[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters für Druckflüssigkeit
mit eingesetztem Schwamm, insbesondere einer Patrone für einen Tintenstrahldrucker,
sowie einen Behälter für Druckflüssigkeit, insbesondere Tintenbehälter mit eingesetztem
Schwamm.
[0002] Tintenbehälter oder Tintenpatronen für Tintenstrahlschreibgeräte oder Tintenstrahldrucker
enthalten häufig poröse Tintenabsorbierungsmittel zur kapillarischen Speicherung der
Tinte. Als poröse Materialien werden vorzugsweise Schwämme, beispielsweise aus geschäumten
Polyurethan, oder aber auch Faserstoffe, beispielsweise Filz, und ähnliche Materialien
eingesetzt. Die porösen Tintenabsorbierungsmittel dienen dazu, im Tintenbehälter einen
Unterdruck relativ zum Umgebungsdruck zu erzeugen und die Tinte bei einer Beschleunigung
des Tintenbehälters mechanisch zu dämpfen. Schwammtintenbehälter ermöglichen dadurch
auch bei einer mitfahrenden Anordnung auf dem Druckerwagen eine zuverlässige Versorgung
des Druckkopfes mit Tinte. Zudem verhindert der durch die Kapillarkräfte der Schwammporen
erzeugte Unterdruck ein Auslaufen der Tinte in den Drucker.
[0003] Um diese Funktion optimal erfüllen zu können, ist es notwendig, dass der Schwamm
die Tintenkammer des Behälters im Wesentlichen vollständig und gleichmäßig ausfüllt
und keine Falten oder umgebogene Ecken aufweist. Derartige Montagefehler können zu
unerwünschten Tinteneinschlüssen oder Luftkanälen führen und dadurch die Tintenergiebigkeit
der Schwammtintenpatrone sowie die Druckqualität negativ beeinflussen.
[0004] Um diese Montagefehler, deren primäre Ursache der große Reibungskoeffizient zwischen
Schwamm, bzw. porösem Material, und Tintenbehälterwandung beim Einbringen in die Tintenkammer
ist, zu vermeiden, sind aufwändige Montagevorrichtungen und/oder komplizierte Verfahrensschritte
erforderlich. Erschwert wird die Schwammmontage im Übrigen auch durch die häufig komplexen
Tintenbehältergeometrien, die sich nach den konstruktiven Vorgaben des Druckers richten
und denen die Schwammgeometrien angepasst sein müssen.
[0005] Nach dem Stand der Technik werden hauptsächlich zwei Verfahren zur Schwammmontage
angewendet. Gemäß dem ersten Verfahren wird der Schwamm, bzw. das poröse Material,
in einem ersten Verfahrensschritt mechanisch komprimiert und in einem zweiten
Verfahrensschritt in die Tintenkammer des Behälters eingesetzt. Ein derartiges Verfahren
offenbart beispielsweise die
US 6,250,746. Gemäß dem zweiten Verfahren wird der Schwamm in einem ersten Verfahrensschritt unter
Wärmeeinwirkung komprimiert, so dass er im Wesentlichen die Form der Tintenkammer
aufweist. In einem zweiten Verfahrensschritt wird der so geformte Schwamm in die Tintenkammer
des Behälters eingesetzt. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der
EP 0 967 082 offenbart.
[0006] Bei beiden bekannten Verfahren sind spezielle Werkzeuge für das Montieren des Schwammes
erforderlich sowie eine genaue Kontrolle des Verfahrensablaufs. Änderungen der Tintenbehälter-
und Schwammgeometrien bedingen zudem in beiden Fällen teure Werkzeugänderungen. Schließlich
erhöhen sich durch die notwendigen Montageschritte die Taktzeiten bei der Tintenbehälterherstellung.
Die Schwammmontage nach dem Stand der Technik ist damit technisch aufwändig und mit
hohen Kosten verbunden. Darüber hinaus besteht hier das Problem, in der Tintenkammer
bzw. in den Tintenkammern einen definierten Tintenfluss gezielt einstellen zu können.
[0007] Dieses Problem besteht auch bei der druckschriftlich bekannten
EP 0 661 159 A1. Diese zeigt einen Behälter, der einen flexiblen Polyurethan-Schaum aufweist, zur
Aufnahme und Lagerung einer wässrigen Flüssigkeit (insbesondere wasserlöslicher Tinte).
Der Polyurethan-Schaum dehnt sich bei Kontakt mit der Flüssigkeit derart aus, dass
der an der Innenseite des Behälters ansteht. Dabei beträgt der Ausdehnungsfaktor des
Schaums bei Kontakt mit Wasser zwischen 5 und 60 Volumenprozent.
[0008] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren anzugeben, durch das es ermöglicht wird,
ein poröses Material auf einfache Weise in eine Tintenkammer eines Tintenbehälters
einzubringen bzw. den Tintenfluss gezielt einstellen zu können.
[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Das
erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Behälters für Druckflüssigkeit, weist
die folgenden Verfahrensschritte auf:
Bereitstellen eines Behälters mit mindestens einer Kammer für Druckflüssigkeit; Bereitstellen
eines porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels, welches mindestens einen porösen
Körper aufweist, Einführen eines oder mehrerer der porösen Körper in die Kammer(n)
des Behälters, wobei das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper im trockenen Zustand
kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper
eingesetzt wird/werden und Befüllen der Kammer(n) mit der Druckflüssigkeit, wobei
sich das Volumen des porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels durch Kontakt
mit der Druckflüssigkeit selbsttätig vergrößert, wobei die verschiedenen Abmessungen
des porösen Körpers oder der porösen Körper im trockenen Zustand bezogen auf die zugehörigen
Abmessungen der Kammer(n) so gewählt werden, dass das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel
nach dem homogenen Quellen des porösen Körpers oder der porösen Körper eine inhomogene
Porenverteilung und anisotrope Speichereigenschaften hat, durch die ein definierter
Druckflüssigkeitsfluss vorgegeben ist. Das Tintenabsorbierungsmittel wird jeweils
in trockenem Zustand in die zugeordnete Tintenkammer eingesetzt. Da es ein geringeres
Volumen als das Innere der Tintenkammer aufweist, kann das Einführen auf einfache
Weise ohne ein spezielles Werkzeug ausgeführt werden.
[0010] Vorzugsweise wird das poröse Material in Abhängigkeit von Form und Größe der Tintenkammer
so gewählt, dass es nach dem Befüllen der Tintenkammer mit Tinte diese im Wesentlichen
vollständig und gleichmäßig ausfüllt.
[0011] Ein Tintenbehälter oder eine Patrone für Tintenstrahlschreibgeräte oder Tintenstrahldrucker
weist für gewöhnlich eine oder auch mehrere Tintenkammern auf. In jede werden erfindungsgemäß
ein oder mehrere Körper aus porösem Material, die das Tintenabsorbierungsmittel bilden,
eingesetzt, wobei das Gesamtvolumen der in eine jeweilige Tintenkammer eingesetzte(n)
Körper geringer ist als das Innenvolumen der Tintenkammer. Insbesondere können die
Außenabmessungen des porösen Tintenabsorbierungsmittels, das aus einem oder mehreren
Körpern gebildet ist, für jede Kammer kleiner sein als die Innenabmessungen an den
entsprechenden Stellen der jeweiligen Tintenkammer.
[0012] Es ist nicht zwingend, dass jede der Außenabmessungen des porösen Tintenabsorbierungsmittels
kleiner ist als die zugeordnete Innenabmessung des Tintenbehälters. So kann beispielsweise
in eine quaderförmige Tintenkammer einer Tintenpatrone ein quaderförmiger Körper eingesetzt
werden, dessen Länge und Breit zwar geringer sind als die entsprechenden Abmessungen
der Tintenkammer, dessen Höhe aber derjenigen der Tintenkammer entspricht. Auch in
diesem Fall kann der poröse Körper in die Tintenkammer ohne Reibung mit den Kammerwänden
eingesetzt werden.
[0013] Anschließend an das Einführen des einen oder mehrere poröse Körper aufweisenden Tintenabsorbierungsmittels
kann die Tintenkammer des Tintenbehälters wie üblich verschlossen und mit Tinte gefüllt
werden. Durch den Kontakt mit der Tinte quillt das poröse Tintenabsorbierungsmittel
auf. Dieses Aufquellen ist eine Folge davon, dass ein Teil der Tinte nicht in den
Poren des Schwammes gespeichert wird, sondern von dessen Zellstruktur aufgenommen
wird.
[0014] Erfindungsgemäß werden als poröses Tintenabsorbierungsmittel solche Materialien gewählt,
die bei Kontakt mit Flüssigkeit selbsttätig quellen, d.h. ihr Volumen vergrößern.
Dabei muss es sich bei der Flüssigkeit nicht notwendigerweise um Tinte handeln. Vielmehr
können neben Tinten auch sonstige Druckflüssigkeiten verwendet werden, beispielsweise
solche, die zur Druckqualitätsverbesserung dienen und entweder vor, während oder nach
der Applikation der Tinte auf dem Druckmedium im Drucker aufgebracht werden, wobei
das poröse Tintenabsorbierungsmittel entsprechend eine Quellfähigkeit bei Kontakt
mit der sonstigen Druckflüssigkeit aufzuweisen hat. Es ist auch möglich das Quellen
des Tintenabsorbierungsmittels durch Befüllung der Patrone mit einer Flüssigkeit auszulösen
und diese vor der Befüllung mit Tinte wieder abzusaugen, d. h. die von der Zellstruktur
aufgenommene Flüssigkeit verbleibt im Tintenabsorbierungsmittel und dieses behält
seine durch das Quellen eingenommene Form.
[0015] Die Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper in trockenem Zustand,
d.h. vor dem Einsetzen in die Tintenkammer sind in Abhängigkeit von der Quellfähigkeit
des porösen Materials und den Innenabmessungen der Tintenkammer vorzugsweise so zu
wählen, dass sich der poröse Körper in befeuchtetem Zustand bis an die Kammerwände
ausdehnt. Auf diese Weise ist die gesamte Tintenkammer mit dem porösen Material ausgefüllt,
so dass weder unerwünschte Hohlräume entstehen können, noch die Gefahr des Umbiegens
von Ecken des porösen Körpers besteht. Je nach Geometrie des trockenen Tintenabsorbierungsmittels
können jedoch auch bewusst Hohlräume erzeugt werden. Beispielsweise ist es häufig
vorteilhaft einen Abstand zwischen tintenbefülltern Schwamm und Belüftungsöffnungen
einzuhalten.
[0016] Vorzugsweise werden poröse Tintenabsorbierungsmittel verwendet, deren Volumen im
trokkenen Zustand das der Tintenkammer, für die sie bestimmt sind, um 10. % bis 60%
unterschreitet. Das Gesamtvolumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels, bestehend
aus einem oder aus einer Mehrzahl von porösen Körpern, ist somit deutlich kleiner
als das Aufnahmevolumen der Tintenkammer, für die es bestimmt ist. Auf diese Weise
wird ein besonders einfaches Einführen ermöglicht. Je nach Quellfähigkeit des porösen
Materials kann das Verhältnis des Gesamtvolumens des oder der porösen Körper zum Volumen
der Tintenkammer jedoch auch anders gewählt werden.
[0017] Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform werden poröse Körper verwendet,
deren Gesamtvolumen das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw.
die Körper eingesetzt wird/werden, um 20 % bis 50%, insbesondere 30% bis 40% unterschreitet.
Bei den genannten bevorzugten Bereichen ist die Montage schnell und einfach möglich.
[0018] Wie bereits erwähnt, ist das im speziellen Anwendungsfall zu wählende Verhältnis
zwischen dem Gesamtvolumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels für jede Tintenkammer
und dem Innenvolumen der entsprechenden Kammer von verschiedenen Faktoren abhängig.
Einer dieser Faktoren ist die Art der Tinte, mit der die entsprechende Kammer zu befüllen
ist. Generell hat es sich herausgestellt, dass bei Tinten auf Ölbasis poröse Körper
zu wählen sind, deren Gesamtvolumen das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer,
in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 10% bis 20% unterschreitet.
Bei Tinten auf Wasserbasis ist das Gesamtvolumen des porösen Körpers vorzugsweise
so zu wählen, dass es das Volumen der entsprechenden Tintenkammer um etwa 30% bis
60% unterschreitet. Als optimaler Wert im Zusammenhang mit Tinten auf Wasserbasis
hat sich ein Wert von etwa 40% herausgestellt.
[0019] Vorzugsweise werden Körper aus porösem Material verwendet, deren Form im Wesentlichen
der Form des Innenraums der Tintenkammer entspricht, in die der jeweilige Körper eingesetzt
wird. Auf diese Weise ist eine gleichmäßige Ausdehnung des porösen Materials in feuchtem
Zustand in alle Richtungen gewährleistet und die isotrope Speichereigenschaft des
verwendeten Tintenabsorbierungsmittels gewahrt. Dies bedeutet, dass das Porenvolumen
über die gesamte Tintenkammer hinweg im Wesentlichen homogen ist, so dass keine Tinteneinschlüsse
oder Luftpfade durch das poröse Tintenabsorbierungsmittel entstehen.
[0020] Falls dies gewünscht wird, kann jedoch mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch eine
mit porösem Material gefüllte Tintenkammer hergestellt werden, bei der das mittlere
lokale Porenvolumen uneinheitlich ist, mithin bei der das verwendete Tintenabsorbierungsmittel
anisotrope Speichereigenschaften aufweist. Mittels einer inhomogenen Verteilung des
Porenvolumens kann die in der Tintenkammer befindliche Tinte in eine bestimmte Richtung
gelenkt werden, beispielsweise in Richtung des Tintenauslasses des Behälters.
[0021] Eine solche inhomogene Porenverteilung kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beispielsweise
dadurch erzielt werden, dass die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers in
trockenem Zustand nicht alle um denselben Faktor, bezogen auf die zugehörigen Abmessungen
der Tintenkammer, verringert sind. Bei einem quaderförmigen Schwamm etwa, dessen Länge
das 0,7-fache der Länge des Tintenbehälters beträgt und dessen Breite und Höhe das
0,85-fache der Breite und Höhe der Tintenkammer beträgt, bewirkt ein homogenes Quellen
des Schwammes bei Tintenkontakt in der Tintenkammer eine relative Schwammkompression
in Breiten- und Höhenrichtung, mithin eine inhomogene Porendichteverteilung und demzufolge
anisotrope Speichereigenschaften des Schwammes. Eine ungleichmäßige Porenverteilung
ist auch zu erzeugen, indem für das Tintenabsorbierungsmittel eine von der Tintenkammergeometrie
abweichende Form gewählt wird; z. B. ein gegen den Tintenauslass grösser werdender
Schwamm. Auch diese Maßnahme hat den Effekt, dass sich der Körper in verschiedenen
Richtungen unterschiedlich stark ausdehnen kann, was wiederum zu den gewünschten Schwammeigenschaften
führt.
[0022] Als poröses Material kann beispielsweise Polyurethan-Äther-Schaum eingesetzt werden.
Dieses Material ist insbesondere dann geeignet, wenn es sich bei der aufzunehmenden
Flüssigkeit um eine Tinte auf Ölbasis handelt. Ein geeignetes Schwammaterial ist beispielsweise
von der Firma Foampartner, Wolfhausen, Schweiz, unter der Bezeichnung "Jet 5" erhältlich.
Generell sind verschiedene Polyurethanschäume für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet,
insbesondere auch Polyurethan-Ester-Schäume oder eine Mischung aus Polyurethan-Ester-
und Polyurethan-Äther-Schäumen.
[0023] Andere poröse Materialien weisen die erfindungsgemäß für die Schwammmontage eingesetzte
Eigenschaft der Quellfähigkeit auch mit wasserbasierten Tinten auf, so dass die vorliegende
Erfindung vorteilhaft für alle gebräuchlichen Tintensysteme, in Verbindung mit dafür
geeigneten porösen Tintenabsorbierungsmitteln einsetzbar ist. Da das Quellvermögen
eines porösen Tintenabsorbierungsmittels, neben seinen Materialeigenschaften, wesentlich
auch von der aufzunehmenden Flüssigkeit oder Tinte abhängt, muss das spezifische Quellverhalten
einer individuellen Schwamm-Tinten-Paarung in der Regel anhand geeigneter Versuche
ermittelt werden. Anhand des spezifischen Quellvermögens sind die Abmessungen des
porösen Tintenabsorbierungsmittels festzulegen.
[0024] Ein entsprechender Tintenbehälter weist somit mindestens eine Tintenkammer auf, in
welche ein poröses Tintenabsorbierungsmittel eingesetzt ist, wobei das Gesamtvolumen
des oder der porösen Körper, die das Tintenabsorbierungsmittel bilden, im trockenen
Zustand kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen Tintenkammer, in die der
bzw. die Körper eingesetzt ist/sind und wobei sich das Volumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels
durch Kontakt mit einer Flüssigkeit selbsttätig vergrößert.
[0025] Das poröse Tintenabsorbierungsmittel, das sich durch den Kontakt mit einem flüssigem
Medium, beispielsweise Tinte, ausgedehnt hat, berührt im Wesentlichen alle Innenwandungen
der Tintenkammer und füllt diese damit vollständig aus. Der Zustand ist zumindest
teilweise reversibel, d.h. dass sich das Tintenabsorbierungsmittel, wenn die Tinte
vollständig wieder aus ihm entfernt ist, wieder auf seine ursprüngliche Größe im trockenen
Zustand zusammenzieht. Ein erfindungsgemäßer Tintenbehälter ist somit daran zu erkennen,
dass das in die jeweilige Tintenkammer eingesetzte poröse Tintenabsorbierungsmittel
im trockenen Zustand ein Volumen aufweist, das kleiner ist als das Innenvolumen der
Tintenkammer, in die es eingesetzt ist. Insbesondere können alle Außenabmessungen
des porösen Tintenabsorbierungsmittels, welches gegebenenfalls aus mehreren Körpern
zusammengesetzt ist, die entsprechenden Innenabmessungen der zugeordneten Tintenkammer
unterschreiten. D. h., für einen erfindungsgemäßen Tintenbehälter gilt, dass das Volumen
des porösen Tintenabsorbierungsmittels im feuchten Zustand (V
pk,feucht), bzw. im Gebrauchszustand, größer als das Volumen des porösen Tintenabsorbierungsmittels
im trockenen Zustand (V
pk,trocken), bzw. im Montagezustand, ist:
[0026] Ein entsprechendes Versuchsergebnis zeigt die folgende Tabelle. Dabei wurden bei
einem Polyurethan-Ester-Schwamm der Firma Foampartner, Wolfhausen, Schweiz, zunächst
Außenabmessungen und Gewicht des unbehandelten Schwamms, d. h. vor der Befüllung mit
Tinte, erfasst; s. Spalte 2. Anschließend wurden die entsprechenden Kennwerte des
mit Tinte gefüllten Schwammes nach einer definierten Einwirkzeit der Tinte bestimmt;
s. Spalte 3. Schließlich wurde die Tinte aus dem Schwamm ausgedrückt, dieser unter
definierten Bedingungen im Ofen getrocknet und wiederum dessen Außenabmessungen und
Gewicht bestimmt. Es zeigt sich, dass der Quellprozess vollständig reversibel ist.
Der gequollene Schwamm geht im Trocknungsprozess wieder auf seine ursprüngliche Grösse
zurück. Dass die gemessene Dicke des getrockneten Schwamms im vorliegenden Fall die
des unbehandelten Schwamms unterschreitet, kann auf dessen Restfeuchte im Ausgangszustand
zurückgeführt werden; dies bestätigt das geringere Schwammgewicht nach dem Trocknungsvorgang.
In der Tabelle bezeichnet der Quellfaktor das Verhältnis der verschiedenen Größen
des feuchten/tintengefüllten Schwammes zu den entsprechenden Größen des unbehandelten
Schwammes. Der Reversibilitätsfaktor gibt das Verhältnis der Größen des entleerten
und getrockneten Schwammes zur entsprechenden Größe des unbehandelten Schwammes an.
|
Schwamm A, unbehandelt |
Schwamm A, feucht / tintengefüllt |
Schwamm A, entleert und getrocknet |
Quellfaktor |
Reversibilitätsfaktor |
Länge / mm |
51,00 |
70,00 |
51,00 |
1,37 |
1,00 |
Breite / mm |
35.50 |
50,50 |
35,50 |
1,42 |
1,00 |
Dicke / mm |
13.00 |
14,00 |
12.00 |
1,08 |
0,92 |
Gewicht / g |
2,71 |
7,83 |
2.58 |
2,89 |
0,95 |
Gemäß bevorzugten Ausführungsformen, die gegebenenfalls kombiniert werden können,
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 10
% bis 60% unterschreitet;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 20
% bis 50%, insbesondere um 30% bis 40% unterschreitet;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 10
% bis 20% unterschreitet;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Tintenkammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 30
% bis 60% unterschreitet; -
sind poröse Körper eingesetzt, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraumes
der jeweiligen Tintenkammer entspricht, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind;
sind poröse Körper aus Polyurethan-Äther-Schaum, Polyurethan-Ester-Schaum oder einer
Mischung aus beidem eingesetzt;
sind poröse Körper eingesetzt, deren Form von der Form des Innenraumes der jeweiligen
Tintenkammer abweicht, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind;
sind poröse Körper eingesetzt, deren From so gewählt ist, dass auch nach dem Quellen
Lufträume zwischen diesen und den die Tintenkammer begrenzenden Wandungen, einschließlich
Bodenteil und Deckenteil, verbleiben.
[0027] Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1a ein poröses Tintenabsorbierungsmittel zur Verwendung bei der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 1b ein Gehäuse für eine Tintenpatrone zur Verwendung im Zusammenhang mit der
vorliegenden Erfindung in perspektivischer Darstellung;
Fig. 1c eine Ansicht des Gehäuses von Figur 1b mit eingesetztem trockenem Tintenabsorbierungsmittel
im Querschnitt;
Fig. 1d eine Seitenansicht des Gehäuses von Figur 1b;
Fig. 2a die Seitenfläche eines weiteren porösen Tintenabsorbierungsmittels zur Verwendung
im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung im trockenen und im nassen Zustand;
Fig. 2b das Tintenabsorbierungsmittel von Fig. 2a in Dickenansicht;
Fig. 2c das Tintenabsorbierungsmittel von Fig. 2a im trockenen Zustand (Ausgangszustand)
sowie nach dem Quellen in Tinte und anschließendem Trocknen.
[0028] In Figur 1a ist in perspektivischer Darstellung ein poröses Tintenabsorbierungsmittel
1, das hier von einem einzelnen Körper mit ebenen Seitenwänden 1a gebildet wird, gezeigt.
In einer alternativen Ausführungsform kann das Tintenabsorbierungsmittel 1 auch aus
mehreren zusammengesetzten Körpern bestehen. Das Tintenabsorbierungsmittel weist ein
gegebenes Gesamtvolumen v auf, sowie eine (hier über die Breite veränderliche) Länge
1, eine (hier über die Länge veränderliche) Breite b und eine hier einheitliche Höhe
h auf.
[0029] Das gezeigte Tintenabsorbierungsmittel 1 ist dafür gedacht, in dem erfindungsgemäßen
Verfahren in das in den Figuren 1b bis 1d gezeigte Gehäuse 2, genauer ausgedrückt
in dessen Tintenkammer 3 eingesetzt zu werden. Das Gehäuse 2 umfasst neben der Tintenkammer
3 die üblichen Elemente, wie beispielsweise eine Tintenauslassöffnung 4. Diese weiteren
Elemente sind dem Fachmann bekannt und sollen deshalb hier nicht näher erläutert werden.
[0030] Im gezeigten Fall hat die Tintenkammer 3 eine andere Form als das zugehörige Tintenabsorbierungsmittel
1. In einer alternativen Ausführungsform kann die Form des Innenraumes der Tintenkammer
3 jedoch der Form des porösen Tintenabsorbierungsmittels im Wesentlichen entsprechen.
Die Tintenkammer weist hier eine einheitliche Länge L, eine einheitliche Breite B
und eine einheitliche Höhe H sowie ein Gesamtvolumen V auf. Wesentlich für die Erfindung
ist es nun, dass im trockenen Zustand des porösen Tintenabsorbierungsmittels dessen
Gesamtvolumen v kleiner ist als das Gesamtvolumen V der Tintenkammer 3. Zumindest
sind seine lokale Länge 1 und seine lokale Breite b kleiner zu wählen als die Länge
L bzw. Breite B der entsprechenden Stelle (bezüglich Breite und Höhe bzw. bezüglich
Länge und Höhe) der Tintenkammer. Auch die Höhe h des porösen Tintenabsorbierungsmittels
ist vorzugsweise kleiner als die Höhe H der Tintenkammer. Dieser Zustand ist am besten
in der Querschnittsansicht von Figur 1c zu erkennen.
[0031] Wenn nun der Tintenbehälter mit einer Flüssigkeit, beispielsweise Tinte, gefüllt
wird, dehnt sich das poröse Tintenabsorbierungsmittel aufgrund seiner Quellfähigkeit
nach allen Seiten hin aus und vergrößert somit sein Volumen. In der beschriebenen
Ausführungsform reicht die Quellung jedoch nicht aus, um an der Stelle der Abschrägung
5 des porösen Tintenabsorbierungsmittels den durch dieses und die angrenzende Kammerwandung
mit der Belüftungsöffnung 6 vorgegebenen Hohlraum, bzw. Luftraum, auszufüllen. Mithin
verändert sich hierbei das Tintenabsorbierungsmittel durch sein Quellen in einer Weise,
dass es bis auf diesen verbleibenden Luftraum an der Wandung der Tintenkammer, d.
h. einschließlich dem die Kammer begrenzenden Deckel, anliegt.
[0032] In den Figuren 2a und 2b ist eine andere Ausführungsform eines porösen Tintenabsorbierungsmittels
1 gezeigt, jeweils im trockenen Zustand (Ausgangszustand beim Einsetzen des Tintenabsorbierungsmittels
in die Tintenkammer) und im gequollenen bzw. feuchten Zustand. Es ist eine einheitliche
Ausdehnung in alle Richtungen zu erkennen. Die Ausdehnung wird in dem Fall, in dem
das poröse Tintenabsorbierungsmittel in die Tintenkammer eingesetzt ist, von den Wänden
der Tintenkammer behindert, d. h. der Schwamm wird durch die Quellung komprimiert.
Wenn die geometrische Form der Tintenkammer von derjenigen des porösen Tintenabsorbierungsmittels
verschieden ist, erfolgt eine anisotrope Komprimierung des Tintenabsorbierungsmittels,
d. h., es entsteht eine inhomogene Porendichtevereilung. Eine solche kann beispielsweise
erwünscht sein, um den Tintenfluss in eine Vorzugsrichtung, entsprechend den wirkenden
Kapillarkräften zu lenken. Ein vollständiges Entfernen der Tinte aus dem porösen Tintenabsorbierungsmittel
führt zu einer Kontraktion desselben, bis sein Ausgangszustand im Wesentlichen wieder
erreicht ist.
[0033] In Fig. 2c ist wiederum das in den Fig. 2a und 2b dargestellte Tintenabsorbierungsmittel
gezeigt, wobei es sich auf der linken Seite dieser Figur im trockenen Zustand (Ausgangszustand)
befindet und auf der rechten Seite dieser Figur in einem Zustand nach Quellen in Tinte
und anschließendem Trocknen. Es ist zu erkennen, dass beide Zustände im Wesentlichen
identisch sind, d.h., dass die Volumenveränderung des porösen Tintenabsorbierungsmittels
1 im Wesentlichen vollständig reversiebel ist, bei gleichzeitiger Formkonstanz.
1. Verfahren zum Herstellen eines Behälters für Druckflüssigkeiten, insbesondere Tinte,
aufweisend die folgenden Verfahrensschritte:
Bereitstellen eines Behälters mit mindestens einer Kammer (3) für die Druckflüssigkeiten,
Bereitstellen eines porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels (1), welches mindestens
einen porösen Köper aufweist,
Einführen eines oder mehrerer der porösen Körper in die Kammer(n) des Behälters, wobei
das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper im trockenen Zustand kleiner ist als
das Aufnahmevolumen der jeweiligen Kammer (3), in die der bzw. die Körper eingesetzt
wird/werden und
Befüllen der Kammer(n) mit der Druckflüssigkeit, wobei sich das Volumen des porösen
Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels (1) durch Kontakt mit der Druckflüssigkeit
selbsttätig vergrößert,
dadurch gekennzeichnet,
dass die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper im trockenen
Zustand bezogen auf die zugehörigen Abmessungen der Kammer(n) so gewählt werden, dass
das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel (1) nach dem homogenen Quellen des porösen
Köpers oder der porösen Körper eine inhomogene Porenverteilung und anisotrope Speichereigenschaften
hat, durch die ein definierter Druckflüssigkeitsfluss vorgegeben ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 10 %
bis 60 % unterschreitet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper eingesetzt werden, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraumes
der jeweiligen Kammer entspricht, in die der bzw. die Köper eingesetzt wird/werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper aus Polyurethan-Äther-Schaum eingesetzt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper aus Polyurethan-Ester-Schaum eingesetzt werden.
6. Verfahren nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kammer des Behälters anschließend mit Druckflüssigkeit gefüllt und verschlossen
wird.
7. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt wird/werden, um 20 %
bis 50 %, insbesondere 30 % bis 40 % unterschreitet.
8. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt wird/werden, um 10 % bis
20 % unterschreitet.
9. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper verwendet werden, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt wird/werden, um 30 % bis
60 % unterschreitet.
10. Behälter für Druckflüssigkeit, insbesondere Tinte, aufweisend mindestens eine Kammer
(3) für Druckflüssigkeit, in welche ein poröses Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel
(1) eingesetzt ist, wobei das Gesamtvolumen des oder der porösen Körper, die das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel
(1) bilden, im trockenen Zustand kleiner ist als das Aufnahmevolumen der jeweiligen
Kammer (3), in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, und sich das Volumen des
porösen Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittels (1) durch Kontakt mit einer Flüssigkeit
selbsttätig vergrößert,
dadurch gekennzeichnet,
dass die verschiedenen Abmessungen des porösen Körpers oder der porösen Körper im trockenen
Zustand bezogen auf die zugehörigen Abmessungen der Kammer(n) so ausgewählt sind,
dass das Druckflüssigkeits-Absorbierungsmittel (1) nach dem homogenen Quellen des
porösen Körpers oder der porösen Köper eine inhomogene Porenverteilung und anisotrope
Speichereigenschaften hat, durch die ein definierter Druckflüssigkeitsfluss vorgegeben
ist.
11. Behälter nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 10 % bis
60 % unterschreitet.
12. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt ist/sind, um 20 % bis
50 %, insbesondere um 30 % bis 40 % unterschreitet.
13. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Köper eingesetzt ist/sind, um 10 % bis
20 % unterschreitet.
14. Behälter nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Gesamtvolumen im trockenen Zustand das Aufnahmevolumen
der jeweiligen Kammer, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind, um 30 % bis
60 % unterschreitet.
15. Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Form im Wesentlichen der Form des Innenraumes
der jeweiligen Kammer entspricht, in die der bzw. die Köper eingesetzt ist/sind.
16. Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Körper eingesetzt sind, deren Form von der Form des Innenraumes der jeweiligen
Kammer abweicht, in die der bzw. die Körper eingesetzt ist/sind.
17. Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper eingesetzt sind, deren Form so gewählt ist, dass auch nach dem Quellen
Lufträume zwischen diesen und den die Kammer begrenzenden Wandungen, einschließlich
Bodenteil und Deckelteil, verbleiben.
18. Behälter nach mindestens einem der vorstehenden Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass poröse Köper aus Polyurethan-Äther-Schau, Polyurethan-Ester-Schaum oder einer Mischung
aus beidem eingesetzt sind.
1. A method of producing a container for pressure fluids, especially ink, in a process
having the following steps:
providing a container with at least one chamber (3) for the pressure fluids and providing
the pressure fluids with an absorbent (1) comprising at least one porous body,
inserting one or more of the porous bodies into the chamber or chambers of the container,
wherein the total volume of the porous body or bodies in the chamber or chambers,
when dry, is less than the intake volume of the respective chambers (3) into which
the body or bodies are inserted, and
filling the chamber or chambers with the pressure fluid, wherein the volume of the
porous absorbent (1) is automatically increased by contact with the pressure fluid,
characterised in that
the various dimensions of the porous body or bodies when dried, relative to the associated
dimensions of the chamber or chambers, are chosen so that the absorbent (1), after
uniform swelling of the porous body or bodies, has a non-uniform pore distribution
and anisotropic storage properties, resulting in a defined flow of pressure fluid.
2. A method according to claim 1, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 10 to 60% less than
the intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
3. A method according to claim 1 or claim 2, characterised by use of porous bodies having a shape which substantially corresponds to the shape
of the interior of the chambers into which the bodies are inserted.
4. A method according to any of claims 1 to 3, characterised by use of porous bodies made of polyurethane ether foam.
5. A method according to any of claims 1 to 3, characterised by use of porous bodies made of polyurethane ester foam.
6. A method according to at least one of the preceding claims 1 to 5, characterised in that the chambers of the container are subsequently filled with pressure fluid and sealed.
7. A method according to at least one of claims 1 to 6, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 20 to 50%, especailly
30 to 40%, below the intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
8. A method according to at least one of claims 1 to 7, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 10 to 20% below the
intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
9. A method according to at least one of claims 1 to 7, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 30 to 60% less than
the intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
10. A container for pressure fluid, especially ink, comprising at least one pressure-fluid
chamber (3) into which a porous absorbent (1) for pressure
fluids is inserted, wherein the total volume of the body or bodies constituting the
absorbent (1), when dry, is less than the intake volume of the chambers into which
the bodies are inserted, and the volume of the porous absorbent (1) is automatically
increased by contact with a liquid,
characterised in that
the various dimensions of the porous body or bodies when dried, relative to the associated
dimensions of the chamber or chambers, are chosen so that the absorbent (1), after
uniform swelling of the porous body or bodies, has a non-uniform pore distribution
and anisotropic storage properties, resulting in a defined flow of pressure fluid.
11. A container according to claim 10, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 10 to 60% below the
intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
12. A container according to claim 11, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 20 to 50%, especially
30 to 40%, below the intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
13. A container according to claim 11, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 10 to 20% below the
intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
14. A container according to claim 11, characterised by use of porous bodies having a total volume, when dry, which is 30 to 60% below the
intake volume of the chambers into which the bodies are inserted.
15. A container according to at least one of the preceding claims 10 to 14, characterised by use of porous bodies having a shape which substantially corresponds to the shape
of the interior of the respective chambers into which the bodies are inserted.
16. A container according to at least one of the preceding claims 10 to 14, characterised by use of porous bodies having a shape which differs from the shape of the interior
of the respective chambers into which the bodies are inserted.
17. A container according to at least one of the preceding claims 10 to 16, characterised by use of porous bodies having a shape chosen so that after swelling, air gaps are left
between the container and the walls bounding the chambers, including the floor part
and the roof part.
18. A container according to at least one of the preceding claims 10 to 17, characterised by use of porous bodies made of polyurethane ether foam or polyurethane ester foam or
a mixture of the two.
1. Procédé de fabrication d'un réservoir pour liquides sous pression, en particulier
pour encre, comportant les étapes consistant à :
fournir un réservoir avec au moins une chambre (3) pour les liquides sous pression,
fournir un moyen poreux d'absorption de liquide sous pression (1) comportant au moins
un corps poreux ;
introduire un ou plusieurs corps poreux dans la ou les chambres du réservoir, le volume
total du ou des corps poreux à l'état sec étant inférieur au volume de réception des
différentes chambres (3) dans lesquelles le ou les corps sont introduits ; et
remplir la ou les chambres en liquide sous pression, le volume du moyen poreux d'absorption
de liquide sous pression (1) augmentant de lui-même par contact avec le liquide sous
pression ;
caractérisé en ce que
les différentes dimensions du ou des corps poreux à l'état sec sont choisies par rapport
aux dimensions correspondantes de la ou des chambres afin que le moyen poreux d'absorption
de liquide sous pression (1), après le gonflement homogène du ou des corps poreux,
présente une distribution non homogène des pores ainsi que des propriétés anisotropes
de stockage grâce auxquelles est déterminé un flux défini du liquide sous pression.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
10 % à 60 % par rapport au volume de réception des différentes chambres dans lesquelles
le ou les corps sont introduits.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont la forme correspond substantiellement à la forme
de l'espace intérieur des différentes chambres dans lesquelles le ou les corps sont
introduits.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux en mousse de polyuréthane-éther.
5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux en mousse de polyuréthane-ester.
6. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes 1 à 5, caractérisé en ce que les chambres du réservoir sont ensuite remplies de liquide sous pression et fermées.
7. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes 1 à 6, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
20 % à 50 %, plus particulièrement de 30 % à 40 %, par rapport au volume de réception
des différentes chambres dans lesquelles le ou les corps sont introduits.
8. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
10 % à 20 % par rapport au volume de réception des différentes chambres dans lesquelles
le ou les corps sont introduits.
9. Procédé selon au moins l'une des revendications précédentes 1 à 7, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
30 % à 60 % par rapport au volume de réception des différentes chambres dans lesquelles
le ou les corps sont introduits.
10. Réservoir pour liquide sous pression, en particulier pour encre, présentant au moins
une chambre (3) pour liquide sous pression, dans laquelle est introduit un moyen poreux
d'absorption de liquide sous pression (1), le volume total du ou des corps poreux
à l'état sec étant inférieur au volume de réception des différentes chambres (3) dans
lesquelles le ou les corps sont introduits, et le volume du moyen poreux d'absorption
de liquide sous pression (1) augmentant de lui-même par contact avec un liquide ;
caractérisé en ce que
les différentes dimensions du ou des corps poreux à l'état sec sont choisies par rapport
aux dimensions correspondantes de la ou des chambres afin que le moyen poreux d'absorption
de liquide sous pression (1), après le gonflement homogène du ou des corps poreux,
présente une distribution non homogène des pores ainsi que des propriétés anisotropes
de,stockage grâce auxquelles est déterminé un flux défini du liquide sous pression.
11. Réservoir selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
10 % à 60 % par rapport au volume de réception des différentes chambres dans lesquelles
le ou les corps sont introduits.
12. Réservoir selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
20 % à 50 %, plus particulièrement de 30 % à 40 %, par rapport au volume de réception
des différentes chambres dans lesquelles le ou les corps sont introduits.
13. Réservoir selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
10 % à 20 % par rapport au volume de réception des différentes chambres dans lesquelles
le ou les corps sont introduits.
14. Réservoir selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont le volume total à l'état sec est inférieur de
30 % à 60 % par rapport au volume de réception des différentes chambres dans lesquelles
le ou les corps sont introduits.
15. Réservoir selon au moins l'une des revendications précédentes 10 à 14, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont la forme correspond substantiellement à la forme
de l'espace intérieur des différentes chambres dans lesquelles le ou les corps sont
introduits.
16. Réservoir selon au moins l'une des revendications précédentes 10 à 14, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont la forme diffère de la forme de l'espace intérieur
des différentes chambres dans lesquelles le ou les corps sont introduits.
17. Réservoir selon au moins l'une des revendications précédentes 10 à 16, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux dont la forme est choisie de manière à ce que, après
gonflement, il subsiste des espaces d'air entre ceux-ci et les parois délimitant la
chambre, y compris la partie servant de fond et la partie servant de couvercle.
18. Réservoir selon au moins l'une des revendications précédentes 10 à 17, caractérisé en ce que l'on utilise des corps poreux en mousse de polyuréthane-éther, de polyuréthane-ester
ou d'un mélange des deux.