 1 geformt ist, ist auf dem erhabenen Abschnitt 24 angeordnet. Eine Einspritzkammer 43 ist in der Durchgangsöffnung 41a durch die Kombination der Palette 20, die eine untere Oberfläche der Kammer 43 bildet, und eines Abdeckelements 42 gebildet, das eine obere Oberfläche der Kammer 43 bildet. Die Einspritzkammer 43 ist mit einer Vakuumpumpe 45 über einen Kanal 44 verbunden, der in dem Bett 41 ausgebildet ist.
In dem Abdeckelement 42 ist eine Durchgangsöffnung 46 ausgebildet, die der Einspritzkammer 43 gegenüber liegt. Ein Kolben 47 wird in die Durchgangsöffnung 46 eingesetzt und ist so konstruiert, dass er die Einspritzkammer 43 in einem luftdichten Zustand hält, während er sich vertikal in eine Richtung bewegt, die durch einen Doppelpfeil G angezeigt ist. Der Kolben 47 enthält eine Einspritznadel 48, die so angeordnet ist, dass sie Tinteneinspritzöffnungen 100, 101, 102 des Behälterkörpers 1, der in die Einspritzkammer 43 eingesetzt ist, gegenüber liegt, sowie einen Kanal 50, der atmosphärischen Verbindungsöffnungen 190, 191, 192 des Behälterkörpers 1 gegenüber liegt und mit einer Luftzufuhrvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist. Die Einspritznadel 48 ist mit einem Abzweigrohr 52 über einen Kanal 49, der im Kolben 47 ausgebildet ist, ein Rohr 51 und ein Anschlagventil 64 verbunden.
Die Tintenfüllvorrichtung 200 enthält auch eine Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53 ein Hohlgarnbündel 54, das vorzugsweise flüssigkeitsdicht an beiden Längsenden mit einem Zylinder 55 verbunden ist, um einen Durchfluss von Fluid zu ermöglichen. Der Zylinder 55 ist mit einer Vakuumpumpe 56 verbunden, so dass ein negativer Druck um den äußeren Umfang des Garnbündels 54 erzeugt wird. Der Zylinder 55 enthält einen Einlass 55a, der mit einem Tintentank 58, der Tinte 67 enthält, über ein Rohr 57 verbunden ist, und einen Auslass 55b, der über ein Anschlagventil 58 mit dem Abzweigungsrohr 52 verbunden ist.
Das Abzweigungsrohr 52 ist auch mit einem Messrohr 60 über ein Rohr 63 verbunden. Das Messrohr 60 enthält einen Zylinder 61 und einen Kolben 62 und ist vorzugsweise mit einem Abzweigungsrohr 52 in der Mitte eines Endes des Zylinders 61 verbunden.
Sobald der Behälterkörper 1 zusammengebaut ist, wird er auf der Palette 20 zu der Tinteneinspritzvorrichtung 200 transportiert und unterhalb der Einspritzkammer 43 angeordnet, wie in Fig. 14A dargestellt ist. Der Tisch 40 wird dann in eine Richtung H angehoben, bis der erhabene Abschnitt 24 der Palette 20 in engen Kontakt mit einer unteren Oberfläche des Bettes 41 kommt, wie in Fig. 14B dargestellt.
Mit Bezugnahme auf Fig. 14C wird der Kolben 47 anschließend gesenkt, so dass ein Spalt zwischen dem Kolben 47 und der Abdeckung 11 des Behälterkörpers 1 entsteht, und der Kolben 47 bildet eine dichte Verbindung mit dem. Abdeckelement 42. Dann wird das Anschlagventil 64 geöffnet, während das Anschlagventil 58 mit der Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 60 in einer geschlossenen Position verbunden bleibt. Die Vakuumpumpe 45, die über den Kanal 44 mit der Einspritzkammer 43 verbunden ist, wird dann betätigt, um den Druck in der Einspritzkammer 43, den Rohren 51 und 63 und dem Messrohr 60 auf einen vorbestimmten Wert zu senken.
Mit Bezugnahme auf Fig. 14D wird das Anschlagventil 64 geschlossen, sobald die Einspritzkammer 43 und die Rohre 51, 60 und 63 auf einen vorbestimmten Druck evakuiert sind. Danach wird das Messrohr 60 mit der Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53 durch Öffnen des Anschlagventils 58 in Fluidverbindung gebracht, und eine vorbestimmte Menge der Tinte 67 wird in das Messrohr 60 gefüllt. In Verbindung mit diesem Vorgang, wie in Fig. 14E dargestellt, wird das Kolbenelement 47 gesenkt, so dass die Abdichtungselemente 65, 66, die an dem unteren Ende des Kolbenelements 47 ausgebildet sind, mit der Tinteneinspritzöffnung 100 bzw. der atmosphärischen Öffnung 190 des Behälterkörpers 1 in elastischen Kontakt gebracht werden. Ferner ist die Einspritznadel 48 mit dem Behälterkörper 1 in Fluidverbindung angeordnet, wenn sie durch die Tinteneinlassöffnung 100 in die Nähe des Bodens des Behälterkörpers 1 eingesetzt wird. Da die Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53 eng mit dem Messrohr 60 verbunden ist, strömt Tinte sofort nach dem Entgasen durch die Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53 in das Messrohr 60.
Wie in Fig. 24E dargestellt, wird danach das Anschlagventil 58 geschlossen, um die Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53 zu isolieren, das Anschlagventil 64 wird geöffnet, und der Kolben 62 des Messrohres 60 wird gepresst, um die vorbestimmte Menge an Tinte 67 über die Tinteneinspritzöffnung 100 in die Schaumkammer 160 abzugeben. Zu diesem Zeitpunkt wird Tinte 67, die vollständig durch die Gas-Flüssigkeitstrenneinheit 53 entgast wurde, in dem porösen Element 150 aufgesaugt. Dadurch löst sich Gas, das in den Poren des porösen Elements 150 eingeschlossen ist, das in dem vorangehenden Drucksenkungsschritt nicht abgegeben wurde, sofort in der Tinte 67 auf. Daher wird Tinte 67 gleichmäßig von dem porösen Element 150 aufgesaugt, ohne eine Bildung von Luftblasen in dem porösen Element 150 zu verursachen. Wenn die Schaumkammer 160 mit Tinte 67 gefüllt ist, sind zumindest in den porösen Elementen 150 keine Luftblasen vorhanden, und da keine Luftblasen über den Kanal 50 eingeleitet werden, ist die Tinte 67, die dem Aufzeichnungskopf über das poröse Element 150 bereitgestellt wird, frei von Blasen, wodurch eine Druckqualität garantiert ist. Danach werden die übrigen Schaumkammern 161, 162 durch einen gleichen Vorgang mit Tinte gefüllt.
Nach Beendigung des Tintenfüllvorganges wird der Kanal 50 zur Umgebungsluft geöffnet, so dass Tinte 67, die an einem oberen Teil des porösen Elements 150 verbleibt, durch den Druckunterschied zwischen dem Druck in dem porösen Element 150 und dem Umgebungsdruck, vollständig in das poröse Element 150 gesaugt wird. Anschließend wird der Tisch 40 gesenkt und die Palette 20 zu der nächsten Montagestation befördert. Die anderen porösen Elemente können auf gleiche Weise mit Tinte gefüllt werden. Die Tinte, die an der Tinteneinspritzöffnung 100 während des Füllvorganges haften bleibt, wird durch Vakuumsaugen oder mit einem Tuch abgewischt. Schließlich wird eine Leitung (nicht dargestellt) mit der Tinteneinspritzöffnung 100 in Kontakt gebracht und eine sehr geringe positive Saugwirkung auf die Leitung ausgeübt, wodurch die Tinte, die an der Rückseite der Abdeckung 11 haftet, abgesaugt wird.
Wie in Fig. 15 dargestellt, wird danach der Behälterkörper 1 in einem Drucksenkungsbehälter 38 aufgenommen und derart geneigt, dass die Ausstoßöffnungen 190, 191, 192 nach oben weisen. Die Dichtung 19 ist so ausgebildet, dass sie zumindest die Ausstoßöffnungen 190, 191, 192, die Tinteneinlassöffnungen 100, 101, 102 und die Rillen 170, 171, 172 bedeckt, und kann vorübergehend durch Wärmeschweißen oder auf andere Weise an der Abdeckung 11 festgeklebt werden. Wenn es vör dem Abdichten der Abdeckung 11 aufgrund eines Temperaturanstiegs zu einem Druckanstieg innerhalb des Behälters kommt, werden die Ausstoßöffnungen 190, 191, 192 sofort in eine höhere Position angehoben und somit wird die ausgedehnte Luft sofort aus den Ausstoßöffnungen 190, 191, 192 abgegeben. Infolgedessen wird ein Auslecken von Tinte aus den Tinteneinlassöffnungen 100, 101, 102 verhindert.
Anschließend wird der Bereich der Dichtung 19, der die Rillen 170, 171, 172 bedeckt, erwärmt, so dass ein Teil der Dichtung 19 an die Oberfläche der Abdeckung 11 geschweißt wird, wodurch Kapillaren gebildet werden. Der Hauptabschnitt der übrigen Dichtung 19 wird an die Abdeckung 11 geklebt, so dass er leicht von der Abdeckung 11 abgezogen werden kann.
Wie in Fig. 16 dargestellt, werden in einer tintengefüllten Tintenpatrone 70 zumindest die Tintenausstoßöffnungen 180, 181, 182 mit einem Puffer 71 in Kontakt gebracht, so dass ein Aufbrechen der Dichtungen 16 verhindert wird. Ferner wird die Zunge 19a der Dichtung. 19 gefaltet, und dann wird die Tintenpatrone 70 in einen Beutel 72 eingeführt, der vorzugsweise aus einem gasisolierenden Film gebildet ist und einen Kranz 72a aufweist. Der Kranz 72a ist nahe der Öffnung des Beutels 72 angeordnet und auf eine gleichmäßige Dicke nach innen gefaltet. Die Öffnung des Beutels 72 wird in einer Vakuumumgebung wärmegeschweißt, wie in Fig. 17A dargestellt. Schließlich wird die verpackt e Tintenpatrone 70 in ein Gehäuse 73 eingesetzt, und ist für den Versand als Produkt fertig (Fig. 17B).
Die vorliegende Erfindung wurde zwar mit Bezugnahme auf die Patrone mit mehrfachen Tintenkammern beschrieben, aber die vorliegende Erfindung kann bei der Herstellung einer Tintenpatrone 75, wie jener, die in Fig. 18 dargestellt ist, angewendet werden, bei welcher Tinte nur in ein poröses · Element 5 gefüllt ist, das in dem Behälterkörper 1 aufgenommen ist.
Ferner kann im Falle einer kleinen Patrone 76 mit einem Körper 1", wie in Fig. 19 dargestellt, nur eine Öffnung 77 in einer Patrone 76 ausgebildet sein, die als Tinteneinlassöffnung und als atmosphärische Verbindungsöffnung dient. In einem solchen Fall, wie in Fig. 20 dargestellt, sind die Tinteneinspritznadel 48 und der Kanal 50, der mit der Ausstoßvorrichtung (nicht dargestellt) verbunden ist, koaxial in Bezug zueinander vorgesehen. Als solches kann die Öffnung 77 sowohl für Tinteneinspritz- als auch Luftausstoßvorgänge verwendet werden.
Wie zuvor beschrieben, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung bereit, umfassend die Schritte: des Positionierens eines im Wesentlichen rechteckigen Behälterkörpers, der eine Öffnung aufweist, auf einer Palette, so dass die Bodenfläche des Behälterkörpers nach oben weist, wobei der Behälterkörper poröse Elemente, die aus elastischem Material gebildet sind, zum Aufsaugen von Tinte, Schaumkammern zur Aufnahme der porösen Elemente, und Tintenausstoßöffnungen enthält, die in der Bodenfläche der Schaumkammern ausgebildet sind; des Einsetzens eines Abdichtungselements in jede der Tintenausstoßöffnungen und des Versiegelns durch Wärmeschweißen des Films an den Tintenausstoßöffnungen; des Wiedereinrichtens des Behälterkörpers auf der Palette durch Umdrehen des Behälterkörpers in seine aufrechte Position; des Befestigens eines Filtermaterials an der Eingangsseite der Tintenausstoßöffnung; des Pressens des zusammengepressten porösen Elements in jeder der Schaumkammern; des Bildens des Behälters durch Befestigen einer Abdeckung an der Öffnung des Behälterkörpers des Einfüllens einer bestimmten Tintenmenge in jede der Schaumkammern, während der Behälter in einer Vakuumumgebung gehalten wird, und des Befestigens einer Dichtung an der Oberfläche der Abdeckung. Dadurch kann die Tintenpatrone effizient hergestellt werden, indem die Tintenpatrone in jedem Schritt des Herstellungsverfahrens auf der Palette transportiert wird.
Es versteht sich auch, dass die folgenden Ansprüche alle hierin beschriebenen, allgemeinen und spezifischen Merkmale der Erfindung und alle Angaben zu dem Umfang der Erfindung, die, aus sprachlicher Sicht, unter diese fallen könnten, enthalten sollen.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer Tintenpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahlaufzeichnungsvorrichtung, umfassend die Schritte:

des Positionierens eines Behälterkörpers mit einer Bodenwand und wenigstens einer Wand, die eine von der Bodenwand beabstandete Öffnung definiert, auf einer Palette, so dass die Bodenwand nach oben, von der Palette weg, weist, wobei der Behälterkörper eine Schaumkammer zur Aufnahme eines porösen Elements, und eine Tintenzufuhröffnung mit einem Einlass, der in der Bodenfläche der Schaumkammer ausgebildet ist, und einen Auslass enthält;

des Einsetzens einer Dichtung in die Tintenzufuhröffnung und dann des Versiegelns des Tintenzufuhröffnungsauslasses;

des Wiedereinrichtens des Behälterkörpers auf der Palette durch Umdrehen des Behälterkörpers, so dass die Öffnung nach oben weist;

des Befestigens eines Filters an dem Tintenzufuhröffnungseinlass;

des Einsetzens eines porösen Elements in die Schaumkammer;

des Verbindens einer Abdeckung mit der Öffnung des Behälterkörpers;

des Einspritzens von Tinte in die Schaumkammer; und

des Versiegelns der Abdeckung.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das poröse Element in die Schaumkammer eingesetzt wird, während es zwischen Kompressionselementen zusammengepresst ist, und in der Schaumkammer in einem zusammengepressten Zustand gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Abdeckung durch Ultraschallschweißen befestigt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei nach dem Verbinden der Abdeckung mit dem Behälterkörper eine Verbindungsfläche des Behälters zur Bildung einer sicheren Verbindung erwärmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Einspritzen von Tinte in die Schaumkammer die Tinte durch ein Messrohr gemessen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei Tinte durch eine Gas- Flüssigkeitstrenneinheit dem Messrohr zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei vor dem Zuleiten der Tinte zu dem Messrohr das in der Tinte enthaltene Gas im Wesentlichen entfernt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Gas im Wesentlichen mit einer Gas-Flüssigkeitstrenneinheit entfernt wird, die ein Garnbündel enthält.

9. Verfahren nach Anspruch 1, wobei Tinte durch eine Tinteneinspritzöffnung in die Schaumkammer eingespritzt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, umfassend den Schritt des Entfernens von Tinte, die neben der Tinteneinspritzöffnung haftet, nachdem Tinte in die Schaumkammer eingespritzt wurde, und des Ausübens eines positiven Drucks auf die Tinteneinspritzöffnung, um Tinte von der inneren Oberfläche der Abdeckung zu entfernen.

11. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Behälter, während die Abdeckung abgedichtet ist, in eine schräge Position gebracht wird, wobei die Tintenauslassöffnung über der Tinteneinspritzöffnung liegt.

12. Verfahren nach Anspruch 1, wobei vor dem Versiegeln der Abdeckung die Tinteneinspritzöffnung durch Wärmeschweißen versiegelt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 1, umfassend die Schritte des In-Kontakt-Bringens eines Puffers mit wenigstens der Tintenzufuhröffnung nach dem Versiegeln der Abdeckung; des Einsetzens des Behälters in einen Beutel mit einer Öffnung und einem Kranz; des Formens des Kranzes zu einer gleichförmigen Dicke; und des Versiegelns der Öffnung des Beutels in einer Vakuumumgebung.