DE19920922C1 - Tintenvorratsbehälter - Google Patents
TintenvorratsbehälterInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenvorratsbehälter (1) für einen Tintenstrahldrucker, der eine mit Tinte (3) befüllbare Kammer (2) aufweist, in deren Unterseite sich ein Tintenauslaß (4) mit einer Tintenaustrittsöffnung befindet. Um die Tintenabgabe zu vergleichmäßigen und unabhängig von Flüssigkeitsbewegungen der darin enthaltenen Tinte (3) zu machen, schlägt die Erfindung vor, daß der Tintenauslaß (4) siphonartig ausgebildet ist, mit einem sich von der Tintenaustrittsöffnung ins Kammerinnere erstreckenden nach oben gerichteten Rohrabschnitt (6), der über einen Umlenkbogen (8) in eine Ansaugöffnung übergeht, die von innen gegen den Kammerboden gerichtet ist.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen
Tintenvorratsbehälter für einen Tintenstrahldrucker, der eine
mit Tinte befüllbare Kammer aufweist, in dessen Unterseite
sich ein Tintenauslaß mit einer Tintenaustrittsöffnung
befindet.
Derartige Tintenvorratsbehälter sind in den
unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt, beispielsweise
aus der DE 195 34 577 A1, EP 0 603 516 A2 oder der DE 90 17
966 U1, und dienen zur Versorgung von Tintenstrahldruckköpfen
in Tintenstrahldruckern oder -plottern. Je nach
Ausführungsform hat der Tintenvorratsbehälter ein Gehäuse,
welches mit dem eigentlichen Tintenstrahldruckkopf zu einer
integralen Baueinheit zusammengefaßt ist, oder er bildet
einen reinen Vorratstank, der über entsprechende
Anschlussmittel an seiner Tintenaustrittsöffnung mit der
Versorgungsleitung eines Druckkopfes verbindbar ist. Die
äußere Form des Gehäuses ist dabei zwar jeweils auf einen
speziellen Druckertyp individuell angepaßt. Einer Vielzahl
dieser Ausführungen ist jedoch gemeinsam, daß das Gehäuse im
wesentlichen quaderförmig ist, wobei sich der Tintenauslaß
mit der eigentlichen Tintenaustrittsöffnung auf der
Unterseite, d. h. im Boden befindet.
Die Anschlußmittel für den Druckkopf, die meist als
Anschlußdorn oder -kanüle ausgebildet sind, erfordern in
aller Regel einen damit korrespondierenden Anschlußstutzen
oder dergleichen, der die Kanüle führt und dichtet und
deswegen eine entsprechende Einbautiefe haben muß. Dies führt
in der Praxis zu Konstruktionen, wie sie beispielsweise aus
der DE 195 34 577 A1 oder EP 0 603 516 A2 bekannt sind. Das
Gehäuse hat bei den daraus hervorgehenden Ausführungen außen
relativ ebene Wandungen, wobei der Tintenauslaß mit der
vorgenannten Aufnahme für die Anschlußkanüle einen in Form
eines Doms in die Unterseite der Kammer eingeformten
Anschlußstutzen umfaßt. Diese Bauform ermöglicht einen
kompakten äußeren Aufbau und kommt deswegen häufig zum
Einsatz, und zwar sowohl, wenn die Kammer mit einem
schwammartigen Tintenspeichermedium gefüllt ist, oder, wie in
der EP 0 603 516 A2, in der Kammer frei fließen kann. Es sind
ebenfalls Ausführungsformen wie die in der DE 195 34 577 A1
beschriebene bekannt, die sich lediglich dadurch
unterscheiden, daß kein Schaum oder Schwamm vorhanden ist.
Insbesondere bei den letztgenannten Tintenkammern mit frei
fließender Tinte tritt das Problem auf, daß der Tintenvorrat
nicht aufgebraucht werden kann, wenn der Flüssigkeitspegel
unter die Höhe des in den Boden eingeformten Anschlußstutzens
fällt. Darüber hinaus führen die Trägheitskräfte beim Hin-
und Herfahren des Tintenvorratsbehälters während des Druckens
mitunter zum unkontrollierten Aufschaukeln der Flüssigkeit,
so daß selbst bei nur teilweise entleertem Volumen die
Tintenaustrittsöffnung nicht mit Tinte benetzt ist und es zu
Druckaussetzern kommt, weil der Druckkopf Luft ansaugt.
Aus der vorgenannten Problematik ergibt sich die
Aufgabenstellung, einen Tintenvorratsbehälter für frei
fließende Tinte mit den eingangs genannten Merkmalen zur
Verfügung zu stellen, der eine gleichmäßige und sichere
Tintenentnahme gewährleistet, und zwar unabhängiger vom
jeweiligen Füllstand und einer eventuellen Bewegung des
Tinteninhalts.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt die Erfindung
ausgehend von einem Tintenvorratsbehälter der eingangs
genannten Art vor, daß der Tintenauslaß siphonartig
ausgebildet ist, mit einem sich von der
Tintenaustrittsöffnung ins Kammerinnere erstreckenden, nach
oben gerichteten Rohrabschnitt, der über einen Umlenkbogen in
eine Ansaugöffnung übergeht, die von Innen gegen den
Kammerboden gerichtet ist.
Gemäß der Erfindung ist in den Kammerboden ein Siphon
integriert, d. h. ein bogenförmiger Durchflußkanal, dessen
Schenkel mit ihren Öffnungen beide nach unten gerichtet sind.
Die eine Öffnung ist dabei identisch mit der
Tintenaustrittsöffnung und kann bezüglich der Anschlußmittel
so ausgestaltet sein, wie die im Stand der Technik bekannten
Anschlußstutzen. Alternativ kann dort auch der Druckkopf
unmittelbar befestigt sein. Am anderen Ende des Siphons
befindet sich die Ansaugöffnung, durch welche die Tinte aus
der Kammer abgesaugt wird. Die besondere erfindungsgemäße
Anordnung besteht darin, daß die Ansaugöffnung senkrecht von
oben mit geringem Abstand gegen den Kammerboden gerichtet
ist.
Die besonderen Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus,
daß der Abfluß der Tinte durch die Ansaugöffnung des Siphons
praktisch unabhängig vom Füllstand der Kammer, d. h. vom
aktuellen Tintenpegel ist, solange nur die Füllhöhe den
geringen Abstand zwischen der Ansaugöffnung und dem
Kammerboden nicht unterschreitet. Dieser Vorteil kommt
natürlich insbesondere bei Tintenvorratsbehältern zur
Geltung, bei denen die Kammer mit freifließender Tinte
gefüllt ist. Der Tintenabfluß zum Druckkopf ist dank der
Erfindung nämlich zum einen unabhängig von der Höhe des
Anschlußstutzens, welche durch die Länge der Anschlußkanüle
bzw. des Dorns vorgegeben wird. Zum anderen wird eine
unregelmäßig schwankende Flüssigkeitsoberfläche selbst bei
teilweise entleerter Kammer sich nicht auf einen
gleichmäßigen Tintenabfluß auswirken.
Der geringe Abstand der Ansaugöffnung vom Kammerboden sollte
so bemessen sein, daß das Produkt aus der Kantenlänge der
Ansaugöffnung und dem Abstand in etwa dem benötigten
Durchflußquerschnitt des Tintenauslasses entspricht. In der
Regel wird dies zu einem Abstand von deutlich unterhalb von
1 mm führen. Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß
aufgrund der vorhandenen Oberflächenspannung der Tinte eine
nahezu vollständige Entleerung der Kammer ohne weiteres
möglich ist, und zwar unabhängig von der Länge des
Anschlußstutzens.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des
erfindungsgemäßen Tintenauslasses sieht vor, daß auf dem senkrecht nach oben gerichteten
Rohrabschnitt eine
diesen mit radialem und axialem Abstand übergreifende
Umlenkkappe angebracht ist. Dadurch wird quasi ein koaxialer
Siphon ausgebildet. Der zentrale Rohrabschnitt ist
hinsichtlich Länge und Durchmesser so bemessen, daß er zur
Aufnahme der Kanüle bzw. des Dorns am Drucker geeignet ist.
Oben ist der Rohrabschnitt gerade abgeschnitten. Die
Umlenkkappe wird von oben auf das Rohrende aufgesetzt, wobei
der Ringspalt zwischen der Außenwandung des Rohrabschnitts
und der Innenwandung der Umlenkkappe den anderen Schenkel des
Siphons bildet. Die Ansaugöffnung ist damit ebenfalls
ringförmig ausgebildet und befindet sich um die
Durchtrittskante des Ansaugrohrs am Kammerboden umlaufend.
Oben mündet der Ringraum zwischen Kappe und Rohr über den
dort vorhandenen axialen Abstand zwischen der Decke der
Abdeckkappe und dem Rohrende in den Rohrabschnitt ein.
Ein besonderer Vorteil der vorgenannten Ausführungsform liegt
in der symmetrischen Ausbildung. Darüber hinaus ermöglicht
sie eine besonders einfache Fertigung: der Rohrabschnitt kann
einstückig an das Gehäuse, d. h. die Kammer angeformt sein
und radial abstehende Halterippen aufweisen. Diese sollten so
bemessen sein, daß die Umlenkkappe allein durch Reibschluß
festsitzend aufsteckbar ist. Diese kann ebenfalls als
kostengünstig und rationell zu fertigendes Kunststoff-
Spritzgußteil ausgebildet sein.
Zweckmäßigerweise ist die Tintenaustrittsöffnung mit
Anschlußmittel für einen Tintenstrahldruckkopf versehen.
Damit sind beispielsweise Dichtungen und dergleichen gemeint,
welche die dichte Aufnahme einer Anschlußkanüle ermöglichen
und sich im außenliegenden Schenkel des Siphons befinden.
Alternativ kann der Tintenvorratsbehälter unlösbar mit einem
Tintenstrahldruckkopf verbunden sein, der dann anstelle der
vorgenannten Anschlußmittel mit dem Tintenvorratsbehälter zu
einer integralen Einheit verbunden ist.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im
folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierzu
zeigen im einzelnen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung durch einen
erfindungsgemäßen Tintenvorratsbehälter;
Fig. 2 eine vergrößerte Detailansicht aus Fig. 1.
In Fig. 1 ist ein Tintenvorratsbehälter schematisch im
Schnitt dargestellt und darin als ganzes mit dem
Bezugszeichen 1 versehen. Dieser besteht aus einem im
wesentlichen quaderförmigen Kunststoffgehäuse 2, welches mit
freifließender Tinte 3 gefüllt ist.
Am Boden des Gehäuses 2 befindet sich ein erfindungsgemäßer
Tintenauslaß, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehen
ist und eine nach unten gerichtete Tintenaustrittsöffnung
aufweist, in die eine Anschlußkanüle 5 eines im einzelnen
nicht dargestellten Tintenstrahldruckers oder -plotters
einsteckbar ist, was mit dem Pfeil angedeutet ist.
In Fig. 2 ist der Tintenauslaß 4 gemäß Fig. 1 noch einmal
vergrößert in allen Details dargestellt, wobei im dieselben
Bezugszeichen Verwendung finden. Daraus geht hervor, daß an
dem Gehäuseboden 2a ein sich in das Innere des Gehäuses 2,
also in die Tintenkammer erstreckender Rohrabschnitt 6
angeformt ist, der an seinem unteren Ende die
Tintenaustrittsöffnung zur Aufnahme der Anschlußkanüle 5 hat
und an seinem oberen Ende gerade abgeschnitten ist.
In der Durchgangsöffnung des Rohrabschnitts 6 sind Dicht- und
Anschlußmittel 7 angeordnet, die beispielsweise O-Ringe, ein
durchstechbares Septum oder dergleichen enthalten können.
Auf den Rohrabschnitt 6 ist von oben eine Umlenkkappe 8
aufgesetzt, die axialen Abstand zu dessen oberen Ende hat und
diesen mit radialem Abstand umgibt, wobei sie reibschlüssig
durch an den Rohrabschnitt 6 außen angespritzte, gestrichelt
eingezeichnete Halterippen 9 fest fixiert ist. Der untere
Rand des Umlenkkappe 8 hat geringen Abstand zur Innenseite
des Gehäusebodens 2a, wodurch ein umlaufender, schmaler
Ringspalt gebildet wird, in den die Tinte 3 - wie mit den
gebogenen Pfeilen angedeutet - einströmen kann. Weiterhin
durchfließt sie den Ringspalt zwischen der Außenseite des
Rohrstutzens 6 und der Innenwandung der Umlenkkappe 8, wobei
sie and der Decke der Kappe 8 siphonartig in Richtung der
umgekehrt U-förmigen Pfeile in den Querschnitt des
Rohrstutzens 6 hinein umgelenkt wird und auf diese Weise zur
Tintenaustrittsöffnung bzw. zur Anschlußkanüle 5 gelangt.
Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die
Tinte 3 dank des siphonförmigen Strömungsverlaufs so lange
problemlos über die Anschlußkanüle 5 entnommen, d. h.
abgesaugt werden kann, bis der Tintenstand unter die
Spaltbreite zwischen der Unterkante der Umlenkkappe 8 und dem
Gehäuseboden 2 fällt. In der Praxis kann dieser Abstand so
knapp bemessen werden, daß aufgrund der Oberflächenspannung
die Tinte 3 praktisch restlos entnommen wird. Diese
vorteilhaften Effekte sind unabhängig davon, wie lang die
Anschlußkanüle 5 ist und wie weit sich entsprechend der
Rohrstutzen 6 in die Tintenkammer, d. h. in das Gehäuse 2
hinein erstreckt.
In dem Gehäuse 2 können Trennwände 10 angebracht sein, die
sich über den Gehäusequerschnitt erstrecken, jedoch zwischen
ihrer Unterseite und dem Gehäuse 2, d. h. dem Gehäuseboden
2a, einen schmalen Durchflußspalt frei lassen. Dadurch wird
das Gehäuseinnere in schmale Abteile unterteilt, in denen die
darin befindliche Tinte 3 sich auch bei schnellen Bewegungen
des Tintenvorratsbehälters 1 weniger zum Aufschaukeln neigt,
als wenn das Gehäuse 2 nicht unterteilt wäre. Das hat den
Vorteil, daß selbst bei heftiger Bewegung, beispielsweise bei
der Richtungsumkehr während des Druckens, am Tintenauslaß 4
der momentane Tintenpegel nicht so weit absinken wird, daß
über die Anschlußkanüle 5 Luft angesaugt wird.
Claims (8)
1. Tintenvorratsbehälter (1) für einen Tintenstrahldrucker,
der eine mit Tinte (3) befüllbare Kammer (2) aufweist, in
deren Unterseite sich ein Tintenauslaß (4) mit einer
Tintenaustrittsöffnung befindet, dadurch gekennzeichnet,
daß der Tintenauslaß (4) siphonartig ausgebildet ist, mit
einem sich von der Tintenaustrittsöffnung ins
Kammerinnere erstreckenden, nach oben gerichteten
Rohrabschnitt (6), der über einen Umlenkbogen (8) in eine
Ansaugöffnung übergeht, die von Innen gegen den
Kammerboden (2a) gerichtet ist.
2. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Kammer (2) mit freifließender
Tinte (3) befüllbar ist.
3. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung senkrecht mit
geringem Abstand gegen den Kammerboden (2a) gerichtet
ist.
4. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (6) senkrecht nach
oben gerichtet ist, auf dem eine diesen mit radialem und
axialem Abstand übergreifende Umlenkkappe (8) angebracht
ist.
5. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Umlenkkappe (8) auf radial vom
Rohrabschnitt (6) abstehende Halterippen (9) aufgesteckt
ist.
6. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Tintenauslaß (4) mit
Anschlußmitteln (7) für einen Tintenstrahldrucker
versehen ist.
7. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Tintenvorratsbehälter (1)
unlösbar mit einem Tintenstrahldruckkopf verbunden ist.
8. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Tintenauslaß (4) aus einem oder
mehreren Kunststoff-Spritzgußteilen (6, 8) gebildet wird.
Priority Applications (4)
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EP1186421B1 (de) | 2005-02-09 |
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Date | Code | Title | Description |
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