Tintenvorratsbehälter

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenvorratsbehälter(1) für einen Tintenstrahldrucker, der eine mit Tinte (3) befüllbar Kammer (2) aufweist, in deren Unterseite sich ein Tintenauslaß (4) mit einer Tintenaustrittsöffnung befindet. Um die Tintenabgabe zu vergleichmäßigen und unabhängig von Flüssigkeitsbewegungen der darin enthaltenen Tinte (3) zu machen, schlägt die Erfindung vor, daß der Tintenauslaß (4) siphonartig ausgebildet ist, mit einem sich von der Tintenaustrittsöffnung ins Kammerinnere erstreckenden Schenkel (6), der über einen Umlenkbogen (8) in eine Ansaugöffnung übergeht, die von innen gegen den Kammerboden gerichtet ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenvorratsbehälter für einen Tintenstrahldrucker, der eine mit Tinte befüllbare Kammer aufweist, in dessen Unterseite sich ein Tintenauslaß mit einer Tintenaustrittsöffnung befindet.

[0002] Derartige Tintenvorratsbehälter sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt und dienen zur Versorgung von Tintenstrahldruckköpfen in Tintenstrahldruckern oder -plottern. Je nach Ausführungsform hat der Tintenvorratsbehälter ein Gehäuse, welches mit dem eigentlichen Tintenstrahldruckkopf zu einer integralen Baueinheit zusammengefaßt ist, oder er bildet einen reinen Vorratstank, der über entsprechende Anschlußmittel an seiner Tintenaustrittsöffnung mit der Versorgungsleitung eines Druckkopfes verbindbar ist. Die äußere Form des Gehäuses ist dabei zwar jeweils auf einen speziellen Druckertyp individuell angepaßt. Einer Vielzahl dieser Ausführungen ist jedoch gemeinsam, daß das Gehäuse im wesentlichen quaderförmig ist, wobei sich der Tintenauslaß mit der eigentlichen Tintenaustrittsöffnung auf der Unterseite, d. h. im Boden befindet.

[0003] Die Anschlußmittel für den Druckkopf, die meist als Anschlußdorn oder -kanüle ausgebildet sind, erfordern in aller Regel einen damit korrespondierenden Anschlußstutzen oder dergleichen, der die Kanüle führt und dichtet und deswegen eine entsprechende Einbautiefe haben muß. Dies führt in der Praxis zu Konstruktionen, wie sie beispielsweise aus der DE 195 34 577 A1 oder EP 0 603 516 A2 bekannt sind. Das Gehäuse hat bei den daraus hervorgehenden Ausführungen außen relativ ebene Wandungen, wobei der Tintenauslaß mit der vorgenannten Aufnahme für die Anschlußkanüle einen in Form eines Doms in die Unterseite der Kammer eingeformten Anschlußstutzen umfaßt. Diese Bauform ermöglicht einen kompakten äußeren Aufbau und kommt deswegen häufig zum Einsatz, und zwar sowohl, wenn die Kammer mit einem schwammartigen Tintenspeichermedium gefüllt ist, oder, wie in der EP 0 603 516 A2, in der Kammer frei fließen kann. Es sind ebenfalls Ausführungsformen wie die in der DE 195 34 577 A1 beschriebene bekannt, die sich lediglich dadurch unterscheiden, daß kein Schaum oder Schwamm vorhanden ist.

[0004] Insbesondere bei den letztgenannten Tintenkammern mit frei fließender Tinte tritt das Problem auf, daß der Tintenvorrat nicht aufgebraucht werden kann, wenn der Flüssigkeitspegel unter die Höhe des in den Boden eingeformten Anschlußstutzens fällt. Darüber hinaus führen die Trägheitskräfte beim Hin- und Herfahren des Tintenvorratsbehälters während des Druckens mitunter zum unkontrollierten Aufschaukeln der Flüssigkeit, so daß selbst bei nur teilweise entleertem Volumen die Tintenaustrittsöffnung nicht mit Tinte benetzt ist und es zu Druckaussetzern kommt, weil der Druckkopf Luft ansaugt.

[0005] Aus der vorgenannten Problematik ergibt sich die Aufgabenstellung, einen Tintenvorratsbehälter für frei fließende Tinte mit den eingangs genannten Merkmalen zur Verfügung zu stellen, der eine gleichmäßige und sichere Tintenentnahme gewährleistet, und zwar unabhängiger vom jeweiligen Füllstand und einer eventuellen Bewegung des Tinteninhalts.

[0006] Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt die Erfindung ausgehend von einem Tintenvorratsbehälter der eingangs genannten Art vor, daß der Tintenauslaß siphonartig ausgebildet ist, mit einem sich von der Tintenaustrittsöffnung ins Kammerinnere erstreckenden Schenkel, der über einen Umlenkbogen in eine Ansaugöffnung übergeht, die von Innen gegen den Kammerboden gerichtet ist.

[0007] Gemäß der Erfindung ist in den Kammerboden ein Siphon integriert, d. h. ein bogenförmiger Durchflußkanal, dessen Schenkel mit ihren Öffnungen beide nach unten gerichtet sind. Die eine Öffnung ist dabei identisch mit der Tintenaustrittsöffnung und kann bezüglich der Anschlußmittel so ausgestaltet sein, wie die im Stand der Technik bekannten Anschlußstutzen. Alternativ kann dort auch der Druckkopf unmittelbar befestigt sein. Am anderen Ende des Siphons befindet sich die Ansaugöffnung, durch welche die Tinte aus der Kammer abgesaugt wird. Die besondere erfindungsgemäße Anordnung besteht darin, daß die Ansaugöffnung senkrecht von oben mit geringem Abstand gegen den Kammerboden gerichtet ist.

[0008] Die besonderen Vorteile der Erfindung ergeben sich daraus, daß der Abfluß der Tinte durch die Ansaugöffnung des Siphons praktisch unabhängig vom Füllstand der Kammer, d. h. vom aktuellen Tintenpegel ist, solange nur die Füllhöhe den geringen Abstand zwischen der Ansaugöffnung und dem Kammerboden nicht unterschreitet. Dieser Vorteil kommt natürlich insbesondere bei Tintenvorratsbehältern zur Geltung, bei denen die Kammer mit freifließender Tinte gefüllt ist. Der Tintenabfluß zum Druckkopf ist dank der Erfindung nämlich zum einen unabhängig von der Höhe des Anschlußstutzens, welche durch die Länge der Anschlußkanüle bzw. des Dorns vorgegeben wird. Zum anderen wird eine unregelmäßig schwankende Flüssigkeitsoberfläche selbst bei teilweise entleerter Kammer sich nicht auf einen gleichmäßigen Tintenabfluß auswirken.

[0009] Der geringe Abstand der Ansaugöffnung vom Kammerboden sollte so bemessen sein, daß das Produkt aus der Kantenlänge der Ansaugöffnung und dem Abstand in etwa dem benötigten Durchflußquerschnitt des Tintenauslasses entspricht. In der Regel wird dies zu einem Abstand von deutlich unterhalb von 1 mm führen. Daraus ergibt sich der weitere Vorteil, daß aufgrund der vorhandenen Oberflächenspannung der Tinte eine nahezu vollständige Entleerung der Kammer ohne weiteres möglich ist, und zwar unabhängig von der Länge des Anschlußstutzens.

[0010] Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Tintenauslasses sieht vor, daß der eine Schenkel ein senkrecht nach oben gerichteter Rohrabschnitt ist, auf dem eine diesen mit radialem und axialem Abstand übergreifende Umlenkkappe angebracht ist. Dadurch wird quasi ein koaxialer Siphon ausgebildet. Der zentrale Rohrabschnitt ist hinsichtlich Länge und Durchmesser so bemessen, daß er zur Aufnahme der Kanüle bzw. des Dorns am Drucker geeignet ist. Oben ist der Rohrabschnitt gerade abgeschnitten. Die Umlenkkappe wird von oben auf das Rohrende aufgesetzt, wobei der Ringspalt zwischen der Außenwandung des Rohrabschnitts und der Innenwandung der Umlenkkappe den anderen Schenkel des Siphons bildet. Die Ansaugöffnung ist damit ebenfalls ringförmig ausgebildet und befindet sich um die Durchtrittskante des Ansaugrohrs am Kammerboden umlaufend. Oben mündet der Ringraum zwischen Kappe und Rohr über den dort vorhandenen axialen Abstand zwischen der Decke der Abdeckkappe und dem Rohrende in den Rohrabschnitt ein.

[0011] Ein besonderer Vorteil der vorgenannten Ausführungsform liegt in der symmetrischen Ausbildung. Darüber hinaus ermöglicht sie eine besonders einfache Fertigung: der Rohrabschnitt kann einstückig an das Gehäuse, d. h. die Kammer angeformt sein und radial abstehende Halterippen aufweisen. Diese sollten so bemessen sein, daß die Umlenkkappe allein durch Reibschluß festsitzend aufsteckbar ist. Diese kann ebenfalls als kostengünstig und rationell zu fertigendes Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet sein.

[0012] Es ist weiterhin von Vorteil, daß in der Kammer parallel nebeneinander Trennwände angeordnet sind, die mit ihren unteren Rändern oberhalb des Kammerbodens enden. Das bedeutet, daß eine Anzahl von separaten Tintenkammern gebildet wird, die jedoch durch die untenliegenden Spalte zwischen Trennwänden und Kammerboden miteinander kommunizieren. Der besondere Vorteil dieser Anordnung liegt darin, daß die Flüssigkeit selbst bei heftigen Bewegungen, beispielsweise bei der Richtungsumkehr des Druckkopfes beim Drucken, weniger stark aufgeschaukelt wird, als wenn nur eine große Kammer vorhanden wäre. Der Zufluß zur Ansaugöffnung des Tintenauslasses am Kammerboden ist in jedem Fall gewährleistet. Vorzugsweise ist dabei der Abstand der Trennwände zum Kammerboden, d. h. der Durchflußspalt, in etwa so groß bemessen wie der Abstand der Ansaugöffnung des Tintenauslasses zum Kammerboden.

[0013] Zweckmäßigerweise ist die Tintenaustrittsöffnung mit Anschlußmitteln für einen Tintenstrahldruckkopf versehen. Damit sind beispielsweise Dichtungen und dergleichen gemeint, welche die dichte Aufnahme einer Anschlußkanüle ermöglichen und sich im außenliegenden Schenkel des Siphons befinden.

[0014] Alternativ kann der Tintenvorratsbehälter unlösbar mit einem Tintenstrahldruckkopf verbunden sein, der dann anstelle der vorgenannten Anschlußmittel mit dem Tintenvorratsbehälter zu einer integralen Einheit verbunden ist.

[0015] Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Hierzu zeigen im einzelnen:

Fig. 1

eine schematische Schnittdarstellung durch einen erfindungsgemäßen Tintenvorratsbehälter;

Fig. 2

eine vergrößerte Detailansicht aus Figur 1.

[0016] In Figur 1 ist ein Tintenvorratsbehälter schematisch im Schnitt dargestellt und darin als ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Dieser besteht aus einem im wesentlichen quaderförmigen Kunststoffgehäuse 2, welches mit freifließender Tinte 3 gefüllt ist.

[0017] Am Boden des Gehäuses 2 befindet sich ein erfindungsgemäßer Tintenauslaß, der insgesamt mit dem Bezugszeichen 4 versehen ist und eine nach unten gerichtete Tintenaustrittsöffnung aufweist, in die eine Anschlußkanüle 5 eines im einzelnen nicht dargestellten Tintenstrahldruckers oder -plotters einsteckbar ist, was mit dem Pfeil angedeutet ist.

[0018] In Figur 2 ist der Tintenauslaß 4 gemäß Figur 1 noch einmal vergrößert in allen Details dargestellt, wobei im dieselben Bezugszeichen Verwendung finden. Daraus geht hervor, daß an dem Gehäuseboden 2a ein sich in das Innere des Gehäuses 2, also in die Tintenkammer erstreckender Schenkel 6 angeformt ist, der im wesentlichen als Rohrabschnitt ausgebildet ist und an seinem unteren Ende die Tintenaustrittsöffnung zur Aufnahme der Anschlußkanüle 5 hat und an seinem oberen Ende gerade abgeschnitten ist.

[0019] In der Durchgangsöffnung des Schenkelss 6 sind Dicht- und Anschlußmittel 7 angeordnet, die beispielsweise O-Ringe, ein durchstechbares Septum oder dergleichen enthalten können.

[0020] Auf den Schenkel 6 ist von oben eine Umlenkkappe 8 aufgesetzt, die axialen Abstand zu dessen oberen Ende hat und diesen mit radialem Abstand umgibt, wobei sie reibschlüssig durch an den Rohrabschnitt 6 außen angespritzte, gestrichelt eingezeichnete Halterippen 9 fest fixiert ist. Der untere Rand der Umlenkkappe 8 hat geringen Abstand zur Innenseite des Gehäusebodens 2a, wodurch ein umlaufender, schmaler Ringspalt gebildet wird, in den die Tinte 3 - wie mit den gebogenen Pfeilen angedeutet - einströmen kann. Weiterhin durchfließt sie den Ringspalt zwischen der Außenseite des Rohrstutzens 6 und der Innenwandung der Umlenkkappe 8, wobei sie an der Decke der Kappe 8 siphonartig in Richtung der umgekehrt U-förmigen Pfeile in den Querschnitt des Rohrstutzens 6 hinein umgelenkt wird und auf diese Weise zur Tintenaustrittsöffnung bzw. zur Anschlußkanüle 5 gelangt.

[0021] Der besondere Vorteil der Erfindung liegt darin, daß die Tinte 3 dank des siphonförmigen Strömungsverlaufs so lange problemlos über die Anschlußkanüle 5 entnommen, d.h. abgesaugt werden kann, bis der Tintenstand unter die Spaltbreite zwischen der Unterkante der Umlenkkappe 8 und dem Gehäuseboden 2 fällt. In der Praxis kann dieser Abstand so knapp bemessen werden, daß aufgrund der Oberflächenspannung die Tinte 3 praktisch restlos entnommen wird. Diese vorteilhaften Effekte sind unabhängig davon, wie lang die Anschlußkanüle 5 ist und wie weit sich entsprechend der Rohrstutzen 6 in die Tintenkammer, d.h. in das Gehäuse 2 hinein erstreckt.

[0022] Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können in dem Gehäuse 2 Trennwände 10 angebracht sein, die sich über den Gehäusequerschnitt erstrecken, jedoch zwischen ihrer Unterseite und dem Gehäuse 2, d.h. dem Gehäuseboden 2a, einen schmalen Durchflußspalt frei lassen. Dadurch wird das Gehäuseinnere in schmale Abteile unterteilt, in denen die darin befindliche Tinte 3 sich auch bei schnellen Bewegungen des Tintenvorratsbehälters 1 weniger zum Aufschaukeln neigt, als wenn das Gehäuse 2 nicht unterteilt wäre. Das hat den Vorteil, daß selbst bei heftiger Bewegung, beispielsweise bei der Richtungsumkehr während des Druckens, am Tintenauslaß 4 der momentane Tintenpegel nicht so weit absinken wird, daß über die Anschlußkanüle 5 Luft angesaugt wird.

Ansprüche

1. Tintenvorratsbehälter (1) für einen Tintenstrahldrucker, der eine mit Tinte (3) befüllbare Kammer (2) aufweist, in deren Unterseite sich ein Tintenauslaß (4) mit einer Tintenaustrittsöffnung befindet, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenauslaß (4) siphonartig ausgebildet ist, mit einem sich von der Tintenaustrittsöffnung ins Kammerinnere erstreckenden Schenkel (6), der über einen Umlenkbogen (8) in eine Ansaugöffnung übergeht, die von Innen gegen den Kammerboden (2a) gerichtet ist.

2. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer (2) mit freifließender Tinte (3) befüllbar ist.

3. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansaugöffnung senkrecht mit geringem Abstand gegen den Kammerboden (2a) gerichtet ist.

4. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schenkel (6) ein senkrecht nach oben gerichteter Rohrabschnitt ist, auf dem eine diesen mit radialem und axialem Abstand übergreifende Umlenkkappe (8) angebracht ist.

5. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkkappe (8) auf radial vom Rohrabschnitt (6) abstehende Halterippen (9) aufgesteckt ist.

6. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (2) parallel nebeneinander Trennwände (10) angeordnet sind, die mit ihren unteren Rändern oberhalb des Kammerbodens (2a) enden.

7. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Trennwände (10) zum Kammerboden (2a) in etwa so groß ist wie der Abstand der Ansaugöffnung des Tintenauslasses (4) zum Kammerboden (2a).

8. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenauslaß (4) mit Anschlußmitteln (7) für einen Tintenstrahldrucker versehen ist.

9. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenvorratsbehälter (1) unlösbar mit einem Tintenstrahldruckkopf verbunden ist.

10. Tintenvorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintenauslaß (4) aus einem oder mehreren Kunststoff-Spritzgußteilen (6, 8) gebildet wird.

Zeichnung