DE69424724T2

DE69424724T2 - Verfahren und Gerät zum Befüllen von Tintenpatronen mit Tinte

Info

Publication number: DE69424724T2
Application number: DE69424724T
Authority: DE
Inventors: Tajima Hiroki; Ichinaga Hiroyuki; Higuma Masahiko; Ikeda Masami; Sugama Sadayuki; Okazaki Takeshi; Kashino Toshio; Abe Tsutomu
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-08-31
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 2000-11-23
Anticipated expiration: 2014-08-31
Also published as: CN1191169C; US6257711B1; ATE193486T1; CN1314251A; EP0640484A2; EP0640484A3; DE69424724D1; AU680523B2; US5790157A; CN1111568A; KR950005552A; AU7161294A; HK1067877A1; CN1640675A; EP0640484B1; CN1522861A; KR0137604B1; CN100340409C; CN1074721C; CN1278861C

Description

GEBIET DER ERFINDUNG UND BEMERKUNGEN ZUM STAND DER TECHNIK

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Gerät zum Befüllen von Tintenpatronen sowie eine Tintenpatrone.
Ein Aufzeichnungsgerät, wie z. B. ein Drucker, eine Kopiermaschine, eine Faksimilemaschine oder dergleichen, und ein Aufzeichnungsgerät, das als ein Ausgabegerät eines kombinierten elektronischen Geräts oder einer Arbeitsstation mit einem Computer, einem Textverarbeitungssystem oder dergleichen verwendet wird, ist so ausgebildet, daß das Bild auf einem Aufzeichnungsmaterial, wie z. B. ein Blatt aus Papier oder Kunststoffmaterial, gemäß der Bildinformation aufgezeichnet wird. Die Aufzeichnungsgeräte können auf der Grundlage des Aufzeichnungssystems in eine Tintenstrahltype, eine Nadeldrucktype, eine Thermotype, eine Laserstrahltype usw. eingeteilt werden.
In einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät wird Tinte durch eine Aufzeichnungseinrichtung (Aufzeichnungskopf) auf ein Aufzeichnungsmaterial ausgestoßen. Es weist die folgenden Vorteile auf. Die Aufzeichnungsvorrichtung ist miniaturisierbar, und Bilder hoher Qualität können mit einer hohen Geschwindigkeit aufgezeichnet werden. Die Aufzeichnung ist auf Normalpapier ohne besondere Behandlung möglich. Die Betriebskosten sind gering, und der Geräuschpegel ist niedrig, weil es ein anschlagfreies Gerät ist. Außerdem ist es leicht, die Farbbildaufzeichnung unter Verwendung unterschiedlicher Farbtinten auszuführen.
Von den Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen ist eine Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung (Aufzeichnungskopf), der Wärmeenergie verwendet, um die Tinte auszustoßen, dahingehend vorteilhaft, daß Tintenpfade (Ausstoßauslässe) in hoher Dichte auf leichte Weise durch die Verwendung von Elektrizität-Wärme-Umwandlungselementen, Elektroden, Flüssigkeitskanalwänden und der Oberplatte durch einen Halbleiterherstellungsprozeß, der Ätzen, Verdampfen, Sputtern usw. einschließt, erzeugt werden können. Daher ist eine weitere Miniaturisierung möglich.
Ein Tintenbehälter, der mit dem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendet wird, ist erforderlich, um eine Tintenmenge entsprechend den Ausstößen der Tinte durch den Aufzeichnungskopf während der Aufzeichnungsoperation sachgemäß zuzuführen, und es darf keine Tinte durch die Ausstoßauslässe austreten, wenn die Aufzeichnungsoperation nicht ausgeführt wird.
Außerdem ist es in dem Fall, daß der Tintenbehälter eine ersetzbare oder austauschbare Type ist, ebenso erforderlich, daß das Anordnen und Entfernen des Tintenbehälters problemlos ist, ohne daß Tinte austritt, so daß die Tintenzuführung zu dem Aufzeichnungskopf gewährleistet ist.
Als ein Beispiel eines Tintenbehälters, der mit einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät verwendbar ist, beschreibt die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 87242/1988 (erstes Beispiel des Standes der Technik) eine Tintenstrahlaufzeichnungspatrone, die einen Tintenbehälter, ein geschäumtes Material darin und eine Vielzahl von Tintenausstoßdüsen aufweist.
Mit einem solchen Tintenbehälter sind eine Unterdruckerzeugung und die Tintenzurückhaltung durch die Kapillarkraft des geschäumten, porösen Materials, wie z. B. Polyurethan- Schaummaterial, in welchem Tinte enthalten ist, möglich, so daß der Tintenaustritt aus dem Tintenbehälter verhindert werden kann.
In dem ersten Beispiel des Standes der Technik ist jedoch das Schaummaterial erforderlich, um im wesentlichen die Gesamtheit eines Tintenaufnahmeabschnitts einzunehmen, so daß die darin enthaltene Tintenmenge begrenzt ist, und die in dem Schaummaterial als nicht verwendbare Tinte verbleibende Tintenmenge ist relativ groß, und daher ist der Tintenausnutzungsfaktor nicht groß. Außerdem ist die Erfassung der Menge der Resttinte schwierig, und die Erhaltung des gleichbleibenden Unterdrucks während des Verbrauchs der Tinte ist schwierig.
In dem Fall der Tintenpatrone, die einen Tintenaufnahmeabschnitt aufweist, in welchen das Schaummaterial eingefügt ist, kann eine Ecke oder können Ecken beim Einfügen je nachdem verdrehen. Wenn dies eintritt, ist das Verdichtungsverhältnis des Schaummaterials nicht gleichmäßig, woraus die ungleichmäßige Verteilung der Tinte in dem Tintenaufnahmeabschnitt möglich ist.
Selbst wenn in diesem Fall eine ausreichende Tintenmenge noch enthalten ist, kann der Tintenkanal infolge der Ungleichmäßigkeit des Unterdruckerzeugungsvermögens blockiert werden. Wenn dies eintritt, kann die Tinte unsachgemäß ausgestoßen werden und/oder die Tinte kann infolge der Konzentration der Tinte, die an das Luftloch angrenzt, bei Stoßeinwirkung darauf leicht austreten. Demgemäß ist eine hohe Genauigkeit beim Einfügen des Schaummaterials in die Tintenpatrone erforderlich, wodurch Erschwernisse bei der Herstellungen auftreten.
In jüngster Zeit wird zum Zweck der Verringerung der Betriebskosten eine verbrauchte Tintenpatrone wieder mit Tinte befüllt. Hinsichtlich des Verfahrens zum erneuten Befüllen mit Tinte schlagen die USA-Patente Nr. 4 967 207 und Nr. 4 968 998 vor, daß der Druck in dem Behälter durch das Luftloch vermindert wird und dann die Tinte unter Verwendung eines speziellen Tintenwiederbefüllungsstutzens injiziert wird.
Wenn jedoch die Tinte auf diese Weise injiziert wird, ist die Tintenwiederbefüllöffnung von dem Aufzeichnungskopf beabstandet angeordnet, und die Druckverminderung neigt dazu, unzureichend zu werden, wenn die Pumpe in dem Gerät verwendet wird, um den Druck zu vermindern, und daher wird die Tinte in dem porösen Schaummaterial nicht gleichmäßig verteilt, demzufolge die Schwierigkeit bei der Ausbildung der Tintenpfadverbindung mit dem Aufzeichnungskopf nach dem Wiederbefüllen vorliegt. Wenn die Tinte außerdem bis an die Grenze der Aufnahmekapazität wiederbefüllt wird, kann die Tinte durch das Luftloch austreten.
Selbst wenn ein Versuch unternommen wird, die Tinte durch das Luftloch zu injizieren, kann der Tintenfluß beim Injizieren nicht gesteuert werden, demzufolge der Druck des Schaummaterials den normalen Operationszustand vor dem Abschluß der Tinteninjektion erreicht. Wenn die Tinten weiter bis an die Kapazitätsgrenze injiziert ist, wird die Tinteninjektion durch das Luftloch nicht mehr möglich, auf Grund des Ausgleichs des Innendrucks des Tintenbehälters oder die Tinte kann mit der Luft durch das Luftloch ausgestoßen werden.
Daher ist die wiederbefüllbare Tintenmenge kleiner als das anfängliche Tintenfassungsvermögen. Weil die Tinte in dem Schaummaterial nicht gleichmäßig verteilt wird, besteht eine Möglichkeit, daß der Tintenpfad zu den Ausstoßauslässen zu Beginn der Aufzeichnungsoperation, unmittelbar nach dem Wiederbefüllen, nicht auf leichte Weise ausgebildet wird, demzufolge eine längere Zeitdauer für die Anfangsoperationen erforderlich ist.
Wenn ein Versuch erfolgt, das interne Fassungsvermögen der Tinte durch die Injektionsveränderung zu erhöhen, das zum Zweck des vorstehend beschriebenen Tintenaustritts zulässig ist, führt dies zu einem großvolumigen Behälter, und daher zu einem sperrigen Gerät, was nicht im Interesse des Bedieners ist. Außerdem führt die Notwendigkeit der Saugvorrichtung zur Verminderung des Drucks in der Tintenpatrone zu der beträchtlichen Größe des Aufzeichnungsgeräts und des Wiederbefüllgeräts.
Demgemäß ist bei dem Aufbau, in welchem das poröse Material den gesamten Innenraum des Tintenaufnahmeabschnitts einer Tintenpatrone einnimmt, der Tintenaufnahmenutzeffekt, d. h. die Menge der enthaltenen Tinte je Volumeneinheit, gering.
Als eine Tintenpatrone, die ein hohes Tintenaufnahmevermögen aufweist, beschreibt die Japanische Offenlegungsschrift Nr. 522/1990 (zweites Beispiel des Standes der Technik) eine Tintenstrahlaufzeichnungspatrone, in welcher die porösen Materialien zwischen einem ersten Tintenbehälter und einem zweiten Tintenbehälter sowie zwischen eine zweiten Tintenbehälter und einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf angeordnet sind.
Bei dieser Tintenstrahlaufzeichnungspatrone ist das poröse Material nicht in dem Tintenaufnahmeabschnitt enthalten, sondern es ist nur in dem Tintenkanal angeordnet, wodurch das Tintenaufnahmevermögen größer als jenes des ersten Beispiels des Standes der Technik ist. Außerdem werden durch das Vorsehen des zweiten Tintenbehälters die Tintenverteilung und die Luftströmung während der Aufzeichnungsoperation oder beim Temperaturanstieg abgestimmt, wodurch der Unterdruck in dem Aufzeichnungskopf stabilisiert wird.
In dem zweiten Beispiel des Standes der Technik enthält jedoch das poröse Material eine große Tintenmenge, da es in dem Tintenkanal angeordnet ist, und daher ist der Unterdruck oder das Vakuum durch die Kapillarkraft des porösen Materials nicht ausreichend, wenn die Aufzeichnungsoperation nicht ausgeführt wird, demzufolge die Tinte zum Austritt durch die Ausstoßauslässe des Tintenstrahlaufzeichnungskopfs bei wesentlicher Stoßeinwirkung neigt.
Wenn die Tinte in einer solchen Tintenpatrone, die nicht mit einer Lüftungsöffnung versehen ist, nachgefüllt wird, ist der Druck der Tintenkartusche vermindert, und die Tinte wird durch eine Öffnung anders als die Lüftungsöffnung injiziert.
In diesem Fall muß der Tintenbehälter hermetisch verschlossen sein, um den Unterdruck in der Tintenpatrone zu erhalten, und daher wird die Tinte durch die Ausstoßauslässe des Aufzeichnungskopf zugeführt, demzufolge eine lange Tintenzuführdauer vorliegt.
Die Japanischen Patente Nr. 198474/1992 und Nr. 198681/1994 schlagen einen Tintenbehälter vor, der für den Tintenstrahldruck vom Standpunkt der Stabilität des Vakuums, die für die Tintenstrahlaufzeichnung typisch ist, besonders geeignet ist. Mit diesem Tintenbehälter kann die Tinte entsprechend der Tintenmenge, die während der Druckoperation aus dem Aufzeichnungskopf ausgestoßen wird, sachgemäß zugeführt werden, und gleichzeitig kann der Tintenaustritt durch die Austoßauslässe zuverlässig verhindert werden, wenn die Druckoperation nicht ausgeführt wird.
Der Behälter weist grundsätzlich eine erste Kammer (Unterdruckerzeugungsmaterialbehälter), der ein Unterdruckerzeugungsmaterial enthält und mit einer Lüftungsöffnung und einer Tintenzuführöffnung zum Zuführen der Tinte ausgestattet ist, sowie einer zweiten Kammer (Tintenbehälter), die im wesentlichen hermetisch versiegelt ist, mit Ausnahme der Flüssigkeitsverbindung mit der ersten Kammer, und direkt die Tinte aufweist, die der ersten Kammer zuzuführen ist. Dies ist für einen Tintenstrahlaufzeichnungskopf besonders wirkungsvoll (dieser Aufbau wird als "Startaufbau" bezeichnet).
Mit diesem Aufbau kann das Vakuum während des gesamten Zeitraums vom Beginn der Verwendung bis zur Erschöpfung der Kopfpatrone im wesentlichen gleichbleibend erhalten werden, und daher kann dieser für den Hochgeschwindigkeitsdruck verwendet werden.
Außerdem wird die Tintenstrahlaufzeichnung in einem breiten Bereich verwendet, z. B. in der Faksimilemaschine oder auf einem anderen Gebiet der Kommunikation, als auch als gewöhnlicher Drucker. Deshalb sind ein großer Tintenbehälter und das Auffüllen der Tinte erwünscht.
Ein Tintenbehälter mit dem "Startaufbau" ist auch in dem Dokument EP-A-0 581 531 aufgezeigt, welches unter "Ausführungsform 16" auch ein Verfahren zum Befüllen für einen solchen Aufbau beschreibt.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befüllen und ein Gerät zum Befüllen zu schaffen, durch welches das Befüllen mit Tinte rasch erfolgen kann.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befüllen mit Tinte zu schaffen, in welchem Luftblasen in einem Tintenaufnahmeabschnitt während der Tintenbefülloperation verhindert werden, und der hermetisch verschlossene Tintenaufnahmeabschnitt im wesentlichen vollständig mit der Tinte gefüllt ist.
Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Befüllen mit Tinte zu schaffen, in welchem die Tinte während der Befülloperation nicht austritt.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Tintenbefüllverfahren zum Befüllen einer Tintenpatrone mit Tinte, die einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Tinte zugeführt wird, aufgezeigt, das aufweist: Bereitstellen einer Tintenpatrone, die einen Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt und einen Tintenaufnahmeabschnitt aufweist, wobei der Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt ein Unterdruckerzeugungsmaterial aufnimmt und mit einem Lüftungsloch versehen ist, und der Tintenaufnahmeabschnitt in Strömungsverbindung mit dem Unterdruckerzeugungsmaterial zum direkten Aufnehmen der dem Aufzeichnungskopf zuzuführenden Tinte ist, die Tintenpatrone ferner eine Trennwand zwischen dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnah meabschnitt und dem Tintenaufnahmeabschnitt aufweist, wobei die Trennwand mit einem Spalt versehen ist, um die Ausbildung des Tintenmeniskus zuzulassen, und das direkte Befüllen der Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt vor dem anderen Abschnitt, wobei während der Operation zum Befüllen mit Tinte der Spalt eine oberste Position des Tintenaufnahmeabschnitts einnimmt.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Befüllen mit Tinte aufgezeigt, in welchem die Tinte durch eine Tintenausstoßöffnung eines Tintenaufnahmeabschnitts ausgestoßen wird.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Befüllen mit Tinte gemäß dem ersten Gesichtspunkt geschaffen, wobei die Tinte durch eine Tinteninjektionsvorrichtung in Strömungsverbindung mit einem Tintenbehälter zum Aufnehmen der Tinte injiziert wird, wobei die Tinteninjektionsvorrichtung durch eine Tintenzuführöffnung zum Zuführen der Tinte aus Tintenpatrone in die Tintenpatrone eingeführt wird und eine Öffnung der Tinteninjektionsvorrichtung in den Tintenaufnahmeabschnitt vorsteht.
Gemäß einem noch anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Befüllen mit Tinte aufgezeigt, wobei die Tinteninjektionsvorrichtung mit einer Luftausstoßvorrichtung zum Ausstoßen von Luft aus dem Tintenaufnahmeabschnitt ausgestattet ist.
Gemäß dem Verfahren zum Befüllen mit Tinte der vorliegenden Erfindung kann die Tintenbefülloperation innerhalb einer kurzen Zeitdauer abgeschlossen werden.
Gemäß dem Verfahren zum Befüllen mit Tinte der vorliegenden Erfindung kann das Auftreten von Luftblasen in dem Tintenaufnahmeabschnitt verhindert werden, und der hermetisch abgedichtete Tintenaufnahmeabschnitt kann im wesentlichen vollständig mit der Tinte befüllt werden.
Gemäß dem Verfahren zum Befüllen mit Tinte der vorliegenden Erfindung kann die Tintenpatrone ohne Tintenaustritt wiederverwendet werden, wenn die Tinte befüllt wird.
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt eine perspektivische Teilausbruchansicht einer Tintenpatrone, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar ist,
Fig. 2A zeigt eine Schnittansicht dieser,
Fig. 2B zeigt eine Schnittansicht einer Tintenpatrone der Fig. 1, die an einem Aufzeichnungskopf angeordnet ist,
Fig. 3A, 3B und 3C zeigen eine Verteilung der Tinte, wenn die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigte Tintenpatrone an einem Aufzeichnungskopf angeordnet ist und die Aufzeichnungsoperation ausgeführt wird, Fig. 3A und Fig. 3B zeigen die normale Aufzeichnung, und Fig. 3C zeigt den Fall des Tintenmangels,
Fig. 4 zeigt einen Längsschnittansicht einer anderen Tintenpatrone, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist,
Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht derselben Tintenpatrone,
Fig. 6 eine Längsschnittansicht in einer anderen Richtung der in Fig. 4 gezeigten Tintenpatrone,
Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenpatrone zur Darstellung der Herstellungsschritte einer Tintenpatrone, die in der vorliegenden Erfindung verwendbar sind,
Fig. 8 ist ähnlich Fig. 7, zeigt aber einen anderen Herstellungsschritt,
Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenpatrone zur Darstellung des Schritts zur Abdichtung der Tintenausstoßöffnung, nachdem die Tinte befüllt ist,
Fig. 10 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Abdichtungsschritts für eine Tintenpatrone,
Fig. 11 zeigt eine Baugruppe, die eine Tintenpatrone enthält, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist,
Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht eines Beispiels einer Tintenpatrone, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist,
Fig. 13A und Fig. 13B zeigen Schnittansichten zur Darstellung eines Beispiels eines Verfahrens zum Befüllen mit Tinte der Tintenpatrone in Fig. 12,
Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenpatrone in Fig. 12, in welcher eine Tintenausstoßöffnung angeordnet ist,
Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung des Befüllens mit Tinte,
Fig. 16 zeigt eine Schnittansicht einer Tintenpatrone zur Darstellung der Abdichtung nach dem Befüllen mit Tinte,
Fig. 17 zeigt eine perspektivische Ansicht der in Fig. 16 gezeigten Tintenpatrone,
Fig. 18A und Fig. 18B zeigen Schnittansichten zur Darstellung der Abdichtung nach dem Befüllen mit Tinte,
Fig. 19A und Fig. 19B zeigen Schnittansichten zur Darstellung der Abdichtung nach der Tintenbefülloperation,
Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung eines Verfahrens zum Befüllen gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 21 zeigt eine Schnittansicht zur Darstellung einer Öffnung für das Befüllen mit Tinte,
Fig. 22A und Fig. 22B zeigen Schnittansichten zur Darstellung einer Tintenbefüllöffnung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 23A zeigt eine Anfangsstufe einer Tinteninjektion gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 23B zeigt eine ähnliche Ansicht, doch nach dem Abschluß der Befüllung eines Tintenbehälters,
Fig. 23C zeigt eine ähnliche Ansicht, doch wenn das Befüllen mit Tinte abgeschlossen ist,
Fig. 24A und Fig. 24B zeigen Positionen einer Tintenpatrone während der Tinteninjektion gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 25A und Fig. 25B zeigen ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 26 zeigt die Erzeugung von Blasen in einem Tinteninjektionsschritt,
Fig. 27 zeigt ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 28 zeigt ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 29 zeigt ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 30A, Fig. 30B und Fig. 30C zeigen ein Ausführungsbeispiel eines Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, Fig. 30A zeigt eine Tinteninjektionsvorrichtung, und Fig. 30B und
Fig. 30C zeigen Positionen während der Tintenpatrone- Befülloperation,
Fig. 31A und Fig. 31B zeigen ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 32A und Fig. 32B zeigen ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 33A, Fig. 33B und Fig. 33C zeigen ein Gerät zum Befüllen mit Tinte gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
Fig. 34 zeigt ein Verfahren zum Befüllen mit Tinte und ein Gerät zum Befüllen mit Tinte, das mit einer Tintenpatrone verwendbar ist, die einen weiteren Aufbau aufweist, auf welchen die vorliegende Erfindung anwendbar ist.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Fig. 1A und Fig. 1B zeigen jeweils eine perspektivische Ansicht und eine Schnittansicht eines Beispiels einer Tintenpatrone, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist.
Wie in diesen Figuren gezeigt, weist ein Hauptkörper 1 der Tintenpatrone einen Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt 4 und einen Tintenaufnahmeabschnitt 6 auf. Ersterer ist mit einer Öffnung (Tintenzuführöffnung) 2 zur Verbindung mit einem Tintenstrahlkopf und einer Lüftungsöffnung 10 zum Eintritt von Umgebungsluft versehen, die auf einem Niveau angeordnet ist, das höher als jenes der Öffnung 2 ist, und ein Unterdruckerzeugungsmaterial 3 eines porösen Materials zum Absorbieren und Vorhalten der Aufzeichnungstinte auf weist. Der Tintenaufnahmeabschnitt 6 ist angrenzend an die Materialaufnahmekammer 4 durch eine Trennwand (Trennelement) 5 angeordnet und dient zur Aufnahme der Tinte. Der Tintenaufnahmeabschnitt und der Materialaufnahmeabschnitt 4 sind durch einen Freiraum oder einen Spalt 8, der zwischen einer Rippe 5 und einer unteren Oberfläche des Behälters ausgebildet ist, in Strömungsverbindung miteinander. Der Tintenaufnahmeabschnitt 6 ist mit einer Trennplatte (Verstärkungsplatte) 16 versehen, welcher eine Brücke zwischen Seitenwänden in Gegenüberlage darstellt, wobei ein Freiraum an dem Boden bleibt, wobei der Freiraum größer als der Freiraum 8 ist.
Die Tintenpatrone ist mit einem Tinteninjektionseinlaß 7 versehen, um die Zufuhr von Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 zu gestatten. Der Tinteninjektionseinlaß 7 ist in einer unteren Oberfläche, die an den Freiraum 8 angrenzt, ausgebildet.
Nachdem die Tinte durch die Tinteninjektionsöffnung 7 injiziert ist, wird sie durch eine geeignete Vorrichtung abgedichtet. Das Injektionsverfahren wird nachstehend ausführlich beschrieben.
Es ist möglich, die Tinte durch die Tinteninjektionsöffnung 7 in den Tintenaufnahmeabschnitt einzufüllen.
Fig. 2 zeigt die Tintenpatrone der Fig. 1, die in einem Aufzeichnungskopf angeordnet ist. In Fig. 2 sind die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 den Elementen zugeordnet, welche die entsprechenden Funktionen aufweisen. Der Tinteninjektionseinlaß 7 wird durch ein Dichtelement 17 abgedichtet. Der Aufzeichnungskopf ist mit Ausstoßauslässen 25, Wärmeerzeugungselementen 26 und Flüssigkeitskanälen 27 als Elemente für den Tintenausstoß ausgestattet. In dieser Ausführungsform wird die Wärmeenergie durch die Wärmeerzeugungselemente 26 in den Flüssigkeitskanälen 27 erzeugt, und eine Zustandsänderung wird in der Tinte durch die Wärmeenergie verur sacht, wodurch die Tinte durch einen Austoßauslaß 25 des Aufzeichnungskopfs HD ausgestoßen wird.
Der Aufzeichnungskopf, der mit der Tintenpatrone verwendbar ist, auf welchen die vorliegende Erfindung anwendbar ist, kann eine andere Type sein, z. B. eine piezoelektrische Elementtype.
In dieser Ausführungsform wird die Tintenzufuhr von der Tintenpatrone zu dem Aufzeichnungskopf durch Druckkontakt mit dem Unterdruckerzeugungsmaterial eines Tintenzuführrohrs 9 ermöglicht, das einen Filter 18 an dessen Ende in dem Aufzeichnungskopf aufweist.
In dieser Hinsicht ist es erwünscht, daß die Tinte in die Nachbarschaft der Öffnung 2 der Tintenpatrone verteilt wird.
Unter Bezugnahme auf Fig. 3A, Fig. 3B und Fig. 3C erfolgt die Beschreibung hinsichtlich der Tintenzuführung, wenn die Tintenpatrone mit dem Aufzeichnungskopf verbunden ist.
In Fig. 3A ist das Tintenzuführrohr 9 gezeigt, wie es im Druckkontakt mit dem Unterdruckerzeugungsmaterial 3 durch eine Öffnung 2 der Tintenpatrone 1 ist. Daher ist das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät in einem Betriebszustand. In dieser Ausführungsform ist das Tintenzuführrohr 9 mit dem Filter ausgestattet, um Fremdstoffe in der Tintenpatrone zu entfernen.

[Betrieb]

Wenn das Tintenstrahlaufzeichnungsgerät betrieben wird, erfolgt der Ausstoß von Tinte durch Düsen des Tintenstrahlaufzeichnungskopf und demzufolge wird eine Tintenabsorptionskraft in dem Tintenbehälter erzeugt. Die Absorptionskraft führt die Tinte 21 dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf durch den Spalt 8 zwischen der Trennwand 5 und dem Boden der Tintenpatrone 13, dem Materialaufnahmeabschnitt 4, dem Unterdruckerzeugungsmaterial 3 und dem Tintenzuführrohr 9 zu. Da durch nimmt der Innendruck des Tintenaufnahmeabschnitts 6, welcher mit Ausnahme des Spalts 8 hermetisch abgedichtet ist, im Ergebnis des Druckunterschieds zwischen dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 und dem Unterdruckerzeugungsmaterial- Aufnahmeabschnitt 4 ab. Mit fortwährenden Ausstößen nimmt der Druckunterschied zu, doch da der Materialaufnahmeabschnitt 4 durch die Lüftungsöffnung 10 zur Atmosphäre offen ist, wird die Umgebungsluft durch das Unterdruckerzeugungsmaterial 3 und durch den Spalt 3, wie in Fig. 3B gezeigt, in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 eingeleitet, so daß der Luft- Flüssigkeit-Austausch eintritt. Dadurch wird der Druckunterschied zwischen dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 und dem Materialaufnahmeabschnitt 4 aufgehoben. Während der Tintenstrahlaufzeichnungsoperation wird dies wiederholt, so daß ein vorbestimmter Unterdruck in der Tintenpatrone aufrechterhalten wird. Eine wesentliche Tintenmenge in dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 kann verbraucht werden, mit Ausnahme der Tinte, die an der Wandoberfläche des Tintenaufnahmeabschnitts 6 abgeschieden ist, und daher wird der Ausnutzungsfaktor vergrößert (Fig. 3C).
Wird die Aufzeichnungsoperation nicht ausgeführt, ist die Kapillarkraft des Unterdruckerzeugungsmaterials 3 (oder die Meniskuskraft an der Grenzfläche zwischen der Tinte und dem Unterdruckerzeugungsmaterial) wirkungsvoll, um das Austreten der Tinte aus dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf zu verhindern.
Wie vorstehend beschrieben, wird während des Tintenzuführprozesses der Luft-Flüssigkeit-Austausch durch den Spalt wiederholt. Vor der Einführung der Luft durch den Spalt in den Tintenaufnahmeabschnitt wird eine kleine Tintenmenge von dem Materialaufnahmeabschnitt dem Aufzeichnungskopf zugeführt.
Mit der Abnahme der Tintenmenge in dem Materialaufnahmeabschnitt ändert sich die Grenzfläche zwischen der Luft und der Flüssigkeit. Wenn ein Teil der Luft-Flüssigkeit-Grenz fläche den Spalt erreicht, wie die Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführt.
Die Änderung der Tintenmenge, die in dem Materialaufnahmeabschnitt zurückgehalten wird, hat Einfluß auf den Unterdruck, der an dem Aufzeichnungskopf anliegt, und daher ist erwünscht, daß die in den Tintenaufnahmeabschnitt eingeführt wird, ohne die Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche während des Luft-Flüssigkeit-Austauschschritts durch den Spalt zu verkleinern.
In der folgenden Ausführungsform kann die Einführung der Luft in den Tintenaufnahmeabschnitt, d. h. der Luft-Flüssigkeit-Austausch, mit eingeschränkter Lageänderung der Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche ausgeführt werden.
Fig. 4, Fig. 5 und Fig. 6 zeigen diese Ausführungsform. Fig. 4 ist eine Längsschnittansicht des Tintenpatronenkörpers, Fig. 5 zeigt eine Querschnittansicht des Tintenpatronenkörpers, und Fig. 6 zeigt einen Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche- Änderungsunterdrückungsmechanismus, wenn vom Materialaufnahmeabschnitt aus betrachtet.
Der Hauptkörper 1 ist mit Lufteinführnuten 19 und Unterdruckerzeugungsmaterial-Einstellabschnitten 20 versehen.
Die Lufteinführnuten 19 sind auf der Seite des Materialaufnahmeabschnitts 4 erzeugt und erstrecken sich von einem Mittelabschnitt der Trennwand 5 zu einem Ende der Trennwand 5, d. h. zu dem Spalt 8. Unterdruckerzeugungsmaterial-Abstimmkammern 20 sind durch die Trennwand 5 und das Material 3 selbst vorgesehen, das an die Lufteinführnuten 19 angrenzt. Das Material 3 ist in Kontakt mit einer Innenoberfläche des Materialaufnahmeabschnitts 4. Selbst wenn daher das Material 3 ungleichmäßig eingefügt ist, wird der Kontaktdruck bzw. der Verdichtungsdruck gegenüber dem Material teilweise ausgeglichen, wie in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt ist. Wenn aus diesem Grund die Tinte durch den Aufzeichnungskopf verwendet wird, erfolgt der Verbrauch der in dem Material 3 enthalte nen Tinte und erreicht den Abstimmabschnitt 20. Mit fortgesetztem Verbrauch der Tinte kann der Tintenmeniskus, der durch die Luft in dem Abschnitt, in welchem der Kontaktdruck durch die Abstimmabschnitte 20 ausgeglichen wird, leicht unterbrochen werden, so daß die Luft gleichmäßig in die Nuten 19 eingeleitet wird, wodurch die Unterdrucksteuerung leichter wird.

[Herstellungsverfahren]

Unter Bezugnahme auf Fig. 7 und Fig. 8 wird das Herstellungsverfahren einer Tintenpatrone mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau nachstehend beschrieben.
Eine Tintenpatrone 12 wird aus Polypropylenmaterial formgebend hergestellt und ist mit dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt 4 ausgestattet, ein Schwamm aus Schaumpolyurethanmaterial oder dergleichen als das Unterdruckerzeugungsmaterial 3 zum Rückhalten der Tinte und zum Erzeugen des Unterdrucks ist eingefügt. Das Material kann ein schwammartiges oder poröses Material aus Fasern oder Gestrick sein. In dieser Ausführungsform wird das Schaumpolyurethanmaterial verwendet, weil das Unterdruckniveau auf relativ leichte Weise abgestimmt werden kann.
Eine Abdeckung 13, welche einen Boden der Tintenpatrone ausbildet, über welchen der Schwamm eingefügt ist, wird durch Ultraschall- oder Hochfrequenzschweißen beider Materialien fest angeordnet, wie in Fig. 8 gezeigt ist. Um dies zu erleichtern, sind die Abdeckung und der Hauptkörper aus gleichen Materialien hergestellt.
Die vorbestimmte Tintenmenge wird durch den Tinteninjektionseinlaß 7 injiziert, der in dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 einer auf diese Weise erzeugten, leeren Tintenpatrone ausgebildet ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 9 und Fig. 10 wird ein Tintenpatronen-Abdichtungsschritt beschrieben.
Nach dem Abschluß der Tinteninjektion werden die Öffnung 2 und die Lüftungsöffnung 10 bald durch geeignete Mittel abgedichtet, wie in Fig. 9 gezeigt ist. Danach wird ein Tintenzuführauslaß eines Tintenzuführgeräts von dem Tinteninjektionseinlaß 7 entfernt, und dann wird ein kugelförmiger Stopfen 17 aus Kunststoffmaterial oder Metall in den Tinteninjektionseinlaß 7 eingepreßt.
Wie Fig. 10 zeigt, werden anschließend die Öffnung 2 und die Lüftungsöffnung 10 mit einer Kunststoffharzfolie 14, die einen mehrschichtigen Aufbau aufweist, einschließlich einer Zwischenschicht aus aufgedampften Aluminium, mit einer Heizschmelzmaschine 22 heißversiegelt. Dies ist wirkungsvoll, um Tintenaustritt und das Verdunsten von Tinte während des Transports der Tintenpatrone zu verhindern. Wie in Fig. 11 gezeigt, wird die Tintenpatrone mit einer mehrschichtigen Verpackungsfolie 15 aus Kunststoffmaterial, die auf der Außenseite gedruckte Informationen aufweist, durch heißversiegeln verpackt.
Das Material der Tintenpatrone 1 kann transparentes oder halbtransparentes Kunststoffmaterial sein, wie z. B. Nylon, Polyethylen oder Polypropylen. Dann kann die Resttintenmenge von außen erkannt werden, und daher ist der Tintenpatronen- Wechselzeitpunkt erkennbar.
Die Position der Öffnung für den Tintenausstoß und der Zeitpunkt der Erzeugung der Öffnung werden in Abhängigkeit von dem Verfahren zur Tinteninjektion bestimmt. Unter der Bedingung, daß ein geeignetes Injektionsverfahren anwendbar ist, kann die Position der Injektionsöffnung jede sein oder sie kann vorher erzeugt und abgedichtet werden, wobei in diesem Fall die Abdichtung vor dem Einspritzen der Tinte entfernt wird.
In dieser Ausführungsform ist die Öffnung in einer Wand des Tintenaufnahmeabschnitts, angrenzend an den Spalt erzeugt. Die Position wird so bestimmt, daß ein Tintenausstoßverfah ren anwendbar ist. Die Gründe werden nachstehend beschrieben.
Wenn die Tinte nach einem herkömmlichen Verfahren in eine Tintenpatrone injiziert wird, auf welche die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung anwendbar sind, wird die Tinte durch die Lüftungsöffnung injiziert, die in dem Materialaufnahmeabschnitt ausgebildet ist, oder eine Tintenzuführöffnung zum Zuführen der Tinte zu dem Aufzeichnungskopf.
Die Tinteninjektion durch die Lüftungsöffnung führt jedoch zu dem Vorliegen von Tinte angrenzend an die Lüftungsöffnung. Dann wird ein Tintenpfad, der zu der Lüftungsöffnung führt, bei Druckerhöhung in der Patrone infolge der Änderung der Umgebungstemperatur oder dergleichen auf leichte Weise ausgebildet, und daher kann der Tintenaustritt leicht eintreten.
Aus diesem Grund ist die Tinteninjektion durch die Lüftungsöffnung für die Tintenpatrone, die den Startaufbau aufweist, der in dem einleitenden Teil dieser Beschreibung beschrieben ist, nicht zu bevorzugen.
Andererseits schließt die Tinteninjektion durch eine Tintenzuführöffnung die folgenden Probleme ein. Fig. 12 zeigt eine Tintenpatrone, auf welche die vorliegende Erfindung anwendbar ist. Wie vorstehend beschrieben, um den Unterdruck in der Tintenpatrone zu stabilisieren, ist ein Spalt vorgesehen, um die Ausbildung des Meniskus zuzulassen.
Der in Fig. 12 gezeigte Spalt ist in einer unteren Position, wenn die Tintenpatrone an einem Tintenstrahlgerät angeordnet ist.
Wenn die Tinte durch die Tintenzuführöffnung mit dieser Position injiziert wird, erfolgt zuerst die Absorption der Tinte durch das Unterdruckerzeugungsmaterial, und nur dann erreicht die injizierte Tinte den Spalt. Zu diesem Zeitpunkt bildet die Tinte einen Meniskus in dem Unterdruckerzeugungs material aus porösem Material angrenzend an den Spalt aus, und daher wird nicht die gesamte injizierte Tinte in dem Tintenaufnahmeabschnitt aufgenommen, aber die Tinte wird nicht weiter in den Tintenaufnahmeabschnitt zugeführt, nachdem die Tinte in einem solchen Maß aufgenommen ist, daß der Spalt mit der Tinte gefüllt ist. Das ist der Fall, weil dort kein Luft-Flüssigkeit-Austausch entsprechend der Tinteninjektion in den Tintenaufnahmeabschnitt eintritt, demzufolge der Tintenaufnahmeabschnitt mit der darin verbliebenen Luft vollständig abgedichtet wird.
Selbst wenn daher die Tinte durch eine Tintenzuführöffnung injiziert wird, wenn der Spalt die untere Position einnimmt, wie in Fig. 12 gezeigt, ist die in den Tintenaufnahmeabschnitt zugeführte Tintenmenge klein, und daher ist das Verfahren unpraktisch.
In dem Fall, daß die Tinte injiziert wird, nachdem der Druck in der Tintenpatrone auf den in Fig. 12 gezeigten Zustand vermindert ist, wird die Tinte auch in dem Tintenaufnahmeabschnitt gleichmäßig verteilt, und daher erreicht die Tinte die Nachbarschaft der Lüftungsöffnung.
Wenn das Unterdruckerzeugungsmaterial vollständig mit der Tinte befüllt wird, ist die Ausbildung des Meniskus in dem porösen Material nicht ausreichend, so daß der Unterdruck nicht genügt, demzufolge die Tinte austritt, wenn die Tintenpatrone mit dem Aufzeichnungskopf verbunden ist.
Gemäß der vorhergehenden Beschreibung wird die Tinte injiziert, wenn der Spalt die unterste Position einnimmt. Die Erfinder haben jedoch erkannt, daß die Tinte injiziert wird, wenn der Spalt die oberste Position einnimmt. In diesem Fall wird der Luft-Flüssigkeit-Austausch durch den Spalt ermöglicht.
In Fig. 13 ist das Befüllen mit Tinte unter Verwendung des vorstehend beschriebenen Verfahrens gezeigt. Der Tintenpatronenkörper 1 wird kopfstehend angeordnet. Eine Tintenzu führanschluß 31 wird an die Öffnung angedrückt, und der Balg eines Tintenbefüllbehälters 30 wird zusammengedrückt, so daß die Tinte in die Tintenpatrone injiziert wird. In der ersten Stufe, wie in Fig. 13A gezeigt, breitet sich die Tinte 21 in dem Unterdruckerzeugungsmaterial aus. Wenn weitere Tinte injiziert wird, breitet sich die Tinte in dem gesamten Unterdruckerzeugungsmaterial 4 aus, bis der Tintenmeniskus in dem Unterdruckerzeugungsmaterial an dem Spalt 8 erzeugt wird, so daß der Spalt 8 geschlossen wird. Um die Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 zuzuführen, muß die Luft beim Eintritt der Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt durch die Lüftungsöffnung 10 ausgestoßen werden. Da jedoch der Spalt 8 durch die Tinte verschlossen ist, tritt die Tinte nicht in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 ein, und die Tinte wird nur in das Unterdruckerzeugungsmaterial injiziert. Wie Fig. 13B zeigt, tritt die Tinte schließlich durch die Lüftungsöffnung 10 und wird durch diese ausgestoßen. Daher tritt die Tinte nur in den Tintenaufnahmeabschnitt ein, wenn der Tintenmeniskus in dem Spalt 8 unterbrochen ist, und daher ist das Tintenbefüllvermögen nicht gut. Dies ist vom Standpunkt der Tintenfassungsvermögens und des Tintenaustritts nicht zu bevorzugen.
Wie vorstehend beschrieben, ist es nicht unmöglich, die Tinte aus dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (erste Kammer) ohne Öffnung einer Tintenbefüllöffnung in einen Tintenaufnahmeabschnitt (zweite Kammer) zu injizieren. Die Tintenpatrone, auf welche die vorliegende Erfindung Bezug nimmt, ist mit einem feinen Verbindungsteil versehen, und in dem Fall, daß der Meniskus der Tinte in dem Verbindungsteil erzeugt ist, wird die zweite Kammer hermetisch versiegelt, und selbst wenn ein Raum in der zweiten Kammer verbleibt, ist daher die Tinteninjektion nicht länger möglich, demzufolge die Tinte durch die Lüftungsöffnung der ersten Kammer austritt.
Wie deutlich wird, ist es ziemlich schwierig, die Tintenaufnahmekammer mit der Tinte durch Tinteninjektion durch die vorstehend beschriebene Öffnung zu befüllen.
Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird die Tinte zuerst in den Tintenaufnahmeabschnitt zugeführt.
Der Zeitpunkt der Befüllung mit Tinte kann beliebig sein, doch unter Berücksichtigung der Funktion der Tintenpatrone nach dem Befüllen der Tinte wird die Tinte vorzugsweise injiziert, während die Tinte noch in der zweiten Kammer verblieben ist. Der Grund ist wie folgt. Ist erst einmal der Tintenpfad in dem porösen Unterdruckerzeugungsmaterial unterbrochen, ist der Neuaufbau des Tintenpfads schwierig. Während des Regenerierprozesses wird außerdem eine wesentliche Tintenmenge verschwenderisch verbraucht. Unter Berücksichtigung des Austritts der Resttinte in der zweiten Kammer und des Tintenbefüllvermögens wird das Befüllen vorzugsweise ausgeführt, unmittelbar bevor die Tinte in der zweiten Kammer aufgebraucht ist.
Fig. 14 zeigt eine Schnittansicht, in welcher eine Tintenbefüllöffnung offen ist. Die Position der Tintenbefüllöffnung kann beliebig sein, wenn sie in einer Wand der zweiten Kammer ist. Unter Berücksichtigung der Vereinfachung des Tintenausstoßes oder des Tintenaustritts durch die Tintenbefüllöffnung während der erneuten Verwendung in einem Tintenstrahlaufzeichnungsgerät ist sie vorzugsweise in einem Oberabschnitt der Tintenpatrone erzeugt, wie durch Bezugszeichen 31a oder 31b in Fig. 14 bezeichnet ist. Die Anzahl oder der Aufbau dieser ist nicht begrenzt.
Fig. 15 zeigt einen Zustand, in welchem die Tinte 21 durch eine Tintenbefüllöffnung 31a eingefüllt worden ist. Das Befüllen mit Tinte kann unter Verwendung jeder zweckentsprechenden Vorrichtung ausgeführt werden. Z. B. kann die Tinte durch einen Injektor gesaugt werden, und die Tinte wird durch die Befüllöffnung injiziert. Danach wird die Tintenbefüllöffnung in der zweiten Kammer durch ein Dichtelement 41 abgedichtet, wie in den Fig. 16 und 17 gezeigt ist, so daß die zweite Kammer abgedichtet wird. Dadurch wird das Befüllen mit Tinte abgeschlossen. Ein anderer Vorteil dieser Ausführungsform wird deutlich, wenn die Tintenpatrone wieder verwendet wird. Die in dieser Ausführungsform verwendete Tintenpatrone erhält das Vakuum (Unterdruck) in der zweiten Kammer, so daß das Dichtelement 41 für die Tintenbefüllöffnung zu der Tintenpatrone hin kräftig angezogen wird, wodurch die Eröffnung der Öffnung verhindert wird.
Das Dichtelement für die Tintenbefüllöffnung kann aus einem bekannten Material sein, wie z. B. Metall, Kunststoffmaterial oder elastisches Gummimaterial.
Unter Bezugnahme auf Fig. 18 und Fig. 19 werden andere Abdichtverfahren für die Befüllöffnung aufgezeigt. In einem in Fig. 18 gezeigten Beispiel ist der Stopfen mit der Tintenpatrone einstückig ausgebildet. Dies schließt für den Bediener die Notwendigkeit aus, die Injektionsöffnung zu bohren und die Notwendigkeit zur Herstellung eines Dichtelements und ist daher zu bevorzugen. Das Material dafür ist vorzugsweise hochpolymeres Klebmaterial, wie z. B. klebendes Material, selbstklebendes Material oder Dichtmaterial.
Um die wiederholte Verwendung der Tintenpatrone zu gestatten, ist das Dichtelement vorzugsweise eine Folie mit Klebmaterial, wie z. B. Klebeband oder Dichtband, wie in Fig. 19A gezeigt ist.
Um die wiederholte Wiederverwendung zuzulassen und um die Abdichtung der zweiten Kammer zu verbessern, erstreckt sich das Dichtelement vorzugsweise zu einer Seite, anders als die Seite, welche die Tintenbefüllöffnung aufweist, wie in Fig. 19B gezeigt ist. Andere Dichtungen sind verwendbar.
Wie vorstehend beschrieben, kann die Tintenbefüllöffnung durch bekannte Vorrichtungen erzeugt werden.
In Fig. 20 ist ein Beispiel einer Vorrichtung dafür gezeigt. In Fig. 20 sind gezeigt: eine Tintenpatrone, die eine zweite Kammer aufweist, in welcher die Tinte verbraucht ist, einen Tintenbefüllbehälter 30, der die einzufüllende Tinte 21 enthält und eine Tinteninjektionsdüse und einen Balg aufweist, und ein Werkzeug 32 zum Erzeugen einer Tintenbefüllöffnung 33. Die Tintenbefüllöffnung wird in der zweiten Kammer erzeugt, wie in Fig. 21 gezeigt ist. Die Tintenbefüllöffnung wird unter Verwendung des Werkzeugs 32 in der Form einer Nadel, eines Bohrers oder dergleichen erzeugt, wie in Fig. 22A und Fig. 22B gezeigt ist. In Fig. 22A ist die Öffnung 33 größer als ein Außendurchmesser der Tinteninjektionsdüse. In Fig. 22 sind zwei Öffnungen 33 gezeigt, die jeweils einen Durchmesser gleich oder geringfügig kleiner als der Außendurchmesser der Tinteninjektionsdüse aufweisen, wobei die eine für die Injektion und die andere als eine Lüftungsöffnung dient. In beiden Beispielen kann die Tinte in der Tintenbefülloperation sachgemäß in die zweite Kammer eingefüllt werden.
Durch die Verwendung des vorstehend beschriebenen Tintenbefüllverfahrens kann der Tintenaufnahmeabschnitt mit der Tinte befüllt werden. Bei diesem Verfahren wird bevorzugt, daß nach dem Befüllen des Spalts mit der Tinte die Luft in dem Tintenaufnahmeabschnitt durch die Tintenbefüllöffnung ausgestoßen wird. Außerdem wird ebenfalls bevorzugt, daß das Befüllen mit Tinte nicht auf den Tintenaufnahmeabschnitt begrenzt ist, sondern sich in den Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt erstreckt, während eine Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche ausgebildet wird, um auf diese Weise den Spalt und die Tintenzuführöffnung zu verbinden.
Dann wird die Tinte sowohl in den Tintenaufnahmeabschnitt als auch in den Materialaufnahmeabschnitt injiziert. Um die Erstreckung der Tinte in das Unterdruckerzeugungsmaterial zu erlauben, ist eine bestimmte Zeitdauer erforderlich, im Gegensatz zu der Tinteninjektion in den Tintenaufnahmeabschnitt.
Wenn die Tinteninjektionsgeschwindigkeit zu hoch ist, kann die Tinte durch die Tintenbefüllöffnung überlaufen, und daher wird die Tinteninjektionsgeschwindigkeit unter Berücksichtigung der Tintendiffusion in dem Unterdruckerzeugungs material bestimmt. Daher kann die Tintenbefüllgeschwindigkeit nicht so hoch sein.
In dem Fall, daß die Tinte durch die Tintenbefüllöffnung überläuft, wird die Tinte häufig nicht ausreichend zwischen der Tintenzuführöffnung und dem Spalt eingefüllt. Wenn dies eintritt, setzt sich ein Tintenpfad möglicherweise nicht zwischen dem Tintenaufnahmeabschnitt und dem Aufzeichnungskopf in der Materialaufnahmekammer fort, wenn die Tintenpatrone mit dem Aufzeichnungskopf verbunden wird.
Eine weitere Ausführungsform wird beschrieben, in welcher das vorstehend erwähnte Problem gelöst wird. Diese Ausführungsform ist auf eine Tintenpatrone anwendbar, die eine Tinteninjektionsöffnung 7, die in Fig. 1 gezeigt ist, oder dergleichen aufweist. Dieses Verfahren kann für eine anfängliche Tintenbefüllung in einer neuen Tintenpatrone verwendet werden. In dem Fall der Befüllung wird das Dichtelement zum Abdichten der Tinteninjektionsöffnung entfernt, wodurch die Befüllung ermöglicht ist.
Wie in Fig. 23A gezeigt, nimmt bei der Tinteninjektion in dieser Ausführungsform, wenn die Tinte injiziert wird, der Tintenaufnahmeabschnitt 6 die untere Position in der Weise ein, daß der Verbindungsspalt 8 mit dem Materialaufnahmeabschnitt 4 die obere Position in dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 einnimmt.
Fig. 23A zeigt eine Anfangsstufe nach dem Beginn der Injektion der Tinte 21, welche beginnt, nachdem ein Tintenzuführelement 51 eines (nicht gezeigten) Tinteninjektors durch eine Tinteninjektionsöffnung 7 der Tintenpatrone eingefügt wird.
Ein Außenumfangsabschnitt eines Endes des Tintenzuführelements 51 ist aus elastischem Material und ist mit der Tinteninjektionsöffnung 26 in Kontakt, um diese abzudichten. Weil die Tintenpatrone so geneigt ist, daß der Spalt 8 die oberste Position einnimmt, wird die Luft in dem Tintenauf nahmeabschnitt 6 auf leichte Weise in den Materialaufnahmeabschnitt 4 entlang der Trennwand 5 und der Trennplatte 16 bewegt, wenn die Tinte injiziert wird.
Wenn die Innenluft auf leichte Weise bewegt werden kann, muß die Tintenpatrone nicht unbedingt geneigt sein, sondern kann mit der obersten Oberfläche des Tintenaufnahmeabschnitts auf demselben Niveau wie der Spalt sein, während die Tinte injiziert wird.
Durch Injizieren der Tinte in der vorstehend beschriebenen Weise kann die Tinteninjektion ausgeführt werden, ohne daß Luft in der Form von Blasen in dem Tintenaufnahmeabschnitt verbleibt, zu dem Zeitpunkt, wenn das Injizierten der Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 abgeschlossen ist, wie in Fig. 23B gezeigt. Durch Fortsetzen der Tinteninjektion kann die Tinte in den Materialaufnahmeabschnitt 4 zugeführt werden, wie in Fig. 23C gezeigt ist. Durch diese Injektion kann das Vorliegen der Luftblasen in dem Tintenaufnahmeabschnitt verhindert werden und außerdem das Vorliegen der Tinte in dem Verbindungspfad zwischen dem Spalt 8 und der Öffnung 2 in dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt 4. Daher wird die Stabilität der Tintenzuführung zu dem Aufzeichnungskopf gewährleistet.
Wenn die Trennwand 5 mit der Lufteinführnut versehen ist, wird ein Tintenmeniskus in der Nut erzeugt, so daß der Tintenstrom vom Spalt entlang der Lufteinführnut in einem bestimmten Grad unterdrückt werden kann. Die Unterdrückungswirkung wird durch die Abstimmkammer gefördert, welche wirkungsvoll ist, um die Verdichtung des porösen Materials zu erleichtern. Dadurch wird die Tintenverteilung in die Nachbarschaft der Lüftungsöffnung verhindert, so daß der Tintenaustritt nach dem Befüllen mit Tinte verhindert werden kann.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus um die Tinteninjektionsöffnung 7.
In dieser Ausführungsform wird eine Beziehung zwischen einem Durchmesser eines Tinteninjektionsrohrs und einer Tinteninjektionsgeschwindigkeit berücksichtigt. Die Untersuchungen sind vorgenommen worden, um die Produktivität der Tinteninjektion zu erhöhen. Die Ergebnisse sind wie folgt. Wenn der Innendurchmesser des Tintenzuführrohrs 51 kleiner als 1 mm ist, tritt Schäumen ein, wie in Fig. 26 gezeigt ist, wenn die Tintenzuführrate in einem Versuch vergrößert wird, den Durchsatz zu erhöhen. Insbesondere dann, wenn der Innendurchmesser ungefähr 0,5 mm beträgt, ist das Schäumen so signifikant, daß die Blasen nicht beseitigt werden, selbst wenn der Verbindungsspalt während der Tinteninjektion die oberste Position einnimmt. Daher verbleibt eine wesentliche Menge von Luftblasen in dem Tintenaufnahmeabschnitt. Wenn der Innendurchmesser nicht weniger als 1 mm beträgt, tritt das Schäumen nicht ein, so daß die Tinte mit einer Leistung von ungefähr 2 cm³/s stabil ausgestoßen werden kann.
Hinsichtlich des Durchmessers der Tintenausstoßöffnung 7 ist zu bevorzugen, daß sie gleich jenem der Tintenzuführöffnung 51 oder größer ist. Unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors gegen das Schäumen ist der Innendurchmesser des Tintenzuführrohrs 51 1,5 mm und der Durchmesser der Tinteninjektionsöffnung 7 beträgt 2,5 mm, unter Berücksichtigung der Lagegenauigkeit des Tintenzuführrohrs 21 und der Herstellungsgenauigkeit. Durch diese Verfahrensweise werden die bevorzugten Ergebnisse erzielt.
In einer anderen Tintenpatrone mit diesem Aufbau wird die Tinteninjektion nach dem gleichen Injektionsverfahren ausgeführt, und es hat sich bestätigt, daß die Tinteninjektion ohne Luftblasen in dem Tintenaufnahmeabschnitt möglich ist, wenn der Verbindungsspalt die oberste Position einnimmt.
Jedoch in dem Fall einer Tintenpatrone mit einer großen Kapazität ist die Produktivität mit der Injektionsgeschwindigkeit von 2 cm³/s nicht ausreichend. Um die Injektionsgeschwindigkeit zu erhöhen, ist eine Hochgeschwindigkeits- Injektionsdüse verwendbar, wie in Fig. 25A und Fig. 25B ge zeigt. Wie die Fig. 25B zeigt, weist das Tintenzuführrohrende einen besonderen Aufbau auf.
Wie Fig. 25A zeigt, ist die Düse so lang, daß sie den Boden des Tintenaufnahmeabschnitts 6 erreichen kann, wenn sie die Injektionsposition oder Stellung einnimmt. Fig. 25B zeigt eine abgewandelte Düse, in welcher das Vorderende der Düse nicht offen ist, sondern der Strömungspfad nach den entgegengesetzten Seiten verzweigt. In beiden Fällen beträgt der Innendurchmesser des Tintenzuführrohrs 51 nicht weniger als 1 mm, vorzugsweise nicht weniger als 1,5 mm. Der Endabschnitt wird durch die Tinteninjektionsöffnung 7 in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 eingefügt, und während der Tinteninjektion strömt die Tinte entlang der umgebenden Wände, so daß das Schäumen verhindert wird, während eine Hochgeschwindigkeitsinjektion möglich ist.
Wird die in Fig. 25 gezeigte Düse verwendet, kann die Tinte mit einer Maximalgeschwindigkeit von 4 cm³/s injiziert werden, ohne daß Schäumen eintritt.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung anschließend an die Anfangsstufe der Tinteninjektion.
Fig. 23B zeigt den Zustand, in welchem der Tintenaufnahmeabschnitt 6 mit der Tinte gefüllt wird. In Fig. 23C wird die weitere Tinteninjektion fortgesetzt, und die Tinte 9 wird dem Unterdruckerzeugungsmaterial 3 zugeführt und damit wird die Tinteninjektion abgeschlossen. Die Tinte in dem Material 3 strömt durch den Verbindungsspalt 8, und ein Teil der Tinte strömt durch den Spalt zwischen der Wand 5 und dem Material 3. Die meiste Tinte strömt jedoch zu der Öffnung 2, die mit dem Tintenstrahlaufzeichnungskopf in Verbindung ist, weil sich die Luft in dem Material 3 in diese Richtung bewegt. Um diesen Tintenstrom zu fördern, kann die Tintenpatrone vorzugsweise mit einer Lufteinführnut und einem Abstimmabschnitt versehen werden.
Gemäß dem vorstehend beschriebenen Verfahren kann die Tinte auf leichte Weise zugeführt werden, wenn die Tintenpatrone mit einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf verbunden ist, und daher ist das Tintenzuführvermögen hoch. Außerdem wird die Tinte nicht in die Nachbarschaft der Lüftungsöffnung 10 zugeführt, und daher kann das Austreten der Tinte durch die Lüftungsöffnung 10 verhindert werden.
Die Tinte wird mit einem vorbestimmten Druck aus einem Zuführgerät zugeführt und wird beendet, nachdem eine vorbestimmte Tintenmenge zugeführt ist.
Nach dem Abschluß der Injektion werden die Öffnung 2 und die Lüftungsöffnung 10 ohne Verzug verschlossen, wie vorstehend beschrieben ist. Danach wird das Tintenzuführrohr 15 von der Tinteninjektionsöffnung 7 entfernt, und die Tinteninjektionsöffnung 7 wird mit einem kugelförmigen Kunststoff- oder Metallstöpsel 17 verschlossen.
In der vorhergehenden Ausführungsform wurde ein Tinteninjektionsgerät verwendet, das in der Lage ist, die Tinteninjektionsgeschwindigkeit abzustimmen. In der nächsten Ausführungsform wird die Tinte mit einem einfacheren Aufbau in die Tintenpatrone eingefüllt.
Ähnlich der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird die verbrauchte oder vom Tintenaufnahmeabschnitt 6 teilweise verbrauchte Tintenpatrone so angeordnet, daß der Spalt 8 die oberste Position einnimmt. Dann wird ein Tintenzuführrohr 15 durch die Öffnung 2 und durch das Unterdruckerzeugungsmaterial 3 und durch den Spalt in die Tintenaufnahmeposition in dieser Ausführungsform eingefügt, wie in Fig. 27 gezeigt ist. Unter Verwendung eines Tintenbefüllbehälters 30 wird die Tinte direkt in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 injiziert. Der Tintenbefüllbehälter 30 ist mit einer Pumpfunktion versehen, um die Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 einzubringen. In dem in Fig. 27 gezeigten Beispiel weist der Behälter einen Balg auf, um die Druckinjektion zu gestatten.
Die Luft in dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 wird entsprechend der Injektion der Tinte nach außen ausgestoßen. Normalerweise wird die Luft durch die Lüftungsöffnung 10 durch das Unterdruckerzeugungsmaterial 4 durch den Spalt 8 entlang dem Pfad des Tintenflusses, wenn die Tinte für die Aufzeichnung verwendet wird, doch in die entgegengesetzte Richtung, ausgestoßen. Wenn das Material 4 eine große Tintenmenge enthält, ist der Ausstoß der Luft aus dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 nicht gleichmäßig. Wie in Fig. 28 gezeigt, ist daher ein Luftausstoßrohr 26 ebenfalls in das Unterdruckerzeugungsmaterial 4 eingefügt, zusammen mit dem Tintenzuführrohr 45, um den gleichmäßigen Ausstoß der Luft zuzulassen. Ein Pfeil A in Fig. 28 bezeichnet die Tinteninjektionsrichtung, und ein Pfeil B ist eine Luftausstoßrichtung.
Wenn im Gegensatz dazu der größte Teil der Tinte in dem Material 4 aufgebraucht ist, wird die Luft zwischen die Öffnung 2 und den Spalt 8 gefüllt, selbst wenn die Tinte ausreichend in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 zugeführt wird. Selbst wenn dann die Tinte aus der Öffnung 2 gesaugt wird, erfolgt kein Absaugen der Tinte aus dem Tintenaufnahmeabschnitt 6. In einem solchen Fall wird die Tinte vorzugsweise zwischen die Öffnung 2 und den Spalt 8 gefüllt. Zu diesem Zweck ist mindestens eines von Feinlöchern 48 in dem Mittelabschnitt des Tintenzuführrohrs 45 erzeugt, wie in Fig. 29 gezeigt ist, durch welches die Tinte während des Tintenbefüllprozesses zwischen die Öffnung 2 und den Spalt 8 in dem Unterdruckerzeugungsmaterial 4 gefüllt werden kann. Um außerdem angrenzend an die Öffnung 2 den Austritt von Tinte zu verhindern, wird die Öffnung 2 während der Tintenbefülloperation mit einem Spalt 49 verschlossen.
Durch eine Kombination eines Absaugrohrs 46, von Feinlöchern 48 oder einer Kappe 49 ist es in jeder Weise möglich, die einfache und leichte Tintenbefülloperation zuzulassen.
Wie in Fig. 27 gezeigt, ist das Tintenzuführrohr in der Form einer Nadel, und wenn daher die Tintenmenge in dem Material 4 gering ist, kann die Tinte in das Material injiziert wer den, nachdem der Tintenaufnahmeabschnitt mit der Tinte befüllt ist, wodurch die Ausbildung des Tintenfließpfads zwischen dem Spalt 8 und der Öffnung 2 auf leichte Weise gewährleistet wird. Wenn die Tinte über das Fassungsvermögen des Tintenaufnahmeabschnitts 6 hinaus injiziert wird, fließt die Tinte zwischen der Innenwandoberfläche der Tintenpatrone und des Materials 4, wie vorstehend beschrieben ist. In ähnlicher Weise breitet sich die Tinte auf Grund der Benetzbarkeit der Nadel auf leichte Weise zwischen der Nadel und dem Material 4 aus.
Unter Bezugnahme auf Fig. 30A wird eine weitere Ausführungsform beschrieben, in welcher eine Tinteninjektionsnadel 53 einen flachen Querschnitt aufweist. Die Tinteninjektionsnadel, wie in Fig. 30B gezeigt, wird zwischen die Innenwandoberfläche des Materialaufnahmeabschnitts 4 und das Material 3 eingefügt, um das flache Ende in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 vorstehen zu lassen, und die Tinte wird aus der Tinteninjektionsöffnung 53 in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 injiziert.
Fig. 30B und Fig. 30C zeigen die Position der Tintenpatrone und der Tinteninjektionsnadel 53 während der Tinteninjektion. Demzufolge kann ähnlich den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen die Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 und zwischen den Spalt 8 und die Öffnung 2 zugeführt werden.
Mit dem folgenden Aufbau kann die Injektionsnadel 53 gleichmäßig und auf leichte Weise eingefügt werden. Es ist zu bevorzugen, daß die in Fig. 28 und Fig. 29 gezeigten Strukturen in dieser Ausführungsform verwendet werden, um die Tintenbefüllgeschwindigkeit zu erhöhen und die Ausbildung des Tintenpfads in dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt zu gewährleisten.
In den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen weisen die Tinteninjektionsnadeln 45 und 53 einen geraden Aufbau auf. In der folgenden Ausführungsform ist die Tinteninjektionsnadel 54 gekrümmt, wie in Fig. 31A und Fig. 31B gezeigt ist.
Die gekrümmte Tinteninjektionsnadel 54 kann in der Weise eingefügt werden, daß deren Ende über der Mitte des Tintenaufnahmeabschnitts 6 angeordnet wird. Die Krümmung und die Länge der Nadel 54 kann unter Berücksichtigung des Aufbaus und der Größe der Tintenpatrone 1 bestimmt werden, so daß das Ende der Tinteninjektionsnadel 54 auf leichte Weise in einer gewünschten Position angeordnet werden kann. Z. B. kann das Ende der Tinteninjektionsnadel 54 unter dem Tintenpegel angeordnet werden, wodurch das Schäumen der Tinte während der Tinteninjektion unter Druck vermindert wird.
Fig. 32A und Fig. 32B zeigen eine weitere Ausführungsform, wobei eine Vielzahl von Tinteninjektionsnadeln eingefügt werden kann, um die Tinte in einer Vielzahl von Positionen zuzuführen. In dieser Ausführungsform kann die Tinteninjektionsgeschwindigkeit vermindert werden, wodurch das Schäumen der Tinte vermieden wird. Außerdem ist die Tinte gleichmäßiger injizierbar, so daß die Tinte wirkungsvoller injiziert werden kann.
Gemäß den Ausführungsformen der Fig. 32A und Fig. 32B weisen die Tinteninjektionsnadeln 55a und 55b unterschiedliche Krümmungsradien auf. Die Tinteninjektionsnadeln 55a und 55b werden in dieselbe Tintenpatrone getrennt eingeführt, und nachdem das Ende der Tinteninjektionsnadel den Tintenaufnahmeabschnitt erreicht hat, werden die Tinteninjektionsnadeln 55a und 55b separat in dieselbe Tintenpatrone eingeführt, und nachdem das Ende der Tinteninjektionsnadel den Tintenaufnahmeabschnitt erreicht, werden die Tinteninjektionsnadeln 55a und 55b an Anschlüssen 55a und 55b des gemeinsamen Tinteninjektionsgeräts angeordnet. Dann wird die Tinte durch beide Injektionsnadeln injiziert.
Fig. 33 zeigt eine weitere Ausführungsform, in welcher eine 57a der Tinteninjektionsnadeln gerade ist und die andere 57b einen gekrümmten Abschnitt aufweist.
Die Tinteninjektionsnadel 57b ist in einen geraden Aufbau elastisch verformbar. Es ist ein Anpaßstück 57c angeordnet, das ein schräg geschnittenes Ende aufweist. Durch das Anpaßstück 57c können die Tinteninjektionsnadeln 57b und 57a eingefügt werden. Die zwei Nadeln 57a und 57b sind in dem Anpaßstück 57c gleitfähig.
Zuerst wird das Anpaßstück 57c in das Unterdruckerzeugungsmaterial 3 eingefügt, ohne daß die Tinteninjektionsnadeln 57a und 57b hervorstehen, wie in Fig. 33C gezeigt. Nachdem dann das Ende des Anpaßstücks 57c den unteren Verbindungsspalt 8 erreicht, werden die Enden der Injektionsnadeln 57a und 57b in Vorstehlage angeordnet. Dann stellt die Tinteninjektionsnadel 57b den gekrümmten Aufbau wieder her, so daß die Tintenauslaßenden der Nadeln voneinander getrennt sind.
Durch die Trennung kann die Tinte in dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 gleichmäßig verteilt werden, und das Schäumen kann verhindert werden. Daher kann bei der Reinjektion die Tinte gleichmäßig zugeführt werden.
Unter Bezugnahme auf Fig. 34A und Fig. 34B wird eine weitere Ausführungsform beschrieben. In diesen Figuren wird die Tinte injiziert.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Tinte in der ähnlichen Weise wie in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen injiziert werden, für eine Tintenpatrone 1a, die eine Vorstehplatte 23 auf einem Boden des Tintenaufnahmeabschnitts 6 aufweist.
Die Vorstehplatte 23 weist eine den Tintenauslauf verhindernde Funktion auf. Z. B. wird die Tintenpatrone, welche den Tintenaufnahmeabschnitt 6 mit einer Hälfte der Tintenmenge aufweist, z. B. unter einer 60ºC Bedingung gehalten, mit der in Fig. 34A gezeigten Position, wobei die Tinte verdampft, demzufolge sich die Tinte von dem Tintenaufnahmeabschnitt 6 in den Materialaufnahmeabschnitt 4 bewegt, wenn die Vorstehplatte 23 nicht angeordnet ist. Wenn der Materialaufnahmeabschnitt 4 mit der Tinte gefüllt ist, beginnt die Tinte durch die Lüftungsöffnung 10 auszutreten. Durch Anordnen der Vorstehplatte 23 wird die verdampfte Tinte auf der Oberfläche der Vorstehplatte 23 in der Form von Tautröpfchen abgeschieden. Die Tröpfchen, die angrenzend an den Spalt abgeschieden sind, werden allmählich durch den Spalt 8 durch das Material 4 durch die Kapillarkraft abgesaugt. Da jedoch die Tinte in der Tröpfchenform vorliegt, kann die Bewegung der Tinte verhindert werden.
In diesem Fall wird die Tinteninjektionsnadel, welche den vorstehend beschriebenen Aufbau aufweist, nicht auf leichte Weise in den Tintenaufnahmeabschnitt 6 eingefügt. In dieser Ausführungsform weist das Material der Tinteninjektionsnadel 58, insbesondere deren Endabschnitt, eine hohe Elastizität auf, so daß sie um die Vorstehplatte 23 herum eingefügt werden kann, wie in Fig. 34A und Fig. 34B gezeigt, so daß die Tinte sachgemäß zuführbar ist.
Wie vorstehend gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung beschrieben, kann die Tinte auf leichte Weise in die Tintenpatrone zugeführt werden, und daher ist die Tintenpatrone wiederverwendbar. Dies vermindert die Betriebskosten und verlängert die Lebensdauer des Tintenpatronenkörpers. Es besteht keine Notwendigkeit zur Entsorgung des verbrauchten Tintenpatronenkörpers, und vermeidet Umweltprobleme.
Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird die Tinte injiziert, während der Verbindungsspalt in dem Tintenaufnahmeabschnitt die oberste Position einnimmt. Daher kann die Tinte injiziert werden, während die Luft herausgedrückt wird, so daß die Tinte sachgemäß in eine gewünschte Position zugeführt werden kann, ohne daß Schäumen der Tinte eintritt. Daher ist der Ausnutzungsgrad hoch. Außerdem kann der Austritt von Tinte durch die Lüftungsöffnung verhindert werden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird das Befüllen mit Tinte von einem Tintenaufnahmeabschnitt bewirkt, und die Tintenbefüllöffnung wird durch ein Trennelement abgedichtet. Durch diese Vorgehensweise kann die Tintenpatrone wiederverwendet werden, während die Funktion einer neuwertigen Tintenpatrone erhalten wird, wodurch die Betriebskosten vermindert und die Ressourcen geschont werden können.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung kann ein leichtes und einfaches Tintenbefüllgerät geschaffen werden.
Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird der Unterdruck stabil erzeugt, und die Tinte kann in eine Tintenpatrone eingefüllt werden, die ein großes Tintenaufnahmevermögen je Volumeneinheit aufweist. Ein Hochqualitätsdruck ist mit hoher Leistung der Tintenpatrone möglich, selbst wenn sie wiederholt wiederverwendet wird.
Die Erfinder haben die Eigenschaften der Tinte untersucht, die mit den Tintenbehältern der vorstehend beschriebenen Ausführungsform in geeigneter Weise verwendbar sind. Die bevorzugte Tinte zeigt die Stabilität des Luft-Flüssigkeit- Austauschabschnitts gegenüber der Schwingung der Tinte, und sie ist gegenüber Änderungen der Umgebungsbedingung stabil.
Nachstehend erfolgt die Beschreibung solcher Tinten, die in geeigneter Weise mit den Tintenbehältern der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendbar sind.
Der Grundaufbau der Tinte schließt mindestens Wasser, Farbmaterialien und ein wasserlösliches organisches Lösungsmittel ein. Das organische Lösungsmittel ist wenig flüchtig und weist eine niedrige Viskosität sowie gute Verträglichkeit mit Wasser auf. Nachstehend werden Beispiele genannt: Amide, wie z. B. Dimethylformamid und Dimethylacetamid, Ketone, wie z. B. Aceton, Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran und Dioxan, Polyalkylenglykole, wie z. B. Polyethylenglykol und Polypropylenglykol, Alkylenglykole, wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, Thiodiglykol, Hexylenglykol und Diethylenglykol, niedere Alkylether von Polyalkoholen, wie z. B. Ethylenglykol-Methylether, Diethylenglykol-Monomethylether und Triethylenglykol-Monomethylether, mehrwertige Alkohole, wie z. B. Ethanol und Isopropylalkohol, und außerdem Glycerol, 1,2,6-Hexantriol, N- Methyl-2-Pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinon, Triethanolamin, Sulfolan und Dimethylsulfoxid. Keine besondere Begrenzung besteht zu dem Gehalt an wasserlöslichem organischen Lösungsmittel. Er kann jedoch vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 1 bis 80 Gew.-% sein. Das Farbmaterial, das mit dieser Erfindung verwendbar ist, kann ein Farbstoff oder ein Pigment sein. Der Farbstoff kann vorzugsweise wasserlöslicher Säurefarbstoff, Direktfarbstoff, basischer Farbstoff, reaktiver Farbstoff oder dergleichen sein. Der Gehalt des Farbstoffs ist nicht besonders begrenzt, doch 0,1 -20 Gew.-% auf der Grundlage des Tintengesamtgewichts ist zu bevorzugen.
Die Verwendung eines grenzflächenaktiven Stoffs ist wünschenswert, um die Oberflächenspannung abzustimmen. Beispiele eines solchen verwendeten grenzflächenaktiven Stoffs schließen ein: anionische Tenside, wie z. B. Fettsäuresalze, Ester aus höheren Alkoholen und Schwefelsäure, Alkylbenzolsulfonate und Ester aus höheren Alkoholen und Phosphorsäure, kationische Tenside, wie z. B. aliphatische Aminsalze und quaternäre Ammoniumsalze, nichtionische Tenside, wie z. B. Ethylenoxid-Additionsverbindungen von Estern höherer Alkohole, Ethylenoxid-Additionsverbindungen von Alkylphenolen, aliphatische Ethylenoxid-Additionsverbindungen, Ethylenoxid- Additionsverbindungen von Estern höherer Alkohole und Fettsäuren, Ethylenoxid-Additionsverbindungen von höheren Alkylaminen, Ethylenoxid-Additionsverbindungen von Fettsäureamiden, Ethylenoxid-Additionsverbindungen von Polypropylenglykol, Estern aus höheren Alkoholen und Fettsäure von mehrwertigen Alkoholen und Alkanolamin-Fettsäureamiden und Aminosäure- und Betaintypen von amphoteren Tensiden. Keine besondere Begrenzung wird einem solchen grenzflächenaktiven Stoff auferlegt. Jedoch werden nichtionische Tenside, wie z. B. Ethylenoxid-Additionsverbindungen von höheren Alkoholen, Ethylenoxid-Additionsverbindungen von Alkylphenolen, Ethy lenoxid-Propylenoxid-Kopolymeren und Ethylenoxid-Additionsverbindungen von Acetylenglykol vorzugsweise verwendet. Ferner wird besonders bevorzugt, daß die Molanzahl des addierten Ethylenoxids in den Ethylenoxid-Additionsverbindungen innerhalb eines Bereichs von 4 bis 20 ist. Keine besondere Begrenzung wird der Menge des hinzuzufügenden oberflächenaktiven Stoffs auferlegt. Sie kann jedoch vorzugsweise innerhalb eines Bereichs von 0,01 bis 10 Gew.-% sein. Die Oberflächenspannung kann durch das vorstehend beschriebene wasserlösliche organische Lösungsmittel gesteuert werden.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Komponenten kann die erste Flüssigkeit Additive enthalten, wie z. B. Mittel zur Veränderung der Viskosität, pH-Wert-Regler, schimmelverhindernde Mittel oder Antioxidantien, wenn erforderlich.
Die Viskosität der Tinte beträgt 1-20 cp. Die Oberflächenspannung sollte 20 Dyn/cm-55 Dyn/cm sein. Ferner vorzugsweise beträgt sie 25-50 Dyn/cm. Wenn die Oberflächenspannung der Tinte innerhalb dieses Bereichs ist, kommt es nicht vor, daß der Meniskus der Aufzeichnungskopfdüse unterbrochen wird und die Tinte aus der Kopfdüse austritt, wenn die Druckoperation nicht ausgeführt wird. Die in der Tintenpatrone enthaltene Tinte kann sachgemäß bis zu der Grenze deren Innenvolumen bestimmt werden. Um das Vakuum zu erhalten, unmittelbar nachdem die Tintenpatrone entpackt ist, kann die Tinte bis zu deren Grenzen befüllt werden. Die Tintenmenge in dem Unterdruckerzeugungsmaterial kann jedoch geringer als das Tintenhaltevermögen des Unterdruckerzeugungsmaterials sein. Hier ist das Tintenhaltevermögen die Tintenmenge, die in dem jeweiligen Material zurückgehalten werden kann. Die Tinte gemäß den Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung und das Vergleichsbeispiel werden nachstehend beschrieben. Eine Mischung aus Wasser und wasserlöslichem organischen Lösungsmittel wird mit einem Farbstoff für vier Stunden gerührt, und danach wird ein oberflächenaktiver Stoff hinzugegeben. Dann wird die Mischung durch ein Filter geleitet, um Fremdstoffe zu entfernen.
Nachstehend sind die Zusammensetzung, die Beschaffenheit der Tinte und das Aufzeichnungsergebnis aufgeführt.
Klare Farbbilder wurden aufgezeichnet, und die Tinte in der Tintenpatrone wurde bei allen Beispielen 1-4 störungsfrei aufgebraucht.
Der Gelbfarbstoff war Acid Yellow 23, der Cyanfarbstoff war Acid Blue 9, der Magentafarbstoff war Acid Red 289 und der Schwarzfarbstoff war Direct Black 168.
Die Oberflächenspannung wurde nach dem Verfahren von Wilhelmy bei 25ºC gemessen.
Nachstehende Angaben betreffen die Oberflächenspannung typischer wasserlöslicher organischer Lösungsmittel bei 20- 25ºC: Ethanol (22 Dyn/cm), Isopropanol (22 Dyn/cm), Cyclohexanol (34 Dyn/cm), Glycerin (63 Dyn/cm), Diethylenglykol (49 Dyn/cm), Diethylenglykol-Monomethylether (35 Dyn/cm), Triethylenglykol (35 Dyn/cm), 2-Pyrrolidon (47 Dyn/cm), N- Methylpyrrolidon (41 Dyn/cm).
Die erwünschte Oberflächenspannung kann durch Mischung mit Wasser erzeugt werden.
Das Verfahren zur Steuerung der Oberflächenspannung der Tinte unter Verwendung von oberflächenaktiven Stoffen wird nachstehend beschrieben.
Z. B. kann eine Oberflächenspannung von 28 Dyn/cm durch Zugabe von 1% Sorbitan-Monolaureatester auf der Grundlage von Wasser erzeugt werden, eine Oberflächenspannung von 35 Dyn/cm kann durch Zugabe von 1% Polyoxyethylen-Sorbitan- Monolaureatester erzeugt werden, eine Oberflächenspannung von 28 Dyn/cm kann durch Zugabe von nicht weniger als 1% ACETYLENOL EH (Acetylenglykol-Ethylenoxidaddukte) erzeugt werden. Wenn eine geringere Oberflächenspannung erwünscht ist, werden 17 Dyn/cm durch Zugabe von 0,1% SURFLON S-145 (Perfluoralkyl-Ethylenoxidaddukte) (im Angebot von Asahi Glass Kabushiki Kaisha, Japan) erzeugt. Die Oberflächenspannung schwankt durch andere Zusätze geringfügig, und daher kann der sachgemäße Abgleich durch einen Fachmann erfolgen.
Wie vorstehend beschrieben, ist der Tintenpuffer unter Berücksichtigung der maximalen Tintenauslaufmenge ausgelegt. Es hat sich gezeigt, daß die Tintenpufferwirkung wesentlich durch die Zusammensetzung der Tinte beeinflußt wird.
Die Tinte für die Tintenstrahlaufzeichnung, die grenzflächenaktive Stoffe aufweist, ist vorgeschlagen worden. Die Tinte ist dahingehend vorteilhaft, daß die Fixiereigenschaft für ein Kopierblatt, ein Verbundblatt oder anderes Normalpapier sehr gut ist, daß bei sachgemäßer Farbmischung (Ausbluten oder dergleichen) nicht eintritt, selbst wenn unterschiedliche Farbtinten-Aufzeichnungsbereiche bei der Farbaufzeichnung dicht angeordnet sind, und daher ist die gleichmäßige Farbgebung möglich. Nachstehend ist ein Beispiel der Zusammensetzung aufgeführt:

Beispiel 5:

Farbstoff 4 Teile
Glycerol 7,5 Teile
Thiodiglykol 7,5 Teile
Acetylenglykol-Ethyloxid-Additionsverbindungen (m + n = 10) 5 Teile
Harnstoff 7,5 Teile
reines Wasser 68,5 Teile.
Wenn eine solche Tinte verwendet wird, läuft die Tinte nicht aus der Tintenpatrone aus, weil die Tinte durch das Absorptionsmaterial 3 in der Tintenkammer 4 absorbiert wird, wenn die Tinte infolge der Ausdehnung der Luft in der Tintenkammer 6 infolge des Temperaturanstiegs oder des Druckabfalls in der Atmosphäre aus der Tintenkammer 6 in die Tintenkammer 4 herausgedrückt wird. In einem Beispiel dieser Ausführungsform beträgt die Gesamthöhe in der Tintenkammer 3 cm, die Tintenkammer 4 und die Tintenkammer 6 weisen jeweils ein Volumen von 6 cm³ auf. Zum Zeitpunkt der Anfangsstufe ist die Tintenkammer 6 vollständig gefüllt (6 cm³), und die Tintenkammer 4, die das verdichtete Absorptionsmaterial 3 (Polyurethanschaummaterial) aufweist, enthält 4 cm³ Tinte (Gesamttintenmenge: 10 cm³). Die Porosität des Absorptionsmaterials ist nicht geringer als 95%, und wenn angenommen wird, daß die Tinte vollständig in alle Poren des Absorptionsmaterials aufgenommen wird, ist die Tintenkammer 4 in der Lage, ungefähr 6 cm³ aufzunehmen.
In dem Fall der Tinte des Beispiels 5 ist die Oberflächenspannung gering (30 Dyn/cm²), aufgrund der Zugabe des Tensids, doch die Benetzbarkeit zwischen dem Absorptionsmaterial und der Tinte wird verbessert. Durch diese Verfahrensweise ist es wirkungsvoller, die Tintenbenetzbarkeit zu verbessern als die Oberflächenspannung zu erhöhen, um die Durchlässigkeit zu erhöhen. Die bevorzugten Durchdringungsmittel schließen anionisches Tensid, wie z. B. Aerosol der OT-Type, Natriumdodecylbenzolsulfonat, Natriumlaurylsulfat, höhere Alkohol-Ethylenoxid-Additionsverbindungen, dargestellt durch die allgemeine Formel [1], Alkylphenol-Ethylenoxid- Additionsverbindungen, dargestellt durch die allgemeine Formel [2], Ethylenoxid-Pro-pylenoxid-Kopolymer, dargestellt durch die allgemeine Formel [3] und Acetylenglykol- Ethylenoxid-Additionsverbindungen, dargestellt durch die allgemeine Formel [4]. Das Aniontensid weist eine stärkere Schaumerzeugungsneigung auf und zeigt ein geringeres Bluten, Farbgleichmäßigkeit und Ausfransen oder dergleichen als das nichtionische Tensid, wobei das folgende nichtionische Tensid, dargestellt durch die folgende Formel verwendet wird. Hier ist in den Formeln [1] und [2] n vorzugsweise im Bereich 6-14, und R weist vorzugsweise 5-26, Kohlenstoffatome auf, und in den Formeln [3] und [4] ist m + n vorzugsweise im Bereich 6-14.
R-O-(-CH&sub2;CH&sub2;O-)-n-H [2]
wobei R ein Alkylrest ist,
R- -O-(-CH&sub2;CH&sub2;O-)-n-H [2]
wobei R ein Alkylrest ist,
wobei R Wasserstoff oder ein Alkylrest ist,
wobei m und n jeweils eine Ganzzahl ist.
Von den nichtionischen Ethylenoxidtensiden werden Acetylenglykol-Ethylenoxid-Additionsverbindungen vom Standpunkt der Absorption in dem Tintenabsorptionsmaterial, der Bildqualität auf dem Aufzeichnungsmaterial und der Ausstoßleistung insgesamt bevorzugt. Die hydrophile Eigenschaft und das Durchdringungsvermögen können durch Änderung der Anzahl m + n der hinzuzufügenden Ethylenoxide gesteuert werden. Wenn die Anzahl geringer als 6 ist, liegt ein gutes Durchdringungsvermögen vor, die Wasserlöslichkeitsbeschaffenheit ist nicht gut, und daher ist die Löslichkeit in Wasser nicht gut. Ist die Anzahl zu groß, ist das hydrophile Verhalten zu stark, und das Durchdringungsvermögen ist zu gering. Ist die Anzahl größer als 14, so ist das Durchdringungsvermögen unzureichend, und das Ausstoßvermögen wird verschlechtert. Daher beträgt die Anzahl vorzugsweise 6-14.
Die Menge des nichtionischen Tensids ist vorzugsweise 0,1- 20 Gew.-%. Ist sie geringer als 0,1%, so sind die Bildqualität und das Durchdringungsvermögen nicht ausreichend. Wenn sie größer als 20% ist, kann keine Verbesserung erwartet werden, die Kosten steigen und die Zuverlässigkeit geht zurück.
Einer oder mehrere der vorstehend beschriebenen oberflächenaktiven Stoffe sind in Kombination verwendbar.
Die Tinte kann Farbstoff, ein organisches Lösungsmittel geringer Flüchtigkeit, wie z. B. mehrwertige Alkohole, zum Verhindern der Zusammenballung, oder ein organisches Lösungsmittel, wie z. B. Alkohole, zur Verbesserung der Blasenbildungsstabilität und des Fixiervermögens auf dem Aufzeichnungsmaterial enthalten.
Die wasserlöslichen organischen Lösungsmittel, welche die Tinte der Ausführungsform ausbilden, können einschließen: Polyalkylenglykole, wie z. B. Polyethylenglykol und Polypropylenglykol, Alkylenglykole mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie z. B. Ethylenglykol, Propylenglykol, Butylenglykol, Triethylenglykol, 1,2,6-Hexantriol, Hexylenglykol und Die thylenglykol, Glycerin, niedere Alkylether von mehrwertigen Alkoholen, wie z. B. Ethylenglykol-Methylether, Diethylenglykol-Methyl- (oder -Ethyl-) -ether und Triethylenglykol- Monomethyl- (oder -ethyl-) -ether, Alkohole, wie z. B. Methylalkohol, Ethylalkohol, n-Propylalkohol, Isopropylalkohol, n-Butylalkohol, sec-Butylalkohol, t-Butylalkohol, Isobutylalkohol, Benzylalkohol und Cyclohexanol, Amide, wie z. B. Dimethylformamid und Dimethylacetamid, Ketone und Ketonalkohole, wie z. B. Aceton und Diacetonalkohol, Ether, wie z. B. Tetrahydrofuran und Dioxan, und Stickstoff aufweisende Ringverbindungen, wie z. B. N-Methyl-2-Pyrrolidon, 2- Pyrrolidon, 1,3-Dimethyl-2-Imidazolidinon.
Das wasserlösliche organische Lösungsmittel kann hinzugefügt werden, ohne daß eine Verschlechterung der Bildqualität oder der Ausstoßzuverlässigkeit eintritt. Vorzugsweise sind es mehrwertige Alkohole oder Alkylether von mehrwertigen Alkoholen. Deren Anteil beträgt vorzugsweise 1-3 Gew.-%. Und der Anteil reinen Wassers ist 50-90 Gew.-%.
Die mit der vorliegenden Erfindung verwendbaren Farbstoffe schließen Direktfarbstoffe, Säurefarbstoffe, Reaktionsfarbstoffe, Dispersionsfarbstoffe, Küpenfarbstoffe oder dergleichen ein. Der Anteil des Farbstoffs wird abhängig von den Arten der Flüssigkeitskomponenten und den geforderten Eigenschaften der Tinte, des Ausstoßvolumens des Aufzeichnungskopfs oder dergleichen bestimmt. Im allgemeinen beträgt er jedoch 0,5-15 Gew.-%, vorzugsweise 1-7 Gew.-%.
Durch Hinzugabe von Thioglykol oder Harnstoff (oder Derivate davon) zu der Tinte werden das Ausstoßvermögen und die Eigenschaft der Verhinderung der Verstopfung bemerkenswert verbessert. Der Grund dafür wird in der Verbesserung der Löslichkeit des Farbstoffs in der Tinte gesehen. Der Anteil des Thioglykols oder des Harnstoffs (oder dessen Derivate) beträgt vorzugsweise 1-30% und kann wunschgemäß hinzugefügt werden.
Die Hauptbestandteile der Tinte der vorliegenden ersten Erfindung sind vorstehend beschrieben. Andere Zusatzstoffe können hinzugefügt werden, vorausgesetzt, daß die Aufgaben der Erfindung erreichbar sind. Die Zusatzstoffe schließen Viskositätsregler, wie z. B. Polyvinylalkohol, Zellulosen und wasserlösliche Harze, pH-Wert-Regler, wie z. B. Diethanolamin, Triethanolamin und Pufferlösungen, Fungizide usw. ein. Der Tinte der elektrisch aufladbaren Type, die für die Tintenstrahlaufzeichnung verwendet wird, wobei die Tintentröpfchen geladen werden, wird ein widerstandeinstellendes Mittel, wie z. B. Lithiumchlorid, Ammoniumchlorid und Natriumchlorid hinzugefügt.

Claims

1. Verfahren zum Befüllen einer Tintenpatrone (1) mit Tinte, die einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Tinte zuzuführen ist, das aufweist:

- Bereitstellen der Tintenpatrone (1), die einen Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) und einen Tintenaufnahmeabschnitt (6) aufweist, wobei der Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) ein Unterdruckerzeugungsmaterial aufnimmt und mit einer Lüftungsöffnung (10) versehen ist und der Tintenaufnahmeabschnitt (6) mit dem Unterdruckerzeugungsmaterial zur direkten Aufnahme der dem Aufzeichnungskopf zuzuführenden Tinte in Strömungsverbindung ist, wobei die Tintenpatrone (1) ferner eine Trennwand (5) zwischen dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) und dem Tintenaufnahmeabschnitt (6) aufweist, sowie die Trennwand (5) mit einem Spalt (8) versehen ist, um die Ausbildung des Meniskus der Tinte zuzulassen, und

- direktes Befüllen der Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt (6) vor dem anderen Abschnitt (4),

wobei während der Tintenbefülloperation der Spalt (8) eine oberste Position des Tintenaufnahmeabschnitts (6) einnimmt.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Tinte durch eine Tinteninjektionsöffnung (7), die in dem Tintenaufnahmeabschnitt (6) erzeugt ist, injiziert wird.

3. Verfahren gemäß Anspruch 2, wobei nach der Injektion der Tinte die Tinteninjektionsöffnung (7) durch ein mit der Tintenpatrone (1) einstückig ausgebildetes Dichtungselement (17) abgedichtet wird.

4. Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei die Tinte durch eine Tinteninjektionsvorrichtung injiziert wird, die mit einem Tintenbehälter (30) zum Aufnehmen der zu injizierenden Tinte in Strömungsverbindung ist, wobei die Tinteninjektionsvorrichtung durch eine Tintenzuführöffnung (7) zum Zuführen der Tinte aus dem Tintenbehälter (30) in die Tintenpatrone (1) eingefügt wird und eine Öffnung der Tinteninjektionsvorrichtung in dem Tintenaufnahmeabschnitt (6) vorstehend angeordnet wird.

5. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Tinteninjektionsvorrichtung in das Unterdruckerzeugungsmaterial eindringt.

6. Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei die Tinteninjektionsvorrichtung mit einer Luftausstoßvorrichtung zum Ausstoßen von Luft aus dem Tintenaufnahmeabschnitt (6) versehen ist.

7. Tintenbefüllsystem, das aufweist: ein Gerät zum Befüllen mit Tinte und eine Tintenpatrone (1), die durch das Gerät zum Befüllen mit Tinte, die einem Aufzeichnungskopf zum Ausstoßen von Tinte zuzuführen ist, befüllbar ist, wobei die Tintenpatrone (1) einen Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) und einen Tintenaufnahmeabschnitt (6) aufweist, der Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) ein Unterdruckerzeugungsmaterial aufnimmt und mit einer Lüftungsöffnung (10) versehen ist und der Tintenaufnahmeabschnitt mit dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (6) zur direkten Aufnahme der dem Aufzeichnungskopf zuzuführenden Tinte in Strömungsverbindung ist, die Tintenpatrone (1) ferner eine Trennwand (5) zwischen dem Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) und dem Tintenaufnahmeabschnitt (6) aufweist, wobei die Trennwand (5) mit einem Spalt (8) versehen ist, um die Ausbildung des Meniskus der Tinte zuzulassen, wobei das Gerät aufweist:

- ein Injektionselement zum direkten Injizieren der Tinte in den Tintenaufnahmeabschnitt (6) und

- eine Vorrichtung zum Zuführen der Tinte zu dem Injektionselement,

wobei das Injektionselement in den Unterdruckerzeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) injizieren kann und das Injektionselement lang genug ist, um durch den Unterdrucker zeugungsmaterial-Aufnahmeabschnitt (4) und den Spalt (8) in den Tintenaufnahmeabschnitt (6) injizieren zu können, wenn das Injektionselement durch eine Tintenzuführöffnung (2) in die Tintenpatrone (1) eingefügt ist.

8. Tintenbefüllsystem gemäß Anspruch 7, wobei das Tinteninjektionselement mit einer Vielzahl von Öffnungen versehen ist, welche zu dem Unterdruckerzeugungsmaterial- Aufnahmeabschnitt (4) hin offen sind.