DE4235029C2 - Deckel für einen Druckkopf eines Tintenstrahldruckers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Deckel für einen Druckkopf eines Tintenstrahldruckers gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Druckköpfe, wie sie heutzutage im Handel erhältlich sind, nehmen den Tintenvorrat in einer innerhalb eines Gehäuses angeordneten Tintenvorratskammer auf, in der sich die Tinte aufnehmendes, geschäumtes Material befindet. Bevorzugt handelt es sich um Polyurethanschaum definierter Porosität und Kapillarität, der speziell zur Aufnahme von Tinte geeignet ist.

Im Falle eines Einfarben-Druckkopfs ist innerhalb des Gehäuses eine einzelne Tintenvorratskammer vorgesehen, die mit einer Abdeckplatte verschlossen ist. Druckköpfe für einen Mehrfarbendrucker beinhalten in der Regel drei voneinander getrennte Tintenvorratskammern zur Aufnahme dreier unterschiedlicher Farbkomponenten, z. B. Magenta, Cyan und gelb, wobei die Tintenvorratskammern nach oben hin durch eine gemeinsame Abdeckplatte verschlossen sind.

Die Titenvorratskammern sind von oben jeweils über eine Befüllbohrung in Form einer Durchgangsbohrung zugänglich. Im Falle des Mehrfarben-Druckkopfs sind die Tintenvorratskammern durch eine gemeinsame Abdeckplatte mit drei in Linie angeordneten Durchgangsbohrungen verschlossen.

Der grundsätzliche Aufbau eines derartigen Einfarben-Druckkopfs ist beispielsweise aus US 4,968,998 bekannt geworden. Allerdings weist die Abdeckplatte neben der Befüllbohrung eine weitere Bohrung auf, die als Belüftungsöffnung für den dort beschriebenen Befüllvorgang dient.

In der Regel werden derartige Druckköpfe werkseitig mit dem erforderlichen Vorrat an Tinte befüllt. Nach Beendigung des Befüllvorgangs wird im allgemeinen ein Deckel aufgebracht, der das Gehäuse des Druckkopfs nach oben hin vollflächig abdeckt und verschließt.

Prinzipiell ist ein derartiger Deckel aus der EP 0 381 363 A2 bekannt, wobei jedoch in diesem Fall das Gehäuse des Druckkopfs keine Abdeckplatte aufweist. Der Deckel besitzt einen erhaben ausgeformten Abschnitt, der sich nach Art eines Quaders aus der Grundfläche erheben kann. Damit wird die Handhabung des Druckkopfs erleichtert, da die übrigen Gehäuseteile als Grifffläche nicht geeignet sind, weil sie teilweise Funktionselemente enthalten, die nicht berührt werden dürfen, wie z. B. die Kontaktfolie zum elektrischen Anschluß an die Steuereinrichtung oder die Düsenplatte, oder weil sie durch druckerseitig vorhandene Führungsflächen oder andere Bauelemente nicht ausreichend zugänglich sind. Auch enthält der Deckel meist Markierungen, z. B. in Form eines Pfeils, die das seitenrichtige Einsetzen des Druckkopfs erleichtern.

Nachteilig bei einem derartigen Deckel ist es, daß er den Zugang zu den Befüllöffnungen und damit zu den Tintenvor­ ratskammern verhindert. Der Druckkopf muß deshalb nach dem Verbrauch des Tintenvorrats in der Tintenkammer verworfen werden, obwohl alle übrigen Funktionselemente noch voll­ ständig gebrauchsfähig sind. Beim Mehrfarben-Druckkopf wird das Lebensdauerende bereits dann erreicht, wenn der Tintenvorrat lediglich einer der drei Tintenvorratskammern erschöpft ist, da eine farbkorrekte Wiedergabe dann nicht mehr möglich ist. Dies bedeutet, daß der Druckkopf verworfen werden muß, obwohl die beiden übrigen Tintenvorratskammern noch Tintenvorräte enthalten. Dies ist aus ökologischer und ökonomischer Sicht äußerst unerwünscht.

Der vorliegenden Erfindung lag das Problem zugrunde, einen Deckel für einen Druckkopf eines Tintenstrahldruckers der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, der diese Nachteile beseitigt. Insbesondere soll er auf einfache Art und Weise die Zugänglichkeit zu den Befüllbohrungen und damit zu den Tintenvorratskammern selbst ermöglichen.

Gelöst wird dieses Problem mit einem Deckel, der die Merk­ male des Anspruchs 1 aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungs­ formen des erfindungsgemäßen Deckels sind durch die Merkma­ le der Unteransprüche angegeben.

Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, den Deckel als solchen mit Einfüllöffnungen zu versehen, die mit den Befüllbohrungen der Abdeckplatte des Druckkopfs kommunizieren. Die Zahl der Einfüllöffnungen entspricht der Zahl der Tintenkammern, so daß jeweils eine Einfüllöffnung einer bestimmten Befüllbohrung zugeordnet ist. Hierdurch ist es möglich, Tintenvorrat auf einfache Art und Weise zu ergänzen, ohne daß der Deckel vom Gehäuse des Druckkopfs abgenommen werden muß. Durch einfache Mittel, wie beispielsweise eine Injektionsnadel, kann Tintenvorrat gezielt ergänzt werden. Dies ist insbesondere bei einem Mehrfarben-Druckkopf von Vorteil, da es ausreichend ist, die jeweils verbrauchte Farbkomponente einzeln nachzufüllen.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht der Deckel aus einem transparenten Material. Hierdurch ist es möglich, den Nachfüllvorgang zu beobachten und damit Fehler weitgehend auszuschließen. So ist unmittelbar zu erkennen, welche Einfüllöffnung im Deckel der jeweiligen Befüllbohrung der Tintenvorratskammer und damit einer bestimmten Farbkompo­ nente der Tinte zugeordnet ist.

Zur Erleichterung des Befüllvorgangs können weitere Maßnah­ men vorgesehen sein, beispielsweise können die Einfüllöff­ nungen, die sich am erhaben ausgeformten Handhabungsab­ schnitt des Deckels befinden, über die rohrförmigen, durchgehen­ den Kanäle mit den jeweiligen Einfüllöffnungen dichtend verbunden sein. So ist imm Falle des versehentlichen Überfüllens ein Übertreten von Tinte in einen benachbarten Tinten­ vorratsraum nicht möglich, da die überschüssige Tinte im rohrförmigen Kanal nach oben steigt und dadurch das Über­ füllen unmittelbar erkennbar ist. Das Übertreten selbst geringer Mengen von Tinte in eine benachbarte Tintenkammer ist nämlich unter allen Umständen zu vermeiden, da dies zur verfälschten Farbwiedergabe und damit zur Unbrauchbarkeit des Druckkopfs führt.

Das Einführen der Injektionsnadel kann weiterhin dadurch erleichtert werden, daß die Einfüllöffnungen mit einer trichterförmigen Ansenkung versehen sind. Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Einfüllöffnungen einen relativ großen Durchmesser aufweisen, wobei in einem derartigen Fall der Querschnittsverlauf der rohrförmigen Kanäle zur jeweiligen Befüllbohrung hin abnimmt.

Die rohrförmigen Kanäle sind am unteren Ende so gestaltet, daß sie dichtend in die Befüllbohrungen eingreifen. Hierzu können sie beispielsweise um einen bestimmten Betrag in Axialrichtung überlappend in die Befüllbohrungen hineinra­ gen.

Die Befestigung des Deckels auf dem Druckkopf kann prinzi­ piell auf verschiedene Art und Weise, d. h. lösbar oder nicht lösbar, erfolgen. An sich ist es ausreichend, den Deckel - wie bisher - im Randbereich mit dem Gehäuse des Druckkopfs zu verkleben. Dies bietet sich insbesondere dann an, wenn der Druckkopf bereits bei seiner ersten Ausliefe­ rung, also werkseitig, mit einem derartigen Deckel ausgerü­ stet wird. Besonders vorteilhaft hingegen ist es, den Deckel lösbar, und zwar mit Hilfe von druckkopfseitig vorhandenen Rastelementen, anzubringen. Auf diese Weise kann der Deckel am Ende der Lebensdauer des Druckkopfs leicht vom Gehäuse gelöst und einer Wiederverwertung zuge­ führt werden. Der besondere Vorteil einer derartigen Konfi­ guration liegt jedoch darin, daß auch ältere, bereits in Gebrauch befindliche Druckköpfe zu wiederbefüllbaren Druck­ köpfen umgerüstet werden können. Hierzu muß lediglich der aufgeklebte, allseits geschlossene Deckel vom Gehäuse abgehebelt werden. Anschließend wird der erfindungsgemäße Deckel unter Verwendung bereits vorhandener Rastelemente auf dem Gehäuse aufgeklipst. Durch diese Maßnahme, die sogar von den Anwendern des Druckkopfs selbst durchgeführt werden kann, eröffnet sich ein enormes Potential zur Ver­ meidung von Abfall durch die Schaffung der Wiederbefüllmög­ lichkeit eines Druckkopfs, der ursprünglich als Wegwerfar­ tikel konzipiert war.

Die Erfindung wird nachstehend näher anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels erläutert. Dort sind auch weitere Vorteile angegeben, die sich aufgrund der Merkmale erzielen lassen. Es zeigen in schematischer Darstellung:

Fig. 1 Seitenansicht des Deckels,

Fig. 2 Ansicht von vorn des Deckels,

Fig. 3 Draufsicht des Deckels,

Fig. 4 Seitenansicht eines Druckkopfs mit aufgesetztem Deckel,

Fig. 5 (Teil-)Schnittdarstellung des Druckkopfs mit aufgesetztem Deckel aus Fig. 4 und

Fig. 6 Ansicht von vorn des Druckkopfs mit aufgesetz­ tem Deckel aus Fig. 4, Deckel teilweise aufge­ brochen.

Der Deckel 1 weist eine im wesentlichen ebene Grundplatte 12 auf, aus der sich ein Handhabungsabschnitt erhebt. Der Handhabungsabschnitt 2 hat einen rechteckigen Grundriß und erstreckt sich über einen Großteil der Grundplatte 12. Die Rückseite 13 des Handhabungsabschnitts 2 verläuft im we­ sentlichen senkrecht zur Grundplatte 12. Die Vorderseite 14 ist leicht schräg verlaufend gestaltet, so daß sich insge­ samt ein trapezförmiger Querschnitt ergibt. Am Handhabungs­ abschnitt 2 ist eine Markierung 15 angebracht, die in der Draufsicht die Gestalt eines Pfeils aufweist und sich als integraler Bestandteil des Handhabungsabschnitts 2 aus dessen Vorderseite 14 erhebt. Durch den Pfeil 15 wird diejenige Richtung angedeutet, in welcher der Druckkopf in den Drucker eingesetzt werden muß.

Die Seitenflächen 9 weisen einen Absatz 8 auf. Der Absatz 8 ist mit Durchbrüchen 10 versehen, durch die elastisch nachgebende Rastelemente 110 hindurchgeführt sind. Die Rastelemente 110 sind an einer Abdeckplatte 102 der Tinten­ vorratskammern angebracht. An ihrem oberen Ende weisen die Rastelemente 110 eine Rastnase 112 mit einem Raststeg 111 auf. Beim Aufsetzen des Deckels 1 gleiten die Rastelemente 110 mit dem vorderen Teil der Rastnase 112 an der Innensei­ te der Seitenwand 9 entlang und werden nach innen unter elastischer Deformation gedrückt. Kurz vor dem Aufsetzen des Deckels 1 auf dem Gehäuse des Druckkopfs 100 durchdrin­ gen die Rastelemente 110 die Öffnungen 10 des Absatzes 8, bis sie schließlich in der Endposition des Deckels 1 einra­ sten. In diesem Zustand wird der Raststeg 111 gegen die Unterkante 11 der Seitenwand 9 im Bereich des Durchbruchs 10 gedrückt gehalten. Die Rastelemente 110 sind im Bereich der Rastnase 112, insbesondere hinsichtlich der Erstreckung des Raststegs 111, in Längsrichtung exakt auf die Breite der Durchbrüche 10, insbesondere im Bereich der Unterkante 11, abgestimmt, so daß der Deckel 1 in bezug auf den Druck­ kopf 100 in der gewünschten Position fixiert wird.

Auch kann an der Unterseite des Deckels 1 ein zumindest abschnittsweise umlaufender Steg 20 angeformt sein, der zur positionierenden Anlage an einem hier nicht näher darge­ stellten, druckkopfseitig vorhandenen Absatz bestimmt ist.

Der Deckel weist im Bereich des Handhabungsabschnitts 2 zwei Einfüllöffnungen 3 und im Bereich der Grundplatte 12 eine Einfüllöffnung 4 auf. Diese sind jeweils Befüllbohrun­ gen 103, 104 der nicht näher dargestellten Tintenvorrats­ kammern im Druckkopf 100 zugeordnet. Es handelt sich dem­ nach um einen Druckkopf für einen Farbdrucker, dessen drei separat angeordnete Tintenvorratskammern Tinte z. B. in den Farbkomponenten Magenta, Cyan und gelb aufnehmen.

Durch die Einfüllöffnungen 3, 4 sind die darunter liegenden Befüllbohrungen 103, 104 des Druckkopfs 100 leicht und in eindeutiger Zuordnung zugänglich. Bei dem dargestellten Druckkopf 100 sind die Befüllbohrungen 103, 104 in der die Tintenvorratskammern im übrigen dicht abschließenden Ab­ deckplatte 102 angeordnet. Um die Befüllöffnungen 103, 104 sind Ringstege 105, 106 angeformt.

Die Ringstege 105 der Befüllbohrungen 103 werden als Lager­ steg für rohrförmige Kanäle 5 benutzt, die als durchgängige Verbindung zwischen den Einfüllöffnungen 3 und den Befüll­ bohrungen 103 gestaltet und einstückig im Inneren des Deckels 1 angeformt sind.

Am unteren Ende weisen die rohrförmigen Kanäle 5 ringförmi­ ge Absatzstege 7 auf, so daß sie in teilweise axialer Überdeckung in die Ringstege 105 hineingeführt sind. Durch eine exakte Gestaltung und Bemessung der Absatzstege 7 gelingt ein flüssigkeitsdichter Übergang von den Kanälen 5 zu den Befüllbohrungen 103.

Die Kanäle 5 weisen einen Querschnittsverlauf auf, der sich von oben nach unten hin verjüngt. Hierdurch ist es möglich, die Einfüllöffnungen 3 relativ groß zu gestalten, so daß sich die zum Befüllen einzuführende Injektionsnadel leicht einbringen läßt. Das Einbringen wird zusätzlich dadurch erleichtert, daß die Einfüllöffnungen 3 Einführhilfen in Form von trichterförmigen Ansenkungen 6 besitzen. Eine entsprechend gestaltete Einführhilfe ist ebenfalls bei der im Bereich der Grundplatte 12 angeordneten Einfüllöffnung 4 angebracht.

Durch die getrennte Anordnung der Einfüllöffnungen 3, 4 und die fluiddicht gestalteten Übergänge von den Kanälen 5 zu den Befüllbohrungen 103 ist ein unbeabsichtigtes Übertreten von Tinte in eine benachbarte Befüllbohrung zuverlässig vermieden. Für den Fall, daß überschüssige Tinte nach oben durch eine der Befüllbohrungen 103 hindurchtreten sollte, verbleibt diese im Inneren des zugehörigen Kanals 5, der in diesem Fall die Funktion eines Auffang- bzw. Puffervolumens besitzt.

Besondere Vorteile ergeben sich dadurch, daß der Deckel 1 aus transparentem Material gefertigt ist. Auf diese Weise ist es zunächst einmal möglich, die Zuordnung jeder Ein­ füllöffnung 3, 4 zur jeweiligen Tintenvorratskammer und damit zu der jeweiligen Farbkomponente festzustellen. So ist die jeweilige Farbkomponente zumindest durch die Be­ füllbohrungen 103, 104 hindurch erkennbar. Erleichtert wird in den meisten Fällen das Erkennen dadurch, daß die Abdeck­ platte 102 selbst aus transparentem Material besteht und so den Blick in das Innere der Tintenvorratskammern freigibt.

Auch kann der Befüllvorgang selbst optimal kontrolliert werden. Es ist sofort erkennbar, wenn das Aufnahmevermögen der Tintenvorratskammer erschöpft ist und deshalb Tinte in der Befüllbohrung 103, 104 nicht mehr abfließt. Somit wird der Nachfüllvorgang selbst sehr ökonomisch gestaltet, da ein Überfüllen des Druckkopfs praktisch ausgeschlossen ist. Selbst im Falle des Überfüllens besteht keine Gefahr, daß die Farbwiedergabe durch eine in eine benachbarte Tinten­ vorratskammer übergetretene Farbkomponente verfälscht wird.

Obwohl der erfindungsgemäße Deckel besonders bevorzugt bei Druckköpfen für Mehrfarbendrucker zur Anwendung kommt, kann er gleichwohl auch bei Druckköpfen eingesetzt werden, die lediglich eine einzige Tintenvorratskammer aufweisen, die beispielsweise mit schwarzer Tinte befüllt ist. In diesem Fall ist lediglich eine Einfüllöffnung vorzusehen.

Der erfindungsgemäße Deckel kann einerseits für die Erst­ ausrüstung eines Druckkopfs angewendet werden. In diesem Fall wird der Druckkopf bereits werkseitig als wiederbe­ füllbarer Druckkopf konfiguriert. Andererseits ist es auch möglich, einen Einweg-Druckkopf auf einen wiederbefüllbaren Druckkopf durch Austausch des Deckels umzurüsten, wie dies vorstehend beschrieben ist.

Figurenlegende

  1 Deckel
  2 Handhabungsabschnitt
  3 Einfüllöffnung
  4 Einfüllöffnung
  5 Kanal
  6 Einführhilfe
  7 Absatzsteg
  8 Absatz
  9 Seitenwand
 10 Durchbruch
 11 Unterkante
 12 Grundplatte
 13 Rückwand
 14 Vorderwand
100 Druckkopf
102 Abdeckplatte
103 Befüllbohrung
104 Befüllbohrung
105 Ringsteg
106 Ringsteg
110 Rastelement
111 Raststeg
112 Rastnase

Claims (7)

1. Deckel mit einem erhaben ausgeformten Handhabungsabschnitt, für einen Druckkopf eines Tintenstrahldruckers, wobei der Druckkopf mindestens eine Tintenvorratskammer aufweist, die durch eine mit Befüllbohrungen versehene Abdeckplatte verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• - in den Deckel (1) Einfüllöffnungen (3, 4) in einer der Anzahl der Tintenkammern entsprechenden Zahl angebracht sind,
• - die am erhaben ausgeformten Handhabungsabschnitt (2) angeordneten Einfüllöffnungen (3) in rohrförmige Kanäle (5) münden,
• - die rohrförmigen Kanäle (5) durch den erhaben ausgeformten Handhabungsabschnitt (2) des Deckels (1) hindurchgeführt werden und jeweils an einer in der Abdeckplatte (102) der Tintenvorratskammer angebrachten Befüllbohrung (103) anliegen.

2. Deckel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus transparentem Material besteht.

3. Deckel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das transparente Material transparentes Polystyrol ist.

4. Deckel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die am Handhabungsabschnitt (2) angeordneten Einfüllöffnungen (3) Einführhilfen (6) aufweisen.

5. Deckel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einführhilfen (6) die Form einer trichterförmigen Absenkung haben.

6. Deckel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Kanäle (5) nach unten hin einen sich konisch verjüngenden Querschnittsverlauf aufweisen.

7. Deckel nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die rohrförmigen Kanäle (5) am unteren Ende einen ringförmigen Absatzsteg (7) aufweisen, der zum dichtenden Eingriff in die jeweilige Befüllbohrung (103) bestimmt ist.