DE10216654A1

DE10216654A1 - Tintenkartusche

Info

Publication number: DE10216654A1
Application number: DE2002116654
Authority: DE
Original assignee: Artech GmbH Design and Production in Plastic
Current assignee: Artech GmbH Design and Production in Plastic
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-23

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenkartusche (1) zur Tintenversorgung einer Tintenstrahldruckeinrichtung, mit einem mit Tinte befüllbaren Gehäuse (2), welches aus mehreren Wandungen (2a, 2b, 2c) gebildet wird und in einer Wandung (2c) einen von innen nach außen durchgehenden Tintenauslaß (4) aufweist, in dessen Durchgangsöffnung Dichtmittel (6) angeordnet sind und auf dem außen eine Abdeckung (7) angebracht ist. Um eine größere Sicherheit der Abdichtung beim Einsetzen in den Drucker zu erreichen, schlägt die Erfindung vor, daß die Abdeckung (7) koaxial zum Dichtmittel (6) eine von außen gegen das Dichtmittel (6) gerichtete dauerhafte Einformung (8) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenkartusche zur Tintenversorgung einer Tintenstrahldruckeinrichtung, mit einem mit Tinte befüllbaren Gehäuse, welches aus mehreren Wandungen gebildet wird und in einer Wandung mindestens einen von innen nach außen durchgehenden Tintenauslaß aufweist, in dessen Durchgangsöffnung Dichtmittel angeordnet sind und auf dem außen eine Abdeckung angebracht ist.
Tintenkartuschen der genannten Art sind als austauschbare Tintenversorgungstanks für Tintenstrahldrucker in vielfältigen Ausführungsformen bekannt, und zwar in der Regel als Einweg-Verbrauchsmittel. Die zur Versorgung des Tintenstrahldruckers bestimmte Tinte ist in einem zumeist kastenförmigen Gehäuse mit einer einzelnen oder auch einer Mehrzahl von Kammern eingefüllt, je nachdem, ob eine oder mehrere verschieden farbige Tinten zur Verfügung gestellt werden sollen. In dem Gehäuse ist die Tinte entweder direkt, d. h. frei fließend, oder in einem flexiblen Beutel eingefüllt, oder in einem tintenabsorbierenden Mittel wie Schaumstoff oder dergleichen gespeichert. Die Tinte wird aus dem Gehäuse, bei mehreren Kammern aus jeder einzelnen Kammer, jeweils durch einen Tintenauslaß an den Drucker abgegeben. In der Durchgangsöffnung jedes Tintenauslasses ist zum flüssigkeitsdichten Anschluß ein Dichtmittel angeordnet, etwa eine Elastomerdichtung, welche eine von außen in die Öffnung des Tintenauslasses eingesteckte Tintenentnahmenadel eines Druckers abdichtend aufnimmt.
Die Dichtmittel können beispielsweise als Ringdichtung mit einer Durchgangsöffnung, beispielsweise als O-Ring, oder alternativ als zunächst geschlossene, beim Einsetzen in den Drucker von der Tintenentnahmenadel durchstechbare Dichtungsanordnung, beispielsweise als Septum oder als dünne Membran ausgebildet sein. Durch eine zusätzlich außen auf der Durchgangsöffnung befestigte steife Abdeckung wird die elastische Dichtungsanordnung in dem Tintenauslaß gehalten. Wenn die Dichtmittel als Dichtringe ausgebildet sind, hat die Abdeckung zusätzlich die Funktion, den Tintenauslaß vor dem Einsetzen der Kartusche in den Drucker dicht zu verschließen. Eine Kartusche mit einem derartig gestalteten Tintenauslaß ist beispielsweise in der EP 0 553 535 B1 beschrieben. Darin wird die Abdeckung durch eine straff über die Auslaßöffnung gespannte und fest gesiegelte Folie gebildet.
Der aus der EP 0 553 535 B1 bekannte Tintenauslaß mit einem Dichtmittel und einer Abdeckung hat den Vorteil, daß der elastische Dichtring durch die Abdeckung gehalten und geschützt wird. Wenn jedoch beim Einsetzen in den Drucker die Tintenentnahmenadel versehentlich nicht exakt in der Mitte der Abdeckung positioniert wird, kann die Tintenentnahmenadel die Durchgangsöffnung beziehungsweise den Durchstechbereich der Dichtmittel seitlich verfehlen. Dann ist nicht auszuschließen, daß die Tintenentnahmenadel nicht korrekt eingesteckt werden kann oder die Dichtmittel verschoben, verformt oder beschädigt werden. Dadurch kann es zu einer Fehlfunktion der Dichtung kommen, so daß unkontrolliert Tinte austreten kann mit den daraus resultierenden unangenehmen Konsequenzen.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend davon die Motivation zugrunde, eine Tintenkartusche mit einem Tintenauslaß zur Verfügung zu stellen, welcher im Hinblick auf die erwähnten Probleme beim Einsetzen in den Drucker verbessert ist. Im Einzelnen wird angestrebt, daß die Tintenentnahmenadel möglichst sicher und genau zentriert den vorgesehenen Einstechbereich des Dichtmittels trifft, wenn sie beim Einsetzen der Kartusche durch die Abdeckung in den Tintenauslaß eingesteckt wird.
Zur Lösung dieser Problemstellung sieht die Erfindung ausgehend von dem eingangs geschilderten Stand der Technik vor, daß die Abdeckung koaxial zum Dichtmittel eine von außen gegen das Dichtmittel gerichtete dauerhafte Einformung aufweist.
Die erfindungsgemäße Abdeckung zeichnet sich durch die bezüglich des Tintenauslasses von außen in die Abdeckung eingebrachte Vertiefung aus. Im Gegensatz zu den bekannten Abdeckungen, die auf der Außenseite durchgehend eben ausgebildet sind, ist bei der Erfindung durch die Einformung (Vertiefung) ein eindeutiger Einstechpunkt für die Tintenentnahmenadel bestimmt. Beim Einsetzen der Tintenkartusche gleitet die Spitze der Tintenentnahmenadel nämlich auf der Innenfläche der Einformung selbsttätig in die Mitte bis zum tiefsten Punkt der Einformung, d. h. bis zum Grund der Einformung. Dadurch, daß die Einformung auf einer Achse mit der Öffnung beziehungsweise dem Durchstechbereich der Dichtmittel liegt, wird die Tintenentnahmenadel eindeutig und exakt koaxial zum Dichtmittel positioniert und trifft dieses mittig, also genau im Durchstechbereich. Damit ist sichergestellt, daß das Dichtmittel durch die Nadel nicht beschädigt oder verschoben wird und optimal abdichtend auf der eingesteckten Tintenentnahmenadel sitzt. Die Handhabungssicherheit wird durch die selbsttätige Positionierung der Tintenentnahmenadel beim Einsetzen in der Einformung der Abdeckung deutlich erhöht. Unerwünschtes Austreten von Tinte im Bereich der Dichtung wird damit sowohl beim Einsetzen als auch im Betrieb sicher vermieden.
Für die Funktion des Tintenauslasses ist es vorteilhaft, daß die Abdeckung aus einem Material besteht, welches relativ zum Material des Dichtmittels unelastischer bzw. härter ist. Das Dichtmittel hat dadurch, daß es relativ weich ist, eine gute Dichtwirkung gegen die Außenseite der Tintenentnahmenadel. Dadurch ist es zwar im Stand der Technik empfindlicher gegen eine außermittige Fehlpositionierung der Nadel. Durch die härtere Abdeckung ist das Dichtmittel jedoch gut geschützt und die erfindungsgemäße Einformung führt und zentriert die Nadelspitze, wobei die Abdeckung selbst relativ unempfindlich gegen mechanische Beschädigung durch die Spitze der Tintenentnahmenadel ist.
Das Dichtmittel kann beispielweise aus Elastomerwerkstoff bestehen, beispielsweise als Dichtring mit einer Öffnung oder als Septum mit einem zunächst geschlossenen, > von der Tintenentnahmenadel durchstechbaren Durchstechbereich (Membran, Septum) aus thermoplastischem Elastomer. Die Abdeckung kann ebenfalls aus einer vorzugsweise härteren Elastomerfolie bestehen.
Besonders vorteilhaft ist es jedoch, wenn die Abdeckung aus einer Metallfolie 1 besteht, beispielsweise aus Aluminiumfolie. Diese ist nicht nur diffusionsdicht, sondern läßt sich auch besonders einfach mit einer dauerhaften Einformung versehen, beispielsweise durch Einprägung, d. h. Einpressen eines Prägestempels. Der Prägestempel hat eine positive Werkeugkontur, welche von der Außenseite in die Abdeckung eingepreßt wird, so daß darin entsprechend die negative, konkave Kontur der Einformung ausgebildet wird.
Vorzugsweise ist die Einformung konisch ausgebildet. Die von außen gesehen kegelförmig zum Zentrum zusammenlaufenden Innenseiten gewährleisten die zuverlässige Führung und mittige Positionierung der Nadelspitze. Der Öffnungswinkel des Konus wird hinreichend spitz vorgegeben, daß die Spitze der Tintenentnahmenadel beim Einsetzen der Tintenkartusche senkrecht zur Befestigungsebene der Abdeckung bis zum Grund der Einformung gleitet, ohne zu verhaken.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der konischen Einformung sieht vor, daß der Öffnungswinkel der Einformung am Grund der Einformung spitzer ist als im Öffnungsbereich. Dadurch kann die Nadelspitze beim Eintauchen in die Vertiefung umso leichter auf der Konusinnenfläche entlanggleiten, je weiter sie sich dem Zentrum am Grund der Einformung nähert. Durch die spitz zulaufende Form werden zugleich die seitlich auf die Nadel wirkenden Führungskräfte größer, so daß die Zentrierung besonders sicher erfolgt.
Besonders vorteilhaft ist es weiterhin, daß im Grund der Einformung eine Öffnung in die Abdeckung eingebracht ist. Dadurch wird ein Trichter gebildet, der für die Tintenentnahmenadel als Einführungs- und Zentrierungshilfe dient. Die Öffnung ist in der Abdeckung koaxial, also deckungsgleich mit dem Durchstechbereich angeordnet. Sie hat vorzugsweise etwa den gleichen Durchmesser wie die Tintenentnahmenadel oder ist geringfügig kleiner. Beim Einsetzen wird die Nadelspitze zu der Öffnung geführt, die sie ohne oder oder mit geringem Widerstand passiert und dann genau zentriert auf den Durchstechbereich der Dichtungsmittel trifft. Ein weiterer Vorteil der gelochten Abdeckung ist, daß beim Durchstechen der Nadel keine Rißfetzen entstehen, welche ansonsten zwischen Nadel und Dichtmittel eingezogen werden und unter Umständen die Dichtwirkung beeinträchtigen könnten.
Alternativ zu einer Öffnung kann im Grund der Einformung eine Materialverdünnung ausgebildet sein. Diese kann beispielsweise durch eine linien- oder sternförmige Einpressung oder einen gedehnten oder auf andere Weise in der Dicke verringerten Bereich realisiert werden. Dieser bildet eine Art Sollbruchstelle, wo die Nadelspitze mit verringerter Kraft durchgestoßen werden kann.
Wenn der Tintenauslaß, wie dies bei einer größeren Anzahl von bekannten Ausführungen der Fall ist, rohrabschnittförmig ist, kann die Abdeckung vorzugsweise auf der äußeren Stirnseite des Tintenauslasses befestigt sein. Wenn das Gehäuse aus thermoplastischem Kunststoff besteht, beispielsweise bei der Herstellung als Spritzgußteil, kann die Abdeckung heiß aufgesiegelt werden. Hierfür wird vorzugsweise für diesen Zweck besonders gut geeignete Siegelfolie verwendet, beispielsweise kunststoffbeschichtete Aluminiumfolie.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Tintenkartusche;
Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht des Tintenauslasses der Tintenkartusche gemäß Fig. 1;
Fig. 3 eine Detailansicht wie in Fig. 2 einer zweiten Ausführungsform.
Fig. 4 eine Detailansicht wie in Fig. 2 einer dritten Ausführungsform.
Fig. 1 zeigt eine Tintenkartusche im Längsschnitt, die darin als Ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen ist. Diese weist ein Gehäuse 2 auf, welches im wesentlichen kastenförmig aufgebaut ist aus Seitenwänden 2a, Deckel 2b und Boden 2c.
In dem Gehäuse 2 kann Tinte entweder frei fließend eingefüllt sein oder in einem Körper 3 aus tintenabsorbierendem Material, zum Beispiel Schaumstoff.
Im Boden 2c ist ein Tintenauslaß 4 angeordnet. Dieser ist rohrabschnittförmig ausgebildet mit einer vom Inneren des Gehäuses 2 nach außen durchgehenden Durchgangsöffnung.
Innen ist auf dem Tintenauslaß 4 ein feines Sieb 5 aufgesiegelt, welches dafür sorgt, daß Luftbläschen, welche zu Druckstörungen führen könnten, nicht durch den Tintenauslaß 4 zum Drucker gelangen können.
In der Durchgangsöffnung des Tintenauslasses 4 ist ein Dichtungsmittel 6 eingesetzt. Auf der äußeren Stirnseite des Tintenauslasses 4 ist eine Abdeckung 7 angebracht, die beispielsweise aus beschichteter Aluminiumfolie besteht und thermisch aufgesiegelt ist.
In die Abdeckung 7 ist eine von außen gegen das Dichtmittel gerichtete Einformung 8 dauerhaft eingebracht, beispielsweise durch eine Einprägung der Aluminiumfolie.
In Fig. 2 ist der Tintenauslaß 4 im Ausschnitt vergrößert dargestellt. In dieser Darstellung ist deutlich erkennbar, daß die Einformung 8 in der Abdeckung 7 konisch zusammenlaufend ausgebildet ist. Im Grund der Einformung 8 ist eine Öffnung 9 in die Abdeckung 7 eingebracht. Diese Öffnung 9 kann beispielsweise als rundes Loch ausgebildet sein. Dieses liegt koaxial zum Dichtmittel 6, nämlich deckungsgleich zu dessen zentralen Durchstechbereich 6a.
Alternativ kann die Einformung 8 die in Fig. 3 dargestellte Form haben. Im Unterschied zu Fig. 2 ist dabei die Einformung 8 nicht gleichmäßig konisch, sondern der Öffnungswinkel des Kegels läuft zum Grund der Einformung 8, d. h. zur Öffnung 9 spitz zusammen.
Eine weitere Alternative ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei ist die Einformung 8 am Grund (Bezugszeichen 10) geschlossen ausgebildet. Auch diese geschlossene Ausführung kann gleichmäßig konisch oder zunehmend spitz zulaufend ausgebildet sein. Mit der geschlossenen Abdeckung 7 kann das Dichtmittel 6 als offener Ring ausgebildet sein.

Claims

1. Tintenkartusche zur Tintenversorgung einer Tintenstrahldruckeinrichtung, mit einem mit Tinte befüllbaren Gehäuse, welches aus mehreren Wandungen gebildet wird und in einer Wandung einen von innen nach außen durchgehenden Tintenauslaß aufweist, in dessen Durchgangsöffnung Dichtmittel angeordnet sind und auf dem außen eine Abdeckung angebracht ist, gekennzeichnet dadurch, daß die Abdeckung (7) koaxial zum Dichtmittel (6) eine von außen gegen das Dichtmittel (6) gerichtete dauerhafte Einformung (8) aufweist.

2. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einformung (8) zumindest teilweise konisch ausgebildet ist.

3. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungswinkel der Einformung (8) am Grund der Einformung (8) spitzer ist als außen.

4. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) aus einem Material besteht, welches relativ zum Material des Dichtmittels (6) unelastischer bzw. härter ist.

5. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel (6) aus Elastomerwerkstoff ausgebildet ist.

6. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) aus Metallfolie besteht.

7. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Grund der Einformung (8) eine Öffnung (9) in die Abdeckung (7) eingebracht ist.

8. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb der Einformung (8) eine Materialverdünnung der Abdeckung (7) ausgebildet ist.

9. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenauslaß (4) rohrabschnittförmig ausgebildet ist und die Abdeckung (7) auf der äußeren Stirnseite des Tintenauslasses (4) befestigt ist.

10. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) als Folie ausgebildet ist.

11. Tintenkartusche nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einformung (7) durch eine Einprägung der Abdeckung (7) gebildet wird.

12. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (7) trichterförmig ausgebildet ist.

13. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel (6) einen geschlossenen, durchstechbaren Durchstechbereich aufweist.

14. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtmittel (6) mindestens einen Dichtring aufweist.

15. Tintenkartusche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (2) aus thermoplastischem Kunststoff besteht und die Abdeckung (7) heiß aufgesiegelt ist.