DE29521114U1 - Refill cartridge - Google Patents

Refill cartridge

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DE29521114U1
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Dipl.-lng. KLAUS WESTPHAL * I '... 1 iv&aWstrasse.gS J··. Telefon (0 7721) 56007Dipl.-lng. KLAUS WESTPHAL * I '... 1 iv&aWstrasse.gS J··. Telephone (0 7721) 56007

Dr. rer.nat. BERND MUSSGNUG .* '. ' i &iacgr;[5-78948 VS#-yiLfcl^j3EN Telex 7921573 wemudDr. rer.nat. BERND MUSSGNUG .* '. ' i &iacgr;[5-78948 VS # -yiLfcl^j3EN Telex 7921573 wemud

Dr.-lng. PETER NEUNERT ** " *' Telefax (0 7721) 5 5164Dr.-lng. PETER NEUNERT ** "*' Fax (0 7721) 5 5164

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NachfüllpatroneRefill cartridge

Die Erfindung betrifft eine Nachfüllpatrone für insbesondere einen einzelnen oder mehrere voneinander getrennte Tintenkammern aufweisenden Druckkopf eines Tintenstrahldruckers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a refill cartridge for a print head of an inkjet printer, in particular one having a single ink chamber or several separate ink chambers, according to the preamble of claim 1.

Derartige Nachfüllpatronen finden Verwendung im Zusammenhang mit sogenannten Befüllstationen, wie sie beispielsweise aus der DE 43 27 178 Cl bekanntgeworden sind. Diese Vorrichtungen bestehen aus einer Halterung mit einem Dichtungsorgan, in die der zu befüllende Druckkopf eingesetzt und verrastet wird. Hierdurch wird die an der Unterseite des Druckkopfs befindliche Düsenplatte sowie eine gegebenenfalls vorhandene Belüftungsöffnung dichtend zur Anlage an das Dichtungsorgan gebracht. Anschließend wird auf den eingesetzten Druckkopf bzw. die Halterung ein mit einer Kanüle versehener Kanülenträger aufgesetzt, so daß dieSuch refill cartridges are used in connection with so-called filling stations, as are known, for example, from DE 43 27 178 Cl. These devices consist of a holder with a sealing element, into which the print head to be filled is inserted and locked. This causes the nozzle plate on the underside of the print head and any ventilation opening to be present to be brought into sealing contact with the sealing element. A cannula holder equipped with a cannula is then placed on the inserted print head or the holder, so that the

Postbank: Karlsruhe 769 79-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 694 700 39) 146332 V.A.T No. DE142989261Postbank: Karlsruhe 769 79-754 Bank account: Deutsche Bank AG Villingen (bank code 694 700 39) 146332 V.A.T No. DE142989261

Kanüle in die Tintenkammer des Vorratsraumes hineingeführt wird. Auf die Kanüle wird nunmehr die Nachfüllpatrone aufgesteckt und durch eine entsprechende Ausnehmung im Kanülenträger geführt. Durch den Aufsteckvorgang durchstößt die Kanüle einen an der Nachfüllpatrone angebrachten Stopfen und stellt so eine kommunizierende Verbindung zwischen dem in der Nachfüllpatrone befindlichen Tintenvorrat und der Tintenkammer des Druckkopfs her.Cannula is inserted into the ink chamber of the storage area. The refill cartridge is now placed on the cannula and guided through a corresponding recess in the cannula holder. During the insertion process, the cannula pierces a plug attached to the refill cartridge and thus creates a communicating connection between the ink supply in the refill cartridge and the ink chamber of the print head.

Für eine Reihe von Anwendungsfällen ist damit ein problemloses Wiederbefüllen von Druckköpfen möglich. Je nach Aufbau des Druckkopfes bzw. der Tintenkammer besteht jedoch die Gefahr, daß bei Überschreiten des vorgesehenen maximalen Füllpegels Tinte unerwünscht austritt. Derartige Situationen ergeben sich dann, wenn der Druckkopf nicht vollständig leergeschrieben ist, sich somit noch Tinte in der Tintenkammer befindet und damit das Aufnahmevolumen geringer ist als der Inhalt der Nachfüllpatrone.This makes it possible to refill print heads without any problems for a number of applications. Depending on the design of the print head or the ink chamber, however, there is a risk that ink will leak out if the maximum fill level is exceeded. Such situations arise when the print head is not completely empty, so there is still ink in the ink chamber and the capacity is therefore less than the contents of the refill cartridge.

Im Falle des Einfarben-Druckkopfs ist dieses Problem an sich beherrschbar, sofern dafür Sorge getragen wird, daß vor dem Wiederbefüllen der Druckkopf vollständig leergeschrieben wird. Weitaus schwieriger ist das Problem bei einem Mehrfarben-Druckkopf, der mit einer vergleichbaren Vorrichtung wiederbefüllt werden soll. Dort tritt der hinlänglich bekannte Effekt ein, daß der individuelle Verbrauch der einzelnen Farbkomponenten variiert, so daß zumeist lediglich eine der Farbkomponenten erschöpft ist, wohingegen der Vorrat an übrigen Farbkomponenten noch nicht erschöpft ist. Für eine farbkorrekte Wiedergabe ist es deshalb erforderlich, bereits in diesem Stadium Tinte nachzufüllen. Aus praktischen Gründen wird hierbei nicht nur diejenige Farbkomponente ergänzt, deren Vorrat er-In the case of a single-colour print head, this problem can be managed as long as care is taken to ensure that the print head is completely emptied before refilling. The problem is much more difficult with a multi-colour print head that is to be refilled using a comparable device. In this case, the well-known effect occurs that the individual consumption of the individual colour components varies, so that usually only one of the colour components is exhausted, whereas the supply of the other colour components is not yet exhausted. For colour-correct reproduction, it is therefore necessary to refill ink at this stage. For practical reasons, this does not only replenish the colour component whose supply has been exhausted.

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schöpft ist, vielmehr werden bei dieser Gelegenheit auch die Tintenkammern der übrigen Farbkomponenten aufgefüllt.is used up, but the ink chambers of the other color components are also refilled at this time.

Das Ergänzen derjenigen Farbkomponenten, von denen sich noch nennenswerte Reste in den Tintenkammern befinden, ist deshalb kritisch, weil das Volumen der entsprechenden Nachfüllpatronen zu groß ist. Der an sich selbsttätig ablaufende Befüllvorgang muß deshalb ständig beobachtet und individuell vorzeitig gestoppt werden. Andernfalls besteht die Gefahr, daß überschießende Tinte in eine benachbarte Tintenkammer einer anderen Farbkomponente eindringt und damit den Druckkopf insgesamt unbrauchbar macht.Replenishing the color components of which there are still significant residues in the ink chambers is critical because the volume of the corresponding refill cartridges is too large. The filling process, which is actually automatic, must therefore be constantly monitored and individually stopped early. Otherwise there is a risk that excess ink will penetrate into a neighboring ink chamber of a different color component and thus render the print head unusable.

Zur Umgehung dieser Problematik ist auch schon in der vorangemeldeten, jedoch nachveröffentlichten DE 44 34 186 . . vorgeschlagen worden, für jede der Tintenvorratskammern eine als Belüftungsventil wirkende Membran vorzusehen, durch die die während des BefüllVorgangs entweichende Luft ausschließlich abgeführt werden kann, die jedoch im übrigen für die Tinte undurchlässig ist. Sofern voraussetzungsgemäß die Tintenvorratskammer im übrigen abgedichtet ist, wird der Zufluß von Tinte dann gestoppt, wenn die gesamte, in der Tintenkammer befindliche Luft verdrängt ist und die Tinte an der Membran ansteht.To avoid this problem, it was already proposed in the previously registered but subsequently published DE 44 34 186 . . to provide a membrane for each of the ink reservoir chambers that acts as a ventilation valve, through which the air escaping during the filling process can be discharged, but which is otherwise impermeable to the ink. If, as required, the ink reservoir chamber is otherwise sealed, the flow of ink is stopped when all of the air in the ink chamber has been displaced and the ink is present at the membrane.

Mit dieser Vorrichtung ist somit ein unbeaufsichtigtes Ablaufen des Befüllvorgangs realisierbar, welcher selbsttätig bei Erreichen des maximalen Füllzustands zum Stillstand kommt. In diesem Zusammenhang kommt es allerdings darauf an, daß die Tintenkammern einzeln zuverlässig abgedichtet werden. Konstruktionsbedingt bereitet dies bei einer Reihe von im Umlauf befindlichen Druckköpfen keine Probleme, da mit Ausnahme von Befüll- und/oder Belüftungsöffnungen dieThis device enables the filling process to run unattended, and automatically stops when the maximum filling level is reached. In this context, however, it is important that the ink chambers are individually and reliably sealed. Due to the design, this does not cause any problems with a number of print heads in circulation, since, with the exception of the filling and/or ventilation openings, the

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einzelnen Tintenkammern in sich abgeschlossen sind.individual ink chambers are self-contained.

Allerdings sind auch Druckköpfe in Umlauf, bei denen die Tintenkammern nicht abgedichtet bzw. abdichtbar sind, so daß sich auch unter Zuhilfenahme der vorstehend beschriebenen Vorrichtung kein automatisch ablaufender Befüllvorgang realisieren läßt. Es sind dies Druckköpfe, bei denen (im Falle der Mehrfarbenkonfiguration) zwar die einzelnen Tintenkammern voneinander durch Wände getrennt sind, diese jedoch beispielsweise nach oben hin nicht abgedichtet sind. Die Tinte wird hierbei von einem porösen oder schwammartigen Körper aufgenommen und darin gehalten. Dadurch ist verhindert, daß Tintenvorrat austreten und/oder in eine benachbarte Tintenkammer gelangen kann.However, there are also print heads in circulation where the ink chambers are not sealed or cannot be sealed, so that an automatic filling process cannot be carried out even with the aid of the device described above. These are print heads where (in the case of the multi-color configuration) the individual ink chambers are separated from each other by walls, but these are not sealed at the top, for example. The ink is absorbed by a porous or sponge-like body and held in it. This prevents the ink supply from leaking out and/or getting into an adjacent ink chamber.

Der Erfindung lag daher das Problem zugrunde, eine Nachfüllpatrone der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, daß die geschilderten Nachteile nicht mehr auftreten. Insbesondere sollte sie in der Lage sein, das Ausfließen von Tinte selbsttätig zu stoppen, sofern eine bestimmte, vorgegebene Füllstandshöhe in der betreffenden Tintenkammer erreicht ist.The invention was therefore based on the problem of further developing a refill cartridge of the type mentioned at the beginning in such a way that the disadvantages described no longer occur. In particular, it should be able to automatically stop the flow of ink as long as a certain, predetermined fill level is reached in the relevant ink chamber.

Gelöst wird dieses Problem mit einer Nachfüllpatrone, welche die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmale angegeben.This problem is solved with a refill cartridge which has the features of claim 1. Advantageous further developments of the invention are specified by the features described in the subclaims.

Die Erfindung basiert auf der Idee, die Nachfüllpatrone mit einer Belüftungskanüle zu versehen, die ein Abfließen von Tinte nur so lange zuläßt, bis der maximale Füllstandspegel erreicht ist. Konkret gelingt dies dadurch, daß die Belüftungskanüle die Nachfüllpatrone bzw. den Behälter im Inne-The invention is based on the idea of providing the refill cartridge with a ventilation cannula that only allows the ink to flow out until the maximum fill level is reached. In concrete terms, this is achieved by the ventilation cannula ventilating the refill cartridge or the container inside

ren weitgehend durchsetzt und oberhalb des Tintenpegels mündet. Die Belüftungskanüle durchdringt nach unten hin abgedichtet die Wandung der Nachfüllpatrone und ist in das Innere der Tintenkammer hineingeführt, wobei das untere Ende den maximalen Füllstandspegel der einlaufenden Tinte vorgibt. So kann zunächst Tinte durch die Füllkanüle, welche bei dem Aufsetzen der Nachfüllpatrone den Stopfen durchstoßen hat, aus der Nachfüllpatrone abfließen, da durch die Belüftungskanüle Luft in das Innere der Nachfüllpatrone eingesogen wird. Mit fortschreitendem Befüllvorgang steigt der Tintenpegel in der Tintenkammer nach und nach an, bis er das untere Ende der in die Tintenvorratskammer von oben einmündenden Belüftungskanüle erreicht. Danach kann keine weitere Tinte mehr aus der Nachfüllpatrone abfließen, weil die hierfür benötigte Luft nicht mehr nachströmen kann. Der Befüllvorgang kommt damit selbsttätig zum Erliegen, ohne daß es eines manuellen Eingriffs bedürfte. ren and opens above the ink level. The ventilation cannula penetrates the wall of the refill cartridge at the bottom and is sealed and leads into the interior of the ink chamber, with the lower end setting the maximum fill level of the incoming ink. This means that ink can initially flow out of the refill cartridge through the filling cannula, which pierced the stopper when the refill cartridge was put in place, because air is sucked into the interior of the refill cartridge through the ventilation cannula. As the filling process progresses, the ink level in the ink chamber gradually increases until it reaches the lower end of the ventilation cannula that opens into the ink supply chamber from above. After that, no more ink can flow out of the refill cartridge because the air required for this can no longer flow in. The filling process then stops automatically without the need for manual intervention.

In diesem Zusammenhang versteht sich von selbst, daß während des Befüllvorgangs das Innere der Nachfüllpatrone außer durch die Belüftungskanüle selbst keine Luft führende Verbindung mit der Umgebung haben darf, damit ein Nachströmen von Luft nicht mehr möglich ist, sobald der Tintenpegel in der Tintenkammer die Belüftungskanüle erreicht hat. Weiterhin ist es wichtig, daß die Position des unteren Endes der Belüftungskanüle exakt mit der vorgesehenen Füllstandshöhe in der Tintenkammer korrespondiert. In diesem Zusammenhang ist es erforderlich, für unterschiedliche Druckkopftypen entsprechend bemessene Belüftungskanülen bzw. damit versehene Nachfüllpatronen zur Verfügung zu haben. Alternativ ist es auch möglich, durch entsprechende Vorrichtungen, wie beispielsweise Kanülenträger mit unter-In this context, it goes without saying that during the filling process, the interior of the refill cartridge must not have any air-carrying connection to the environment other than through the ventilation cannula itself, so that air cannot flow in once the ink level in the ink chamber has reached the ventilation cannula. It is also important that the position of the lower end of the ventilation cannula corresponds exactly to the intended fill level in the ink chamber. In this context, it is necessary to have ventilation cannulas of the appropriate size or refill cartridges equipped with them available for different print head types. Alternatively, it is also possible to use appropriate devices, such as cannula holders with different

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schiedlich dimensionierten Vertiefungen, die erforderliche Eindringtiefe der Belüftungskanüle vorzugeben.Differently dimensioned recesses to specify the required penetration depth of the ventilation cannula.

Eine derartig gestaltete Nachfüllpatrone läßt sich äußerst kostengünstig herstellen, da lediglich eine einfache Belüftungskanüle erforderlich ist, um den Befüllvorgang selbsttätig zu stoppen, sobald der Tintenvorrat ergänzt ist. Damit kann einerseits auf die ansonsten nötige Membran verzichtet werden, auch ist das je nach Konfiguration relativ aufwendige Abdichten der einzelnen Tintenkammern nicht mehr nötig. Schließlich können auch Druckköpfe wiederbefüllt werden, deren Tintenkammern insbesondere im Übergangsbereich zwischen Gehäuseoberkante und Deckel Leckagestellen aufweisen und damit für einen membrangesteuerten Befüllvorgang nicht mehr brauchbar sind.A refill cartridge designed in this way can be manufactured extremely cost-effectively, as only a simple ventilation cannula is required to automatically stop the filling process as soon as the ink supply is replenished. This means that the otherwise necessary membrane can be dispensed with, and depending on the configuration, the relatively complex sealing of the individual ink chambers is no longer necessary. Finally, print heads can also be refilled whose ink chambers have leaks, particularly in the transition area between the upper edge of the housing and the cover, and are therefore no longer usable for a membrane-controlled filling process.

Bevorzugt ist die Belüftungskanüle innen an der Wandung des in der Regel zylindrischen oder auch prismatischen Behälters entlanggeführt und dort befestigt. Dies erlaubt eine einfache und sichere Fixierung der Belüftungskanüle, insbesondere auch in axialer Richtung, die für die Einhaltung der Eindringtiefe in die Tintenkammer besonders wichtig ist. Im einfachsten Fall kann die Belüftungskanüle als Einlegeteil während des Formgebungsvorgangs des Behälters integriert werden mit dem zusätzlichen Vorteil, daß keine weiteren Maßnahmen nötig sind, um den Behälter an der Durchdringungsstelle der Belüftungskanüle gesondert abzudichten. Preferably, the ventilation cannula is guided along the inside of the wall of the usually cylindrical or prismatic container and secured there. This allows the ventilation cannula to be fixed easily and securely, in particular in the axial direction, which is particularly important for maintaining the penetration depth into the ink chamber. In the simplest case, the ventilation cannula can be integrated as an insert during the molding process of the container with the additional advantage that no further measures are necessary to seal the container separately at the point where the ventilation cannula penetrates.

Eine Variante sieht vor, die Belüftungskanüle nachträglich in den Behälter einsetzbar zu gestalten. Dies kann zum einen dazu benutzt werden, um eine für eine Vielzahl unterschiedlicher Druckkopftypen verwendbare NachfüllmöglichkeitOne variant provides for the ventilation cannula to be subsequently inserted into the container. This can be used to provide a refill option that can be used for a variety of different print head types.

vorzusehen, bei der der Anwender die für den speziell vorliegenden Druckkopf benötigte Kanüle auswählt und unmittelbar vor dem Befüllvorgang einsetzt.where the user selects the cannula required for the specific print head and inserts it immediately before the filling process.

Je nach Materialwahl kann der Behälter selbstverschließend ausgeführt sein, so daß die Belüftungskanüle lediglich (auch von unten) in das Innere der Nachfüllpatrone eingestochen und eingeschoben werden kann, ohne daß die Gefahr des unbeabsichtigten Austretens von Tinte besteht. Alternativ und gleichzeitig kostengünstiger ist es, lediglich einen weiteren Stopfen vorzusehen, der diese selbstverschließende Eigenschaft besitzt und im übrigen als weiterer Stopfen neben den zentralen Stopfen für die Füllkanüle angebracht ist.Depending on the material selected, the container can be designed to be self-sealing, so that the ventilation cannula can simply be inserted (also from below) into the interior of the refill cartridge without the risk of ink accidentally leaking out. An alternative and more cost-effective option is to simply provide another plug that has this self-sealing property and is also attached as an additional plug next to the central plug for the filling cannula.

Eine besonders einfache Handhabung im Falle des nachträglichen Einsetzens der Belüftungskanüle ergibt sich, sofern ein Axialanschlag vorgesehen ist. Dieser begrenzt die Einschubtiefe der Belüftungskanüle in das Innere der Nachfüllpatrone und stellt sicher, daß das untere Ende, welches während des BefüllVorgangs den maximalen Füllstand vorgibt, exakt positioniert ist.The ventilation cannula is particularly easy to use if it is inserted later if an axial stop is provided. This limits the depth at which the ventilation cannula can be inserted into the interior of the refill cartridge and ensures that the lower end, which sets the maximum filling level during the filling process, is positioned precisely.

Die Konzeption der nachträglich einsetzbaren Belüftungskanüle eröffnet die Möglichkeit zu einer weiteren, besonders bevorzugten Variante, bei der die Belüftungskanüle integraler Bestandteil einer Befüllstation ist, wie sie in dem eingangs zitierten Dokument (DE 43 27 178 C2) beschrieben ist. So kann der die Füllkanülen aufnehmende Kanülenträger mit weiteren Kanülen, nämlich den Belüftungskanülen, bestückt sein, die ebenfalls in die Aufnahmevertiefung für die Nachfüllpatronen münden.The design of the subsequently insertable ventilation cannula opens up the possibility of a further, particularly preferred variant in which the ventilation cannula is an integral component of a filling station, as described in the document cited at the beginning (DE 43 27 178 C2). The cannula carrier that holds the filling cannulas can thus be equipped with further cannulas, namely the ventilation cannulas, which also open into the receiving recess for the refill cartridges.

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Besonders günstig ist es, wenn jeweils die Füllkanüle und die Belüftungskanüle unmittelbar benachbart zueinander verlaufend angeordnet sind, so daß die Nachfüllpatrone lediglich einen einzigen, von beiden Kanülen durchstoßbaren Stopfen aufzuweisen braucht. Auch läßt sich damit eine Nachfüllpatrone mit sehr geringer Grundfläche realisieren, wie dies bei kleineren Druckköpfen von Vorteil ist.It is particularly advantageous if the filling cannula and the ventilation cannula are arranged directly next to each other, so that the refill cartridge only needs to have a single plug that can be penetrated by both cannulas. This also makes it possible to create a refill cartridge with a very small footprint, which is an advantage with smaller print heads.

Je nach Konfiguration des Druckkopfs kann auch vorgesehen sein, den die Füllkanülen aufnehmenden Kanülenträger als Deckel für den zu befüllenden Druckkopf auszubilden, der unmittelbar auf das Gehäuse bzw.. den Außenbehälter aufsetzbar ist.Depending on the configuration of the print head, it may also be intended that the cannula holder holding the filling cannulas be designed as a cover for the print head to be filled, which can be placed directly on the housing or the outer container.

Sofern die Belüftungskanüle vor dem Aufstecken der Nachfüllpatrone an dieser befestigt wird bzw. fest mit ihr verbunden ist, muß dafür Sorge getragen werden, daß der Druckkopf bzw. der die Füllkanülen aufnehmende Kanülenträger eine entsprechende Öffnung aufweist, durch die die Belüftungskanüle hindurchgeführt werden kann. Es kann dies gleichzeitig die Öffnung sein, durch die die Tintenkammer belüftet wird. Um das Aufsetzen der Tintenpatrone zusätzlich zu vereinfachen, ist es von Vorteil, Positioniermittel vorzusehen, die eine korrekte Zuordnung hinsichtlich der Winkelstellung zwischen der Nachfüllpatrone und dem Druckkopf ermöglichen. Es können dies beispielsweise speziell geformte Vertiefungen sein, die mit entsprechend geformten Konturabschnitten der Nachfüllpatrone korrespondieren. Besonders günstig ist es, wenn diese Positioniermittel zugleich als Farbcodierung dienen, so daß die Nachfüllpatronen einerseits jeweils nur bei farbkorrekter Zuordnung zu der betreffenden Tintenkammer und andererseits gleichzeitig nur in der korrekten Relativwinkellage aufsteckbarIf the ventilation cannula is attached to the refill cartridge before it is plugged in, or is firmly connected to it, it must be ensured that the print head or the cannula holder that holds the filling cannulas has a corresponding opening through which the ventilation cannula can be passed. This can also be the opening through which the ink chamber is ventilated. In order to further simplify the installation of the ink cartridge, it is advantageous to provide positioning means that enable correct assignment in terms of the angular position between the refill cartridge and the print head. These can, for example, be specially shaped recesses that correspond to correspondingly shaped contour sections of the refill cartridge. It is particularly advantageous if these positioning means also serve as color coding, so that the refill cartridges can only be plugged in if they are assigned the correct color to the relevant ink chamber and, at the same time, only in the correct relative angular position.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert. Es zeigen :The invention is explained in more detail below using the embodiment shown schematically in the figures. They show:

Figur 1 Nachfüllpatrone in schematisierter Schnittdarstellung undFigure 1 Refill cartridge in schematic sectional view and

Figur 2 Nachfüllpatrone, auf einen Druckkopf aufgesetzt, in schematisierter Schnittdarstellung.Figure 2 Refill cartridge, placed on a print head, in a schematic sectional view.

Eine Nachfüllpatrone 1 besteht aus einem Behälter 10, der mit einer Kappe 12 verschlossen ist. Die Kappe 12 sitzt luftdicht auf dem Behälter 10 auf.A refill cartridge 1 consists of a container 10 which is closed with a cap 12. The cap 12 sits airtight on the container 10.

Der Kappe 12 gegenüberliegend ist am Behälter 10 ein Stopfen 14 vorgesehen, der dazu bestimmt ist, von einer Füllkanüle 110 in der unten beschriebenen Art und Weise durchstochen zu werden.Opposite the cap 12, a stopper 14 is provided on the container 10, which is intended to be pierced by a filling cannula 110 in the manner described below.

Ferner ist die Nachfüllpatrone 1 mit einer Belüftungskanüle 20 versehen, die den Behälter 10 im Inneren axial weitgehend durchsetzt und in der Nähe des Deckels 12 endet. Nach außen hin durchdringt die Belüftungskanüle 20 den Behälter 10 abgedichtet und endet unterhalb. Somit verläuft ein erster Axialabschnitt 2Oi innerhalb und ein zweiter Axialabschnitt 20a außerhalb des Behälters 10.Furthermore, the refill cartridge 1 is provided with a ventilation cannula 20, which largely penetrates the container 10 axially on the inside and ends near the lid 12. On the outside, the ventilation cannula 20 penetrates the container 10 in a sealed manner and ends below. Thus, a first axial section 20i runs inside and a second axial section 20a runs outside the container 10.

Der Behälter 10 ist mit Tinte T gefüllt, wobei in der in Figur 1 dargestellten aufrechten Position der Nachfüllpatrone 1 der Pegel der bevorrateten Tinte T unterhalb des oberen Endes der Belüftungskanüle 20 endet.The container 10 is filled with ink T, whereby in the upright position of the refill cartridge 1 shown in Figure 1, the level of the stored ink T ends below the upper end of the ventilation cannula 20.

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In Figur 2 ist die Nachfüllpatrone 1 auf einen Druckkopf 200 aufgesetzt. Dieser besitzt eine Tintenkammer 212, die in hier nicht dargestellter Art und Weise mit einem die Tinte T aufnehmenden Schwamm gefüllt ist. In das Innere der Tintenkammer 212 ist die Füllkanüle 110 eingebracht und durchdringt diese etwa bis zur Hälfte. Die Füllkanüle 110 ist Bestandteil eines Kanülenträgers 104, der oberhalb der Tintenkammer 212 positioniert ist. Er ruht auf einem Außenbehälter 102, der im dargestellten Ausführungsbeispiel die Tintenkammer 212 unmittelbar umgibt. Es kann dies aber auch die Halterung einer Befüllstation der eingangs zitierten Art sei, die den Druckkopf aufnimmt und auf die der Kanülenträger 104 aufgesetzt ist.In Figure 2, the refill cartridge 1 is placed on a print head 200. This has an ink chamber 212, which is filled in a manner not shown here with a sponge that absorbs the ink T. The filling cannula 110 is inserted into the interior of the ink chamber 212 and penetrates it approximately halfway. The filling cannula 110 is part of a cannula carrier 104, which is positioned above the ink chamber 212. It rests on an outer container 102, which in the embodiment shown directly surrounds the ink chamber 212. However, this can also be the holder of a filling station of the type cited at the beginning, which accommodates the print head and on which the cannula carrier 104 is placed.

Die Tintenpatrone ist auf den Kanülenträger 104 im Bereich einer Vertiefung 112 aufgesetzt, wobei die innerhalb der Vertiefung 112 mündende Füllkanüle 110 den Stopfen 14 der Nachfüllpatrone 1 durchstoßen hat und in das Innere des Behälters 10 hineinragt. Es ist damit eine Fließverbindung zwischen dem Inneren der Nachfüllpatrone 1 und der Tintenkammer 212 hergestellt.The ink cartridge is placed on the cannula carrier 104 in the area of a recess 112, whereby the filling cannula 110 opening into the recess 112 has penetrated the stopper 14 of the refill cartridge 1 and protrudes into the interior of the container 10. This creates a flow connection between the interior of the refill cartridge 1 and the ink chamber 212.

Der Kanülenträger 104 besitzt im Bereich der Vertiefung 112 eine Öffnung 114, durch die die Belüftungskanüle 2 0 hindurchgeführt und ebenfalls in die Tintenkammer 212 eingedrungen ist. Wie sich aus Figur 2 ergibt, endet die Belüftungskanüle 20 relativ weit oben in der Tintenkammer 212. Das untere Ende der Belüftungskanüle 2 0 definiert die maximale Füllstandshöhe Pmax der zu fließenden Tinte T, wie nachstehend näher erläutert wird.The cannula carrier 104 has an opening 114 in the area of the recess 112 through which the ventilation cannula 20 is guided and also penetrated into the ink chamber 212. As can be seen from Figure 2, the ventilation cannula 20 ends relatively high up in the ink chamber 212. The lower end of the ventilation cannula 20 defines the maximum fill level Pmax of the ink T to flow, as will be explained in more detail below.

Die in Figur 2 dargestellte Situation entspricht dem BeginnThe situation shown in Figure 2 corresponds to the beginning

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des Befüllvorgangs, bei der sich in der Tintenkammer 212 noch ein Tintenrest T befindet, der eine Füllstandshöhe Pmin besitzt. Die soeben aufgesetzte Nachfullpatrone 1 ist noch praktisch vollständig mit dem Tintenvorrat T gefüllt und es beginnt Tinte durch die Füllkanüle 110 in die Tintenkammer 212 hineinzufließen. Gleichzeitig wird Luft L durch die Belüftungskanüle 20 hindurch in das Innere der Nachfüllpatrone 1 hinein angesaugt, so daß weitere Tinte T abfließen kann. Der Tintenpegel in der Tintenkammer 212 steigt langsam an und erreicht zunächst das untere Ende der Füllkanüle 110 und steigt weiterhin an, bis der maximale Füllstandspegel Pmax erreicht . wird. In dieser Situation steht Tinte unten an der Belüftungskanüle 2 0 an und verhindert auf diese Weise ein weiteres Nachströmen von Luft L. Da das Innere der Nachfüllpatrone 1 insoweit abgedichtet ist, kann keine weitere Tinte T mehr abfließen und der Befüllvorgang stoppt selbsttätig.of the filling process, in which there is still a residual ink T in the ink chamber 212, which has a filling level of Pmin. The refill cartridge 1 that has just been put on is still practically completely filled with the ink supply T and ink begins to flow through the filling cannula 110 into the ink chamber 212. At the same time, air L is sucked through the ventilation cannula 20 into the interior of the refill cartridge 1, so that more ink T can flow out. The ink level in the ink chamber 212 rises slowly and initially reaches the lower end of the filling cannula 110 and continues to rise until the maximum filling level Pmax is reached. In this situation, ink is present at the bottom of the ventilation cannula 2 0 and thus prevents any further flow of air L. Since the interior of the refill cartridge 1 is sealed, no further ink T can flow out and the filling process stops automatically.

Aus dem vorstehenden ergibt sich, daß mit einer derartigen Nachfullpatrone ein einfaches und sicheres Befüllen von Druckköpfen möglich ist. Diese einfache Konfiguration macht aufwendige Lösungen überflüssig und ist universell immer dann einsetzbar, wenn der zu befüllende Druckkopf eine nicht abgedichtete Tintenkammer besitzt.From the above it follows that a simple and safe filling of print heads is possible with such a refill cartridge. This simple configuration makes complex solutions superfluous and can be used universally whenever the print head to be filled has an unsealed ink chamber.

• ·;·;

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BezugszeichenlisteList of reference symbols

NachfüllpatroneRefill cartridge

1010 Behältercontainer 1212 Kappecap 1414 StopfenPlug 2020 BelüftungskanüleVentilation cannula 2Oi2Oi AxialabschnittAxial section 20a20a AxialabschnittAxial section 102102 AußenbehälterOuter container 104104 KanülenträgerCannula carrier 110110 FüllkanüleFilling cannula 112112 Vertiefungdeepening 114114 Öffnungopening 200200 DruckkopfPrinthead 212212 Tint enkammerInk chamber LL LuftAir TT Tinteink PmaxPmax maximaler Füllst;maximum fill level; PminPMin minimaler Füllst:minimum fill level:

Claims (9)

Dipl.-lng. KLAUS WESTPHAL * 1 &idigr;.» &idigr; Vffaicfcirasse*33 · ···, Telefon (0 7721) 56007Dipl.-lng. KLAUS WESTPHAL * 1 &idigr;.» &idigr; Vffaicfcirasse*33 · ···, Telephone (0 7721) 56007 Dr. rer.nat. BERND MUSSGNUG .· J * I &udiagr;!-&phgr;&thgr;4$ \7s-VILfclNG£N Telex 7921573wemudDr. rer.nat. BERND MUSSGNUG .· J * I &udiagr;!-&phgr;&thgr;4$ \7s-VILfclNG£N Telex 7921573wemud Dr.-lng. PETER NEUNERT «*#···· ·* ·· ·· Telefax (07721) 55164Dr.-lng. PETER NEUNERT «*#···· ·* ·· ·· Fax (07721) 55164 Dipl.-lng. ROBERT GÖHRINGDipl.-lng. ROBERT GÖHRING Dr. rer. nat. OTTO B U CH N E R Mozartstrasse 8 Telefon (089):54403089Dr. rer. nat. OTTO B U CH N E R Mozartstrasse 8 Telephone (089):54403089 PATENTANWÄLTE D-80336 MÜNCHEN Teiefax (089) 54403080PATENT ATTORNEYS D-80336 MUNICH Fax (089) 54403080 European Patent AttorneysEuropean Patent Attorneys pmsO3 8gpmsO3 8g SCHUTZANSPRUCHEPROTECTION CLAIMS 1. Nachfüllpatrone für insbesondere einen einen einzelnen oder mehrere voneinander getrennte Tintenkammern aufweisenden Druckkopf eines Tintenstrahldruckers, mit einem Tinte enthaltenden Behälter und einem von einer in die jeweilige Tintenkammer hineinragenden Füllkanüle durchstoßbaren Stopfen, gekennzeichnet durch eine Belüftungskanüle (20), die den Behälter (10). im Inneren axial weitgehend durchsetzt und nach außen hin die Wandung des Behälters (10) abgedichtet durchdringt, derart, daß das innerhalb des Behälters (10) befindliche Ende der Belüftungskanüle (20) den Pegel der bevorrateten Tinte (T) nach oben hin überragt und das gegenüberliegende Ende nach unten in das Innere der Tintenkammer (212) hineingeführt ist und damit dessen Position den maximalen Füllstandspegel (Pmax) der einlaufenden Tine (T) vorgibt, wenn die Nachfüllpatrone (1) auf die Füllkanüle (110) aufgesteckt ist.1. Refill cartridge for a print head of an inkjet printer, in particular one with a single or several separate ink chambers, with a container containing ink and a stopper that can be penetrated by a filling cannula that extends into the respective ink chamber, characterized by a ventilation cannula (20) that largely penetrates the container (10) axially on the inside and penetrates the wall of the container (10) in a sealed manner on the outside, such that the end of the ventilation cannula (20) located inside the container (10) projects upwards above the level of the stored ink (T) and the opposite end is guided downwards into the interior of the ink chamber (212) and thus its position specifies the maximum fill level (Pmax) of the incoming ink (T) when the refill cartridge (1) is plugged onto the filling cannula (110). 2. Nachfüllpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanüle (20) innen an der Wandung des Behälters (10) entlanggeführt und befestigt ist.2. Refill cartridge according to claim 1, characterized in that the ventilation cannula (20) is guided and fastened along the inside of the wall of the container (10). 3. Nachfüllpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanüle (2 0) in den Behälter (10) (nachträglich) einsetzbar ist.3. Refill cartridge according to claim 1 or 2, characterized in that the ventilation cannula (20) can be inserted (subsequently) into the container (10). Postbank: Karlsruhe 76979-754 Bankkonto: Deutsche Bank AG Villingen (BLZ 694 70039) 146332 V.A.T.No. DE142989261Postbank: Karlsruhe 76979-754 Bank account: Deutsche Bank AG Villingen (bank code 694 70039) 146332 V.A.T.No. DE142989261 4. Nachfüllpatrone nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch einen {weiteren) Stopfen, der dazu vorgesehen ist, von der Belüftungskanüle (2 0) durchstoßen zu werden.4. Refill cartridge according to claim 3, characterized by a {further) plug which is intended to be pierced by the ventilation cannula (2 0). 5. Nachfüllpatrone nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch einen Axialanschlag für die Belüftungskanüle (20).5. Refill cartridge according to claim 3 or 4, characterized by an axial stop for the ventilation cannula (20). 6. Nachfüllpatrone nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanüle (20) integraler Bestandteil eines die Füllkanülen (110) aufnehmenden Kanülenträgers (104) ist.6. Refill cartridge according to claim 3 or 4, characterized in that the ventilation cannula (20) is an integral part of a cannula carrier (104) receiving the filling cannulas (110). 7. Nachfüllpatrone nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftungskanüle (20) jeweils unmittelbar benachbart zur Füllkanüle (110) verlaufend angeordnet ist.7. Refill cartridge according to claim 6, characterized in that the ventilation cannula (20) is arranged immediately adjacent to the filling cannula (110). 8. Nachfüllpatrone nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Positioniermittel derart, daß die Nachfüllpatrone (1) jeweils nur bei korrekter Relativwinkel lage in bezug auf den Druckkopf (200) auf die Füllkanüle (110) aufsteckbar ist.8. Refill cartridge according to one of the preceding claims, characterized by positioning means such that the refill cartridge (1) can only be plugged onto the filling cannula (110) when it is in the correct relative angular position with respect to the print head (200). 9. Nachfüllpatrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Positioniermittel zugleich der Farbcodierung dienen, derart, daß die Nachfüllpatrone (1) jeweils nur bei farbkorrekter Zuordnung zu der betreffenden Füllkanüle (110) aufsteckbar ist.9. Refill cartridge according to claim 8, characterized in that the positioning means also serve for color coding, such that the refill cartridge (1) can only be attached to the relevant filling cannula (110) if the color is correctly assigned.
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