DE69834094T2

DE69834094T2 - Flüssigkeitsversorgungsverfahren, Vorrichtung und Tintenstrahlpatrone verwendbar mit einer solchen Vorrichtung

Info

Publication number: DE69834094T2
Application number: DE69834094T
Authority: DE
Inventors: Hidehisa Ohta-ku Matsumoto; Shozo Ohta-ku Hattori; Hiroyuki Ohta-ku Ishinaga; Hirofumi Ohta-ku Okuhara; Tomoyuki Ohta-ku Kaneda
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1997-12-25
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: JP3880232B2; EP0925935A2; DE69834094D1; AU9822298A; CA2256976C; EP0925935A3; ATE322386T1; AU724586B2; US6345888B1; EP0925935B1; CA2256976A1; KR100657446B1; SG81256A1; JPH11240172A; SG115369A1; TW442402B; KR19990063468A

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND BEMERKUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 4, das einen Unterdruck zum Bereitstellen einer Flüssigkeit an einem Außenbereich verwendet, und mehr im Besonderen ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren, das mit einem Flüssigkeitsausstoß-Aufzeichnungsgerät verwendbar ist, welches Drucken auf Aufzeichnungsmaterial unter Verwendung eines Aufzeichnungskopfes bewirkt, dem die Flüssigkeit zugeführt wird, ein Flüssigkeitsversorgungssystem, einen Austauschflüssigkeitsaufnahmebehälter und eine mit einem solchen System verwendbare Kopfpatrone.
Konventionell ist ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren, das Unterdruck zur Bereitstellung von Flüssigkeit nach Außen verwendet, aus einem Bereich der Tintenstrahlaufzeichnungsgeräte bekannt, wobei z.B. ein Tintenbehälter die Zuführung von Flüssigkeit zu einem Tintenstrahlkopf mit einem Unterdruck erlaubt und wobei der Tintenbehälter im Verbund mit dem Aufzeichnungskopf (Tintenstrahlpatrone) hergestellt ist. Die Tintenstrahlpatrone ist dabei zu unterteilen in einen Typ, bei dem der Aufzeichnungskopf und der Tintenbehälter (Tintenaufnahmeabschnitt) normalerweise im Verbund hergestellt sind, und einen Typ bei dem das Aufzeichnungsmittel und der Tintenaufnahmeabschnitt getrennt sind, wobei beide in Bezug auf das Aufzeichnungsmittel abtrennbar sind und verbunden sind, wenn ihre Anwendung erfolgt.
Bei einem solchen Flüssigkeitsversorgungssystem ist es der einfachste Weg, zur Herstellung des Unterdrucks die Kapillarkraft eines porösen Materials zu verwenden.
Der Tintenbehälter dieses Typs ist mit einem porösen Material, wie etwa einem Schwamm, ausgerüstet, der vorzugsweise unter Druck angeordnet ist und den gesamten Innenraum des Behälters ausfüllt, ebenso ist ein Luftventil angeordnet, um eine gleichmäßige Tintenzuführung bei der Einleitung von Luft, während des Druckens zu ermöglichen. Diese Type schließt dabei jedoch ein Problem ein, daß die Aufnahmefähigkeit von Tinte je Druckspannungseinheit niedrig ist, da das poröse Element für das Zurückhalten der Tinte verwendet ist. Das Dokument EP 058 0433 , als allgemeiner Stand der Technik, das dem Anmelder dieser Patentanmeldung zugeordnet ist, beschreibt einen Tintenbehälter einschließlich einer Aufnahmekammer für Unterdruck erzeugendes Material, sowie eine Tintenaufnahmekammer (Speicher) und dazwischen ein Strömungsverbindungsteil, wobei die Tintenaufnahmekammer im wesentlichen hermetisch abgeschlossen ist, und die Aufnahmekammer für das Unterdruck erzeugende Material zur Umgebung offen ist. Das Patent EP 058 1531 beschreibt ebenfalls einen Strukturaufbau, bei dem die vorgenannte Anordnung austauschbar ist.
Ein solcher Tintenbehälter ist in dem Sinne vorteilhaft, daß er mit dem Ausstoß der Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang) das Eintreten von Luft in die Tintenaufnahmekammer zuläßt, so daß Tinte mit einem im Wesentlichen konstanten Unterdruck während des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs nach außen befördert werden kann.
Das Dokument EP 073 8605 , das dem Anmelder dieser Patentanmeldung zugeordnet wird, beschreibt einen Flüssigkeitsaufnahmebehälter, einschließlich eines Gehäuses, das eine im Wesentlichen prismatische Form hat, sowie einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt, der eine äußere Form, ähnlich oder gleich der inneren Ausformung des Gehäuses hat, und durch das Ausstoßen der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verformbar ist, und bei jeder der prismatisch gestalteten Seiten, ist die Dicke an den Kantenabschnitten der Seite kleiner, als deren mittlerer Abschnitt. Der Flüssigkeitsversorgungsabschnitt in der Flüssigkeitsaufnahmekammer verformt sich oder zieht sich mit dem Ausstoß der Flüssigkeit (ohne Luft-Flüssigkeitsaustausch) zusammen, so daß Flüssigkeit mit einem Unterdruck zugeführt ist. Dieser Behälter ist in dem Sinn vorteilhaft, das die Anordnung des Tintenbehälters nicht wie bei einem konventionellen Tintenaufnahmehohlraum begrenzt ist. Zusätzlich ist die Tintenaufnahmefähigkeit hoch, da die Tinte direkt zurückgehalten ist (im Wesentlichen ohne Anwendung von porösem Material).
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der Tintenbehälter von dem Typ der eine Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und die Tintenaufnahmekammer aufweist, hat einen feststehenden Aufnahmeraum. Um die Tinte von da heraus in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer auszustoßen, ist ein Luft-Flüssigkeitsaustausch verwendet, wodurch die Luft in die Tintenaufnahmekammer eingeführt ist. Deshalb ist, wenn die Tinte in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer abgegeben ist, die dementsprechende Menge Luft eingeführt, so daß die Tintenaufnahmekammer Luft und Tinte enthält.
Die Luft kann sich infolge Veränderung der Umgebungsbedingungen (Temperaturabweichung während 24 Stunden) mit dem Er gebnis ausdehnen, daß Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ausgestoßen ist. Deshalb muß in dem Unterdruckerzeugungselement oder -material ein Pufferraum angeordnet sein, unter Beachtung eines praktisch maximalen von der Ausdehnung bestimmten Volumens, sowie der dementsprechend unter verschiedenen Bedingungen bewegten Tintenmenge. In dem konventionellen Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang ist der Tintenausstoß von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer wechselseitig direkt mit der Einführung der Luft durch den Verbindungsabschnitt verbunden, so daß, wenn eine große Tintenmenge von der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer in einer relativ kurzen Zeitperiode nach außen ausgestoßen ist, es unwahrscheinlich ist, daß die Zuführung der Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer mit dem Luft-Flüssigkeitsaustausch, dem plötzlichen Tintenverbrauch folgt.
Dementsprechend ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren bereitzustellen, daß ein Flüssigkeitszuführsystem und eine Tintenstrahlpatrone aufweist, bei dem die Tinte in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der Tintenaufnahmekammer (Speicher) aufgenommen ist, worin das für die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer erforderliche Volumen des Pufferraums reduziert ist, d.h. eben im Hinblick auf die verschiedenen Bedingungen reduziert ist, so daß die Tintenzuführung während des Verbrauchs der Tinte in der Tintenaufnahmekammer bei einem konstanten Unterdruck ausgeführt ist, wobei eine große Ausdehnung der durch den Luft-Flüssigkeitsaustausch eingeführten Luft zugelassen ist. Dieses Ziel ist dabei erreicht durch ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist, oder ein Flüssigkeitsversorgungssystem das die Merkmale des Anspruchs 4 aufweist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist dabei ein Flüssigkeitsversorgungssystem bereitgestellt, bei dem die Tintenaufnahmekammer (Flüssigkeitsaufnahmekammer) austauschbar ist. Die Erfinder haben dabei im Detail die Tintenaufnahmekammer untersucht, welche die Luft in einem Tintenbehälter aufnimmt, der eine Unterdruckerzeugungsmaterialkammer aufweist, sowie die Tintenaufnahmekammer und die dazwischen befindliche Verbindungsöffnung. Dabei ist erkennbar, daß die Zuführung der Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer in direkter Wechselbeziehung mit der Einführung der Luft erfolgt.
Die Ausdehnung der Luft in der Tintenaufnahmekammer ist nicht vermeidbar, aber die Erfinder haben das berücksichtigt und eine Ausdehnung der Luft in der Tintenaufnahmekammer ermöglicht. Gemäß dem beanspruchten Verfahren verformt sich der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt, während ein Gleichgewicht des Unterdrucks mit dem Unterdruckerzeugungselement aufrechtgehalten ist. Deshalb stellt eben, wenn sich die Luft im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt durch veränderte Umgebungsbedingungen ausdehnt, der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt seine Form auch nach einer plötzlichen Änderung wieder her, so daß der Einfluß der Änderung reduziert ist. Wenn die Änderung nicht plötzlich erfolgt, ist der Einfluß der Ausdehnung durch das Unterdruckerzeugungselement und den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt reduziert, wobei letztendlich das Gleichgewicht mit der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer aufrechtgehalten ist. Deshalb ist die Druckspannung des Pufferraums in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer eben im Hinblick auf verschiedene Anwendungsbedingungen reduziert.
In dem zweiten Flüssigkeitsversorgungsverfahren ist die Luft in den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt eingeführt, so daß die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt im wesent lichen verbraucht ist, ohne eine nutzlos verbliebene Restmenge von Tinte, wobei die Unterdruckdifferenz zwischen dem Zeitpunkt zum Beginn des Flüssigkeitsausstoßes aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt und dem Zeitpunkt am Ende davon kleiner sein kann als der, wenn der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt allein als ein Unterdruckerzeugungsbehälter verwendet ist. Im Vergleich mit einem konventionellen Typ eines Tintenbehälters der aufweist: die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, die Tintenaufnahmekammer, und die dazwischen liegende Verbindungsöffnung, ist die Zulässigkeit der Luftausdehnung größer. Wenn also in einem relativ kurzen Zeitabschnitt eine große Luftmenge verbraucht ist, erfolgt die Zuführung der Flüssigkeit vom Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zur Unterdruckerzeugungsmaterialkammer gleichmäßig, da der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verformbar ist. Dadurch ist die Tintenzuführung, wenn die Tinte im Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verbraucht ist, stabilisiert.
Gemäß dem beanspruchten System, kann die Flüssigkeit, wenn der Aufnahmebehälter für das Unterdruckerzeugungsmaterial die Flüssigkeit eben nicht in direkter Nähe zu dem Verbindungsabschnitt mit dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter beinhaltet, von dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter unter Nutzung der Kapillarkraft der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer nach der Anordnung des Flüssigkeitsaufnahmebehälters an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, in das Unterdruckerzeugungselement bewegt werden, so daß die Flüssigkeit in dem Austauschflüssigkeitsaufnahmebehälter durch die einfache Anbringung ganz sicher genutzt werden kann, ungeachtet des Flüssigkeitsrückhaltezustandes des an den Verbindungsabschnitt angrenzenden Unterdruckerzeugungselements. Damit ist ein praktisches Flüssigkeitsversorgungssystem mit einer beständigen Flüssigkeitszufuhr bereitgestellt.
Durch die Bewegung eines Teils der in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt enthaltenen Flüssigkeit nach der Anbringung in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, ist der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verformt, wodurch der Einfluß der Luftausdehnung in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt infolge der veränderten Umgebungsbedingungen reduziert ist. Die vorliegende Erfindung stellt dabei einen Tintenbehälter und eine Tintenstrahlpatrone bereit, die mit dem Flüssigkeitsversorgungsverfahren und dem Flüssigkeitsversorgungssystem verwendbar sind. Vorteilhafte weitere Entwicklungen sind in den Unteransprüchen weiter definiert.
Die Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen in Verbindung mit den angefügten Zeichnungen mehr detailliert verständlich dargestellt.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine schematische Darstellung eines Tintenbehälters, der mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendbar ist, wobei (a) eine Perspektivansicht davon ist, und (b) eine Schnittansicht davon ist.
2 ist eine schematische Darstellung einer Tintenaufnahmekammer und einer Aufnahmekammer für ein Unterdruckerzeugungsmaterial, wenn diese verbunden sind.
3 ist eine schematische Darstellung zum Aufzeigen eines ersten Tintenversorgungsschnittes in dem Tintenbehälter der in 1 gezeigt ist.
4 ist eine schematische Darstellung zum Aufzeigen eines zweiten Tintenzuführschrittes (Luft- Flüssigkeitsaustauschschritt) in den Tintenbehälter der in 1 gezeigt ist.
5 ist eine schematische Darstellung zum Aufzeigen einer Veränderung in dem Behälter, der in 1 gezeigt ist, wenn die Flüssigkeit nach dem zweiten Tintenzuführschritt ausgestoßen ist.
6 ist eine Darstellung zum Aufzeigen einer Beziehung zwischen der Tintenausstoßmenge und dem statischen Unterdruck bei einer Tintenzuführung in den Tintenbehälter der in 1 gezeigt ist.
7, (a) ist eine detaillierte Darstellung eines Unterdruckkurvenverlaufs der in 6 dargestellten Beziehung; (b) zeigt eine Änderung der Tintenausstoßmenge von einem Tintenaufnahmeabschnitt und eine Menge an zugeführter Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt zu der Zeit, wenn die Luft kontinuierlich ausgestoßen ist.
8 ist eine Detaildarstellung eines A Bereiches, wie in 7 gezeigt.
9 ist eine Darstellung der Funktion eines Tintenbehälters bezogen auf den A Bereich, der in 7 gezeigt ist.
10 ist eine Detaildarstellung des B Bereiches, wie in 7 gezeigt.
11 ist eine Darstellung der Funktion eines Flüssigkeitsbehälters bezogen auf den B Bereich, der in 7 gezeigt ist.
12 zeigt die Funktion einer Tintenaufnahmekammer während des Austausches.
13 ist eine Darstellung eines Mechanismus der dauerhaften Flüssigkeitszurückhaltung, wenn eine Umgebungsbedingung in dem in 1 gezeigten Tintenbehälter verändert ist.
14 ist eine Darstellung einer Tintenmenge, die ausgestoßen ist, wenn der Druck in dem Tintenbehälter der in 1 gezeigt ist, reduziert ist, wobei (a) eine Darstellung ist, die eine Beziehung zwischen einem Volumen eines ursprünglichen Raumes der Tintenaufnahmekammer vor der Druckreduzierung und einer Tintenmenge die nach der Druckreduzierung austritt, aufzeigt; und (b) zeigt eine ausgestoßenen Tintenmenge aus dem Tintenaufnahmeabschnitt und eine Änderung des Volumens des Tintenaufnahmeabschnitts über der Zeit, wenn der umgebende Druck des Behälters vom umgebenden Druck zum atmosphärischen Druck P(atm) geändert ist. (0 < P < 1) (Druckreduktionszustand).
15 ist eine schematische Darstellung eines Tintenbehälters, der mit dem Flüssigkeitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung gemäß einer zweiten Ausführung anwendbar ist, wobei (a) eine perspektivische Ansicht davon ist; und (b) eine Schnittansicht davon ist.
16 ist eine schematische Darstellung eines Tintenbehälters, der mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß einer dritten Ausführungsform anwendbar ist.
17 ist eine schematische Darstellung eines modifizierten Beispiels eines Tintenbehälters, der mit einem Flüssig keitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
18 ist eine schematische Darstellung für das Zusammendrücken des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts.
19 ist eine schematische Schnittansicht eines modifizierten Beispiels eines Tintenbehälters, der mit dem Flüssigkeitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
20 ist eine schematische Schnittansicht eines modifizierten Beispiels eines Tintenbehälters, der mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
21 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, das mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung anwendbar ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Beschreibung der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung erfolgt unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen. Dabei ist Tinte in den nachfolgenden Beschreibungen als ein Beispiel für Flüssigkeit angenommen, die mit dem Flüssigkeitsversorgungsverfahren und dem Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Tinte beschränkt, sondern ist z.B. mit einer Verarbeitungsflüssigkeit, die auf einem Aufzeichnungsmaterial im Tintenstrahlaufzeichnungsgebiet eingesetzt wird, anwendbar.
(Erste Ausführungsform)
1 ist eine schematische Darstellung eines Tintenbehälters, der mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wobei (a) eine Perspektivansicht davon ist und (b) ist eine Schnittansicht davon.
Der Tintenbehälter 1 weist auf; eine Aufnahmekammer für das Unterdruckerzeugungsmaterial 10; und eine Tintenaufnahmekammer 50 die von der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer 10 abtrennbar ist, durch eine Verbindungsröhre (Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal) 14. Die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer 10 weist dabei auf; ein Gehäuseelement 11 in dem eine Tintenzuführöffnung angeordnet ist, für die Zuführung der Tinte (oder Verarbeitungsflüssigkeit oder dgl.) in einen Außenbereich, so etwa an einen Aufzeichnungskopf 60 zur Bewirkung der Aufzeichnung mittels des Ausstoßen der Flüssigkeit durch einen Ausstoßauslaß 61; ein Unterdruckerzeugungselement oder -material 13 das darin aufgenommen ist, wobei das Element oder das Material etwa aus Polyurethanschaum hergestellt ist; und eine Verbindungsröhre (Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal) 14, die mit dem Unterdruckerzeugungselement in Kontakt steht, zur Einführung der Flüssigkeit von der zweiten Kammer.
Das Gehäuse 11 weist auf; eine Umgebungsluftzuführvertiefung 17 auf einer Innenseite der Verbindungsröhre auf, zur Förderung des Luft-Flüssigkeitsaustausches, welches hierin nachfolgend beschrieben ist; ein Luftventil 15 für die Strömungsverbindung zwischen der Umgebungsluft und dem darin untergebrachten Unterdruckerzeugungselement; und einen Pufferabschnitt 16 der dort in Form von Rippen angeordnet ist, die aus der inneren Oberfläche des Gehäuses hervorstehen die an das Luftventil 15 angrenzt.
Bei dieser Ausführungsform steht der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 mit dem Unterdruckerzeugungselement 13 in Verbindung und das Ende davon ist mit der Luftzuführvertiefung 17 in Verbindung, so daß ein gleichmäßiger Flüssigkeitszuführvorgang, der hierin nachfolgend beschrieben ist, erreicht ist.
Andererseits weist die Tintenaufnahmekammer 50 auf; ein Gehäuseelement (äußere Wand) 51, die eine Kammer ausformt, und einen Tintenaufnahmeabschnitt 53, der durch eine Wand (innere Wand) 54 ausgebildet ist, die dabei eine innere Oberfläche aufweist, die ähnlich oder gleich der inneren Oberfläche des Gehäuseelements ist, zur Aufnahme der Tinte darin; einen Tintenausstoßauslaß 52 der mit dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 der Aufnahmekammer für das Unterdruckerzeugungsmaterial in Verbindung steht, zum Ausstoß der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt 53 in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer. In dieser Ausführungsform ist ein nicht gezeigtes Dichtungselement wie etwa ein O-Ring an einem Verbindungsabschnitt zwischen dem Tintenausstoßauslaß 52 und dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 angeordnet, wodurch Tintenauslauf und die Einführung der Umgebungsluft durch den Verbindungsabschnitt verhindert ist. Das Dichtungselement ist dann zufriedenstellend, wenn es an einer der Tintenaufnahmekammern und an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer angeordnet ist, oder es kann an jeder von ihnen angeordnet sein, um die Dichtungseigenschaft zu verbessern. Dabei kann es auch unabhängig von der Tintenaufnahmekammer und der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer angeordnet sein, und es kann bei Notwendigkeit mit deren Verbindungsabschnitten in Verbindung stehen. Die innere Wand 54 weist eine Flexibilität auf, wobei der Tintenaufnahmeabschnitt 53 beim Ausstoßen der darin aufgenommenen Tinte verformbar ist. Die innere Wand 54 weist einen geschweißten Abschnitt (Abreißab schnitt) 56 auf, wobei sich die innere Wand an der äußeren Wand über direkte Verbindung dazwischen an dem geschweißten Abschnitt anlegt. In der äußeren Wand ist dabei eine Verbindungsöffnung 55 zur Umgebungsluft angeordnet, um die Zuführung der Umgebungsluft zwischen die innere Wand und die äußere Wand zu ermöglichen.
In 1 und in den zugeordneten Querschnittsfiguren zeigt der schraffierte Abschnitt den Bereich des Unterdruckerzeugungselements an, das die Tinte zurückhält. Der kreuzweise schraffierte Abschnitt zeigt die Tinte, die in dem Raum enthalten ist, wie etwa den Tintenaufnahmeabschnitt, die Tintenzuführöffnung und den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal. Die Tintenaufnahmekammer dieser Ausführungsform ist durch sechs glatte Oberflächen gekennzeichnet, die im Wesentlichen ein rechteckiges quaderförmiges Gebilde ausformen, an welchem ein zylindrischer Tintenausstoßauslaß 52 in Gestalt einer gekrümmten Oberfläche angeordnet ist, wobei die größte Seitenfläche des rechteckigen quaderförmigen Gebildes indirekt in 1 gezeigt ist. Die Dicke der inneren Wandoberfläche 53 ist in dem Bereich der Scheitelabschnitte, die im Weiteren als Eckenabschnitte (einschließlich der mit einem kleinen Kurvenradius abgerundeten Kante) bezeichnet sind, dünner als im mittleren Bereich der Seiten des rechteckigen quaderförmigen Gebildes, wobei die Dicke allmählich vom mittleren Bereich jeder Seite zu den Eckenabschnitten abnimmt, wobei die innere Ausformung des Tintenaufnahmeabschnitts dabei konvex ist. Die Richtung ist dabei die gleiche wie die Richtung der Verformung der Seiten, so daß die Verformung unterstützt ist, wozu eine Erklärung im Nachgang hierin erfolgt.
Jeder der Eckenabschnitte der inneren Wand ist durch drei Seiten ausgeformt, so daß die Festigkeit der gesamten Ecken abschnitte der inneren Wand größer ist, als die der mittleren Bereiche. Von der Ausdehnung der Seiten her gesehen sind, da die Dicke der Eckenabschnitte kleiner ist, als die des mittleren Bereiches, Bewegungen der Seiten möglich. Dabei ist es wünschenswert, daß die Abschnitte, welche die Eckenabschnitte ausformen im Wesentlichen die gleiche Dicke aufweisen. In 1 ist relativ schematisch ein Raum zwischen der äußeren Wand 51 der Tintenaufnahmekammer und deren innerer Wand 52 dargestellt, diese können jedoch miteinander in Kontakt stehen oder voneinander beabstandet sein, wenn sie abtrennbar sind. Die Tintenaufnahmekammer des Tintenbehälters kann dabei in Bezug auf die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer eine austauschbare Formgestalt aufweisen.
Unter Bezugnahme auf die 2 erfolgt die Beschreibung der Zustände der betreffenden Kammern, für den Fall, daß die Tintenaufnahmekammer mit der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer verbunden ist.
2 zeigt dabei ein Beispiel von Änderungen bei jeder der Kammern bei einem Verbindungsvorgang zwischen der Tintenaufnahmekammer und der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer des in 1 gezeigten Tintenbehälters; der Index 1 zeigt dabei an, daß die Figur eine Schnittansicht in der gleichen Richtung ist, wie die in 1(b); und der Index 2 zeigt an, daß die Figur eine Schnittansicht (A-A) der in 1(b) gezeigten Flüssigkeitsaufnahmekammer ist.
Die 2 (a1), (a2) zeigen die Zustände der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der Tintenaufnahmekammer, vor der Verbindung zwischen ihnen. An dem Tintenausstoßauslaß 52 der Flüssigkeitsaufnahmekammer ist ein Dichtungselement 57 (z.B. ein Film) angeordnet, um ein Ausstoßen der Tinte, die in dem Tintenaufnahmeabschnitt aufgenommen ist zu verhindern, so daß der Tintenaufnahmeabschnitt der Flüssigkeitsaufnahmekammer gegen die Atmosphäre abgedichtet, verbleibt. Die innere Wand 54, die den Tintenaufnahmeabschnitt ausformt, ist so gestaltet, daß sie sich an der inneren Oberflächenform des Gehäuses (äußere Wand) 51 entlang erstreckt, so daß der Eckenabschnitt der inneren Wand sich nahe an dem Eckenabschnitt der äußeren Wand befindet. Dieser Zustand ist hier als Ausgangszustand bezeichnet. Der Tintenaufnahmeabschnitt kann dabei eine Tintenmenge enthalten, die geringfügig kleiner ist, als die größtmögliche Aufnahmekapazität, weil dadurch die Tinte mit größerer Sicherheit daran gehindert ist, infolge der Temperaturänderung und/oder der Druckänderung auszufließen, wenn das Dichtungselement nicht geschlossen ist. Im Hinblick auf die Veränderung der Umgebungsbedingung ist die Menge der Luft, die in dem Tintenaufnahmeabschnitt, vor der Verbindung mit der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer aufgenommen ist, wünschenswerter Weise sehr klein. Um die Menge der in dem Tintenaufnahmeabschnitt aufgenommenen Luft zu verringern, kann ein Flüssigkeitsausstoßverfahren genutzt werden, das in der japanischen Offenlegungspatentschrift Nr.: HEI-10-175311 veröffentlicht ist.
Andererseits ist in 2 (a1) gezeigt, daß das Unterdruckerzeugungselement der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer in einen Teil die Tinte zurückhält. 2 (a1) zeigt dabei, das die Grenzfläche der im Unterdruckerzeugungselement aufgenommenen Tinte in diesem Fall niedriger ist, als die Luftzuführvertiefung, so daß die Luftzuführvertiefung durch das Unterdruckerzeugungselement mit der Umgebungsluft in Strömungsverbindung steht.
Dabei ist hier festzustellen, daß die Menge der in dem Unterdruckerzeugungselement aufgenommenen Tinte von der Tintenmenge abhängt, die das Unterdruckerzeugungselement ent hält, wenn die Tintenaufnahmekammer ausgetauscht ist, die Beschreibung dazu erfolgt hierin nachfolgend, d.h. dabei kann die Tintenmenge leicht unterschiedlich sein, wobei es nicht auszuschließen ist, daß die Tinte in gleichem Zustand zurückgehalten ist, wie in der Figur dargestellt. Die Luftzuführvertiefung und der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal sind nicht notwendigerweise mit der Flüssigkeit gefüllt, sondern können Luft enthalten, wie in 2 (a1) gezeigt. Wie in den 2 (b1) und 2 (b2) gezeigt, ist die Tintenaufnahmekammer an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer angebracht. Zu dieser Zeit bewegt sich die Tinte, wie durch einen Pfeil in 2 (b1) gezeigt, bis der Druck in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der in der Tintenaufnahmekammer beide gleich sind, und wie in den 2 (c1) und 2 (c2) gezeigt, der Gleichgewichtszustand mit dem Druck an der Tintenzuführöffnung 12 als Unterdruck hergestellt ist. Dieser Zustand ist als „Zustand am Beginn der Anwendung" bezeichnet. Die detaillierte Beschreibung erfolgt wie zu der Tintenbewegung bis der Gleichgewichtszustand erreicht ist. Dabei ist, wie in 2 (b1) gezeigt, wenn der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer in die Tintenausstoßöffnung der Tintenaufnahmekammer eingebracht ist, das Dichtungselement 57 unverschlossen. Der Verbindungsabschnitt ist dabei in dieser Zeit durch das vorgenannte Dichtungselement abgedichtet, so daß keine Tinte durch den Verbindungsabschnitt austreten kann oder die Umgebungsluft direkt durch den Verbindungsabschnitt in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer eingeführt ist, und damit befindet sich der Tintenaufnahmeabschnitt in einem im Wesentlichen hermetisch abgedichteten Zustand, mit Ausnahme des Luft-Flüssigkeitsaustauschkanals 14. Dadurch strömt die Tinte vom Tintenaufnahmeabschnitt 53 in den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14, wobei eine Tintenbahn zwischen der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und dem Unterdruckerzeu gungselement eingerichtet ist. Wenn die Tintenbahn eingerichtet ist, beginnt die Tintenbewegung von dem Tintenaufnahmeabschnitt in das Unterdruckerzeugungselement durch die Kapillarkraft des Unterdruckerzeugungselements, wie in 2 (b1) gezeigt, wodurch die Grenzfläche (Flüssigkeitsniveau) des Unterdruckerzeugungselements ansteigt. Die innere Wand 54 tendiert dabei dazu sich von dem mittleren Abschnitt der größten Seiten (größte Seitenflächen) in eine Richtung der Abnahme des Volumens des Tintenaufnahmeabschnitts 53 zu verformen. Hierbei wirkt die äußere Wand 51 verzögernd auf die Verlagerung der Eckenabschnitte der inneren Wand 54, weshalb die Kraft, die am Tintenaufnahmeabschnitt ankommt, dem Tintenverbrauch und der Rückstellkraft zum Ausgangszustand ( 2 (a1), (a2)) entspricht, so daß Unterdruck übereinstimmend mit dem Grad der Verformung erzeugt ist, ohne plötzliche Änderung. Der Raum zwischen der inneren Wand und der äußeren Wand steht mit der Umgebungsluft durch die Umgebungsluftverbindungsöffnung 55 in Strömungsverbindung, so daß Luft entsprechend der Verformung zwischen die innere Wand 54 und die äußere Wand 51 eingeführt ist.
Wenn also Luft in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 wie 2 (a1) zeigt vorhanden ist, kommt die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts in Kontakt mit dem Unterdruckerzeugungselement, wodurch eine Tintenbahn erzeugt ist, was zu einer Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts durch den Ausstoß der Tinte führt, so daß Luft leicht in den Tintenaufnahmeabschnitt 53 eintreten kann.
Bezüglich der Einführung der Tinte in die Luftzuführvertiefung ist bei dieser Ausführungsform zutreffend, daß die Tinte da hinein eingeführt ist, wenn die Kapillarkraft der Luftzuführvertiefung größer ist, als der durch den Tintenaufnahmeabschnitt erzeugte Unterdruck. Nach dem Beginn der Tintenbewegung ist die Tinte in das Unterdruckerzeugungselement eingeführt, wobei es wie in 2 (c1) gezeigt, bis zum oberen Endabschnitt der Luftzuführvertiefung mit Tinte gefüllt ist, so daß die Strömungsverbindung der Luftzuführvertiefung mit der Umgebungsluft verschlossen ist. Danach erfolgt die Aufnahme und das Ausstoßen von Tinte und Luft durch die Tintenaufnahmekammer nur durch die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, so daß Tinte sich weiterhin durch den statischen Unterdruck im Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal der Tintenaufnahmekammer und dem statischen Unterdruck im Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer bewegt.
Bei dem in 2 (c1) gezeigten Zustand ist der Unterdruck in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, wenn die Verbindung der Luftzuführvertiefung mit Umgebungsluft geschlossen ist, größer als der Unterdruck in der Tintenaufnahmekammer, wodurch eine weitere Tintenbewegung von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer eintritt, bis der Unterdruck beider gleich geworden ist, wodurch die Menge der im Unterdruckerzeugungselement in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer zurückgehaltenen Tinte ansteigt.
Wie vorausgehend beschrieben, erfolgt die Bewegung der Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, wenn die Tintenaufnahmekammer und die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer verbunden sind, ohne die Zuführung von Luft durch das Unterdruckerzeugungselement in die Tintenaufnahmekammer.
Der statische Unterdruck in den jeweiligen Kammern ist im Gleichgewichtszustand entsprechend so ausgewählt, daß Tinte nicht aus einem an der Tintenzuführöffnung angebrachten Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerät (nicht gezeigt), wie etwa ein Aufzeichnungskopf ausfließt; abhängig von der Beschaffenheit des Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerätes (6a), das durch jemand der mit der Technik vertraut ist angebracht ist. Die untere Grenze der in dem Tintenaufnahmeabschnitt bewegten Tintenmenge ist die Tintenmenge die anfällt, wenn die Tintenzuführung in das Unterdruckerzeugungselement bis an das obere Grenzniveau der Luftzuführvertiefung erfolgt (Luft-Flüssigkeitsgrenzebene des Unterdruckerzeugungselements, deren Beschreibung hierin nachfolgend erfolgt) wobei die obere Grenze die Menge ist, bis zur kompletten Füllung des Unterdruckerzeugungselements mit Tinte ist. Die Tintenmenge, die sich unter Bezug auf die obere Grenze und die untere Grenze der Tintemengen zu dem Unterdruckerzeugungselement bewegt, variiert in Anbetracht der in dem Unterdruckerzeugungselement vor der Verbindung zurückgehaltenen Tinte. Dadurch kann das Material und die Dicke des Tintenaufnahmeabschnitts auf der Grundlage des Unterdruckniveaus a im Gleichgewichtszustand, in geeigneter Weise für das Unterdruckerzeugungselement ausgewählt werden. Da die vor der Verbindung in dem Unterdruckerzeugungselement zurückgehaltene Tintenmenge nicht konstant ist, kann ein Teil des Unterdruckerzeugungselements unversorgt mit Tinte bleiben, obwohl der Gleichgewichtszustand erreicht ist, wie in den 2 (c1) und 2 (c2) gezeigt. Ein solcher Teil kann als ein Pufferbereich zusammen mit dem Pufferabschnitt genutzt werden, wenn die Temperatur und/oder der Druck variiert, siehe nachfolgende Beschreibung.
Wenn andererseits jedoch eine Neigung dazu besteht, daß der Druck an der Tintenzuführöffnung beim Erreichen des Gleichgewichtszustandes infolge der Mengenabweichung positiv ist, so ist die Sogwiederherstellung durch ein Sogwiederherstellungselement ausgeführt, das nachfolgend beschrieben ist und welches im Hauptgehäuse des Flüssigkeitsausstoßaufzeich nungsgerätes angeordnet ist und dabei zum Ausstoßen einer geringen Tintenmenge genutzt ist.
Die Einrichtung der Tintenbahn zu dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal nach dem Verbindungsvorgang kann durch die Nutzung eines mechanischen Impulses erfolgen, der zum Zeitpunkt des Verbindungsvorgangs gegeben ist. So kann z.B. der Tintenaufnahmeabschnitt durch das Zusammendrücken des Gehäuses des Tintenaufnahmeabschnitts gedrückt sein, wie in 18 gezeigt. Alternativ dazu kann der Tintenaufnahmeabschnitt unter einem leichten Unterdruckzustand angeordnet sein und durch den Tintenaufnahmeabschnitt, der nach der Verbindung durch die Luftzuführvertiefung in Strömungsverbindung mit der Umgebungsluft steht, ist die Luft zu dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal dazu angeregt, sich in den Tintenaufnahmeabschnitt zu bewegen, unter Nutzung der Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts infolge der Variation des Druckes. Durch eine solche Nutzung des Impulses kann sich ein Teil der Luft von dem Kanal in die Tintenaufnahmekammer bewegen, abhängig von der Struktur des Luft-Flüssigkeitsaustauschkanals und/oder des Vorhandenseins oder Nichtvorhandenseins von Luft in dem Kanal vor der Verbindung, wobei eine leichte Bewegung der Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt zulässig ist.
Unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 erfolgt die Beschreibung am Beispiel von Zuständen des Tintenbehälters, wenn die Flüssigkeit durch den mit dem Tintenbehälter verbundenen Aufzeichnungskopf im Anfangsstadium der Anwendung verwendet ist, wie in den 2, (c1), (c2) gezeigt. Die 3 bis 5 zeigen ein Beispiel der Veränderungen der Tintenaufnahmekammer und der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer durch den Verbrauch der Flüssigkeit des Tintenbehälters in der Reihenfolge der 3, (a)-(c), 4, (a)- (c) und 5, (a)-(c), wobei der Index 1 anzeigt, daß die Schnittebene die gleich ist, wie die in 1, (b) und der Index 2 zeigt die Schnittebene A-A der Flüssigkeitsaufnahmekammer der 1(b). 6 stellt eine Beziehung zwischen der Tintenausstoßmenge des in 1 gezeigten Tintenbehälters und dem Unterdruck der Tintenzuführöffnung dar, wobei die Abszisse eine Tintenausstoßmenge der Tintenzuführöffnung nach außen bedeutet und die Ordinate einen Unterdruck (statischer Unterdruck) der Tintenzuführöffnung anzeigt. In 6 ist die Änderung des Unterdrucks der 2 bis 5 durch einen Pfeil angezeigt.
In dieser Ausführungsform kann der Tintenzuführvorgang in drei Abschnitte unterteilt werden, d.h. mehr im Besonderen; vor dem Beginn des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs, wie in 3 gezeigt; während des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs (hauptsächlich), wie in 4 gezeigt; und nach dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang, wie in 5 gezeigt.
Es erfolgt die detaillierte Beschreibung der jeweiligen Vorgänge unter Bezug auf die Figuren.
(1) Vor dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang.
In der 3 (a1), (a2) ist der Tintenbehälter an dem Aufzeichnungskopf angebracht. Im Anfangsstadium der Anwendung sind der statische Unterdruck in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal der Tintenaufnahmekammer und der statische Unterdruck in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer miteinander im Gleichgewicht. In dem Fall, wo die Tintenaufnahmekammer eine austauschbare Form aufweist, wie in 1 gezeigt, erfolgt, wenn die Tintenaufnahmekammer ausgetauscht ist nach dem die Tinte bis zu dem Zustand wie in 2 (a1) gezeigt, aufgebracht ist (die Beschreibung im Detail erfolgt hierin nachfolgend unter Bezug auf 6) eine leichte Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts nach innen, wie vorher beschrieben.
Wenn der Tintenverbrauch durch die Tintenzuführöffnung 12 des Aufzeichnungskopfes 60 begonnen hat, ist die im Tintenaufnahmeabschnitt und die im Unterdruckerzeugungselement enthaltene Tinte verbraucht, während das Gleichgewicht zwischen dem steigenden statischen Unterdruck im Tintenaufnahmeabschnitt und dem Unterdruckerzeugungselement aufrecht erhalten ist, wie in 3 (b1), (b2) gezeigt. Dies ist als „erstes Tintenzuführstadium" bezeichnet. In diesem Stadium sinkt das Flüssigkeitsniveau des Unterdruckerzeugungselements in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer mit dem Verbrauch der Tinte durch die Tintenzuführöffnung und die mittleren Abschnitte des Tintenaufnahmeabschnitts verformen sich beständig nach innen.
In den an die größten Seiten (größte Seitenflächen) angrenzenden Seiten dieser Ausführungsform beginnt der Abschnitt der keinen Zerreißabschnitt aufweist, sich zu verformen und trennt sich von der Außenwand früher als der Abschnitt, der den Zerreißabschnitt 104 aufweist, um das Gleichgewicht des Unterdrucks zwischen dem Tintenaufnahmeabschnitt und dem Unterdruckerzeugungselement herzustellen. Hierbei funktioniert der Zerreißabschnitt 56 in seiner Wirkung als Verformungsbegrenzungsabschnitt gegen die Innenwand 54. Somit verformen sich die größten Seiten des Tintenaufnahmeabschnitts im Wesentlichen gleichzeitig mit dem Ausstoß der Tinte, so daß eine beständige Verformung erreicht ist.
Dieses erste Tintenzuführstadium setzt sich fort, bis die Luft durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführt ist, wie in 3 (c1), (c2) gezeigt. Die Änderung des statischen Unterdrucks in Bezug auf die ausgestoßene Tintenmenge durch die Tintenzuführöffnung vom Stadium der 3 (a1), (a2) zum Stadium der 3 (c1), (c2) erfolgt im Wesentlichen proportional zur ausgestoßenen Tintenmenge und der statische Unterdruck steigt gleichmäßig, wie durch A in 6 gezeigt. Das Beispiel ist kurz beschrieben worden, weitere Details erfolgen hierin nachfolgend.
(2) Während des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs, wenn die Tinte wieder ausgestoßen ist, beginnt die Einführung der Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt, wie in 3 (c1), (c2) gezeigt. Dies ist als „Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium" oder „zweites Tintenzuführstadium" bezeichnet. In diesem Stadium ist wie in 4 (a1), (a2) und in 4 (b1), (b2) gezeigt, das Flüssigkeitsniveau des Unterdruckerzeugungselements im wesentlichen konstant (Luft-Flüssigkeitsinterface) am oberen Endabschnitt der Luftzuführvertiefung. Mit dem Verbrauch der Tinte durch den Aufzeichnungskopf ist die Luft vom Luftventil 15 durch die Luftzuführvertiefung 17 und den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 entsprechend der verbrauchten Tintenmenge in die Tintenaufnahmekammer eingeführt, womit die Tinte durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal in das Unterdruckerzeugungselement der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer zugeführt ist. Andererseits hält der Tintenaufnahmeabschnitt das Unterdruckgleichgewicht durch seine Verformung aufrecht, so daß mit dem Ausstoß der Tinte Luft eingeführt ist, womit der Zustand nach dem Luft-Flüssigkeitsaustausch erhalten ist.
Deshalb erfolgt im Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium praktisch keine Änderung des statischen Unterdrucks in Abhängigkeit von der ausgestoßenen Tintenmenge durch die Tintenzuführöffnung (im Wesentlichen konstanter statischer Unter druck), wie durch B in 6 angezeigt, dadurch erfolgt eine beständige Zuführung der Tinte zu dem Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerät. 6 ist eine schematische Darstellung, die jedoch anzeigt, daß der Unterdruck in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium nicht exakt konstant ist. In dem Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung kann die Tintenaufnahmekammer an sich zur Erzeugung des Unterdrucks durch Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts beitragen. Wenn die Tinte in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium kontinuierlich ausgestoßen ist, kann zwischen dem Ausstoß der Flüssigkeit vor dem Tintenaufnahmeabschnitt und der Einführung der Luft durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal häufig ein Zeitunterschied auftreten, dessen Beschreibung hierin nachfolgend erfolgt. Der Zeitunterschied kann die Ursache für Unterdruckabweichungen sein, welche jedoch im Fall des Tintenaufzeichnungsgerätes zulässig sind.
Wenn der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal ein Längenausmaß wie in dieser Ausführungsform aufweist, stockt das Luft-Flüssigkeitsaustauschbläschen im Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal, und das Bläschen bewegt sich in dem Tintenaufnahmeabschnitt, wenn die Menge, abhängig von der Art der Tinte ein bestimmtes Niveau erreicht hat. Dies ist auch eine Ursache für die Unterdruckabweichung nach der Bewegung des Bläschens, aber die Abweichung ist zulässig, wenn der Flüssigkeitsbehälter mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendet ist. Dies ist auch das Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium. Wenn die Bläschen in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal zum stocken tendieren, kann der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal zeitweilig durch Bläschen verstopft gehalten sein, eben wenn das Tintenniveau im Tintenaufnahmeabschnitt unter den oberen Endabschnitt des Luft-Flüssigkeitsaustauschkanals absinkt, wie in 4 (c1), (c2) gezeigt.
In diesem Stadium, wenn z.B. das Bläschen verschwindet, wobei der Tintenaufnahmeabschnitt zeitweilig in vollständige Strömungsverbindung mit der Umgebungsluft tritt, verformt sich der Tintenaufnahmeabschnitt mehr in Richtung auf das Ausgangsstadium, als auf das Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium, wie in 4 (b1), (b2) gezeigt. Wenn er aber durch das Bläschen verstopft ist, so ist die Tinte vor dem Tintenaufnahmeabschnitt in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer bewegt, an Stelle der Zuführung eines neuen Bläschens in den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal, so, als ob das Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium ausgeführt wäre. Deshalb ist der Zustand der 4 (c1),(c2) in das Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium der vorliegenden Erfindung eingeschlossen, wenn der Unterdruck in dem Tintenbehälter sich im Wesentlichen in einem Bereich des Unterdrucks des anderen Teils der 4 befindet.
Vorgenannt wurde der Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang des Tintenbehälters beschrieben, wobei aber im Fall der verformbaren Tintenaufnahmekammer wie bei dieser Erfindung, der Vorgang während des Luft-Flüssigkeitsaustausches nicht auf das Vorgenannte beschränkt ist.
In der konventionellen, nicht verformbaren Tintenaufnahmekammer erfolgt die Tintenzuführung in das Unterdruckerzeugungselement unmittelbar mit der Einführung der Umgebungsluft in die Tintenaufnahmekammer. Wenn die Tintenaufnahmekammer verformbar ist, erfolgt die Zuführung der Tinte in das Unterdruckerzeugungselement ohne die Einführung der Umgebungsluft in die Tintenaufnahmekammer. Andererseits erfolgt die Zuführung der Tinte in das Unterdruckerzeugungselement nicht unmittelbar mit der, durch den Tintenverbrauch bewirkten Zuführung der Umgebungsluft in die Tintenaufnahmekammer. Das ist abhängig vom Unterdruckgleichgewicht zwi schen der Verdrängung der Tintenaufnahmekammer und der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer. Eine detaillierte Beschreibung dazu erfolgt hierin nachfolgend, wobei festzustellen ist, daß der zeitliche Ablauf des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs unterschiedlich zu dem in einem konventionellen Flüssigkeitsbehälter sein kann und durch den Zeitunterschied zwischen dem Tintenausstoß aus dem Tintenaufnahmeabschnitt und der Einführung der Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt nach dem Luft-Flüssigkeitsaustausch die kontinuierliche Tintenzuführung zuverlässiger ist, durch die Pufferwirkung und die Abweichung im zeitlichen Ablauf eben infolge äußerer Faktoren, wie etwa plötzlicher Tintenverbrauch, Änderung der Umgebungsbedingung, Schwingung.
(3) Nach dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang, wenn die Tinte weiter durch die Tintenzuführung ausgestoßen ist, wird das Tintenniveau in dem Tintenaufnahmeabschnitt niedriger als das obere Ende der Luftzuführöffnung, so daß der Tintenaufnahmeabschnitt in vollständige Strömungsverbindung mit dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal eintritt, durch die Verbindung mit der Umgebungsluft, wie in der 5 (a1), (a2) gezeigt.
In dieser Zeit verformt sich der Tintenaufnahmeabschnitt mehr zurück zu dem Ausgangszustand als in den des Luft-Flüssigkeitsaustauschzustandes infolge der Verbindung mit der Umgebungsluft. Wenn jedoch der Innendruck und der Umgebungsluftdruck ausgeglichen sind, ist die Ausgangsform nicht wieder vollständig zurückgebildet und verbleibt in einem leicht geformten Zustand. In dieser Ausführungsform weist der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal einen großen Durchmesser auf, so daß eine geringe Menge der in dem Tintenaufnahmeabschnitt verbleibenden Tinte durch das Unterdruckerzeugungselement mit dem Ergebnis absorbiert ist, daß das Flüssig keitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement ansteigt, so daß der Unterdruck sich zeitweilig verringert. Danach ist der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal durch die im Unterdruckerzeugungselement enthaltene Tinte verschlossen, wobei die Tinte in gleicher Weise, wie bei dem hierin vorgenannten Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang, verbraucht ist.
Wenn das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement sich leicht über das obere Ende der Luftzuführvertiefung hinaus absenkt, ist der Druck in der Tintenaufnahmekammer also unmittelbar gleich dem atmosphärischen Druck zu beschreiben, wobei dies ein Anwendungsbeispiel ist, in der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Eine weitere detaillierte Beschreibung erfolgt hierin nachfolgend.
Wenn die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts im Wesentlichen vollständig verbraucht ist, erfolgt der Verbrauch der in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer verbleibenden Tinte, wie in der 5 (c1), (c2) gezeigt. Normalerweise ist, wenn der Tintenbehälter auf einem Schlitten angeordnet ist, die Tinte in der Tintenaufnahmekammer infolge der Vibration während der Scanbewegung vollständig in dem Unterdruckerzeugungselement absorbiert. Dabei ist es aber vorzuziehen, die Tintenaufnahmekammer geneigt so anzuordnen, daß die Zuführöffnung unter Beachtung der Gravitationsrichtung eine untere Position besetzt. Die Änderung des Unterdrucks, bezogen auf die durch die Tintenzuführöffnung ausgestoßenen Tintenmenge in dem Stadium nach dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang verhält sich so, daß der Unterdruck im Verhältnis zur ausgestoßenen Tintenmenge ansteigt, wie durch c in 6 dargestellt. Nachdem dieses Stadium erreicht ist, eben wenn die Tintenaufnahmekammer demontiert ist, erfolgt der Tintenabfluß wahrscheinlich nicht durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal 14 oder durch den Tintenausstoßauslaß 52, wes halb die Tintenaufnahmekammer demontiert ist und eine neue Tintenaufnahmekammer vorbereitet ist, wie in 2 (a1), (a2) gezeigt. Wenn die Tinte weiter verbraucht ist, über das Stadium hinaus, das in 5 (c1), (c2) dargestellt ist, so daß das Unterdruckerzeugungselement das an den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal angrenzt, die Tinte nicht zurückhält, kann das an den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal angrenzende Unterdruckerzeugungselement mit Sicherheit mit der Tinte gefüllt werden, da, wenn der Tintenkanal durch den wie vorgenannt beschriebenen Austauschvorgang eingerichtet ist, der Tintenaufnahmeabschnitt sich mit dem Ausstoß der Tinte verformt.
Im Vorgenannten erfolgte die Beschreibung des Flüssigkeitszuführvorgangs des Tintenbehälters dieser Ausführungsform. In dem Beispiel des Tintenverbrauchsvorgangs bewegt sich somit die Tinte, wenn die Tintenaufnahmekammer mit der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer verbunden ist, bis der Druck der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der Tintenaufnahmekammer ausgeglichen sind, so daß der Zustand wie am Beginn der Anwendung hergestellt ist. Wenn danach der Tintenverbrauch durch das Flüssigkeitsaufzeichnungsgerät beginnt, ist die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts und die des Unterdruckerzeugungselements verbraucht, während der statische Unterdruck zwischen ihnen im Gleichgewicht ist. Danach tritt das Luft-Flüssigkeitsstadium ein, wobei die Tinte dabei mit einem im Wesentlichen konstanten Unterdruck ausgestoßen ist, während die Luft-Flüssigkeitsgrenzfläche des Unterdruckerzeugungselements durch die Einführung der Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt erhalten ist, wobei abschließend die in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer verbleibende Tinte verbraucht ist.
Somit erfolgt dabei ein Schritt, bei dem die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts verbraucht ist, ohne die Einführung der Umgebungsluft in den Tintenaufnahmeabschnitt, so daß die Einschränkung des inneren Volumens des Flüssigkeitsaufnahmebehälters im Zuge des Tintenzuführvorgangs (erstes Tintenzuführstadium) nur durch die bei dieser Verbindung in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführte Luft erfolgt.
Als ein Ergebnis ist die Einschränkung des inneren Volumens der Tintenaufnahmekammer reduziert, ohne Einfluß auf die Aufnahme der Umgebungsluft bei Änderung der Bedingungen. Im strukturellen Aufbau der vorliegenden Erfindung kann der Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang in unterschiedlicher zeitlicher Abfolge zu dem Luft-Flüssigkeitsaustausch, der dem Stand der Technik entspricht, eingetreten sein, wobei die Tintenzuführung in anderen, als dem normalen Zustand möglich ist.
Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann die Tinte im Wesentlichen vollständig durch die Tintenaufnahmekammer verbraucht sein, wobei der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal zusätzlich die Luft enthält, wenn der Tintenbehälter ausgetauscht ist, und die Tintenaufnahmekammer kann ausgetauscht werden, ungeachtet der Menge der Tinte, die in dem Unterdruckerzeugungselement zurückgehalten ist. Deshalb ist die Tintenaufnahmekammer leicht austauschbar, ohne die Verwendung eines Rückstandsmengen Erkennungsmechanismus.
Wie in 6 gezeigt, ist es, um zu erreichen, daß der Unterdruck im Verhältnis zur ausgestoßenen Tintenmenge ansteigt (A), und danach im Wesentlichen konstant ist (B) und anschließend der Unterdruck im Verhältnis zur ausgestoßenen Tintenmenge (C) ansteigt wünschenswert, daß die Zuführung der Umgebungsluft eintritt, d.h. das Stadium wechselt von A zu B, bevor die gegenüberliegenden parallelen Seiten des Tintenaufnahmeabschnitts in Kontakt gebracht sind. Das ist deshalb so, weil der Grad der Unterdruckänderung bezogen auf die ausgestoßene Tintenmenge in der Tintenaufnahmekammer vor dem Kontakt der sich gegenüberliegenden größten Seiten unterschiedlich ist, zu dem danach.
Die Tintenzuführleistung des Tintenbehälters ist unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform getestet worden. Dazu wurde ein Unterdruckerzeugungselement, daß eine Porengröße von etwa 60/inch hat in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer positioniert, welche die Innenabmessungen von etwa 48 × 46 × 10(mm) hat und der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal in der Form einer hohlen Röhre angeordnet ist, die einen Durchmesser von etwa 7(mm) hat. Die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ist mit der Tintenaufnahmekammer verbunden, welche aufweist; eine Außenwand aus stoßfestem Polystyrolharzmaterial (HIPS) mit einer maximalen Dicke von etwa 1(mm); und eine Innenwand aus hochdichtem Polyäthylenharzmaterial (HDPE) mit einer maximalen Dicke von 150(μm) und einem Volumen von etwa 30(cm³).
Dabei erfolgte das Ansaugen der Tinte durch die Tintenzuführöffnung der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer. Wobei bestätigt wurde, daß die Tinte ähnlich den Unterdruckeigenschaften verbraucht ist, die in 6 aufgezeigt sind. Der statische Unterdruck während der beständigen Tintenzuführperiode (B in 6) betrug 110(mm) Wassersäule.
Die Änderung des statischen Unterdrucks bezogen auf die ausgestoßene Tintenmenge verhält sich so, wie in 7 gezeigt. Bei Änderung des Materials, d.h. der Dicke der Innenwand des Tintenaufnahmeabschnitts und/oder der durch die Un terdruckerzeugungsmaterialkammer erzeugten Kapillarkraft, wurde das Folgende festgestellt.
In 7 sind dazu Details eines aktuellen Beispiels zum tatsächlichen Unterdruckkurvenverlauf der 6 aufgezeigt, wobei (1), (2), (3) in der Figur mit vorhergehend dargelegten Vorgängen (1), (2), (3) übereinstimmen.
8 zeigt ein Detail eines Beispiels des A Bereiches in 7; 9 veranschaulicht den Funktionsablauf des Tintenbehälters in dem A Bereich der 7 in der Abfolge von (a) nach (c); 10 zeigt ein Beispiel des B Bereiches der 7; 11 zeigt den Funktionsablauf des Tintenbehälters in dem B Bereich der 7 in der Abfolge von (a) → c); In den 9 und 11 zeigt der Index 1 eine Schnittansicht entlang der gleichen Schnittlinie wie in 1(b); und der Index 2 zeigt eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie A-A der Flüssigkeitsaufnahmekammer in 1(b). Zum besseren Verständnis ist die Verformung der Tintenaufnahmekammer oder desgleichen mehr oder weniger übertrieben dargestellt.
(1) Bereich (1) in (1)
Dieser Bereich (vor dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang) ist in den nachfolgend genannten Modellfällen erklärt. Die Modellfälle sind Bestandteil der vorliegenden Erfindung, wobei sie abhängig sind von; der Kapillarkraft des Unterdruckerzeugungselements; der Dicke, bzw. dem Material des Tintenaufnahmeabschnitts oder desgleichen; und dem Gleichgewicht.
(Erster Modellfall im Bereich (1) in 7) Dieser Modellfall tritt im allgemeinen ein, wenn die Tintenaufnahme kammer eher als das Unterdruckerzeugungselement maßgebend ist bei der Unterdruckregelung. Mehr im Besonderen tritt dieser Modellfall tendenziell ein, wenn die Wanddicke des Tintenaufnahmeabschnitts relativ dick ist, oder wenn die Formfestigkeit der Innenwand des Tintenaufnahmeabschnitts relativ hoch ist. Beim Ausstoß der Tinte im Ausgangsstadium ist die Tinte vom Unterdruckerzeugungselement ausgestoßen. Dies erfolgt, weil der Widerstand gegen den Ausstoß der Tinte von dem Unterdruckerzeugungselement geringer ist, als der Widerstand gegen den Ausstoß der Tinte von der Tintenaufnahmekammer. Nachdem die Tinte zuerst von dem Unterdruckerzeugungselement ausgestoßen ist, erfolgt der Tintenausstoß dann von den jeweiligen Kammern, während das Gleichgewicht zwischen ihnen aufrecht erhalten ist. Wenn die Tinte von der Tintenaufnahmekammer ausgestoßen ist, verformt sich die Innenwand nach innen.
(Zweiter Modellfall im Bereich (1) in 7)
Dieser Modellfall tritt tendenziell ein, wenn das Unterdruckerzeugungselement eher als die Tintenaufnahmekammer maßgebend ist, bei der Unterdruckregelung, im Gegensatz zu der Sachlage im ersten Modellfall. Mehr im Besonderen tritt dieser Modellfall tendenziell ein, wenn die Innenwand der Tintenaufnahmekammer relativ dünn ist oder, wenn die Formfestigkeit der Innenwand gering ist.
Beim Ausstoß der Tinte im Ausgangsstadium, ist die zuerst von der Tintenaufnahmekammer ausgestoßen. Dies erfolgt, weil der Widerstand gegen den Ausstoß der Tinte von der Tintenaufnahmekammer kleiner ist, als der Widerstand gegen den Ausstoß der Tinte von dem Unterdruckerzeugungselement. Danach erfolgt der Tintenausstoß von dem Unterdruckerzeugungselement und der Tintenaufnahmekammer, während das Gleichgewicht aufrechterhalten ist.
(Dritter Modellfall im Bereich (1) in 7)
Dieser Modellfall tritt tendenziell ein, wenn das Unterdruckerzeugungselement und die Tintenaufnahmekammer gleichermaßen maßgebend sind, bezüglich der Unterdruckregelung. Beim Ausstoß der Tinte im Ausgangsstadium ist in diesem Fall die Tinte von dem Unterdruckerzeugungselement und der Tintenaufnahmekammer ausgestoßen, wobei das Gleichgewicht zwischen ihnen aufrecht erhalten ist. Mit der Aufrechterhaltung des Gleichgewichts beginnt das Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium. Die Beschreibung dazu erfolgt hierin nachfolgend.
(2) Bereich (2) in 7
Die Beschreibung dazu erfolgt als ein Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangsbereich. Dieser Bereich ist in zwei Modellfälle unterteilt. Zum Zweck einer detaillierten Beschreibung ist die Unterdruckverlaufskurve im Bereich (2) der 7 vergrößert.
(Erster Modellfall des Bereiches (2) in 7)
Dieser Modellfall tritt im Allgemeinen ein, wenn die Tintenaufnahmekammer eher als das Unterdruckerzeugungselement maßgebend ist, für die Unterdruckregelung. Mehr im Besonderen tritt dieser Modellfall tendenziell ein, wenn die Dicke des Tintenaufnahmekammerabschnitts relativ dick ist, oder wenn die Steifigkeit der inneren Wand der Tintenaufnahmekammer relativ hoch ist. Beim Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangsbereich ist die Umgebungsluft von der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer in die Tintenaufnahmekammer eingeführt (8a Bereich). Dies erfolgt zum Ausgleich der Unterdrücke. Bei der Einführung der Tinte in die Tintenaufnahmekammer verformt sich die Innenwand der Tintenaufnahmekammer leicht nach außen, wie in 9a gezeigt. Durch die Einführung der Luft ist die Tinte von der Tintenaufnah mekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer eingeführt, so daß das Flüssigkeitsniveau in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer leicht ansteigt.
9a → b
Beim weiteren Ausstoß der Tinte von dem Kopf, ist in diesem Beispiel die Tinte zuerst von dem Unterdruckerzeugungselement ausgestoßen. Dadurch sinkt das Flüssigkeitsniveau in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, wie in der Figur gezeigt.
(8a Bereich) (9b)
Nach diesem Stadium erfolgt der Ausstoß der Tinte aus dem Unterdruckerzeugungselement und der Tintenaufnahmekammer, während das Gleichgewicht zwischen ihnen aufrechterhalten ist. Dadurch sinkt das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement weiter ab und die Innenwand der Tintenaufnahmekammer verformt sich nach innen (8 Bereich c)
(9c)
Bei Fortdauer dieses Stadiums ist die Umgebungsluft durch den Luftzuführkanal in die Tintenaufnahmekammer eingeführt und es tritt der in 7 dargestellte Zustandsbereich ein.
(Zweiter Modellfall im Bereich (2) 7)
Dieser Modellfall tritt tendenziell ein, wenn das Unterdruckerzeugungselement eher als die Tintenaufnahmekammer maßgebend ist bei der Unterdruckregelung, im Gegensatz zu der Sachlage beim ersten Modellfall. Mehr im Besonderen tritt dieser Fall tendenziell ein, wenn die Innenwand der Tintenaufnahmekammer relativ dünn ist oder, wenn die Formfestigkeit der Innenwand gering ist.
Wie hierin vorab beschrieben, ist die Umgebungsluft von der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer in die Tintenaufnahmekammer im Bereich des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs eingeführt (Bereich a in 10). Durch die Einführung der Tinte in die Tintenaufnahmekammer verformt sich die Innenwand der Tintenaufnahmekammer leicht nach außen, wie in 11a gezeigt. Durch die Einführung der Luft ist die Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer zugeführt, so daß das Flüssigkeitsniveau in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer leicht ansteigt (10a → b).
Beim weiteren Ausstoß der Tinte von dem Kopf, ist die Tinte in diesem Modellfall hauptsächlich von der Tintenaufnahmekammer ausgestoßen. In diesem Fall ändert sich der Unterdruck nicht sehr, sondern steigt wegen der Dicke und der Formfestigkeit der Tintenaufnahmekammer allmählich an. Durch den Tintenausstoß verformt sich die Innenwand der Tintenaufnahmekammer allmählich nach innen (Bereich b in 10). In diesem Bereich ist die Tinte nur in sehr geringem Maße ausgestoßen, wodurch sich das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement fast nicht ändert.
Im Bereich b erfolgt, wenn die Tinte weiter ausgestoßen ist, der Ausstoß der Tinte von dem Unterdruckerzeugungselement und von der Tintenaufnahmekammer, wobei das Gleichgewicht zwischen ihnen aufrechterhalten ist.
(Bereich c der 10)
In diesem Bereich sinkt, wie hierin vorhergehend beschrieben, das Flüssigkeitsniveau des Unterdruckerzeugungselement ab, wobei sich die Innenwand der Tintenaufnahmekammer nach innen verformt (Bereich c der 10) (11c). Bei weiterer Fortdauer dieses Stadiums ist die Umgebungsluft durch den Umgebungsluftzuführkanal in die Tintenaufnahmekammer eingeführt, so daß der Zustandsbereich der 10a eintritt.
(3) Bereich (3) in 7
Abschließend erfolgt hierin nachfolgend die Beschreibung des Luft-Flüssigkeitsaustauschbereiches, d.h. Bereich (3) in 7.
Nachdem der Luft-Flüssigkeitsaustausch beendet ist, d.h. der größte Teil der Tinte der Tintenaufnahmekammer ausgestoßen ist, erfolgt der Ausstoß der Tinte nur von dem Unterdruckerzeugungselement. Dieser Bereich ist in die zwei nachfolgend genannten Modellfälle unterteilt.
(Erster Modellfall des Bereiches (3) in 7)
In diesem Beispiel erfolgt die Beschreibung wie zu dem Fall, bei dem der Druck in der Tintenaufnahmekammer nach dem Luft-Flüssigkeitsaustauschbereich im wesentlichen gleich dem Umgebungsluftdruck ist. Nach dem Ende des Luft-Flüssigkeitsaustausches ist fast keine Tinte mehr von der Tintenaufnahmekammer ausgestoßen. In dem Stadium nach dem Ende des Luft-Flüssigkeitsaustausches ist allgemein in dem Luftventilkanal, im Strömungsverbindungskanal zwischen der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der Tintenaufnahmekammer, oder im Unterdruckerzeugungselement ein Meniskus ausgebildet. Wenn jedoch das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement unter dem oberen Endabschnitt des Luftzuführkanals absinkt, ist der Meniskus durch die Schlittenschwingung oder dergleichen unterbrochen. Dadurch ist für die Tintenaufnahmekammer eine Strömungsverbindung durch den Luftventilkanal mit der Umweltluft hergestellt. Somit wird der Druck in der Tintenaufnahmekammer im wesentlichen gleich dem Umgebungsluftdruck. Dabei tendiert die Innenwand der Tintenaufnahmekammer, die sich nach innen verformt hat dazu, die Ausgangsform durch Eigenelastizität wiederherzustellen. Wobei jedoch allgemein gilt, daß sich die Ausgangsform nicht vollständig wiederherstellt. Das tritt ein, weil wenn die Innenwand sich durch den Ausstoß der Tinte von der Tintenaufnahmekammer über ein bestimmtes Maß hinaus nach innen verformt, in möglichen Fällen Materialdehnung auftritt. Dadurch bildet sich die Tintenaufnahmekammer nicht vollständig zurück, eben wenn der innere Druck sich dem Druck der Umgebungsluft angeglichen hat.
Nachdem der Druck in der Tintenaufnahmekammer mit dem atmosphärischen Druck ausgeglichen ist und sich die Innenwand zurückgebildet hat, sinkt demnach das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement durch den Ausstoß der Tinte von dem Unterdruckerzeugungselement ab. Dabei steigt der Unterdruck im wesentlichen proportional an.
(Zweiter Modellfall im Bereich (3) in 7)
In diesem Modellfall erhält die Tintenaufnahmekammer den Unterdruckzulauf aufrecht, eben auch, wenn das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement unter den oberen Endabschnitt des Luftzuführkanals absinkt. Wie hierin vorgenannt beschrieben, ist die Innenseite der Tintenaufnahmekammer durch die nachfolgend genannte Anordnung des Meniskus in dem Umweltluftzuführkanal, in dem Strömungsverbindungskanal und/oder dem Unterdruckerzeugungselement von der Umgebungsluft getrennt. Mit der Aufrechterhaltung dieses Stadiums ist die Tinte dem entsprechend weiter verbraucht, wobei das Flüssigkeitsniveau des Unterdruckerzeugungselements weiter absinkt. Dadurch ist die Tinte in dem Unterdruckerzeugungselement verbraucht, während die Innenwand der Tintenaufnahmekammer nach innen verformt gehalten ist.
Der Meniskus kann dabei jedoch durch Schlittenschwingung, Änderung der Umgebungsbedingungen oder einem anderen Grund während des Tintenverbrauchs unterbrochen sein, wodurch der Druck in der Tintenaufnahmekammer atmosphärische Größe annimmt. Wenn das eintritt, bildet sich die Innenwand der Tintenaufnahmekammer im wesentlichen in ihre ursprüngliche Form zurück. Wie vorgenannt beim Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang im Rahmen des Aufbaus dieser Erfindung beschrieben, ist die Druckabweichung (Amplitude γ und die Periode) während des Luft-Flüssigkeitsaustausches relativ größer als bei einem konventionellen Tintenbehältersystem das den Luft-Flüssigkeitsaustausch verwendet.
Der Grund dafür ist, daß die Innenwand der Tintenaufnahmekammer vor dem Luft-Flüssigkeitsaustausch durch den Tintenausstoß nach innen verformt ist, wie durch dem Bereich (1) der 7 erklärt. Die Innenwand der Tintenaufnahmekammer ist dabei durch die elastische Kraft immer nach außen vorgespannt. Deshalb kann während des Luft-Flüssigkeitsaustausches die in die Tintenaufnahmekammer eingeführte Luftmenge in vielen Fällen größer sein als eine vorbestimmte Menge, um den Druckunterschied zwischen dem Unterdruckerzeugungselement und dem Tintenaufnahmekammerabschnitt zu entspannen. Dadurch ist die Menge der von der Tintenaufnahmekammer in das Unterdruckerzeugungselement ausgestoßenen Tinte tendenziell größer. In dem konventionellen System, worin die Tintenreserve (Tintenaufnahmekammer) sich nicht verformt, ist die Tinte unmittelbar nach der Einführung einer vorbestimmten Luftmenge in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ausgestoßen.
Bei einem Raumbild Druckvorgang z. B., ist eine große Menge an Tinte ausgestoßen. Als Reaktion darauf, ist die Tinte von dem Behälter plötzlich ausgestoßen. Wenn das eintritt, erfolgt gemäß der vorliegenden Erfindung keine Unterbrechung der Tintenzuführung wegen der wie vorgenannt beschriebenen größeren Tintenausstoßmenge während des Luft-Flüssigkeitsaustausches. In der vorliegenden Erfindung ist die Tinte ausgestoßen, während die Tintenaufnahmekammer nach innen verformt ist, wobei eine Pufferwirkung gegen externe Faktoren, wie etwa Schwingungen infolge der Schlittenbewegung oder die Änderung der Umgebungsbedingungen besonders wichtig ist.
Unter Bezugnahme auf 7, (b), erfolgt nachfolgend die weitere Beschreibung wie zu dem Vorgang während des Tintenverbrauchs unter einem anderen Gesichtspunkt.
In dem Beispiel der 7, (b) stellt die Abszisse die Zeit dar und die Ordinate stellt eine ausgestoßene Tintenmenge von dem Tintenaufnahmeabschnitt sowie eine in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführte Luftmenge dar. Die Menge der dem Tintenstrahlkopf zugeführten Tinte ist hier konstant.
Die durchgängige Linie (1) stellt die von dem Tintenaufnahmeabschnitt ausgestoßene Tintenmenge dar und der Tintenaufnahmeabschnitt ist die Menge der in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführten Luft.
Dabei hat der Luft-Flüssigkeitsaustausch in der Zeit von t = 0 zu t = t₁ noch nicht begonnen (7, (a)). In diesem Bereich ist die Tinte von dem Kopf des Unterdruckerzeugungselements und dem des Tintenaufnahmeabschnitts ausgestoßen, während das Druckgleichgewicht zwischen ihnen aufrechterhalten ist. Die Ausstoßmodellfälle sind so, wie vorgenannt beschrieben.
Die Zeitdauer von t = t₁ nach t = t₂ entspricht dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang (B Bereich) der 7(a). In diesem Bereich tritt der Luft-Flüssigkeitsaustausch auf der Grundlage des Unterdruckgleichgewichts ein, wie vorgenannt beschrieben. Wie durch die durchgängige Linie (1) in 7, (b) dargestellt, ist die Tinte von dem Tintenaufnahmeabschnitt in übereinstimmend mit der Luftmenge ausgestoßen, die in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführt ist (Stufenbereich der durchgängigen Linie (2)). Zu diesem Zeitpunkt ist es nicht der Fall, daß die Menge Tinte, die gleich der Menge der in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführten Luft ist, unmittelbar von dem Tintenaufnahmeabschnitt ausgestoßen. Sondern es ist die Menge Tinte, die gleich der endgültigen Gesamtmenge der Luft in einem vorbestimmten Zeitbereich ist, nach der Einführung der Luft ausgestoßen. Wie aus der Figur zu entnehmen ist, tritt im Gegensatz zu dem Vorgang in dem konventionellen Tintenbehälter, in dem sich der Tintenaufnahmeabschnitt nicht verformt, eine zeitliche Abweichung auf. Der Vorgang ist in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschbereich wiederholt. Zu einem bestimmten Zeitpunkt kehrt sich der Mengenanteil der Luft in dem Tintenaufnahmeabschnitt und der Mengenanteil der Tinte darin um. Nach der Zeit t = t₂ tritt der Vorgang in den Bereich C (C Bereich) ein, wie in 7, (a) gezeigt. In diesem Zustandsbereich gleicht sich der Druck in dem Tintenaufnahmeabschnitt im Wesentlichen dem Umgebungsluftdruck an (jedoch ist das Erreichen des Umgebungsluftdrucks nicht von dem wie vorgenannt beschriebenen Zustand abhängig). Die Innenwand des Tintenaufnahmeabschnitts bildet sich dabei durch die elastische Kraft in ihre Ausgangsform zurück. Wobei sie durch die sogenannte Dehnung die Ausgangsform nicht vollständig zurückbildet. Deshalb ist die endgültige Luftzuführmenge Vc in dem Tintenaufnahmeabschnitt kleiner als das Ausgangsvo lumen (V > Vc). In dem Zustandsbereich ist die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts verbraucht.
Unter Bezugnahme auf 12 erfolgt nachfolgend die Beschreibung wie in dem Fall, bei dem der Tintenaufnahmekammerabschnitt in jedem der Bereiche des Tintenverbrauchs ausgetauscht ist.
(a) Austausch des Tintenbehälters vor dem Luft-Flüssigkeitsaustausch (12a).
Vor dem Beginn des Luft-Flüssigkeitsaustausches sind die Drücke zwischen dem Unterdruckerzeugungselement und der Tintenaufnahmekammer während des Tintenverbrauchs im Gleichgewicht. In diesem Stadium steigt der Unterdruck selbst im Wesentlichen proportional zum Verbrauch an. Das Tintenniveau in dem Unterdruckerzeugungselement liegt über dem oberen Ende des Luftzuführkanals. Wenn der Austausch der Tintenaufnahmekammer in diesem Zustand erfolgt, ist der Unterdruck in der Tintenaufnahmekammer im Ausgangsstadium niedrig, eben in dem Ausmaß, daß der Druck in manchen Fällen positiv ist. Deshalb ist eine neue Tintenaufnahmekammer angeordnet, wobei die Tinte von der Tintenaufnahmekammer in das Unterdruckerzeugungselement mit dem Ergebnis zugeführt ist, daß das Flüssigkeitsniveau in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ansteigt und der Anstieg beendet ist, wenn das Gleichgewicht zwischen ihnen hergestellt ist. In diesem Fall funktioniert der obere Abschnitt des Unterdruckerzeugungselements als Pufferbereich, so daß eben, wenn das Flüssigkeitsniveau ansteigt, die Tinte nicht durch das Luftventil ausläuft. Durch die Anordnung der Tintenaufnahmekammer verringert sich der Unterdruck dementsprechend in einem Ausmaß bis hin zu positiv, wobei aber der richtige Unterdruck durch die Wiederherstellung des Ausgangszustandes nach der Behälteranordnung zur Verfügung steht. Danach ist die Tinte wie in den vorgenannt beschriebenen Verbrauchsfällen verbraucht.
Bei dem Flüssigkeitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung, ist die Tinte in dem Tintenaufnahmeabschnitt, auch wenn das Unterdruckerzeugungselement nicht bis angrenzend an den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal des Unterdruckerzeugungselements gefüllt ist, in das Unterdruckerzeugungselement bewegt, wenn durch die Kapillarkraft der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer eine Tintenbahn von dem Tintenaufnahmeabschnitt zur Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ausgeformt ist. Deshalb kann die Tinte in der Tintenaufnahmekammer, wenn diese angeordnet ist, ganz sicher verwendet werden, ohne den Rückhaltezustand der Tinte in dem Unterdruckerzeugungselement, das an den Verbindungsabschnitt angrenzt zu berücksichtigen.
(b) Austausch des Tintenbehälters während des Luft-Flüssigkeitsaustausches (12b)
In dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang ist das Flüssigkeitsniveau des Unterdruckerzeugungselements im Allgemeinen beständig am oberen Endabschnitt des Luftzuführkanals, wobei die Innenwand der Tintenaufnahmekammer im verformten Zustand gehalten ist. Wenn die Tintenaufnahmekammer in diesem Stadium ausgebaut ist und die neue Tintenaufnahmekammer angeordnet ist, erfolgt die Zuführung der Tinte von der Tintenaufnahmekammer in das Unterdruckerzeugungselement mit dem Ergebnis, daß das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement ansteigt. Mehr im Besonderen steigt das Flüssigkeitsniveau über den Luftzuführkanal an. Dadurch ist die Innenwand der Tintenaufnahmekammer nach innen gedrängt, wobei der Behälter in einen leichten Unterdruckzustand versetzt ist.
Wenn die Tinte nach der Stabilisierung des Flüssigkeitsniveaus, verbraucht ist, erfolgt der Verbrauch der Tinte weiter in Übereinstimmung mit dem Verbrauchsvorgang ((1)-1-(1)-3). Wobei, wenn der vorbestimmte Unterdruck erreicht ist, der Luft-Flüssigkeitsaustausch eintritt.
(c) Austausch des Tintenbehälters nach dem Luft-Flüssigkeitsaustausch (12c)
Nach dem Ende des Luft-Flüssigkeitsaustausches ist das Flüssigkeitsniveau des Unterdruckerzeugungselements niedriger als das obere Ende des Umweltluftzuführkanals, und der Druck in der Tintenaufnahmekammer ist atmosphärisch, wobei die Innenwand im wesentlichen ihre Ausgangsform zurückbildet; oder es ist Unterdruck, wobei die Innenwand im verformten Zustand gehalten ist. Wenn die Tintenaufnahmekammer in diesem Stadium ausgetauscht ist, so ist die Tinte der Tintenaufnahmekammer in das Unterdruckerzeugungselement zugeführt, wodurch das Flüssigkeitsniveau in dem Unterdruckerzeugungselement ansteigt. Allgemein steigt es über das obere Ende des Umweltluftzuführkanals hinaus an, aber das Gleichgewicht kann erreicht sein, wenn das Flüssigkeitsniveau niedriger ist, als das obere Ende. Durch den Tintenausstoß verformt sich die Innenwand der Tintenaufnahmekammer nach innen, wobei der Druck dabei im Wesentlichen Unterdruck ist. Wenn das Flüssigkeitsniveau über den Umweltluftzuführkanal hinaus ansteigt, tritt der Prozeß gemäß dem vorab beschriebenen Verbrauchsvorgang in den Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangsbereich ein. Bei Erreichen des Gleichgewichts, während das Flüssigkeitsniveau niedriger ist als das obere Ende des Umweltluftzuführkanals, beginnt der Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang unmittelbar.
Wie in dem Vorgenannten beschrieben, kann beständiger Unterdruck bereitgestellt werden, eben wenn die Tintenaufnah mekammer in einem der Verbrauchsvorgänge (a)-(c) ausgetauscht ist, so daß ein zuverlässiger Tintenzuführprozeß möglich ist.
Gemäß dem Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung, kann eine geringe Unterdruckabweichung durch den Tintenaufnahmeabschnitt aufgenommen werden; und zusätzlich kann er, eben wenn der Tintenaufnahmeabschnitt die Luft, so wie im zweiten Tintenzuführstadium enthält, im Unterschied zur konventionellen Methode, die Änderung der Umgebungsbedingungen aufnehmen.
Nachfolgend erfolgt unter Bezugnahme auf die 13 und 14 die Beschreibung, wie zu einem Mechanismus der beständigen Flüssigkeitszurückhaltung, wenn mit Bezug auf den Tintenbehälter der 1 die Umgebungsbedingung geändert ist. 13 veranschaulicht dabei; eine Funktion eines abpuffernden Absorptionsmaterials eines Abschnitts des Unterdruckerzeugungselements, das oberhalb der Luftzuführvertiefung angeordnet ist; und eine Pufferfunktion des Tintenaufnahmeabschnitts; und zeigt Änderungen des Tintenbehälters von dem Stadium (Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium) das in 4, (a1), (a2) gezeigt ist, wenn die Luft in der Tintenaufnahmekammer infolge des Anstiegs der Umgebungstemperatur oder der Abnahme des atmosphärischen Drucks expandiert ist. In dieser Figur zeigt der Index 1 an, daß es eine Schnittansicht entlang der gleichen Schnittebene ist, wie in 1, (b); und der Index 2 zeigt an, daß es eine Schnittansicht entlang einer Schnittlinie A-A der in 1, (b) gezeigten Flüssigkeitsaufnahmekammer ist. Nach der Druckabnahme des atmosphärischen Umgebungsdrucks (oder durch den Anstieg der Umgebungstemperatur) expandiert die Luft in der Tintenaufnahmekammer.
Wie in 13 (b1), (b2) gezeigt, sind die Wandoberfläche (1) die den Tintenaufnahmeabschnitt verkörpert und das Flüssigkeitsniveau unter Druck, so daß das innere Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts anwächst und dadurch ein Teil der Tinte von dem Tintenaufnahmeabschnitt durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ausgestoßen ist. Da das innere Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts anwächst, ist die Tintenmenge, die in das Unterdruckerzeugungselement einströmt (was in einem Anstieg des Flüssigkeitsniveaus in dem Unterdruckerzeugungselement resultiert, wie durch (3) in 13 (c1) gezeigt), wesentlich kleiner als bei einem nicht verformbaren Tintenaufnahmeabschnitt. Wenn der Druck plötzlich geändert ist, entspannt die durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal ausströmende Tintenmenge den Unterdruck des Tintenaufnahmeabschnitts und vergrößert das innere Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts, wodurch im Ausgangsstadium der Änderung die Widerstandskraft der Wand, die durch die Entspannung der inneren Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts bereitgestellt ist und die Widerstandskraft gegen das Einspritzen in das Unterdruckerzeugungselement maßgebend sind.
Der Strömungswiderstand gegen dieses Einspritzen ist größer als der Widerstand gegen die Wiederherstellung des Tintenaufnahmeabschnitts, so daß, wenn die Luft expandiert, das innenseitige Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts anwächst, wie in 13 (a1), (a2) gezeigt.
Wenn die Vergrößerung des Volumens infolge der Expansion der Luft größer ist, als die obere Grenze dieser Vergrößerung, strömt die Tinte von dem Tintenaufnahmeabschnitt durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal in das Unterdruckerzeugungselement aus, wie in 13 (b1), (b2) gezeigt.
Somit wirken die Wände des Tintenaufnahmeabschnitts als Puffer gegen Veränderungen der Umgebungsbedingungen, so daß die Bewegung der Tinte in das Unterdruckerzeugungselement langsam ist, wodurch die Unterdruckeigenschaften an der Tintenzuführöffnung stabilisiert sind.
In dieser Ausführungsform ist die in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ausgestoßene Tinte durch das Unterdruckerzeugungselement zurückgehalten. Dabei steigt in diesem Fall, wie in 13 (c1), (c2) gezeigt, die Tintenmenge in dem Unterdruckerzeugungselement zeitweilig an, mit dem Ergebnis, daß das Luft-Flüssigkeitsinterface ansteigt, weshalb ähnlich wie im Ausgangsstadium der Anwendung, der Tintendruck im Vergleich mit dem Druck in der konstanten Periode leicht positiv ist, wodurch der Einfluß auf die Ausstoßeigenschaften des Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsgerätes wie etwa ein Aufzeichnungskopf, praktisch klein genug ist. Wenn der umgebende Luftdruck zu dem Niveau vor der Druckreduzierung zurückkehrt (1atm) oder, wenn die Temperatur zu ihrem Ausgangswert zurückkehrt, kehrt auch die infolge der Änderung der Umgebungsbedingungen vom Tintenaufnahmeabschnitt ausgestoßene und in dem Unterdruckerzeugungselement zurückgehaltene Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt zurück, wobei sich auch das Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts wieder zurückbildet.
Unter Bezugnahme auf 14, s (a) und (b) erfolgt nachfolgend die Beschreibung des Vorgangs, wenn der in 13, (d1), (d2) gezeigte stabile Zustand bei dem veränderten Druck erreicht ist, d.h. nach dem Ausgangsvorgang nach der Druckänderung.
Dieser Fall ist durch die Änderung der Grenzfläche der in dem Unterdruckerzeugungselement zurückgehaltenen Tinte cha rakterisiert, so daß das Gleichgewicht gegen Änderungen nicht nur der vom Tintenaufnahmeabschnitt ausgestoßenen Tintenmenge, sondern auch des Unterdrucks infolge der Volumenänderung der Tintenaufnahme an sich, aufrechterhalten ist. Betreffs der Beziehung zwischen der Menge der absorbierten Tinte des Unterdruckerzeugungselements und der Tintenaufnahmekammer in der vorliegenden Erfindung, unter dem Gesichtspunkt der Vermeidung von Tintenauslauf durch das Luftventil nach der Druckabnahme und der Temperaturänderung, ist die maximale Menge der absorbierten Tinte des Unterdruckerzeugungselements unter Berücksichtigung der Tintenausstoßmenge von der Tintenaufnahmekammer unter den schlechtesten Bedingungen sowie der Menge der in dem Unterdruckerzeugungselement während der Tintenzuführung von der Tintenaufnahmekammer zurückgehaltenen Tinte bestimmt, wobei das so bestimmte Volumen des Unterdruckerzeugungselements in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer aufgenommen ist.
14, (a) zeigt dabei ein Volumen des Ausgangsraumes (Volumen der Luft) der Tintenaufnahmekammer, wenn der Tintenaufnahmeabschnitt sich in keiner Weise gegen die Expansion der Luft verformt, wobei auf der Abszisse(x) Vs das Volumen der ausgestoßenen Luft bedeutet, wenn der Druck zu P(atm) reduziert ist, (0 < P < 1); Ordinate(y), gestrichelte Linie (1).
Aus dem Diagramm ist zu entnehmen, daß die Menge der ausgestoßenen Luft δV angenähert wie folgt ausgedrückt ist: wobei P der Druck nach der Druckabnahme ist (0 < P < 1); a ein Verhältnis der Ausgangsluftmenge in der Tintenaufnahmekammer ist (0 ≤ a ≤ 1); und V_B ein Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts ist; folgt mit
(1) wenn 0 ≤ a ≤ P
Da die Menge der in der Tintenaufnahmekammer durch die Druckreduzierung expandierten Luft groß ist, wenn die Restmenge klein ist, so daß eine große Menge der Tinte ausgestoßen ist, ist die Größe des Tintenausstoßes ΔV proportional zu der Ausgangsluftmenge, δV = ((1 – P)/P) × a × VB (1)
(2) wenn P ≤ a ≤ 1
Da die Ausstoßmenge nicht größer sein kann als die Menge der Tinte in der Tintenaufnahmekammer, was abhängt von der Menge der Tinte, die ursprünglich aufgenommen ist, δV = (1 – a) × VB (2)
Deshalb ist die Abschätzung der Tintenausstoßmenge von der Tintenaufnahmekammer unter der schlechtesten Bedingung so, daß wenn die maximale Bedingung der Druckabnahme auf 0,7 atm zum Umgebungsluftdruck gegeben ist, die maximale Tintenausstoßgröße eintritt, wenn das Volumen V_B der Tinte in der Tintenaufnahmekammer verbleibt. Wenn die Tinte innerhalb des Bodenendes der Tintenkammerwand ebenfalls durch das komprimierte Absorptionsmaterial in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer absorbiert ist, dann ist alle Tinte (30% von V_B), die im Bodenendabschnitt m verbleibt, als Auslaufverlust zu betrachten. In der vorliegenden Erfindung verformt sich jedoch der Tintenaufnahmeabschnitt als Reaktion auf die Expansion der Luft, so daß das innere Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts nach der Expansion größer ist, als das innere Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts vor der Expansion, wobei das Tintenrückhalteniveau in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer sich so ändert, daß das Gleichgewicht gegen das Abweichen des Unterdrucks infolge der Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts aufrecht erhalten ist. In dem stabilen Stadium ist das Unterdruckgleichgewicht mit dem Unterdruckerzeugungselement, in welchem der Unterdruck reduziert ist, durch die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts aufrechterhalten (der Unterdruck in der Tintenzuführöffnung der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ist Q). Wenn der reduzierte Druck P (0 < P < 1) ist; ein Verhältnis der Menge der ursprünglich in der Tintenaufnahmekammer enthaltenen Luft, wie in 13 (a1), (a2) gezeigt, a (0 ≤ a ≤ 1) ist; ein Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts vor der Expansion, wie in 13 (a1), (a2) gezeigt V_B ist; ein Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts im Ausgangsstadium (oder dem Stadium, in welchem die äußere Oberfläche der Innenwand eng an der inneren Oberfläche der Außenwand anliegt) V ist; das Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts in dem stabilen Stadium V_Q ist, bei r = V/V_B (r > 1) und r' = V_Q/V_B (1 < r' ≤ r); dann ist die Menge ΔV des Tintenausstoßes angenähert, bei (3) wenn 0 ≤ a < P × r';
In diesem Fall expandiert der Tintenaufnahmeabschnitt und stößt die Tinte aus. Da die Tintenausstoßmenge von dem Tintenaufnahmeabschnitt ein Differenzbetrag ist zwischen der Größe der Volumenänderung der Luft in dem Tintenaufnahmeabschnitt und der Größe der Expansion des Tintenaufnahmeabschnitts im Gleichgewichtszustand, zu δV = ((1 – P)/P) × a × VB – (r' – 1) × VB (3)
Somit ist die ausgestoßene Tintenmenge infolge der Größe der Expansion in der Tintenaufnahmekammer kleiner. Die Größe der Expansion des Tintenaufnahmeabschnitts (r' – 1) × V_B hat eine Beziehung zu dem durch das Unterdruckerzeugungselement erzeugten Unterdruck, und der Unterdruck des Unterdruckerzeugungselements hat eine Beziehung mit der von dem Tintenaufnahmeabschnitt ausgestoßenen Tintenmenge. Ein Beispiel für diese Beziehungen ist nachfolgend beschrieben. Dabei sind die Mengen der Tinte in dem Tintenaufnahmeabschnitt vor der Druckabweichung und die in dem stabilen Stadium beschrieben. In 13 (d1), (d2) ist angenommen, daß das Unterdruckerzeugungselement ein Kapillarkrafterzeugungselement ist, das aus einheitlichen Kapillarkrafterzeugungselementen aufgebaut ist (keine örtliche Unebenheit), wobei jedes davon in der Form einer Röhre angeordnet ist, die einen Bodenoberflächenbereich S aufweist; und daß das Flüssigkeitsniveau in dem stabilen Stadium, wie in 13 (d1), (d2) gezeigt, um den Betrag Δh, vor dem Stadium der Änderung der umgebenden Bedingung, wie in 13 (a1), (a2) gezeigt. ΔV = S × Δh (4)
Zu dieser Zeit ist der in der Tintenzuführöffnung Unterdruckerzeugungselements erzeugte Unterdruck um den Betrag ΔQ von dem vor der Druckabweichung in positiver Richtung geändert. ΔQ = Δh (5)
Andererseits ist die Unterdruckdifferenz in dem Tintenaufnahmeabschnitt zwischen dem Unterdruck vor der Druckabweichung und in dem stabilen Stadium gleich ΔQ, da das Unterdruckgleichgewicht mit dem Unterdruckerzeugungselement aufrecht erhalten ist. Die Beziehungen zwischen der Unterdruckdifferenz und der Größe der Volumenabweichung ist abhängig vom Aufbau des Tintenaufnahmeabschnitts, aber im allgemeinen sind sie proportional, bevor die gegenüberliegenden größten Seitenflächen mit einander in Kontakt sind. Der Proportionalitätsfaktor ist k (k > 0), daraus folgt δQ = k × (vQ – vB) = k × (r' – 1) × VB (6)
Aus den Gleichungen 4 bis 6 folgt δV = S × k × (r' – 1) × VB (7)
Aus den Gleichungen 3 bis 7 folgt δV = ((S × k)/(1 + S × k)) × ((1 – p)/p) × a × VB = (1/(1 + b)) × ((1 – p)/p) × a × VB (8)
Wenn die gegenüberliegenden größten Seiten des Tintenaufnahmeabschnitts vor der Druckabweichung mit einander in Kontakt sind, ist die Beziehung zwischen dem Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts und dem erzeugten Unterdruck unterschiedlich davon abhängig, ob die Seiten in Kontakt sind oder nicht. Deshalb ist die Beziehung zwischen dem Ausgangsraumvolumen der Tintenaufnahmekammer vor der Druckreduzierung und der Tintenausstoßmenge nicht linear, wie durch Gleichung 8 ausgedrückt, sondern weist eine Krümmung auf. Wenn die Querschnittsflächen des Unterdruckerzeugungselements in Abhängigkeit von den Höhen unterschiedlich sind, oder wenn die Dichte der Kapillarkraftelemente nicht einheitlich ist, sind die jeweiligen Faktoren in Rechnung zu stellen, somit gilt in Gleichung 3; wenn V > 0, dann V = 0, und es tritt anders ausgedrückt, die Bewegung der Tinte durch den Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal (Verbindungsabschnitt) in diesem Stadium nicht ein, sondern es tritt nur das Anwachsen der inneren Volumens des Tintenaufnahmeabschnitts ein, d.h.
(4) wenn P × r' ≤ a ≤ 1, wobei die Menge der ausgestoßenen Tinte nicht größer sein kann als die Tinte in der Tintenaufnahmekammer, was von der ursprünglich aufgenommenen Tintenmenge abhängt, dann ist δV = (1 – a) × VB (9)
14, (a) zeigt ein Volumen des Ausgangsraumes der Tintenaufnahmekammer (Volumen der Luft) vor der Druckabnahme; auf der Abszisse X bedeutet V_S eine Tintenausstoßmenge in dem stabilen Stadium, wenn der Druck zu P(atm) reduziert ist; (0 < P < 1) Ordinate (Y) (durchgängige Linie (2)). Bei der vorgenannt beschriebenen Bedingung weist die Tintenausstoßmenge eine Neigung auf, die weniger steil ist, d.h. 1/(1 + b) (0 < b = 1/(S × k), wie durch die durchgängige Linie in 14, (a) gezeigt.
Wie aus dem Verlauf der gestrichelten Linie (1) und dem der durchgängigen Linie (2) in 14 zu entnehmen ist, kann die Abschätzung der von der Tintenaufnahmekammer unter der schlechtesten Bedingung ausgestoßenen Tintenmenge reduziert werden, wenn der Tintenaufnahmeabschnitt sich als Reaktion auf die Expansion der Luft tatsächlich nicht verformt. Dieses Phänomen trifft auch zu, nach der Änderung der Temperatur des Tintenbehälters, und deshalb ist die Ausstoßmenge während der Druckreduzierung kleiner, eben wenn die Temperatur um annähernd 50 Grad ansteigt.
Wie vorhergehend beschrieben, kann gemäß dem Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung die Expansion der Luft in der Tintenaufnahmekammer infolge der Änderung der Umgebungsbedingung nicht nur in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer aufgenommen werden, sondern auch durch die Tintenaufnahmekammer welche die Pufferwirkung durch die Zunahme des Volumens der Tintenaufnahmekammer an sich erzeugt, bis die äußere Peripherie des Tintenaufnahmeabschnitts im Wesentlichen gleich der inneren Peripherie des Gehäuses ist. Somit ist die Tintenaufnahmekapazität der Tintenaufnahmekammer beträchtlich vergrößert, während die Änderung der Umgebungsbedingung dabei berücksichtigt ist.
14, (b) zeigt schematisch das Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts und das Ausstoßvolumen des Tintenaufnahmeabschnitts über der Zeit, wenn die Umgebungsluft des Behälters von dem atmosphärischen Druck (t = 0) zu P atm geändert ist (0 < P < 1) (druckreduziertes Stadium), wobei das Volumen der Luft im Ausgangsstadium V_A1 ist. In der 14, (b) stellt die Abszisse die Zeit (t) dar und die Ordinate veranschaulicht ein Volumen des Tintenaufnahmeabschnitts und die von dem Tintenausstoßabschnitt ausgestoßene Tintenmenge, wobei die Änderung der von dem Tintenaufnahmeabschnitt ausgestoßenen Tintenmenge über der Zeit durch die durchgängige Linie (1) aufgezeigt ist; und die Änderung des Volumens des Tintenaufnahmeabschnitts über der Zeit, ist durch die durchgängige Linie (2) angezeigt.
Die den Zeiten t = t_a, t = t_b, t = t_c und t = t_d jeweils entsprechenden Zustände des Tintenbehälters der 14, (b), sind in 13(a), (b), (c), (d) dargestellt.
Wie 14, (b) zeigt, kann die Tintenaufnahmekammer bei plötzlicher Änderung der Umgebungsbedingung die Expansion der Luft aufnehmen, bevor das stabile Stadium endgültig erreicht ist, in welchem die Unterdrücke der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der Tintenaufnahmekammer im Gleichgewicht sind. Dadurch kann der zeitliche Ablauf des Tintenausstoßes von der Tintenaufnahmekammer zu der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer nach einer plötzlichen Änderung der Umweltbedingung verzögert sein.
Demzufolge ist gemäß dem Tintenversorgungssystem der vorliegenden Erfindung eben unter verschiedenen Anwendungsbedingungen der zulässige Spielraum für die Expansion der Luft, die durch den Luft-Flüssigkeitsaustausch eingeführt ist, vergrößert; und die Tintenzuführung erfolgt, durch die Sta bilisierung des Unterdrucks während der Benutzung der Tintenaufnahmekammer.
Gemäß dem Tintenversorgungssystem der vorliegenden Erfindung ist das Verhältnis zwischen der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und der Tintenaufnahmekammer relativ frei bestimmt durch die geeignete Auswahl des Materials für den Tintenaufnahmeabschnitt und das Unterdruckerzeugungselement, eben bis zu einer Größe von 1:2 oder mehr, soweit praktisch realisierbar. Sofern die Pufferwirkung der Tintenaufnahmekammer von Bedeutung ist, so ist die Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts im Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium von der Phase des Beginns Anwendung an innerhalb des Bereiches der elastischen Verformung vergrößert. Zum Zweck der effektiven Pufferwirkung des Tintenaufnahmeabschnitts ist es wünschenswert, daß die Menge der Luft in dem Tintenaufnahmeabschnitt, wenn sich der Tintenaufnahmeabschnitt verformt, klein ist, d.h. daß die Menge der Luft in dem Tintenaufnahmeabschnitt bei der Funktion als Tintenaufnahmeabschnitt vor dem Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium nach der Verbindung, klein ist. Im Vorgenannten erfolgte die Beschreibung der ersten Ausführungsform. Die Beschreibung einer weiteren Ausführungsform erfolgt nachfolgend. Bei den nachfolgend genannten Ausführungsformen können verschiedene Elemente kombiniert sein.
(Zweite Ausführungsform)
15 ist eine schematische Darstellung eines Tintenbehälters gemäß einer zweiten Ausführungsform die mit dem Flüssigkeitsversorgungssystem der vorliegenden Erfindung anwendbar ist, wobei (a) eine Perspektivansicht ist; und (b) ist eine Schnittansicht. In dieser Ausführungsform ragt ein Verbindungsrohr (Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal) 114 von einer Seite, die der Bodenoberfläche der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (110) gegenüberliegt, senkrecht nach oben; wobei ein Flüssigkeitsraum 118 an einem Unterdruckerzeugungsmaterialkammer-Seitenende des Verbindungsrohrs an einer Kontaktstelle mit dem Unterdruckerzeugungselement angeordnet ist; und das Gehäuse der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer 110 weist ein Führungselement 111A zur Führung der Tintenaufnahmekammer 150 auf. Dieses sind Unterschiede zur ersten Ausführungsform.
Die Seitenflächen der Tintenaufnahmekammer 150 weisen jeweils hervorstehende Abschnitte 150B auf und dementsprechend weist das Führungselement 111A Vertiefungen 111B auf. Bei den anderen Gesichtspunkten ist der Strukturaufbau ähnlich zu dem Behälter gemäß der ersten Ausführungsform. Eine Unterdruckerzeugungsmaterialkammer 110 enthält ein Unterdruckerzeugungselement 113 in einem Gehäuse 111 und weist dabei auf; eine Tintenzuführöffnung 112, ein Luftventil 115, einen Pufferabschnitt 116 und eine Luftzuführvertiefung 117. Die Tintenaufnahmekammer 150 weist dabei einen Tintenaufnahmeabschnitt 153 auf, der durch die Innenwand 154 ausgebildet ist, deren äußere Oberfläche der inneren Form des Gehäuses (äußere Wand) 151 entspricht. Weiterhin weist sie auf; ein Luftventil 155, einen Zerreißabschnitt 156 und eine Tintenausstoßöffnung 152, der durch ein Verschlußelement 157, wie etwa einen Film, verschlossen ist. An der Tintenausstoßöffnung 152 ist dabei ein O-Ring als ein Dichtelement angeordnet, wodurch, wenn die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und die Tintenaufnahmekammer miteinander verbunden sind, der Verbindungsabschnitt dadurch abgedichtet ist.
Durch die Anordnung des Verbindungsrohrs, das von einer Seite gegenüber der Bodenoberfläche der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer hervorragt, kann die Tintenaufnahmekammer leicht in senkrechter Richtung zur Bodenoberfläche der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer an der Unterdruckerzeu gungsmaterialkammer befestigt oder wieder davon entfernt sein. Zu dieser Zeit kann die Positionierung zwischen der Tintenausstoßöffnung der Tintenaufnahmekammer und dem Verbindungsrohr der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer leicht durch das Führungselement 111A herbeigeführt werden. Wenn daher das Verschlußelement 157 unverschlossen ist, wirkt keine zusätzliche Kraft auf das Verbindungsrohr, wodurch eine ganz sichere Verbindung erlaubt ist. Der Behälter ist dabei durch eine Verbindung zwischen den hervorragenden Abschnitten 150B, die in der Tintenaufnahmekammer angeordnet sind, und einer Vertiefung 111B, die in dem Führungselement 111A angeordnet ist, befestigt, wobei die Abdichtung des Verbindungsabschnitts zusammen mit dem O-Ring abgesichert ist. Ein in dem Führungselement angeordneter Abschnittsausschnitt 111C ist verwendet, wenn die Tintenaufnahmekammer ausgebaut ist.
In dieser Ausführungsform ist der Flüssigkeitsraum z.B. durch die Verwendung eines L-förmigen Verbindungsrohrs unvermeidlich. Betreffs des Flüssigkeitsraumes, ist das Volumen vorzugsweise so klein wie möglich, da dadurch die Luftmenge, die sich nach der Verbindung in die Tintenaufnahmekammer bewegt, reduziert werden kann. Wenn es notwendig ist, einen Flüssigkeitsraum zu verwenden, der eine große Größe aufweist, kann in dem Flüssigkeitsraum ein Flüssigkeitserkennungsmechanismus angeordnet sein (z.B. sind in Flüssigkeitsraum zwei Elektroden angeordnet, wobei das Widerstandsniveau zwischen den Elektroden gemessen ist).
(Dritte Ausführungsform)
16, (a) ist eine schematische Darstellung eines Tintenbehälters gemäß einer dritten Ausführungsform, der mit dem Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar ist. In dieser Ausführungsform ist eine zu sammengesetzte Kopfpatrone 300 ausgeformt durch; Flüssigkeitsausstoßabschnitte 301, die geeignet sind verschiedene Flüssigkeiten (in dieser Ausführungsform Gelb(Y), Magenta(M) und Cyan Tinten) auszustoßen; und Unterdruckerzeugungsmaterialkammern 410, 510, 610, welche die Flüssigkeiten aufnehmen, wobei die Tintenaufnahmekammern 450, 550, 650 bezogen auf die Kopfpatrone 300 abnehmbar einbaufähig sind.
In dieser Ausführungsform weist die Kopfpatrone 300 einen Halterungsabschnitt 302 auf, zur Absicherung der Verbindung zwischen den Tintenaufnahmekammern und den zugeordneten Unterdruckerzeugungsmaterialkammern, welcher dabei einen Teil der äußeren Oberfläche der Tintenaufnahmekammer bedeckt. An den Tintenaufnahmekammern sind die Klemmhebel 459, 559, 659 angeordnet, die Befestigungsklinken aufweisen. Ein Führungselement weist die Befestigungsöffnungen 303a, 303b, 303c auf, die den Befestigungsklinken entsprechen. Dadurch ist der Verbindungszustand zuverlässig sichergestellt. Die jeweiligen Flüssigkeitsbehälter 450, 550, 650 weisen im Wesentlichen den gleichen Strukturaufbau auf, wobei durch die Anbringung von Erkennungsmarken (nicht gezeigt) zur Vermeidung einer falschen Anordnung, der korrekte Einbau gesichert ist. Der Strukturaufbau der Halterung kann in Abhängigkeit von den Farben unterschiedlich sein, um eine falsche Anordnung zu vermeiden. In diesem Fall können die Volumen unterschiedlich sein, da die Häufigkeiten der Nutzung der Farben berücksichtigt sind. Als ein modifiziertes Beispiel der Ausführungsform können die Unterdruckerzeugungsmaterialkammern 410, 510, 610 in Bezug auf den Flüssigkeitsausstoßabschnitt abnehmbar ausgeführt sein, wie in 16, (b) gezeigt. In diesem Fall kann nur Schwarz (Bk) an der Tintenaufnahmekammer angeordnet sein. Durch den zusammengesetzten Strukturaufbau wie in dieser Ausführungsform, ist die falsche Anordnung der Behälter verhindert.
In dieser Ausführungsform und in dem modifizierten Beispiel, können die Flüssigkeiten andere sein als die Y-, M- und C-Tinten; ebenso wie die Anzahl der aufgenommenen Tintenbehälter (z.B. nur der Schwarz (Bk) Behälter ist ein Einzelbehälter, während Y-, M- und C-Behälter einen zusammengesetzten Behälter ausformen).
(andere Ausführungsformen)
Beschreibung anderer Ausführungsformen und Modifikationen. Die nachfolgend genannten Ausführungsformen sind mit jeder der vorgenannten Ausführungsformen anwendbar.
(Aufbau der Tintenaufnahmekammer)
Es folgt eine zusätzliche Beschreibung wie zum Aufbau der Tintenaufnahmekammer jeder der vorgenannten Ausführungsformen.
Die Tintenaufnahmekammer ist bezüglich des Unterdruckerzeugungselements abnehmbar anbaufähig, dazu ist an dem Verbindungsabschnitt zwischen der Tintenaufnahmekammer und der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer ein Verschlußelement angeordnet, um das Auslaufen der Tinte von dem Tintenaufnahmeabschnitt vor der Verbindung und den Verlust der Flüssigkeit und/oder der Luft durch den Verbindungsabschnitt nach der Verbindung zu verhindern. In dieser Ausführungsform weist das Verschlußelement eine Filmform auf, aber es kann auch Kugelform aufweisen. Andererseits kann in dem Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal eine Hohlnadel angeordnet sein, und das Verschlußelement ist ein Gummistöpsel. Die Tintenaufnahmekammer jeder der vorgenannten Ausführungsformen sind mit einem Direktblasherstellungsverfahren hergestellt. Das Gehäuse (Außenwand) und der Tintenaufnahmeabschnitt (Innenwand) die voneinander trennbar sind, sind durch einheitliche Expansion eines zylindrischen Extrudats mittels Luftstrom im Wesentli chen in eine Prismaform gebracht. Bei einem anderen Strukturaufbau kann eine Metallfeder oder dergleichen in einer flexiblen Blase angeordnet sein, so daß der Unterdruck dem Tintenverbrauch entsprechend erzeugt ist.
Bei der Anwendung der Spritzgußtechnik ist der Tintenaufnahmeabschnitt, der eine äußere Oberflächenstruktur aufweist, die ähnlich oder gleich der inneren Oberflächenstruktur des Gehäuses ist, leicht herstellbar und zusätzlich ist das erzeugte Unterdruckniveau leicht auswählbar durch Änderung des Materials und der Dicke der Innenwand, die den Tintenaufnahmeabschnitt ausbildet. Durch die Verwendung von thermoplastischem Harzmaterial für die Außenwand ist die Tintenaufnahmekammer wieder aufbereitbar. Wobei durch die Anwendung der Spritzgußtechnik der Tintenbehälter der 17 leicht als zusammengesetzter Behältertyp, wie in der dritten Ausführungsform beschrieben, herstellbar ist. 17 ist eine Perspektivansicht eines Tintenaufnahmebehälters der eine Vielzahl von Tintenaufnahmekammern aufweist, wobei (b) eine Schnittansicht entlang der Schnittebene A-A in 17, (a) ist. Der Tintenaufnahmebehälter 750 weist eine Vielzahl von Tintenaufnahmeabschnitten 753a, 753b, 753c für das Zurückhalten der Tinte auf, wobei die Tintenausstoßöffnungen 752a, 752b, 752c, die durch die Verschlußelemente 757a, 757b, 757c verschlossen sind, angeschlossen werden können. In dem Tintenaufnahmebehälter 750, der in 17 gezeigt ist, weisen die Tintenaufnahmeabschnitte unterschiedliche Größen auf. Durch diese Differenz sind die Aufnahmekapazitäten abhängig von der Häufigkeit des Flüssigkeitsverbrauchs unterschiedlich. Die Beschreibung dazu erfolgt wie zu der Außenwand und zu der Innenwand. In jeder der vorgenannten Ausführungsformen ist die Tintenaufnahmekammer im Spritzgußverfahren hergestellt und deshalb ist die Wanddicke in Eckenabschnitten kleiner als in den Mittelabschnitten der Seiten. Ähnlich ist die Dicke der Außenwand in den Eckenabschnitten kleiner als in den Mittelabschnitten der Seiten. Im Ergebnis erreicht die Innenwand die äußere Form, die gleich inneren Form der Außenwand ist. Die äußere Oberfläche der Innenwand erstreckt sich entlang der Dickeverteilung der Außenwand, wodurch sie in Richtung des Tintenaufnahmeabschnitts konvex ist, der durch die Innenwand ausgebildet ist. Die innere Oberfläche der Innenwand weist die vorgenannt beschriebene Dickenverteilung auf, wodurch die konvexe Wölbung zum Tintenaufnahmeabschnitt verstärkt ist. Diese Strukturen führen im Ergebnis zu der Funktionsweise der größten Seitenflächen, weshalb die konvexe Form zumindest in den größten Seitenflächen wünschenswert ist und wobei die Größe der Konvexität der inneren Wandoberfläche nicht größer als 2(mm) sein soll, und diejenige der äußeren Oberfläche der Innenwand nicht größer als 1(mm) sein soll. Die konvexe Form soll innerhalb eines Meßtoleranzbereiches einer kleinen Seitenfläche sein. Somit bestimmen die konvexen Formen die Priorität der Verformung der Seiten.
Nachfolgend erfolgt die Beschreibung des Aufbaus der Außenwand. Die vorgenannt beschriebene Außenwand hat eine Funktion der Begrenzung der Verformung der Innenwand in den Eckenabschnitten. Für diese Funktion kann sie deren Aufbau gegen die Verformung der Innenwand beibehalten, wobei sie die Außenseite der Eckenabschnitte (Eckenabschnitteinschlußelement) umschließt. Die Außenwand oder die Innenwand können durch plastisches Harzmaterial, Metall oder starkes Papier umschlossen sein. Die Außenwand kann dabei die gesamte Oberfläche, oder nur die Eckenabschnitte umschließen, wobei diese dabei Oberflächenstrukturen aufweist, die durch Metallstäbe oder mit durch eine Maschenstruktur miteinander verbunden sind.
Wenn die Tintenbahn zwischen der Umgebung des Luft-Flüssigkeitsaustauschkanals des Unterdruckerzeugungselements und der Umgebung der Tintenzuführöffnung aus dem einen oder anderen Grund unterbrochen ist, wenn die Tintenaufnahmekammer im Fall der austauschbaren Tintenaufnahmekammer ausgetauscht ist, kann die Tinte in der Tintenaufnahmekammer durch zeitweiliges Drücken der Außenwand, welche manuell elastisch verformbar ist, wie in 18 gezeigt, in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer gedrückt sein, wodurch die Tintenbahn wieder kontinuierlich gestaltet ist. Der Druckerneuerungsvorgang kann dabei eher automatisch als manuell bewirkt sein. Mittel für die Druckausübung können in dem Aufzeichnungsgerät angeordnet sein. Dabei kann die Struktur so sein, daß ein Teil der Innenwand hervorsteht, weshalb der hervorstehende Teil zu drücken ist.
In dieser Ausführungsform weist der Tintenaufnahmeabschnitt eine prismatische Form auf, wobei diese Form aber keine Beschränkung ist. Es kann jede beliebige sein, wenn sie mit dem Tintenausstoß verformbar ist und dazu geeignet ist, den Unterdruck zu erzeugen, trotz der Verformung. Es ist deshalb vorzuziehen, das eins zu eins Verhältnis zwischen der Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts und dem Unterdruck an der Tintenausstoßöffnung beizubehalten, auch wenn die Verformung und die Rückbildung des Tintenaufnahmeabschnitts sich wiederholt. Dies ist ausführbar durch die Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts im elastischen Verformungsbereich. Dabei ist in dieser Ausführungsform, auch wenn der Druck an dem Tintenausstoßabschnitt nach dem Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgang gleich Null ist, der Tintenaufnahmeabschnitt noch in einem leicht verformten Zustand gehalten. Bei Verformung eines Teils des Tintenaufnahmeabschnitts im nicht elastischen Bereich, ist die Verwendbarkeit gegeben, wenn der andere Teil elastisch verformt ist.
Wenn das Verhältnis der Änderung des Unterdrucks als Folge der Verformung durch den Tintenausstoß sich plötzlich ändert (z.B. dadurch, daß die verformten Abschnitte aneinander liegen), ist es wünschenswert, daß das vorgenannt beschriebene erste Tintenzuführstadium abgeschlossen ist und das vorgenannt beschriebene zweite Tintenzuführstadium vor der plötzlichen Änderung begonnen hat, auch wenn die Elastizität nach der Änderung noch existiert.
Das Material für die Verwendung in der Tintenaufnahmekammer kann ein beliebiges sein, wenn die Innenwand und die Außenwand trennbar sind, und jede oder eine dieser Wände eine Viellagenstruktur aus einer Vielzahl von Materialien aufweist. Ein Material höherer Elastizität für die Innenwand ist dann verwendbar, wenn die Tintenaufnahmekammer allein als ein Unterdruckerzeugungsbehälter genutzt ist. Im Vergleich zu Fall, bei dem die Tintenaufnahmekammer allein als Unterdruckerzeugungsmaterialbehälter verwendet ist, sind eine dickere Innenwand oder ein steiferes Material zur Wiederauffüllung der Tintenkammer für den Tintenstrahldruck verwendbar, wodurch die Breite der Materialauswahl ausgeweitet ist. Der Anstieg der Dicke der Innenwand ist bewirkt ein Abzusenken die Gaspermeabilität der Tintenaufnahmekammer. Die Verringerung der Gaspermeabilität ist vorzuziehen, da die Expansion und/oder der Tintenabfluß von der Tintenaufnahmekammer verhindert werden können, wenn die Tintenaufnahmekammer transportiert ist oder nicht in Verwendung gehalten ist. In Anbetracht des Einflusses der darin aufgenommenen Tinte ist das vorzuziehende Material für die Innenwand z.B. Polyäthylenharzmaterial, Polypropylenharzmaterial oder dergleichen.
In den vorgenannten Ausführungsformen und Beispielen weisen die Innenwand und die Außenwand eine Einlagenstruktur auf, aber die Innenwand und/oder die Außenwand können auch in einer Viellagenstruktur hergestellt sein. Insbesondere in der vorliegenden Erfindung, ist im Vergleich zu dem Fall, bei dem die Tintenaufnahmekammer allein als Unterdruckerzeugungsbehälter verwendet ist, eine dickere Innenwand oder ein steiferes Material zur Wiederauffüllung der Tintenkammer für den Tintenstrahldruck verwendbar, wodurch die Breite der Materialauswahl ausgeweitet ist und die Anzahl der Kombinationen des Materials für die Innenwand vergrößert ist.
(Aufbau der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer)
Nachfolgend erfolgt eine zusätzliche Beschreibung, zur Struktur der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, wie in jeder der Ausführungsformen.
Das Unterdruckerzeugungselement in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (Aufnahmebehälter für das Unterdruckerzeugungsmaterial) kann ein poröses Element oder Material wie etwa Polyurethanschaum, filzartiges Material oder Fasern, Heißpreßmasse aus Fasern oder dergleichen sein. Der Luft-Flüssigkeitsaustauschkanal (Verbindungsabschnitt) ist als Rohrform beschrieben, aber es kann jede beliebige sein, wenn dadurch der Luft-Flüssigkeitsaustausch im Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium nicht behindert ist.
In jeder der Ausführungsformen ist die Luftzuführvertiefung in einer inneren Oberfläche des Gehäuses ausgeformt, aber es ist nicht unbedingt so, wie in 19 dargestellt.
19 ist eine Schnittansicht eines Behälters, entsprechend der ersten Ausführungsform, wobei die Luftzuführvertiefung in den anderen Ausführungsformen weggelassen sein kann.
In dieser Ausführungsform ist das Flüssigkeitsniveau allgemein während des Luft-Flüssigkeitsaustauschvorgangs in einer niedrigen Position gehalten. In diesem Fall ist beim Ausstoßen einer großen Tintenmenge in dem vorgenannt beschriebenen Festformdruck, die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Tintenunterbrechung größer, als wenn eine Luftzuführvertiefung angeordnet ist. Wenn jedoch die Tintenaufnahmekammer verformbar ist, dann ist die Ausstoßmenge der Tinte während des Luft-Flüssigkeitsaustausches groß, so daß die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Tintenbahnunterbrechung kleiner ist. Durch die Anordnung der Luftzuführvertiefung zur Unterstützung des Luft-Flüssigkeitsaustausches, kann sich die Luft-Flüssigkeitsgrenzfläche leicht ausbilden, so daß die Tintenzuführung weiter stabilisiert ist. Anders ausgedrückt ist der Flüssigkeitszuführvorgang nach außen, wie etwa zu dem Aufzeichnungskopf, stabilisiert. Die Luft-Flüssigkeitsgrenzfläche ist unter Berücksichtigung der Verbindung zwischen dem Unterdruckerzeugungselement und dem Tintenaufnahmeabschnitt unter verschiedenen Bedingungen, wie etwa das erste Zuführstadium und das zweite Zuführstadium, weiterhin stabilisiert.
In jedem der vorgenannten Beispiele ist ein Raum (Pufferabschnitt) angrenzend an den oberen Abschnitt angeordnet, der kein Unterdruckerzeugungselement aufweist, wobei dieser Raum aber wieder mit einem Unterdruckerzeugungselement belegt sein kann, das unter normalen Bedingungen keine Flüssigkeit aufnimmt. Durch die Anordnung des Unterdruckerzeugungselements, das keine Flüssigkeit in dem Pufferraum zurückhält, kann die Tinte, die infolge der Änderung der Umgebungsbedingung in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer bewegt ist, zurückgehalten werden.
(Tintenbehälter)
In jeder der vorgenannt beschriebenen Ausführungsformen erfolgte die Beschreibung der Tintenaufnahmekammer in Bezug auf die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer als abnehmbar anbaufähig, aber wie in 20 gezeigt, können die zwei Kammern ständig verbunden sein.
In dem Fall sind die Kammern, nachdem sie durch unterschiedliche Formgebungsverfahren geformt sind (z.B. Spritgießen für die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, und Blasformung für die Tintenaufnahmekammer), verschweißt oder verklebt (im Verbund); der Verbindungsabschnitt ist wünschenswerter Weise durch ein Dichtelement, wie etwa einen O-Ring 58 abgedichtet, um ähnlich wie in den vorgenannt beschriebenen Ausführungsformen das Auslaufen von Tinte aus dem Verbindungsabschnitt, dort wo die Kammern verbunden sind, zu verhindern. Der in 20 gezeigte Flüssigkeitszuführvorgang in den Tintenbehälter am Beginn der Anwendung ist bereits in dem Stadium nach Beendigung des vorgenannten Stadiums einsatzbereit. Die vorteilhaften Effekte der vorgenannten Ausführungsformen können auch in den anderen Zuführvorgangsstadien verwendet werden.
(Flüssigkeitszuführvorgang und Tintenversorgungssystem)
Nachfolgend erfolgt dazu eine zusätzliche Beschreibung zu dem Flüssigkeitszuführvorgang und zu dem Tintenversorgungssystem. Das betrifft; den Tintenzuführvorgang in den Tintenbehälter (Tintenversorgungssystem) in jeder der vorgenannten Ausführungsformen; die Vorgänge die vom Ausgangsstadium an ablaufen, bei denen die Tintenaufnahmekammer und die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer nicht verbunden sind; das Stadium zum Beginn der Anwendung, nach der Verbindung zwischen beiden, sowie das erste und das zweite Flüssigkeitszuführstadium. Sie sind ein Beispiel für den Flüssigkeitszuführ vorgang in dem Tintenversorgungssystem der vorliegenden Erfindung, wobei z.B. die nachfolgend genannten Vorgänge in Abhängigkeit vom Strukturaufbau der Tintenaufnahmekammer und der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer und/oder den Flüssigkeitsausstoßbedingungen eintreten können.
In einem ersten modifizierten Beispiel mit einem Tintenversorgungssystem ohne das Luft-Flüssigkeitsaustauschstadium, d.h. das zweite Tintenzuführstadium, gibt es einen Verlauf des Verbrauchs der Tinte von dem Tintenaufnahmeabschnitt ohne die Einführung der Umgebungsluft in den Tintenaufnahmeabschnitt, weshalb die obere Grenze des inneren Volumens des Flüssigkeitsaufnahmebehälters betreffend, nur die in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführte Luft in Betracht zu ziehen ist. Daher kann eben, wenn die Grenze zum inneren Volumen der Tintenaufnahmekammer entspannt ist, die Änderung der Umgebungsluftbedingung aufgenommen werden. Das ist vorteilhaft. Wenn jedoch die Nutzungseffektivität des Tintenaufnahmeabschnitts in Betracht gezogen ist, so ist die Tinte in dem Tintenaufnahmeabschnitt leichter verbraucht, wenn das Luft-Flüssigkeitsstadium nach dem ersten Tintenzuführstadium eintritt, wie in jeder der vorgenannten Ausführungsformen.
In dem zweiten modifizierten Beispiel ist das Flüssigkeitsniveau der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer vor der Verbindung höher als die Luft-Flüssigkeitsgrenzfläche, wie sie beispielsweise gerade in dem Stadium ist, die in 2 (a1), (a2) dargestellt ist. In diesem Fall ist das, unter den Bewegungen der Tinte im Anfangstadium der Verwendung, wie unter Bezug auf 2 (b1), (b2) dargestellt, die Einbahnrichtungstintenbewegung infolge der Kapillarkraft in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer.
In einem dritten modifizierten Beispiel ist die Geschwindigkeit des Tintenverbrauchs in dem Stadium, das z.B. in 3 (b1), (b2) gezeigt ist, extrem hoch. In diesem Fall sind die Unterdrücke zwischen ihnen nicht immer ausgeglichen, wobei die Tinte in der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer zuerst bis zu der Differenz der Unterdrücke zwischen ihnen verbraucht ist, und wenn die Differenz der Unterdrücke größer wird als ein vorbestimmtes Niveau, bewegt sich die Tinte von der Tintenaufnahmekammer in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer. Solche modifizierten Beispiele liegen mit dem Tintenzuführvorgang und den Details im Anspruchsbereich der vorliegenden Erfindung.
(Flüssigkeitsausstoßaufzeichnungsvorrichtung)
Die Beschreibung erfolgt wie zu einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät, das die Aufzeichnung mit einem Tintenbehälter gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bewirkt, wie in 1 gezeigt. 21 ist eine schematische Perspektivansicht eines Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes, das den Tintenbehälter entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung transportiert. In 21 sind eine Kopfeinheit (nicht gezeigt) und ein Tintenbehälter 100 abnehmbar an der Hauptbaugruppe des Tintenstrahlaufzeichnungsgerätes angeordnet, durch Positionierungselemente (nicht gezeigt) eines Schlittens 4520 und eine Verbindungsplatte 5300, die um eine Achse schwenkbar ist. Die Vorwärts- und Rückwärtsdrehung des Antriebmotors 5130 sind durch die Antriebsübertragungszahnräder 5110, 5090 zu der Leitspindel 5040 übertragen, um diese zu drehen. Der Schlitten 4520 weist dabei einen Zapfen auf (nicht gezeigt), der in die Spiralnute der Leitspindel 5040 eingreift. Durch diesen Strukturaufbau ist der Schlitten 4520 in einer Längsrichtung auf dem Gerät hin und herbewegt. Gekennzeichnet durch 5020 ist eine Verschlußdeckel, der verwendet ist für; die Abdec kung einer Vorderseite von jedem der Aufzeichnungsköpfe der Aufzeichnungskopfeinheit; und für die Wiederherstellung der Saugfähigkeit des Aufzeichnungskopfes durch eine Öffnung in dem Verschlußdeckel mittels nicht gezeigter Saugelemente. Der Verschlußdeckel 5020 ist durch die Antriebskraft bewegt die durch das Zahnrad 5080 oder desgleichen übertragen ist, um die Tintenausstoßöffnungen von jedem der Aufzeichnungsknöpfe abzudecken. Angrenzend an den Verschlußdeckel 5020 ist ein Reinigungsblatt angeordnet und für vertikale Bewegung abgestützt. Das Blatt ist dabei nicht auf das Dargestellte beschränkt, sondern jedes bekannte Reinigungsblatt ist verwendbar.
Verschließen, Reinigen und Wiederherstellen der Saugfähigkeit sind dabei durch die Leitspindel 5050 gesteuert, wenn sich der Schlitten 4520 zu der Ausgangsposition der jeweiligen Vorgänge bewegt. Zu diesem Zweck ist jedes beliebige andere Mittel einsetzbar. Die Beschreibung dazu erfolgt dabei zu den Vorteilen, die sich ergeben, wenn der Tintenbehälter der vorliegenden Erfindung auf so einem hin- und herfahrenden Schlitten transportiert ist.
Die Tintenaufnahmekammer des Tintenbehälters der vorliegenden Erfindung ist verformbar, so daß die Bewegung der Tinte, hervorgerufen durch die Abtastlaufschwingungen des Schlittens, durch die Verformung des Tintenaufnahmeabschnitts aufgenommen werden können. Mit dem Ziel, die Unterdruckabweichungen gegen die Abtastschwingungen des Schlittens zu verhindern, ist es wünschenswert, daß ein Teil der Eckenabschnitte des Tintenaufnahmeabschnitts nicht von der inneren Oberfläche des Gehäuses getrennt ist, sondern, dicht daran angeordnet sind, eben wenn sie getrennt sind. Im Fall eines Tintenaufnahmeabschnitts, der gegenüberliegende größte Seitenflächen aufweist, wie in dieser Ausführungsform, ist die Entspannungswirkung der Tintenbewegung, wenn der Behälter so transportiert ist, daß die größten Seiten im wesentlichen senkrecht zu der Abtastbewegungsrichtung stehen, von besonderer Bedeutung.
Wie in dem Abschnitt (Aufbau der Tintenaufnahmekammer) beschrieben, können in der Aufzeichnungsvorrichtung Erneuerungsdrückelemente 4510 angeordnet sein, für das Zusammendrücken der Innenwand durch die Außenwand der Tintenaufnahmekammer. In diesem Fall kann die nachfolgend genannte Anordnung eingerichtet sein:
Ein Flüssigkeitsanwesenheits- oder Flüssigkeitsabwesenheits-Erkennungselemente 5060 einschließlich Lichtabstrahlelemente und Lichtaufnahmeelemente, wobei Licht durch die Tintenaufnahmekammer geleitet ist, und durch das reflektierende Licht zur Erkennung der Anwesenheit oder Abwesenheit von Tinte aufgenommen ist; Ausstoßfehlererkennungselemente (nicht gezeigt) für das Erkennen von Ausstoßfehlern des Aufzeichnungskopfes; und Steuerelemente (nicht gezeigt), so daß bei Tintenbahnunterbrechung von dem an den Luft- Flüssigkeitsaustauschkanal des Unterdruckerzeugungselements angrenzenden Bereich zu dem an die Tintenzuführöffnung angrenzenden Bereich z.B. die nachfolgende Sequenz genutzt ist. In dem Fall, daß die Tintenaufnahmekammer nach dem normalen Saugfähigkeitswiederherstellungsvorgang unter Verwendung des Verschlußdeckels 5020 ausgetauscht ist, erfolgt der Test des Ausstoßes in dem Aufzeichnungskopf, in dem die ausgetauschte Tintenaufnahmekammer verwendet ist.
Wenn der Ausstoßfehler erkannt ist, so ist der Erneuerungsdrückvorgang unter Verwendung des Erneuerungsdrückelements 4510 ausgeführt, wodurch der normale Zustand wieder hergestellt ist. In dem Fall, daß während des Vorgangs die Flüs sigkeitsanwesenheits- oder -abwesenheitserkennungselemente, die Anwesenheit von Tinte in einem Tintenbehälter feststellen, während die Ausstoßfehlererkennungselemente den Ausstoßfehler in dem Aufzeichnungskopf erkennen, in dem der Behälter verwendet ist, so ist der normale Saugfähigkeitswiederherstellungsvorgang ausgeführt. Wenn der Ausstoßfehler weiter andauert, eben auch nach dem normalen Saugfähigkeitswiederherstellungsvorgang, kann der Erneuerungsdrückvorgang unter Verwendung des Erneuerungsdrückelements 4510 ausgeführt werden. In jedem beliebigen Fall ist dabei der Aufzeichnungskopf, der jeweils dem Tintenbehälter entspricht, der von dem Erneuerungsdrückvorgang betroffen ist, durch den Verschlußdeckel abgedeckt, so daß der unbeabsichtigte Ablauf von Tinte durch den Aufzeichnungskopf verhindert ist.
Das Flüssigkeitsanwesenheits- oder -abwesenheitserkennungselement ist nicht auf die vorgenannt beschriebenen optischen Elemente beschränkt, sondern kann ein Punktzähltyp, oder ein anderer Typ, oder eine Kombination davon sein. Wie in dem Vorgenannten beschrieben, verformt sich der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt so, daß das Gleichgewicht mit dem Unterdruck des Unterdruckerzeugungselements aufrecht erhalten ist, so daß eben wenn die Luft in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt infolge der Änderung der Umgebungsbedingung expandiert, sich der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt zur Ausgangsgröße und zum Ausgangsvolumen zurückbildet, wenn die Änderung plötzlich erfolgt, wodurch der Einfluß der Änderung der Umgebungsbedingung minimiert ist. Wenn die Änderung der Umgebungsbedingung nicht plötzlich erfolgt, kann der Einfluß der Expansion sowohl durch das Unterdruckerzeugungselement als auch den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt beseitigt werden, während das Gleichgewicht mit dem Unterdruckerzeugungselement aufrecht erhalten ist. Deshalb kann die erforderliche Größe die Pufferraums in der Unterdruckerzeugungsmaterial kammer unter verschiedenen Anwendungsbedingungen reduziert werden.
In dem zweiten Flüssigkeitszuführvorgang ist die Luft in den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt eingeführt, so daß die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt im wesentlichen ohne eine nicht verwendbare Resttintenmenge verbraucht ist, wobei die Unterdruckdifferenz zwischen der Zeit des Beginns des Flüssigkeitsausstoßes von dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt und der Zeit am Ende davon kleiner sein kann als die, wenn der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt allein als ein Unterdruckerzeugungsbehälter verwendet ist.
Im Vergleich mit dem konventionellen Tintenbehältertyp, der aufweist; die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer; die Tintenaufnahmekammer; und die Verbindungsöffnung zwischen ihnen, ist die zulässige der Luftexpansion größer. Wenn eine große Menge der Tinte in einer kurzen Zeitperiode verbraucht ist, erfolgt eine gleichmäßige Flüssigkeitszuführung von dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer, da der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verformbar ist. Deshalb ist die Tintenzuführung stabilisiert, wenn die Flüssigkeit in dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt verbraucht ist.
In Übereinstimmung mit diesem System kann, eben wenn der Aufnahmebehälter für das Unterdruckerzeugungselement die Flüssigkeit nicht angrenzend an den Verbindungsabschnitt zu dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter aufnimmt, die Flüssigkeit, nach der Anordnung der Flüssigkeitsaufnahmekammer an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer durch die Nutzung der Kapillarkraft von dem Flüssigkeitsaufnahmebehälter in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer bewegt sein, so daß die Flüssigkeit in dem ausgetauschten Flüssigkeitsaufnahmebehäl ter durch diese einfache Anordnung verwendet ist, ungeachtet des Flüssigkeitsrückhaltezustands des an den Verbindungsabschnitt angrenzenden Unterdruckerzeugungselements. Somit ist ein praktisches Flüssigkeitsversorgungssystem mit einer stabilisierten Tintenzuführung bereitgestellt.
In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann die Tinte des Tintenaufnahmeabschnitts ohne die Einführung von Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt genutzt werden. Des weiteren kann hiermit ein Tintenbehälter und ein Tintenzuführsystem mit einer hohen Effektivität der Tintenaufnahme bei hohem Anwendungsnutzen und einen großen Freiraum gegen veränderte Umgebungsbedingungen bereitgestellt werden. Dadurch können die Größe der Behälter verkleinert und die laufenden Kosten reduziert werden.
Obwohl die Beschreibung der Erfindung mit Bezug auf die hierin offengelegten Strukturen erfolgt ist, beschränkt sie sich nicht auf die dargelegten Details, sondern diese Anmeldung beabsichtigt solche Modifikationen oder Änderungen, die eintreten können, innerhalb des Geltungsbereichs der Erfindung zu erfassen, die in den folgenden Patentansprüchen definiert ist.

Claims

Flüssigkeitsversorgungsverfahren, das nachfolgende Schritte aufweist: – einen Schritt der Bereitstellung einer Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110), welche aufweist: einen Flüssigkeitsversorgungsabschnitt (12, 112) für die Zuführung der Flüssigkeit an einen Außenbereich und ein Luftventil (15, 115) für die Strömungsverbindung mit der Umgebung; ein Unterdruckerzeugungselement (13, 113) für das Zurückhalten der Flüssigkeit; – einen Schritt der Bereitstellung einer Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150), die einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) für die Aufnahme der Flüssigkeit aufweist, wobei der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) einen im Wesentlichen abgedichteten Raum ausbildet, mit Ausnahme der Strömungsverbindung mit der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110); gekennzeichnet durch – einen Schritt des Verbindens der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) mit der Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150), einem ersten Flüssigkeitszuführungsschritt nach dem Verbindungsschritt, der die Zuführung der Flüssigkeit an den Außenbereich zuläßt durch den ermöglichten Eintritt der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) ohne dabei Luft mit einem Unterdruck in den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) einzuführen, während dabei die Abnahme eines Volumens des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts (53, 153) ermöglicht wird.
Flüssigkeitsversorgungsverfahren gemäß Anspruch 1, wobei ein zweiter Flüssigkeitszuführungsschritt nach dem ersten Flüssigkeitszuführungsschritt erfolgt, der die Zuführung der Flüssigkeit an den Außenbereich zuläßt, durch den ermöglichten Eintritt der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110), mit der Zuführung von Luft in den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153).
Flüssigkeitsversorgungsverfahren gemäß Anspruch 2, wobei der zweite Flüssigkeitszuführungsschritt ausgeführt wird, während sich der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) innerhalb eines elastischen Verformungsbereiches verformt.
Flüssigkeitsversorgungssystem das aufweist, eine Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150), die einen Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) zur Flüssigkeitsaufnahme in einem abgeschlossenen Raum aufweist; eine Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110), in der ein Luftventil (15, 115) für die Strömungsverbindung mit der Umgebung angeordnet ist, wobei die Flüssigkeit durch einen Verbindungsabschnitt (52, 152), der mit dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) in Verbindung steht, ausgestoßen ist; wobei der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) der Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) während des Verformens zur Erzeugung eines Unterdrucks geeignet ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer abnehmbar an der Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) angeordnet werden kann, wobei, nachdem die Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) angebracht ist, die Zuführung der Flüssigkeit an den Außenbereich möglich ist durch den Eintritt der Flüssigkeit von dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) in die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110), ohne die Zuführung von Luft mit ei nem Unterdruck in den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153), während dabei die Abnahme eines Volumens des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts (53, 153) ermöglicht wird.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 4, bei dem die Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) dazu geeignet ist, den Luft Flüssigkeitsaustausch zu bewirken, wobei Luft in den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) eingeführt ist.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 5, wobei sich die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) in einem Zustand befindet, bei dem der Luft Flüssigkeitsaustausch möglich ist, wenn die Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) angebracht ist.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 4, wobei der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) unter Druck gesetzt ist, wenn die Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) an der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) angepreßt ist.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 4, wobei ein Flüssigkeitssammelabschnitt an einem Ende des Verbindungsabschnitts (52, 152) vorgesehen ist.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 4, wobei die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) ein Führungselement (14, 114) zur Führung bei der Anbringung an der Flüssigkeitsaufnahmekammer (50, 150) aufweist.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 4, welches ein Dichtungselement (54, 154) zur im Wesentlichen hermetischen Abdichtung des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts (53, 153) aufweist, mit Ausnahme des Verbindungsabschnitts (52, 152).
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 4 bis 10, welches ein Dichtungselement (54, 154) zur Abdichtung des Verbindungsabschnitts (52, 152) bezogen auf die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110) vor der Anbringung aufweist.
Ein Flüssigkeitsversorgungsverfahren gemäß Anspruch 11, wobei der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) elastisch verformbar ist.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß einem der Ansprüche 4 bis 12, das ein Gehäuse (51, 151) aufweist, welches eine innere Form hat, die gleich oder ähnlich der äußeren Form des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts (53, 153) ist; sowie ein Luftventil (55) für den Einlaß der umgebenden Luft.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 13, bei dem der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) mit Flüssigkeit gefüllt ist, wobei ein Innendruck des Flüssigkeitsaufnahmeabschnitts (53, 153) vor der Anbringung an die Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110), niedriger ist als der atmosphärische Druck.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 13, wobei der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) im Wesentlichen eine Vieleckprismaform aufweist, wobei jede der Wände (54, 154) in prismatisch Form ausgeformte Seiten aufweisen, die in den Kantenabschnitten eine geringere Dicke aufweisen als in den Mittelabschnitten.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 15, bei dem an einer der prismatisch ausgeformten Seiten, die nicht einen größten Flächenabschnitt aufweist, ein Aufreißabschnitt (56, 156) dort angeordnet ist, wo die Wände (54, 154) den Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) ausbilden und durch das Gehäuse (51, 151) zusammengefügt und verbunden sind.
Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß Anspruch 15, wobei der Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) gegenüberliegende Seiten aufweist, die einen größten Flächenabschnitt bilden, wobei der Luft Flüssigkeitsaustausch mit der Unterdruckerzeugungsmaterialkammer (10, 110), der das Ausstoßen der Flüssigkeit über die Zuführung von Luft durch den Verbindungsabschnitt (52, 152) ermöglicht, begonnen hat, bevor die größten Flächenabschnitte in Folge des Ausstoßens der Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitsaufnahmeabschnitt (53, 153) miteinander in Kontakt kommen.
Tintenstrahlpatrone, die einen Aufzeichnungskopf (60) zum Ausstoßen der Flüssigkeit an einen Außenbereich aufweist, wobei dieser mit einem Flüssigkeitsversorgungssystem gemäß der Ansprüche 4 bis 17 verbunden ist.