EP1329323B1

EP1329323B1 - Behälter für Druckflüssigkeit

Info

Publication number: EP1329323B1
Application number: EP03000658A
Authority: EP
Inventors: Angela Louie; Markus Bürgin; Joachim Kretschmer
Original assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Current assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Priority date: 2002-01-17
Filing date: 2003-01-16
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: DE50312122D1; EP1329323A2; EP1329323A3; DE10202365A1; ATE448945T1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für Druckflüssigkeit mit eingesetztem Schwamm, insbesondere einer Patrone für einen Tintenstrahldrucker, sowie einen Behälter für Druckflüssigkeit, insbesondere Tintenbehälter mit eingesetztem Schwamm.
Tintenbehälter oder Tintenpatronen für Tintenstrahlschreibgeräte oder Tintenstrahldrucker enthalten häufig poröse Tintenabsorbierungsmittel zur kapillarischen Speicherung der Tinte. Als poröse Materialien werden vorzugsweise Schwämme, beispielsweise aus geschäumten Polyurethan, oder aber auch Faserstoffe, beispielsweise Filz, und ähnliche Materialien eingesetzt. Die porösen Tintenabsorbierungsmittel dienen dazu, im Tintenbehälter einen Unterdruck relativ zum Umgebungsdruck zu erzeugen und die Tinte bei einer Beschleunigung des Tintenbehälters mechanisch zu dämpfen. Schwammtintenbehälter ermöglichen dadurch auch bei einer mitfahrenden Anordnung auf dem Druckerwagen eine zuverlässige Versorgung des Druckkopfes mit Tinte. Zudem verhindert der durch die Kapillarkräfte der Schwammporen erzeugte Unterdruck ein Auslaufen der Tinte in den Drucker.
Um diese Funktion optimal erfüllen zu können, ist es notwendig, dass der Schwamm die Tintenkammer des Behälters im Wesentlichen vollständig und gleichmäßig ausfüllt und keine Falten oder umgebogene Ecken aufweist. Derartige Montagefehler können zu unerwünschten Tinteneinschlüssen oder Luftkanälen führen und dadurch die Tintenergiebigkeit der Schwammtintenpatrone sowie die Druckqualität negativ beeinflussen.
Um diese Montagefehler, deren primäre Ursache der große Reibungskoeffizient zwischen Schwamm, bzw. porösem Material, und Tintenbehälterwandung beim Einbringen in die Tintenkammer ist, zu vermeiden, sind aufwändige Montagevorrichtungen und/oder komplizierte Verfahrensschritte erforderlich. Erschwert wird die Schwammmontage im Übrigen auch durch die häufig komplexen Tintenbehältergeometrien, die sich nach den konstruktiven Vorgaben des Druckers richten und denen die Schwammgeometrien angepasst sein müssen.
Nach dem Stand der Technik werden hauptsächlich zwei Verfahren zur Schwammmontage angewendet. Gemäß dem ersten Verfahren wird der Schwamm, bzw. das poröse Material, in einem ersten Verfahrensschritt mechanisch komprimiert und in einem zweiten
Verfahrensschritt in die Tintenkammer des Behälters eingesetzt. Ein derartiges Verfahren offenbart beispielsweise die US 6,250,746 . Gemäß dem zweiten Verfahren wird der Schwamm in einem ersten Verfahrensschritt unter Wärmeeinwirkung komprimiert, so dass er im Wesentlichen die Form der Tintenkammer aufweist. In einem zweiten Verfahrensschritt wird der so geformte Schwamm in die Tintenkammer des Behälters eingesetzt. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der EP 0 967 082 offenbart.
Bei beiden bekannten Verfahren sind spezielle Werkzeuge für das Montieren des Schwammes erforderlich sowie eine genaue Kontrolle des Verfahrensablaufs. Änderungen der Tintenbehälter- und Schwammgeometrien bedingen zudem in beiden Fällen teure Werkzeugänderungen. Schließlich erhöhen sich durch die notwendigen Montageschritte die Taktzeiten bei der Tintenbehälterherstellung. Die Schwammmontage nach dem Stand der Technik ist damit technisch aufwändig und mit hohen Kosten verbunden. Darüber hinaus besteht hier das Problem, in der Tintenkammer bzw. in den Tintenkammern einen definierten Tintenfluss gezielt einstellen zu können.
Dieses Problem besteht auch bei der druckschriftlich bekannten EP 0 661 159 A1 . Diese zeigt einen Behälter, der einen flexiblen Polyurethan-Schaum aufweist, zur Aufnahme und Lagerung einer wässrigen Flüssigkeit (insbesondere wasserlöslicher Tinte). Der Polyurethan-Schaum dehnt sich bei Kontakt mit der Flüssigkeit derart aus, dass der an der Innenseite des Behälters ansteht. Dabei beträgt der Ausdehnungsfaktor des Schaums bei Kontakt mit Wasser zwischen 5 und 60 Volumenprozent.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, durch das es ermöglicht wird, ein poröses Material auf einfache Weise in eine Tintenkammer eines Tintenbehälters einzubringen bzw. den Tintenfluss gezielt einstellen zu können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Behälters für Druckflüssigkeit, weist die folgenden Verfahrensschritte auf:

Bereitstellen eines Behälters mit mindestens einer Kammer für Druckflüssigkeit; Bereitstellen eines porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels, welches mindestens einen porösen Körper aufweist, Einführen eines oder mehrerer der porösen Körper in die Kammer(n) des Behälters, wobei das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper im trockenen Zustand kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden und Befüllen der Kammer(n) mit der Druckflüssigkeit, wobei sich das Volumen des porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels durch Kontakt mit der Druckflüssigkeit selbsttätig vergrößert, wobei die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper im trockenen Zustand bezogen auf die zugehörigen Abmessungen der Kammer(n) so gewählt werden, dass das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel nach dem homogenen Quellen des porösen Körpers oder der porösen Körper eine inhomogene Porenverteilung und anisotrope Speichereigenschaften hat, durch die ein definierter Druckflüssigkeitsfluss vorgegeben ist. Das Tintenabsorbierungsmittel wird jeweils in trockenem Zustand in die zugeordnete Tintenkammer eingesetzt. Da es ein geringeres Volumen als das Innere der Tintenkammer aufweist, kann das Einführen auf einfache Weise ohne ein spezielles Werkzeug ausgeführt werden.

Vorzugsweise wird das poröse Material in Abhängigkeit von Form und Größe der Tintenkammer so gewählt, dass es nach dem Befüllen der Tintenkammer mit Tinte diese im Wesentlichen vollständig und gleichmäßig ausfüllt.
Ein Tintenbehälter oder eine Patrone für Tintenstrahlschreibgeräte oder Tintenstrahldrucker weist für gewöhnlich eine oder auch mehrere Tintenkammern auf. In jede werden erfindungsgemäß ein oder mehrere Körper aus porösem Material, die das Tintenabsorbierungsmittel bilden, eingesetzt, wobei das Gesamtvolumen der in eine jeweilige Tintenkammer eingesetzte(n) Körper geringer ist als das Innenvolumen der Tintenkammer. Insbesondere können die Außenabmessungen des porösen Tintenabsorbierungsmittels, das aus einem oder mehreren Körpern gebildet ist, für jede Kammer kleiner sein als die Innenabmessungen an den entsprechenden Stellen der jeweiligen Tintenkammer.
Es ist nicht zwingend, dass jede der Außenabmessungen des porösen Tintenabsorbierungsmittels kleiner ist als die zugeordnete Innenabmessung des Tintenbehälters. So kann beispielsweise in eine quaderförmige Tintenkammer einer Tintenpatrone ein quaderförmiger Körper eingesetzt werden, dessen Länge und Breit zwar geringer sind als die entsprechenden Abmessungen der Tintenkammer, dessen Höhe aber derjenigen der Tintenkammer entspricht. Auch in diesem Fall kann der poröse Körper in die Tintenkammer ohne Reibung mit den Kammerwänden eingesetzt werden.
Anschließend an das Einführen des einen oder mehrere poröse Körper aufweisenden Tintenabsorbierungsmittels kann die Tintenkammer des Tintenbehälters wie üblich verschlossen und mit Tinte gefüllt werden. Durch den Kontakt mit der Tinte quillt das poröse Tintenabsorbierungsmittel auf. Dieses Aufquellen ist eine Folge davon, dass ein Teil der Tinte nicht in den Poren des Schwammes gespeichert wird, sondern von dessen Zellstruktur aufgenommen wird.
Erfindungsgemäß werden als poröses Tintenabsorbierungsmittel solche Materialien gewählt, die bei Kontakt mit Flüssigkeit selbsttätig quellen, d.h. ihr Volumen vergrößern. Dabei muss es sich bei der Flüssigkeit nicht notwendigerweise um Tinte handeln. Vielmehr können neben Tinten auch sonstige Druckflüssigkeiten verwendet werden, beispielsweise solche, die zur Druckqualitätsverbesserung dienen und entweder vor, während oder nach der Applikation der Tinte auf dem Druckmedium im Drucker aufgebracht werden, wobei das poröse Tintenabsorbierungsmittel entsprechend eine Quellfähigkeit bei Kontakt mit der sonstigen Druckflüssigkeit aufzuweisen hat. Es ist auch möglich das Quellen des Tintenabsorbierungsmittels durch Befüllung der Patrone mit einer Flüssigkeit auszulösen und diese vor der Befüllung mit Tinte wieder abzusaugen, d. h. die von der Zellstruktur aufgenommene Flüssigkeit verbleibt im Tintenabsorbierungsmittel und dieses behält seine durch das Quellen eingenommene Form.
Die Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper in trockenem Zustand, d.h. vor dem Einsetzen in die Tintenkammer sind in Abhängigkeit von der Quellfähigkeit des porösen Materials und den Innenabmessungen der Tintenkammer vorzugsweise so zu wählen, dass sich der poröse Körper in befeuchtetem Zustand bis an die Kammerwände ausdehnt. Auf diese Weise ist die gesamte Tintenkammer mit dem porösen Material ausgefüllt, so dass weder unerwünschte Hohlräume entstehen können, noch die Gefahr des Umbiegens von Ecken des porösen Körpers besteht. Je nach Geometrie des trockenen Tintenabsorbierungsmittels können jedoch auch bewusst Hohlräume erzeugt werden. Beispielsweise ist es häufig vorteilhaft einen Abstand zwischen tintenbefülltern Schwamm und Belüftungsöffnungen einzuhalten.
Vorzugsweise werden poröse Tintenabsorbierungsmittel verwendet, deren Volumen im trokkenen Zustand das der Tintenkammer, für die sie bestimmt sind, um 10. % bis 60% unterschreitet. Das Gesamtvolumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels, bestehend aus einem oder aus einer Mehrzahl von porösen Körpern, ist somit deutlich kleiner als das Aufnahmevolumen der Tintenkammer, für die es bestimmt ist. Auf diese Weise wird ein besonders einfaches Einführen ermöglicht. Je nach Quellfähigkeit des porösen Materials kann das Verhältnis des Gesamtvolumens des oder der porösen Körper zum Volumen der Tintenkammer jedoch auch anders gewählt werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden poröse Körper verwendet, deren Gesamtvolumen das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 20 % bis 50%, insbesondere 30% bis 40% unterschreitet. Bei den genannten bevorzugten Bereichen ist die Montage schnell und einfach möglich.
Wie bereits erwähnt, ist das im speziellen Anwendungsfall zu wählende Verhältnis zwischen dem Gesamtvolumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels für jede Tintenkammer und dem Innenvolumen der entsprechenden Kammer von verschiedenen Faktoren abhängig. Einer dieser Faktoren ist die Art der Tinte, mit der die entsprechende Kammer zu befüllen ist. Generell hat es sich herausgestellt, dass bei Tinten auf Ölbasis poröse Körper zu wählen sind, deren Gesamtvolumen das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 10% bis 20% unterschreitet. Bei Tinten auf Wasserbasis ist das Gesamtvolumen des porösen Körpers vorzugsweise so zu wählen, dass es das Volumen der entsprechenden Tintenkammer um etwa 30% bis 60% unterschreitet. Als optimaler Wert im Zusammenhang mit Tinten auf Wasserbasis hat sich ein Wert von etwa 40% herausgestellt.
Vorzugsweise werden Körper aus porösem Material verwendet, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraums der Tintenkammer entspricht, in die der jeweilige Körper eingesetzt wird. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Ausdehnung des porösen Materials in feuchtem Zustand in alle Richtungen gewährleistet und die isotrope Speichereigenschaft des verwendeten Tintenabsorbierungsmittels gewahrt. Dies bedeutet, dass das Porenvolumen über die gesamte Tintenkammer hinweg im Wesentlichen homogen ist, so dass keine Tinteneinschlüsse oder Luftpfade durch das poröse Tintenabsorbierungsmittel entstehen.
Falls dies gewünscht wird, kann jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine mit porösem Material gefüllte Tintenkammer hergestellt werden, bei der das mittlere lokale Porenvolumen uneinheitlich ist, mithin bei der das verwendete Tintenabsorbierungsmittel anisotrope Speichereigenschaften aufweist. Mittels einer inhomogenen Verteilung des Porenvolumens kann die in der Tintenkammer befindliche Tinte in eine bestimmte Richtung gelenkt werden, beispielsweise in Richtung des Tintenauslasses des Behälters.
Eine solche inhomogene Porenverteilung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise dadurch erzielt werden, dass die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers in trockenem Zustand nicht alle um denselben Faktor, bezogen auf die zugehörigen Abmessungen der Tintenkammer, verringert sind. Bei einem quaderförmigen Schwamm etwa, dessen Länge das 0,7-fache der Länge des Tintenbehälters beträgt und dessen Breite und Höhe das 0,85-fache der Breite und Höhe der Tintenkammer beträgt, bewirkt ein homogenes Quellen des Schwammes bei Tintenkontakt in der Tintenkammer eine relative Schwammkompression in Breiten- und Höhenrichtung, mithin eine inhomogene Porendichteverteilung und demzufolge anisotrope Speichereigenschaften des Schwammes. Eine ungleichmäßige Porenverteilung ist auch zu erzeugen, indem für das Tintenabsorbierungsmittel eine von der Tintenkammergeometrie abweichende Form gewählt wird; z. B. ein gegen den Tintenauslass grösser werdender Schwamm. Auch diese Maßnahme hat den Effekt, dass sich der Körper in verschiedenen Richtungen unterschiedlich stark ausdehnen kann, was wiederum zu den gewünschten Schwammeigenschaften führt.
Als poröses Material kann beispielsweise Polyurethan-Äther-Schaum eingesetzt werden. Dieses Material ist insbesondere dann geeignet, wenn es sich bei der aufzunehmenden Flüssigkeit um eine Tinte auf Ölbasis handelt. Ein geeignetes Schwammaterial ist beispielsweise von der Firma Foampartner, Wolfhausen, Schweiz, unter der Bezeichnung "Jet 5" erhältlich. Generell sind verschiedene Polyurethanschäume für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, insbesondere auch Polyurethan-Ester-Schäume oder eine Mischung aus Polyurethan-Ester- und Polyurethan-Äther-Schäumen.
Andere poröse Materialien weisen die erfindungsgemäß für die Schwammmontage eingesetzte Eigenschaft der Quellfähigkeit auch mit wasserbasierten Tinten auf, so dass die vorliegende Erfindung vorteilhaft für alle gebräuchlichen Tintensysteme, in Verbindung mit dafür geeigneten porösen Tintenabsorbierungsmitteln einsetzbar ist. Da das Quellvermögen eines porösen Tintenabsorbierungsmittels, neben seinen Materialeigenschaften, wesentlich auch von der aufzunehmenden Flüssigkeit oder Tinte abhängt, muss das spezifische Quellverhalten einer individuellen Schwamm-Tinten-Paarung in der Regel anhand geeigneter Versuche ermittelt werden. Anhand des spezifischen Quellvermögens sind die Abmessungen des porösen Tintenabsorbierungsmittels festzulegen.
Ein entsprechender Tintenbehälter weist somit mindestens eine Tintenkammer auf, in welche ein poröses Tintenabsorbierungsmittel eingesetzt ist, wobei das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper, die das Tintenabsorbierungsmittel bilden, im trockenen Zustand kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind und wobei sich das Volumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels durch Kontakt mit einer Flüssigkeit selbsttätig vergrößert.
Das poröse Tintenabsorbierungsmittel, das sich durch den Kontakt mit einem flüssigem Medium, beispielsweise Tinte, ausgedehnt hat, berührt im Wesentlichen alle Innenwandungen der Tintenkammer und füllt diese damit vollständig aus. Der Zustand ist zumindest teilweise reversibel, d.h. dass sich das Tintenabsorbierungsmittel, wenn die Tinte vollständig wieder aus ihm entfernt ist, wieder auf seine ursprüngliche Größe im trockenen Zustand zusammenzieht. Ein erfindungsgemäßer Tintenbehälter ist somit daran zu erkennen, dass das in die jeweilige Tintenkammer eingesetzte poröse Tintenabsorbierungsmittel im trockenen Zustand ein Volumen aufweist, das kleiner ist als das Innenvolumen der Tintenkammer, in die es eingesetzt ist. Insbesondere können alle Außenabmessungen des porösen Tintenabsorbierungsmittels, welches gegebenenfalls aus mehreren Körpern zusammengesetzt ist, die entsprechenden Innenabmessungen der zugeordneten Tintenkammer unterschreiten. D. h., für einen erfindungsgemäßen Tintenbehälter gilt, dass das Volumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels im feuchten Zustand (V_pk,feucht), bzw. im Gebrauchszustand, größer als das Volumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels im trockenen Zustand (V_pk,trocken), bzw. im Montagezustand, ist: $V_{pk, feucht} > V_{pk, trocken} .$

Ein entsprechendes Versuchsergebnis zeigt die folgende Tabelle. Dabei wurden bei einem Polyurethan-Ester-Schwamm der Firma Foampartner, Wolfhausen, Schweiz, zunächst Außenabmessungen und Gewicht des unbehandelten Schwamms, d. h. vor der Befüllung mit Tinte, erfasst; s. Spalte 2. Anschließend wurden die entsprechenden Kennwerte des mit Tinte gefüllten Schwammes nach einer definierten Einwirkzeit der Tinte bestimmt; s. Spalte 3. Schließlich wurde die Tinte aus dem Schwamm ausgedrückt, dieser unter definierten Bedingungen im Ofen getrocknet und wiederum dessen Außenabmessungen und Gewicht bestimmt. Es zeigt sich, dass der Quellprozess vollständig reversibel ist. Der gequollene Schwamm geht im Trocknungsprozess wieder auf seine ursprüngliche Grösse zurück. Dass die gemessene Dicke des getrockneten Schwamms im vorliegenden Fall die des unbehandelten Schwamms unterschreitet, kann auf dessen Restfeuchte im Ausgangszustand zurückgeführt werden; dies bestätigt das geringere Schwammgewicht nach dem Trocknungsvorgang. In der Tabelle bezeichnet der Quellfaktor das Verhältnis der verschiedenen Größen des feuchten/tintengefüllten Schwammes zu den entsprechenden Größen des unbehandelten Schwammes. Der Reversibilitätsfaktor gibt das Verhältnis der Größen des entleerten und getrockneten Schwammes zur entsprechenden Größe des unbehandelten Schwammes an.

	Schwamm A, unbehandelt	Schwamm A, feucht / tintengefüllt	Schwamm A, entleert und getrocknet	Quellfaktor	Reversibilitätsfaktor
Länge / mm	51,00	70,00	51,00	1,37	1,00
Breite / mm	35.50	50,50	35,50	1,42	1,00
Dicke / mm	13.00	14,00	12.00	1,08	0,92
Gewicht / g	2,71	7,83	2.58	2,89	0,95

Gemäß bevorzugten Ausführungsformen, die gegebenenfalls kombiniert werden können,
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 10 % bis 60% unterschreitet;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 20 % bis 50%, insbesondere um 30% bis 40% unterschreitet;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 10 % bis 20% unterschreitet;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 30 % bis 60% unterschreitet; -
sind poröse Körper eingesetzt, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraumes der jeweiligen Tintenkammer entspricht, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind;
sind poröse Körper aus Polyurethan-Äther-Schaum, Polyurethan-Ester-Schaum oder einer Mischung aus beidem eingesetzt;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Form von der Form des Innenraumes der jeweiligen Tintenkammer abweicht, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind;
sind poröse Körper eingesetzt, deren From so gewählt ist, dass auch nach dem Quellen Lufträume zwischen diesen und den die Tintenkammer begrenzenden Wandungen, einschließlich Bodenteil und Deckenteil, verbleiben.

Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1a ein poröses Tintenabsorbierungsmittel zur Verwendung bei der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1b ein Gehäuse für eine Tintenpatrone zur Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung;
Fig. 1c eine Ansicht des Gehäuses von Figur 1b mit eingesetztem trockenem Tintenabsorbierungsmittel im Querschnitt;
Fig. 1d eine Seitenansicht des Gehäuses von Figur 1b;
Fig. 2a die Seitenfläche eines weiteren porösen Tintenabsorbierungsmittels zur Verwendung im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung im trockenen und im nassen Zustand;
Fig. 2b das Tintenabsorbierungsmittel von Fig. 2a in Dickenansicht;
Fig. 2c das Tintenabsorbierungsmittel von Fig. 2a im trockenen Zustand (Ausgangszustand) sowie nach dem Quellen in Tinte und anschließendem Trocknen.

In Figur 1a ist in perspektivischer Darstellung ein poröses Tintenabsorbierungsmittel 1, das hier von einem einzelnen Körper mit ebenen Seitenwänden 1a gebildet wird, gezeigt. In einer alternativen Ausführungsform kann das Tintenabsorbierungsmittel 1 auch aus mehreren zusammengesetzten Körpern bestehen. Das Tintenabsorbierungsmittel weist ein gegebenes Gesamtvolumen v auf, sowie eine (hier über die Breite veränderliche) Länge 1, eine (hier über die Länge veränderliche) Breite b und eine hier einheitliche Höhe h auf.
Das gezeigte Tintenabsorbierungsmittel 1 ist dafür gedacht, in dem erfindungsgemäßen Verfahren in das in den Figuren 1b bis 1d gezeigte Gehäuse 2, genauer ausgedrückt in dessen Tintenkammer 3 eingesetzt zu werden. Das Gehäuse 2 umfasst neben der Tintenkammer 3 die üblichen Elemente, wie beispielsweise eine Tintenauslassöffnung 4. Diese weiteren Elemente sind dem Fachmann bekannt und sollen deshalb hier nicht näher erläutert werden.
Im gezeigten Fall hat die Tintenkammer 3 eine andere Form als das zugehörige Tintenabsorbierungsmittel 1. In einer alternativen Ausführungsform kann die Form des Innenraumes der Tintenkammer 3 jedoch der Form des porösen Tintenabsorbierungsmittels im Wesentlichen entsprechen. Die Tintenkammer weist hier eine einheitliche Länge L, eine einheitliche Breite B und eine einheitliche Höhe H sowie ein Gesamtvolumen V auf. Wesentlich für die Erfindung ist es nun, dass im trockenen Zustand des porösen Tintenabsorbierungsmittels dessen Gesamtvolumen v kleiner ist als das Gesamtvolumen V der Tintenkammer 3. Zumindest sind seine lokale Länge 1 und seine lokale Breite b kleiner zu wählen als die Länge L bzw. Breite B der entsprechenden Stelle (bezüglich Breite und Höhe bzw. bezüglich Länge und Höhe) der Tintenkammer. Auch die Höhe h des porösen Tintenabsorbierungsmittels ist vorzugsweise kleiner als die Höhe H der Tintenkammer. Dieser Zustand ist am besten in der Querschnittsansicht von Figur 1c zu erkennen.
Wenn nun der Tintenbehälter mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Tinte, gefüllt wird, dehnt sich das poröse Tintenabsorbierungsmittel aufgrund seiner Quellfähigkeit nach allen Seiten hin aus und vergrößert somit sein Volumen. In der beschriebenen Ausführungsform reicht die Quellung jedoch nicht aus, um an der Stelle der Abschrägung 5 des porösen Tintenabsorbierungsmittels den durch dieses und die angrenzende Kammerwandung mit der Belüftungsöffnung 6 vorgegebenen Hohlraum, bzw. Luftraum, auszufüllen. Mithin verändert sich hierbei das Tintenabsorbierungsmittel durch sein Quellen in einer Weise, dass es bis auf diesen verbleibenden Luftraum an der Wandung der Tintenkammer, d. h. einschließlich dem die Kammer begrenzenden Deckel, anliegt.
In den Figuren 2a und 2b ist eine andere Ausführungsform eines porösen Tintenabsorbierungsmittels 1 gezeigt, jeweils im trockenen Zustand (Ausgangszustand beim Einsetzen des Tintenabsorbierungsmittels in die Tintenkammer) und im gequollenen bzw. feuchten Zustand. Es ist eine einheitliche Ausdehnung in alle Richtungen zu erkennen. Die Ausdehnung wird in dem Fall, in dem das poröse Tintenabsorbierungsmittel in die Tintenkammer eingesetzt ist, von den Wänden der Tintenkammer behindert, d. h. der Schwamm wird durch die Quellung komprimiert. Wenn die geometrische Form der Tintenkammer von derjenigen des porösen Tintenabsorbierungsmittels verschieden ist, erfolgt eine anisotrope Komprimierung des Tintenabsorbierungsmittels, d. h., es entsteht eine inhomogene Porendichtevereilung. Eine solche kann beispielsweise erwünscht sein, um den Tintenfluss in eine Vorzugsrichtung, entsprechend den wirkenden Kapillarkräften zu lenken. Ein vollständiges Entfernen der Tinte aus dem porösen Tintenabsorbierungsmittel führt zu einer Kontraktion desselben, bis sein Ausgangszustand im Wesentlichen wieder erreicht ist.
In Fig. 2c ist wiederum das in den Fig. 2a und 2b dargestellte Tintenabsorbierungsmittel gezeigt, wobei es sich auf der linken Seite dieser Figur im trockenen Zustand (Ausgangszustand) befindet und auf der rechten Seite dieser Figur in einem Zustand nach Quellen in Tinte und anschließendem Trocknen. Es ist zu erkennen, dass beide Zustände im Wesentlichen identisch sind, d.h., dass die Volumenveränderung des porösen Tintenabsorbierungsmittels 1 im Wesentlichen vollständig reversiebel ist, bei gleichzeitiger Formkonstanz.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Behälters für Druckflüssigkeiten, insbesondere Tinte, aufweisend die folgenden Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Behälters mit mindestens einer Kammer (3) für die Druckflüssigkeiten, Bereitstellen eines porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels (1), welches mindestens einen porösen Köper aufweist,

Einführen eines oder mehrerer der porösen Körper in die Kammer(n) des Behälters, wobei das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper im trockenen Zustand kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer (3), in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden und

Befüllen der Kammer(n) mit der Druckflüssigkeit, wobei sich das Volumen des porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels (1) durch Kontakt mit der Druckflüssigkeit selbsttätig vergrößert,

dadurch gekennzeichnet,

dass die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper im trockenen Zustand bezogen auf die zugehörigen Abmessungen der Kammer(n) so gewählt werden, dass das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel (1) nach dem homogenen Quellen des porösen Köpers oder der porösen Körper eine inhomogene Porenverteilung und anisotrope Speichereigenschaften hat, durch die ein definierter Druckflüssigkeitsfluss vorgegeben ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 10 % bis 60 % unterschreitet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper eingesetzt werden, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraumes der jeweiligen Kammer entspricht, in die der bzw. die Köper eingesetzt wird/werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper aus Polyurethan-Äther-Schaum eingesetzt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper aus Polyurethan-Ester-Schaum eingesetzt werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer des Behälters anschließend mit Druckflüssigkeit gefüllt und verschlossen wird.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 20 % bis 50 %, insbesondere 30 % bis 40 % unterschreitet.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt wird/werden, um 10 % bis 20 % unterschreitet.
Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt wird/werden, um 30 % bis 60 % unterschreitet.
Behälter für Druckflüssigkeit, insbesondere Tinte, aufweisend mindestens eine Kammer (3) für Druckflüssigkeit, in welche ein poröses Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel (1) eingesetzt ist, wobei das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper, die das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel (1) bilden, im trockenen Zustand kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer (3), in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, und sich das Volumen des porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels (1) durch Kontakt mit einer Flüssigkeit selbsttätig vergrößert,
dadurch gekennzeichnet,
dass die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper im trockenen Zustand bezogen auf die zugehörigen Abmessungen der Kammer(n) so ausgewählt sind, dass das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel (1) nach dem homogenen Quellen des porösen Körpers oder der porösen Köper eine inhomogene Porenverteilung und anisotrope Speichereigenschaften hat, durch die ein definierter Druckflüssigkeitsfluss vorgegeben ist.
Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 10 % bis 60 % unterschreitet.
Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt ist/sind, um 20 % bis 50 %, insbesondere um 30 % bis 40 % unterschreitet.
Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt ist/sind, um 10 % bis 20 % unterschreitet.
Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 30 % bis 60 % unterschreitet.
Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraumes der jeweiligen Kammer entspricht, in die der bzw. die Köper eingesetzt ist/sind.
Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Form von der Form des Innenraumes der jeweiligen Kammer abweicht, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind.
Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper eingesetzt sind, deren Form so gewählt ist, dass auch nach dem Quellen Lufträume zwischen diesen und den die Kammer begrenzenden Wandungen, einschließlich Bodenteil und Deckelteil, verbleiben.
Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper aus Polyurethan-Äther-Schau, Polyurethan-Ester-Schaum oder einer Mischung aus beidem eingesetzt sind.