EP1645418B1

EP1645418B1 - Adapter for receiving an ink reservoir and ink storage device

Info

Publication number: EP1645418B1
Application number: EP04024157A
Authority: EP
Inventors: Martin Steiger; Richard Keller; Felix Nobel
Original assignee: 3T Supplies AG
Current assignee: 3T Supplies AG
Priority date: 2004-10-11
Filing date: 2004-10-11
Publication date: 2012-04-11
Anticipated expiration: 2024-10-11
Also published as: ATE552979T1; EP1645418A1; ES2382077T3

Abstract

The adapter (1) for an ink cartridge comprises a filter element (6) which in the frame overlap region incorporates a barrier zone (17) not letting through liquids. An independent claim is also included for an ink holding unit with the proposed adapter.

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft einen Adapter zur Aufnahme einer Tintenpatrone sowie eine Tintenspeichereinheit, welche aus einem derartigen Adapter und einer Tintenpatrone besteht. Ein erfindungsgemässer Adapter kann z.B. Teil eines Tintenstrahldruckkopfs sein und eine Düsenplatte mit Düsenöffnungen umfassen oder auch Teil eines Plotters, doch sind auch andere Anwendungen möglich.The invention relates to an adapter for receiving an ink cartridge and an ink storage unit, which consists of such an adapter and an ink cartridge. An adapter according to the invention may e.g. Be part of an ink jet print head and include a nozzle plate with nozzle openings or even part of a plotter, but other applications are possible.

Stand der TechnikState of the art

Aus US 5 784 088 A ist ein gattungsgemässer Adapter bekannt, bei welchem die Aufnahmeöffnung am Ende eines Stutzens angeordnet ist, welcher in eine Oeffnung der Tintenpatrone eingeführt wird. An der Basis des Stutzens ist eine umlaufende Dichtung angeordnet. Ein ähnlich ausgebildeter Adapter, bei dem eine Dichtung an der Aussenseite des Stutzens angeordnet ist, ist aus US 5 767 881 A bekannt. Bei diesen Ausführungen ist stets das Einsetzen der Tintenpatrone dadurch erschwert, dass gleichzeitig der Stutzen in die Oeffnung derselben eingeführt werden muss.Out US 5,784,088 a generic adapter is known in which the receiving opening is arranged at the end of a nozzle, which is inserted into an opening of the ink cartridge. At the base of the nozzle, a circumferential seal is arranged. A similarly trained adapter in which a seal is arranged on the outside of the nozzle is made US 5 767 881 A known. In these embodiments, the insertion of the ink cartridge is always difficult because at the same time the nozzle must be inserted into the opening of the same.

Ein weiterer Adapter zur Aufnahme einer Tintenpatrone ist aus der US 5552816 A bekannt. Dieser Adapter besitzt ein in Einsetzrichtung offenes Gehäuseteil, wobei ein zylindrisches Tintenauslassteil in eine Öffnung in der Bodenfläche eingesetzt ist und in den Aufnahmebereich für die Tintenpatrone vorsteht. Eine scheibenförmige poröse Filterschicht ist am oberen Ende des zylindrischen Tintenauslassteils vorgesehen. Die Tintenpatrone wird so in den Aufnahmebereich des Adapters eingesetzt, dass das zylindrische Tintenauslassteil in eine hülsenartige Tinten-Auslassöffnung der Patrone eingreift und die Filterschicht an einem in der Tintenpatrone aufgenommenen schwammartigen Tintenspeicherkörper anliegt.Another adapter for receiving an ink cartridge is from the US 5552816 A known. This adapter has a case open in the insertion direction, wherein a cylindrical Tintenauslassteil is inserted into an opening in the bottom surface and protrudes into the receiving area for the ink cartridge. A disc-shaped porous filter layer is provided at the upper end of the cylindrical Tintenauslassteils. The ink cartridge is inserted into the accommodating portion of the adapter such that the cylindrical ink outlet portion engages a sleeve-like ink outlet port of the cartridge, and the filter layer abuts against a sponge-like ink storage body accommodated in the ink cartridge.

JP-A-2004/174833 offenbart eine Filterelement welche von einer Rahmenfläche umgeben ist sowie mit einem die Aufnahmeöffnung bedeckenden und dort flüssigkeitsdurchlässigen Filterelement, das mit der Rahmenfläche überlappt. JP-A-2004/174833 discloses a filter element which is surrounded by a frame surface and with a receiving opening covering and there liquid-permeable filter element which overlaps with the frame surface.

Darstellung der ErfindungPresentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen gattungsgemässen Adapter anzugeben, in welchen eine Tintenpatrone problemlos einsetzbar ist, dabei aber eine flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen dem Adapter und der Tintenpatrone sichergestellt ist, die ein Austreten von Tinte sicher unterbindet. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Der erfindungsgemässe Adapter ist so ausgebildet, dass eine geeignete Tintenpatrone einfach und ohne Schwierigkeiten eingeschoben werden kann und zugleich eine nach aussen dichte Verbindung zwischen dem Tintenauslass der Tintenpatrone und der Aufnahmeöffnung des Adapters entsteht, so dass ein Austreten von Tinte in den umgebenden Bereich des Adapters nicht möglich ist. Ausserdem wird eine Tintenspeichereinheit mit einem Adapter und einer zum Einsatz mit demselben geeigneten Tintenpatrone angegeben.The invention is based on the object to provide a generic adapter, in which an ink cartridge is easily used, but doing a liquid-tight connection between the adapter and the ink cartridge is ensured, which reliably prevents leakage of ink. This object is solved by the features in the characterizing part of claim 1. The inventive adapter is designed so that a suitable ink cartridge can be inserted easily and without difficulty and at the same time creates a tight connection between the ink outlet of the ink cartridge and the receiving opening of the adapter, so that leakage of ink into the surrounding area of the adapter not is possible. There is also provided an ink storage unit having an adapter and an ink cartridge suitable for use therewith.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Figur, welche lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellt, näher erläutert.

Fig. 1: zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Tintenspeichereinheit.

In the following the invention with reference to a figure, which represents only one embodiment, explained in more detail.

Fig. 1: shows a partial longitudinal section through an inventive ink storage unit.

Wege zur Ausführung der ErfindungWays to carry out the invention

Die erfindungsgemässe Tintenspeichereinheit umfasst einen erfindungsgemässen Adapter 1, der im wesentlichen aus einem verhältnismässig steifen Kunststoff, z.B. glasfaserverstärktem PET besteht, und eine Tintenpatrone 2. Der Adapter 1 weist ein auf einer Seite offenes Fach zur Aufnahme der Tintenpatrone 2 auf. In Fig. 1 ist nur jener Teil des Adapters 1 dargestellt, der den Grund des Fachs bildet mit einer quadratischen Aufnahmeöffnung 3 für Tinte, welche von einem Rahmen 4 umgeben ist. Der Rahmen 4 bildet eine gegen das Fach weisende ebene Rahmenfläche 5, welche die Auffnahmeöffnung 3 umgibt. Die Aufnahmeöffnung 3 ist durch ein Filterelement 6 verschlossen, welches mit der Rahmenfläche 5 überlappt und etwas über deren Aussenrand übersteht. Das Filterelement 6 besteht im wesentlichen aus einem Flachstück 7 aus flüssigkeitsdurchlässigem, aber für Partikel ab einer bestimmten Grösse undurchlässigem Material, das vorzugsweise ein metallisches Wirrvlies ist, doch auch ein siebartiges Gitter, z.B. aus Metalldraht, sein kann. Das Filterelement 6 dient einerseits dazu, zu verhindern, dass Tinte aus der Aufnahmeöffnung 3 ausfliesst, wenn die Tintenpatrone 2 aus dem Fach entfernt wird und andererseits als Schutz vor Verunreinigungen des Tintenpfads, insbesondere hält es grössere Partikel zurück, die z.B. die Düsenöffnungen eines Druckkopfs verstopfen könnten.The ink storage unit according to the invention comprises an adapter 1 according to the invention which consists essentially of a relatively stiff plastic, eg glass fiber reinforced PET, and an ink cartridge 2. The adapter 1 has a compartment open on one side for receiving the ink cartridge 2. In Fig. 1, only that part of the adapter 1 is shown, which forms the bottom of the tray with a square receiving opening 3 for ink, which is surrounded by a frame 4. The frame 4 forms a flat frame surface 5 facing the tray, which the receiving opening 3 surrounds. The receiving opening 3 is closed by a filter element 6 which overlaps with the frame surface 5 and projects slightly beyond its outer edge. The filter element 6 consists essentially of a flat piece 7 of liquid permeable, but for particles of a certain size impermeable material, which is preferably a metallic random web, but also a sieve-like mesh, for example of metal wire, may be. The filter element 6 serves on the one hand to prevent ink from flowing out of the receiving opening 3 when the ink cartridge 2 is removed from the compartment and on the other hand as protection against contamination of the ink path, in particular it holds back larger particles, for example, clog the nozzle openings of a printhead could.

Die Tintenpatrone 2 weist ein Gehäuse 8 aus Kunststoff, z.B. Polypropylen auf mit an einer Oberseite einer Lüftungsöffnung 9, das eine Kammer umgibt, die von einem mit Tinte vollgesogenen Speicherkörper 10 aus offenporigem Schaumstoff ausgefüllt ist. An der flachen Unterseite weist das Gehäuse 8 eine Oeffnung auf, in welche ein Dichtungselement 11 aus einem verhältnismässig weichen elastischen Material, z.B. einem thermoplastischen Elastomer eingesetzt ist. Es umfasst einen Ring 12, dessen Aussenseite am Rand der Oeffnung anliegt und der einen Tintenauslass 13 umgibt. An den Ring 12 schliesst eine an der Aussenseite des Gehäuses 8 anliegende etwa quadratische Platte 14 an und an der Innenseite ein umlaufender Kragen 15, der den Rand der Oeffnung übergreift, so dass das Dichtungselement 11 zuverlässig am Gehäuse 8 festgehalten ist. Der Tintenauslass 13 ist von einem unmittelbar an den Speicherkörper 10 anschliessenden Leitelement 16 vollständig ausgefüllt, welches als Stopfen aus porösem, durchlässigem Material ausgebildet ist und insbesondere aus offenporigem Schaumstoff oder parallelen Fasern z.B. aus Polyester bestehen kann. Das Leitelement 16 steht etwas über die Platte 14 vor, so dass es die Aussenseite des Flachstücks 7 berührt.The ink cartridge 2 comprises a housing 8 made of plastic, for example polypropylene on with a top of a ventilation opening 9, which surrounds a chamber which is filled by an ink-soaked storage body 10 made of open-cell foam. On the flat underside, the housing 8 has an opening into which a sealing element 11 made of a relatively soft elastic material, for example a thermoplastic elastomer is used. It comprises a ring 12, whose outer side abuts the edge of the opening and which surrounds an ink outlet 13. To the ring 12 adjoins an approximately square plate 14 abutting the outside of the housing 8 and on the inside a circumferential collar 15, which engages over the edge of the opening, so that the sealing element 11 is reliably held on the housing 8. The ink outlet 13 is completely filled by a directly adjoining the storage body 10 guide element 16, which as a plug of porous, permeable material is formed and in particular may consist of open-cell foam or parallel fibers such as polyester. The guide element 16 projects slightly beyond the plate 14, so that it touches the outside of the flat piece 7.

Zwecks Unterbindung eines seitlichen Austretens von Tinte durch das Filterelement 6 weist dasselbe eine in seinem Randbereich geschlossen umlaufende Sperrzone 17 auf, in welcher das Flachstück 7 von einer Dichtmasse 18, einem ausgehärteten Kleber vollständig durchtränkt ist, derart, dass es dort flüssigkeitsdicht, also für Tinte undurchdringlich ist. Die Sperrzone 17 überdeckt den Bereich, an welchem das Filterelement 6 an der Rahmenfläche 5 anliegt, so dass die Dichtmasse 18 dort gleichzeitig eine dichte Klebeverbindung zwischen dem Filterelement 6 und dem Rahmen 4 herstellt.In order to prevent lateral leakage of ink through the filter element 6 has the same in its edge region closed circumferential barrier zone 17, in which the sheet 7 is completely saturated by a sealant 18, a cured adhesive, such that there liquid-tight, so for ink impenetrable. The blocking zone 17 covers the area at which the filter element 6 bears against the frame surface 5, so that the sealing compound 18 simultaneously produces a tight adhesive bond between the filter element 6 and the frame 4 there.

Damit auch ein Austreten von Tinte zwischen dem Filterelement 6 und der Tintenpatrone 2, hier der Platte 14 des Dichtungselements 11 sicher verhindert wird, sind weitere Vorkehrungen getroffen. Das Flachstück 7 ist im Bereich der Sperrzone 17 an der Aussenseite von einer Abdichtschicht 19 bedeckt, welche aus einer ersten, direkt auf das von der Dichtmasse 18 durchtränkte Flachstück 7 aufgebrachten Lage aus Schmelzkleber 20 besteht und darauf einem Folienstreifen 21 aus Polyester, der eine verhältnismässig harte und glatte Abdichtfläche 22 an der dem Fach zugewandten Aussenseite des Filterelements 6 bildet.So that leakage of ink between the filter element 6 and the ink cartridge 2, here the plate 14 of the sealing member 11 is securely prevented, further precautions are taken. The flat piece 7 is covered in the region of the blocking zone 17 on the outside by a sealing layer 19, which consists of a first, directly applied to the impregnated by the sealant 18 sheet 7 layer of hot melt adhesive 20 and thereon a film strip 21 made of polyester, a relatively hard and smooth sealing surface 22 forms on the outside of the filter element 6 facing the compartment.

Die Platte 14 an der Tintenpatrone 2 weist an ihrer Unterseite einen umlaufenden, geringfügig vorstehenden Kontaktsteg 23 auf, dessen Oberfläche einen der Sperrzone 17 und insbesondere der Abdichtschicht 19 gegenüberliegenden geschlossen umlaufenden Kontaktbereich bildet. Er ist von dreieckigem Querschnitt, mit einer Kontaktkante 24, die gegen die Abdichtfläche 22 drückt. Da das Material des Dichtungselements 11 weicher ist als die Abdichtfläche 22, wird der Kontaktsteg 23 dabei in der Umgebung der Kontaktkante 24 elastisch deformiert und liegt fest an der Aussenseite des Filterelements 6 an. Die Verbindung zwischen dem Dichtungselement 11 und dem Filterelement 6 ist daher dort flüssigkeitsundurchlässig und ein Austreten von Tinte zwischen diesen Teilen zuverlässig unterbunden.The plate 14 on the ink cartridge 2 has on its underside a circumferential, slightly projecting contact web 23, whose surface is one of the barrier zone 17th and in particular the sealing layer 19 opposite closed circumferential contact area forms. It is of triangular cross-section, with a contact edge 24 which presses against the sealing surface 22. Since the material of the sealing element 11 is softer than the sealing surface 22, the contact web 23 is elastically deformed in the vicinity of the contact edge 24 and is firmly against the outside of the filter element 6. The connection between the sealing member 11 and the filter element 6 is therefore liquid impermeable there and leakage of ink between these parts reliably prevented.

Der Kontaktsteg kann auch anderen als dreieckigen, z.B. rechteckigen Querschnitt haben. Die Abdichtschicht kann auch angelegt werden, indem der zur Bildung der Sperrschicht aufgebrachte aushärtbare Kleber gleich in dazu ausreichender Menge aufgetragen wird. Die bei entsprechenden Eigenschaften des Klebers wiederum eine harte und verhältnismässig glatte Abdichtfläche bildende Abdichtschicht kann dabei eben oder auch wulstartig konvex sein. An der Tintenpatrone liegt ihr wiederum ein weicherer elastischer, geschlossen um den Tintenauslass umlaufender Kontaktbereich gegenüber, der wieder als vorstehender Kontaktsteg bzw. als ebene Kontaktfläche ausgebildet ist, gegen welche die Abdichtfläche drückt. Die Platte kann dann wie beschrieben ausgebildet bzw. flach sein.The contact land may also be other than triangular, e.g. have rectangular cross-section. The sealant layer can also be applied by immediately applying the curable adhesive applied to form the barrier layer in sufficient quantity. The sealing layer which in turn forms a hard and comparatively smooth sealing surface with corresponding properties of the adhesive can be flat or also bead-like convex. On the ink cartridge in turn is a softer elastic, closed around the ink outlet peripheral contact area opposite, which is again formed as a projecting contact web or as a flat contact surface against which the sealing surface presses. The plate can then be formed or flat as described.

Bei den bisher beschriebenen Lösungen erfolgt die Abdichtung zwischen einer harten Abdichtfläche auf der Seite des Adapters und einem weichen, d.h. jedenfalls weicheren Kontaktbereich an der Tintenpatrone. Alternativ dazu kann aber auch die Abdichtfläche elastisch und eher weich ausgebildet sein, sei es, dass sie von einem verhältnismässig weichen elastischen aushärtbaren Kleber, der wiederum auch das Filterelement in der Sperrzone durchtränkt, gebildet wird oder von einer separaten weichelastischen Abdichtschicht. Der den Tintenauslass umgebende Kontaktbereich kann dann als harte Kontaktfläche oder als vorzugsweise am Gehäuse angeformter harter Kontaktsteg ausgebildet sein, der auch eine Kontaktkante bilden kann. In diesem Fall ist die weichere Abdichtfläche elastisch deformiert. In jedem Fall hat es sich als günstig erwiesen, auf der einen Seite ein weicheres Material vorzusehen, mit einer Shore-Härte zwischen 30 und 50, vorzugsweise ungefähr 40 und auf der anderen Seite ein deutlich härteres Material, z.B. mit einer Shore-Härte von ca. 100.In the solutions described so far, the seal between a hard sealing surface on the side of the adapter and a soft, ie at least softer contact area on the ink cartridge is done. Alternatively, however, the sealing surface may also be elastic and rather soft, be it that it is made of a relatively soft elastic hardenable adhesive, which in turn also soaks through the filter element in the barrier zone is formed or by a separate soft-elastic sealing layer. The contact region surrounding the ink outlet can then be designed as a hard contact surface or as a hard contact web preferably formed on the housing, which can also form a contact edge. In this case, the softer sealing surface is elastically deformed. In any case, it has proven to be advantageous to provide on the one hand a softer material, with a Shore hardness between 30 and 50, preferably about 40 and on the other hand, a significantly harder material, eg with a Shore hardness of approx 100.

In allen beschriebenen Fällen ist der Tintenpfad zuverlässig abgedichtet und es besteht keine Gefahr eines Austretens von Tinte in das Fach des Adapters. Es sind natürlich verschiedene Abwandlungen möglich, ohne dass das Gebiet der Erfindung verlassen würde. So kann der erfindungsgemässe Adapter mehrere Aufahmeöffnungen aufweisen, welche im gleichen Fach oder in verschiedenen Fächern angeordnet sind, so dass er eine Tintenpatrone mit mehreren Kammern und Tintenauslässen aufnehmen kann oder auch mehrere Tintenpatronen. Tinte ist vor allem als praktisch besonders wichtiges Beispiel angeführt worden, doch können der erfindungsgemässe Adapter und die erfindungsgemässe Speichereinheit auch mit Flüssigkeiten verwendet werden, die nicht Tinten im engeren Sinne sind, z.B. Flüssigkeiten, wie sie in photographischen Verfahren, bei der Bearbeitung von Leiterplatten usw. eingesetzt werden.In all cases described, the ink path is reliably sealed and there is no danger of ink leaking into the compartment of the adapter. Of course, various modifications are possible without departing from the scope of the invention. Thus, the adapter according to the invention can have a plurality of receiving openings, which are arranged in the same compartment or in different compartments, so that it can hold an ink cartridge with a plurality of chambers and ink outlets or even several ink cartridges. In particular, ink has been cited as a practically particularly important example, but the adapter of the invention and the storage unit according to the invention can also be used with liquids which are not inks in the strict sense, e.g. Liquids, as used in photographic processes, in the processing of printed circuit boards, etc.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Adapteradapter
22: Tintenpatroneink cartridge
33: Aufnahmeöffnungreceiving opening
44: Rahmenframe
55: Rahmenflächeframe surface
66: Filterelementfilter element
77: Flachstücksheet
88th: Gehäusecasing
99: Lüftungsöffnungvent
1010: Speicherkörperstorage body
1111: Dichtungselementsealing element
1212: Ringring
1313: Tintenauslassink outlet
1414: Platteplate
1515: Kragencollar
1616: Leitelementvane
1717: Sperrzoneexclusion zone
1818: Dichtmassesealant
1919: Abdichtschichtsealing layer
2020: Schmelzklebermelt adhesive
2121: Folienstreifenfilm strips
2222: Abdichtflächesealing
2323: Kontaktstegcontact web
2424: Kontaktkantecontact edge

Claims

Adapter (1) for taking up an ink cartridge (2), wherein the adapter comprises:
a receiving orifice (3) for ink which is surrounded by a frame (4); and

a filter element (6) which covers the receiving orifice (3) and is fluid impermeable at it and which overlaps with a frame surface (5),

characterized in that the filter element (6) comprises a blocked zone (17) which circumferentially extends in a closed manner in the overlapping region with the frame surface (5) and in which it is fluid tight, and an outer side, against which a contact area of the ink cartridge, if it is inserted into the adapter, presses so as to form a fluid-impermeable connection.
Adapter according to claim 1, characterized in that the filter element (6) is tightly connected with the frame (4) in the area of the blocked zone (17), preferably is bonded therewith.
Adapter according to claim 1 or 2, characterized in that the filter element (6) is substantially formed as a flat piece (7) from porous material which is soaked with a sealing compound (18) in the blocked zone (17).
Adapter according to claim 3, characterized in that the sealing compound (18) is a hardened adhesive.
Adapter according to claim 3 or 4, characterized in that the porous material is a nonwoven fabric, preferably a metallic nonwoven material or a preferably metallic sieve-like fabric.
Adapter according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the filter element (6) comprises a smooth sealing surface (22) at the outer side in the area of the blocked zone (17).
Adapter according to claim 6, characterized in that the filter element (6) comprises a sealing layer (19) which forms the sealing surface (22).
Adapter according to claim 7, characterized in that the sealing surface (22) is hard.
Adapter according to claim 8, characterized in that the sealing layer (19) comprises a layer of hot-melt adhesive (20).
Adapter according to claim 8 or 9, characterized in that the sealing layer (19) comprises a foil strip (21), preferably from polyester, which forms the sealing surface (22).
Adapter according to any one of claims 6 or 7, characterized in that the sealing surface (22) is soft and resilient.
Adapter according to claim 7, 8 or 11, characterized in that the sealing layer (19) consists of a sealing compound.
Ink storage unit comprising
an adapter (1) according to any one of the claims 1 to 12; and
an ink cartridge (2) that can be inserted into the adapter (1), wherein the ink cartridge (2) comprises a housing (8) which is provided with an ink outlet (13) that is arranged at one of its surfaces and is filled with a guide element (16), and that is surrounded with a contact area that circumferentially extends in a closed manner and that presses against the outer side of the filter element (6), in the inserted position in the area of the blocked zone (17) of the adapter (1), so as to form a fluid-impermeable connection.
Ink storage unit according to claim 13, comprising an adapter (1) according to any one of claims 6 to 10, characterized in that the contact area is located on a circumferentially extending contact ridge (23) which is formed from a softer material than the sealing surface (22) such that the contact ridge (23) is elastically deformable when the ink cartridge (2) is being inserted into the adapter (1).
Ink storage unit according to claim 14, characterized in that the contact ridge (23) comprises a contact edge (24) that presses against the sealing surface (22).
Ink storage unit according to claim 14 or 15, characterized in that the ink outlet (13) extends through a sealing element (11) which is inserted into an opening of the housing (8) of the ink cartridge (2) and which carries the contact ridge (23) at its outer side.
Ink storage unit according to claim 13, comprising an adapter according to claim 11, characterized in that the contact area comprises a circumferentially extending contact ridge which preferably comprises a contact edge and is made from a harder material than the sealing surface such that it is elastically deformable when the ink cartridge (2) is being inserted into the adapter (1).
Ink storage unit according to claim 17, characterized in that the contact ridge is formed on the housing of the ink cartridge.