DE4104786C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenvorratsbehälter für Tinten­ druckeinrichtungen gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Bei Tintenschreibeinrichtungen, seien es nun Bubble-Jet-Tinten­ druckeinrichtungen oder nach dem piezoelektrischen Prinzip ar­ beitende Tintendruckeinrichtungen, wird im allgemeinen ein Schreibkopf entlang eines Aufzeichnungsträgers in Zeilenrich­ tung bewegt und über ein Tintenversorgungssystem aus einem Tintenvorratsbehälter mit Aufzeichnungsflüssigkeit versorgt. Der Tintenvorratsbehälter kann dabei stationär in der Druckein­ richtung angeordnet sein oder auf dem, den Druckkopf tragenden Druckerwagen als sogenannte mitfahrende Tintenflasche ausge­ staltet sein.

Der Schreibkopf kann als Mosaikschreibkopf ausgebildet sein, in dem eine Mehrzahl von Schreibdüsen in einer oder mehreren Rei­ hen angeordnet sind. Durch die in diesen Schreibdüsen ablaufen­ den Kontraktionsvorgänge versorgt sich ein derartiger Schreib­ kopf selbständig mit Schreibflüssigkeit aus einem oder mehreren Tintenvorratsbehältern, die im allgemeinen auswechselbar ausge­ staltet sind (DE-PS 26 10 518) .

Tintenvorratsbehälter für Tintendruckeinrichtungen sind meist als Einwegbehälter ausgebildet, die werksseitig mit Tintenflüs­ sigkeit gefüllt werden und die nach Verbrauch des Tintenvorra­ tes nicht wieder verwendet werden dürfen. Ein Wiederfüllen der Tintenvorratsbehälter ist nicht vorgesehen, weil dieses Wieder­ füllen die Gefahr in sich birgt, daß Luft in den Tintenvorrats­ behälter eindringt. In der Tintenflüssigkeit enthaltene Luft­ bläschen führen zu Störungen des Schreibbetriebes. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn die Tintendruckeinrichtung nach dem Unterdruckprinzip arbeitet, einem Prinzip, bei dem das Tintenversorgungssystem gegenüber der eigentlichen Schreibdüse einen geringen Unterdruck aufweist.

Solche Einweg-Tintenbehälter können vorteilhaft in Form einer leicht auswechselbar gestalteten Kassette aufgebaut sein, die einen oder mehrere Tintenbeutel oder Speicherblasen aus ebenen Folien enthalten, in denen die Aufzeichnungsflüssigkeiten gespeichert sind. Solche Speicher sind beispielsweise aus DE 32 20 939 C2 und US 40 85 244 bekannt. Durch die Formen dieser gefüllten Speicherblasen bedingt, ergibt sich innerhalb des Kassettengehäuses ein relativ großes Totvolumen, das nicht zur Speicherung von Aufzeichnungsflüssigkeit genutzt werden kann. Insbesondere ergeben sich diese Leerräume in der als Stützgehäuse für die Tintenbeutel dienenden Kassette bzw. Tintenvorratsbehälter an den Randbereichen, wo die Unter- und Oberseite der Beutel miteinander verbunden z. B. verschweißt sind, wobei sich die Folie erst zur Mitte der Beutel hin ausbaucht (siehe DE 32 20 939, Fig. 1A und Fig. 5). Und insbesondere tritt diese ungünstige Raumausnutzung dann in Erscheinung, wenn das Folienmaterial relativ steif ist.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, einen Tintenvorratsbehälter mit Speicherblasen aus relativ steifem Material so auszugestalten, daß eine möglichst hohe Ausnutzung des durch das Volumen des Tintenvorratsbehälters vorgegebenen Speicherraums erreicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einem Tintenvorratsbehälter der eingangs genannten Art gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Tintenvorratsbehälter sind in einer als Stützgehäuse dienenden Kassette mehrere flexible Tintenbeutel in Form von Speicherblasen zur Aufnahme der Schreibflüssigkeit vorgesehen. Um eine bessere Ausnutzung des durch das Kassettengehäuse vorgegebenen Volumens zu erreichen, weisen die Tintenbeutel ein Mehrfaches der Länge des Kassettengehäuses auf und sind durch Falten bzw. Umklappen in mindestens zwei Beutelabschnitte unterteilbar. Ein Beutelabschnitt ist dabei derart gestaltet, daß sich die Schreibflüssigkeit bevorzugt in seinen Randbereichen befindet, so daß sich nach Falten des gesamten Beutels dieser Abschnitt auf einen Bereich des zweiten Beutelabschnitts legt, der wenig mit Tinte gefüllt ist. Damit läßt sich das vorgegebene Volumen des Kassettengehäuses besser aus­ nützen. Bei gleichen äußeren Abmessungen des Stützgehäuses ist es möglich, Volumen an Schreibflüssigkeiten mittels derartig faltbarer Tintenbeutel unterzubringen.

Um ein völliges Abknicken des Tintenbeutels und damit eine Unterbindung des Tintenflusses zu vermeiden, sind im Faltbereich Einlagen vorgesehen. Besonders vorteilhaft können diese Einlagen aus Kunststoff hergestellt werden und in Form von perforierten Rohrelementen, Noppenbändern, Spiralschläuchen oder ähnlichen Elementen ausgestaltet sein. Das Fixieren solcher Einlagen im Tintenspeicherraum geschieht dann auf einfache Weise mittels Wärmeschweißen. Bei Verwendung von Mehrfachfolien mit Metallbe­ schichtung ist eine verdunstungssichere Speicherung auch von stark wasserhaltiger Tinte gegeben.

Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen darge­ stellt und werden im folgenden beispielsweise näher beschrieben.

Es zeigt

Fig. 1 und Fig. 2 Frontdarstellungen von Tintenvorratsbehältern mit den dazugehörigen Verschlußeinrichtungen,

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch einen Tintenvorratsbehälter gemäß Fig. 1 entlang der Schnittlinie I-I,

Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung durch einen Tinten­ vorratsbehälter mit zwei darin angeordneten Speicherbla­ sen und

Fig. 5 und Fig. 6 zwei mögliche Ausführungsbeispiele für Tinten­ beutel mit erhöhter Speicherkapazität.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Tintenvorratsbehälter 1, der mit einem hier nicht dargestellten Schreibkopf eine Tinten­ schreibeinrichtung, z. B. über eine verrastbare Aufnahmevorrich­ tung 2 konstruktiv leicht auswechselbar verbunden ist. Die Tin­ tenschreibeinrichtung kann z. B. entsprechend der DE-OS 36 11 966 als Einfarben-Tintendruckeinrichtung ausgebildet sein, oder auch als Mehrfarben-Tintendruckeinrichtung.

Das Stützgehäuse 3 weist ein wannenförmiges Unterteil 5 zur Auf­ nahme von mehreren übereinander angeordneten Speicherblasen 4 auf. Abgeschlossen wird das Unterteil 5 mittels eines Deckels 6, der mit dem Unterteil nach Einlegen der gefüllten Speicherbla­ sen 4 irreversibel verbunden z. B. ultraschallverschweißt oder verklebt wird. Zum leichteren Auswechseln des gesamten Tinten­ vorratsbehälters 1 in der Druckeinrichtung sind an den beiden Längsseiten des Stützgehäuses 3 ergonomisch gestaltete Griff­ teile 7 ausgestaltet. Dadurch ist sichergestellt, daß die Bedienperson der Druckeinrichtung den Vorratsbehälter 1 aus der verrasteten Einbaulage leicht und problemlos entfernen und aus­ tauschen kann. Die Verrastung des Vorratsbehälters 1 an der Aufnahmevorrichtung 2 kann beispielsweise über eine an dieser Aufnahmevorrichtung 2 vorhandenen Rastfeder erfolgen, die in eine Rastausnehmung des Unterteils 5 eingreift.

Die Speicherblasen sind entsprechend der Darstellung der Fig. 3 bis 6 beutelartig ausgestaltet und bestehen aus relativ steifen Polyäthylenfolien, die an den Rändern verschweißt sind. Die die Wandung der Tintenbeutel 4 bildende Folie ist als Verbundfolie aufgebaut mit einer z. B. 9 µm starken Aluminiumschicht an der Außenfläche und einer z. B. 50 µm starken Polyäthylenträger­ schicht an der zu verschweißenden Innenseite (Siegelseite). Durch Verwendung einer solchen steifen, nicht verformbaren Mehr­ lagenfolie mit Metallbeschichtung als Tintenbeutelwerkstoff ist eine hohe Wasserdampfundurchlässigkeit gewährleistet, die beson­ ders bei Einsatz von stark wasserhaltigen Tintenflüssigkeiten nötig ist, um eine verdunstungssichere Speicherung zu gewährleisten.

An der Frontseite der Tintenbeutel 4 sind Verschlußeinrichtun­ gen 8 eingeschweißt, die jeweils ein Anschlußstück 9 enthalten, z. B. aus Polyäthylen, so daß es mit der Folie des Tintenbeutels 4 verschweißt werden kann und das in entsprechende, der Geome­ trie der Anschlußstücke 9 angepaßte Öffnungen 10 des Stützge­ häuses 3 verrastbar ist. Verschlossen ist das Anschlußstück 9 über eine Dichtung 11 z. B. aus weichem Gummi oder Silikon. Der Anschluß der einzelnen Tintenbeutel 4 und damit der Anschluß des Tintenvorratsbehälters an das Tintenversorgungssystem der Tintendruckeinrichtung erfolgt dadurch, daß die Dichtung 11 von einer Hohlnadel 12 des Tintenversorgungssystems durchstoßen wird.

Wird ein derartiger Tintenvorratsbehälter entsprechend den Fig. 1 und 2 in einer Tintendruckeinrichtung verwendet, die mit mehreren Farben arbeitet, so sind die Tintenbeutel 4 mit ent­ sprechend verschiedenfarbigen Tintenflüssigkeiten gefüllt. Bei einem Einsatz allein in einer einfarbig druckenden Druckein­ richtung können z. B. auch zwei Tintenvorratsbehälter mit darin angeordneten Tintenbeuteln übereinander angeordnet sein. Ein derartiger Aufbau ergibt sich z. B. aus der Fig. 1. Dieser Tin­ tenvorratsbehälter enthält 2 Speicherblasen, die mit schwarzer Tinte sw gefüllt sind. Der Vorratsbehälter der Fig. 2 enthält drei Tintenbeutel 4 gefüllt mit Tintenflüssigkeiten der Farben Magenta mg, Cyan cy und Gelb ge.

Bei einer Mehrfarben-Druckeinrichtung können auch zwei solcher Tintenvorratsbehälter übereinander angeordnet sein, von denen einer nur Tintenbeutel mit schwarzer Tintenflüssigkeit (Fig. 1) enthält, der andere aber (Fig. 2) Tintenbeutel mit unterschied­ lich eingefärbter Tinte in den oben genannten Druckfarben.

Nicht dargestellte Führungen in Form von Kodiersteinen an dem Stützgehäuse 3 wirken mit entsprechenden Gegenstücken an der Rastaufnahme zusammen, so daß die Anschlußstücke 9 der Tinten­ vorratsbehälter immer den die entsprechenden Farben ausstoßen­ den Düsen zugeordnet werden und Fehlanschlüsse vermieden werden.

Die Fig. 5 und 6 zeigen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele von Tintenbeuteln 4, die durch ihre konstruktive Ausgestaltung eine bessere Ausnutzung des durch die geometrischen Abmessungen des Stützgehäuses 3 vorgegebenen Speicherraumes für die Schreib­ flüssigkeiten erlauben. Hierzu weist ein solcher Tintenbeutel 4 eine Länge auf, die annähernd der doppelten Länge des Stützge­ häuses 3 entspricht und die Tintenbeutel werden vor dem Einlegen in das Stützgehäuse etwa in der Mitte gefaltet. Durch eine solche Faltung der Beutel sind diese in zwei Bereiche unterteilt, nämlich in ein Beutelanschlußteil 13, das an seiner Frontseite die Verschlußeinrichtung 8 beinhaltet und in ein das sogenannte Mehrvolumen aufnehmende Beutelteil 14. Dieses Beutelteil 14 ist derart ausgestaltet, daß das in diesem Beutelteil befindli­ che Tintenvolumen (Mehrvolumen) nach Falten des Beutels entlang des mit dem Bezugszeichen 15 versehenen Faltbereiches in den flachen Zonen im Randbereich des Beutelanschlußteils 13 liegt. Hierzu weist das Beutelteil 14 nach Fig. 5 an seiner der Ver­ schlußeinrichtung 8 gegenüberliegenden Stirnseite einen bezüg­ lich seiner Längsausdehnung symmetrisch verlaufenden, recht­ eckigen Einschnitt 16 auf. Dadurch wird das Beutelteil 14 in zwei durch den Einschnitt 16 voneinander getrennte Teile aufge­ spaltet, die sich nach Umklappen des Beutelteils 14 um 180° auf den Randbereich des Beutelanschlußteils 13 legen, so daß eine bessere Ausnützung des vorhandenen Volumens des Stützgehäuses 3 gewährleistet ist.

Die Fig. 6 zeigt eine weitere Möglichkeit dieses Volumen mittels faltbarer Beutel 4 besser zu nutzen. Anstelle des Einschnittes 16 gemäß Fig. 5 ist hier im Beutelteil 14 etwa mittig eine runde Aussparung 17 vorgesehen, die ebenfalls sicherstellt, daß die Tintenflüssigkeit im Beutelteil 14 an dessen Randbereichen gespeichert wird, so daß auch nach Umlegen dieses Beutelteils diese gefüllten Randbereiche auf die flachen Randbereiche des darunterliegenden Beutelanschlußteils 13 zu liegen kommen.

Durch Einbringen einer geeigneten Einlage 18 im Faltbereich 15 quer zu der Längsausdehnung der Beutel wird vermieden, daß beim Umklappen ein scharfer Knick zwischen Beutelteil 14 und An­ schlußbeutelteil 13 entstehen kann. Diese Einlage, die vorzugs­ weise aus Kunststoffelementen wie z. B. aus einem Spiralschlauch, einem perforierten Rohr, einem Noppenband oder ähnlichem be­ stehen kann und die mittels Wärmeschweißen im Tintenraum im Faltbereich 15 fixiert wird, gewährleistet einen vollständigen Abfluß der Tintenflüssigkeit aus beiden Beutelteilen 13, 14. Die Schweißnähte sind in den Fig. 5 und 6 als strichlierte Linien eingezeichnet und mit dem Bezugszeichen 19 gekennzeich­ net.

Die Erfindung wurde anhand von Beutelformen beschrieben, die jeweils nur einmal gefaltet werden. Es ist aber auch möglich, die Beutel so auszugestalten, daß sie mehrmals gefaltet werden können, so daß sich jeweils aufeinanderliegende Beutelteile mit flachen und gefüllten Beutelbereichen ergänzen.

Claims (8)

1. Tintenvorratsbehälter für Tintendruckeinrichtungen mit folgenden Merkmalen:

• a) in einem Stützgehäuse (3) sind mehrere aus einer relativ steifen blattförmigen Folie hergestellte Tintenbeutel (4) übereinander angeordnet,
• b) die Tintenbeutel (4) weisen ein Mehrfaches der Länge des Stützgehäuses (3) auf,
• c) die Tintenbeutel (4) sind über einen Faltbereich (15) in mindestens zwei Beutelabschnitte (13, 14) derart unterteilt, daß nach Falten eines Beutels (4) mit Tintenflüssigkeit gefüllte Randbereiche des ersten Beutelteils (14) und wenig Tintenflüssigkeit enthaltende flache Randbereiche des weiteren Beutelteils (13) aufeinander zu liegen kommen,
• d) im Faltbereich (15) der Tintenbeutel (4) ist im Tintenspeicherraum eine beim Falten als Knickschutz dienende, parallel zu den Stirnseiten des Beutels (4) verlaufende und im Inneren des Tintenbeutels (4) fixierte, die Tintenflüssigkeit durchlassende Einlage (18) vorgesehen,
• e) jedes Beutelteil (13) des Tintenbeutels (4) weist eine Anschlußeinrichtung (8) auf, die innerhalb des Stützgehäuses (3) verwechselungssicher und zum Anschluß an die Tintenversorgung der Druckeinrichtung von einer Hohlnadel (12) durchstoßbar angeordnet ist.

2. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Beutelteil (14) zur Verteilung der Tintenflüssigkeit in dessen Randbereiche einen bezüglich der Längsrichtung des Beutelteils (14) symmetrisch verlaufenden Einschnitt (16) aufweist.

3. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Beutelteil (14) zur Verteilung der Tintenflüssigkeit in dessen Randbereiche eine mittig im Beutelteil (14) vorgesehene Aussparung (17) aufweist.

4. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (18) aus einem Spiralschlauch aus Kunststoff besteht, der mit dem Beutelmaterial wärmeverschweißt wird.

5. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlage (18) ein perforiertes Kunststoffrohr dient, das mit dem Beutelmaterial wärmeverschweißt wird.

6. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Einlage (18) ein Kunststoff-Noppenband dient, das mit dem Beutelmaterial wärmeverschweißt wird.

7. Tintenvorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenbeutel (4) aus einer verschweißten Mehrlagenfolie mit Metallbeschichtung bestehen.

8. Tintenvorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung in einer Mehrfarbeneinrichtung mehrere faltbare Tintenbeutel (4) mit unterschiedlich eingefärbten Tintenflüssigkeiten in einem Stützgehäuse (3) angeordnet sind.