DE19613945C2 - Wiederverwendbarkeitssperre für einen Behälter für die Tintenversorgung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wiederverwendbarkeitssperre für einen Behälter für die Tintenversorgung eines Tintendruckkopfes.

Derartige Tintendruckköpfe werden sowohl in den üblichen Bürodruckern als auch in kleinen schnellen Druckern eingesetzt. Letztere sind Bestand­ teil von modernen Maschinen zum Drucken von Adressen oder zur Pro­ duktbeschriftung und zukünftig auch zum Frankieren von Postgut.

Für die Druckköpfe soll die Funktion so gewährleistet sein, daß möglichst keine Druckpunktausfälle auftreten. Das ist nicht nur wegen der Druck­ bildqualität im allgemeinen von Bedeutung, sondern insbesondere für sicherheitstechnisch relevante Druckbilddaten, wie Wert, Datum und Ma­ schinennummer bei Frankierabdruck, wichtig. Um Druckpunktausfälle und Beschädigungen des Druckkopfes zu verhindern, ist unter anderem eine möglichst blasenfreie Versorgung des Tintendruckkopfes mit der für die­ sen zugelassenen Tinte unbedingt zu gewährleisten.

Es ist üblich, siehe DE 27 09 730 C2, die Tintenverbindungsleitung vom Tintendruckkopf zum Behälter für die Tintenversorgung, auch Frischtinten­ behälter, über eine Hohlnadel an den Behälter anzudocken, wobei dieser mit einem gummielastischen Verschluß versehen ist, der von der Hohlna­ del durchstoßen wird. Damit werden sowohl ein Lufteintritt in die Tinten­ versorgungsleitung als auch ein ungewollter Tintenaustritt aus dem Be­ hälter vermieden. Es ist bei diesem Andockprinzip aber möglich, daß durch nichtautorisierte Personen der teilweise oder ganz entleerte Behälter mit irgendeiner Tinte wieder aufgefüllt und in den Drucker eingesetzt wird. Das kann zu Ausfällen oder sogar zu Beschädigungen des Tintendruck­ kopfes führen.

Es ist weiterhin ein Tintenvorratsbehälter für Tintendruckeinrichtungen mit einer Einrichtung gegen unberechtigtes Wiederfüllen bekannt, vergleiche WO 90/00976, die im wesentlichen aus einem magnetischen Kontakt­ element oder aus einem im Zuführungsbereich des Tintenvorratsbehälters angeordneten Rückschlagventil besteht.

Der Tintenvorratsbehälter weist einen wannenartigen Stützkörper auf, der mit einer elastischen Blasenfolie abgedeckt und der mit einer Entnahme­ öffnung mit darin angeordnetem Dichtelement versehen ist. Beim Ein­ setzen des Tintenvorratsbehälters in eine zugeordnete Aufnahmevorrich­ tung wird das Dichtelement von einer Hohlnadel durchstoßen, die über eine Leitung mit einem Tintendruckkopf verbunden ist. Die Tintenflüssig­ keit befindet sich in dem Hohlraum zwischen dem Stützkörper und der Blasenfolie, wobei letztere durch den Luftdruck auf dem Flüssigkeits­ spiegel aufliegt.

Bei der ersten Lösung sind in den Boden des Stützkörpers zwei Kontakt­ stifte eingelassen, von denen einer mit einer Kontaktfeder versehen ist, die bis in den Bereich über den anderen Kontaktstift ragt, der wiederum mit einem Magneten versehen ist. Beide Kontaktstifte sind nach außen mit einer Steuereinrichtung verbunden. Bei Tintenende werden beide Kontakt­ stifte durch die Kontaktfeder miteinander verbunden, die dann durch den Magneten in dieser Lage gehalten wird. Die Auslösung des Kurz­ schlusses soll durch die Blasenfolie erfolgen, die bei Tintenende auf der Kontaktfeder aufliegt.

Die praktische Funktionsfähigkeit ist zu bezweifeln, wenn man berück­ sichtigt, daß derartige Blasenfolien bei einer üblichen Dicke von 50 µm so gut wie gewichtslos sind. Die Kontaktfeder müßte demzufolge bereits auf geringste Kräfte ansprechen. Das würde dann auch bei Erschütterungen des Druckers passieren und schon zu Ausfällen während des normalen Druckbetriebes führen können. Darüber hinaus muß die Tinte weitgehend nichtleitend sein, damit im offenen Zustand zwischen den Kontaktstiften keine elektrische Verbindung besteht.

Ein unberechtigtes Wiederfüllen des Tintenvorratsbehälters wird durch die­ se Lösung nicht verhindert, da einerseits der Tintenvorratsbehälter vor Tin­ tenende herausgenommen und über das Dichtelement mittels einer Hohl­ nadel nachgefüllt werden kann und andererseits in der Schrift selbst ein weiterer Umgehungsweg mittels eines starken äußeren entgegen­ gesetzten Magnetfeldes genannt ist.

Bei der zweiten Lösung, die nach dem Prinzip des Einwegventils arbeitet, wird im ausgelösten Zustand nur eine Strömungsrichtung ermöglicht. Die Auslösung der Ventilwirkung erfolgt beim erstmaligen Einsetzen des Tintenvorratsbehälters in die Aufnahmevorrichtung. Dabei wird durch die Hohlnadel ein elastisches Verschlußelement unumkehrbar über ein Rast­ element gedrückt. In dieser Lage wird die innere Zugangsöffnung zum Tin­ tenvorratsbehälter nach Art eines Flatterventils abgedeckt. Das Verschluß­ element besteht aus einer elastischen Membran oder einer Stahlkugel. Bei Anlegen eines entsprechend starken Magnetfeldes kann die Stahlkugel so weit zurückgehalten werden, daß die Rückschlagventilwirkung aufgehoben und ein Wiederbefüllen möglich ist.

Die Hohlnadel kann in allen Fällen beliebig oft gezogen und wieder gesteckt werden und Tinte kann dem Tintenvorratsbehälter entnommen werden, solange noch welche in diesem vorhanden ist.

Schließlich ist noch eine Tintendruckeinrichtung bekannt, bei der gleich­ falls ein Gummistöpsel in einer Öffnung eines Tintenbehälters angeordnet ist und beim Andocken von einer Hohlnadel durchstoßen wird, vergleiche JP 080 20 114 A.

Eine im Steckbereich der Hohlnadel befindliche und von dieser betätigte Abdeckvorrichtung dient dazu, einen ungewollten Tintenaustritt zu verhin­ dern, wenn die Hohlnadel gezogen wird. Wird die Hohlnadel wieder ge­ steckt, dann wird die Abdeckvorrichtung so weit verschoben beziehungs­ weise geschwenkt, daß Tinte in den Steckbereich nachfließen kann. Das ist beliebig oft wiederholbar. Der Tintenbehälter ist ohne jede Einschrän­ kung wiederbefüllbar.

Zweck der Erfindung ist eine Erhöhung der Funktionssicherheit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Beibehaltung der ein­ gangs beschriebenen Andockung des Behälters eine Wiederverwendbar­ keitssperre zu entwickeln, die nur den Einsatz von vom Hersteller des Druckers vorgeschriebenen neuen Frischtintenbehältern zuläßt. Der Ein­ satz von bereits einmal im Betrieb genommenen und wieder nachgefüllten Behältern ist zu unterbinden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Patentansprüchen gelöst.

Indem mittels der Hohlnadel für die Tintenandockung eine Abdeck­ vorrichtung unumkehrbar auslösbar ist, wird erreicht, daß für einen einmal angedockten Frischtintenbehälter nach dem Ziehen der Hohlnadel zwar ein erneutes Stecken derselben möglich ist, aber Tinte nicht mehr ab­ fließen kann. Das ist unabhängig davon, wieviel Tinte noch im Behälter ist. Ein einmal abgedeckter und erneut angedockter Frischtintenbehälter ist demzufolge nicht mehr für die Tintenversorgung einsetzbar, sondern wenn überhaupt, nur noch für die Tintenentsorgung als Alttintenbehälter.

Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Behälters,

Fig. 2 Details zur Abdeckvorrichtung im Schnitt nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Abdeckvorrichtung

• a) mit gesteckter Hohlnadel vor Erreichen des Sicherungshebels,
• b) bei gesteckter Hohlnadel, entsichert,
• c) bei teilweise gezogener Hohlnadel,
• d) bei ganz gezogener Hohlnadel.

Zur Vereinfachung und zum besseren Verständnis sind die Zeichnungen teilweise schematisiert ausgeführt.

Gemäß Fig. 1 weist ein Behälter 1 für die Tintenversorgung in seinem Boden 14 eine muldenförmige Vertiefung 141 auf, in der eine Abdeck­ vorrichtung 2 für den Steckbereich einer Hohlnadel 4, siehe auch Fig. 2, angeordnet ist. Die Abdeckvorrichtung 2 ist auf zwei am Boden 14 der Vertiefung 141 angeformten Stegen 142 verschiebbar angeordnet.

Die Stege 142 sind mit Zapfen 1421 versehen, an denen die Abdeck­ vorrichtung 2 mittels Rasthaken 211 arretierbar ist. Eine Druckfeder 6 ist zwischen der Rückwand 13 des Behälters 1 beziehungsweise der Vertie­ fung 141 und dem hinteren Teil der Abdeckvorrichtung 2 eingespannt. Dem vorderen Teil der Abdeckvorrichtung 2 gegenüber ist in der Front­ wand 11 des Behälters 1 beziehungsweise der muldenförmigen Vertiefung 141 ein flanschfömiger Hals 1122 mit einem Dichtungsring 1123 ange­ ordnet.

Gemäß Fig. 2 besteht die Abdeckvorrichtung 2 aus einer Hülse 21 und aus einer in der Hülse 21 angeordneten Wippe 22. Die Hülse 21 weist an ihrem Mantel zwei zu diesem parallel liegende Rasthaken 211 auf, die über eine Schulter 2112 an der Hülse 21 befestigt sind. Die Schulter 2112 dient außerdem als Anschlag für die Druckfeder 6. Das Ende der Rast­ haken 211 ist keilförmig verdickt und abgesetzt ausgebildet. Damit wird er­ reicht, daß die Rasthaken 211 einerseits in Richtung Frontwand 11 an den Zapfen 1421 vorbei gleiten können, andererseits nach Passieren der Zapfen 1421 hinter denselben festhaken und so die Hülse 21 arretieren. Die Hülse 21 umschließt einen Stutzen 112, der an der Innenseite der Frontwand 11 des Behälters 1 angeformt ist. Unmittelbar an der Front­ wand 11 weist der Stutzen 112 einen Hals 1122 auf, der der Öffnung der Hülse 21 angepaßt ist und auf dem der gummielastische Dichtungsring 1123 sitzt. Wenn die Hülse 21 zur Frontwand 11 hin verschoben wird, wird die Hülsenöffnung durch den Hals 1122 und den Dichtungsring abge­ dichtet. Auf der Außenseite der Frontwand 11 ist als Fortsetzung des Stutzens 112 ein Trichter 113 vorgesehen. Der Trichter 113 weist eine ke­ gelförmige Bohrung 111 auf, die als gerade Bohrung in dem Stutzen 112 fortgesetzt ist. In die Bohrung 111 ist ein gummielatischer Verschluß 3 eingepaßt, der von der gesteckten Hohlnadel 4 durchdrungen wird. Die Hohlnadel 4 besitzt an ihrem vorderen Ende eine Tintenöffnung 41, durch die die Tinte aus dem Behälter 1 in die Hohlnadel 4 und weiter in die Tintenverbindungsleitung 5 zum Tintendruckkopf gelangt. Die kegel­ förmige Bohrung 111 im Trichter 113 sichert, daß die Hohlnadel 4 zwangs­ weise in den Stutzen 112 gelangt.

In Fig. 3 ist das Zusammenspiel zwischen Hohlnadel 4 und Abdeckvor­ richtung 2, insbesondere der Wirkungszusammenhang zwischen Hohl­ nadel 4 und Wippe 22, dargestellt.

Gemäß Fig. 3a ist die Wippe 22 als zweiarmiger Hebel ausgeführt. Die Wippe 22 weist einen ersten Hebelarm 221 auf, der an seinem Ende 2213 walzenförmig gestaltet ist, der im mittleren Bereich mit einer ballig geform­ ten Nase 2211 versehen ist, die einerseits in einen fingerartigen Fortsatz 2212 ausläuft und andererseits mit einer Kante 22111 abbricht. Der erste Hebelarm 221 hat die Funktion eines Sicherungshebels. Der zweite Hebel­ arm 222 der Wippe 22 ist an seinem Ende 2221 ballig gestaltet. Die Wippe 22 ist mit ihrer Achse 223 in einer Längsnut 213 in der Hülse 21 gelagert, die zur Hülsenöffnung hin offen ist. Die Hülse 21 ist an ihrem Boden mit einer Ausnehmung 212 zur Aufnahme des walzenförmigen Endes 2213 des ersten Hebelarms 221 versehen.

Die Montage der Wippe 22 in der Hülse 21 ist denkbar einfach. Die Wippe 22 wird mit ihrer Achse 223 in die Längsnut 213 eingeschoben und nach innen fallengelassen, bis das Ende 2213 in der angepaßten Ausnehmung 212 liegt.

Die Montage der Abdeckvorrichtung 2 ist analog einfach. Die Hülse 21 wird auf den Stutzen 112 so weit aufgeschoben, bis die Nase 2211 mit ihrer Kante 22111 auf den Anschlag 11211 trifft und an diesem festhakt. Der Anschlag 11211 ist als Quersteg in einem Längsschlitz 11212 des Stutzens 112 angeordnet. Die Wippe 22 taucht teilweise in den Längs­ schlitz 11212 ein.

Die Druckfeder 6 wird einerseits auf das Ende der Hülse 21 geschoben bis zum Anschlag an der Schulter 2112 der Rasthaken 211 und andererseits in nicht näher gezeigter Weise an der Rückwand 13 des Behälters 1 arre­ tiert. Die Kraftübertragung von der Druckfeder 6 zum Stutzen 112 erfolgt über die Schultern 2112 auf den Hülsenkörper 21, von diesem über das Ende der Längsnut 213 auf die Achse 223, von dieser über den ersten Hebelarm 221 auf die Kante 22111 der Nase 2211 und schließlich von der Kante 22111 auf den Anschlag 11211 am Schaft 1121 des Stutzens 112. In dieser ersten Arretierungslage der Abdeckeinrichtung 2 umschließt die Hülse 21 den Stutzen 112 mit Abstand zu dessen Hals 1122, so daß Tinte aus dem Behälter 1 über die Hülsenöffnung in die Hülse 21 und von dieser über den Längsschlitz 11212 sowie eine weitere gegenüberliegende Tinteneinlaßöffnung 11213 in den Stutzen 112 gelangt.

Wird die Hohlnadel 4 durch den gummielastischen Verschluß 3 im Trichter 113 in den Stutzen 112 gedrückt, so kann Tinte aus dem Stutzen 112 durch die Öffnung 41 in die Hohlnadel 4 fließen. Beim Einführen der Hohl­ nadel 4 in den Stutzen 112 trifft erstere auf den balligen Teil der Nase 2211 des Hebelarms 221. Die Nase 2211 wird durch die Hohlnadel 4 am Anschlag 11211 vorbei nach oben gedrückt und bleibt kraftschlüssig mit dem balligen Teil 2211, 2221 beider Hebelarme 221, 222 auf der Hohl­ nadel 4 liegen, vergleiche Fig. 3b.

Wird gemäß Fig. 3c die Hohlnadel 4 aus den Stutzen 112 gezogen, so wird der zweite Hebelarm 222 nicht mehr abgestützt und schwenkt durch den Längsschlitz 11212 in den Stutzen 112 hinein, wodurch die Nase 2211 des ersten Hebelarms 221 über den Anschlag 11211 gleitet.

Entsprechend Fig. 3d wird die Hülse 21 durch die Druckfeder 6 mit ihrer Öffnung auf den Dichtungsring 1123 und den Hals 1122 des Stutzens 112 geschoben und damit durch die Verrastung der Spitzen 2111 der Rasthaken 211 hinter die Zapfen 1421 der Stege 142 unumkehrbar und hermetisch verschlossen. Die Abdeckvorrichtung 2 hat damit die zweite Raststellung eingenommen.

Die Wippe 22 liegt hierbei einerseits mit dem fingerförmigen Fortsatz 2212 des ersten Hebelarms 221 auf dem Anschlag 11211 auf und wird anderer­ seits mit dem walzenförmigen Ende 2213 des ersten Hebelarmes 221 in der Ausnehmung 212 im Boden der Hülse 21 gehalten. In dieser Stellung befinden sich beide Hebelarme 221, 222 außerhalb des Innenraumes des Stutzens 112. Bei Wiedereinführen der Hohlnadel 4 ist eine Wirkungs­ verbindung mit der Wippe 22 nicht mehr möglich. Da der Tintendruckkopf gegen ein Vakuum arbeiten müßte, kann nicht einmal mehr die Resttinte aus den Stutzen 112 verbraucht werden.

Bezugszeichenliste

1

Behälter, Frischtintenbehälter

11

Frontwand des Behälters

1

111

Bohrung in der Frontwand

11

112

Stutzen an der Frontwand

11

1121

Schaft des Stutzens

112

11211

Anschlag am Schaft

1121

11212

Längsschlitz im Stutzen

112

11213

Tinteneinlaßöffnung

1122

Hals des Stutzens

112

1123

Dichtungsring

113

Trichter an der Frontwand

11

12

Seitenwände des Behälters

1

13

Rückwand des Behälters

1

14

Boden des Behälters

1

141

muldenförmige Vertiefung im Boden

14

142

Stege am Boden

14

1421

Zapfen an den Stegen

142

2

Abdeckvorrichtung

21

Hülse

211

Rasthaken an der Hülse

21

2111

Spitze des Rasthakens

211

2112

Schulter des Rasthakens

211

212

Ausnehmung im Boden der Hülse

21

213

Längsnut in der Hülse

21

22

Wippe

221

erster Hebelarm der Wippe

22

, Sicherungshebel

2211

Nase am ersten Hebelarm

221

22111

Kante an der Nase

2211

2212

fingerförmiger Fortsatz am ersten Hebelarm

221

2213

Ende des ersten Hebelarms

221

222

zweiter Hebelarm der Wippe

22

2221

Ende des zweiten Hebelarms

222

223

Achse der Wippe

22

3

gummielastischer Verschluß

4

Hohlnadel

41

Tintenöffnung in der Hohlnadel

4

5

Tintenverbindungsleitung

6

Druckfeder

Claims (5)

1. Wiederverwendbarkeitssperre für einen Behälter für die Tintenversor­ gung eines Tintendruckkopfes, bei dem die Tintenverbindungsleitung vom Tintendruckkopf an den Behälter mittels einer Hohlnadel durch einen gum­ mielastischen Verschluß angedockt ist und die Auslösung der Wiederver­ wendbarkeitssperre durch die Hohlnadel erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Behälters (1) eine in beide Tintenflußrichtungen herme­ tisch schließende Abdeckvorrichtung (2) für den Steckbereich der Hohlna­ del (4) vorgesehen ist, die mittels der erstmals gesteckten Hohlnadel (4) unumkehrbar sensibilisiert und die mittels der erstmals gezogenen Hohlna­ del (4) unumkehrbar ausgelöst ist.

2. Wiederverwendbarkeitssperre nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abdeckvorrichtung (2) im wesentlichen aus einer axial federnd verschiebbaren und arretierbaren Hülse (21) und einer innerhalb der Hülse (21) drehbeweglich, federnd gelagerten Wippe (22) besteht, und
daß innen an der Frontwand (11) des Behälters (1) ein Stutzen (112) an­ geformt ist, der von der Hülse (21) umgeben ist.

3. Wiederverwendbarkeitssperre nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Stutzen (112) einen Schaft (1121) und einen Hals (1122) aufweist,
daß die Hohlnadel (49) in dem Schaft (1121) geführt ist,
daß die Hülse (21) um den Schaft (1121) längs verschiebbar und in zwei Stellungen arretierbar angeordnet ist,
daß an dem Schaft (1121) ein Anschlag für die Wippe (22) vorgesehen ist und daß der Hals (1122) der Öffnung der Hülse (21) angepaßt und mit einem gummielastischen Dichtungsring (1123) versehen ist.

4. Wiederverwendbarkeitssperre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß am Außenmantel der Hülse (21) federnde Rasthaken (211) ange­ bracht sind, die auf zugeordneten Stegen (142) verschiebbar aufliegen, die an dem Boden (14) des Behälters (1) angeformt und mit Zapfen (1421) zur Arretierung der Rasthaken (211) versehen sind,
daß zwischen der Hülse (21) und der Rückwand (13) des Behälters (1) eine Druckfeder (6) eingespannt ist,
daß die Wippe (22) als um eine Achse (223) drehbeweglich gelagerter zweiarmiger Hebel ausgebildet ist,
dessen in die Hülse (21) gerichteter, als Sicherungshebel dienender, erster Hebelarm (221) einerseits an seinem Ende (2213) walzenförmig gestaltet ist und in einer angepaßten Ausnehmung (212) des Hülsenbo­ dens geführt ist, und andererseits mit einer Kante (22111) einer ange­ formten, teilweise abgerundeten Nase (2211) an dem Anschlag (11211) des Schaftes (112) arretierbar und mit einem fingerförmigen Fortsatz (2212) der Nase (2211) auf den Anschlag (11211) aufsetzbar ist, dessen zur Öffnung der Hülse (21) gerichteter zweiter Hebelarm (222) an seinem Ende (2221) ballig gestaltet ist, und
daß die Achse (223) der Wippe (22) in einer Längsnut (213) in der Hülse (21) geführt ist, die zur Öffnung derselben hin offen ist.

5. Wiederverwendbarkeitssperre nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß in Fortsetzung des Halses (1122) des Stutzens (112) an der Front­ wand (11) des Gehäuses (1) außen ein Trichter (113) mit einer kegelförmi­ gen Bohrung (111) vorgesehen ist, in die ein gummielastischer Verschluß (3) eingepaßt ist, und
daß der Schaft (1121) des Stutzens (112) mit einem der Wippe (22) und der Hublänge der Hülse (21) angepaßten Längsschlitz (11212) versehen ist.