DE10202708B4

DE10202708B4 - Tintenstrahlkopfpatrone mit Blasenkammer

Info

Publication number: DE10202708B4
Application number: DE10202708A
Authority: DE
Inventors: Hsun Hsien Chan; Chih Ching Chen
Original assignee: BenQ Corp
Current assignee: BenQ Corp
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2002-01-24
Publication date: 2007-10-04
Anticipated expiration: 2022-01-25
Also published as: TW514602B; DE10202708A1; US20020130934A1; US6547379B2

Abstract

Kopfpatrone (50, 100) umfassend:
– ein Tintenreservoir (52, 102) zum Speichern von Tinte;
– einen Druckkopf (74, 124), der Tinte aufheizen kann, um Blasen (76, 126) zu erzeugen, wobei die Blasen (76, 126) ein Ausstrahlen von Tinte aus dem Druckkopf (74, 124) bewirken;
– einen Tintenkanal (62, 112), welcher unterhalb des Tintenreservoirs (52, 102) zur Zuleitung von Tinte aus dem Tintenreservoir zum Druckkopf (74, 124) angeordnet ist, wobei der Tintenkanal (62, 102) eine Blasenkammer (66, 116) zum Speichern von Blasen (76, 126) aufweist;
– eine Tintenleitung (64, 114), welche zwischen dem Tintenreservoir (52, 102) und dem Tintenkanal (62, 112) angeordnet ist, um aus dem Tintenreservoir (52, 102) zugeführte Tinte aufzunehmen; und
– ein Filter (78, 128), welches über der Tintenleitung (64, 114) angeordnet ist, um von dem Tintenreservoir (52, 102) zur Tintenleitung (64, 114) zugeführte Tinte zu filtern;
wobei
– durch den Druckkopf...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenstrahlkopfpatrone mit einer Blasenkammer zum Sammeln von zurückbleibenden Blasen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Üblicherweise umfasst eine Tintenstrahldruckvorrichtung eine Kopfpatrone, welche sich auf einer Schiene vorwärts und rückwärts bzw. hin und her bewegen kann, um Tinte auf ein Dokument auszustrahlen, um zu drucken. Die Kopfpatrone umfasst ein Gehäuse, ein Tintenreservoir zum Speichern von Tinte und einen Druckkopf, welcher mit dem Tintenreservoir zum Ausstrahlen von Tinte in Fluidverbindung steht. Der Druckkopf umfasst weiter eine Vielzahl von Heizvorrichtungen zur Erzeugung von Blasen durch Aufheizen der Tinte. Die durch die Heizvorrichtungen erzeugten Blasen drücken Tinte in den Druckkopf und bewirken, dass die Tinte aus dem Druckkopf ausgestrahlt wird.
Nachdem jedoch die Tinte ausgestrahlt wurde, bleiben einige Blasen in der Tintenkammer des Druckkopfes zurück. Diese zurückbleibenden Blasen können durch unvollständige Kontraktion einer Blase, Luft, welche von der Tinte nach einem Heiz/Vibrationsvorgang freigesetzt wird, einer Oberflächenrauheit der Tintenkammer und des Tintendurchlasses oder Luft, welche von außerhalb des Druckkopfes in den Druckkopf eindringt, verursacht werden. Diese zurückbleibenden Blasen können durch den Fluiddurchgang in eine Tintenleitung strömen, wobei sie schließlich durch ein Filter gestoppt werden und sich unterhalb des Filters ansammeln, welcher zwischen der Tintenleitung und dem Tintenreservoir angeordnet ist. Die Ansammlung von zurückbleibenden Blasen verhindert, dass die Tinte in die Tintenleitung einströmt, so dass sich die Tinte im Reservoir nicht länger in den Druckkopf bewegen kann. Somit wird das Drucken durch die zurückbleibenden Blasen beeinträchtigt.
Nachfolgend wird 1 beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer Kopfpatrone 10 gemäß dem Stand der Technik. Die Kopfpatrone 10 ist in der US 6007192 A „Head Cartridge Assembly for Ink-Jet Printer" von Samsung Electronics offenbart. Die Tintenpatrone 10 umfasst ein Tintenreservoir 12 zum Speichern von Tinte, eine Heizvorrichtung 14 zum Aufheizen der Tinte, ein Filter 16 zum Filtern der Tinte, welche von dem Tintenreservoir 12 zuströmt, und eine Düse 18, die vorgesehen ist, um Tinte durch eine Düsenöffnung 22 auszustrahlen. Die Heizvorrichtung 14 heizt die Tinte auf, um Blasen zu erzeugen, und die Blasen bewirken, dass Tinte aus der Düsenöffnung 22 ausgestrahlt wird. Nachdem die Tinte aus der Düsenöffnung 22 ausgestrahlt ist, sammeln sich zurückbleibende Blasen unterhalb des Filters 16. Die Ansammlung der zurückbleibenden Blasen bewirkt, dass eine Bewegung von Tinte, welche vom Tintenreservoir 12 zugeführt wird, behindert ist, so dass die Druckfunktion der Tintenpatrone 10 beeinträchtigt ist. Eine ähnliche Kopfpatrone ist in der EP 0 320 165 A1 offenbart.
Weiter beschreiben die EP 0 953 447 A2 und die EP 0 727 314 A2 Tintenpatronen, die zur Vermeidung des Ansammelns von Blasen nahe dem Druckkopf eine Blasenkammer aufweisen, die in Verbindung mit einer Tintenleitung steht, welche zwischen einem Tintenreservoir und dem Druckkopf angeordnet ist, wobei die sich in der Tintenleitung ansammelnden Blasen in die Blasenkammer geleitet werden. Die in der EP 0 953 447 A2 offenbarten Blasenkammern bilden zwischen sich liegend den Tintenkanal zum Führen der Tinte von dem Tintenreservoir an den Druckkopf und weisen Führungselemente auf, um die entgegen der Flussrichtung der Tinte aufsteigenden Blasen in die Blasenkammern zu leiten. Die in der EP 0 727 314 offenbarte Blasenkammer ist als eine zwischen dem Tintenreservoir und dem Druckkopf angeordnete weitere Tintenkammer ausgestaltet, die sich unterhalb und seitlich von dem Tintenreservoir erstreckt. Durch zusätzlich vorgesehen Führungselemente und einen ansteigenden Verlauf des zusätzlichen Tintenreservoirs in dem Bereich unterhalb des eigentlichen Tintenreservoirs werden entstehende Blasen in den neben dem eigentlichen Tintenreservoir angeordneten Teil des zusätzlichen Tintenreservoirs geleitet.
Von daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Herstellbarkeit eine verbesserte Kopfpatrone bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Kopfpatrone mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Die Unteransprüche enthalten bevorzugte Weiterentwicklungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß umfasst eine Kopfpatrone demgemäß eine besonders einfach ausgestaltete Blasenkammer zum Sammeln überzähliger bzw. zurückbleibender Blasen. Wie aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung deutlicher werden wird, beinträchtigen die zurückbleibenden Blasen nicht den Druckvorgang, da die überflüssigen Blasen in der Blasenkammer gesammelt werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. In der Zeichnung ist:
1 eine perspektivische Ansicht einer Kopfpatrone gemäß dem Stand der Technik,
2 eine perspektivische Ansicht einer Kopfpatrone gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
3 eine Schnittansicht der in 2 gezeigten Kopfpatrone,
4 eine vergrößerte Ansicht einer in 3 gezeigten Blasenkammer,
5 eine perspektivische Ansicht einer Kopfpatrone gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung,
6 eine Schnittansicht der in 5 gezeigten Kopfpatrone, und
7 eine Schnittansicht der in 5 gezeigten Kopfpatrone.
Nachfolgend werden die 2 bis 4 beschrieben. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Kopfpatrone 50 eines ersten Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung. 3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 3-3 der in 2 gezeigten Kopfpatrone 50. 4 ist einer vergrößerte Ansicht der in 3 gezeigten Blasenkammer. Die Kopfpatrone 50 umfasst ein Tintenreservoir 52 zum Speichern von Tinte, und einen Tintenkanal 62, welcher unterhalb des Tintenreservoirs 52 angeordnet ist. Das Tintenreservoir 52 weist eine vorstehende Kante bzw. einen vorstehenden Rand 68 zur Abtrennung des Tintenkanals 62, so dass eine Blasenkammer 66 über dem Druckkopf 74 gebildet wird, eine Tintenleitung 64 zwischen dem Tintenreservoir 52 und der Blasenkammer 66 und einen Tintendurchlass 72 zwischen dem Druckkopf 74 und der vorstehenden Kante 68 auf, um die Tintenleitung 64 und die Blasenkammer 66 miteinander zu verbinden.
Der Tintenleitung 64 wird Tinte vom Tintenreservoir 52 zugeführt. Die Blasenkammer 66 sammelt Blasen 76. Ein vorgeschlagenes Volumen der Blasenkammer 66 ist größer als 0,2 cm³. Der Tintendurchlass 72 leitet bzw. führt Tinte von der Tintenleitung 64 zur Blasenkammer 66. Des Weiteren ist das Tintenreservoir 52 vollständig mit einem porösen Material 54, wie z. B. einem Schaumstoff, gefüllt, um Tinte zu absorbieren, um zu verhindern, dass Tinte in die Tintenleitung 64 strömt, wenn der Drucker nicht druckt. Ein Filter 78 ist am oberen Ende der Tintenleitung 64 zum Zwecke des Filterns von Tinte angeordnet.
Die Tintenkopfpatrone 50 umfasst weiter einen Druckkopf 74. Der Druckkopf 74 umfasst eine Vielzahl von Heizvorrichtungen (nicht gezeigt) und eine Vielzahl von Düsenöffnungen (nicht gezeigt). Die Heizvorrichtungen werden verwendet, um Blasen durch Aufheizen der Tinte zu erzeugen. Die Blasen bewirken, das die Tinte im Druckkopf 74 aus den Düsenöffnungen ausstrahlt. Wenn sich die Blasen unvollständig zusammenziehen bzw. zusammenfallen, strömt ein Teil der Blase nach oben, um in die Blasenkammer 66 einzutreten.
Da ein Teil des Druckkopfes 74 durch die Blasenkammer 66 überdeckt ist, werden die zurückbleibenden Blasen in der Blasenkammer gesammelt und sammeln sich nicht unterhalb des Filters 78 an, was ein Strömen von Tinte aus dem Tintenreservoir 52 in die Tintenleitung 64 erschweren würde. Somit beeinträchtigen die zurückbleibenden Blasen nicht den Druckvorgang.
Nachfolgend werden die 5 bis 7 beschrieben. 5 ist eine perspektivische Ansicht einer Kopfpatrone gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 6-6 der in 6 gezeigten Kopfpatrone. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 7-7 der in 5 gezeigten Kopfpatrone. Die Kopfpatrone 100 umfasst drei Tintenreservoire 102 zur Speicherung von gelber, magenta- und zyanfarbiger Tinten.
Nachfolgend werden die 6 und 7 beschrieben. Die Kopfpatrone 100 umfasst weiter drei Basisplatten 132, welche am Boden des Tintenreservoirs 102 befestigt sind. Zusammen mit den drei Basisplatten 132, einem unteren Ende des Tintenreservoirs 102 und zwei Trennwänden 106 sind drei unabhängige Tintenkanäle 112 unterhalb des Tintenreservoirs 102 gebildet. Jeder Tintenkanal 112 führt eine Art von Tinte zu einem Druckkopf 124 aus einem entsprechenden Tintenreservoir 102 zu. An einem Ende jedes Tintenkanals 112 ist ein Filter 128 am oberen Ende einer Tintenleitung 114 zur Filterung der Tinte, welche aus dem Tintenreservoir 102 strömt, angeordnet. Am anderen Ende des Tintenkanals 112 ist ein Tintenauslass 136 angeordnet, um Tinte zum Druckkopf 124 durchzulassen.
Genauer umfasst jede Basisplatte 132 wenigstens einen Verbindungsbereich 134, so dass jede Basisplatte 132 mit dem Boden des entsprechenden Tintenreservoirs 102 mittels Verwendung eines Ultraschallwellen-Schmelzverfahrens verbunden werden kann.
In jedem Tintenkanal 112 verläuft ein vorstehender Rand 118 vom Boden des entsprechenden Tintenreservoirs 102, um eine Blasenkammer 116 von dem Tintenkanal 112 zu trennen. Weiterhin ist eine Tintenleitung 114 zwischen der Blasenkammer 116 und dem Tintenreservoir 102 gebildet, und ein Tintendurchgang 122 ist zwischen dem vorstehenden Rand 118 und der Basisplatte 132 gebildet, wie in den 6 und 7 gezeigt.
Zusammenfassend ist die Funktion des Fluiddurchgangs bzw. -durchlasses derart, dass Tinte von dem Tintenreservoir 102 durch das Filter 128 strömt, um in die Tintenleitung 114 einzutreten, und anschließend durch den Tintendurchlass 122 strömt, um in die Blasenkammer 116 einzutreten. Tinte kommt dann am Ausgang 136 an, um zum Druckkopf 124 zugeführt zu werden.
Jedes Tintenreservoir 102 ist vollständig mit einem porösen Material 104, wie beispielsweise einem Schaumstoff, gefüllt, um in dem Tintenreservoir 102 gespeicherte Tinte zu absorbieren, um zu verhindern, dass Tinte in die Tintenleitung 114 strömt, wenn der Drucker nicht druckt.
Die Tintenkopfpatrone 100 umfasst einen Druckkopf 124. Der Druckkopf 124 umfasst weiter eine Vielzahl von Heizvorrichtungen (nicht gezeigt) und eine Vielzahl von Düsenöffnungen (nicht gezeigt). Die Heizvorrichtungen werden verwendet, um Blasen durch Aufheizen von Tinte zu erzeugen, und diese Blasen bewirken, dass die Tinte im Druckkopf 124 aus den Düsenöffnungen ausgestrahlt wird. Wenn sich die Blasen unvollständig zusammenziehen, schwimmt ein Teil der Blase nach oben, um in die Blasenkammer 116 einzutreten. Da ein Teil des Druckkopfes 124 durch die Blasenkammer 116 überdeckt ist, werden die zurückbleibenden Blasen in der Blasenkammer gesammelt und sammeln sich nicht unterhalb des Filters 128 an, um das Eintreten von Tinte in die Tintenleitung 114 aus dem Tintenreservoir 102 zu behindern. Somit beeinträchtigen die zurückbleibenden Blasen nicht die Druckfunktion, wenn der Drucker druckt.
Im Gegensatz zum Stand der Technik umfasst die vorliegende Kopfpatrone eine Blasenkammer zum Sammeln zurückbleibender Blasen, so dass die zurückbleibenden Blasen sich nicht unterhalb des Filters ansammeln und das Eintreten von Tinte in die Tintenleitung aus dem Reservoir behindern. Somit beeinträchtigen die zurückbleibenden Blasen nicht die Druckfunktion, wenn der Drucker druckt.
Zusammenfassend betrifft die vorliegende Erfindung einen Druckkopf 50, 100 mit einer Blasenkammer 66, 116, welcher ein Tintenreservoir 52, 102, einen Druckkopf 74, 124 und einen Tintenkanal 62, 112 aufweist. Das Tintenreservoir 52, 102 speichert Tinte. Der Druckkopf 74, 124 weist eine Vielzahl von Heizvorrichtung zur Erzeugung von Blasen 76, 126 auf, so dass Tinte aus dem Druckkopf 74, 124 mittels der Blasen 76, 126 ausgestrahlt wird. Der Tintenkanal 62, 112 ist unterhalb des Tintenreservoirs 52, 102 angeordnet, um Tinte aus dem Tintenreservoir in den Druckkopf 4, 124 zu leiten, und der Tintenkanal 62, 112 weist eine schlitzförmige Blasenkammer 66, 116 zur Ansammlung zurückbleibender Blasen 76, 126 auf, um ein Strömen des Fluids aus dem Tintenreservoir 51, 102 zur Tintenleitung 64, 114 zu verbessern.

Claims

Kopfpatrone (50, 100) umfassend: – ein Tintenreservoir (52, 102) zum Speichern von Tinte; – einen Druckkopf (74, 124), der Tinte aufheizen kann, um Blasen (76, 126) zu erzeugen, wobei die Blasen (76, 126) ein Ausstrahlen von Tinte aus dem Druckkopf (74, 124) bewirken; – einen Tintenkanal (62, 112), welcher unterhalb des Tintenreservoirs (52, 102) zur Zuleitung von Tinte aus dem Tintenreservoir zum Druckkopf (74, 124) angeordnet ist, wobei der Tintenkanal (62, 102) eine Blasenkammer (66, 116) zum Speichern von Blasen (76, 126) aufweist; – eine Tintenleitung (64, 114), welche zwischen dem Tintenreservoir (52, 102) und dem Tintenkanal (62, 112) angeordnet ist, um aus dem Tintenreservoir (52, 102) zugeführte Tinte aufzunehmen; und – ein Filter (78, 128), welches über der Tintenleitung (64, 114) angeordnet ist, um von dem Tintenreservoir (52, 102) zur Tintenleitung (64, 114) zugeführte Tinte zu filtern; wobei – durch den Druckkopf erzeugte Blasen (76, 126) nach oben aufschwimmen, so dass zumindest ein Teil der Blasen (76, 126) in der Blasenkammer (66, 116) gespeichert wird, – das Tintenreservoir (52, 102) einen vorstehenden Rand (68, 118) aufweist, um den Tintenkanal (62, 112) zu unterteilen, um die Blasenkammer (66, 116) zu bilden, und – die Blasenkammer (66, 116) über dem Druckkopf (74, 124) positioniert ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasenkammer (66, 116) ein Schlitz ist, welcher unterhalb des Tintenreservoirs (52, 102) gebildet ist.
Kopfpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfpatrone weiter eine Basisplatte (132) aufweist, welche mit einem unteren Ende des Tintenreservoirs (102) verbunden ist, wobei die Basisplatte (132), das untere Ende des Tintenreservoirs (102) und der vorstehende Rand (118) den Tintenkanal (112) und die Blasenkammer (116) bilden.
Kopfpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tintenreservoir (102) und die Basisplatte (132) miteinander mittels Ultraschallwellen verschweißt sind.
Kopfpatrone nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenkanal (112) einen Tintendurchlass (122) umfasst, welcher zwischen dem vorstehenden Rand (118) und der Basisplatte (132) gebildet ist.
Kopfpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckkopf (74, 124) weiter eine Vielzahl von Düsen zum Ausstrahlen von Tinte aus dem Tintenkanal (62, 112) umfasst.
Kopfpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasenkammer (66, 116) eine Kapazität von größer als 0,2 cm³ aufweist.
Kopfpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfpatrone weiter eine Vielzahl von Tintenreservoirs (102), eine Vielzahl von Tintenkanälen (112) und eine Vielzahl von Ausgängen (136) umfasst, und dass jeder der Tintenkanäle (112) eine Blasenkammer (116) aufweist und mit einem entsprechenden Tintenreservoir (102) und einem entsprechenden Ausgang (136) verbunden ist, um Tinte von dem verbundenen Tintenreservoir (102) zum verbundenen Ausgang zuzuleiten, so dass der Ausgang (136) in der Lage ist, Tinte zum Druckkopf (124) zuzuführen.
Kopfpatrone nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfpatrone weiter drei Tintenreservoire (102), drei Tintenkanäle (112) und drei Ausgänge (136) umfasst, und dass die drei Tintenreservoire (102) zur Speicherung von Tinte von drei unterschiedlichen Farben verwendet werden.
Kopfpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopfpatrone umfasst: – drei Tintenreservoire (102) zum Speichern von Tinte, wobei jedes Tintenreservoir (102) ein unteres Ende aufweist und jedes Tintenreservoir (102) verwendet wird, um Tinte einer unterschiedlichen Farbe zu speichern; – drei Tintenkanäle (112), wobei zu jedem Tintenreservoir (102) ein Tintenkanal (112) korrespondiert; – wenigstens zwei vorstehende Ränder (118), die an dem unteren Ende der Tintenreservoire (102) angeordnet sind, um eine Blasenkammer (116) von jedem der drei Tintenkanäle (112) zu trennen; – eine Basisplatte (132), die wenigstens einen Verbindungsbereich (134) umfasst, um mit jedem der Tintenreservoire (102) verbunden zu werden, wobei die Basisplatte (132) weiter zwei Trennwände (106) umfasst, die an die unteren Enden der drei Tintenreservoire (102) anschließen, um die drei Tintenkanäle (112) zu bilden, wobei der Druckkopf in der Basisplatte (132) angeordnet ist; und – drei Ausgänge (136), wobei ein Ausgang (136) an dem unteren Ende von jedem Tintenreservoir (102) gebildet ist, – wobei die Basisplatte (132), das untere Ende der Tintenreservoire (102) und die vorstehenden Ränder (118) die drei Tintenkanäle (112) und die drei korrespondierenden Blasenkammern (116) bilden, die Tintenkanäle (112) mit den korrespondierenden Tintenreservoiren (102) und den korrespondierenden Ausgängen (136) verbunden sind, um Tinte von den verbundenen Tintenreservoiren (102) zu den verbundenen Ausgängen (136) zu leiten, so dass die Ausgänge (136) in der Lage sind, Tinte zum Druckkopf (124) zuzuführen, um Tinte von den Tintenreservoiren (102) an den Druckkopf (124) zu leiten, wobei die von dem Druckkopf (124) erzeugten Blasen nach oben steigen, so dass die Blasen in den Blasenkammern (116) gesammelt werden.