DE69232194T2 - Lockable liquid container for ink cartridge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft im allgemeinen einen flüssigkeitsabdichtbaren Behälter für eine Tintentankpatrone zur Verwendung in einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zum Ausstoßen von Tintentröpfchen auf ein Aufzeichnungsmedium und insbesondere eine Struktur einer Tintentankpatrone zur Verwendung in der Tiritenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung.The present invention relates generally to a liquid-sealable container for an ink tank cartridge for use in an ink-jet recording apparatus for ejecting ink droplets onto a recording medium, and more particularly to a structure of an ink tank cartridge for use in the ink-jet recording apparatus.

Im allgemeinen wird gemäß der Aufzeichnungsvorrichtung dieser Art die Tinte einem Aufzeichnungskopf von einem Tintentank, der als Patrone aufgebaut ist, zugeführt.In general, according to the recording apparatus of this type, the ink is supplied to a recording head from an ink tank constructed as a cartridge.

Es ist vorteilhaft, einen Tintenzufuhrdruck (negativer Druck) von einem Tintentank zu einem Aufzeichnungskopf innerhalb eines Bereichs von -30 bis -100 mmAq (d. h., einem Wasserkopf) zu halten, um einen beständigen Tintenausstoß des Aufzeichnungskopfs der Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung zu erreichen. Es ist jedoch schwierig, den Tintenzufuhrdruck unter Verwendung eines Höhendifferenzials, bei welchem der Tintentank installiert ist, zu steuern, insbesondere im Fall einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung von der Art mit Schlitten, bei welcher ein Aufzeichnungskopf und eine Tintentankpatrone auf einem Schlitten angebracht sind. Die Ungeprüfte Japanische Patentanmeldung (OPI) Nr. Hei. 2-187364 schlägt vor, dass ein poröses Element innerhalb eines Tintentanks (Patrone) untergebracht wird, wodurch aufgrund der Kapillarwirkung des porösen Elements ein negativer Druck zwischen dem Tintentank und dem Aufzeichnungskopf erzeugt wird.It is advantageous to keep an ink supply pressure (negative pressure) from an ink tank to a recording head within a range of -30 to -100 mmAq (i.e., a water head) in order to achieve stable ink ejection from the recording head of the ink jet recording apparatus. However, it is difficult to control the ink supply pressure using a height differential at which the ink tank is installed, particularly in the case of a carriage type ink jet recording apparatus in which a recording head and an ink tank cartridge are mounted on a carriage. Japanese Unexamined Patent Application (OPI) No. Hei. 2-187364 proposes that a porous member is housed within an ink tank (cartridge), thereby generating a negative pressure between the ink tank and the recording head due to the capillary action of the porous member.

Da die Japanische Patentanmeldung Hei. 2-187364 jedoch an eine Art von Aufzeichnungsvorrichtung gerichtet ist, durch welche ein Tintentank und ein Aufzeichnungskopf beide einheitlich ausgebildet sind und diese beiden Komponenten durch eine neue ersetzt werden, wenn die Tinte, die im Tintentank enthalten ist, sich dem Ende zu neigt, nimmt sie die anderen Probleme oder Schwierigkeiten, wie beispielsweise unerwünschte Luftströmung zum Aufzeichnungskopf oder Tintenleckverlust, welche auftreten können, wenn nur der Tintentank selektiv aus dem Kopf entnommen wird, nicht in Angriff.However, since Japanese Patent Application Hei. 2-187364 is directed to a type of recording apparatus by which an ink tank and a recording head are both formed integrally and these two components are replaced with a new one when the ink contained in the ink tank runs out, it eliminates the other problems or difficulties such as unwanted airflow to the recording head or ink leakage, which can occur when only the ink tank is selectively removed from the head.

Überdies berücksichtigt diese letztere Bezugnahme die Probleme der Lagerung und Ersetzung einer Tintentankpatrone nicht.Moreover, this latter reference does not take into account the problems of storing and replacing an ink tank cartridge.

Das Japanische Patent Nr. Hei. 3-61592 (entspricht der Japanischen Patentanmeldung Nr. Sho. 59-143647) lehrt die Verwendung von 20 Torr als ein Beispiel des negativen Drucks, der während des Verpackens der Tintentankpatrone anzuwenden ist, wobei dieser Druck viel höher ist als der Druck, unter welchem die Tinte in den Tank gefüllt ist. Dies kann jedoch ein Problem bewirken, da die Tintentankpatrone einem atmosphärischen Druck ausgesetzt ist, weil der Standort für den Tintenfüllprozess und der für den Verpackungsprozess für gewöhnlich weit voneinander entfernt liegen. Infolgedessen wird Luft, welche in die Tinte eindringt, frei, um Luftbläschen zu erzeugen, wenn der größere negative Druck während des Verpackungsprozesses angewandt wird. Folglich kann es zu unerwünschtem Tintenleckverlust kommen und des weiteren können die Luftbläschen, die in dem porösen Element erzeugt werden, den Tintenstrom, der von der Tintentankpatrone zum Aufzeichnungskopf fließt, blockieren, was einen Tintenfehler während des Druckens bewirken kann.Japanese Patent No. Hei. 3-61592 (corresponding to Japanese Patent Application No. Sho. 59-143647) teaches the use of 20 Torr as an example of the negative pressure to be applied during packaging of the ink tank cartridge, which pressure is much higher than the pressure under which the ink is filled into the tank. However, this may cause a problem because the ink tank cartridge is exposed to atmospheric pressure because the location for the ink filling process and that for the packaging process are usually far apart. As a result, air entering the ink is released to generate air bubbles when the larger negative pressure is applied during the packaging process. As a result, undesirable ink leakage may occur, and furthermore, the air bubbles generated in the porous member may block the ink flow from the ink tank cartridge to the recording head, which may cause ink failure during printing.

JP-A-62 121062 beschreibt die Herstellung einer Tintentankpatrone für einen Tintenstrahldrucker.JP-A-62 121062 describes the manufacture of an ink tank cartridge for an inkjet printer.

Die, vorliegende Erfindung erfolgt angesichts der vorhergehenden Probleme oder Schwierigkeiten, welche die herkömmliche Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung begleiten, die eine patronenartige Tintentankstruktur einsetzt. Demgemäß ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines flüssigkeitsabdichtbaren Behälters in Kombination mit einer Tintentankpatrone, wobei die Tintentankpatrone unter einem geringen negativen Druck, welcher näher dem atmosphärischen Druck liegt als der Druck, unter welchem die Tinte in die Tintentankpatrone gefüllt ist, in den Behälter verpackt ist und so, dass ein Freiraum in dem Behälter aufrechterhalten wird.The present invention is made in view of the foregoing problems or difficulties accompanying the conventional ink jet recording apparatus employing a cartridge-type ink tank structure. Accordingly, an object of the present invention is to provide a liquid-sealable container in combination with an ink tank cartridge, wherein the ink tank cartridge is packaged in the container under a slight negative pressure which is closer to atmospheric pressure than the pressure under which the ink is filled in the ink tank cartridge, and such that a free space is maintained in the container.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben, wobei:Embodiments of the present invention will now be described with reference to the accompanying drawings, in which:

Fig. 1 eine schematische, perspektivische Ansicht ist, die ein Beispiel einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung darstellt, auf welche eine Tintentankpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird;Fig. 1 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus to which an ink tank cartridge according to the present invention is applied;

Fig. 2 ein Querschnitt entlang Linie A-A von Fig. 1 ist;Fig. 2 is a cross-section along line A-A of Fig. 1;

Fig. 3 ein vergrößerter Querschnitt einer Tintenzufuhrnadel und peripherer Teile ist, die in Fig. 2 dargestellt sind,;Fig. 3 is an enlarged cross-sectional view of an ink supply needle and peripheral parts shown in Fig. 2;

Fig. 4 ein Schaltbild einer Tinte-dem-Ende-nahe-Erkennungsschaltung ist;Fig. 4 is a circuit diagram of an ink-near-end detection circuit;

Fig. 5 ein Beispiel der Tasche, worin die Tintentankpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung verpackt ist, darstellt;Fig. 5 illustrates an example of the bag in which the ink tank cartridge according to the present invention is packaged;

Fig. 6 die Schwankung von einer Menge Stickstoff gegen die Zeit nach Öffnen der Verpackungstasche darstellt;Fig. 6 shows the variation of a quantity of nitrogen versus time after opening the packaging bag;

Fig. 7 eine Verpackungsanordnung der Tintentankpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung darstellt;Fig. 7 illustrates a packaging arrangement of the ink tank cartridge according to the present invention;

Fig. 8 eine Verpackungsanordnung der Tintentankpatrone mit einem Flansch in bezug auf einen Finger darstellt;Fig. 8 illustrates a packaging arrangement of the ink tank cartridge with a flange with respect to a finger;

Fig. 9-I und 9-II Querschnitte sind, die Tintentankpatronen darstellen;Figs. 9-I and 9-II are cross-sectional views showing ink tank cartridges;

Fig. 10A-1 bis 5 vergrößerte Querschnitte von Dichtungselementen und eines Dichtungselement-Anschlagslements sind, die in Fig. 9-I oder 9-II dargestellt sind;Fig. 10A-1 to 5 are enlarged cross-sectional views of sealing elements and a sealing element stop element shown in Fig. 9-I or 9-II;

Fig. 10B ein Querschnitt entlang Linie B-B von Fig. 10A-1 bis 5 ist;Fig. 10B is a cross-section along line B-B of Fig. 10A-1 to 5;

Fig. 11 ein Querschnitt ist, der einen Teil einer Tintentankpatrone darstellt;Fig. 11 is a cross-sectional view showing a portion of an ink tank cartridge;

Fig. 12 eine Tintenzufuhrnadel darstellt; undFig. 12 shows an ink supply needle; and

Fig. 13A und 13B Querschnitte der Tintenzufuhrnadel sind, die auf die Tintenzufuhrpatrone angewandt wird.Fig. 13A and 13B are cross-sectional views of the ink supply needle applied to the ink supply cartridge.

Fig. 1 ist eine schematische, perspektivische Ansicht, die ein Beispiel einer Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung darstellt, auf welche eine Tintentankpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung angewandt wird. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem Schlitten 1 versehen, der in bezug auf eine Längsachse einer Schreibwalze 3 gleitbar auf Führungswellen 2 angebracht ist. Auf dem Schlitten sind ein Tintenstrahl- Aufzeichnungskopf 4 zum Ausstoßen von Tintentröpfchen in Übereinstimmung mit einem Drucksignal und eine Tintentankpatrone 5 zum Versorgen des Aufzeichnungskopfs mit Tinte installiert. Eine Abdeckvorrichtung 6 ist außerhalb eines Druckbereichs eingerichtet, welche mit einer vorderen Fläche des Aufzeichnungskopfs 4 in Eingriff steht, um zu verhindern, dass die Düsenöffnungen austrocknen, wenn mit dem Drucken aufgehört wird. Die Düsenöffnungen werden durch die Abdeckvorrichtung 6 abgedichtet und durch einen negativen Druck, der durch eine Vakuumpumpe 7 erzeugt wird, gezwungen, Tinte auszustoßen, unmittelbar nachdem die Tintentankpatrone 5 durch eine neue ersetzt wird oder eine Tintenausstoßfähigkeit während kontinuierlichem Drucken verringert wird. Die ausgestoßene Tinte wird durch ein Rohr 8 in einen Tintenspeichertank 9 eingeführt und darin gespeichert.Fig. 1 is a schematic perspective view showing an example of an ink jet recording apparatus to which an ink tank cartridge according to the present invention is applied. As shown in Fig. 1, the ink jet recording apparatus is provided with a carriage 1 slidably mounted on guide shafts 2 with respect to a longitudinal axis of a platen roller 3. On the carriage, an ink jet recording head 4 for ejecting ink droplets in accordance with a printing signal and an ink tank cartridge 5 for supplying ink to the recording head are installed. A capping device 6 is provided outside a printing area, which engages a front surface of the recording head 4 to prevent the nozzle openings from drying up when printing is stopped. The nozzle openings are sealed by the capping device 6 and forced to eject ink by a negative pressure generated by a vacuum pump 7 immediately after the Ink tank cartridge 5 is replaced with a new one or an ink ejection capability is reduced during continuous printing. The ejected ink is introduced into an ink storage tank 9 through a pipe 8 and stored therein.

Die Vorrichtung umfasst des weiteren ein Übertragungskabel 10 zum Übertragen von Drucksignalen an den Aufzeichnungskopf 4.The device further comprises a transmission cable 10 for transmitting pressure signals to the recording head 4.

Fig. 2 ist ein Querschnitt der Tintentankpatrone, welche auf den Aufzeichnungskopf angewandt wird. Die Tintentankpatrone ist mit einem Gehäuse 11 versehen, das einen Tintentankpatronenkörper begründet, welcher eine Öffnung 12 am oberen Ende und ein Tintenzufuhrkanal 15 aufweist, der einheitlich damit an einer unteren Fläche 13 ausgebildet ist und mit welchem eine hohle Tintenzufuhrnadel 14 federnd in Eingriff steht. Das Gehäuse 11 ist auf eine Weise konisch zulaufend, dass die untere Fläche 13 einen kleineren Durchmesser aufweist als die obere Fläche. Das Gehäuse braucht jedoch nicht konisch zulaufend zu sein, sondern es kann eine zylindrische Form mit einer geraden Wand eingesetzt werden.Fig. 2 is a cross-sectional view of the ink tank cartridge applied to the recording head. The ink tank cartridge is provided with a casing 11 which constitutes an ink tank cartridge body having an opening 12 at the upper end and an ink supply channel 15 formed integrally therewith on a lower surface 13 and with which a hollow ink supply needle 14 is resiliently engaged. The casing 11 is tapered in a manner that the lower surface 13 has a smaller diameter than the upper surface. However, the casing need not be tapered, but a cylindrical shape with a straight wall may be adopted.

Der Tintenzufuhrkanal 15 ist röhrenähnlich geformt und steht von einer unteren Fläche des Gehäuses 11 sowohl nach innen als auch nach außen vor. Ein Netzfilter 17 mit einer Porengröße von 20 bis 100 um ist schmelzverbunden auf einer oberen Öffnung 16 des Tintenzufuhrkanals 15, der ins Innere des Gehäuses 11 vorsteht. Der Filter kann aus einem Hochpolymermaterial oder einem korrosionsbeständigen Metall, wie beispielsweise nicht rostendem Stahl, gebildet sein. Ein Stufenabschnitt 18 ist an einem inneren, zentralen Abschnitt des Tintenzufuhrkanals 15 ausgebildet. Ein Abdichtungselement 19 zum federnden Kontakteingreifen der Tintenzufuhrnadel 14 in das Innere des Zufuhrkanals 15 ist innerhalb des Tintenzufuhrkanals 15 an einer unteren Seite des Stufenabschnitts 18 zum Bereitstellen einer Flüssigdichtung eingerichtet.The ink supply channel 15 is shaped like a tube and projects both inward and outward from a lower surface of the casing 11. A mesh filter 17 having a pore size of 20 to 100 µm is fusion-bonded on an upper opening 16 of the ink supply channel 15 which projects into the interior of the casing 11. The filter may be formed of a high polymer material or a corrosion-resistant metal such as stainless steel. A step portion 18 is formed at an inner central portion of the ink supply channel 15. A sealing member 19 for resiliently contact-engaging the ink supply needle 14 into the interior of the supply channel 15 is formed inside the ink supply channel 15 at a lower side. of the step portion 18 for providing a liquid seal.

Das Abdichtungselement 19 ist aus einem Gummiring, einem sogenannten O-Ring, gebildet. Ein Dichtungsfilm 20 ist schmelzverbunden auf einer unteren Öffnung des Tintenzufuhrkanals 15. Der Film 20 kann vorzugsweise aus einem Dichtungsmaterial gebildet sein, wie beispielsweise einem Hochpolymerfilm oder einem Hochpolymerfilm mit einer Metallschicht auf den Film laminiert, so dass der Film 20 eine hohe Abdichtbarkeit zeigt, während er durch eine äußere Kraft, wie beispielsweise die Berührung durch einen Finger, nicht aufgerissen werden kann.The sealing member 19 is formed of a rubber ring called an O-ring. A sealing film 20 is fusion-bonded on a lower opening of the ink supply channel 15. The film 20 may preferably be formed of a sealing material such as a high polymer film or a high polymer film having a metal layer laminated on the film so that the film 20 exhibits high sealability while not being torn by an external force such as touch by a finger.

Ein poröses Element 21 weist eine Breite, welche etwas größer ist als die von der Öffnung 12 des Gehäuses 11, und eine Höhe, welche etwas höher ist als die des Gehäuses, auf, so dass das poröse Element 21 innerhalb des Gehäuses 11 zusammengedrückt wird. Des weiteren wird der untere Endabschnitt des porösen Elements 21, der dem Filter 17 des Tintenzufuhrkanals 15 zugewandt ist, durch den Tintenzufuhrkanal 15, der in das Gehäuse nach innen hineinragt, zusammengedrückt. Ein Deckel 22 bedeckt die Öffnung 12 des Gehäuses und umfasst eine Mehrzahl von Rippen 25, die zur Innenseite des Gehäuses 11 vorstehen, um das poröse Element 21 zusammenzudrücken und jeweilige Freiräume 24 innerhalb der Tintentankpatrone zwischen dem Deckel 22 und dem porösen Element 21 zu halten.A porous member 21 has a width slightly larger than that of the opening 12 of the casing 11 and a height slightly higher than that of the casing, so that the porous member 21 is compressed within the casing 11. Furthermore, the lower end portion of the porous member 21 facing the filter 17 of the ink supply channel 15 is compressed by the ink supply channel 15 projecting inwardly into the casing. A lid 22 covers the opening 12 of the casing and includes a plurality of ribs 25 projecting toward the inside of the casing 11 to compress the porous member 21 and maintain respective spaces 24 within the ink tank cartridge between the lid 22 and the porous member 21.

Eine Elektrode 26 ist im Tintenzufuhrkanal 15 vorgesehen, während eine andere Elektrode 27 im unteren Abschnitt des Gehäuses 11 vorgesehen ist, um einen Tinte-dem-Ende-nahe- Zustand zu erkennen, wenn die Tinte im Tank fast erschöpft ist und Tinte nur noch im Tintenzufuhrkanal 15 vorhanden ist. Wie in Fig. 4 dargestellt, wird durch einen Widerstand R eine Wechselspannung Vcc an die Elektroden 26, 27 angelegt und die Schwankung in der Spannung zwischen den Elektroden durch eine Differenzialschaltung 30 erkannt. Ein Vergleicher 31 vergleicht ein Ausgangssignal der Differentialschaltung 30, das ein Spannungsschwankungsverhältnis darstellt, mit einem vorgegebenen Wert, der durch eine Wertvorgabeschaltung 32 erzeugt wird. Wenn das Spannungsschwankungsverhältnis größer als der vorgegebene Wert ist - das heißt, die Tinte, mit der das poröse Element 21 durchtränkt ist, neigt sich dem Ende zu -, wird ein Tinte-dem- Ende-nahe-Signal ausgegeben und daher der Tinte-dem-Endenahe-Zustand erkannt.An electrode 26 is provided in the ink supply channel 15, while another electrode 27 is provided in the lower portion of the casing 11 to detect an ink-near-end condition when the ink in the tank is almost exhausted and ink is only present in the ink supply channel 15. As shown in Fig. 4, an alternating voltage Vcc is applied to the electrodes 26, 27 through a resistor R, and the fluctuation in the voltage between the electrodes by a differential circuit 30. A comparator 31 compares an output signal of the differential circuit 30, which represents a voltage fluctuation ratio, with a predetermined value generated by a value setting circuit 32. When the voltage fluctuation ratio is larger than the predetermined value - that is, the ink impregnated into the porous member 21 is nearing its end - an ink-near-end signal is outputted and therefore the ink-near-end state is detected.

Wie in Fig. 3 dargestellt, weist die hohle Zufuhrnadel 14, die mit der Tintentankpatrone zusammenwirkt, ein keilförmiges Ende auf und ist eine Mehrzahl von durchgehenden Löchern 36 in einer Kopfendfläche 34 der Tintenzufuhrnadel 14 ausgebildet, um die Tinte, die innerhalb des Tintenzufuhrkanals 15 enthalten ist, mit einem Tintenzufuhrpfad 35, der im Inneren der Nadel 14 ausgebildet ist, in Verbindung zu setzen.As shown in Fig. 3, the hollow supply needle 14, which cooperates with the ink tank cartridge, has a wedge-shaped end, and a plurality of through-holes 36 are formed in a tip end surface 34 of the ink supply needle 14 to communicate the ink contained within the ink supply channel 15 with an ink supply path 35 formed inside the needle 14.

Die Tinte wird durch Niederdruck von ungefähr 0,2 - 0,4 atmosphärischem Druck in die Poren des porösen Elements 21, das innerhalb des Gehäuses 11 der Tintentankpatrone untergebracht ist, gefüllt. Das Füllen von Tinte bei Niederdruck ist sehr nützlich als ein Mittel zur Beibehaltung einer guten Druckqualität, wie in der Ungeprüften Japanischen Patentanmeldung (OPI) Nr. Sho. 60-245560 gelehrt wird.The ink is filled into the pores of the porous member 21 housed within the casing 11 of the ink tank cartridge by low pressure of about 0.2 - 0.4 atmospheric pressure. The filling of ink at low pressure is very useful as a means of maintaining good print quality, as taught in Unexamined Japanese Patent Application (OPI) No. Sho. 60-245560.

Nach dem Füllen der Tinte in das poröse Element 21, wird die Tintentankpatrone zum Versand in einer Tasche verpackt, die aus hochabdichtbarem Material, wie zum Beispiel einem Laminatfilm mit Aluminiumschichten, gebildet ist.After filling the ink into the porous member 21, the ink tank cartridge is packed for shipment in a bag made of highly sealable material such as a laminate film with aluminum layers.

Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Tasche, worin die Tintentankpatrone gemäß der vorliegenden Erfindung verpackt wird. Die Tintentankpatrone wird mit einem Paar von Laminatfilmen 37 umwickelt, die aus Aluminium gebildet sind und welche eine sehr hohe Abdichtbarkeit bereitstellen, wobei die Luft in der Tasche dekomprimiert wird und dann an Flanschabschnitten 38 der Filme 37 Schmelzverbindung erfolgt.Fig. 5 shows an example of the bag in which the ink tank cartridge according to the present invention is packaged. The ink tank cartridge is wrapped with a pair of laminate films 37 formed of aluminum and having a provide very high sealability, whereby the air in the pocket is decompressed and then fused to flange portions 38 of the films 37.

Die gegenwärtigen Erfinder stellten fest, dass die Tintentankpatrone unter diesen Umständen vorzugsweise unter einem negativen Druck verpackt wird, welcher nur etwas größer (näher am atmosphärischen Druck) ist als der Druck, unter welchem die Tinte in den Tank gefüllt ist.The present inventors found that under these circumstances, the ink tank cartridge is preferably packaged under a negative pressure which is only slightly greater (closer to atmospheric pressure) than the pressure under which the ink is filled into the tank.

Bei Verwendung von Tinte, die Farbstoffe umfasst, welche freies Gas entwickeln würden (infolge der Auflösung), wird, wenn der Niederdruck innerhalb der bepackten Tasche aufrechterhalten wird, die Menge von Gas, das durchtränkt wird, in der Tinte reduziert. Demgemäß kann Verschlechterung der Druckqualität infolge dieses freien Gases wirksam verhindert werden. Des weiteren hilft das Vorhandensein des Niederdruckfreiraums innerhalb der Tasche sogar bei Verwendung einer Tinte, welche keiner Entlüftung unterworfen ist, die Tinte zu entlüften, während sie gelagert wird, und es wird überdies verhindert, dass Tinte aus der Tasche nach außen austritt.When using ink comprising dyes which would develop free gas (due to dissolution), if the low pressure is maintained within the packed bag, the amount of gas that is impregnated into the ink is reduced. Accordingly, deterioration of print quality due to this free gas can be effectively prevented. Furthermore, even when using an ink which is not subject to deaeration, the presence of the low pressure space within the bag helps to deaerate the ink while it is stored, and further prevents ink from leaking out of the bag.

Als Nächstes werden unter Bezugnahme auf eine Stickstoffmenge als ein Hauptbestandteil von Luft als ein Parameter der Wert des Niederdrucks während des Verpackungsprozesses und die Entlüftungsrate von Tinte unter der Niederdruckbedingung nach dem Lagerungszeitraum beschrieben.Next, referring to an amount of nitrogen as a main component of air as a parameter, the value of low pressure during the packaging process and the deaeration rate of ink under the low pressure condition after the storage period are described.

Nach Experimentieren kann die Entlüftungsrate der Tinte, die in der Tintentankpatrone enthalten ist, durch Variieren des Drucks während des Verpackungsprozesses gesteuert werden. Tabelle 1 zeigt den Verpackungsdruck (negativer Überdruck), wenn die Stickstoffdichte während des Verpackungsprozesses auf den Sättigungswert von 13-14 ppm eingestellt wird, und die Stickstoffdichte, welche die in der Tintentankpatrone enthaltene Tinte durchtränkt, wenn die Verpackungstasche geöffnet wird.After experimentation, the deaeration rate of the ink contained in the ink tank cartridge can be controlled by varying the pressure during the packaging process. Table 1 shows the packaging pressure (negative gauge pressure) when the nitrogen density is adjusted to the saturation value of 13-14 ppm during the packaging process and the nitrogen density which exceeds the the ink tank cartridge is soaked when the packaging bag is opened.

TABELLE 1TABLE 1

Niederdruckwert (atmosphärischex Druck) Stickstoffmenge (ppm)Low pressure value (atmospheric pressure) Nitrogen quantity (ppm)

0,5 7,5-9,00.5 7.5-9.0

0,35 7,0-8,50.35 7.0-8.5

0,2 6,0-7,50.2 6.0-7.5

Die Beschreibung beschreibt nun die Schwankung der Entlüftung von Tinte, die in der Tintentankpatrone nach Öffnen der Tasche enthalten ist, unter Bezugnahme auf eine Stickstoffmenge, die in der Tinte als ein Parameter enthalten ist. Fig. 6 zeigt eine Schwankung einer Stickstoffmenge nach Öffnen der Verpackungstasche. Da die Tintentankpatrone durch die Rippen, die vom Deckel vorstehen, einen Freiraum aufrechterhalten hat, ist eine konstante Luftmenge entsprechend dem Druck innerhalb der Tasche von unmittelbar nach dem Verpackungsprozess vorhanden. Demgemäß steigt innerhalb eines kurzen Zeitraums (Punkt a) die Stickstoffdichte innerhalb der Tinte schnell an, wie in Fig. 6 dargestellt, und danach bleibt die Dichte aufgrund der hohen Abdichtbarkeit der Tasche konstant. Der konstante Zeitraum dauert ungefähr zwei Jahre ab Herstellung an. Nach Öffnen der Tasche (Punkt b) steigt die in der Tinte enthaltene Stickstoffmenge und erreicht ungefähr eine Woche nach dem Öffnen einen Sättigungspunkt (Punkt c). Selbst im Sättigungszustand verschlechtert sich die Druckqualität nicht innerhalb von ungefähr ein bis vier Wochen (b bis d) nach dem Öffnen, innerhalb welcher eine Patrone normalerweise zum Drucken verwendet wird.The description now describes the variation of the venting of ink contained in the ink tank cartridge after opening the bag, referring to an amount of nitrogen contained in the ink as a parameter. Fig. 6 shows a variation of an amount of nitrogen after opening the packaging bag. Since the ink tank cartridge has maintained a clearance by the ribs protruding from the lid, a constant amount of air is present corresponding to the pressure inside the bag immediately after the packaging process. Accordingly, within a short period of time (point a), the nitrogen density inside the ink increases rapidly as shown in Fig. 6, and thereafter the density remains constant due to the high sealability of the bag. The constant period lasts for about two years from manufacture. After opening the bag (point b), the amount of nitrogen contained in the ink increases and reaches a saturation point (point c) about one week after opening. Even in the saturated state, print quality does not deteriorate within approximately one to four weeks (b to d) after opening, during which a cartridge is normally used for printing.

Vorzugsweise macht der Freiraum, der in der bepackten Tasche aufrechterhalten wird, im wesentlichen 15% des gesamten inneren Volumens der Tasche nach dem Bepacken aus.Preferably, the free space maintained in the packed bag is substantially 15% of the total internal volume of the bag after packing.

Die Wirkung von Entlüftung von Tinte wird nun beschrieben. Wenn die Tintentankpatrone von der Tintenzufuhrnadel abgenommen und darauf aufgesetzt wird, ist eine Luftmenge, die von der hohlen Nadel eintritt, normalerweise äußerst gering. Gemäß Experiment war bei einem Durchmesser der hohlen Nadel von ungefähr 0,8 mm die Luftmenge, die eintrat, unter 0,4 mm³ höchstens, was ungefähr einem Meniskus von Tinte entspricht. Sobald die Tinte in den Tintenzufuhrkanal eintritt, fließt sie zum Aufzeichnungskopf und wird durch einen Filter (nicht dargestellt), der in einer Filterkammer angebracht ist, aufgefangen. Die durch den Filter aufgefangene Luft durchdringt den Filter nicht leicht, da die Porengröße des Filters sehr fein ist. Gemäß Experiment drang bei Verwendung eines Filters mit einem Durchmesser von 4 mm und einer Dicke (Höhe der Filterkammer) von 0,3 bis 0,5 mm nach zehnmaligem oder öfterem Abnehmen und Aufsetzen der Tintentankpatrone von der bzw. auf die Nadel keine Luft durch den Filter, während die Aufzeichnungsvorrichtung in Betrieb ist.The effect of deaerating ink will now be described. When the ink tank cartridge is detached from the ink supply needle and set on it, an amount of air entering from the hollow needle is usually extremely small. According to experiment, when the diameter of the hollow needle was about 0.8 mm, the amount of air entering was less than 0.4 mm³ at most, which is about a meniscus of ink. Once the ink enters the ink supply channel, it flows to the recording head and is captured by a filter (not shown) mounted in a filter chamber. The air captured by the filter does not easily penetrate the filter because the pore size of the filter is very fine. According to the experiment, when using a filter with a diameter of 4 mm and a thickness (height of the filter chamber) of 0.3 to 0.5 mm, no air passed through the filter after removing and replacing the ink tank cartridge from and onto the needle ten times or more while the recording device was operating.

Demgemäß wird die entlüftete Tinte anscheinend während des Zeitraums von Punkt b bis c von Fig. 6 dem Aufzeichnungskopf zugeführt, und selbst wenn die Tintentankpatrone von der Tintenzufuhrnadel abgenommen und darauf aufgesetzt wird und Luft von der Nadel in den Tintenzufuhrkanal eintritt, wird die Tinte von der Luft durchtränkt, und demgemäß leidet die Aufzeichnungsvorrichtung unter keinerlei Problemen.Accordingly, the deaerated ink is apparently supplied to the recording head during the period from point b to c of Fig. 6, and even if the ink tank cartridge is detached from and set on the ink supply needle and air from the needle enters the ink supply channel, the ink is saturated with the air and accordingly the recording apparatus does not suffer from any problems.

Wenn andererseits die Tintentankpatrone aus der Vorrichtung genommen und für eine Weile liegengelassen wird, tritt Luft von der Tintenzufuhrnadel ein. Wie man weiß, zerstört Luft das Heberphänomen und bewirkt einen unerwünschten Tintenfehler. Um ein derartiges Problem zu verhindern, ist die Tintenstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Vakuumpumpe versehen, um Tinte aus Tintendüsen durch Anwenden eines negativen Drucks erzwungenerweise zu einem Aufzeichnungskopf auszustoßen. Bei diesem Vorgang haben wir festgestellt, dass das Wiedergutmachen von Tintenfehler von einer Entlüftungsrate von Tinte nach Experimentieren abhängt. Bei Verwendung der Tinte ein bis vier Wochen nach Öffnen der Tasche treten keine Probleme auf, wenn die Luft, die in der Filterkammer enthalten ist, durch die Tätigkeit der Vakuumpumpe ausgestoßen wird. Wenn andererseits jedoch nach diesem Zeitraum die Menge von Luft, die in der Tinte enthalten ist, komplett gesättigt ist oder infolge einer Schwankung in der Temperatur sogar übermäßig gesättigt sein kann, können durch eine Wirkung von negativem Druck während des Tintenfehlerverhinderungsvorgangs feine Luftbläschen erzeugt werden, welche das Problem des Blockierens des Tintenflusses bewirken.On the other hand, when the ink tank cartridge is taken out of the apparatus and left for a while, air enters from the ink supply needle. As is known, air destroys the siphon phenomenon and causes an undesirable ink failure. In order to prevent such a problem, the ink jet recording apparatus is provided with a vacuum pump to force ink from ink nozzles to a recording head by applying a negative pressure. In this process, we found that the recovery of ink failure depends on a deaeration rate of ink after experimentation. When using the ink for one to four weeks after opening the bag, no problems occur if the air contained in the filter chamber is expelled by the action of the vacuum pump. On the other hand, if after this period of time the amount of air contained in the ink is completely saturated or may even be overly saturated due to a fluctuation in temperature, fine air bubbles may be generated by an effect of negative pressure during the ink failure prevention process, causing the problem of blocking the ink flow.

Fig. 7 zeigt eine Verpackungsanordnung der Tintentankpatrone, in welcher eine Patrone durch ein absorbierendes Element, wie beispielsweise Schaumstoffkörner 40, umgeben und in einer Verpackungstasche 41 untergebracht ist, die dann einem Dekompressionsprozess unterzogen wird. Da die Schaumstoffkörner 40 innerhalb der Verpackungstasche einen Freiraum bilden, kann gemäß dieser Anordnung der Niederdruck während des Verpackungsprozesses lange Zeit andauern, selbst wenn in das poröse Element 21 soviel Tinte als möglich gefüllt ist, zum Beispiel ungefähr 95% des Volumens des porösen Elements, das in der Tintentankpatrone untergebracht ist. Daher können die Druckqualität und Wirksamkeit des Tintenfüllens verbessert werden.Fig. 7 shows a packaging arrangement of the ink tank cartridge in which a cartridge is surrounded by an absorbing member such as foam grains 40 and housed in a packaging bag 41, which is then subjected to a decompression process. According to this arrangement, since the foam grains 40 form a space inside the packaging bag, the low pressure during the packaging process can continue for a long time even if the porous member 21 is filled with as much ink as possible, for example, about 95% of the volume of the porous member housed in the ink tank cartridge. Therefore, the printing quality and ink filling efficiency can be improved.

Wenn die Tintentankpatrone, die verpackt ist, wie zuvor beschrieben, tatsächlich verwendet wird, wird die Verpackungstasche geöffnet und die Tankpatrone aus der Tasche genommen. Die Tintentankpatrone wird auf dem Schlitten der Aufzeichnungsvorrichtung auf eine derartige Weise angebracht, dass die Endöffnung des Tintenzufuhrkanals 15 direkt über der Tintenzufuhrnadel 14 angeordnet ist, und dann niedergedrückt auf die und parallel zur Richtung der Nadel 14. Die Tintenzufuhrnadel 14 durchdringt das Dichtungselement (Film) 20 und erreicht das Abdichtungselement (O-Ring) 19. In diesem Zustand wird der Kopf der Tintenzufuhrnadel 14 durch das Abdichtungselement (O-Ring) 19 in einer Flüssigdichtung in bezug auf den Tintenzufuhrkanal 15 gehalten, während sie mit der Tinte, die innerhalb des Tintenzufuhrkanals 15 enthalten ist, in Verbindung steht.When the ink tank cartridge packaged as described above is actually used, the packaging bag is opened and the tank cartridge is taken out of the bag. The ink tank cartridge is mounted on the carriage of the recording apparatus in such a manner that the end opening of the ink supply channel 15 is located directly above the ink supply needle 14, and then pressed down on and parallel to the direction of the Needle 14. The ink supply needle 14 penetrates the sealing member (film) 20 and reaches the sealing member (O-ring) 19. In this state, the head of the ink supply needle 14 is held by the sealing member (O-ring) 19 in a liquid seal with respect to the ink supply channel 15 while communicating with the ink contained within the ink supply channel 15.

Wenn die Tintenzufuhrnadel 14 das Dichtungselement 20 durchdringt, verformt sich das Dichtungselement 20, um geformt zu werden wie die Endkontur der Nadel 14; in großem Ausmaß aufgrund der Federung des Dichtungselements 20.When the ink supply needle 14 penetrates the seal member 20, the seal member 20 deforms to be shaped like the final contour of the needle 14; to a large extent due to the resilience of the seal member 20.

Da die durchgehenden Löcher 36 am Kopf der Tintenzufuhrnadel 14 mit einem Durchmesser von unter 0,1 bis 0,4 mm ausgebildet sind, halten die durchgehenden Löcher 36 einen Meniskus, wenn die Patrone ausgetauscht wird. Demgemäß wird verhindert, dass Luft von der Tintenzufuhrnadel 14 in den Aufzeichnungskopf eintritt. Da eine Mehrzahl von durchgehenden Löchern 36 vorhanden ist, ist des weiteren der Strömungswiderstand, der auf die dadurch fließende Tinte angewandt wird, sehr gering, weshalb eine ausreichende Menge von Tinte zum Drucken an den Aufzeichnungskopf 4 geliefert werden kann.Since the through holes 36 are formed at the head of the ink supply needle 14 with a diameter of less than 0.1 to 0.4 mm, the through holes 36 hold a meniscus when the cartridge is replaced. Accordingly, air from the ink supply needle 14 is prevented from entering the recording head. Furthermore, since a plurality of through holes 36 are provided, the flow resistance applied to the ink flowing therethrough is very small, and therefore a sufficient amount of ink for printing can be supplied to the recording head 4.

Da das poröse Element 21 durch den Tintenzufuhrkanal 15, der ins Innere des Tankgehäuses vorsteht, federnd verformt und zusammengedrückt wird, ist die Porengröße des porösen Elements in einem Bereich in der Nähe des Tintenzufuhrkanals kleiner als die des anderen Bereichs, so dass die Kapillarkraft in bezug auf den anderen Bereich groß ist. Aufgrund dieser Struktur ist die Tinte im zusammengedrückten Abschnitt des porösen Elements konzentriert, und des weiteren kann die Tinte-dem Aufzeichnungskopf ganz bis zum letzten Tröpfchen zugeführt werden.Since the porous member 21 is resiliently deformed and compressed by the ink supply passage 15 projecting into the interior of the tank case, the pore size of the porous member in a region near the ink supply passage is smaller than that of the other region, so that the capillary force with respect to the other region is large. Due to this structure, the ink is concentrated in the compressed portion of the porous member, and further, the ink can be supplied to the recording head all the way to the last droplet.

In dem zuvor erwähnten Ausführungsbeispiel ist das Dichtungselement 20, das am Tintenzufuhrkanal 15 eingerichtet ist, freiliegend. Es wird jedoch vorzugsweise ein Flansch 45 gebildet, der das Dichtungselement 20 umgibt, um unbeabsichtigte Berührung des Dichtungselements 20 durch einen Finger F, wie in Fig. 8 dargestellt, zu vermeiden. Diese Anordnung des Flansches 45 weist den Vorteil auf, dass nicht nur verhindert wird, dass das Dichtungselement aufgerissen wird, sondern der Flansch auch als ein Führungselement zum leichten Anordnen der Tintenzufuhrnadel 14 an der richtigen Stelle verwendet werden kann.In the aforementioned embodiment, the sealing member 20 installed on the ink supply channel 15 is exposed. However, a flange 45 is preferably formed surrounding the sealing member 20 to prevent accidental contact of the sealing member 20 by a finger F as shown in Fig. 8. This arrangement of the flange 45 has the advantage that not only is the sealing member prevented from being torn, but the flange can also be used as a guide member for easily arranging the ink supply needle 14 in the correct position.

Fig. 9-I und 9-II sind Querschnitte, die eine Tintentankpatrone darstellen. Die Tintentankpatrone ist versehen mit einem Gehäuse 50, das einen Tintentankpatronenkörper begründet mit einer Öffnung 51 am oberen Ende davon und einem röhrenähnlichen Tintenzufuhrkanal 53, der von einer unteren Fläche 52 des Gehäuses 50 vorsteht, wobei der Kanal mit der Tintenzufuhrnadel 14, die auf der Seite der Aufzeichnungsvorrichtung eingerichtet ist, in Eingriff steht. Das Gehäuse ist konisch zulaufend, so dass ein Durchmesser der unteren Fläche kleiner ist als der von der oberen Fläche. Der Tintenzufuhrkanal 53 ist mit einer Öffnung 54 versehen, auf welcher ein Filter 55, der aus Hochpolymer oder korrosionsbeständigem Metall gebildet ist, schmelzverbunden ist. Ein Stufenabschnitt 56 ist an einem inneren Zentrum des Tintenzufuhrkanals 53 ausgebildet. Ein Abdichtungselement (ein O-Ring) 5/ ist an einer unteren Seite des Stufenabschnitts 56 eingebaut, um eine Flüssigdichtung durch federndes Stoßen des Kanals 53 gegen die Tintenzufuhrnadel 14 aufrechtzuerhalten. Des weiteren ist auch ein Dichtungselement (Film)-Anschlagselement (ein O-Ring) 58 an einer unteren Seite des Abdichtungselements 57 eingebaut. Eine Öffnung 59 ist abgedichtet durch ein Dichtungselement 60 mit einem hohen Luftabschluss, das zum Beispiel aus einem Laminatfilm gebildet ist, durch welchen die Tintenzufuhrnadel problemlos eindringt. Die Öffnung 51 des Gehäuses 50 ist durch einen Deckel 62 mit einem Verbindungsloch 62 zur Verbindung mit der Atmosphäre abgedichtet. Eine innere Fläche des Deckels 62 ist mit einer Mehrzahl von Rippen 68 versehen, um Freiräume 63 zwischen einem porösen Element 64 und dem Deckel 62 zu definieren. Die Tintentankpatrone ist des weiteren mit Elektroden 65a, 65b zum Erkennen eines Tinte-dem-Ende-nahe-Zustands versehen.9-I and 9-II are cross-sectional views illustrating an ink tank cartridge. The ink tank cartridge is provided with a casing 50 constituting an ink tank cartridge body having an opening 51 at the upper end thereof and a tube-like ink supply channel 53 protruding from a lower surface 52 of the casing 50, the channel engaging with the ink supply needle 14 installed on the recording device side. The casing is tapered so that a diameter of the lower surface is smaller than that of the upper surface. The ink supply channel 53 is provided with an opening 54 on which a filter 55 made of high polymer or corrosion-resistant metal is fusion-bonded. A step portion 56 is formed at an inner center of the ink supply channel 53. A sealing member (an O-ring) 5/ is installed on a lower side of the step portion 56 to maintain a liquid seal by resiliently abutting the channel 53 against the ink supply needle 14. Further, a sealing member (film) stopper member (an O-ring) 58 is also installed on a lower side of the sealing member 57. An opening 59 is sealed by a sealing member 60 having a high air seal formed of, for example, a laminate film through which the ink supply needle easily penetrates. The opening 51 of the housing 50 is sealed by a lid 62 having a communication hole 62 for communicating with the atmosphere. An inner surface of the lid 62 is provided with a plurality of ribs 68 for defining clearances 63 between a porous member 64 and the lid 62. The ink tank cartridge is further provided with electrodes 65a, 65b for detecting an ink-near-end state.

In Fig. 9-II weist das poröse Element, das im Tankgehäuse 50 untergebracht ist, zwei getrennte Schichten auf, die aus einem oberen porösen Element 64a und einem unteren porösen Element 64b bestehen. Das obere poröse Element 64a weist eine größere Porengröße auf als das untere poröse Element 64b, so dass die Kapillarkraft an der unteren Seite in der Nähe des Tintenzufuhrkanals 53 größer ist. Die Elemente der Struktur der Patrone dieser Anordnung sind mit Ausnahme des porösen Elements dieselben wie die in Fig. 9-I dargestellten.In Fig. 9-II, the porous member housed in the tank case 50 has two separate layers consisting of an upper porous member 64a and a lower porous member 64b. The upper porous member 64a has a larger pore size than the lower porous member 64b, so that the capillary force is larger at the lower side near the ink supply channel 53. The elements of the structure of the cartridge of this arrangement are the same as those shown in Fig. 9-I except for the porous member.

Obwohl diese Anordnung die zweischichtige Struktur des porösen Elements aufweist, kann das poröse Element in mehr als zwei Schichten geteilt werden, wenn anwendbar, sowie auch die untere Schicht mit einer kleineren Porengröße als die obere Schicht.Although this arrangement has the two-layer structure of the porous element, the porous element may be divided into more than two layers if applicable, as well as the lower layer having a smaller pore size than the upper layer.

Bei der zuvor beschriebenen Tintentankpatrone wird entlüftete Tinte unter Niederdruck in das poröse Element, das in dem Tankgehäuse untergebracht ist, gefüllt und zur Lagerung in einer Verpackungstasche verpackt, während ein negativer Druck, der etwas höher (näher dem atmosphärischen Druck) ist als der während des Tintenfüllprozesses, aufrechterhalten wird. Wenn die Tintentankpatrone gegen eine neue ausgetauscht wird, wird die Verpackungstasche geöffnet, um eine neue Tintentankpatrone aus der Tasche zu nehmen, und die Tankpatrone wird auf dem Schlitten der Aufzeichnungsvorrichtung auf eine derartige Weise angebracht, dass die Endöffnung des Tintenzufuhrkanals 53 direkt über der Tintenzufuhrnadel 14 angeordnet ist, und dann niedergedrückt auf die und parallel zur Richtung der Nadel 14.In the ink tank cartridge described above, deaerated ink is filled under low pressure into the porous member housed in the tank case and packed in a packing bag for storage while maintaining a negative pressure slightly higher (closer to atmospheric pressure) than that during the ink filling process. When the ink tank cartridge is replaced with a new one, the packing bag is opened to take out a new ink tank cartridge from the bag, and the tank cartridge is mounted on the carriage of the recording apparatus in such a manner that the end opening of the ink supply channel 53 is directly above the ink supply needle 14, and then depressed on and parallel to the direction of the needle 14.

Bei diesem Vorgang durchdringt die Tintenzufuhrnadel 14 das Dichtungselement (Film) 60 und erreicht das Abdichtungselement (O-Ring) 57 durch das Dichtungselement- Anschlagselement 58. Dies befähigt die Tintenzufuhrnadel 14, durch das Abdichtungselement (O-Ring) 57 in bezug auf den Tintenzufuhrkanal 53 in einem flüssigkeitsdichten Zustand gehalten zu werden, während sie mit Tinte, die innerhalb des Tintenzufuhrkanals 53 enthalten ist, in Verbindung steht.In this operation, the ink supply needle 14 penetrates the sealing member (film) 60 and reaches the sealing member (O-ring) 57 through the sealing member stopper member 58. This enables the ink supply needle 14 to be held in a liquid-tight state by the sealing member (O-ring) 57 with respect to the ink supply channel 53 while communicating with ink contained within the ink supply channel 53.

Wenn die Tintenzufuhrnadel 14 das Dichtungselement 60 durchdringt, kann das Dichtungselement 60 teilweise mit der Tintenzufuhrnadel 14 mit in den Tintenzufuhrkanal 53 hineingehen. Gebrochene Stücke 60a des Dichtungselements 60 werden jedoch durch das Dichtungselement-Anschlagselement 58, wie in Fig. 10B dargestellt, davon abgehalten, mit der Nadel weiter vorzudringen, so dass die gebrochenen Stücke 60a das Abdichtungselement 5.7 nicht erreichen. Demgemäß kann aufgrund des Abdichtungselements 57 die Flüssigdichtung selbst dann aufrechterhalten werden, wenn Spalten 66 zwischen der Nadel 14 und dem Dichtungselement-Anschlagselement 58 ausgebildet sind, und wird daher verhindert, dass die Tinte austritt. Verschiedene Änderungen des Abdichtungselements 57 und des Dichtungselement-Anschlagselements 58 werden nun beschrieben. Die restlichen Elemente der Struktur bleiben jedoch dieselben.When the ink supply needle 14 penetrates the seal member 60, the seal member 60 may partially enter the ink supply channel 53 with the ink supply needle 14. However, broken pieces 60a of the seal member 60 are prevented from advancing further with the needle by the seal member stopper member 58 as shown in Fig. 10B, so that the broken pieces 60a do not reach the seal member 57. Accordingly, due to the seal member 57, the liquid seal can be maintained even if gaps 66 are formed between the needle 14 and the seal member stopper member 58, and therefore the ink is prevented from leaking out. Various modifications of the seal member 57 and the seal member stopper member 58 will now be described. However, the remaining elements of the structure remain the same.

In Fig. 10a-3 ist das Dichtungselement-Anschlagselement 58- 2 kein O-Ring, sondern ein elastisches Dichtungselement, während das Dichtungselement 57 ein O-Ring ist.In Fig. 10a-3, the sealing element stop element 58- 2 is not an O-ring but an elastic sealing element, while the sealing element 57 is an O-ring.

In Fig. 10a-3 ist weder das Dichtungselement 58 noch das Dichtungselement-Anschlagselement 58 ein O-Ring, sondern sind beide elastische Dichtungselemente.In Fig. 10a-3, neither the sealing element 58 nor the sealing element stop element 58 is an O-ring, but both are elastic sealing elements.

In Fig. 10a-4 sind das Dichtungselement 57 und das Dichtungselement-Anschlagselement 58 einheitlich ausgebildet und mit einer Nut zwischen den Elementen versehen.In Fig. 10a-4, the sealing element 57 and the sealing element stop element 58 are formed as a unit and provided with a groove between the elements.

In Fig. 10a-5 ist das Dichtungselement 57 kein O-Ring, sondern ein elastisches Dichtungselement, während das Dichtungselement-Anschlagselement 58 ein O-Ring ist.In Fig. 10a-5, the sealing element 57 is not an O-ring, but an elastic sealing element, while the sealing element stop element 58 is an O-ring.

Fig. 11 ist ein Querschnitt, der einen Teil der Tintentankpatrone zeigt. Wie in Fig. 11 dargestellt, ist ein röhrenförmiger Tintenzufuhrkanal 71 an der unteren Fläche 70 des Gehäuses zur Unterbringung eines porösen Elements zum Füllen von Tinte darin ausgebildet. Ein Filter 72 ist auf einer oberen Öffnung des Tiritenzufuhrkanals 71 befestigt, welcher federnd anstößt, um das poröse Element zur Tränkung mit Tinte zusammenzudrücken. Ein Abdichtungselement 73 und ein Dichtungselement-Anschlagselement 74 sind in einen zentralen, inneren Abschnitt des Tintenzufuhrkanals 71 pressgepasst und durch eine Hülse 75 gesichert. Eine untere Öffnung 76 ist durch ein Dichtungselement (Film) 77 abgedichtet.Fig. 11 is a cross-sectional view showing a part of the ink tank cartridge. As shown in Fig. 11, a tubular ink supply passage 71 is formed on the lower surface 70 of the casing for accommodating a porous member for filling ink therein. A filter 72 is mounted on an upper opening of the ink supply passage 71, which resiliently abuts to compress the porous member for impregnation with ink. A sealing member 73 and a sealing member stopper member 74 are press-fitted into a central inner portion of the ink supply passage 71 and secured by a sleeve 75. A lower opening 76 is sealed by a sealing member (film) 77.

Die Tintentankpatrone ist des weiteren mit einem porösen Element 78 versehen, das im Tintenzufuhrkanal 71 zwischen einer Elektrode 80, die innerhalb einer Tintenkammer 79 zum Erkennen eines Tinte-dem-Ende-nahe-Zustands eingerichtet ist, und dem Abdichtungselement 73 eingebaut. Ein oberer Abschnitt des porösen Elements 78 steht mit einem Stufenabschnitt 81 in Eingriff, der im Inneren des Tintenzufuhrkanals 71 ausgebildet ist, wie in Fig. 11 dargestellt, damit sich das poröse Element 78 selbst dann nicht bewegt, wenn · es von Tintenzufuhrnadel durchdrungen wird. Das Bezugszeichen 95 bezeichnet eine andere Elektrode zum Erkennen des Tinte-dem-Ende-nahe-Zustands.The ink tank cartridge is further provided with a porous member 78 installed in the ink supply channel 71 between an electrode 80 installed inside an ink chamber 79 for detecting an ink-near-end state and the sealing member 73. An upper portion of the porous member 78 is engaged with a step portion 81 formed inside the ink supply channel 71 as shown in Fig. 11 so that the porous member 78 does not move even when penetrated by the ink supply needle. Reference numeral 95 denotes another electrode for detecting the ink-near-end state.

Fig. 12 zeigt die Tintenzufuhrnadel 90, die vorzugsweise auf die Tintentankpatrone angewandt wird. Die Tintenzufuhrnadel 90 ist mit einem Kopf 91 versehen, der eine kegelige Form und eine geneigte Oberfläche aufweist, um das Dichtungselement 77, Anschlagselement 74 und Abdichtungselement 73 problemlos zu durchdringen. Ein Nadelkörper 92 weist im allgemeinen parallele Öffnungen 94 auf, die mit einem Tintenzufuhrpfad 93 in Verbindung stehen.Fig. 12 shows the ink supply needle 90 which is preferably applied to the ink tank cartridge. The ink supply needle 90 is provided with a head 91 having a tapered shape and an inclined surface to easily penetrate the sealing member 77, stopper member 74 and sealing member 73. A needle body 92 has generally parallel openings 94 communicating with an ink supply path 93.

Wenn das Dichtungselement 77 auf der Tintenzufuhrnadel 90 angeordnet und angebracht wird, durchdringt die Tintenzufuhrnadel 90 das Dichtungselement 77, sowie das Dichtungselement-Anschlagselement 74 und das Abdichtungselement 73. Da die Tintenzufuhrnadel 90 kein Loch auf dem Kopf 91 aufweist, wird die Schwankung im Volumen in der Tintenkammer 79, die durch eine Kolbenwirkung während des Anbringungsvorgangs der Tintentankpatrone verursacht wird, durch den Kopf 91 und das Abdichtungselement 73 aufgenommen. Dagegen wird die Schwankung nicht auf das durchgehende Loch 94 angewandt, wie in Fig. 13 A dargestellt, sondern auf die obere Seite durch das poröse Element 78 des Tintenzufuhrkanals 79. Infolgedessen wird, wenn die Öffnungen 94 durch das Abdichtungselement 73 durchgehen, ein Druck erzeugt, wenn die Patrone angebracht wird, und so strömt Tinte durch die Öffnungen 94 in den Tintenzufuhrpfad 93. Wie zuvor beschrieben, kann während des Anbringungsvorgangs der Tintentankpatrone die unerwünschte Schwankung im Volumen infolge der Kolbenwirkung, die auf den Aufzeichnungskopf angewandt wird, verhindert werden, da der Tintenzufuhrpfad 93 nicht mit dem Tintenzufuhrkanal 71 in Verbindung steht, so dass Leckverlust von Tinte aus der Düsenöffnung des Aufzeichnungskopfs wirksam vermieden wird. Da es des weiteren nicht notwendig ist, durchgehende Löcher zu bilden, weist die Tintenzufuhrnadel genügend mechanische Festigkeit auf, und demgemäß kann die Nadel aus einem anderen Material als Metall gebildet sein, wie zum Beispiel einem Hochpolymermaterial. Eine Tintenzufuhrnadel, die aus. Hochpolymermaterial gebildet ist, hat den Vorteil, dass der Herstellungsprozess vereinfacht werden kann und weitere.When the sealing member 77 is placed and attached to the ink supply needle 90, the ink supply needle 90 penetrates the sealing member 77, as well as the sealing member stopper 74 and the sealing member 73. Since the ink supply needle 90 has no hole on the head 91, the fluctuation in volume in the ink chamber 79 caused by a piston action during the attachment process of the ink tank cartridge is absorbed by the head 91 and the sealing member 73. On the other hand, the fluctuation is not applied to the through hole 94 as shown in Fig. 13A, but to the upper side through the porous member 78 of the ink supply path 79. As a result, when the openings 94 pass through the sealing member 73, pressure is generated when the cartridge is mounted, and thus ink flows into the ink supply path 93 through the openings 94. As described above, during the mounting process of the ink tank cartridge, the undesirable fluctuation in volume due to the piston action applied to the recording head can be prevented because the ink supply path 93 is not communicated with the ink supply path 71, so that leakage of ink from the nozzle opening of the recording head is effectively prevented. Furthermore, since it is not necessary to form through holes, the ink supply needle has sufficient mechanical strength, and accordingly the needle can be formed of a material other than metal, such as a high polymer material. An ink supply needle formed of a high polymer material has advantages that the manufacturing process can be simplified and others.

Gefahren, die aufgrund des Metalls entstehen, vermieden werden können.Dangers caused by the metal can be avoided.

Außerdem kann ein Innendurchmesser der durchgehenden Löcher 94 frei gewählt und dennoch der Meniskus aufrechterhalten werden, auch wenn der Außendurchmesser der Tintenzufuhrnadel konstruiert ist, um groß zu sein, um dadurch einen geeigneten Strömungswiderstand zu steuern. Daher kann die Tintenzufuhrnadel eine mechanische Festigkeit aufrechterhalten, die ausreicht, um in die Tintentankpatrone einzudringen, wenn die Nadel aus einem Hochpolymermaterial gebildet ist.In addition, an inner diameter of the through holes 94 can be freely selected and still the meniscus can be maintained even if the outer diameter of the ink supply needle is designed to be large to thereby control an appropriate flow resistance. Therefore, the ink supply needle can maintain a mechanical strength sufficient to penetrate into the ink tank cartridge when the needle is formed of a high polymer material.

Vorzugsweise ist die in Fig. 13B dargestellte Tintenzufuhrnadel derart konstruiert, dass zum Beispiel ein Außendurchmesser R der Nadel innerhalb eines Bereichs von 2-4 mm liegt und eine Länge L des Tintenzufuhrkanals der Tintentankpatronenseite, wenn die Tintentankpatrone auf der Nadel und dem Abdichtungselement angebracht wird, auf unter 2,5 mm eingestellt wird. Diese Anordnung ist zu vorzuziehen, da die Schwankung im Volumen, wenn die Tintentankpatrone auf der Tintenzufuhrnadel angebracht wird, gering ist und die unerwünschte Kolbenwirkung auf ein Minimum herabgesetzt werden kann.Preferably, the ink supply needle shown in Fig. 13B is designed such that, for example, an outer diameter R of the needle is within a range of 2-4 mm and a length L of the ink supply channel of the ink tank cartridge side when the ink tank cartridge is mounted on the needle and the sealing member is set to be less than 2.5 mm. This arrangement is preferable because the fluctuation in volume when the ink tank cartridge is mounted on the ink supply needle is small and the undesirable piston action can be minimized.

Wenn andererseits die Tintentankpatrone ersetzt werden muss, wenn der Tank noch voll ist, wie beispielsweise zu Wartungszwecken, wird die Tinte, die um den Kopf der Tintenzufuhrnadel herum vorhanden ist, in das poröse Element 78, das in der Nähe der Nadel angeordnet ist, aufgrund der Kapillarwirkung des porösen Elements, das zur Tränkung mit der Tinte in die Tankpatrone gefüllt ist, aufgesaugt. Da das poröse Element 78 eine Kapillarkraft aufweist, welche im wesentlichen dieselbe ist wie die von dem porösen Element, das in die Tankpatrone gefüllt ist, bleibt bei diesem Vorgang die Tinte in der Tintenkammer 79. Demgemäß wird verhindert, dass Luft ins Innere des Tankpatronenkörpers eintritt. Des weiteren geben die Elektroden, wenn die Tintentankpatrone entfernt wird, kein Signal aus, das den Tinte-dem-Ende-nahe-Zustand darstellt. Folglich ist sie schon allein durch neuerliches Anbringen der einmal entfernten Tintentankpatrone auf der Tintentanknadel bereit, um wieder mit dem Drucken zu beginnen.On the other hand, when the ink tank cartridge needs to be replaced when the tank is still full, such as for maintenance purposes, the ink present around the head of the ink supply needle is sucked into the porous member 78 disposed near the needle due to the capillary action of the porous member filled in the tank cartridge for impregnating the ink. In this operation, since the porous member 78 has a capillary force which is substantially the same as that of the porous member filled in the tank cartridge, the ink remains in the ink chamber 79. Accordingly, air is prevented from entering the inside of the tank cartridge body. occurs. Furthermore, when the ink tank cartridge is removed, the electrodes do not emit a signal representing the ink-near-end condition. Consequently, simply by re-attaching the ink tank cartridge to the ink tank needle once it has been removed, it is ready to start printing again.

Die vorhergehenden Ausführungen beschreiben die Nadel mit parallelen, durchgehenden Löchern. Die Nadel mit durchgehenden Löchern in der Endfläche, wie in Fig. 3 dargestellt, kann jedoch eingesetzt werden, wenn die Kolbenwirkung während des Anbringens der Patrone gering ist.The foregoing describes the needle with parallel through holes. However, the needle with through holes in the end face as shown in Fig. 3 can be used when the piston action is low during cartridge mounting.

Des weiteren gebraucht die Tintentankpatrone Anschlagelemente, um zu verhindern, dass das Abdichtungselement und das Dichtungselement-Anschlagselement herunterfallen. Diese Anschlagelemente können jedoch weggelassen werden, wenn die mechanische Festigkeit des Dichtungselements verhältnismäßig groß ist.Furthermore, the ink tank cartridge uses stoppers to prevent the sealing member and the sealing member stopper from falling off. However, these stoppers may be omitted if the mechanical strength of the sealing member is relatively high.

Wie zuvor beschrieben, ist das Tintentankpatronengehäuse abnehmbar in bezug auf die Tintenzufuhrnadel und mit dem Tintenzufuhrkanal versehen, der von der unteren Fläche des Gehäuses sowohl nach innen als auch nach außen vorsteht. Das poröse Element zur Tränkung mit Tinte ist federnd untergebracht in dem Gehäuse durch den Filter, der am Ende des Tintenzufuhrkanals gesichert ist. Das Abdichtungselement ist eingerichtet an der Endöffnung des Tintenzufuhrkanals zum federnden Anstoßen der Tintenzufuhrnadel gegen die Peripherie und das Dichtungselement zum Abdichten der Endöffnung des Tintenzufuhrkanals, durch welche die Tintenzufuhrnadel eindringt. Demgemäß hat die Tintentankpatrone den Vorteil, dass die Tintenzufuhrnadel keinen scharfen Kopf erfordert, verhindert wird, dass Luft in den Tintenzufuhrpfad der Aufzeichnungsvorrichtung eintritt, und ein dichter Luftabschluss zwischen der Tintenzufuhrnadel und dem Tintentank aufrechterhalten werden kann.As described above, the ink tank cartridge casing is detachable with respect to the ink supply needle and provided with the ink supply passage protruding both inward and outward from the lower surface of the casing. The porous member for impregnating ink is resiliently housed in the casing through the filter secured to the end of the ink supply passage. The sealing member is arranged at the end opening of the ink supply passage for resiliently abutting the ink supply needle against the periphery and the sealing member for sealing the end opening of the ink supply passage through which the ink supply needle penetrates. Accordingly, the ink tank cartridge has the advantage that the ink supply needle does not require a sharp head, air is prevented from entering the ink supply path of the recording device, and an airtight seal can be maintained between the ink supply needle and the ink tank.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wurden beschrieben, und der Durchschnittsfachmann kann erkennen, dass Änderungen vorgenommen werden können, ohne sich vom Rahmen der vorliegenden Erfindung, wie sie in den anhängigen Patentansprüchen definiert ist, zu entfernen.Embodiments of the present invention have been described, and those of ordinary skill in the art will recognize that changes may be made without departing from the scope of the present invention as defined in the appended claims.

Claims (6)

1. Flüssigkeitsabdichtbarer Behälter (41) in Kombination mit einer Tintentankpatrone (5, 11, 50), wobei die Tintentankpatrone unter einem geringen negativen Druck, der näher am Atmosphärendruck liegt als der Druck unter welchem die Tinte in die Tintentankpatrone gefüllt ist, in den Behälter verpackt ist und so, dass ein Freiraum in dem Behälter aufrechterhalten wird.1. A liquid sealable container (41) in combination with an ink tank cartridge (5, 11, 50), wherein the ink tank cartridge is packaged in the container under a slight negative pressure which is closer to atmospheric pressure than the pressure under which the ink is filled in the ink tank cartridge and such that a free space is maintained in the container. 2. Behälter gemäß Anspruch 1, wobei der Freiraum wenigstens 15% des gesamten inneren Volumens des Behälters nach dem Bepacken mit der Tintentankpatrone ausmacht.2. A container according to claim 1, wherein the free space accounts for at least 15% of the total internal volume of the container after packing with the ink tank cartridge. 3. Behälter gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei der Freiraum aufrechterhalten wird, um mit einem Luftloch (61) in der Tintentankpatrone in Verbindung zu stehen.3. A container according to claim 1 or 2, wherein the clearance is maintained to communicate with an air hole (61) in the ink tank cartridge. 4. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Freiraum durch absorbierende Elemente (40), die mit der Patrone verpackt sind, aufrechterhalten wird.4. Container according to one of claims 1 to 3, wherein the free space is maintained by absorbent elements (40) packaged with the cartridge. 5. Behälter gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Behälter einen Laminatfilm (37) umfasst.5. Container according to one of claims 1 to 4, wherein the container comprises a laminate film (37). 6. Behälter gemäß Anspruch 5, wobei der Laminatfilm Aluminium umfasst.6. A container according to claim 5, wherein the laminate film comprises aluminum.