EP0780234A2 - Flüssigkeitspatrone und Druckkopf für einen Ink-Jet-Printer - Google Patents

Flüssigkeitspatrone und Druckkopf für einen Ink-Jet-Printer Download PDF

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Definitions

  • an ink cartridge according to the preamble of claim 1 for a print head of an ink jet printer is known.
  • the cartridge has a housing.
  • An opening is recessed in one housing wall in order to attach the cartridge to a tubular extension of the printhead.
  • a pump element is installed in a second housing wall. With this pump element, after the cartridge has been inserted into the printhead, an overpressure can be generated on the side of the housing opposite the first opening in order to simplify the commissioning of the printhead.
  • the pump organ has an air supply opening. In one of the exemplary embodiments, it is designed as a bellows.
  • the present invention has for its object to design a liquid cartridge of the type mentioned in such a way that the manufacture is simplified. This object is achieved by the combination of features of the claims.
  • an ink cartridge 1 shown with thick lines is inserted into a print head 2 of an ink jet printer, indicated with thin lines.
  • the print head 2 has a tubular socket 11, the end face of which is closed with a sieve 12.
  • the housing 13 of the print head 2 is open to the right in the illustration according to FIG. 2 and has a projection 14 at the bottom right.
  • the interior 15 of the nozzle 11 communicates with a nozzle plate 16 and is filled with ink.
  • An elastomeric sealing ring 17 with a tubular extension 18 is snapped onto the socket 11.
  • a fine-pored fiber wick 20 is inserted in an opposite sleeve-shaped extension 19, the end face of which touches the screen 12.
  • the sealing ring 17 has an end face 21 surrounding the attachment 19.
  • the opposite, parallel end face 22 lies on the end face of the connector 12.
  • the cartridge 1 has a housing 25 consisting of a bottom wall 26, four side walls 27, 28, 29 and a welded-on cover wall designed as a cover 30.
  • the lower side wall 27 has a round opening 31, the diameter of which is larger than the diameter of the extension 19.
  • Around the opening 31 extends on the underside of the wall 27 a sealing bead 32, which in the axial direction of the opening 31 and the nozzle 11 against the End face 21 of the sealing ring 17 is pressed.
  • the connector 11 and accordingly also the sealing ring 17, the opening 31 and the sealing bead 32 can also be rectangular in plan view.
  • the wall 26 has at the top an approximately parallel to the wall 27 locking shoulder 33 which is snapped into a corresponding counter shoulder 34 of the housing 13 of the print head 2.
  • the wick 20 contacts a foam body 33 soaked with ink, so that the wick 20 is soaked with ink.
  • the wick 20 also acts as a filter, so that the nozzles 16 are not clogged or damaged by particles from the foam body 33.
  • a pump organ 40 is cast in one piece in the cover 30.
  • the pump organ 40 has a bellows 41 formed from a number of U-shaped folds 42 of small wall thickness with straight webs 43 and straight, parallel legs 44.
  • the legs 44 have an increasing length from fold 42 to fold 42. They are inclined at an acute angle to the surface of the cover 30. Their free ends pass into the cover 30.
  • the cover sheet 45 of the bellows 41 has a larger wall thickness. It is connected at the bottom via a film hinge 45 ′ to the cover 30 and laterally and at the top to the outermost fold 42. In the top center, the cover sheet 45 has a projection 46 with an air supply opening 47. After inserting the cartridge 1 into the print head 2, the operator presses on the projection 46. This closes the opening 47 and presses the bellows 41 in, so that the interior 48 of the bellows 41 is compressed. As a result, ink is pressed into the interior 15 of the nozzle 11.
  • a flap 49 is formed on the inside of the cover 30 via a film hinge 50.
  • this tab 49 is shown as the cover 30 is injection molded. When mounting the cover 30, this tab 49 is pressed against the cover 30 by the foam body 33. This is the interior 48 of the bellows 41 completed except for a narrow air gap against the foam body 33.
  • the cartridge 1 described can be produced very efficiently.
  • the pump organ 40 can also be made very narrow. This means that even very narrow cartridges 1, e.g. for use in multicolor printheads 2. Large tolerances in the position of the opening 31 and the nozzle 11 can be bridged. Because the cartridge is positioned exactly in the axial direction of the opening 31 by the latching shoulder 33 snapping into the counter shoulder 34, the upper end face of the wick 20 is securely docked onto the foam body 35.
  • the sealing ring 17 has the triple function of sealing, the spring for the engagement of the shoulder 33, 34 and the compensation of tolerances with regard to the position of the socket 11.
  • the liquid cartridge 1 described can also be used for other applications, in addition to printheads for inkjet printers, e.g. for dosing devices for liquids, e.g. in the medical field.
  • the described type of docking and axial sealing can of course also be used with ink cartridges without a pump element with the same advantages.

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  • Ink Jet (AREA)
  • Closures For Containers (AREA)

Abstract

Die Flüssigkeitspatrone (1) hat ein Gehäuse (25) enthaltend eine Flüssigkeit. Eine Wand (27) hat eine Oeffnung (31) zum Aufsetzen auf einen Stutzen (11) eines Druckkopfs (2). Im Deckel (30) des Gehäuses (25) ist ein Faltenbalg (41) angeformt, dessen Falten (42) U-förmig sind und geneigt zum Dekkel (30) verlaufen. Das Deckblatt (45) des Balges (41) hat eine Luftzufuhröffnung (47), die beim Eindrücken des Balges verschlossen wird. Durch die beschriebene Ausbildung des Pumporgans (40) wird eine rationelle Herstellung ermöglicht. <IMAGE>

Description

  • Aus der EP-A-560 729 ist eine Tintenpatrone gemäss Oberbegriff des Anspruchs 1 für einen Druckkopf eines Ink-Jet-Printers bekannt. Die Patrone hat ein Gehäuse. In der einen Gehäusewand ist eine Öffnung ausgespart, um die Patrone auf einen rohrförmigen Ansatz des Druckkopfs aufzustecken. In einer zweiten Gehäusewand ist ein Pumporgan eingebaut. Mit diesem Pumporgan kann nach dem Einsetzen der Patrone in den Druckkopf auf der der ersten Öffnung gegenüberliegenden Seite des Gehäuses ein Überdruck erzeugt werden, um die Inbetriebnahme des Druckkopfs zu erleichtern. Das Pumporgan hat eine Luftzufuhröffnung. In einem der Ausführungsbeispiele ist es als Faltenbalg ausgebildet.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Flüssigkeitspatrone der eingangs genannten Art derart auszubilden, dass die Herstellung vereinfacht wird. Diese Aufgabe wird durch die Merkmalskombination der Ansprüche gelöst.
  • Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Darin zeigt:
    • Figur 1
    Eine Frontansicht,
    Figur 2
    Einen Querschnitt längs der Linie II-II in Figur 1, und
    Figur 3
    einen vergrösserten Ausschnitt der Darstellung nach Figur 2.
  • In den Figuren ist eine mit dicken Linien dargestellte Tintenpatrone 1 eingesetzt in einen mit dünnen Linien angedeuteten Druckkopf 2 eines Ink-Jet-Printers dargestellt. Der Druckkopf 2 hat einen rohrförmigen Stutzen 11, dessen Stirnfläche mit einem Sieb 12 abgeschlossen ist. Das Gehäuse 13 des Druckkopfs 2 ist in der Darstellung nach Figur 2 nach der rechten Seite offen und hat unten rechts einen Vorsprung 14. Der Innenraum 15 des Stutzens 11 kommuniziert mit einer Düsenplatte 16 und ist mit Tinte gefüllt. Auf dem Stutzen 11 ist ein elastomerer Dichtring 17 mit einem rohrförmigen Ansatz 18 aufgeschnappt. In einem gegenüberliegenden hülsenförmigen Ansatz 19 ist ein feinporiger Faserdocht 20 eingesetzt, dessen Stirnende das Sieb 12 berührt. Der Dichtring 17 hat eine den Ansatz 19 umgebende Stirnfläche 21. Die gegenüberliegende, parallele Stirnfläche 22 liegt auf der Stirnfläche des Stutzens 12 an.
  • Die Patrone 1 hat ein Gehäuse 25 bestehend aus einer Bodenwand 26, vier Seitenwänden 27, 28, 29 und einer als Deckel 30 ausgebildeten, aufgeschweissten Deckwand. Die untere Seitenwand 27 hat eine runde Öffnung 31, deren Durchmesser grösser ist als der Durchmesser des Ansatzes 19. Um die Öffnung 31 herum erstreckt sich auf der Unterseite der Wand 27 ein Dichtwulst 32, welcher in Achsrichtung der Öffnung 31 und des Stutzens 11 gegen die Stirnfläche 21 des Dichtrings 17 gepresst ist. Der Stutzen 11 und dementsprechend auch der Dichtring 17, die Öffnung 31 und der Dichtwulst 32 können in der Draufsicht auch rechteckig sein. Die Wand 26 hat oben eine etwa parallel zur Wand 27 verlaufende Rastschulter 33, welche in eine entsprechende Gegenschulter 34 des Gehäuses 13 des Druckkopfs 2 eingerastet ist. Beim Einsetzen der Patrone 1 rastet die untere Kante des Deckels 30 hinter dem Vorsprung 14 ein. Die Patrone 1 wird nun oben eingedrückt, bis die Rastschulter 33 in der Gegenschulter 34 einrastet. Damit wird eine sichere Abdichtung der Öffnung 31 gegenüber dem Stutzen 11 erreicht. Weil die Öffnung 31 grösser ist als der Vorsprung 19, wird einerseits das Einsetzen durch eine Schwenkbewegung ermöglicht, andererseits können damit Herstellungstoleranzen in der Position des Stutzens 11 überbrückt werden. Der Docht 20 berührt beim Einsetzen einen mit Tinte getränkten Schaumkörper 33, so dass der Docht 20 mit Tinte getränkt wird. Der Docht 20 wirkt zugleich als Filter, so dass die Düsen 16 nicht durch Partikel aus dem Schaumkörper 33 verstopft oder beschädigt werden.
  • Im Deckel 30 ist ein Pumporgan 40 einstückig angegossen. Das Pumporgan 40 hat einen Faltenbalg 41 gebildet aus einer Anzahl U-förmiger Falten 42 geringer Wandstärke mit geradlinigen Stegen 43 und geradlinigen, parallelen Schenkeln 44. Die Schenkel 44 haben von Falte 42 zu Falte 42 ansteigende Länge. Sie sind spitzwinklig zur Fläche des Deckels 30 geneigt. Ihre freien Enden gehen in den Deckel 30 über. Das Deckblatt 45 des Faltenbalges 41 hat eine grössere Wandstärke. Es ist unten über ein Filmscharnier 45' mit dem Deckel 30 und seitlich und oben mit der äussersten Falte 42 verbunden. Oben in der Mitte hat das Deckblatt 45 einen Vorsprung 46 mit einer Luftzufuhröffnung 47. Nach dem Einsetzen der Patrone 1 in den Druckkopf 2 drückt die Bedienungsperson auf den Vorsprung 46. Dadurch wird die Öffnung 47 verschlossen und der Balg 41 eingedrückt, so dass der Innenraum 48 des Balges 41 komprimiert wird. Dadurch wird Tinte in den Innenraum 15 des Stutzens 11 gepresst.
  • Um zu verhindern, dass während des Transportes Tinte in den Innenraum 48 des Balges 41 gelangen kann, ist am Deckel 30 auf der Innenseite ein Lappen 49 über ein Filmscharnier 50 angeformt. In Figur 2 ist dieser Lappen 49 so dargestellt, wie der Deckel 30 spritzgegossen wird. Bei der Montage des Deckels 30 wird dieser Lappen 49 durch den Schaumkörper 33 an den Deckel 30 angedrückt. Damit ist der Innenraum 48 des Balges 41 bis auf eine enge Luftspalte gegen den Schaumkörper 33 abgeschlossen.
  • Die beschriebene Patrone 1 kann sehr rationell hergestellt werden. Das Pumporgan 40 kann auch sehr schmal ausgebildet werden. Dadurch können auch sehr schmale Patronen 1, z.B. für den Einsatz in Mehrfarben-Druckköpfen 2 hergestellt werden. Es können grosse Toleranzen in der Position der Öffnung 31 und des Stutzens 11 überbrückt werden. Weil durch das Einrasten der Rastschulter 33 in der Gegenschulter 34 die Patrone in Achsrichtung der Öffnung 31 exakt positioniert ist, wird ein sicheres Andocken der oberen Stirnfläche des Dochtes 20 an den Schaumkörper 35 erreicht. Der Dichtring 17 hat die dreifache Funktion der Abdichtung, der Federung für das Einrasten der Schulter 33, 34 und des Ausgleichs von Toleranzen bezüglich der Lage des Stutzens 11.
  • Die beschriebene Flüssigkeitspatrone 1 kann ausser für Druckköpfe von Ink-Jet-Printern auch noch für andere Anwendungen eingesetzt werden, z.B. für Dosiergeräte für Flüssigkeiten, z.B. im Medizinalbereich. Die beschriebene Art des Andockens und der axialen Abdichtung ist natürlich auch bei Tintenpatronen ohne Pumporgan mit den gleichen Vorteilen einsetzbar.

Claims (8)

  1. Flüssigkeitspatrone, insbesondere Tintenpatrone (1) für einen Druckkopf eines Ink-Jet-Printers, umfassend ein Gehäuse (25) mit einer Bodenwand (26), Seitenwänden (27, 28, 29) und einer Deckwand (30), wobei eine erste (27) dieser Wände eine erste Öffnung (31) zum Aufsetzen auf einen Tropfenerzeuger (2) und eine zweite Wand (30) ein als Faltenbalg ausgebildetes Pumporgan (40) sowie eine Luftzufuhröffnung (47) enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenbalg (41) einstückig an der zweiten Wand (30) angeformt ist und dessen Falten (42) geneigt zur zweiten Wand (30) verlaufen, in der Frontansicht U-förmig ausgebildet sind und zwei Schenkel (44) aufweisen, welche an ihren freien Enden in die zweite Wand (30) übergehen.
  2. Patrone nach Anspruch 1, wobei ein Deckblatt (45) des Faltenbalges (41) die Luftzufuhröffnung (47) in der Frontansicht im Bereich der Stege (43) der U-förmigen Falten (42) enthält.
  3. Patrone nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Innenraum (48) des Faltenbalges (41) durch einen an der zweiten Wand (30) angeformten Lappen (49) bis auf enge Schlitze gegen den Flüssigkeitsvorratsraum abgeschlossen ist.
  4. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Falten (42) einen geradlinigen Steg (43) und zwei geradlinige, daran anschliessende, parallele Schenkel (44) aufweisen.
  5. Patrone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Öffnung (31) einen in Richtung ihrer Achse vorstehenden Dichtwulst (32) zum achsialen Abdichten gegen eine elastomere Dichtung (17) des Tropfenerzeugers (2) hat und eine dritte Wand (26) eine zur ersten Wand (27) annähernd parallele Einrastschulter (33) zum Einrasten im Tropfenerzeuger (2) aufweist.
  6. Druckkopf für einen Ink-Jet-Printer zum Einsetzen einer Flüssigkeitspatrone (1) gemäss Anspruch 5, wobei der Druckkopf (2) einen mit einem Sieb (12) abgeschlossenen Stutzen (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Stutzen (11) ein elastomerer Dichtring (17) aufgesetzt ist mit einer Stirnfläche (21), gegen welche der Wulst (32) abdichtet.
  7. Druckkopf nach Anspruch 6, wobei der Dichtring (17) einen hülsenförmigen Ansatz (19) hat, in welchen ein Faserdocht (20) eingesetzt ist, der das Sieb (12) berührt und dessen Fasern annähernd senkrecht zum Sieb verlaufen.
  8. Druckkopf nach Anspruch 7, wobei der Ansatz (19) einen kleineren Aussendurchmesser hat als die erste Öffnung (31).
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