DE69308159T2

DE69308159T2 - Tintennachfüllpatrone für tintenstrahldrucker und herstellungsverfahren der patrone

Info

Publication number: DE69308159T2
Application number: DE69308159T
Authority: DE
Inventors: Fred Keen; Susan Ontawar
Original assignee: Repeat O Type Stencil Manufacturing Co Inc
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1992-11-12
Filing date: 1993-11-12
Publication date: 1997-06-19
Anticipated expiration: 2013-11-13
Also published as: EP0669872A1; AU691793B2; DE69308159D1; US5329294A; EP0669872B1; BR9307425A; ES2097632T3; WO1994011194A1; AU5667294A; KR950704118A; CA2149141A1; CA2149141C

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die vorliegende Anmeldung ist eine Teilfortsetzung der gleichzeitig anhängigen Anmeldung mit der Seriennummer 07/950782, die am 24. September 1992 eingereicht und nunmehr aufgegeben wurde.
Die vorliegende Erfindung betrifft Tintenstrahlkartuschen, und insbesondere vom Benutzer nachfüllbare Tintenstrahlkartuschen.
Die Verwendung bequemer Tintenstrahlkartuschen für Tinte in einer einzigen Farbe (beispielsweise Schwarz) zur Verwendung beim Ausdruck von einem Computer erzeugter Dokumente und bei anderen Druckgeräten ist heutzutage Standardpraxis. Beispielsweise hat die Hewlett-Packard Company (300 Hanover, P.O.Box Nr. 10301, Pab Alto, Ca. 94303-0890, USA) die Tintenstrahlkartusche Nr. 51608A zur Verwendung in dem Hewlett-Packard Desk Jet, Deskwriter und ähnlichen Druckern vermarktet. Diese Kartusche wurde von Hewlett-Packard als nicht-nachfüllbare Wegwerf-Tintenstrahlkartusche geliefert. Allerdings ist seit einigen Jahren bekannt, daß diese Kartuschen dadurch von einem Benutzer nachgefüllt werden können, daß eine mit Tinte gefüllte Nadel einer medizinischen Spritze in eine Entlüftungsöffnung an der Oberseite der Kartusche eingeführt wird, und genügend Frischluft in die Kartusche eingespritzt wird, um den Schaumschwamm im Inneren der Kartusche zu sättigen.
Vor kurzem brachte Hewlett-Packard eine nicht-nachfüllbare Wegwerf-Tintenstrahlkartusche Nr. 51626A mit höherer Kapazität zur Verwendung in denselben, voranstehend genannten Druckgeräten auf den Markt. Die erhöhte Tintenkapazität der neuen Kartusche wurde dadurch erzielt, daß die Entlüftungsöffnung mit einem luftdichten Kunststoffstopfen im Preßsitz abgedichtet wurde, der in einer der vier Ecken der oberen Oberfläche der Kartusche angeordnet ist. Gleichzeitig wurde eine Gruppe aufblasbarer Luftbeutel, die keinen direkten Zugang zum Tintenvorrat gestatten, im Inneren der Tintenstrahlkartusche angeordnet. Ein Loch im Zentrum der Oberseite der Kartusche sorgt für eine direkte Verbindung mit den aufblasbaren Luftbeuteln innerhalb der Kartusche. Die neue Kartusche Nr. 51626A verwendet daher den Grundsatz eines verringerten Luftdrucks in der geschlossenen Kammer oberhalb des Niveaus der flüssigen Tinte, um zu verhindern, daß die Tinte aus den kleinen Öffnungen am Boden der Kartusche heraustropft.
Zwar stellen diese neueren Kartuschen den Vorteil eines größeren Tintenvorrats zur Verfügung, jedoch wäre es immer noch sehr vorteilhaft für den Benutzer, wenn er den Tintenvorrat der Kartusche mehrfach nachfüllen könnte, wodurch die Nutzungszeit der Kartusche wesentlich verlängert wird, und die Kosten jeder Kopie gesenkt werden, die von der Kartusche erzeugt wird. Die vorliegende Erfindung sorgt für eine Lösung dieses Problems durch Beschreibung eines Verfahrens zum Umwandeln einer nicht-nachfüllbaren Tintenstrahlkartusche in eine vom Benutzer nachfüllbare Tintenstrahlkartusche, wodurch die nachfüllbare Kartusche den Benutzern dieser Ausrüstung zur Verfügung gestellt wird.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Hauptziel der Erfindung besteht daher in der Bereitstellung eines nachfüllbaren Tintenstrahlabgabesystems.
Ein weiteres Ziel besteht in der Bereitstellung eines nachfüllbaren Tintenstrahlabgabesystems, welches eine Tinte in einer einzigen Farbe verwendet.
Ein weiteres Ziel besteht in der Bereitstellung eines kostengünstigen Tintenstrahlabgabesystems.
Ein weiteres Ziel besteht darin, den Druck einer maximalen Anzahl an Kopien bei einem Tintenstrahlabgabesystem zu ermöglichen.
Die voranstehend erwähnten sowie weitere Ziele werden bei der vorliegenden Erfindung erreicht. Es hat sich herausgestellt, daß die Hewlett-Packard-Kartusche Nr. 51626A auf bequeme Weise in eine vom Benutzer nachfüllbare Tintenstrahlkartusche umgewandelt werden kann. Zunächst wurde festgestellt, daß der luftdichte Stopfen an der Oberseite dieser Kartusche dadurch entfernt werden konnte, daß er in die Kartusche eingedrückt wurde. Dies läßt sich auf verschiedene Arten und Weisen erzielen, beispielsweise durch Drücken eines Nagels mit geringem Durchmesser in den Stopfen. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung verwendet jedoch eine zylinderförmige Stange, die einen etwas geringeren Durchmesser aufweist als der luftdichte Stopfen, um den Stopfen in das Innere der Kartusche zu drücken. Wenn dieser Stopfen entfernt ist, kann nunmehr frische Tinte durch dieses Loch eingegeben werden, welches durch das Entfernen des Stopfens zur Verfügung gestellt wurde, um den Tintenvorrat der Kartusche nachzufüllen. Es werden im Handel verfügbare Nachfülltintenflaschen, zusammen mit ihren im Handel erhältlichen Nachfüllrohren, zum Nachfüllen der Kartusche eingesetzt.
Nach dem Nachfüllen von Tinte bei der Kartusche Nr. 51626A wird das Loch an ihrer Oberseite, welches durch das Entfernen des luftdichten Stopfens hervorgerufen wurde, wieder abgedichtet. Es lassen sich zahlreiche Vorgehensweisen zur erneuten Abdichtung dieses Loches einsetzen, beispielsweise das Einsetzen eines neuen Stopfens und dergleichen. Ein bevorzugtes Verfahren besteht darin, ein druckempfindliches Klebeband über dieser Öffnung anzubringen. Selbst dies verhindert allerdings nicht einen Leckfluß aus den Drucköffnungen und dem kleinen Entlüftungsloch am Boden der Kartusche für einen beträchtlichen Zeitraum. Dieser Leckfluß kann folgendermaßen verhindert werden: Einführen eines Weichgummistopfens in das Loch an der Oberseite einer soeben nachgefüllten Kartusche Nr. 51626A, und Absaugen eines Teils der Luft aus der Kartusche über eine dünne Nadel einer medizinischen Spritze, die durch diesen Gummistopfen bis zu einer Tiefe oberhalb des Flüssigkeitspegels eingeführt wird, wodurch ein Unterdruck erzeugt wird.
Schließlich wurde das nachstehende, bevorzugte Verfahren entwickelt, um eine Hewlett-Packard-Kartusche Nr. 51626A nachfüllbar auszubilden, und diese Kartusche nachzufüllen:
A. Die Kartusche wird in einer Aufspannvorrichtung angeordnet, und es wird ein druckempfindliches Band über der Entlüftungsöffnung an der Unterseite der Kartusche angebracht. (Hinweis: Die Aufspannvorrichtung kann aus verschiedenen einfachen Haltevorrichtungen bestehen, beispielsweise einem kleinen Stativ, einem hohlen, durchsichtigen Kunststoffhalter, und dergleichen).
B. Eine zylinderförmige Stange wird dazu verwendet, den luftdichten Stopfen an der Oberseite der Kartusche in diese hinein zu drücken.
C. Ein im Handel erhältliche Tintenflasche und ein Nachfüllrohr werden zum Nachfüllen des Tintenvorrats durch die Öffnung verwendet, die durch Entfernen des luftdichten Stopfens entstanden ist.
D. Eine Faltenbalg-Pumpflasche wird dazu eingesetzt, den verringerten Luftdruck in der geschlossenen Kammer oberhalb des Niveaus der flüssigen Tinte zu erzeugen. Die Pumpflasche (erhältlich von der Repeat-O-Type Corporation, 665 State H'way, Nr. 23, Wayne, N.J. 07470) besteht aus einer leeren Kunststoffquetschflasche. Das offene Ende der Pumpflasche wird über der Öffnung an der Oberseite der Tintenstrahlkartusche angebracht, welche für die Verbindung zu den aufblasbaren Beuteln innerhalb der Kartusche sorgt. Die Oberseite der Pumpflasche wird fest gegen diese Öffnung gedrückt, worauf das Zusammenquetschen der Pumpflasche zwischen den Fingern dazu führt, daß die aufblasbaren Beutel mit Luft aufgeblasen werden. Der voranstehend geschilderte Vorgang zum Aufblasen der Beutel innerhalb der Kartusche kann durchgeführt werden, während die durch das Entfernen des luftdichten Stopfens entstandene Öffnung an der Oberseite der Kartusche offenbleibt, worauf dann diese Öffnung nach Aufblasen der Beutel dadurch dicht abgeschlossen wird, daß ein druckempfindliches Klebeband über dieser Öffnung angebracht wird. Alternativ hierzu besteht ein wirksameres und effektiveres Verfahren darin, diese Öffnung mit dem druckempfindlichen Klebeband dicht zu verschließen, nachdem die Kartusche mit Tinte nachgefüllt wurde, und bevor die Beutel innerhalb der Kartusche aufgeblasen werden.
E. Der Fingerdruck wird nun von der Pumpflasche entfernt, was dazu führt, daß sich über dem Tintenniveau innerhalb der Kartusche ein verringerter Luftdruck einstellt und verhindert, daß die Tinte aus der Belüftungsöffnung am Boden der Kartusche heraustropft.
F. Die wenigen Tintentropfen, die während dieses Nachfüllvorgangs heraustropfen könnenn, können dadurch aufgenommen werden, daß ein Saugkissen, beispielsweise ein Baumwollkissen, an der Basis der Aufspannvorrichtung unterhalb der Kartusche angeordnet wird.
G. Das druckempfindliche Klebeband, welches die Belüftungsöffnung am Boden der Kartusche abdeckt, wird nun entfernt, und nun kann die Kartusche erneut in dem Drucker angebracht werden.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht einer nichtnachfüllbaren Tintenstrahlkartusche, die durch das erfindungsgemäße Verfahren in eine nachfüllbare Kartusche umgewandelt werden soll.
Fig. 2 ist eine Perspektivansicht einer abgeänderten nachfüllbaren Tintenstrahlkartusche, und erläutert das Entfernen des luftdichten Stopfens, wobei eine Seitenwand der Kartusche entfernt ist, um das Innere des Tintenvorratsbehälters und die aufblasbaren Beutel zu zeigen.
Fig. 3 erläutert eine bevorzugte Vorgehensweise zum Nachfüllen der Tintenstrahlkartusche gemäß der Erfindung.
Fig. 4 erläutert eine bevorzugte Vorgehensweise zum Aufblasen der aufblasbaren Beutel, und zum Abdichten der Tintennachfüllöffnung mit Dichtungsband.
Fig. 5 zeigt die Kartusche mit dem am Tintennachfülloch angebrachten Abdichtband, und um Boden der Kartusche.
Fig. 6 zeigt das Entfernen des Abdichtungsbandes vom Boden der mit Tinte nachgefüllten Kartusche.
Fig. 7 zeigt die Unterseite der Tintenstrahlkartusche.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Figur 1 zeigt eine Kartusche 10, die mit einer Aufspannvorrichtung 28 durch eine Federklemme 30 verbunden ist, welche mit der Aufspannvorrichtung 28 verbunden ist. Die Kartusche 10 ist eine Hewlett-Packard-Tintenstrahlkartusche Nr. 51626A. Die Kartusche 10 wird vom Hersteller mit einem luftdichten Stopfen 14 geliefert, der eine Öffnung 20 (Figur 2) abdichtet, wodurch die Kartusche nicht-nachfüllbar ausgebildet wird. Die Kartusche 10 weist einen oberen Abschnitt 12 auf, welcher den Haupttintenvorrat im Vorratsbehälter 18 enthält, und einen unteren Abschnitt 16 mit Tintenabgabeöffnungen und einer gedruckten Schaltungsplatine 22, sowie eine Entlüftungsöffnung 42 (Figur 7), die einen Teil eines Gegenstands bildet, von welchem die Anmelderin annimmt, daß es sich um ein Druckausgleichsventil handelt. Ein Saugkissen 40, beispielsweise ein Baumwollsaugkissen, wird unterhalb der Kartusche 10 an der Basis der Aufspannvorrichtung 28 angeordnet, um die wenigen Tintentropfen aufzunehmen, die während des Tintennachfüllvorgangs aus der Kartusche austreten können.
Eine Hand 34 (Figur 1) ist so dargestellt, daß sie eine zylindrische Stange 32 erfaßt, während sie über dem Stopfen 14 angeordnet ist. Die zylindrische Stange 32 weist einen etwas kleineren Durchmesser als der Stopfen 14 auf, und wird zum Drücken des Stopfens 14 in dem oberen Abschnitt 12 der Kartusche verwendet, wodurch eine Tintennachfüllöffnung 20 (Figur 2) an der Oberseiten des oberen Abschnitts 12 erzeugt wird. Die Stange 32 wird vorzugsweise aus Metall hergestellt, kann jedoch auch aus einem harten Kunststoff und dergleichen hergestellt werden. Es können auch andere Gegenstände zum Entfernen des Stopfens 14 verwendet werden, einschließlich eines Nagels mit einem entsprechend kleineren Durchmesser, usw. Ein druckempfindliches Klebeband 24 ist so dargestellt, daß es sich bereits an seinem Ort befindet, an welchem es über der Entlüftungsöffnung 42 am Boden des unteren Abschnitts 16 angebracht ist.
Figur 2 zeigt die Kartusche 10, die nunmehr in eine nachfüllbare Tintenstrahlkartusche umgewandelt ist, wobei die Belüftungsöffnung 42 am Boden des unteren Abschnitts 16 durch das druckempfindliche Klebeband 24 abgedichtet verschlossen ist, und der luftdichte Stopfen 14 entfernt ist, wodurch die Öffnung 20 zum Einsatz als Tintennachfüllöffnung verfügbar wird. Ein Abschnitt des oberen Abschnitts 12 der Kartusche 10 ist weggeschnitten dargestellt, um die Anordnung aufblasbarer Beutel 46 innerhalb des Tintenvorratsbehälters 18 zu zeigen, wobei die dargestellte Öffnung 44 der aufblasbaren Beutel im Zentrum an der Oberseite der Kartusche 10 angeordnet ist.
In Figur 3 ist das bevorzugte Verfahren zum Nachfüllen von Tinte dargestellt. Eine Flasche 38 (vorzugsweise eine Quetschflasche), die eine geeignete Tinte enthält, wird wie dargestellt von Hand 34 zusammengedrückt, um Tinte zum Fließen durch das Füllrohr 36 zu veranlassen, und dann durch die Öffnung 20 in den Vorratsbehälter 18 des oberen Abschnitts 12 der Kartusche. Geeignete Tinten, Tintenflaschen und deren Füllrohre sind im Handel erhältlich und auf diesem Gebiet wohlbekannt.
Wie aus Figur 4 hervorgeht, wird nach dem Nachfüllen des Tintenvorrats in dem Vorratsbehälter 18 ein druckempfindliches Klebeband 26 über der Öffnung 20 angebracht, um diese Öffnung erneut abzudichten. Andere Verfahren zum Abdichten dieser Öffnung umfassen das Anbringen eines Ersatzstopfens in dem Loch 20 usw. Der Hals der Faltenbalg-Pumpflasche 48 wird nunmehr in die Öffnung 44 (Figur 2) eingeführt, und die Flasche wird durch die Finger der Hand 34 zusammengedrückt, so daß die aufblasbaren Beutel 46 aufgeblasen werden. Eine Pumpflasche ist von der "Repeat- O-Type Corporation, 665 State H'way Nr. 23, Wayne, New Jersey, 07470" erhältlich, und selbstverständlich können die Beutel durch verschiedene andere Arten von Faltenbalggeräten aufgeblasen werden, oder durch Aufblasen der Beutel mit dem Mund unter Verwendung eines Gummirohrs, oder durch Druckluft, usw. Der Effekt des Aufblasens der Beutel nach Abdichtung der Öffnung 20 erzeugt einen erhöhten Druck in der Kartusche, was wiederum die Tinte dazu zwingt, schnell aus den Tintenabgabeöffnungen auf der gedruckten Schaltungsplatine 22 herauszutropfen. Nach mehreren Sekunden wird der Druck dadurch gelöst, daß die Pumpflasche 48 von der Öffnung 44 entfernt wird. Wenn die Beutel 46 die Luft abgeben, erzeugen sie einen verringerten Luftdruck oberhalb des Flüssigkeitsniveaus der Tinte innerhalb des oberen Abschnitts der Kartusche 10, was verhindert, daß die Tinte aus den kleinen Öffnungen am Boden der Kartusche heraustropft.
Bei einem alternativen Verfahren kann die Öffnung 20 in der Kartusche 10 offen bleiben, während die Beutel in der Kartusche aufgeblasen werden. Dann wird ein druckempfindliches Klebeband zum abgedichteten Verschließen der Öffnung 20 verwendet, und dann wird die Luft aus den Beuteln herausgelassen. Figur 5 zeigt die Kartusche 10 mit dem auf der Tintennachfüllöffnung 20 angebrachten Dichtungsband 26, und man sieht, daß ein Dichtungsband 24 die Öffnung 42 am Boden der Kartusche abdichtet.
Schließlich wird das druckempfindliche Klebeband 24 (Figur 26) von dem Labyrinth am Boden der Kartusche 10 und der Belüftungsöffnung (Figur 7) abgezogen. Die Kartusche kann nunmehr von der Klemme 30 auf der Aufspannvorrichtung 28 abgenommen und wieder in dem Druckgerät angebracht werden.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung im Zusammenhang mit den gezeigten und im einzelnen beschriebenen, bevorzugten Ausführungsformen erläutert, jedoch werden Fachleuten auf diesem Gebiet verschiedene Abänderungen und Verbesserungen deutlich werden.

Claims

1. Verfahren zum Ausbilden einer nicht-nachfüllbaren Tintenstrahlkartusche, nachfüllbar durch einen Benutzer, mit folgenden Schritten:

(a) Abdichten einer Belüftungsöffnung am Boden der Kartusche; und

(b) Entfernen eines Stopfens an der Oberseite der Kartusche.

2. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt der Anordnung eines Saugkissens unterhalb des Bodens der Kartusche.

3. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt des Füllens der Kartusche mit Tinte durch die Öffnung, die an der Oberseite der Kartusche durch Wegnehmen des Stopfens hervorgerufen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, mit dem weiteren Schritt des Einführens einer Vorrichtung zum Aufblasen aufblasbarer Beutel innerhalb der Kartusche, und Aufblasen der aufblasbaren Beutel.

5. Verfahren nach Anspruch 4, mit dem weiteren Schritt der Abdichtung der Öffnung in der Oberseite der Kartusche, die durch Wegnehmen des Stopfens erzeugt wird, nach dem Befüllen der Kartusche mit Tinte.

6. Verfahren nach Anspruch 5, bei welchem der Schritt der Abdichtung der Öffnung vor dem Schritt des Aufblasens der aufblasbaren Beutel in der Kartusche erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5, mit dem weiteren Schritt des Entfernens der Vorrichtung zum Aufblasen der aufblasbaren Beutel nach den Schritten des Befüllens der Kartusche mit der Tinte, Abdichten der Öffnung in der Oberseite der Kartusche, und Aufblasen der Beutel.

8. Verfahren nach Anspruch 7, mit dem weiteren Schritt des Entfernens der Abdichtung der Belüftungsöffnung am Boden der Kartusche.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei welchem der Schritt des Entfernens der Abdichtung der Entlüftungsöffnung nach dem Schritt der Abdichtung der Öffnung in der Oberseite der Kartusche erfolgt, die durch Wegnehmen des Stopfens hervorgerufen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Schritt des Entfernens des Stopfens an der Oberseite der Kartusche den Schritt des Hineindrückens des Stopfens in die Kartusche umfaßt.

11. Verfahren nach Anspruch 1, mit dem weiteren Schritt der Befestigung der Kartusche in einer Aufspannvorrichtung vor den Schritten (a) und (b).

12. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Tintenstrahlkartusche eine Tintenstrahlkartusche für Tinte ein einer einzigen Farbe ist.

13. Verfahren nach Anspruch 9, bei welchem die Tintenstrahlkartusche eine Hewlett-Packard- Tintenstrahlkartusche Nr. 51626A ist.