DE19849567A1 - Tintendrucker mit einer Wechselkartusche für Tintenflüssigkeit - Google Patents

Abstract

Ein Tintendrucker weist am Druckergestell (1) und an einer Wechselkartusche (4) Flüssigkeitsanschlüsse (5, 6) auf, die beim Einsetzen der Wechselkartusche (4) miteinander verbindbar sind, wobei die Wechselkartusche (4) innenliegend einen Reintinten-Beutel (13) und einen Schmutztinten-Beutel (14) aufnimmt. Um eine volle Raumausnutzung der Wechselkartusche (4) bei leichter Entsorgung des Schmutztinten-Beutels (14) zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß in einer asymmetrischen und im Querschnitt polygonalen Wechselkartusche (4) neben einem Reintinten-Beutel (13) großen Volumens ein Schmutztinten-Beutel (14) kleinen Volumens derart angeordnet sind, daß der Reintintenanschluß (11) außermittig und der Schmutztintenanschluß (12) mittig liegen, wobei sich die Volumina des Reintinten-Beutels (13) und des Schmutztinten-Beutels (14) etwa wie 5 : 1 verhalten.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintendrucker mit einer Wechselkartusche für Tintenflüs­ sigkeit gemäß den weiteren Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es ist ein Tintendrucker mit einem Wechseltank für Tintenflüssigkeit bekannt (EP 0478244 A2), wobei sowohl am Druckergestell als auch am Wechseltank jeweils ein Tintenanschluß vorgesehen ist, die beide nach Einsetzen des beutelförmigen Tin­ tenbehälters miteinander verbindbar sind, wobei der Tintenbehälter jeweils aus einer äußeren Kartusche mit innenliegendem auswechselbarem Tintenbeutel aus Plastik besteht. Dieser bekannte Wechseltank weist ferner auf dem Boden des Gehäuses ein tintenabsorbierendes Material auf, in dem Lecktinte aus dem Plastikbeutel vor­ sorglich aufgefangen werden soll. Nachteilig ist hierbei, daß für Schmutztinte einer gewöhnlich vorhandenen Absaugestation keine Maßnahme getroffen ist, solche ver­ schmutzte Tinte, die Reste des zu beschreibenden Papiers, Staub auf dem Papier, Fasern und andere Schmutzteile enthalten kann, aufzufangen und entsprechende Entsorgungsmaßnahmen zu treffen.

Eine andere, der eingangs bezeichneten Gattung entsprechende Gestaltung mit ei­ ner Wechselkartusche mit innenliegendem Reintinten- und Schmutztinten-Beutel wobei der Reintintenbeutel mittels einer Pumpe an einen Düsenkopf angeschlossen ist und der Schmutztinten-Beutel an eine Tintenabsaugstation ist aus der EP 0 427 202 B1 (DE 690 27 739) bekannt.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, für die aus der Tintenver­ sorgung eines Tintendruckers abzuführende Schmutztinte vorrichtungsmäßig eine Verbesserung und umwelttechnisch eine Vereinfachung der Entsorgung zu schaffen.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnen­ den Teil des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch wird aufbauend auf der Trennung der Reintinten-Versorgung und der Schmutztinten-Abführung eine verbesserte Spei­ cherfähigkeit durch verhältnismäßige Aufteilung der Volumina herbeigeführt. Sodann kann die durch die Absaugstation aufgenommene verschmutzte Tinte ohne weiteres von Zeit zu Zeit durch Entfernung des Schmutztinten-Beutels entsorgt werden, auch wenn der Reintinten-Vorrat noch ausreicht.

Die Wirksamkeit des Systems wird dabei dadurch gesteigert, daß sich das Volumen des Reintinten-Beutels über das Volumen des Schmutztinten-Beutels erstreckt. Da­ durch findet eine optimale Raumausnutzung innerhalb der Wechselkartusche statt.

Eine Verbesserung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß in dem Schmutztinten- Beutel ein Vlies oder ein Schwamm mit Kapillarwirkung für das Aufsaugen von Schmutztinte angeordnet ist.

Währenddem der Reintinten-Beutel und der Schmutztinten-Beutel in der Wechsel­ kartusche gemeinsam beim Einsetzen der Wechselkartusche angeschlossen wer­ den können, ist es weiterhin vorteilhaft, daß der Schmutztintenbeutel unabhängig vom Reintinten-Beutel austauschbar, d. h. entsorgbar ist.

Ein Wechsel der Wechselkartusche ohne Tintenverlust, der auch noch zu einer Ver­ schmutzung von Händen und Kleidung des Benutzers führen könnte, wird nach an­ deren Merkmalen dadurch vermieden, daß für das Anstechen des Reintintenan­ schlusses des Reintinten-Beutels mittels einer auf der Tintendruckerseite angeord­ neten Anstechhohlnadel mit einer durchstechbaren Gummitülle ein auf der Kartu­ schenseite in einem gleichachsigen Anschlußstück aufgenommener durchstechbarer Dichtkörper vorgesehen ist. Der Vorteil ist eine dichte Tintendruckerseite nach Ent­ fernen der Wechselkartusche, so daß der Tintendrucker auch ohne eingesetzter Wechselkartusche nicht noch Resttinte lecken kann. Die Gummitülle kann sich bei entsprechender Ausbildung auch nach Entfernen der Wechselkartusche wieder voll schließen.

Wieder verschließbare Stechöffnungen bilden sich unter anderem dadurch, daß die Anstechhohlnadel an ihrer Stechspitze stumpf ausgeführt ist und der axiale Hohl­ raum zumindest einen radial verlaufenden Durchflußkanal aufweist. Einerseits ist durch die stumpfe Stechspitze eine Verletzungsgefahr weitestgehend gemindert und andererseits bildet sich dabei eine Durchgangsöffnung in der Gummitülle, die selbstdichtend wirkt. Ferner sind die Stechkräfte bei einer Gummitülle gering. Die Anstechstelle ist sowohl in Einbaulage der Wechselkartusche als auch nach deren Entnahme von geringer Größe. Beim Wiedereinsetzen einer Wechselkartusche wird die Anstechstelle exakt getroffen und die Anstechhohlnadel ist bei entnommener Wechselkartusche dicht.

Diese Dichtung kann in Ausgestaltung der Erfindung dadurch begünstigt werden, daß der durchstechbare Dichtkörper von beiden Enden her Hohlräume aufweist, die durch eine Membranwand begrenzt sind. Dadurch wird eine definierte, zu durchste­ chende Wanddicke geschaffen, deren Dicke in Abhängigkeit des Anstechhohlnadel- Durchmessers gewählt werden kann.

Vorteilhaft ist dabei, daß die Membranwandung etwa in einer Radialebene mit einem außen umlaufenden Dichtkörperwulst liegt. Dadurch wird für die Reaktionskraft beim Durchstechen des Dichtkörpers eine ausreichende Festigkeit erzielt.

Eine andere Weiterbildung der Erfindung besteht darin, daß die druckerseitig durch­ stechbare Gummitülle und der im Anschlußstück der Wechselkartusche befestigte, durchstechbare Dichtkörper während des Zusammenfahrens zueinander zentrierbar sind. Dadurch wird eine weitestgehende Dichtheit zwischen dem Tintenanschluß/ Wechselkartusche und dem Tintenanschluß/Druckergestell gewährleistet.

Es ist weiterhin vorgesehen, daß der Schmutztinten-Beutel einen Überdruck- Luftauslaß aufweist. Durch die Absaugestation wird eine erhebliche Luftmenge an­ gesaugt, die in den Schmutztinten-Beutel gelangt und diesen aufblähen könnte. Da­ durch würde der Schmutztinten-Beutel ein unerwünschtes großes Volumen einneh­ men oder der Innendruck würde steigen und eine weitere Zufuhr von Luft und Schmutzteilchen würde behindert werden. Diese Wirkungen werden durch den Überdruck-Luftauslaß verhindert.

Im allgemeinen kann der Oberdruck-Luftauslaß aus einem Überdruckventil oder aus einer unter Druck entstehenden Öffnung in der Schmutztinten-Beutelwandung be­ stehen. Vor der Öffnung kann dann ein entsprechendes Sieb angeordnet sein.

Eine andere Weiterbildung besteht darin, daß der auf Kartuschenseite durchstechba­ re Dichtkörper eine Membranwandung aufweist, die in einzelne reißbegünstigte Segmente eingeteilt ist, deren Segmentseiten als Sollreißlinien ausgebildet sind. Da­ durch wird das Durchstechen leichter und später federn die gebildeten Segmente wieder in eine Dichtstellung zurück.

Dieses leichte Durchstechen und federnde Segmente können noch dadurch unter­ stützt werden, daß der auf der Kartuschenseite durchstechbare Dichtkörper an der Membranwandung in Durchstoßrichtung vor der Membranwandung und außerhalb der Sollreißlinien mittels über den Umfang verteilten Höckern verstärkt ist. Dadurch wird insbesondere die Federkraft in den Segmenten verstärkt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Druckergestell mit Wechselkartuschen in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2a die geschlossene Wechselkartusche in perspektivischer Ansicht,

Fig. 2b eine Stirnansicht der Wechselkartusche in zu Fig. 2a entgegengesetz­ ter Richtung,

Fig. 3 die geöffnete Wechselkartusche in perspektivischer Ansicht,

Fig. 4a einen Teilschnitt durch den offenen Reintintenanschluß durch die Tin­ tendruckerseite und die Kartuschenseite,

Fig. 4b denselben Teilschnitt wie Fig. 4a, jedoch bei geschlossenem Reintin­ tenanschluß,

Fig. 5 einen Schnitt durch die Anstechhohlnadel mit Dichtkörper und den Wirkungen während des Anstechens,

Fig. 6a einen Schnitt durch die Anstechhohlnadel mit Dichtkörper während des Entlüftens in den Schmutztinten-Beutel,

Fig. 6b eine Einzelheit "A" gemäß Fig. 6a in vergrößertem Maßstab,

Fig. 7 einen radialen Teil-Querschnitt durch die Anstechhohlnadel und den Dichtkörper während des Anstechens,

Fig. 8a einen axialen Schnitt durch den Dichtkörper in nicht gestochenem Zu­ stand mit der Membranwand,

Fig. 8b die zu Fig. 8a gehörige Vorderansicht und

Fig. 8c eine Einzelheit Y aus Fig. 8a in vergrößertem Maßstab.

Der Tintendrucker weist ein Druckergestell 1 mit einer linken Seitenwand 2 und einer rechten Seitenwand 3 auf. Eine Wechselkartusche 4 liegt in Betriebslage (Fig. 1) mit ihrem Tintenanschluß 5 einem Tintenanschluß 6 im Druckergestell 1 gegenüber, wobei von der Benutzerseite 7 aus betrachtet, die Wechselkartusche 4 in einem wannenartigen Querträger 8 durch ihre polygonale Außenform in ihrer Lage be­ stimmt angeordnet ist und vom Benutzer deshalb nicht falsch eingelegt werden kann und durch das Einlegen sofort eine fluchtende Lage der Anschlüsse entsteht. Bei Betätigung eines Handhebels 10 gelangt die Wechselkartusche 4 in ihre Endstellung 9, in der ein Reintintenanschluß 11 und ein Schmutztintenanschluß 12 zu einem Reintinten-Beutel 13 und separat zu einem Schmutztinten-Beutel 14 hergestellt ist (Fig. 2).

Der Reintinten-Beutel 13 mit seinem Reintintenanschluß 11 liegt weitestgehend ge­ füllt neben dem (noch leeren) Schmutztinten-Beutel 14 mit dessen Schmutztintenan­ schluß 12. Beide Beutel 13 und 14 sind in einem zusammenklappbaren und ver­ schließbaren ersten Kartuschengehäuseteil 15 und einem zweiten Kartuschenge­ häuseteil 16 untergebracht, wobei das zweite Kartuschengehäuseteil 16 noch mit einem Typenschild 16a versehen ist. Es können mehrere Wechselkartuschen 4 mit mehr als zwei solcher Beutel 13, 14 mit einer der Anzahl Beutel entsprechenden An­ zahl von Reintintenanschlüssen 11 und Schmutztintenanschlüssen 12 vorhanden sein, z. B., wenn es sich um einen Tintendrucker mit mehreren Farben handelt (Fig. 2a).

In Fig. 2b ist eine asymmetrische und im Querschnitt polygonale Wechselkartusche 4 (als Tetraeder), der neben dem Reintinten-Beutel 13 großen Volumens den Schmutztinten-Beutel 14 kleinen Volumens enthält, derart angeordnet, daß der Reintintenanschluß 11 außermittig und der Schmutztintenanschluß 12 mittig liegen, wobei sich die Volumen des Reintinten-Beutels 13 und des Schmutztinten-Beutels 14 etwa wie 5 : 1 verhalten. Wie in Fig. 2b ersichtlich ist, liegen Teile des Volumens des Reintinten-Beutels 13 über Teilen des Schmutztinten-Beutels 14, so daß nicht nur eine sehr flache Bauweise entsteht, sondern auch eine vollständige Raumaus­ nutzung.

Der Schmutztinten-Beutel 14 ist unmittelbar über eine Schlauchleitung mit einer ne­ ben der Druckauflage des Tintendruckers angeordneten Absaugstation für einen oder mehrere Düsenköpfe verbunden.

In dem Schmutztinten-Beutel 14 kann auch ein Vlies oder ein Schwamm mit Kapil­ larwirkung für das Aufsaugen von Schmutztinte angeordnet sein. Dabei ist der Schmutztinten-Beutel 14 unabhängig vom Reintinten-Beutel 13 austauschbar, d. h. entsorgbar (Fig. 3).

Auf der Tintendruckerseite 17 ist für das Aufstechen des Reintintenanschlusses 11 des Reintinten-Beutels 13 eine Anstechhohlnadel 18 in einer durchstechbaren Gummitülle 19 fest eingebaut. Auf der Kartuschenseite 20 ist ein gleichachsiges An­ schlußstück 21 angeordnet, innerhalb dessen ein durchstechbarer Dichtkörper 22 (aus Gummi) eingepreßt ist (Fig. 4a). Die Anstechhohlnadel 18 ist an ihrer Stech­ spitze 18a stumpf ausgeführt und weist einen axialen Hohlraum 18b auf, der mit ei­ nem radial verlaufenden Durchflußkanal 18c versehen ist. Der durchstechbare Dichtkörper 22 (Fig. 4b) besitzt an beiden Enden 22a und 22b Hohlräume 22c, die zunächst (Fig. 4a) noch durch eine Membranwandung 23 voneinander getrennt sind, jedoch beim Einsetzen der Wechselkartusche 4 durchstoßen werden (Fig. 4b).

Diese Membranwandung 23 liegt etwa in einer Radialebene 23a mit einem außen am Dichtkörper 22 umlaufenden Dichtkörperwulst 22e, der in dem Anschlußstück 21 einen Preßsitz bewirkt (Fig. 8a).

Die auf der Tintendruckerseite 17 durchstechbare Gummitülle 19 und der im An­ schlußstück 21 der Wechselkartusche 4 befestigte, durchstechbare Dichtkörper 22 werden während des Zusammenschiebens durch einen hohlen Eingang 21a zen­ triert.

Beim Einschieben der Wechselkartusche 4 mittels des Handhebels 10 (Fig. 1) durchstößt die Anstechhohlnadel 18 die Membranwandung 23 in relativer (Bewegungs-) Richtung 24, so daß Reintinte in einer Strömung 25 in das Tintenver­ sorgungssystem des Tintendruckers durch die radialen Durchflußkanäle 18c (Fig. 5) einfließen kann.

Während des Anstechens mittels der Anstechhohlnadel 18 wird die Membranwan­ dung 23 derart geteilt und die entstehenden Teile gebogen, daß zwischen den ent­ standenen Segmenten 26 jeweils Öffnungen 27 gebildet sind, die einen Überdruck- Luftauslaß 27a bilden (Fig. 6a, 6b). Der auf der Kartuschenseite 20 durchstechbare Dichtkörper 22 weist eine Membranwandung 23 auf, die in einzelne reißbegünstigte Segmente 26 eingeteilt ist, deren Segmentränder 26a als Sollreißlinien 28 ausgebil­ det sind. Dadurch ergeben sich die Öffnungen 27 (Fig. 7).

Der Dichtkörper 22 bildet im Moment des Durchstoßens mittels der Anstechhohlna­ del 18 durch Reißen der Segmente 26 nicht nur die Öffnungen 27 zwischen jeweils zwei Segmenten 26, sondern erzeugt auch eine Federkraft in den Segmenten 26, die durch eine besondere Maßnahme erheblich verstärkt wird: Es sind Höcker 30 auf den Segmenten mit angespritzt, die die Federkraft in der Weise erhöhen, daß nach Herausziehen der Anstechhohlnadel 18 die Segmente zurückfedern und die erzeug­ te Öffnung wieder verschließen (Fig. 8a, 8b und 8c).

Für den Schmutztinten-Beutel 14 und dessen Schmutztintenanschluß 12 sowie für den Reintinten-Beutel 13 und dessen Reintintenanschluß 11 sind im wesentlichen gleich ausgebildete Anstechhohlnadeln 18 vorgesehen, wodurch die Herstellung sol­ cher Teile organisatorisch und wirtschaftlich günstiger gestaltet werden kann.

Bezugszeichenliste

1

Druckergestell

2

Seitenwand

3

Seitenwand

4

Wechselkartusche

5

Tintenanschluß/Wechselkartusche

6

Tintenanschluß/Druckergestell

7

Benutzerseite

8

wannenartiger Querträger

9

Endstellung der Kartusche

10

Handhebel

11

Reintintenanschluß

12

Schmutztintenanschluß

13

Reintinten-Beutel

14

Schmutztinten-Beutel

14

a Schmutztinten-Beutelwandung

15

erster Kartuschengehäuseteil

16

zweiter Kartuschengehäuseteil

16

a Typenschild

17

Tintendruckerseite

18

Anstechhohlnadel

18

a Stechspitze

18

b axialer Hohlraum

18

c radialer Durchflußkanal

19

Gummitülle

20

Kartuschenseite

21

Anschlußstück

21

a hohler Eingang

22

Dichtkörper

22

a Ende

22

b Ende

22

c Hohlraum

22

d Hohlraum

22

e Dichtkörperwulst

23

Membranwandung

23

a Radialebene

24

relative Richtung

25

Strömung

26

Segmente

26

a Segmentränder

27

Öffnungen

27

a Überdruck-Luftauslaß

28

Sollreißlinien

29

Durchstoßrichtung

30

Höcker

Claims (13)

1. Tintendrucker mit einer Wechselkartusche für Tintenflüssigkeit, wobei sowohl am Druckergestell als auch am Wechseltank jeweils ein Flüssigkeitsanschluß vorgesehen ist, die nach Einsetzen der Wechselkartusche miteinander ver­ bindbar sind, wobei die Wechselkartusche mit innenliegendem Reintinten- und Schmutztinten-Beutel versehen ist, der Reintintenbeutel mittels einer Pumpe an einen Düsenkopf angeschlossen ist und der Schmutztintenbeutel an eine Tintenabsaugstation, dadurch gekennzeichnet, daß in einer asymmetrischen und im Querschnitt polygonalen Wechselkartu­ sche (4) neben einem Reintinten-Beutel (13) großen Volumens ein Schmutz­ tinten-Beutel (14) kleinen Volumens derart angeordnet sind, daß der Reintin­ tenanschluß (11) außermittig und der Schmutztintenanschluß (12) mittig lie­ gen, wobei sich die Volumina des Reintinten-Beutels (13) und des Schmutztin­ ten-Beutels (14) etwa wie 5 : 1 verhalten.

2. Tintendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Volumen des Reintinten-Beutels (13) über das Volumen des Schmutztinten-Beutels (14) erstreckt.

3. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schmutztinten-Beutel (14) ein Vlies oder ein Schwamm mit Kapil­ larwirkung für das Aufsaugen von Schmutztinte angeordnet ist.

4. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutztinten-Beutel (14) unabhängig vom Reintinten-Beutel (13) austauschbar, d. h. entsorgbar ist.

5. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß für das Anstechen des Reintintenanschlusses (11) des Reintinten-Beutels (13) mittels einer auf der Tintendruckerseite (17) angeordneten Anstechhohl­ nadel (18) mit einer durchstechbaren Gummitülle (19) ein auf der Kartuschen­ seite (20) in einem gleichachsigen Anschlußstück (21) aufgenommener durchstechbarer Dichtkörper (22) vorgesehen ist.

6. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anstechhohlnadel (18) an ihrer Stechspitze (18a) stumpf ausgeführt ist und der axiale Hohlraum (18b) zumindest einen radial verlaufenden Durch­ flußkanal (18c) aufweist.

7. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der durchstechbare Dichtkörper (22) von beiden Enden (22a, 22b) her Hohlräume (22c, 22d) aufweist, die durch eine Membranwandung (23) be­ grenzt sind.

8. Tintendrucker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranwandung (23) etwa in einer Radialebene (23a) mit einem außen umlaufenden Dichtkörperwulst (22e) liegt.

9. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet daß die druckerseitig durchstechbare Gummitülle (19) und der im Anschluß­ stück (21) der Wechselkartusche (4) befestigte, durchstechbare Dichtkörper (22) während des Zusammenfahrens zueinander zentrierbar sind.

10. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schmutztinten-Beutel (14) einen Überdruck-Luftauslaß (27a) auf­ weist.

11. Tintendrucker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Überdruck-Luftauslaß (27a) aus einem Überdruckventil oder aus ei­ ner unter Druck entstehenden Öffnung (27) in der Schmutztinten-Beutel­ wandung (14a) besteht.

12. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 5 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Kartuschenseite (20) durchstechbare Dichtkörper (22) eine Membranwandung (23) aufweist, die in einzelne reißbegünstigte Segmente (26) eingeteilt ist, deren Segmentränder (26a) als Sollreißlinien (28) ausgebil­ det sind.

13. Tintendrucker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der auf der Kartuschenseite (20) durchstechbare Dichtkörper (22) an der Membranwandung (23) in Durchstoßrichtung (29) vor der Membranwandung (23) und außerhalb der Sollreißlinien (28) mittels über den Umfang verteilten Höckern (30) verstärkt ist.