DE202013009903U1

DE202013009903U1 - Safety device for sealing an inkjet cartridge filled with aggressive specialty ink to prevent leakage and drying out

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Publication number: DE202013009903U1
Application number: DE201320009903
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-12-02
Filing date: 2013-12-02
Publication date: 2014-01-13
Anticipated expiration: 2023-12-03

Abstract

Sicherungsvorrichtung (5) für eine Tintenkartusche (1) mit integriertem Druckkopf (3), die ein an der Tintenkartusche (1) lösbar anbringbares Trägerelement (6) und ein Dichtelement (10) umfasst, welches an dem Trägerelement (6) angeordnet ist und zumindest eine Dichtfläche aufweist, die an der Düsenplatte des Druckkopfes (3) anliegt und die darin ausgebildeten Düsen (4) abdichtet, wenn die Tintenkartusche (1) an dem Trägerelement (6) angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtfläche des Dichtelements (10) aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet ist.Securing device (5) for an ink cartridge (1) with an integrated print head (3) which comprises a carrier element (6) which can be releasably attached to the ink cartridge (1) and a sealing element (10) which is arranged on the carrier element (6) and at least has a sealing surface which rests against the nozzle plate of the print head (3) and seals the nozzles (4) formed therein when the ink cartridge (1) is attached to the carrier element (6), characterized in that the sealing surface of the sealing element (10) made of polytetrafluoroethylene (PTFE).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Sicherungsvorrichtung für eine Tintenkartusche mit integriertem Druckkopf, die ein an der Tintenkartusche lösbar anbringbares Trägerelement und ein Dichtelement umfasst, welches an dem Trägerelement angeordnet ist und zumindest eine Dichtfläche aufweist, die an der Düsenplatte des Druckkopfes anliegt und die darin ausgebildeten Düsen abdichtet, wenn die Tintenkartusche an dem Trägerelement angebracht ist.The present invention relates to a backup device for an ink cartridge with integrated printhead comprising a support member releasably attachable to the ink cartridge and a seal member disposed on the support member and having at least one sealing surface abutting the nozzle plate of the printhead and the nozzles formed therein seals when the ink cartridge is attached to the support member.

Tintenkartuschen mit integriertem Druckkopf, im Folgenden kurz als Druckkopf-Kartuschen oder Tintenkartuschen bezeichnet, bestehen im Wesentlichen aus einem Tintentank, an dem ein Tintenstrahl-Druckkopf fest angebracht ist, der eine freiliegende Düsenplatte mit Düsen aufweist, durch die im Betrieb Tintentropfen abgegeben werden. Bei der Lagerung und dem Transport von mit Tinte gefüllten Druckkopf-Kartuschen muß sichergestellt sein, daß einerseits keine Tinte aus den Düsenöffnungen der Düsenplatte austritt und andererseits die Tinte in den Düsenöffnungen nicht eintrocknet und die Düsen dauerhaft verstopft, wodurch die Funktion des Druckkopfes beeinträchtigt wird.Ink cartridges with integrated printhead, hereafter referred to as printhead cartridges or ink cartridges, essentially consist of an ink tank to which an ink jet printhead is fixedly mounted which has an exposed nozzle plate with nozzles through which drops of ink are dispensed in use. In the storage and transport of ink-filled printhead cartridges must be ensured that on the one hand no ink leaking from the nozzle orifices of the nozzle plate and on the other hand does not dry the ink in the nozzle openings and the nozzles permanently clogged, whereby the function of the printhead is impaired.

Um diese unerwünschten Effekte zu vermieden, ist im Stand der Technik die Verwendung der eingangs genannten Sicherungsvorrichtungen bekannt, bei denen sämtliche Düsenöffungen eines Druckkopfes mittels eines Dichtelements luftdicht abgedeckt werden. Das Dichtelement kann als gummielastisches Formteil oder Kissen ausgebildet sein, welches zumindest eine Dichtfläche aufweist, die gegen die Düsenplatte anpressbar ist und dabei die Düsen luftdicht verschließt. Die bedarfsweise Anbringung des Dichtelements erfolgt mittels eines Trägerelements, welches lösbar an einer Tintenkartusche anbringbar ist.To avoid these undesirable effects, the use of the above-mentioned securing devices is known in the prior art, in which all nozzle openings of a print head are covered airtight by means of a sealing element. The sealing element may be formed as a rubber-elastic molded part or cushion, which has at least one sealing surface which can be pressed against the nozzle plate and thereby hermetically seals the nozzles. The need-mounting of the sealing element by means of a support member which is detachably attachable to an ink cartridge.

Im Stand der Technik sind Sicherungsvorrichtungen der eingangs genannten Art beispielsweise in der DE 43 47 746 A1 oder der EP 2 226 195 B1 beschrieben, bei denen das Trägerelement als elastisch verformbarer Kunststoffrahmen ausgebildet ist, in den eine Tintenkartusche lösbar eingerastet werden kann. Dabei wird ein in dem Trägerelement angebrachtes Dichtelement abdichtend gegen die Düsenplatte des Druckkopfes angedrückt.In the prior art safety devices of the type mentioned are, for example, in the DE 43 47 746 A1 or the EP 2 226 195 B1 described, in which the carrier element is designed as an elastically deformable plastic frame into which an ink cartridge can be releasably engaged. In this case, a sealing element mounted in the carrier element is pressed sealingly against the nozzle plate of the print head.

Die bekannten Vorrichtungen sind einfach in der Anwendung und sorgen zuverlässig dafür, daß bei Transport und Lagerung keine Tinte aus dem Druckkopf austritt und somit die Funktionsfähigkeit der Druckköpfe erhalten bleibt.The known devices are easy to use and reliably ensure that no ink escapes from the print head during transport and storage and thus the functionality of the print heads is maintained.

Die im Stand der Technik beschriebenen Sicherungsvorrichtungen sind für die Verwendung bei Tintenkartuschen für Heim- und Büroanwendungen ausgelegt. Hierbei kommen in der Regel wasserbasierte Tinten zum Einsatz, welche einen kleinen Anteil relativ wenig aggressiver, zumeist alkoholischer Lösungsmittel enthalten. Die der Tinte ausgesetzte Dichtfläche des Dichtelements ist in der Regel aus Polyurethan (PU) oder Polyvinylchlorid (PVC) ausgebildet, beispielsweise in Form einer weichen Folie, wodurch eine gute Abdichtung erreicht wird.The security devices described in the prior art are designed for use with ink cartridges for home and office applications. In this case, water-based inks are generally used, which contain a small proportion of relatively less aggressive, mostly alcoholic solvents. The sealing surface of the sealing element exposed to the ink is usually formed of polyurethane (PU) or polyvinyl chloride (PVC), for example in the form of a soft film, whereby a good seal is achieved.

Wenn jedoch für Sonderanwendungen Tintenkartuschen mit chemisch aggressiven, korrosiven Spezialtinten gefüllt werden, werden die bekannten Dichtelemente angegriffen bzw. zersetzt, so daß Tinte austritt und das angelöste Dichtmaterial die Düsenöffnungen verunreinigt und den Druckkopf unbrauchbar machen kann.However, when ink cartridges are filled with chemically aggressive, corrosive specialty inks for special applications, the known sealing elements are attacked or decomposed so that ink escapes and the loosened sealing material can contaminate the nozzle orifices and render the printhead unusable.

Daraus ergibt sich die Motivation, eine Sicherungsvorrichtung der eingangs beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, welche eine langfristig zuverlässige Lagerung von Tintenkartuschen mit chemisch aggressiver Tinte ermöglicht.This results in the motivation to provide a backup device of the type described above, which allows a long-term reliable storage of ink cartridges with chemically aggressive ink.

Erfindungsgemäß wird hierzu vorgeschlagen, daß die Dichffläche des Dichtelements aus Polytetrafluorethylen (PTFE) ausgebildet ist.According to the invention it is proposed for this purpose that the sealing surface of the sealing element made of polytetrafluoroethylene (PTFE) is formed.

Die erfindungsgemäße Ausbildung der Sicherungsvorrichtung sieht vor, daß zumindest die Bereiche des Dichtelements, die als Dichtfläche an der Düsenplatte mit Tinte in Kontakt kommen, also im Bereich der Düsenöffnungen, aus Polytetrafluorethylen (PTFE, Handelsnamen: Teflon^®, Dyneon^®) bestehen. Für das Trägerelement können die bewährten Ausführungsformen beibehalten werden, wodurch eine einfache und zuverlässige Handhabung gewährleistet bleibt.The inventive construction of the securing device provides for that at least the regions of the sealing element, which come as a sealing surface on the nozzle plate in contact with ink, that is in the area of nozzle openings of polytetrafluoroethylene (PTFE, trade name: Teflon ^®, Dyneon ^®). For the carrier element, the proven embodiments can be maintained, whereby a simple and reliable handling is guaranteed.

Der besondere Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, daß PTFE ein chemisch extrem beständiges Material ist, welches auch durch hoch korrosive Inhaltsstoffe von Spezialtinten nicht angegriffen wird. Dadurch ist sichergestellt, daß die Dichtwirkung langfristig erhalten bleibt und insbesondere keine Schädigung des Druckkopfes von mit Spezialtinten gefüllten Kartuschen auftritt. Auf diese Weise wird der Anwendungsbereich der bekannten Sicherungsvorrichtungen in vorteilhafter Weise erweitert.The particular advantage of the invention results from the fact that PTFE is a chemically extremely resistant material, which is not attacked by highly corrosive ingredients of specialty inks. This ensures that the sealing effect is maintained over the long term and in particular no damage to the printhead of cartridges filled with special inks occurs. In this way, the scope of the known security devices is advantageously extended.

Das erfindungsgemäße Dichtelement kann als Ganzes aus PTFE ausgebildet sein.The sealing element according to the invention may be formed as a whole from PTFE.

Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß das Dichtelement einen gummi- oder gelelastischen Kern aufweist, der zumindest teilweise von einer flexiblen PTFE-Folie umschlossen ist. Der verformbare und elastische Kern sorgt dafür, daß sich das Dichtelement mit seiner Dichtfläche flächig an der Düsenplatte anschmiegt. Die dünne, flexible PTFE-Folie deckt sämtliche Düsenöffnungen sicher luftdicht ab und schützt den Kern, der beispielsweise aus PU, PVC, Gummi oder dergleichen bestehen kann, gegen die Einwirkung von korrosiven Tinten. Auf diese Weise können auch bekannte Dichtelemente, welche vorteilhafte mechanische Eigenschaften aufweisen, durch Umhüllung mit einer PTFE-Folie für die Verwendung mit korrosiven Tinten einsatzfähig gemacht werden.A particularly advantageous embodiment of the invention provides that the sealing element has a rubber or gel-elastic core, which is at least partially enclosed by a flexible PTFE film. The deformable and elastic core ensures that the sealing element with its sealing surface conforms flat against the nozzle plate. The thin, flexible PTFE film covers all nozzle openings air-tight and protects the core, which can for example consist of PU, PVC, rubber or the like, against the action of corrosive inks. In this way, known sealing elements, which have advantageous mechanical properties, can be made operational by wrapping with a PTFE film for use with corrosive inks.

Bevorzugt wird die erfindungsgemäß aus PTFE bestehende Dichtfläche an dem Dichtelement befestigt, beispielsweise als Beschichtung, Umhüllung oder Umwicklung. Alternativ ist es denkbar, eine erfindungsgemäße Dichtfläche in Form einer Folie am Trägerelement festzulegen, wobei ein elastisches Dichtelement von der Düsenplatte eines in das Trägerelement eingesetzten Druckkopfes aus gesehen hinter der PTFE-Folie liegt.Preferably, the present invention consisting of PTFE sealing surface is attached to the sealing element, for example as a coating, wrapping or wrapping. Alternatively, it is conceivable to define a sealing surface according to the invention in the form of a film on the carrier element, wherein an elastic sealing element, viewed from the nozzle plate of a printing head inserted into the carrier element, lies behind the PTFE film.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. They show in detail:

1 eine Tintenkartusche mit integriertem Druckkopf, 1 an ink cartridge with integrated printhead,

2 eine Sicherheitsvorrichtung mit eingesetzter Tintenkartusche, 2 a safety device with inserted ink cartridge,

3 ein erfindungsgemäßes Dichtelement in einer ersten Ausführung, 3 a sealing element according to the invention in a first embodiment,

4 ein erfindungsgemäßes Dichtelement in einer zweiten Ausführung. 4 an inventive sealing element in a second embodiment.

In 1 ist eine Tintenkartusche 1 dargestellt, deren Körper 2 im wesentlichen einen Tintentank bildet. An der Unterseite des Tintentanks 2 ist ein Druckkopf 3 angebracht, an dessen unterer Seite eine Düsenplatte mit einer Vielzahl von freiliegenden Düsenöffnungen 4 ausgebildet ist.In 1 is an ink cartridge 1 represented, whose body 2 essentially forms an ink tank. At the bottom of the ink tank 2 is a printhead 3 mounted on the lower side of a nozzle plate having a plurality of exposed nozzle openings 4 is trained.

Wenn Schwankungen der Umgebungstemperatur auftreten, oder eine Kartusche 1 beim Transport Erschütterungen ausgesetzt ist, kann unkontrolliert Tinte aus den Düsenöffnungen 4 austreten. Ferner kann Tinte in den Düsenöffnungen 4 eintrocknen, wenn diese beim Transport oder der Lagerung längere Zeit freiliegen.If variations in ambient temperature occur, or a cartridge 1 When transporting vibrations is exposed, uncontrolled ink may leak from the nozzle orifices 4 escape. Furthermore, ink may be in the nozzle openings 4 dry up if exposed for a long time during transport or storage.

Um das Austreten und Eintrocknen von Tinte zu vermeiden, sind Sicherheitsvorrichtungen wie der in 2 schematisch gezeigte Sicherheitsclip 5 bekannt. Im Wesentlichen wird dieser aus einem Trägerelement in Form eines elastisch verformbaren Kunststoffrahmens bzw. -bügels 6 gebildet, der im unteren Bereich eine Einformung 7 zur Aufnahme des Druckkopfes 3 aufweist und oben einen elastischen Arm 8, der mit einer Raste 9 an der Kartusche 1 lösbar eingerastet werden kann.To prevent the ink from leaking and drying, safety devices such as those in 2 schematically shown safety clip 5 known. In essence, this is made of a support element in the form of an elastically deformable plastic frame or -bügels 6 formed, in the lower part of a molding 7 for receiving the print head 3 has and above an elastic arm 8th that with a catch 9 on the cartridge 1 can be locked releasably.

In der besagten Einformung 7 ist ein Dichtelement 10 gelagert, welches bevorzugt als gummielastisches Formteil ausgebildet ist. Die in der Darstellung oben liegende Seite bildet die Dichtfläche des Dichtelements 10, die flächig an dem Druckkopf 3 anliegt und sämtliche Düsenöffnungen 4 luftdicht abdeckt, wenn die Kartusche 1 wie gezeigt in den Sicherheitsclip 5 eingesetzt ist.In the said indentation 7 is a sealing element 10 stored, which is preferably designed as a rubber-elastic molded part. The top side in the illustration forms the sealing surface of the sealing element 10 that are flat on the printhead 3 abuts and all nozzle openings 4 hermetically covers when the cartridge 1 as shown in the security clip 5 is used.

Die erfindungsgemäße Besonderheit des Dichtelements 10 besteht darin, daß dessen Kern 11 wie in der Schnittansicht von 3 dargestellt von einer PTFE-Schicht, beispielsweise einer flexiblen PTFE-Folie 12 umschlossen ist. Die Folie 12 kann den gummi- oder gelelastischen Kern 11 vollständig umhüllen – wie in der Ausführung gemäß 3 – oder auch nur teilweise an der die Dichtfläche bildenden Oberseite angebracht sein – wie in der Ausführung gemäß 4.The inventive feature of the sealing element 10 is that its core 11 as in the sectional view of 3 represented by a PTFE layer, for example a flexible PTFE film 12 is enclosed. The foil 12 can be the rubber or gel elastic core 11 completely envelop - as in the embodiment according to 3 - Or only partially attached to the sealing surface forming the top - as in the embodiment according to 4 ,

Die Dicke der PTFE-Folie kann in der Größenordnung von 0,01 mm liegen, wodurch die mechanische Anpassungsfähigkeit und damit die Dichtwirkung des elastischen Kerns 11 vollkommen erhalten bleibt.The thickness of the PTFE film can be on the order of 0.01 mm, which improves the mechanical adaptability and thus the sealing effect of the elastic core 11 perfectly preserved.

Alternativ zur Verwendung einer Folie kann auf das Dichtelement 10 auch eine PTFE-Beschichtung aufgebracht sein, oder es kann als Ganzes aus PTFE ausgebildet sein.Alternatively to the use of a film can on the sealing element 10 also be applied a PTFE coating, or it may be formed as a whole of PTFE.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4347746 A1 [0004]
EP 2226195 B1 [0004]

Claims

Safety device ( 5 ) for an ink cartridge ( 1 ) with integrated print head ( 3 ), one on the ink cartridge ( 1 ) releasably mountable carrier element ( 6 ) and a sealing element ( 10 ), which on the support element ( 6 ) is arranged and at least one sealing surface, which on the nozzle plate of the print head ( 3 ) and the nozzles formed therein ( 4 ) seals when the ink cartridge ( 1 ) on the carrier element ( 6 ), characterized in that the sealing surface of the sealing element ( 10 ) is formed of polytetrafluoroethylene (PTFE).

Safety device according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 10 ) can be formed as a whole of PTFE.

Safety device according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 10 ) a rubber or gel elastic core ( 11 ), which is at least partially covered by a flexible PTFE film ( 12 ) is enclosed.

Safety device according to claim 1, characterized in that the sealing element ( 10 ) a core ( 11 ), which is provided on its surface at least partially with a PTFE coating.