DE19737177A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Wiederbefüllen einer Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederbefüllen einer Tintenpatrone für einen Tinten­ strahldrucker (nachfolgend kurz als Tintenpatrone bezeich­ net), mit denen eine Tintenpatrone, die einen Tintenabsorber aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel in einer Tintenvorratskammer aufweist, schnell mit der optimalen Tin­ tenmenge wiederbefüllt werden kann.

Herkömmlicherweise wird, wenn eine Tintenpatrone wiederbe­ füllt wird, die Tinte unmittelbar mittels einer Tropfpipette in den Absorber getropft, oder die Tinte wird mit einer Spritze in den Absorber gespritzt.

Beim herkömmlichen Wiederbefüllverfahren ist es schwierig, die optimale nachzufüllende Tintenmenge abhängig von der Menge der in der Tintenpatrone verbliebenen Tinte nachzufül­ len. Wenn die Patrone übermäßig mit Tinte befüllt wird, fließt diese dort über, wo der Einfüllvorgang erfolgt, oder die Tinte leckt aus einer anderen Öffnung (einem Belüftungs­ loch, einem Tintenauslaßstutzen oder dergleichen) aus.

Eine Farbtintenpatrone verfügt im allgemeinen über mehrere Tintenvorratskammern für jeweils eine Farbe, und die Mengen der beim Drucken verbrauchten Tinten unterscheiden sich für die verschiedenen Farben von einer Kammer zur anderen.

Herkömmlicherweise wird beim Wiederbefüllen einer Farbtin­ tenpatrone nur diejenige Tintenvorratskammer, die vollstän­ dig geleert wurde, mittels einer Tropfpipette oder derglei­ chen mit einer vorbestimmten Tintenmenge wiederbefüllt, und dann wird die Tintenpatrone erneut für Druckvorgänge verwen­ det. Es wird also anderen Tintenvorratskammern, in denen die Tinte nur Teilweise verbraucht ist, keine Tinte zugeführt. Daher werden den jeweiligen Tintenvorratskammern nicht kon­ stant optimale Tintenmengen zugeführt, und es tritt häufig Tintenmangel hinsichtlich einer Farbe auf, deren Tintenvor­ ratskammer nicht zuvor mit Tinte wiederbefüllt wurde.

Wenn Tinte in eine Tintenvorratskammer nachgefüllt wird, in der Tintenmangel auftrat, und wenn der Benutzer versucht, auch andere Tintenvorratskammern mit Tinte wiederzubefüllen, ist es schwierig, diese Tintenvorratskammern mit jeweils der optimalen Tintenmenge wiederzubefüllen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum schnellen Wiederbefüllen einer Tinten­ patrone, die über einen Tintenabsorber aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel in einer Tintenvorratskammer verfügt, mit der optimalen Tintenmenge schnell zu schaffen.

Diese Aufgabe ist hinsichtlich der Vorrichtung durch die Lehren der unabhängigen Ansprüche 1 und 3 gelöst, während sie hinsichtlich des Verfahrens durch die Lehre des unabhän­ gigen Anspruchs 5 gelöst ist.

Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 1 wird die Tintenpatrone nur mit einer Tintenmenge befüllt, die das Aufnahmevermögen des Tintenabsorbers nicht überschreitet, wodurch während des Nachfüllvorgangs keine Tinte über die Patrone überfließt.

Wenn die Positionsbeziehung so aufrechterhalten wird, daß der Kopfdruck der durch den Tintenabsorber in der Tintenpa­ trone absorbierten Tinte nicht auf die Tinte in der wieder­ befüllenden Tintenpatrone wirkt, ist die Gefahr verringert, daß die Tintenpatrone mit einer Tintenmenge befüllt wird, die das Aufnahmevermögen des Tintenabsorbers übersteigen würde.

Da die Tintenhaltekraft d der Kapillarröhren des Zwischen­ kerns kleiner als die Tintenhaltekraft D der Kapillarröhren des Tintenabsorbers ist, fließt Tinte, die in den Tintenab­ sorber in der Tintenpatrone nachgefüllt wurde, nicht durch den Zwischenkern zurück, um in die wiederbefüllende Tinten­ patrone zurückzukehren.

Bei der Wiederbefüllung durch eine wiederbefüllende Tinten­ patrone liegen gemäß der Erfindung die oben beschriebenen Funktionen vor. Das Wiederbefüllen der Tintenpatrone aus der wiederbefüllenden Tintenpatrone wird gemäß der Erfindung durch die Kapillarwirkung des Zwischenkerns und des Tinten­ absorbers ausgeführt und hängt nicht vom Kopfdruck ab, wie er von der Tintenpatrone auf die wiederbefüllende Tintenpa­ trone wirkt. Wenn ein Wiederbefüllvorgang erfolgt, besteht keine spezielle Beschränkung für die Positionsbeziehung zwi­ schen der wiederbefüllenden Tintenpatrone und der zum Druck verwendeten Tintenpatrone. Wenn der Zwischenkern, ein zur Atmosphäre führender Stutzen, der als Einrichtung zum Ein­ stellen des Drucks in der wiederbefüllenden Tintenpatrone dient, die Tintenmenge in der wiederbefüllenden Tintenpatro­ ne oder dergleichen eingestellt werden kann, kann Tinte auch von oberhalb der zum Druck verwendeten Tintenpatrone gelie­ fert werden. Demgemäß kann die Erfindung für eine Vielzahl von Tintenpatronen angepaßt werden, wie sie als wiederbe­ füllende Tintenpatronen im Handel verfügbar sind.

Wie oben beschrieben, können selbst Tintenpatronen mit meh­ reren Tintenabsorber-Vorratskammern auf einmal und auf sehr einfache Weise mit optimalen Tintenmengen wiederbefüllt wer­ den, wenn das erfindungsgemäße Prinzip verwendet wird.

Der Zwischenkern, wie er bei der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung zum Wiederbefüllen von Tinte verwendet wird, kann in seiner Nachbarschaft einen Spalt aufweisen. Daher wird, wenn Tinte durch den Zwischenkern fließt, dieselbe nicht durch kleine Luftblasen im Zwischenkern gestört.

Ferner wird, da die Außenseite des Zwischenkerns und die Innenseite eines Zwischenkernhalters nicht in Kontakt mit­ einander stehen, Tinte nicht leicht durch die Oberflächen­ spannung zwischen diesen beeinflußt. Daher strömt die Tinte gut.

Bei der Vorrichtung gemäß Anspruch 3 wird Tinte in der wie­ derbefüllenden Tintenpatrone durch den Zwischenkern ange­ saugt, um den Tintenabsorber in der zum Druck verwendeten Tintenpatrone wiederzubefüllen. Da die zusammengesetzte Kraft aus der Tintenhaltekraft d1 der Kapillarröhren des Zwischenkerns und der Haltekraft d2, wie sie zwischen dem Zwischenkern und dem Halteteil der wiederbefüllenden Tinten­ patrone erzeugt wird, kleiner als die Tintenhaltekraft D der Kapillarröhren des Tintenabsorbers ist, wird von der wieder­ befüllenden Tintenpatrone die optimale Tintenmenge auf zu­ verlässige Weise zum Tintenabsorber in der zum Druck verwen­ deten Tintenpatrone geliefert. Die Tintenpatrone wird nur mit einer Tintenmenge befüllt, die das Aufnahmevermögen des Tintenabsorbers nicht überschreitet, wodurch während des Nachfüllvorgangs keine Tinte über die Patrone überfließt.

Wenn die Positionsbeziehung so aufrechterhalten wird, daß der Kopfdruck der durch den Tintenabsorber in der Tintenpa­ trone absorbierten Tinte nicht auf die Tinte in der wieder­ befüllenden Tintenpatrone wirkt, ist die Gefahr verringert, daß die Tintenpatrone mit einer Tintenmenge befüllt wird, die das Aufnahmevermögen des Tintenabsorbers übersteigen würde.

Da die genannte, aus den Kräften d1 und d2 zusammengesetzte Kraft kleiner als die genannte Tintenhaltekraft D ist, strömt Tinte, die in den Tintenabsorber in der zum Druck verwendeten Tintenpatrone nachgefüllt wurde, nicht durch den Zwischenkern zurück, um zur wiederbefüllenden Tintenpatrone zurückzulaufen.

Außerdem kann der bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ver­ wendete Zwischenkern gemäß Anspruch 4 in seiner Nachbar­ schaft einen Spalt aufweisen. Demgemäß wird, wenn Tinte durch den Zwischenkern fließt, der Tintenfluß nicht durch kleine Luftblasen im Zwischenkern beeinflußt.

Bei der Wiederbefüllung durch eine wiederbefüllende Tinten­ patrone liegen gemäß der Erfindung die oben beschriebenen Funktionen vor. Das Wiederbefüllen der Tintenpatrone aus der wiederbefüllenden Tintenpatrone wird gemäß der Erfindung durch die Kapillarwirkung des Zwischenkerns und des Tinten­ absorbers ausgeführt und hängt nicht vom Kopfdruck ab, wie er von der Tintenpatrone auf die wiederbefüllende Tintenpa­ trone wirkt. Wenn ein Wiederbefüllvorgang erfolgt, besteht keine spezielle Beschränkung für die Positionsbeziehung zwi­ schen der wiederbefüllenden Tintenpatrone und der zum Druck verwendeten Tintenpatrone. Wenn der Zwischenkern, ein zur Atmosphäre führender Stutzen, der als Einrichtung zum Ein­ stellen des Drucks in der wiederbefüllenden Tintenpatrone dient, die Tintenmenge in der wiederbefüllenden Tintenpatro­ ne oder dergleichen eingestellt werden kann, kann Tinte auch von oberhalb der zum Druck verwendeten Tintenpatrone gelie­ fert werden. Demgemäß kann die Erfindung bei einer Vielzahl von zum Druck verwendeten Tintenpatronen verwendet werden, wie sie im Handel als wiederbefüllende Tintenpatronen er­ hältlich sind. Es wird darauf hingewiesen, daß dann, wenn Tinte der Tintenpatrone von unten her zugeführt wird, auf einfache Weise ein Gleichgewicht erzielt werden kann, wie es zum Verhindern eines Überlaufens von Tinte erforderlich ist.

Wie oben beschrieben, können selbst Tintenpatronen mit meh­ reren Tintenabsorber-Vorratskammern auf einmal und auf sehr einfache Weise mit optimalen Tintenmengen wiederbefüllt wer­ den, wenn das erfindungsgemäße Prinzip verwendet wird.

Beim Verfahren gemäß Anspruch 5 wird als Maßnahme zum Auf­ rechterhalten der Positionsbeziehung in solcher Weise, daß der Kopfdruck der Tinte, die durch den Tintenabsorber in der Tintenpatrone absorbiert wird, nicht auf die Tinte in der wiederbefüllenden Tintenpatrone einwirkt, das Innere der Tintenvorratskammer gegenüber der vertikalen Position ausge­ lenkt, so daß der genannte Kopfdruck, der durch die Tinte in der zum Druck verwendeten Tintenpatrone auf den Zwischen­ kern einwirkt, verringert werden kann.

Außerdem kann, wenn das Innere des Tintenvorratsbehälters so geneigt wird, daß der auf den offenen Teil der Tintenvor­ ratskammer wirkende Kopfdruck so verringert wird, daß er kleiner als im vertikalen Zustand ist, so daß der Kopfdruck der durch den Tintenabsorber in der Tintenpatrone absorbier­ ten Tinte nicht auf die Tinte in der wiederbefüllenden Tin­ tenpatrone wirkt, der genannte Kopfdruck, wie er durch die Tinte in der Tintenpatrone auf den Zwischenkern wirkt, ver­ ringert werden, und die Tintenzuführrate kann entsprechend um einen Wert erhöht werden, der der Verringerung des Kopf­ drucks entspricht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung wie auch der Umfang, die Art und die Verwendung derselben werden dem Fachmann aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Aus­ führungsbeispiele der Erfindung ersichtlich.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Vorrich­ tung zum Wiederbefüllen mit Tinte gemäß dem ersten Ausfüh­ rungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei ein Tintenbefüllzu­ stand dargestellt ist;

Fig. 2 ist ein Längsschnitt der in Fig. 1 dargestellten Wie­ derbefüllvorrichtung;

Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wiederbe­ füllvorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Wiederbe­ füllvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt, wobei ein Zustand dargestellt ist, gemäß dem eine Druckpatrone mit mehreren Tintenvorratskammern un­ ter Verwendung der erfindungsgemäßen Wiederbefüllvorrichtung mit Tinte nachgefüllt wird;

Fig. 5 bis 8 sind Längsschnitte, die Wiederbefüllvorrichtun­ gen gemäß einem vierten bis siebten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigen, wobei ein Wiederbefüllzustand dargestellt ist;

Fig. 9 ist ein Längsschnitt, der eine Wiederbefüllvorrich­ tung gemäß dem achten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 10 ist eine Draufsicht der in Fig. 9 dargestellten Wie­ derbefüllvorrichtung;

Fig. 11 ist eine Schnittansicht, die die Beziehung zwischen einem Zwischenkern und einem Halteteil zeigt;

Fig. 12 ist ein Längsschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem eine Tintenpatrone unter Verwendung der in Fig. 5 darge­ stellten Wiederbefüllvorrichtung mit Tinte wiederbefüllt wird;

Fig. 13 ist ein Längsschnitt, der ein Vergleichsbeispiel zum in Fig. 12 veranschaulichten Nachfüllverfahren veranschau­ licht; und

Fig. 14 ist ein Längsschnitt, der einen Zustand zeigt, in dem eine Tintenpatrone unter Verwendung der in Fig. 9 darge­ stellten Wiederbefüllvorrichtung mit Tinte wiederbefüllt wird.

Wenn eine Tintenpatrone wiederbefüllt wird, die einen Tin­ tenabsorber aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel in einer Tintenvorratskammer aufweist, wobei Tinte von einer wiederbefüllenden Tintenpatrone über einen Zwischenkern ge­ liefert wird, werden die Tintenhaltekraft d der Kapillarröh­ ren des Zwischenkerns und die Tintenhaltekraft D der Kapil­ larröhren des porösen Körpers oder des Faserbündels so ein­ gestellt, daß die folgende Beziehung erfüllt ist:

d < D.

Bei der Erfindung ist der Zwischenkern so in die wiederbe­ füllende Tintenpatrone eingesetzt, daß er in Kontakt mit der Tinte in derselben treten kann.

Als Maßnahme zum Einstellen der Tintenhaltekraft d der Ka­ pillarröhren des Zwischenkerns und der Tintenhaltekraft D der Kapillarröhren des porösen Körpers oder des Faserbün­ dels, wie sie als Tintenabsorber dienen, um der Bedingung

d < D

zu genügen, kann die Materialdifferenz zwischen dem Zwi­ schenkern und dem Tintenabsorber (Unterschied hinsichtlich der Benetzbarkeit durch Tinte, abhängig vom Material) ge­ nutzt werden. Es ist auch wirkungsvoll, eine Porositätsdif­ ferenz, oder den Prozentsatz von Hohlräumen (große und klei­ ne Porosität oder großer und kleiner Prozentsatz von Hohl­ räumen) zwischen den jeweiligen Materialien einzustellen. Wenn diese zwei Maßnahmen verwendet werden, kann eine wie­ derbefüllende Tintenpatrone erhalten werden, die hinsicht­ lich des Wiederbefüllens für die zum Druck verwendete Tin­ tenpatrone optimal ist.

Was das Material des Zwischenkerns betrifft, kann dieser aus einem Faserbündel, einem porösen Körper aus Harz mit offenen Zellen oder dergleichen bestehen.

Was eine Farbtintenpatrone mit mehreren Tintenvorratskammern betrifft, kann eine solche dadurch auf einmal mit optimalen Mengen mehrerer verschiedener farbiger Tinten wiederbefüllt werden, daß die in mehrere Tintenvorratskammern unterteil­ ten Tintenpatronen für jede Farbe gesondert wiederbefüllt werden.

Als Tintenpatrone, bei der diese Wiederbefüllverfahren ver­ wendet werden, ist eine solche bevorzugt, die mit einem of­ fenen Teil versehen ist, durch den ein Zwischenkern zum Lie­ fern von Wiederbefülltinte in Kontakt mit einem Tintenabsor­ ber treten kann, und mit einem Loch, durch das Luft ausge­ tauscht werden kann, z. B. eine solche mit einem Tintenauslaßstutzen (Druckkopf) und einer Verbindungsöffnung zur Atmosphäre (Luftaustauschloch), eine solche mit einem offe­ nen Teil und einer Verbindungsöffnung zur Atmosphäre, der mit dem Tintenzwischenteil (nicht dargestellt) eines geson­ derten Tintenauslaßteils (nicht dargestellt) in Kontakt treten kann, und dergleichen, da die Nachfüllrate nicht ab­ nimmt, wenn während des Wiederbefüllens der Tintenpatrone ein Luftaustausch vorgenommen wird.

Ferner muß in der wiederbefüllenden Tintenpatrone ein Luft­ austauschabschnitt ausgebildet sein, damit während des Wie­ derbefüllens mit Tinte Luft in die wiederbefüllende Tinten­ patrone strömen kann. Um den Luftaustauschabschnitt auszu­ bilden, kann z. B. ein Luftloch in der wiederbefüllenden Tin­ tenpatrone hergestellt sein. Alternativ können die Form der Zwischenkern-Einsetzöffnung der wiederbefüllenden Tintenpa­ trone und die Außenform des Zwischenkerns voneinander ver­ schieden sein, und der Spalt zwischen diesen kann als Luft­ austauschloch verwendet werden.

Der Zwischenkern kann als von der wiederbefüllenden Tinten­ patrone abnehmbar ausgebildet werden. Die Tinte in der wie­ derbefüllenden Tintenpatrone wird nicht vollständig aufge­ braucht, sondern die restliche Tinte kann für den nächsten Wiederbefüllvorgang aufbewahrt werden. Nachdem der Zwischen­ kern entfernt wurde, wird die Zwischenkern-Einsetzöffnung in der wiederbefüllenden Tintenpatrone zugedeckt, um einen Ge­ wichtsverlust an Tinte durch Verdampfen zu verhindern. Wenn sich die Temperatur oder der Atmosphärendruck während der Lagerung oder des Transports ändert, kann sich die Luft in der wiederbefüllenden Tintenpatrone ausdehnen, wodurch Tinte aus dem Zwischenkern und der Verbindungsöffnung zur Atmos­ phäre herausgedrückt werden könnte. Durch die oben angegebe­ ne Maßnahme können diese Probleme jedoch vermieden werden.

Ein verwendeter Zwischenkern ist mit Tinte vollgesaugt. Wenn ein Zwischenkern in diesem Zustand erneut verwendet wird, enthält er Tinte, ist jedoch trocken. Dann kann sich die Kapillarwirkung so ändern, daß die Tintenzuführrate manch­ mal verringert ist, oder Tinte nicht mehr durch den Zwi­ schenkern fließen kann. So ist es erwünscht, wenn eine gela­ gerte wiederbefüllende Tintenpatrone erneut verwendet wird, diese zu verwenden, nachdem ein neuer Zwischenkern in ihre Zwischenkern-Einsetzöffnung eingesetzt wurde.

Um nahe dem Zwischenkern einen Spaltabschnitt auszubilden, wird im rohrförmigen Körper, in den der Zwischenkern einzu­ setzen ist, ein Zwischenraum ausgebildet. Als Maßnahme zum Ausbilden des Zwischenraums im rohrförmigen Körper werden zwei rohrförmige oder zylindrische Elemente mit verschiede­ nen Durchmessern aneinander befestigt, und das rohrförmige Element mit kleinem Durchmesser wird teilweise eingekerbt, wodurch auf einfache Weise ein Zwischenraum im rohrförmigen Körper ausgebildet ist.

Um den Spaltabschnitt nahe dem Zwischenkern auszubilden, kann alternativ ein Nutabschnitt im Zwischenkern selbst aus­ gebildet werden.

Wenn eine Tintenpatrone mit einer erfindungsgemäßen Wieder­ befüllvorrichtung wiederbefüllt wird, wobei Tinte von einer wiederbefüllenden Tintenpatrone über einen Zwischenkern in die oben genannte Tintenvorratskammer geliefert wird, können die Tintenhaltekraft d1 der Kapillarröhren des Zwischen­ kerns, die zwischen diesem Zwischenkern und der wiederbefül­ lenden Tintenpatrone erzeugte Haltekraft d2 und die Tinten­ haltekraft d der Kapillarröhren des porösen Körpers oder des Faserbündels des Absorbers so eingestellt werden, daß die folgende Bedingung erfüllt ist:

d1 + d2 < D.

Je größer die Differenz D - (d1 + d2) ist, desto stärker kann die Zeit verkürzt werden, die dazu erforderlich ist, den Tintenabsorber in der Tintenpatrone mit derselben Tin­ tenmenge wiederzubefüllen.

Um d2 klein zu machen, kann nahe dem Zwischenkern ein Spalt­ abschnitt ausgebildet werden, wobei es sich um eine von wir­ kungsvollen und zuverlässigen Maßnahmen handelt.

Betreffend das Material des verwendeten Zwischenkerns kann dieser aus einem Faserbündel, einem porösen Körper aus Harz mit offenen Zellen oder dergleichen bestehen.

Wenn der Zwischenkern alleine verwendet wird, kann seine Position zwischen der wiederbefüllenden Tintenpatrone und der zum Druck verwendeten Tintenpatrone nicht fixiert wer­ den, oder er kann einen Bereich um sich herum mit Tinte ver­ schmutzen, da die Tinte zur Außenseite des Zwischenkerns hin freiliegt. Daher sollte ein Zwischenkern-Halteteil in der wiederbefüllenden Tintenpatrone ausgebildet sein, in dem der Zwischenkern aufgenommen werden kann, und ein zugehöriger überflüssiger Teil muß nach außen hin isoliert sein. Im Ergebnis existiert in unvermeidlicher Weise ein Kontaktbe­ reich zwischen dem Zwischenkern und dem Halteteil, und in diesem Kontaktbereich wird in unvermeidlicher Weise auch eine Tintenhaltekraft d2 erzeugt.

Um die Tintenhaltekraft d2 in diesem Kontaktbereich zu ver­ ringern, ist nahe dem Zwischenkern ein Spaltabschnitt ausge­ bildet. Um die Kontaktfläche zwischen dem Zwischenkern und dem Halteteil zu verringern, ist im rohrförmigen Körper, in den der Zwischenkern einzusetzen ist, ein Zwischenraum aus­ gebildet. Um den Zwischenraum im rohrförmigen Körper herzu­ stellen, werden zwei rohrförmige oder zylindrische Elemente mit verschiedenen Durchmessern aneinander befestigt, und das rohrförmige Element mit kleinem Durchmesser wird teilweise eingekerbt, um dadurch auf einfache Weise einen Zwischenraum im rohrförmigen Körper auszubilden.

Um den Spaltabschnitt nahe dem Zwischenkern herzustellen, kann alternativ ein Nutbereich im Zwischenkern selbst ausge­ bildet werden.

Bei der Erfindung wird der Zwischenkern so in die wiederbe­ füllende Tintenpatrone eingesetzt, daß er in Kontakt mit der Tinte in ihr tritt.

Als andere Maßnahme neben dem Ausbilden eines Spaltbereichs nahe dem Zwischenkern kann als Maßnahme zum Einstellen der Tintenhaltekraft d1 der Kapillarröhren des Zwischenkerns, der zwischen diesem und dem Halteteil der wiederbefüllenden Tintenpatrone erzeugten Haltekraft d2 und der Tintenhalte­ kraft D der Kapillarröhren des Tintenabsorbers zum Erreichen der Beziehung

d1 + d2 < D

die Differenz zwischen den Materialien des Zwischenkerns und des Tintenabsorbers (die Differenz hinsichtlich der Benetz­ barkeit durch Tinte, abhängig vom Material) dazu verwendet werden, d1 auf einen kleinen Wert einzustellen. Es ist auch wirkungsvoll, die Differenz zwischen den Porositäten oder dem prozentualen Anteil von Hohlräumen (große oder kleine Porosität oder großer oder kleiner Prozentsatz von Hohlräu­ men) hinsichtlich der jeweiligen Materialien einzustellen. Wenn diese zwei Maßnahmen verwendet werden, kann ein größe­ rer Effekt erzielt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Wiederbefüllen einer Tin­ tenpatrone gemäß der Erfindung wird dadurch ausgeführt, daß das Innere der Tintenvorratskammer auf solche Weise geneigt wird, daß der auf den offenen Bereich der Tintenpatrone wirkende Kopfdruck kleiner als der im vertikalen Zustand ist.

Bei der Erfindung wird der Zwischenkern so in die wiederbe­ füllende Tintenpatrone eingesetzt, daß er in Kontakt mit der in dieser befindlichen Tinte treten kann.

Die Tintenhaltekraft d der Kapillarröhren des Zwischenkerns und die Tintenhaltekraft D der Kapillarröhren des Tinten­ absorbers, der z. B. aus einem porösen Körper oder einem Fa­ serbündel besteht, muß der Bedingung

d < D

genügen.

Zu diesem Zweck kann die Differenz zwischen den Materialien des Zwischenkerns und des Tintenabsorbers (die Differenz hinsichtlich der Benetzbarkeit durch Tinte, abhängig vom Material) dazu verwendet werden, d1 auf einen kleinen Wert einzustellen. Es ist auch wirkungsvoll, die Differenz zwi­ schen den Porositäten oder dem prozentualen Anteil von Hohl­ räumen (große oder kleine Porosität oder großer oder kleiner Prozentsatz von Hohlräumen) hinsichtlich der jeweiligen Ma­ terialien einzustellen. Wenn diese zwei Maßnahmen verwendet werden, kann ein besonders vorteilhaftes Wiederbefüllverfah­ ren für eine Tintenpatrone geschaffen werden.

Um das Innere der Tintenvorratskammer ausgehend von der ver­ tikalen Position, in der der offene Bereich der Tintenpatro­ ne nach unten zeigt, zu neigen, und um die Neigung aufrecht­ zuerhalten, kann am besten eine Spanneinrichtung oder der­ gleichen verwendet werden.

Nun werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrie­ ben. Bei den bevorzugten Ausführungsbeispielen besteht der Tintenabsorber der zum Druck verwendeten Tintenpatrone aus einem porösen Körper mit offenen Zellen, und die Tintenhal­ tekraft der Kapillarröhren des Zwischenkerns wird dadurch eingestellt, daß der Prozentsatz von Hohlräumen der Faser­ bündel eingestellt wird. Jedoch ist die Erfindung nicht auf die folgenden bevorzugten Ausführungsbeispiele beschränkt.

Die Fig. 1 und 2 zeigen das erste Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Gemäß diesen Fig. 1 und 2 ist ein Tintenabsorber 3 in einer Tintenpatrone 2 untergebracht, und ein Zwischenkern 1, der sich ausgehend von einer wiederbefüllenden Tintenpatrone 4 erstreckt, ist in einen offenen Bereich 9 so eingeführt, daß er in Kontakt mit einem Tintenzwischenbereich (nicht dargestellt) eines Tintenauslaßbereichs (nicht dargestellt) treten kann. Der Zwischenkern 1 tritt in Kontakt mit dem Tintenabsorber 3. Dieser Zwischenkern 1 besteht aus einem Faserbündel mit einem größeren Prozentsatz an Hohlräumen als er beim Tintenabsorber 3 vorliegt. Tinte 5 in der wiederbe­ füllenden Tintenpatrone 4, wie sie durch die Kapillarwirkung des Zwischenkerns 1 angesaugt wird, wird durch den Tintenab­ sorber 3 absorbiert.

Die Tintenpatrone 2 und die wiederbefüllende Tintenpatrone 4 sind jeweils mit Verbindungsöffnungen 8 bzw. 7 zur Atmosphä­ re hin versehen.

Das zweite Ausführungsbeispiel der Erfindung, wie es in Fig. 3 dargestellt ist, zeigt eine wiederbefüllende Tintenpatrone ohne Verbindungsöffnung zur Atmosphäre. Ein Zwischenkern 1 verfügt über quadratischen Querschnitt, während ein Zwi­ schenkernloch 6 kreisförmig ist. Der Spalt zwischen dem Zwi­ schenkern 1 und dem Zwischenkernloch 6 dient als Verbin­ dungsöffnung zur Atmosphäre.

Fig. 4 zeigt das dritte Ausführungsbeispiel der Erfindung betreffend einen Fall, bei dem eine für Farbdruck verwendete Tintenpatrone 2′ mit Tinte nachzufüllen ist.

Die Tintenpatrone 2′ ist in mehrere Tintenvorratskammern unterteilt. Eine wiederbefüllende Tintenpatrone 4′ ist in ähnlicher Weise in mehrere Tintenvorratskammern für jeweils eine Farbe so unterteilt, daß Entsprechung zu mehreren Tin­ tenvorratskammern der Tintenpatrone 2′ besteht, und sie ver­ fügt über mehrere Zwischenkerne 1.

Fig. 5 ist eine schematische Schnittansicht, die das vierte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Ein Tintenabsorber 13 ist in einer Tintenpatrone 12 unterge­ bracht, und ein Zwischenkern 11, der sich von einer beutel­ artigen wiederbefüllenden Tintenpatrone 14 aus erstreckt, ist in einen offenen Bereich 19 eingesetzt, der in Kontakt mit dem Tintenzwischenbereich (nicht dargestellt) eines Tintenauslaßbereichs (nicht dargestellt) tritt. Daher tritt der Zwischenkern 11 in Kontakt mit dem Tintenabsorber 13.

Der Zwischenkern 11 ist in ein Tintenzuführrohr 21 einge­ setzt, das in einen Zwischenkernhalter 20 eingesetzt ist und mit Kerben 22 versehen ist.

Der Zwischenkern 11 besteht aus einem Faserbündel mit einem größeren Prozentsatz von Hohlräumen als beim Tintenabsorber 13. Tinte 15 in der wiederbefüllenden Tintenpatrone 14, wie sie durch die Kapillarwirkung des Zwischenkerns 11 angesaugt wird, wird durch den Tintenabsorber 13 absorbiert.

Die Tintenpatrone 12 ist mit einer Verbindungsöffnung 17 zur Atmosphäre versehen.

Fig. 6 ist eine schematische Schnittansicht, die das fünfte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Beim fünften Ausführungsbeispiel sind beim Einstellen eines Spaltbereichs nahe dem Zwischenkern Nuten 22′ in diesem Zwi­ schenkern 11 anstelle der Kerben 22 im Tintenzuführrohr 21 des vierten Ausführungsbeispiels ausgebildet.

Die bei diesem Ausführungsbeispiel verwendete wiederbefül­ lende Tintenpatrone besteht aus einem flexiblen Beutel aus Laminatfilmen, zwischen denen sich eine Aluminiumfolie be­ findet, und er zieht sich beim Wiederbefüllungsvorgang zu­ sammen.

Wenn Luft zu 3 bis 30% zusammen mit Tinte in der wiederbe­ füllenden Tintenpatrone vorhanden ist, kann die Tinte voll­ ständig in die zum Druck verwendete Tintenpatrone eingefüllt werden.

Fig. 7 ist eine schematische Schnittansicht, die das sechste Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Das sechste Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom vier­ ten Ausführungsbeispiel von Fig. 5 dahingehend, daß ein Zwischenkern 11 in ein Halteteil 30 eingesetzt ist, das am distalen Ende eines Tintenzuführrohrs 31 ausgebildet ist und das über Kerben 32 verfügt.

Fig. 8 ist eine schematische Schnittansicht, die das siebte Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt.

Dieses Ausführungsbeispiel wird dadurch erhalten, daß im Spaltbereich um den Zwischenkern herum Nuten 33 in diesem Zwischenkern 11 anstelle der Kerben 32 im Halteteil 30 des sechsten Ausführungsbeispiels ausgebildet sind.

Fig. 9 zeigt das achte Ausführungsbeispiel der Erfindung, und Fig. 10 ist eine Draufsicht zu Fig. 9. Wie es in diesen Fig. 9 und 10 dargestellt ist, ist ein Tintenabsorber 43 in einer Tintenpatrone 42 untergebracht, der aus einem porösen Körper mit offenen Zellen besteht. An der Bodenfläche der Tintenpatrone 42 ist ein offener Bereich 49 ausgebildet, der in Kontakt mit dem Tintenzwischenbereich (nicht dargestellt) eines Tintenauslaßbereichs (nicht dargestellt) treten kann. Ein Zwischenkern 41, der sich ausgehend von einer wiederbe­ füllenden Tintenpatrone 46 in Form einer Dreieckspyramide erstreckt, ist so in den offenen Bereich 49 eingeführt, daß er in Kontakt mit dem Tintenabsorber 43 steht. Die Tinten­ haltekraft der Kapillarröhren des Zwischenkerns 41 wird da­ durch eingestellt, daß der Prozentsatz von Hohlräumen des Faserbündels eingestellt wird. Tinte 47 in der wiederbefül­ lenden Tintenpatrone 46, wie sie durch die Kapillarröhren des Zwischenkerns 41 angesaugt wird, wird durch den Tinten­ absorber 43 absorbiert.

Der Zwischenkern 41 ist in ein Halteteil 50 eingesetzt, das sich ausgehend von einem Patronenhalter 44 erstreckt. Der Halteteil 50 ist mit Kerben 50′ (siehe Fig. 11) versehen, um Luft in der wiederbefüllenden Tintenpatrone 46 auszutau­ schen. Die wiederbefüllende Tintenpatrone 46 ist in einem Raum untergebracht, der durch einen Deckel 45 und einen So­ ckel 48 gebildet ist, und sie ist darin befestigt. Der Pa­ tronenhalter 44 wird am Deckel 45 gehalten. Die Tintenpatro­ ne 42 ist im Patronenhalter 44 untergebracht. Der Zwischen­ kern 41 tritt durch den offenen Bereich 49 mit dem Tintenab­ sorber 43 in Kontakt.

Fig. 12 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Wie­ derbefüllverfahren veranschaulicht, das die in Fig. 5 darge­ stellte Vorrichtung zum Wiederbefüllen mit Tinte verwendet, und Fig. 13 ist eine schematische Schnittansicht, die ein Vergleichsbeispiel veranschaulicht.

Die Tintenvorratskammer ist, wie es in Fig. 12 dargestellt ist, geneigt, so daß der auf den offenen Bereich 19 der Tintenpatrone 12 wirkende Kopfdruck kleiner als im vertika­ len Zustand ist. Dann kann, wie es durch Pfeile in den Figuren gekennzeichnet ist, der auf den offenen Bereich 19 wir­ kende Kopfdruck verringert werden, so daß er also niedriger als beim in Fig. 13 dargestellten Vergleichsbeispiel ist. Im Ergebnis kann die Tintenzuführrate entsprechend einem Wert erhöht werden, der der Abnahme des Kopfdrucks entspricht.

Fig. 14 ist eine schematische Schnittansicht, die ein ande­ res Wiederbefüllverfahren veranschaulicht, das die in Fig. 9 dargestellte Wiederbefüllvorrichtung verwendet. Wie es aus Fig. 14 erkennbar ist, ist am unteren Teil des Sockels 48 ein Träger 51 zum Verkippen der Tintenvorratskammer um einen bestimmten Winkel in bezug auf die Montagefläche vorhanden. Demgemäß wirkt auf die Tinte 47 in der wiederbefüllenden Tintenpatrone 46 ein Kopfdruck der durch den Tintenabsorber 43 in der Tintenpatrone 42 absorbierten Tinte, der kleiner als im vertikalen Zustand ist, d. h., daß der Kopfdruck der durch den Tintenabsorber 43 absorbierten Tinte, wie er auf den Zwischenkern 41 wirkt, verringert werden kann. Die Tin­ tenzuführrate kann entsprechend um einen Wert erhöht werden, der der Abnahme des Kopfdrucks entspricht.

Wie es vorstehend im einzelnen beschrieben wurde, wird unter Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wiederbe­ füllen einer Tintenpatrone mit Tinte, die einen Tintenabsor­ ber aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel inner­ halb einer Tintenvorratskammer enthält, Tinte nicht im Über­ maß nachgefüllt, sondern es kann ein Wiederbefüllen mit der­ jenigen Tintenmenge erfolgen, die in Anbetracht der in der Tintenpatrone verbliebenen Tintenmenge optimal ist.

Da die Tintenhaltekraft der Kapillarröhren des Zwischenkerns kleiner als die des Tintenabsorbers ist, strömt Tinte, wie sie die Tintenpatrone wiederbefüllt hat, nicht zur wiederbe­ füllenden Tintenpatrone zurück.

Hinsichtlich einer Farbtintenpatrone, wie sie im allgemeinen mehrere Tintenvorratskammern für jeweilige Farben aufweist, können den Tintenvorratskammern auf einfache Weise die opti­ malen Tintenmengen hinsichtlich der Resttintenmengen in den jeweiligen Tintenvorratskammern zugeführt werden.

Wenn in der wiederbefüllenden Tintenpatrone kein Belüftungs­ loch ausgebildet ist und das Zwischenkernloch durch einen Abdichtungsstopfen bedeckt ist, kann ein Gewichtsverlust durch Verdampfen von Tinte selbst dann verhindert werden, wenn die wiederbefüllende Tintenpatrone für lange Zeit auf­ bewahrt wird. Wenn in diesem Fall der Zwischenkern und das Zwischenkernloch verschiedene Formen aufweisen, kann durch den dazwischen befindlichen Spalt ein Luftaustausch erfol­ gen.

Mit dieser wiederbefüllenden Tintenpatrone kann auch das Wiederbefüllen eines Tintenvorratsabschnitts einer Tinten­ bandkassette ausgeführt werden.

Wenn der Zwischenkern durch einen Zwischenkernhalter und ein Tintenzuführrohr gehalten wird, ist zwischen diesen ein Spalt ausgebildet und Luft (nicht dargestellt) im Zwischen­ kern, wie sie durch den Tintenstrom ausgestoßen wird, wird in diesen Spalt hinein freigesetzt, wodurch die Tintenströ­ mung nicht durch kleine Luftblasen im Zwischenkern behindert wird.

Alternativ kann, wenn der Zwischenkern durch ein Tintenhal­ teteil gehalten wird und zwischen dem Zwischenkern und dem Halteteil ein Spalt ausgebildet ist, um die zwischen ihnen erzeugte Tintenhaltekraft zu verringern, ein Faktor besei­ tigt werden, der die Zeit erhöht, die zum Wiederbefüllen des Tintenabsorbers erforderlich ist.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Wiederbefüllen einer Tintenpatrone (2, 2′, 12, 42), die einen Tintenabsorber (3, 13, 43) aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel in einer Tintenvor­ ratskammer aufweist, mit Tinte aus einer wiederbefüllenden Tintenpatrone (4, 4′, 14, 44), gekennzeichnet durch:

• - einen Zwischenkern (1, 11, 41), der zwischen die Tintenpa­ trone und die wiederbefüllende Tintenpatrone eingefügt ist, um Tinte von der wiederbefüllenden Tintenpatrone zur Tinten­ patrone zu liefern;
• - wobei die Tintenhaltekraft d von Kapillarröhren des Zwi­ schenkern und die Tintenhaltekraft D von Kapillarröhren des porösen Körpers oder des Faserbündels der folgenden Bezie­ hung genügen: d < D.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Zwischenkern (1, 11, 41) ein Spalt ausgebildet ist.

3. Vorrichtung zum Wiederbefüllen einer Tintenpatrone (2, 2′, 12, 42), die einen Tintenabsorber (3, 13, 43) aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel in einer Tintenvor­ ratskammer aufweist, mit Tinte aus einer wiederbefüllenden Tintenpatrone (4, 4′, 14, 44), gekennzeichnet durch:

• - einen Zwischenkern (1, 11, 41), der zwischen die Tintenpa­ trone und die wiederbefüllende Tintenpatrone eingefügt ist, um Tinte von der wiederbefüllenden Tintenpatrone zur Tinten­ patrone zu liefern;
• - wobei die Tintenhaltekraft d1 der Kapillarröhren des Zwi­ schenkerns, die zwischen diesem und einem Halteteil der wie­ derbefüllenden Tintenpatrone erzeugte Haltekraft d2 und die Tintenhaltekraft D der Kapillarröhren des porösen Körpers oder Faserbündels der folgenden Beziehung genügen: d1 + d2 < D.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß nahe dem Zwischenkern (1, 11, 41) ein Spalt ausgebildet ist, um die zwischen ihm und dem Halteteil der wiederbefül­ lenden Tintenpatrone (4, 4′, 14, 44) erzeugte Haltekraft d2 zu verringern.

5. Verfahren zum Wiederbefüllen einer Tintenpatrone (2, 2′, 12, 42), die einen Tintenabsorber (3, 13, 43) aus einem porösen Körper oder einem Faserbündel in einer Tintenvor­ ratskammer aufweist, mit Tinte aus einer wiederbefüllenden Tintenpatrone (4, 4′, 14, 44), dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenvorratskammer geneigt wird, so daß der auf einen offenen Bereich der Tintenpatrone wirkende Kopfdruck kleiner als der im vertikalen Zustand ist, wobei die Tintenhalte­ kraft d der Kapillarröhren des Zwischenkerns und die Tinten­ haltekraft D der Kapillarröhren des porösen Körpers oder des Faserbündels der folgenden Bedingung genügen: d < D.