DE20003042U1

DE20003042U1 - Druckpatrone für einen Drucker

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Publication number: DE20003042U1
Application number: DE20003042U
Authority: DE
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Current assignee: Individual
Priority date: 2000-02-23
Filing date: 2000-02-23
Publication date: 2000-06-21
Anticipated expiration: 2010-02-24

Description

Andrejewski, Honke & Sozien Patentanwälte

European Patent Attorneys European Trademark Attorneys

Diplom-Physiker Dr. Walter Andrejewski (-1996) Diplom-lngenieur Dr.-lng. Manfred Honke Diplom-Physiker Dr. Karl Gerhard Masch Diplom-lngenieur Dr.-lng. Rainer Albrecht Diplom-Physiker Dr. Jörg Nunnenkamp Diplom-Chemiker Dr. Michael Rohmann Anwaltsakte:

89 938/Go/Ro D 45127 Essen, Theaterplatz 3 D 45002 Essen, P.O. Box IO 02 54

9. Februar 2 000

Gebrauchsmus t e ranme1dung

Rainer Schäfer Menshausenstraße 9

45147 Essen

Druckpatrone für einen Drucker

Andrejewski, Honke & Sozien, Patentanwälte in Essen

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Druckpatrone für einen Drucker, wobei ein Tintenaufnahmegehäuse und zumindest eine an das Tintenaufnahmegehäuse angeschlossene Tintenauslassöffnung vorgesehen ist. - Drucker meint insbesondere einen an einen Computer anschließbaren Drucker. Das Tintenaufnahmegehäuse besteht zweckmäßigerweise aus Kunststoff. Das Tintenaufnahmegehäuse kann als Einkammergehäuse für nur eine Tintenart, insbesondere für nur eine Tintenfarbe, ausgebildet sein. Das Tintenaufnahmegehäuse kann aber auch als Mehrkammergehäuse ausgebildet sein, wobei jede Gehäusekammer eine Tintenart, insbesondere Tintenfarbe, aufnimmt. Bei der letztgenannten Ausführungsform ist zweckmäßigerweise jeder Gehäusekammer zumindest eine Tintenauslassöf fnung zugeordnet. Eine Tintenauslassöffnung der Druckpatrone ist an den Druckkopf eines Druckers anschließbar und über die Tintenauslassöf fnung wird dem Druckkopf des Druckers die Tinte zugeführt. In der Regel wird ein 0 geeigneter Dorn am Druckkopf des Druckers in die Tintenauslassöf fnung der Druckpatrone eingeführt.

Die aus der Praxis bekannten Druckpatronen sind Einweg-Druckpatronen, die nach dem Aufbrauchen der Tinte entsorgt werden. Dies ist in umwelttechnischer Hinsicht nachteilhaft. Außerdem muss der Verbraucher nach dem Aufbrauchen der Tinte regelmäßig eine neue, relativ kostspielige Druckpatrone erwerben. Die Herstellung der Druckpatronen ist kostspielig und materialaufwendig. Die 0 aus der Praxis bekannten Druckpatronen weisen im übrigen zwischen Tintenauslassöffnung und Tintenaufnahmegehäuse

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eine Tintensperre in Form eines Vliesstoffes oder in Form eines gepressten Schwammes auf, welche Tintensperre ein Auslaufen der Tinte verhindern soll. Wenn man eine bekannte Druckpatrone von dem Druckkopf eines Druckers abkoppelt, gewährleistet diese Tintensperre jedoch keinen sicheren Tropfschutz. Mit anderen Worten findet oftmals ein unerwünschtes und nachteilhaftes Austropfen der Tinte statt.

Demgegenüber liegt der Erfindung das technische Problem zugrunde, eine Druckpatrone der eingangs genannten Art anzugeben, die in umwelttechnischer Hinsicht allen Anforderungen genügt, die sich nichtsdestoweniger durch Funktionssicherheit auszeichnet und auf einfache Weise herstellbar ist.

Zur Lösung dieses technischen Problems lehrt die Erfindung eine Druckpatrone der eingangs genannten Art, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass die Druckpatrone über 0 zumindest eine am Tintenaufnähmegehäuse vorgesehene Nachfüllöffnung mit Tinte nachfüllbar ist,

dass die Tintenauslassöffnung ein Ventil aufweist, welches

Ventil beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf

5 eines Druckers die Tintenauslassöffnung für eine Tintenausgabe freigibt,

und dass beim Nachfüllen von Tinte über die Nachfüllöffnung die Tintenauslassöffnung mittels des Ventils verschließbar ist.

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Als Nachfüllöffnung am Tintenaufnahmegehäuse ist eine relativ kleine Öffnung ausreichend. Der Durchmesser der Nachfüllöffnung ist zweckmäßigerweise mit der Maßgabe eingerichtet, dass eine Nadel oder eine dünne Einfüllröhre eines Tintenvorratsbehälters in die Nachfüllöffnung einführbar ist, und die Tinte im Anschluss daran in das Tintenaufnahmegehäuse einspritzbar bzw. einfüllbar ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass die Nachfüllöffnung mit einem Verschlussstopfen verschließbar ist. Die Nachfüllöffnung ist vorzugsweise in der Gehäusewand des Tintenaufnahmegehäuses vorgesehen, die der Gehäusewand mit der Tintenauslassöffnung gegenüberliegt. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass im Falle einer Mehrkammerpatrone, deren Gehäusekammern jeweils für eine Tintenart, insbesondere Tintenfarbe, vorgesehen sind, jeder Gehäusekammer zumindest eine Nachfüllöffnung zugeordnet ist. In diesem Fall ist zweckmäßigerweise jeder Gehäusekammer auch eine Tintenauslassöf fnung zugeordnet.

Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass in dem Tintenaufnahmegehäuse zumindest ein Schwamm für die Aufnahme der Tinte vorgesehen ist. Schwamm meint auch ein Vliesmaterial, das zum Aufsaugen der Tinte geeignet ist. Im Falle einer Mehrkammerpatrone ist zweckmäßigerweise jeder Gehäusekammer ein Schwamm zugeordnet. - Nach sehr bevorzugter Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung besondere Bedeutung zukommt, weist der Schwamm unterhalb der Nachfüllöffnung einen Einfüllkanal auf. Die Zuordnung unterhalb der Nachfüllöffnung meint eine Position der 0 Druckpatrone, in der die Nachfüllöffnung an der oberen Gehäusewand angeordnet ist und der Einfüllkanal sich

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unterhalb dieser Nachfüllöffnung erstreckt. Einfüllkanal meint eine geeignete Durchbrechung in dem Schwamm, vorzugsweise in Form eines Schlitzes oder Langloches. Mit Hilfe dieses Einfüllkanales kann die Nadel oder Einfüllrohre des Tintenvorratsbehälters beim Nachfüllen der Tinte eingeführt werden, ohne dass der Schwamm zusammengepresst bzw. gestaucht wird. Die Tinte kann mit Hilfe des Einfüllkanals über die Höhe des Schwammes gleichmäßig verteilt werden. Zweckmäßigerweise erstreckt sich der Einfüllkanal über die gesamte Höhe des Schwammes oder im Wesentlichen über die gesamte Höhe des Schwammes. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass sich der Einfüllkanal, ausgehend von der Nachfüllöffnung, über zumindest 80 % der Höhe des Schwammes oder zumindest über 70 % der Höhe des Schwammes erstreckt.

Nach sehr bevorzugter Ausführungsform der Erfindung weist das Ventil einen Ventilsitz mit zugeordnetem Ventilkörper auf und ist der die Tintenauslassöffnung verschließende 0 Ventilkörper beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf von dem Ventilsitz abhebbar. Mit anderen Worten liegt der Ventilkörper bei noch unbenutzter Druckpatrone auf dem Ventilsitz auf und verschließt die Tintenauslassöf fnung. Beim Anschluss der Druckpatrone an den 5 Druckkopf eines Druckers fährt zweckmäßigerweise ein Dorn des Druckkopfes in die Tintenauslassöf fnung ein und hebt den Ventilkörper vom Ventilsitz ab. Vorzugsweise wird das Ventil auf diese Weise in die Öffnungsstellung überführt und die Tintenauslassöffnung ist für eine Tintenausgabe 0 freigegeben. - Nach sehr bevorzugter Ausführungsform, der im Rahmen der Erfindung ganz besondere Bedeutung zukommt,

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ist der Ventilkörper kugelförmig ausgebildet und verschließt der Ventilkörper bei geschlossener Tintenauslassöffnung (bei Verschlussstellung des Ventils) eine im Ventilsitz vorgesehene Durchlassöffnung mit kreisförmigem Querschnitt. Bei dem Ventilkörper handelt es sich zweckmäßigerweise um eine Kugel aus Metall, beispielsweise aus Edelstahl. Es liegt aber auch im Rahmen der Erfindung, dass die Kugel aus Glas oder aus einem Keramikmaterial besteht. Zweckmäßigerweise liegt in der Verschlussstellung des Ventils der kugelförmige Ventilkörper zentriert auf der Durchlassöffnung mit kreisförmigem Querschnitt im Ventilsitz auf.

Nach sehr bevorzugter Ausfuhrungsform der Erfindung ist das Ventil mit der Maßgabe eingerichtet, dass nach Abkopplung der Druckpatrone von dem Druckkopf des Druckers der Ventilkörper unter Einwirkung der Schwerkraft in die Verschlussstellung des Ventils überführbar ist. Es liegt somit im Rahmen der Erfindung, dass der Ventilkörper, vorzugsweise kugelförmige Ventilkörper, ein geeignetes Gewicht aufweist, so dass der Ventilkörper unter Einwirkung der Schwerkraft in die Verschlussstellung des Ventils überführbar ist. Es liegt fernerhin im Rahmen der Erfindung, dass die Tintenauslassöffnung einen Führungskanal für den Ventilkörper aufweist, in welchem Führungskanal der Ventilkörper beim Abheben von dem Ventilsitz geführt wird und in welchem Führungskanal der Ventilkörper unter Einwirkung der Schwerkraft wieder in die Verschlussstellung zurückgeführt wird, wenn die Druck-0 patrone von dem Druckkopf abgekoppelt wird. Wenn die Druckpatrone zwecks eines Auffüllens oder Nachfüllens von

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Tinte von dem Druckkopf abgekoppelt wird, wird zweckmäßigerweise ein Dorn des Druckkopfes aus der Tintenauslassöffnung herausgezogen, welcher Dorn bislang für das Abheben des Ventilskörpers von dem Ventilsitz gesorgt hat. Nunmehr kann der Ventilkörper unter Einwirkung der Schwerkraft, vorzugsweise geführt in einem Führungskanal, wieder auf den Ventilsitz zurückfallen und zweckmäßigerweise die Durchlassöffnung in dem Ventilsitz verschließen.

Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass eine Durchlassöffnung im Ventilsitz erst beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf eines Druckers herstellbar ist. Nach dieser Ausführungsform durchsticht vorzugsweise der Dorn des Druckkopfes den Ventilsitz, um eine entsprechende Durchlassöffnung im Ventilsitz zu erzeugen. Für diese Ausführungsform besteht der Ventilsitz bevorzugt aus Gummi. Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist eine Durchlassöffnung von vornherein im Ventilsitz vorgesehen.

0 Gemäß dieser Ausführungsform kann beispielsweise ein O-Ring aus Gummi den Ventilsitz bilden und der Ventilkörper kann die zentrale Öffnung dieses O-Ringes verschließen. Wenn der Ventilsitz aus Gummi oder einem anderen geeigneten Dichtungsmaterial besteht, erfüllt er auf effektive Weise 5 die Funktion eines Abdichtungselementes an der Tintenauslassöffnung. - Es liegt im Übrigen im Rahmen der Erfindung, dass die Tintenauslassöffnung vor der erstmaligen Benutzung der Druckpatrone außen mit einer abziehbaren oder durchstoßbaren Folie, beispielsweise Aluminiumfolie, verschlossen ist.

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Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine Druckpatrone auf verhältnismäßig einfache Weise so ausgebildet werden kann, dass eine mehrfache Benutzung mit jeweils anfangs vollständiger Tintenfüllung möglich ist. Der Erfindung liegt fernerhin die Erkenntnis zugrunde, dass die Druckpatrone für diese mehrfache Verwendung eingerichtet werden kann, ohne dass ihre Funktion in irgendeiner Weise beeinträchtigt wird. Die erfindungsgemäße Druckpatrone kann ohne weiteres zumindest zehn bis zwanzig Mal nachgefüllt werden, ohne dass sich Beeinträchtigungen beim Druckvorgang oder beim hergestellten Druckerzeugnis feststellen lassen. Grundsätzlich liegt es im Rahmen der Erfindung, dass die Druckpatrone als leere Druckpatrone (ohne Tintenfüllung) in den Handel gelangt und erst vom Verbraucher mit Tinte aufgefüllt wird. Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass nach Abkopplung der Druckpatrone von dem Druckkopf eines Druckers ein Nachfüllen von Tinte möglich ist, ohne dass ein unerwünschtes Tropfen von Tinte stattfindet. Dies ist mit der erfindungs-0 gemäßen Ausgestaltung der Tintenauslassöffnung ohne

weiteres möglich. Die erfindungsgemäße Druckpatrone ist auf einfache und kostengünstige Weise herstellbar und kann problemlos im Rahmen einer Serienproduktion gefertigt werden.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung:

0 Fig. 1 eine Seitenansicht eines Schnittes durch die erfindungsgemäße Druckpatrone und

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Fig. 2 den Ausschnitt A aus der Fig. 1 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform des Gegenstandes nach Fig. 2 und

Fig. 4 den Gegenstand gemäß Fig. 3 in einer anderen Funktionsstellung.

Die Erfindung betrifft eine Druckpatrone für einen Drucker. Die Druckpatrone weist ein Tintenaufnahmegehäuse 1 und im Ausführungsbeispiel eine an das Tintenaufnahmegehäuse 1 angeschlossene Tintenauslassöffnung 2 auf. Die Druckpatrone ist im Ausführungsbeispiel als Einkammerpatrone für nur eine Tintenart bzw. Tintenfarbe ausgeführt.

Die Druckpatrone ist über eine am Tintenaufnahmegehäuse 1 vorgesehene NachfüllÖffnung 3 mit Tinte nachfüllbar.

0 Vorzugsweise ist die Nachfüllöffnung 3 mit einem Verschlussstopfen. 4 verschließbar. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass in dem Tintenaufnahmegehäuse 1 ein Schwamm 5 für die Aufnahme der Tinte vorgesehen ist. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel weist der Schwamm 5 unterhalb der Nachfüllöffnung 3 einen Einfüllkanal 6 auf. Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist der Einfüllkanal 6 als vertikaler Schlitz in dem Schwamm 5 ausgebildet, welcher Einfüllkanal 6 bzw. Schlitz sich über die gesamte Höhe des Schwammes 5 erstreckt. Eine Einfüllnadel oder Einfüllröhre 0 eines nicht dargestellten Tintenvorratsbehälters kann in

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die Nachfüllöffnung 3 sowie in den Einfüllkanal 6 eingeführt werden und auf diese Weise kann die Tinte funktionssicher in das Tintenaufnahmegehäuse 1 und in den Schwamm 5 eingebracht werden. Die Tinte wird von dem Schwamm 5 aufgesaugt.

Die Tintenauslassöffnung 2 weist ein Ventil 7 auf, welches Ventil 7 beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf 8 eines Druckers die Tintenauslassöffnung 2 für eine Tintenausgabe freigibt. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel weist das Ventil 7 einen Ventilsitz 9 mit zugeordnetem kugelförmigen Ventilkörper 10 auf. In Fig. 1 ist die Druckpatrone vor ihrer Inbetriebnahme dargestellt und das Ventil 7 befindet sich folglich in der Verschlussstellung. In dieser Verschlussstellung bzw. bei verschlossener Tintenauslassöffnung 2 verschließt der kugelförmige Ventilkörper 10 eine Durchlassöffnung 11 im Ventilsitz 9, die vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt aufweist. Der die Tintenauslassöffnung 2 verschließende kugelförmige Ventilkörper 10 ist beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf 8 mit Hilfe eines Dorns 12 des Druckkopfes 8 von dem Ventilsitz 9 abhebbar, so dass das Ventil 7 in seine Offenstellung überführt wird. In Fig. 1 ist im übrigen eine erfindungsgemäße Ausführungsform dargestellt worden, bei der die Tintenauslassöffnung 2 vor der Inbetriebnahme der Druckpatrone außen mit einer Aluminiumfolie 13 verschlossen ist, welche Aluminiumfolie 13 zwecks Ankopplung des Druckkopfes 8 abgezogen werden kann oder aber von dem Dorn 12 des Druckkopfes 8 durchstoßbar ist. Nach Ankopplung des Druckkopfes 8 an die Druckpatrone bzw. nach dem Anheben des

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kugelförmigen Ventilkörpers 10 durch den Dorn 12 in dem Führungskanal 14, kann Tinte von dem Tintenaufnahmegehäuse 1 bzw. aus dem Schwamm 5 über die Tintenauslassoffnung 2 an den Druckkopf 8 problemlos abgegeben werden.
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Wenn zum Nachfüllen von Tinte die Druckpatrone von dem Druckkopf 8 wieder abgekoppelt wird, wird zweckmäßigerweise der Dorn 12 wieder aus der Tintenauslassof fnung 2 herausgezogen. Vorzugsweise und im Ausführungsbeispiel fällt dann der kugelförmige Ventilkörper 10 in dem Führungskanal 14 unter Einwirkung der Schwerkraft wieder auf den Ventilsitz 9 bzw. auf die Durchlassöffnung 11 des Ventilsitzes 9, so dass diese Durchlassöffnung 11 verschlossen wird. Anschließend ist ein tropffreies Nachfüllen der Druckpatrone bzw. des Tintenaufnahmegehäuses 1 über die Nachfüllöffnung 3 ohne Probleme möglich. Nach Abschluss des Nachfüllvorgangs wird die Nachfüllöffnung 3 zweckmäßigerweise mit dem Verschlussstopfen 4 wieder verschlossen. Im Anschluss daran kann auf funktionssichere 0 Weise der Druckkopf 8 wieder an die Druckpatrone angekoppelt werden und der Dorn 12 in die Tintenauslassof fnung 2 eingeführt werden, so dass das Ventil 7 erneut in die Offenstellung überführt wird.

Die Fig. 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform der Tintenauslassoffnung 2 der Druckpatrone. In der Fig. 3 liegt der kugelförmige Ventilkörper 10 zentral mittig in einer trichterförmigen Vertiefung 15 des Ventilsitzes 9 und verschließt die Durchlassöffnung 11. Bei dieser Aus-0 führungsform der Tintenauslassoffnung 2 ist der Führungskanal 14 relativ kurz ausgebildet und dieser Führungskanal

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14 wird durch einen Filter 16 von dem Tintenaufnahmegehäuse 1 bzw. von dem Schwamm 5 getrennt. Der Filter 16 mag im Ausführungsbeispiel als Vliesstoff ausgebildet sein. Beim Einfahren des Dorns 12 eines Druckkopfes 8 in die Durchlassöffnung 11 (Fig. 4) wird die Kugel aus der zentral mittigen Position an den Rand der trichterförmigen Vertiefung 15 geschoben. Nunmehr kann der Druckkopf 8 Tinte aus dem Tintenaufnahmegehäuse 1 aufnehmen. Beim Ausfahren des Dorns 12 aus der Durchlassöffnung 11 bzw. beim Entfernen der Druckpatrone von dem Druckkopf 8 rollt der kugelförmige Ventilkörper 10 wieder unter Einwirkung der Schwerkraft in die zentral mittige Position der trichterförmigen Vertiefung 15.

Claims

1. Druckpatrone für einen Drucker,
wobei ein Tintenaufnahmegehäuse (1) und zumindest eine an das Tintenaufnahmegehäuse (1) angeschlossene Tintenauslassöffnung (2) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckpatrone über zumindest eine am Tintenaufnahmegehäuse (1) vorgesehene Nachfüllöffnung (3) mit Tinte nachfüllbar ist,
dass die Tintenauslassöffnung (2) ein Ventil (7) aufweist, welches Ventil (7) beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf (8) eines Druckers die Tintenauslassöffnung (2) für eine Tintenausgabe freigibt,
und dass beim Nachfüllen von Tinte über die Nachfüllöffnung (3) die Tintenauslassöffnung (2) mittels des Ventils (7) verschließbar ist.

2. Druckpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Tintenaufnahmegehäuse (3) zumindest ein Schwamm (5) für die Aufnahme der Tinte vorgesehen ist.

3. Druckpatrone nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwamm (5) unterhalb der Nachfüllöffnung (3) einen Einfüllkanal (6) aufweist.

4. Druckpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (7) einen Ventilsitz (9) mit zugeordnetem Ventilkörper (10) aufweist, und dass der die Tintenauslassöffnung (2) verschließende Ventilkörper (10) beim Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf (8) von dem Ventilsitz (9) abhebbar ist.

5. Druckpatrone nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (10) kugelförmig ausgebildet ist und bei verschlossener Tintenauslassöffnung (3) eine im Ventilsitz (9) vorgesehene Durchlassöffnung (11) mit kreisförmigem Querschnitt verschließt.

6. Druckpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (7) mit der Maßgabe eingerichtet ist, dass nach Abkopplung der Druckpatrone von dem Druckkopf (8) des Druckers der Ventilkörper (10) unter Einwirkung der Schwerkraft in die Verschlussstellung des Ventils (7) überführbar ist.

7. Druckpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Durchlassöffnung (11) im Ventilsitz (9) erst bei Anschluss der Druckpatrone an den Druckkopf (8) eines Druckers herstellbar ist.