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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine austauschbare Tintenkassette
zum Einsatz in Tinten-Druckvorrichtungen wie Tintenstrahl-Druckern, -Plottern
oder dgl. oder zum Einsatz in sog. Punkt-Matrix-Druckvorrichtungen
sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Tintenkassette.
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Derartige
Druckvorrichtungen sind üblicherweise
mit austauschbaren Tintenkassetten ausgerüstet, in denen die mittels
eines Druckkopfes auf eine zu bedruckende Oberfläche aufzubringende Druckflüssigkeit
bzw. Tinte aufbewahrt ist. Die Austauschbarkeit der Tintenkassette
gewährleistet
einfachen und kostengünstigen
Ersatz leerer Kassetten bzw. die Wiederbefüllung und Wiederverwendung der
Tintenkassetten.
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Allgemein
wird bei derartigen Tinten-Druckvorrichtungen die Tinte von dem
Tintenreservoir über einen
Tintenauslaß,
an dem die lösbare
Kopplung zwischen der Kassette und der Druckvorrichtung erfolgt,
an die Druckeinheit, den sogenannten Druckkopf überführt. Der Druckkopf kann dabei
als unabhängige
Einheit konzipiert oder mit der Tintenkassette in einer Einheit
integriert sein.
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Austauschbare
Tintenkassetten sind bereits in unterschiedlicher Bauart bekannt.
Eine aus der EP-0 553 535 A1 bekannt gewordene Tintenkassette umfaßt beispielsweise
ein mit einem porösen
Element gefülltes
Behältnis
und einen Tintenauslaß.
Das poröse
Element ist mit Tinte getränkt
und durch ein Filtersieb vom Tintenauslaß getrennt. In dem Tintenauslaß befinden
sich ringförmige
Dichtelemente, die den Tintenauslaß im Kopplungsbereich gegenüber einer
Tintenzuführnadel
bzw. einem Tintenzufuhrdorn des Druckkopfes abdichten. Die außenseitige Öffnung des
Tintenauslasses ist üblicherweise
mit einer Siegelschicht dicht verschlossen, die erst beim Einsetzen
der Tintenpatrone in die Druckvorrichtung von dem Tintenzufuhrdorn
durchstoßen
wird. Im Bereich einer Belüftungsöffnung ist
bei diesen Kassetten häufig
eine Labyrinth-Dichtung vorgesehen, die das Austreten von Tinte
in diesem Bereich verhindern soll.
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Die
bisher verwendeten Dichtungen im Tintenauslaßbereich zur Abdichtung gegenüber dem Tintenzufuhrdorn
des Druckkopfes sind als separat zu fertigende Bauteile ausgestaltet,
die in arbeitsaufwendigen Montageverfahren in die Gehäuse eingebaut
werden. Außerdem
können
bisherige Dichtungen nicht ohne die Verwendung der oben genannten Siegelschicht
an der außenseitigen Öffnung des
Tintenauslaßbereichs
auskommen, da die Dichtungswirkung gegenüber der Umgebung ohne den eingesetzten
Dorn unzureichend ist.
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Bei
derartigen Tintenkassetten ist es häufig außerdem problematisch, eine
zuverlässige
und stetige Zufuhr der Tinte zu gewährleisten und die Patrone möglichst
vollständig
zu entleeren. Dabei darf keinerlei Luft über die Tintenkassette oder
die Kopplungsstelle zwischen der Tintenkassette und dem Druckkopf
in letzteren gelangen, da in diesem Fall die Funktion der Druckvorrichtung
beeinträchtigt
wird. Zur Lösung
dieses Problems wird im Stand der Technik beispielsweise ein Tröpfchenzähler im
Druckkopf vorgesehen, der nach Erreichen des vorbestimmten Durchsatzes
die weitere Verwendung der Tintenkassette sperrt oder entsprechende
Warnungen anzeigt.
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Schließlich handelt
es sich bei diesen Tintenkassetten um relativ häufig auszutauschendes Verbrauchsmaterial,
das in sehr großen
Stückzahlen hergestellt
wird und deshalb aus ökonomischen
und ökologischen
Gründen
möglichst
einfach und materialsparend aufgebaut und kostengünstig herstellbar sein
muß.
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Aus
der JP 11-207986 A ist eine Tintenkassette zum Einsatz in einer
Tinten-Druckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 bekannt. Bei dieser Tintenkassette ist ein
Dichtungselement aus einem Gummimaterial mit einer mittels des Tintenzuführdorns
der Tinten-Druckvorrichtung durchtrennbaren Durchstichstelle in
einen Tintenauslaßbereich
des Gehäuses
eingesetzt und wird dort durch einen zusätzlichen Deckel mechanisch
gehalten.
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Aufgabe
der Erfindung ist die Schaffung einer verbesserten Tintenkassette
für Tinten-Druckvorrichtungen,
die einfach aufgebaut ist, sowie eines verbesserten Verfahrens zu
deren Herstellung, um eine einfachere und kostengünstigere
Fertigung zu ermöglichen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt soll die Tintenkassette auch ohne die Notwendigkeit
der äußeren Siegelschicht
im Bereich des Tintenauslaßbereichs
bzw. des Kopplungsbereichs mit der Druckvorrichtung eine hinreichende
Abdichtung zwischen dem Tintenreservoir und der Umgebung gewährleisten.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe sowie der weiteren Aspekte bringt die Erfindung eine
Tintenkassette für
eine Tinten-Druckvorrichtung
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur
Herstellung einer Tintenkassette gemäß dem Patentanspruch 11 oder
12 in Vorschlag. Bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausformung des
Gehäuses
um das Dichtungselement herum in einer Form bei gleichzeitiger Verbindung
dieser Komponenten mittels eines Spritzgießvorganges entfallen die bisher
extrem aufwendigen und zeitraubenden Montagevorgänge des Einbaus eines separat
als Einlegeteil gefertigten Dichtungselements in ein ebenfalls separat
gefertigtes Gehäuse.
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Durch
die erfindungsgemäße Herstellung des
Gehäuses
und des Dichtungselements bei gleichzeitiger Verbindung dieser Komponenten
mittels eines Zweikomponenten-Spritzgießvorganges in einer gemeinsamen
Form entfallen ebenfalls die aufwendigen und zeitraubenden Montagevorgänge und zusätzlich die
separate Herstellung des Dichtungselements. Außerdem tritt bei diesem Verfahren
im Gegensatz zu dem Umspritzen eines eingelegten Dichtungselements
keine Verformung des Dichtungselements durch das relativ härtere bzw.
zähere
Gehäusematerial
auf, die Zykluszeit ist erheblich verkürzt und der Materialverbrauch
des verhältnismäßig teueren
Dichtungsmaterials ist verringert, da die Wandstärken verringert sein können, weil
das Dichtungselement nicht mehr die zur Handhabung erforderliche Steifigkeit
besitzen muß.
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Ein
weiterer Vorteil bei beiden Verfahren ergibt sich daraus, daß das Dichtungselement
durch die innige mechanische und/oder chemische Verbindung an der
Grenzfläche
mit dem Gehäusematerial den
Inennraum der Tintenkassette im Bereich des Tintenauslasses gegenüber der
Umgebung zumindest vor der erstmaligen Verwendung der Tintenkassette
ohne zusätzliche
Siegel oder weitere Dichtungselemente zuverlässig abdichten kann.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Darin
zeigen:
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1 eine
geschnittene Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Tintenkassette gemäß einer
ersten Ausführungsform,
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2 eine
geschnittene Draufsicht auf die Tintenkassette von 1,
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3 eine
stark vergrößerte Detailansicht des
Tinten-Auslaßbereichs
der erfindungsgemäßen Tintenkassette
von 1 mit angekoppeltem Tintenzuführdorn.
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4 eine
stark vergrößerte Detailansicht des
Tinten-Auslaßbereichs
der erfindungsgemäßen Tintenkassette
von 1 und
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5 eine
stark vergrößerte Detailansicht des
Tinten-Auslaßbereichs
der erfindungsgemäßen Tintenkassette
gemäß einer
zweiten Ausführungsform.
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Die
erfindungsgemäße Tintenkassette
gemäß der ersten
Ausführungsform
umfaßt
einen Tintentank bzw. ein Tintenreservoir 1 und einen Tinten-Auslaßbereich 20.
Das Tintenreservoir 1 wird durch ein etwa quaderförmiges Gehäuseteil 2 gebildet,
das an der Oberseite durch einen Deckel 3 verschlossen
ist. Im Gehäuse
befindet sich ein mit Tinte imprägnierbares
bzw. tränkbares,
vorzugsweise poröses
Element 4, dessen äußere Dimensionen
und Kontur etwa den Innenabmessungen des Gehäuseteils 2 entsprechen,
so daß dieses
das Gehäuse
im wesentlichen ganz ausfüllt,
ohne dabei komprimiert zu werden. Nach Befüllen des Tintenreservoirs 1 ist das
poröse
Element mit Tinte getränkt.
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Das
poröse
Element ist vorzugsweise ein Äther-
oder Esther-Schwamm etwa gleichmäßiger Porosität. An der
dem Deckel 3 zugewandten Seite weist das poröse Element 4 Aussparungen 6 auf,
in welche durch den Deckel 3 hindurchreichende Öffnungen 7 und 8 münden. Die
Aussparungen können eine
beliebige Form besitzen, wobei eine etwa halbkreiszylindrische oder
kalottenartige Form der Aussparungen 6 bevorzugt ist, weil
sie den Vorteil bietet, daß die
Entfernung des porösen
Elements von den Öfnungen 7 und 8 gleichmäßig ist.
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Eine
dieser Öffnungen 8 dient
als Befüllungsöffnung,
während
die andere Öffnung, üblicherweise die
von dem Tintenauslaßbereich
weiter entfernt liegende Öffnung,
als Belüftungsöffnung 7 dient.
Zur Innenseite des Gehäuses
gerichtet ist eine die Belüftungsöffnung 7 umgebende
Ausnehmung 23 ausgebildet, in die ein topfartiger Einsatz 17 eingesetzt
ist. Der Einsatz 17 nimmt ein kleines mit Tinte tränkbares,
poröses
Element 18, beispielsweise einen Schwamm auf und weist
ebenfalls eine Öffnung 19 auf,
die eine Verbindung zwischen dem Innenraum des Einsatzes und dem
Tintenreservoir herstellt. Nach dem Einsetzen des Einsatzes befindet
sich der Schwamm zwischen der Belüfungsöffnung 7 des Gehäuses und
dem Tintenreservoir.
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Der
Deckel 3 ist mit dem Gehäuseteil 2 dicht verbunden,
vorzugsweise durch Kleben, Schweißen oder thermisches Verschmelzen.
Dazu bietet es sich an, daß Deckel 3 und
Gehäuse 2 aus
dem gleichen, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial geformt sind. Die
Aussparungen 6 an der Oberseite des porösen Elements unterstützen die
Belüftung
im Betrieb und verhindern das Austreten von Tinte bei Erwärmung. Dadurch,
daß das
poröse
Element im Bereich der Befüllungs- bzw. Belüftungsöffnungen 7,8 wegen
der dort angeordneten Aussparungen 6 keinen Kontakt mit
dem Deckel 3 hat, gelangt normalerweise keine Tinte in
diese Bereiche so daß ein
Austreten vermieden wird. Durch das Vorsehen des kleinen Schwamms 18 zwischen
der Belüftungsöffnung 7 und
dem Tintenreservoir wird erreicht, daß in den seltenen Fällen, in
denen Tinte durch Erwärmung
oder durch mechanische Erschütterungen
in den Bereich der Belüftungsöffnung 7 gelangt,
diese durch den Schwamm absorbiert und damit am Austreten aus dem
Gehäuse
gehindert wird während
der gewünschte
Luftaustausch weiterhin gewährleistet bleibt.
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Der
Tinten-Auslaßbereich 20 befindet
sich an der Unterseite des Gehäuseteils 2 an
der dem Deckel 3 gegenüberliegenden
Seite. Zur Außenseite des
Gehäuses
hin umfaßt
der Tinten-Auslaßbereich 20 einen
ringförmigen
zylindrischen Vorsprung 14, der in eine entsprechende Aufnahme
in der Tinten-Druckvorrichtung einsetzbar ist und der den Bereich
umschließt,
an dem die Kopplung mit der Druckeinheit erfolgt.
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Im
Bereich des Tinten-Auslaßbereichs
befindet sich an der Innenseite des Gehäuses 2 ein stufenförmiger Vorsprung 10,
in den eine Ausnehmung 11 eingeformt ist. Die Ausnehmung 11 kann
beispielsweise rechteckig- oder rundzylindrisch sein. In die Ausnehmung 11 ist
ein entsprechend geformtes zweites mit Tinte imprägnierbares
bzw. tränkbares, vorzugsweise
poröses
Element 12 eingesetzt. Das zweite poröse Element 12 besitzt
einen im wesentlichen konstanten Kompressionsgrad bzw. eine gleichmäßige Porosität. Als Material
für dieses
poröse
Element wird vorzugsweise ein Esterschwamm verwendet, der gut mit
der Tintenflüssigkeit
benetzbar ist und diese gut aufnimmt.
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Das
erste poröse
Element 4 im Inneren des Tintenreservoirs weist im Bereich
des Tinten-Auslaßbereichs
eine dem Vorsprung 10 entsprechende Aussparung aus, so
daß das
poröse
Element 4 nach dem Einsetzen in den Behälter 2 über sein
Volumen im wesentlichen einen konstanten Kompressionsgrad bzw. eine
gleichmäßige Porosität oder durchschnittliche
Porengröße aufweist.
Vorzugsweise wird die durchschnittliche Porengröße des zweiten porösen Elements 12 geringer
gewählt
als die des ersten porösen
Elements 4, um den Transport der Tintenflüssigkeit
vom Tintenreservoir zum Tinten-Auslaßbereich mittels der Kapillarwirkung
zu gewährleisten.
Allerdings können
die beiden porösen
Elemente 4, 12 auch die gleiche Porosität besitzen.
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Zwischen
dem zweiten porösen
Element 12 und dem ersten porösen Element 4 befindet
sich ein flächiger
Filter 9, der nach Einsetzen des zweiten porösen Elements 12 in
die Ausnehmung 11 an einer Oberfläche 10a des Absatzes 10 um
die Ausnehmung 11 herum und diese zum Innenraum des Gehäuses abschließend befestigt
ist. Vorzugsweise erfolgt diese Befestigung durch Heißsiegeln,
Schweißen
oder Kleben. Im eingebauten Zustand liegt das erste poröse Element 4 auf
der einen Seitenfläche und
das zweite poröse
Element 12 an der anderen Seitenfläche des Filters 9 flächig und
gleichmäßig an.
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Als
Material für
den flächigen
Filter 9, der als Filter und als Luftsperre dient, wird
vorzugsweise ein synthetisches Material oder ein aus einem solchen Material
hergestelltes Gewebe oder eine Membran verwendet. Dieses Material
ist flexibler als das üblicherweise
verwendete Metallfiltergeflecht und kann daher ohne bleibende Verformungen
oder Beschädigungen
eingepaßt
werden. Außerdem
läßt sich
das synthetische Material auf einfache Weise thermisch mit dem Kunststoffmaterial
des Gehäuses 2 im
Bereich des Vorsprungs 10 verbinden.
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Um
die Wirkung als Luftsperre zu gewährleisten ist die Maschenweite
bzw. Porengröße des Filters 9 so
gewählt,
daß einerseits
der Durchtritt von Luft durch den Filter 9 verhindert wird,
andererseits aber die die Tintenflüssigkeit in den einzelnen Durchgängen festhaltende
Oberflächenspannung
nur so groß ist,
daß ein
Durchtritt der Tintenflüssigkeit
unter der Kapillarwirkung und dem beim Betrieb der Druckvorrichtung
auftretenden Unterdruck am Tintenauslaß bzw. einem in das Tintenreservoir
eingeleiteten Überdruck
möglich
ist, wobei zusätzlich
der Widerstand des Filters 9 aufgrund der Fließreibung
der Tintenflüssigkeit
durch die Poren bzw. Maschen hindurch nicht so groß sein darf,
daß der
im Betrieb erreichte Unterdruckbereich nicht ausreicht, um die im Betrieb
maximal erforderliche Tintenflüssigkeitsmenge
durch den Filter 9 zu fördern.
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Außerdem ist
die Fläche
des Filters 9 zur Maximierung der korrespondierenden Fläche zwischen
den ersten und zweiten porösen
Elementen 4, 12 so groß wie möglich gewählt.
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Der
zylindrische Vorsprung 14 an der Außenseite des Gehäuses 2 im
Tinten-Auslaßbereich 20 besitzt
eine Ausnehmung 15 zur Aufnahme eines Dichtungselements 16 sowie
eine Durchgangsöffnung 13 von
der Ausnehmung 15 zur Ausnehmung 11, durch welche
die Spitze eines bei der Kopplung der Tintenkassette mit der Druckeinheit
in die Ausnehmung 15 eingesetzten Tintenzuführdorns 21 zum zweiten
porösen
Element 12 gelangen kann, um von dort die Tintenflüssigkeit
zu übernehmen.
Die Innenausnehmung 15 ist gegenüber der Durchgangsöffnung 13 etwas
vergrößert und
nimmt ein Dichtungselement 16 zur Abdichtung des Tintenauslasses
gegenüber
dem eingesetzten Tintenzuführdorn 21 auf.
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Die
Ausnehmung 15 für
das Dichtungselement kann an der Außenseite des zylindrischen
Vorsprungs 14 zusätzlich
durch einen (nicht dargestellten) weiteren Deckel oder durch ein
flächiges
Siegel abgeschlossen sein, welches beim Einsetzen der Tintenpatrone
in die Druckvorrichtung vom Tintenzufuhrdorn durchstoßen oder
aber von Hand vor dem Einsetzen abgezogen werden kann. Bei der im
folgenden noch genauer beschriebenen erfindungsgemäßen Ausgestaltung
des Dichtungselements im Bereich des Tintenauslasses ist ein solches
zusätzliches
Siegel aber entbehrlich.
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Die 3 und 4 zeigen
den Tintenauslaßbereich
der Tintenkassette gemäß der ersten
Ausführungsform
in vergrößerter Darstellung.
Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß das Dichtungselement 16 im Querschnitt
etwa topfartig ausgebildet ist. Es besitzt einen hohl-zylindrischen
Hauptteil 16a und einen stirnseitigen Bodenbereich 16e.
In der Mitte des Bodenbereichs befindet sich eine durch eine geringe Materialstärke definierte,
mittels des Kopplungsteils 21 der Tinten-Druckvorrichtung
durchtrennbare Durchstichstelle 16c. Im Bereich der definierten Durchstichstelle 16c kann
eine trichterartige Ausformung 16b vorgesehen sein, die
von einer dickeren Wandstärke
zu dem Bereich geringerer Wandstärke überleitet
und zusätzlich
als Führung
und Zentrierhilfe für
das Kopplungsteil in Bezug auf die Durchstichstelle 16c wirkt.
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Alternativ
kann der gesamte Bodenbereich auch in einer gleichmäßig dünnen Wandstärke oder zusätzlich mit
geeigneten Verstärkungsausformungen
wie Rippen oder Ringen oder dgl. versehen sein.
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Durch
die Ausbildung des Dichtungselements aus einem elastischen Material
und durch die vergleichsweise dünnwandige
Ausbildung wird erreicht, daß die
Dichtung sich beim Einsetzen der Spitze des Tintenzuführdorns
in die beim Durchstoßen des
Dichtungselements gebildete Öffnung
eng um den Dorn herum anlegt. Dabei wird durch die dünnwandige
Ausführung
des Durchstichbereichs in Verbindung mit der Elastizität des Dichtungsmaterials nicht
nur beim Einsetzen eine zuverlässige
Abdichtung gegenüber
dem Dorn gewährleistet,
sondern auch erreicht, daß das
Dichtungselement die beim Durchstechen mit dem Kopplungsteil erzeugte Öffnung beim
Herausziehen des Kopplungsteils in gewissem Maße wieder verschließt, so daß eine Aufbewahrung
einer gebrauchten Tintenkassette möglich ist.
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Wesentlich
ist erfindungsgemäß, daß das Dichtungselement 16 durch
ein Spritzgießverfahren mit
dem Gehäusematerial
verbunden ist.
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Gemäß einer
ersten Variante wird das Dichtungselement dazu in an sich bekannter
Weise separat hergestellt und dann in eine Spritzgießform eingelegt.
Sodann wird das in der Form befindliche Dichtungselement mit einem
das Gehäuse
bildenden Gehäusematerial
umspritzt. Durch die bei diesem Vorgang auftretenden Temperaturen
und Drücke
und die chemischen Eigenschaften des Gehäusematerials geht das Material
des Dichtungselements an der Grenzfläche mit dem Gehäusematerial
eine innige mechanische und/oder chemische Verbindung mit dem Gehäusematerial
ein.
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Gemäß einer
zweiten und besonders vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird
das Dichtungselement 16 aus einem spritzbaren, flexiblen
Material, vorzugsweise einem thermoplastischen Elastomer geformt
indem dieses unmittelbar in die Ausnehmung 15 des Tintenauslaßbereichs 14 durch
ein Verbundspritzgießverfahren
eingebracht und so mit dem Gehäuse
verbunden wird. Dadurch wird im Bereich der Grenzfläche zwischen dem
Gehäusematerial
und dem Dichtungselement ebenfalls eine sehr innige chemische und/oder
mechanische Verbindung erreicht, wenn die Materialpaarung von Gehäusematerial
und Dichtungselement geeignet gewählt ist. Chemisch verträgliche Kunststoffe
gehen bei der als Zweikomponenten-Spritzgießen bzw. Verbundspritzgießen bezeichneten
Verbindungstechnik eine feste Molekülbindung ein und verschmelzen
an der Naht- bzw. Grenzfläche.
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Bei
chemischer Unverträglichkeit
könnten z.B.
Glasfasern oder andere Verklammerungselemente eine mechanische Verbindung
verbessern. Allerdings könnte
eine chemische Unverträglichkeit auch
gezielt ausgenützt
werden, um eine definierte lösbare
oder bewegliche Verbindung zu erzielen.
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Allgemein
gilt für
die Auswahl der Materialpaarung, daß die zu verarbeitenden Kunststoffe
gleiche oder zumindest ähnliche
Wärmeausdehnungskoeffizienten
haben, um die Formbeständigkeit
des Bauteils auch bei wechselnden Temperaturen zu gewährleisten.
Außerdem
sollte das Schwindungsverhalten und die Bauteilgeometrie so abgestimmt
werden, daß Verzug
entweder nicht auftritt oder sich nicht negativ auf funktionsrelevante
Bereiche auswirkt.
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Das
erfindungsgemäße Verfahren
zum Herstellen einer solchen Tintenkassette umfaßt demnach die Anwendung eines
Umspritzens oder eines Zweikomponenten-Spritzgießens bzw. eines Verbundspritzens
auf das das Tintenreservoir bildende Gehäuse mit dem daran angeformten
Tintenauslaßbereich
und auf das Dichtungselement, um Dichtungselement und Gehäuse miteinander
zu verbinden.
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Bei
der zweiten Variante wird zunächst
das Gehäuseteil
als das relativ härtere
Basisteil aus einem ersten Kunststoffmaterial mittels einer herkömmlichen
Spritzgießmaschine
in einer entsprechend geformten Spritzgießform hergestellt. An der Stelle
der Ausnehmung, die das Dichtungselement aufnehmen soll, ist ein
Dorn oder Schieber vorgesehen. Nach dem ersten Spritzgießvorgang
wird der Dorn bzw. Schieber entfernt. Danach wird in einem zweiten
Spritzgießvorgang,
ohne daß das
Gehäuseteil
aus der Form entnommen wird, ein zweites Material in diese Ausnehmung
eingespritzt, so daß das Dichtungselement
geformt wird und gleichzeitig an der Grenzfläche eine Materialverbindung
mit dem Gehäusematerial
eingeht.
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Das
so fertiggestellte Gehäuse
mit Dichtungselement wird sodann der Form entnommen und der weiteren
Montage zugeführt.
Timing und Materialauswahl des Zweikomponenten-Spritzgießvorgangs sind geeignet zu
wählen,
so daß die
gewünschte
Materialverbindung und die gewünschten spezifischen
Eigenschaften (Dichtigkeit, Festigkeit, Elastizität) und die
Maßhaltigkeit
der aus den beiden Komponenten zu formenden Teile gewährleistet
sind. Hierbei ist auch eine nahezu gleichzeitige Einspritzung möglich.
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Die
durch das erfindungsgemäße Ausformen des
Gehäuses
und des Dichtungselements im Bereich des Tintenauslasses mittels
eines Zweikomponenten-Spritzgießvorganges
erzielte Haftung ist so stark, daß keine weiteren Verbindungsmittel
oder Fixiermechanismen wie Vorsprünge, Deckel, Klebemittel, Kappen,
Siegel etc. erforderlich sind und das Dichtungselement selbst dann
fest in der Ausnehmung des Tintenauslaßbereichs verankert bleibt, wenn
die Tintenkassette von einem im Dichtungselement befindlichen Koppelungsdorn
abgezogen wird.
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Da
das Dichtungselement einerseits im Bereich der Durchstoßöffnung vor
dem Einsetzen des Kopplungslements durchgängig verschlossen ist und andererseits
durch die Materialverbindung mit dem Gehäuse dicht verbunden ist, ist
der Gehäuseinnenraum
im Bereich der Tintenauslaßöffnung hinreichend
gegenüber
der Umgebung abgedichtet, so daß auch
die sonst übliche
zusätzliche
Versiegelung des Tintenauslasses für den Transport entfallen kann.
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Durch
das Herstellen des Gehäuses
und des Dichtungselements in einer Form entfallen die bisher extrem
aufwendigen und zeitraubenden Montagevorgänge des Einbaus eines separat
als Einlegeteil gefertigten Dichtungselements in ein ebenfalls separat gefertigtes
Gehäuse.
Bei der ersten Variante des Umspritzens eines in eine Spritzgießform für das Gehäuse eingelegten
Dichtungselements mit dem Gehäusematerial
wird die Montagevereinfachung zumindest auch in gewissem Maße erreicht.
Allerdings kann bei dieser ersten Variante des Verfahrens möglicherweise
das Problem einer Verformung des Dichtungsteils durch das relativ
härtere
bzw. zähere
Gehäusematerial
auftreten, was aber durch geeignete Ausbildung der Form und Wahl
der Prozeßparameter bewältigt werden
kann.
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In
beiden Varianten des erfindungsgemäßen Verfahrens, insbesondere
aber bei der zweiten Variante ist die Zykluszeit erheblich verkürzt, die
Maßgenauigkeit
ist verbessert und der Materialverbrauch des verhältnismäßig teueren
Dichtungsmaterials ist verringert, da die Wandstärken verringert sein können, weil
sich das Dichtungselement nicht mehr selbst tragen bzw. keine für die Handhabung
wichtige Steifigkeit und Festigkeit aufweisen muß.
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Die 5 zeigt
eine zweite Ausführungsform der
Erfindung, die sich von der zuvor ausführlich beschriebenen ersten
Ausführungsform
dadurch unterscheidet, daß das
Dichtungselement 22 nur noch als dünnes scheibenartiges Teil bzw.
als eine Membran ausgeführt
ist, das bzw. die eine durch eine geringe Materialstärke definierte,
mittels des Kopplungsteils der Tinten-Druckvorrichtung durchtrennbare
Durchstichstelle aufweist. Die Durchstichstelle kann wie bei der
ersten Ausführungsform
mit einer trichterförmigen
Erweiterung umgeben sein. Alternativ kann das Dichtungselement auch
wie gezeigt eine gleichmäßig dünne, durchstoßbare Wandstärke aufweisen.
Zur Herstellung wird das zur Bildung des Dichtungselements bestimmte
Material ebenfalls in Zweikomponenten-Spritzgießtechnik in eine flache Vertiefung bzw.
Ausnehmung 15 des Gehäuses
eingespritzt. Mit dieser Ausführungsform
kann die Materialersparnis maximiert und die Zykluszeit noch weiter
verringert werden. Sie eignet sich daher besonders für die zweite
Variante des Verfahrens, wobei aber eine Herstellung mittels der
ersten Variante durchaus auch möglich
ist.
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Obwohl
das erfindungsgemäße Dichtungselement 16 anhand
der beschriebenen Ausführungsformen
in Verbindung mit der speziellen Ausgestaltung der mit Tinte tränkbaren
Elemente gezeigt ist, können
dieses Dichtungselement wie auch die verschiedenen Merkmale der
mit Tinte tränkbaren
Elemente nicht nur in Kombination miteinander sondern auch unabhängig voneinander
in einer Tintenkassette eingesetzt werden.
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Dies
gilt insbesondere auch für
die Struktur der Belüftungsöffnung und
des dabei vorgesehenen Schutzes vor austretender Tinte.
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Schließlich ist
das erfindungsgemäße Verfahren
der Verbindung von Dichtungselement und Gehäuse mittels eines Umspritzens
oder mittels eines Zweikomponenten-Spritzgießverfahrens auf unterschiedliche
Tintenkassetten und auf unterschiedlich geformte Dichtungen anwendbar.