DE19728984B4

DE19728984B4 - Tintenpatrone und Lademechanismus für die Tintenpatrone

Info

Publication number: DE19728984B4
Application number: DE19728984A
Authority: DE
Inventors: Hisashi Suwa Miyazawa; Takao Suwa Kobayashi; Hisashi Suwa Koike; Hitoshi Suwa Igarashi; Masanori Suwa Yoshida
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1996-07-05
Filing date: 1997-07-07
Publication date: 2007-12-27
Anticipated expiration: 2017-07-08
Also published as: DE29711899U1; GB9714178D0; TW344341U; ITTO970585A1; HK1007873A1; ES2147084B1; HK1012853A1; CA2209866C; IT1293404B1; KR980008577A; CN1526560A; CH692082A5; CN1159158C; KR100338451B1; GB2315045B; ES2147084A1; FR2753410A1; CA2209866A1; FR2753410B1; GB2315045A

Abstract

Tintenpatrone zur Anbringung an einem Patronenladeelement (101) eines Tintenstrahldruckers, wobei die Tintenpatrone (120) einen Tintenpatronenhauptkörper (1) mit einer unteren Oberfläche (8, 48) umfaßt und wobei eine Tintenzufuhröffnung (10, 51) und eine Eingriffsaussparung (15, 65) zum Koppeln mit einem Stützteil (117) eines Hochheberelementes (115) in der unteren Oberfläche (8, 48) gebildet sind, wobei das Hochheberelement (115) dazu vorgesehen ist, die Tintenpatrone (120) von dem Patronenladeelement (101) abzuheben.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenpatrone, die in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird, und einen Lademechanismus für eine solche Tintenpatrone.
Tintenpatronen und Lademechanismen für Tintenpatronen sind in US 5 182 581 A , EP 0 580 433 A1 , DE 195 34 613 A1 und in DE 195 31 361 A1 beschrieben.
DE 43 30 798 A1 zeigt eine Tintenpatrone, eine zugehörige Halterung und einen an der Halterung gelagerten Hebel, der als Hochheberelement für die Tintenpatrone dient. Die Tintenpatrone weist an zwei ihrer gegenüberliegenden Außenseiten je einen Wellenstutzen auf, wobei die Wellenstutzen in kurvenförmige Führungsnuten eingreifen, die an dem Hebel zum Hochheben der Tintenpatrone angebracht sind.
DD 260 894 A1 beschreibt einen Tintenpatronen-Wechselmechanismus für ein rein manuelles Befestigen einer Tintenpatrone an einem Tintenbehälter und für ein rein manuelles Abnehmen von dem Tintenbehälter. Die Tintenpatrone weist eine verschließbare Tintenausströmöffnung auf, die beim Anbringen der Tintenpatrone selbsttätig geöffnet wird und beim Abnehmen der Tintenpatrone wieder selbsttätig geschlossen wird.
Drucker zur Erstellung von Aufzeichnungen unter Verwendung flüssiger Tinte, insbesondere Tintenstrahldrucker, verwenden eine Tintenpatrone, wie sie zum Beispiel vom betreffenden Patentanmelder in den japanischen Patentschriften JP 5-270001 A, und JP 7-125238 A offenbart werden.
Eine Tintenpatrone dieser Art wird für gewöhnlich aus Polystyrol mit entsprechenden formbeibehaltenden Eigenschaften gebildet, und Tinte wird bei verringertem Druck in eine solche Tintenpatrone gefüllt. Da Polystyrol leicht Wasserdampf durchläßt, wird, wenn die Tintenpatrone lange Zeit gelagert wird, die Viskosität der Tinte aufgrund der Verdampfung von Feuchtigkeit erhöht, was wiederum zu dem Problem führt, daß der Ausstoß von Tintentröpfchen aus den Düsen verschlechtert und somit die Zuverlässigkeit beeinträchtigt wird. Wenn darüber hinaus Tinte mit geringer Oberflächenspannung verwendet wird, um Tintentröpfchen aus winzigen Düsen auszustoßen, werden während des Tinteneinfüllvorganges unter verringertem Druck und während des Klebbondierens Blasen hervorgerufen, was wiederum zu dem Problem führt, daß die Tinte aus der Tintenpatrone herausspritzt.
Übrigens ist es bei einer Tintenpatrone für serielle Tintenstrahldrucker notwendig, daß eine Tintenzufuhrnadel, die von der Rückseite eines Aufzeichnungskopfes vorsteht, richtig mit einer Tintenzufuhröffnung unabhängig von ihrer Ladbarkeit auf einen Schlitten ausgerichtet ist.
Zu diesem Zweck ist in der JP 7-32049 Y2 vorgeschlagener Lademechanismus zum Laden einer Tintenpatrone auf einen Schlitten offenbart, bei der eine eingreifende Auskragung zum Aufzeichnungskopf gedrückt wird, während die eingreifende Auskragung mit einer eingreifenden Rille in Eingriff gebracht wird, die an einer seitlichen Oberfläche der Tintenpatrone ausgebildet ist, indem ein Hebel gedreht wird, wobei die eingreifende Auskragung von einer inneren Seitenoberfläche des Hebels absteht.
Ein derartiger Lademechanismus besitzt jedoch die folgenden Nachteile. Da sich die eingreifende Vorkragung gemeinsam mit dem Hebel um den Drehpunkt dreht, wird aufgrund der Reibung mit der eingreifenden Auskragung eine Teilkraft im rechten Winkel zum Aufzeichnungskopf gegen die Tintenpatrone angelegt.
Als Ergebnis dessen kann es leicht vorkommen, daß die Teilkraft die Zufuhrnadel abbricht, die aus der Rückseite des Aufzeichnungskopfes vorsteht.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine neuartige Tintenpatrone, die eine ausreichende Festigkeit aufweist, selbst wenn ein weiches Kunstharz wie zum Beispiel Polypropylen, das nur schwer Wasserdampf durchläßt, aber schlechte formbeibehaltende Eigenschaften besitzt, verwendet wird, und einen Lademechanismus für die Tintenpatrone bereitzustellen, mit dem diese hochgehoben und entfernt werden kann.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Tintenpatrone gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 4. Weitere vorteilhafte Gesichtspunkte und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
Ein weiterer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neuartige Tintenpatrone zu schaffen, die nicht dazu führt, daß Tinte durch Blasen, die während des Tintenladevorganges und ähnlichem erzeugt werden, ausgespritzt wird.
Gemäß der Erfindung wird eine Tintenpatrone geschaffen, die eine Aussparung umfaßt, die mit einem Teil eines Hochhebeelementes anzukuppeln ist, wobei die Aussparung und eine Tintenzufuhröffnung in einer unteren Oberfläche eines Tintenpatronenhauptkörpers ausgebildet sind. Des weiteren wird ein Lademechanismus für eine Tintenpatrone geschaffen, der umfaßt: ein Patronenladeelement mit einer Tintenzufuhrnadel, die mit einem Aufzeichnungskopf kommuniziert und in eine innere Tiefe desselben vorsteht; einen Führungsabschnitt an einer Seite einer inneren Oberfläche des Patronenladeelementes, wobei sich der Führungsabschnitt parallel zu einer axialen Mitte der Tintenzufuhrnadel erstreckt; einen Hüllkörper, der drehbar an einer Öffnung des Tintenladeelementes befestigt ist; ein Hochhebeelement, das von einem Hüllkörper gehalten wird, wobei das Hochhebeelement mit einem freien Ende desselben verschiebbar ist, wobei es vom Führungsabschnitt geführt wird, wobei der Hüllkörper drehbar an einer Öffnung des Patronenladeelementes befestigt ist; und eine Stützstange an einem freien Endabschnitt des Hochhebeelementes, wobei die Stützstange die Tintenpatrone während der Ineingriffbringung mit einer Eingriffsaussparung stützt, die in einer unteren Oberfläche der Tintenpatrone ausgebildet ist.
In den begleitenden Zeichnungen sind:
1 eine Schnittansicht einer Tintenpatrone, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2(a) und 2(b) Ansichten von unten, welche die Ausführungsformen der Patrone zeigen;
3(a) und 3(b) Diagramme, welche eine innere Oberfläche und einen Querschnitt eines Hüllkörpers der Patrone zeigen;
4 eine Ansicht von oben des Hüllkörpers;
5 eine vergrößerte Schnittansicht, welche einen Hauptabschnitt der Patrone und des Hüllkörpers zeigt;
6 eine Perspektivansicht, welche die gesamte Patrone zeigt;
7 eine Perspektivansicht, welche eine Tintenpatrone für einen Farbdrucker zeigt, die eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
8 eine Ansicht der Patrone von unten;
9(a) und 9(b) Diagramme, welche eine innere Oberfläche beziehungsweise einen Querschnitt eines Hüllkörpers der Patrone zeigen;
10 eine Ansicht des Hüllkörpers von oben;
11 eine Perspektivansicht einer Patrone mit einem Lademechanismus, der eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
12(a) bis 12(d) Abbildungen des Patronenladevorganges in der Reihenfolge;
13 ein Diagramm, welches einen Zustand zeigt, in welchem eine Patrone so geladen wird, daß die Oberflächen der Patrone in die falschen Richtungen weisen; und
14 ein Diagramm, welches einen Teil der Patrone in verpacktem Zustand zeigt.
Im folgenden werden nun die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
1 bis 6 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
In 1 bis 6 bezeichnet das Bezugszeichen 1 einen Tintenpatronenhauptkörper, der aus Polypropylen hergestellt ist und der im wesentlichen eine rechtwinkelige Festkörperstruktur einer Tintenpatrone 120 darstellt. Beide Endwände 2, 2 in länglicher Richtung der umfänglichen Wände des Hauptkörpers 1 sind dicker als die Seitenwände 3 in der Breitenrichtung, und eine sich öffnende Kante 4 an der Oberseite ist ebenso dicker ausgebildet, damit sie nach außen vorsteht. Als Ergebnis dieser Konstruktion wird dem Tintenpatronenhauptkörper 1 eine ausreichende Festigkeit verliehen. Darüber hinaus sind Rippen 6 .. .. auf integrale Weise so ausgebildet, daß sie von den Eckabschnitten der Endwände 2 und der Seitenwände 3 abstehen. Diese Rippen 6 .. .. dienen nicht nur zur Anordnung des Tintenpatronenhauptkörpers 1 im Hinblick auf eine nicht dargestellte Patronenhalterung, sondern auch dazu, um die Form des Tintenpatronenhauptkörpers 1 selbst beizubehalten.
Auf der anderen Seite ist eine Tintenzufuhröffnung 10 mit einer zylindrischen Form, wie sie in 2(a) dargestellt ist, an einer Seite der unteren Oberfläche 8 des Tintenpatronenhauptkörpers 1 ausgebildet, um von der unteren Oberfläche abzustehen. Diese Ausführungsform ist besonders dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzufuhröffnung 10 so ausgebildet ist, daß sie von der unteren Oberfläche in solch einer Weise absteht, daß der zylindrische Abschnitt 11 an der Innenseite von einem quadratischen zylindrischen Abschnitt 12 an der Außenseite umschlossen wird, wie dies in 2(b) dargestellt ist. Als Ergebnis dieser Konstruktion werden nicht nur die Eckabschnitte einer Folie nicht mehr mit einer Presse oder ähnlichem während des Abdichtens der Tintenzufuhröffnung 10 abgeschnitten, sondern es werden auch Spalte 13 zwischen dem zylindrischen Abschnitt 11 und dem quadratischen zylindrischen Abschnitt 12 als Luftauslaßabschnitt während des Klebens der Folie verwendet. Des weiteren werden durch Anordnung mehrerer eingekerbter Abschnitte 14 an den oberen Kanten des quadratischen zylindrischen Abschnittes 12 solche Einkerbungsabschnitte während des Verklebens der Folie als Luftauslaßabschnitte zum Entlassen der im Inneren befindlichen Luft verwendet.
In dieser Tintenzufuhröffnung 10 sind mehrere lange Positionierungsrippen 10a oder Rillen auf integrale Weise an einer äußeren Umfangsoberfläche so ausgebildet, daß sie sich in einer Patronensetzrichtung erstrecken, so daß die Tintenzufuhröffnung 10 für eine Vielzahl an Druckerarten verwendet werden kann, und indem einige der Rippen 10a oder Rillen in Kontakt mit den entsprechenden Kontaktoberflächen des Aufzeichnungskopfes gebracht werden, kann die axiale Mitte der Tintenzufuhröffnung 10 im Hinblick auf die Tintenzufuhrnadel richtig ausgerichtet werden.
Eine Eingriffsaussparung 15, die sich quer über die Breite des Tintenpatronenhauptkörpers 1 erstreckt, ist an der unteren Oberfläche 8 des Tintenpatronenhauptkörpers 1 so ausgebildet, daß sich die Eingriffsaussparung 15 neben der Tintenzufuhröffnung 10 befindet. Durch Ineingriffbringung der Eingriffsaussparung 15 mit einer Stützstange a eines am Patronenhalters vorhandenen Hochhebers kann eine fehlerhafte Anbringung des Tintenpatronenhauptkörpers am Patronenhalter verhindert werden. Des weiteren ist ein nach innen vorstehender abgestufter Abschnitt 16, der nicht mit einem gefüllten Schaum 18 im Tintenpatronenhauptkörper 1 in Kontakt kommt, an der Rückseite der Eingriffsaussparung 15 ausgebildet, so daß die Menge der vom Schaum 18 nicht aufgenommenen Tinte verringert wird. Als Ergebnis dessen ermöglicht es der nach innen vorstehende abgestufte Abschnitt 16 nicht nur, daß die Tinte bis zum letzten Tropfen aufgebraucht werden kann, sondern er ermöglicht es auch, daß ein Raum zum Evakuieren der Tinte mit einer Aluminiumverpackung geschaffen wird.
Im Gegensatz dazu bezeichnet die Bezugsnummer 20 in 1 bis 6 einen Hüllkörper, der die Öffnung des Tintenpatronenhauptkörpers 1 abdichtet. Wie in 3 dargestellt, sind zwei Reihen von länglichen Rippen 21, 21 mit einem Abstand zueinander ausgebildet, um auf diese Weise von der inneren Oberfläche des Hüllkörpers 20 abzustehen. Die länglichen Rippen 21, 21, die dazu dienen, den im Tintenpatronenhauptkörper enthaltenen Schaum 18 zusammenzudrücken, sind lang genug, um bis zu einem gewissen Grad in länglicher Richtung über den Hüllkörper 20 geschoben zu werden. Indem des weiteren die Abschnitte dieser Rippen 21, 21, welche der Tintenzufuhröffnung 10 näher liegen, höher gemacht werden als andere Abschnitte desselben, wird der Schaum 18 an diesen höheren Abschnitten stärker zusammengedrückt, und die leeren Poren des Schaums 18 werden verringert, so daß eine starke Kapillarwirkung erzielt werden kann. Als Ergebnis einer solch starken Kapillarwirkung wird die im Schaum 18 enthaltene Tinte zur Tinteneinlaßöffnung 10 hin gesammelt. Darüber hinaus sind im Inneren dieser länglichen Rippen 21, 21 viele horizontale Rippen 22 .. .. vorgesehen, um rechtwinkelig zur länglichen Richtung zu sein, und wobei ein Ende derselben abwechselnd von der entsprechenden länglichen Rippe 21 beabstandet ist, so daß ein Durchgang in Zickzack-Form gebildet wird. Als Ergebnis dieser Konstruktion können Tintenblasen, die während der Entleerung erzeugt werden, während des Vorgangs der Weiterführung solcher Blasen zu einer Luftauslaßöffnung 31 über den langen Durchgang in Tinte und Luft aufgetrennt werden, wodurch danach nur Luft nach außen entlassen wird.
Außerdem sind, wie in 3 dargestellt, mehrere Verstärkungsrippen 23 ausgebildet, um von den länglichen Rippen 21 nach außen vorzustehen und so mit der inneren Seitenoberfläche der sich öffnenden Kante 4 des Tintenpatronenhauptkörpers 1 in Kontakt zu kommen. Die Verstärkungsrippen 23, die dazu dienen, eine nach innen ge richtete Biegung der sich öffnenden Kante 4 zu unterdrücken, erstrecken sich so, daß sie rechtwinkelig zur länglichen Richtung sind. Des weiteren bildet sich, wie in 5 in vergrößerter Form dargestellt, an der Außenseite der Verstärkungsrippen 23 eine Schweißoberfläche 24, die mit einem Schweißrand 5 zu verschweißen ist, der von der oberen Oberfläche der sich öffnenden Kante 4 vorsteht, und an der Außenseite der Schweißoberfläche 24 ist eine äußere, umfänglich vorstehende Kante 26 durch eine schmale Rille 25 ausgebildet, welche Grate aufnimmt, die beim Schweißen gebildet werden.
Außerdem sind, wie in 4 dargestellt, eine Tinteneinfüllöffnung 30 und die Luftauslaßöffnung 31 ausgebildet, um durch den mittleren Abschnitt und einen Abschnitt der oberen Oberfläche des Hüllkörpers 20 hindurchzugehen, wobei sich der Abschnitt nahe bei der Tintenzufuhröffnung 10 befindet. Des weiteren ist in dieser oberen Oberfläche eine schlangenförmige Rille ausgebildet, die wie ein Labyrinth aussieht. Das Kopfende der schlangenförmigen Rille 32 kommuniziert mit der Luftauslaßöffnung 31, und das Schwanzende derselben bildet einen Durchgangslochabschnitt 33, der mit einer Folie 35 kommuniziert. Die schlangenförmige Rille 32 ist so angeordnet, daß sie eine Verdampfung der Tinte im Inneren der Patrone verhindert, wenn die Tintenpatrone verwendet wird. Das heißt, wenn das Schwanzende der Folie 35 abgezogen wurde und der Patronenhauptkörper 1 durch die schlangenförmige Rille 32 zur Atmosphäre geöffnet wurde, verhindert die schlangenförmige Linie 32, welche lang ist, daß die Tinte verdampft. Daraufhin ist die Form der schlangenförmigen Rille 32 immer dieselbe, und zwar unabhängig von der Art der Tintenpatrone 120, wobei zum Beispiel die Tintenpatronen unterschiedliche Arten von Hüllkörpern 20 aufweisen können, wie dies in 2(a) und 2(b) dargestellt ist, und die Tintenmenge unterschiedlich sein kann. Daher kann die Folie 35, welche dieselbe Breite besitzt, zum Abdecken der schlangenförmigen Rille 32 verwendet werden.
Wenn in der solcherart konstruierten Ausführungsform der Hüllkörper 20 auf die dickwandige, sich öffnende Kante 4 gegeben wird, um die Öffnung des Patronenhauptkörpers 1 zu bedecken, und entlang der Länge geschoben wird (Richtung des Pfeiles A in 6; Richtung der Vibrationsverschmelzung zur Integration des Hüllkörpers 20 und des Patronenhauptkörpers 1), ermöglicht es die sich öffnende Kante 4 des Patronenhauptkörpers 1, daß der vorstehende Schweißrand 5 mit der Schweißoberfläche 24 an der inneren Oberfläche des Hüllkörpers 20 verschweißt werden kann, ohne verformt zu werden, während er von den Verstärkungsrippen 23, die von der Außenseite der länglichen Rippen 21 abstehen, gestützt wird. Zur selben Zeit werden sowohl die sich öffnende Kante 4 als auch der Hüllkörper 20 miteinander integriert, während ein Spalt δ belassen wird, der etwa 0,2 mm dazwischen beträgt, und wobei die während des Schweißens erzeugten Grate in der dünnen Rille 25 aufgenommen werden können, die in der inneren Oberfläche des Hüllkörpers 20 ausgebildet sind.
Danach wird eine Tinte mit geringer Oberflächenspannung durch die im Hüllkörper 20 angeordnete Tintenzufuhröffnung 30 in den Hauptkörper 1 gefüllt, und danach wird, während die Tintenpatrone entleert wird und etwa 30° geneigt gehalten wird, damit die Luftauslaßöffnung 31 etwas höher angeordnet ist, die Folie 35 auf die obere Oberfläche des Hüllkörpers 20 geklebt. Als Ergebnis dessen werden Blasen, die im Schaum 18 entstehen, von der Tinte während der Durchführung durch den langen Zickzack-Durchgang, der von den horizontalen Rippen 22 gebildet wird, getrennt, und es fließt nur Luft aus der Luftauslaßöffnung 31 zur oberen Oberfläche des Hüllkörpers 20, und sie fließt weiter hinaus in den Durchgangslochabschnitt 33, der über die schlangenförmige Rille 32 in Kontakt mit der Folie 35 steht.
Im Gegensatz dazu zeigt 7 bis 10 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der es sich um eine Tintenpatrone handelt, die für Farbdrucker geeignet ist.
Diese Tintenpatrone umfaßt: drei Tintenbehälter 41c, 41m, 41y, die eine zyanfarbene Tinte, eine magentafarbene Tinte und eine gelbe Tinte getrennt durch Trennwände 43, 43 enthält; und einen einzigen Hüllkörper 50, der die oberen Öffnungen dieser Tintenbehälter bedeckt.
Zylindrische Tintenzufuhröffnungen 51c, 51m, 51y sind an einem Ende der unteren Oberflächen 48 dieser Tintenbehälter 41c, 41m, 41y so weit ausgebildet, daß sie von der unteren Oberfläche 48 vorstehen. Des weiteren sind diese Tintenzufuhröffnungen 51c, 51m, 51y miteinander durch Rippen 55, 55 verbunden, und die äußeren Umfänge derselben sind von einem gemeinsamen Rahmen 52 umgeben, der von oben gesehen rechteckig ist.
Als Ergebnis dieser Konstruktion können die jeweiligen Tintenzufuhröffnungen 51c, 51m, 51y gleichzeitig mit Hilfe eines langen Klebestreifens 56 versiegelt werden. Die Luft, die beim Versiegeln der Öffnungen eingeschlossen wird, wird in die Luftauslaßöffnung 53 gedrückt, die rund um diese Tintenzufuhröffnungen ausgebildet ist, und sie entweicht aus den Kerben 54, die in der oberen Kante des Rahmens 52 ausgebildet sind. Auf diese Weise kann das Klebeband 56 zuverlässig angeklebt werden.
Das Bezugszeichen 65 bezeichnet eine gemeinsame Aussparung, die an den unteren Oberflächen 48 dieser Tintenbehälter 41c, 41m, 41y ausgebildet ist um sich quer über diese Behälter zu erstrecken. Die Eingriffsaussparung 65 dient nicht nur als ein Abschnitt, der in einem Teil des Patronenhalters zu halten ist, sondern auch als ein Abschnitt, der verhindert, daß der Schaum 18 in Kontakt kommt, so daß die Menge der Tinte, die nicht vom Schaum 18 aufgenommen wird, verringert wird und ein Raum für die Vakuumverpackung durch die Aluminiumverpackung geschaffen wird.
Außerdem sind, wie in 9 dargestellt, mehrere längliche Rippen 61 .. .. zum Zusammendrücken dieser Schäume so angeordnet, daß sie von der inneren Oberfläche des Hüllkörpers 50 in länglicher Richtung für die jeweiligen Tintenbehälter 41c, 41m, 41y abstehen. Abschnitte dieser Rippen 61 .. .., die sich näher bei den jeweiligen Tintenzufuhröffnungen 51c, 51m, 51y befinden, sind höher ausgeführt, so daß die Schäume in diesen Abschnitten mit stärkerer Kraft zusammengedrückt und verformt werden. Zusätzlich dazu werden zwei innen befindliche längliche Rippen 61, 61 aus diesen länglichen Rippen 61 .. .. eines jeden Tintenbehälters in Kontakt mit einer entsprechenden Tintenbefüllungshülse 70 gebracht, so daß ein Durchgang 67, der zwischen den Rippen 61 und der Tintenbefüllungshülse 70 ausgebildet ist, geschlossen wird, damit keine Blasen direkt zu einer Luftauslaßöffnung 71 fließen können, die näher an der entsprechenden Tintenzufuhröffnung 51 angeordnet ist.
Es sollte darauf hingewiesen werden, daß das Bezugszeichen 74 in 7 bis 10 eine formbeibehaltende Rippe bezeichnet, die so ausgebildet ist, daß sie über die äußersten länglichen Rippen 61, 61 rechtwinkelig zur länglichen Richtung vorsteht. Indem diese formbeibehaltenden Rippen 74 in Kontakt mit den sich öffnenden Kanten der Tintenbehälter 41c, 41y an beiden Enden gebracht werden, werden die äußeren Wände 42 der Patrone nicht inwendig verformt, wenn die Patrone einem Vibrationsschweißvorgang ausgesetzt wird.
Außerdem sind, wie in 10 dargestellt, schlangenförmige Rillen 72c, 72m, 72y ausgebildet, um auf labyrinthähnliche Weise in der oberen Oberfläche des Hüllkörpers 50 ausgespart zu sein, wobei sich jeweils ein Ende davon zu den Luftauslaßöffnungen 71c, 71m, 71y erstreckt. Des weiteren werden die Schwanzenden der schlangenförmigen Rillen 72c, 72m, 72y an einen einzigen Ort geführt, und eine der mit Luft kommunizierenden Öffnungen 73c, 73m, 73y dieser schlangenförmigen Rillen, d.h. die mit der Luft kommunizierende Öffnung 73m, welche am Schwanzende der schlangenförmigen Rille 72m in dieser Ausführungsform für Magenta angeordnet ist, steht in eine Abziehrichtung für eine Folie 75 vor, so daß die Folie mit Leichtigkeit abgezogen werden kann.
Diese schlangenförmigen Rillen 72 (72c, 72m, 72y) besitzen unabhängig von den Hüllkörpern 50 der Patrone dieselbe Form, wobei sie entweder für einfarbiges Drucken oder für Farbdrucken bestimmt sind, oder unterschiedliche Tintenkapazitäten besitzen. Als Ergebnis dessen können die Formpreßkosten verringert werden, und die schlangenförmige Rille 72 kann mit Folien 75 der selben Breite überzogen werden. Des weiteren wird berücksichtigt, daß verhindert wird, daß die Rillen 77, die ein Bestandteil der Rillen 72 sind, an einem Abschnitt 76, an welchem die Folien die Rillen 77 während einer Mehrzahl an wiederholten Folienschweißvorgängen mit einem Heizkopf überlappen, verstopft werden können, oder daß verhindert wird, daß die Rillen 77', die Teil der Rillen 72 sind, durch starken Kontakt mit den Abschnitten 43 und den Außenwänden 42 der Tintenpatrone an den Abschnitten 78 in 10 verstopft werden können. Das heißt, die schlangenförmigen Rillen 72 sind so konstruiert, daß die Breite und die Tiefe der Rillen 77, 77' an den zuvor erwähnten Abschnitten 76, 78 groß gemacht werden, d.h. die Schnittflächen dieser Abschnitte 76, 78 sind größer gemacht, um ein Verstopfen der schlangenförmigen Rillen während des Schweißvorganges zu verhindern.
Wenngleich ein Beispiel, in welchem eine Tintenpatrone unter Verwendung von Polypropylen als Material preßgeformt wird, in den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben wurde, kann die vorliegende Erfindung auch bei Tintenpatronen angewandt werden, die mit einem weichen Kunstharz gebildet wurden, welches so wie hochdichtes Polyethylen keine Feuchtigkeit durchdringen läßt.
Als nächstes folgt eine Erklärung hinsichtlich des Lademechanismus für die zuvor erwähnte Tintenpatrone.
11 bis 13 zeigen eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der es sich um einen Lademechanismus handelt, welcher eine Tintenpatrone in den Schlitten eines Farbdruckers lädt.
In 11 bis 13 bezeichnet das Bezugszeichen 101 einen Schlitten, der auch als Tintenpatronenladeelement dient. Der Schlitten 101 fährt in Abtastrichtungen, während er von einer Führungsstange 102 geführt wird. Der Schlitten 101 ist dafür geeignet, zwei Tintenpatronen zu laden, nämlich eine für schwarze Tinte und die andere für die Farbtinten. Ein Aufzeichnungskopf 118 ist verstellbar an der unteren Oberfläche 103 des Patronenladeabschnittes mit einer Tintenzufuhrnadel 119 angebracht, die in das Innere desselben vorsteht, wobei die untere Oberfläche 103 einer Einsetzöffnung 104 der Tintenpatrone 120 gegenüberliegt.
Der Schlitten 101 besitzt eine Führungsrille 106 an einer seitlichen Oberfläche einer jeden Einsetzöffnung 104, wobei die Führungsrille 106 dazu dient, das untere Ende eines Hochhebers 115 zu führen, der später beschrieben wird. Ein klinkenartiger Abschnitt 106a, der an dem oberen Ende der Führungsrille 106 ausgebildet ist, ermöglicht es einem Schlittenhüllkörper 110, in einer geöffneten Position durch den Hochheber 115 gehalten zu werden. Ein senkrechter Ab schnitt 106b, der in der unteren Hälfte der Führungsrille 106 ausgebildet ist, ermöglicht es der Tintenpatrone 120, senkrecht im Hinblick auf den Aufzeichnungskopf 118 auf- und abzusteigen. Der senkrechte Abschnitt 106b erstreckt sich parallel zu der axialen Mitte der Tintenzufuhrnadel 119.
Der Patronenschlittenhüllkörper 110, der sich um einen Drehzapfen 111 dreht, ist drehbar an einem oberen Endabschnitt des Schlittens 101 an der Seite der Führungsstange 102 der Einstellöffnung 104 befestigt. Der Patronenschlittenhüllkörper 110 ist so gebaut, daß er durch Ineingriffbringung eines Eingriffsstückes 112 mit einem Halteabschnitt 105 und durch Lösen des Eingriffsstückes 112 aus dem Halteabschnitt 105 geöffnet und geschlossen werden kann. Das Eingriffsstück 112, dessen Querschnitt U-förmig ist, ist auf integrale Weise mit dem freien Endabschnitt des Schlittenhüllkörpers 110 ausgebildet, und der Halteabschnitt 105 ist an der anderen Seite der Schlitteneinstellöffnung 104 ausgebildet.
Ein freitragendes Patronenpreßstück 113 ist integral mit dem Schlittenhüllkörper 110 angeordnet. Das Patronenpreßstück 113 wird durch Beschneiden der drei Seiten eines Abschnittes des Schlittenhüllkörpers 110 an der Seite des Drehstiftes 111 weg vom Schlittenhüllkörper 110 bei gleichzeitiger Nichtbeschneidung einer einzelnen Seite davon gebildet. Ein freier Endabschnitt 113a des Patronenpreßstückes 113, welches bei geschlossenem Schlittenhüllkörper 110 nach unten vorsteht, wird auf die obere Oberfläche der Tintenpatrone 120 gedrückt, so daß die Tintenzufuhrnadel 119 an der Seite des Aufzeichnungskopfes 118 in eine Tintenzufuhröffnung 10 eingefügt werden kann, die an der unteren Oberfläche 8 der Patrone 120 angeordnet ist.
Das Basisende des Hochhebers 115 ist drehbar an einem Abschnitt des Schlittenhüllkörpers 110 befestigt, wobei der Abschnitt der Seite des freien Endabschnittes 113a geringfügig näher liegt als dem Drehstift 111. Des weiteren ist ein Vorsprung 116, welcher von dem anderen Ende des Hochhebers 115 vorsteht, so gebaut, daß er entlang der Führungsrille 106 verschiebbar ist. Wenn der Schlittenhüllkörper 110 zur Gänze geöffnet ist, wird der Schlittenhüllkörper 110 von dem klinkenartigen Abschnitt 106a am oberen Ende der Führungsrille 106 in einer solch voll geöffneten Stellung gehalten, wohingegen dann, wenn der Schlittenhüllkörper 110 in eine Stellung unmittelbar vor der Schließung gedreht ist, die Tintenpatrone am Hochheber 115 sich langsam senkrecht entlang dem senkrechten Abschnitt 106b, der sich parallel zur axialen Mitte der Tintenzufuhrnadel 119 erstreckt, auf den Aufzeichnungskopf 118 absenken kann.
Es sollte angemerkt werden, daß die Bezugsnummern 107, 107 Winkeleinstellhebel bezeichnen, welche die Drehung der Farb- und Schwarzaufzeichnungsköpfe 118 rund um nicht dargestellte Drehzapfen einstellen, und daß die Bezugsnummer 108 einen Düsenstellungseinstellhebel bezeichnet, der den Farbaufzeichnungskopf in einer Blattvorwärtsrichtung mit dem Schwarzaufzeichnungskopf 118 als Bezug einstellt.
Wenn die zuvor erwähnte Tintenpatrone 120 auf den Schlitten 101 geladen wird, kann die Eingriffsaussparung 15 des Tintenpatronenhauptkörpers 1 mit einer Stützstange 117 in Eingriff gebracht werden, die zwischen den unteren Enden des Hochhebers 115, 115 quer über die Innenseite des Tintenpatronenhauptkörpers 1 ausgebildet ist, indem die Tintenpatrone 120 einfach in die Einstellöffnung 104 fallengelassen wird, und die breitseitige Festigkeit der Tintenpatrone 120 kann erhöht werden, indem der Modul des Abschnittes der unteren Oberfläche 8 erhöht wird. Des weiteren wird, wie in 14 dargestellt, während der Vakuumverpackung der Tintenpatrone 120 ein Verpackungsmaterial 126 entlang der Eingriffsaussparung 15 bis zur Grenze seiner Dehnbarkeit verteilt, so daß eine Pufferfunktion erzielt werden kann, falls Luft in die Eingriffsaussparung 15 eintreten sollte. Das heißt, das Verpackungsmaterial 126 besitzt eine solche Pufferfunktion, daß es ermöglicht wird, daß ein Unterdruck innerhalb der Eingriffsaussparung 15 durch die darauf wirkende Wiederherstellungskraft gehalten werden kann, um die Eingriffsaussparung 15 von der Innenseite her wiederherzustellen, wie dies durch die mit zwei Punkten strichlierte Linie gezeigt wird, falls Luft in die Eingriffsaussparung 15 eintreten sollte.
In der somit konstruierten Ausführungsform kann die Tintenpatrone 120 auf folgende Weise in den Schlitten 101 geladen werden. Wie in 12(a) dargestellt, wird der Schlittenhüllkörper 110 zuerst geöffnet, und der Schlittenhüllkörper 110 wird in der voll geöffneten Stellung gehalten, indem die Auskragung 116 am unteren Ende des Hochhebers 115 im klinkenartigen Abschnitt 106a der Führungsrille 106 gehalten wird. Danach wird die Tintenpatrone 120 in die Einstellöffnung 1O4 des Schlittens 101 fallengelassen, während sie auf solche Weise angeordnet wird, daß die Tintenzufuhröffnung 10 der Tintenzufuhrnadel 110 gegenüberliegt.
Als Ergebnis dessen greift, wie in 12(b) dargestellt, die in der Nähe der Tintenzufuhröffnung 10 angeordnete Eingriffsaussparung 15 in den Vorsprung 116 des Hochhebers 135 ein, so daß die Tintenpatrone 120 in einer solchen Position gehalten wird, daß sie gegen den Uhrzeigersinn geneigt wird, wie dies in 12(b) ersichtlich ist, wobei ein schwererer Abschnitt derselben, welcher der Tintenzufuhröffnung 10 entgegengesetzt ist, nach unten angeordnet ist.
Wenn der Schlittenhüllkörper 110 unter dieser Bedingung näher ist, senkt sich die Tintenpatrone 120, während sie von einer inneren Oberfläche 104a der Einsetzöffnung 104 näher zum Halteabschnitt 105 geführt wird, wie dies in 12(c) dargestellt ist. Dann, wenn die Stützstange 117 am unteren Ende des Hochhebers 115 den senkrechten Abschnitt 106b der unteren Hälfte der Führungsrille 106 erreicht, um es dadurch der Auskragung 116 zu ermöglichen, senkrecht abzusinken, ändert die Tintenpatrone 120 allmählich die Position, um waagerecht mit dem oberen Ende der inneren Oberfläche 104a an der Seite des Halteabschnittes 105 als Hebelstütze zu sein.
Schließlich führt, wenn der Vorsprung 116 am unteren Ende des Hochhebers 115 sich dem unteren Ende der Führungsrille 106 nähert, der Vorsprung 116 dazu, daß sich die Patrone 120 mit dem freien Endabschnitt 113a des freitragenden Patronenpreßstückes 113 absenkt, welches am Schlittenhüllkörper 110 angeordnet ist und von oben auf die obere Oberfläche der Patrone 120 drückt, wie dies in 12(d) dargestellt ist, so daß die Tintenzufuhrnadel 119, die sich unmittelbar unter der Patrone 120 befindet, durch die Tintenzufuhröffnung 10 hindurchtreten kann, während die Folie aufgerissen wird. Als Ergebnis dessen wird der Aufzeichnungskopf 118 mit der Tintenpatrone 120 integriert, damit beide miteinander kommunizieren können.
Außerdem wird, wenn eine neue Tintenpatrone 120 anstelle der alten Tintenpatrone 120, deren Tinte aufgrund der über eine lange Zeit andauernden Aufzeichnungen ausgegangen ist, eingesetzt werden muß, auf das Eingriffsstück 112 gedrückt, um den Schlittenhüllkörper 110 aus dem Halteabschnitt 105 zu bekommen.
Als Ergebnis dessen wird der Schlittenhüllkörper 110 durch die Elastizität des Schlittenpreßstückes 113 nach oben gestoßen. Wenn der Schlittenhüllkörper 110 weiter geöffnet wird, hebt der Vorsprung 116, welcher von der senkrechten Position 106b der Führungsrille 106 geführt wurde, die Tintenpatrone 120 zusammen mit dem Hochheber 115 direkt hoch, wobei die Stellung der Tintenpatrone 120 unverändert bleibt.
Danach wird die Tintenzufuhröffnung 10 aus der Tintenzufuhrnadel 119 entfernt, ohne dabei die Tintenzufuhrnadel 119 zu beschädigen. Somit ist die Tintenpatrone 120 bereit, herausgenommen zu werden.
Daher wird die Tintenpatrone 120 herausgenommen, während sie mit den Fingern ergriffen wird, indem die Tintenpatrone 120 zur Einsetzöffnung 104 hochgehoben wird, während die Schritte aus 2(c) bis 2(a) in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
Im Gegensatz dazu wird, wenn die Tintenpatrone 120 so fallengelassen wird, daß die seitlichen Oberflächen derselben in die falschen Richtungen weisen, d.h. in eine solche Position, daß die Tintenzufuhröffnung 10 nicht der Tintenzufuhrnadel 119 gegenüberliegt, die Tintenpatrone 120 dazu gebracht, nach unten zu gleiten, wobei die Eingriffsaussparung 15 mit der Stützstange 117 des Hochhebers 115 nicht in Eingriff steht, wie dies in 13 dargestellt ist. Daher kommt die Tintenzufuhröffnung 10 mit der unteren Oberfläche 103 des Schlittens 1 in Kontakt.
Da jedoch die obere Oberfläche der Tintenpatrone 120 unter dieser Bedingung immer noch von der Einsetzöffnung 104 absteht, kann nicht nur der Schlittenhüllkörper 110 nicht weiter geschlossen werden, weil er dabei von der vorstehenden oberen Oberfläche der Tintenpatrone 120 gestört wird, sondern auch die Tintenpatrone 120 kann nicht zusammengedrückt werden. Daher wird der Anwender sofort über diesen abnormalen Ladezustand informiert, so daß die Tintenzufuhrnadel 119 davor geschützt wird, aufgrund einer in den Schlitten gezwängten Tintenpatrone abgebrochen zu werden.
Übrigens beschreibt das zuvor Gesagte die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf ein Beispiel einer Tintenpatrone, die in den Schlitten eines Farbdruckers geladen werden soll, und ein Beispiel eines Lademechanismus für eine solche Tintenpatrone. Es versteht sich jedoch von selbst, daß die vorliegende Erfindung nicht nur bei einfarbigen Druckern Anwendung findet, sondern auch bei Druckern solcher Art, wo eine Tintenpatrone an einer Seite oder beiden Seiten des Druckerhauptkörpers geladen wird.
Wie zuvor beschrieben, sind gemäß der vorliegenden Erfindung Verstärkungsrippen an den Eckabschnitten der umfänglichen Wände eines Tintenbehälters angeordnet, und die sich öffnende Endkante des Tintenbehälters ist dickwandig. Daher wird dem Tintenbehälter, der aus einem Harzmaterial preßgeformt ist, welches schwer wasserdampfdurchlässig, aber weich ist, eine ausreichende Festigkeit verliehen. Darüber hinaus sind auskragende Abschnitte, welche eine Verformung der sich öffnenden Endkante verhindern, außerhalb sich längsseitig erstreckender Schaumpreßauskragungsabschnitte an der inneren Oberfläche des Hüllkörpers angeordnet. Daher wird verhindert, daß der Tintenbehälter während des Vibrationsschweißens verformt wird, wobei kein großer Schiebewiderstand während des Anschweißens des Tintenbehälters am Hüllkörper erzeugt wird.
Des weiteren ist ein rechteckiger Rahmen rund um eine zylindrische Tintenzufuhröffnung angeordnet, um die Tintenzufuhröffnung zu umgeben. Daher kann nicht nur die Tintenzufuhröffnung leicht und ökonomisch mit einer langen Folie ohne Abschneidens der Eckabschnitte der Folie versiegelt werden, sondern es verhindert auch der Rahmen eine fehlerhafte Befestigung des Tintenbehälters, die nicht der Vorschrift entspricht.
Des weiteren ist ein Durchgang an der inneren Oberfläche des Hüllkörpers ausgebildet, der sich zu einem Luftaustrittsloch erstreckt, um die Länge des Durchgangs auf ein Höchstmaß zu erhöhen. Daher kann selbst dann, wenn eine Tinte mit einer geringen Oberflächenspannung, die bei Entleerung leicht Blasen bildet, in den Behälter gefüllt wird, die Tinte vom Gas getrennt werden, während die Tinte durch den Durchgang fließt, wodurch wiederum nur das Gas auf wirksame Weise nach außen entlassen wird, und somit eine Verunreinigung des Behälters während des Einfüllens der Tinte verhindert wird.
Des weiteren ist eine Positionierungseingriffsaussparung, die mit einem Teil eines Hochhebers in Eingriff gebracht werden kann, an der unteren Oberfläche eines Patronenhauptkörpers angeordnet. Somit kann der Patronenhauptkörper durch den Hochheber korrekt an eine vorherbestimmte Position eines Patronenladeelementes geladen werden. Selbst wenn darüber hinaus die Wand des Tintenpatronenhauptkörpers so dünn wie möglich ausgeführt ist, um die Menge des Tinteninhalts auf ein Höchstmaß zu erhöhen, kann die Eingriffsaussparung den Modul des breitseitigen Abschnittes des Tintenpatronenhauptkörpers erhöhen, so daß die Festigkeit entsprechend erhöht werden kann. Des weiteren verringert ein Abschnitt der Eingriffsaussparung die in das Innere des Tintenpatronenhauptkörpers vorsteht, die Größe der Poren einer porösen Substanz in diesem Abschnitt, und erhöht den Meniskus der Tinte in solchen Poren. Daher wird selbst dann, wenn die Menge der in der porösen Substanz verbleibenden Tinte gering ist, die Tinte nahe an der Tintenzufuhröffnung gesammelt, wodurch die Tinte zur Gänze aufgebraucht werden kann.
Auf der anderen Seite ist nicht nur ein Führungsabschnitt, der sich parallel zur Tintenzufuhrnadel eines Aufzeichnungskopfes erstreckt, an einer Seite des Patronenladeelementes angeordnet, sondern auch der Hochheber, welcher einen Abschnitt der Patrone an der Tintenzufuhröffnungsseite stützt, wird entlang des Führungsabschnittes durch den Öffnungs- und Schließvorgang eines Schlittenhüllkörpers verschiebbar gemacht. Daher kann allein durch das Öffnen und Schließen des Hüllkörpers die auf eingreifbare Weise am Hochheber gehaltene Tintenpatrone gerade entlang der Tintenzufuhrnadel geladen oder entladen werden. Als Ergebnis dessen wird nicht nur verhindert, daß die Tintenzufuhrnadel abgebrochen wird, sondern selbst dann, wenn die Tintenpatrone so eingefügt wird, daß die seitlichen Oberflächen derselben in die falschen Richtungen weisen, kann die Tintenpatrone nicht mit einer Stützposition eingreifen, wodurch wiederum verhindert wird, daß der Hüllkörper geöffnet oder geschlossen werden kann. Somit kann der Anwender sofort über eine solche abnormale Einstellbedingung informiert werden.
Des weiteren wird ermöglicht, daß die Tintenpatrone so geladen und entladen wird, daß ein Abschnitt der unteren Oberfläche derselben auf der Tintenzufuhröffnungsseite und nicht auf einer seitlichen Oberfläche derselben gehalten wird. Daher wird der auskragende Abschnitt von der seitlichen Oberfläche der Patrone überflüssig, so daß die Kapazität für enthaltene Tinte entsprechend erhöht wird, und die Größe des Patronenladeelementes, d.h. die Breite des Schlittens, wird verringert, was wiederum zu einer Verkleinerung des Druckers selbst führt.
Die Erfindung wurde im vorangehenden anhand einiger Ausführungsbeispiele beschrieben. Der Gegenstand der Erfindung ist jedoch durch die Ansprüche definiert.

Claims

Tintenpatrone zur Anbringung an einem Patronenladeelement (101) eines Tintenstrahldruckers, wobei die Tintenpatrone (120) einen Tintenpatronenhauptkörper (1) mit einer unteren Oberfläche (8, 48) umfaßt und wobei eine Tintenzufuhröffnung (10, 51) und eine Eingriffsaussparung (15, 65) zum Koppeln mit einem Stützteil (117) eines Hochheberelementes (115) in der unteren Oberfläche (8, 48) gebildet sind, wobei das Hochheberelement (115) dazu vorgesehen ist, die Tintenpatrone (120) von dem Patronenladeelement (101) abzuheben.
Tintenpatrone gemäß Anspruch 1, wobei die Eingriffsaussparung (15, 65) so ausgebildet ist, daß sie lange genug ist, um beide seitlichen Oberflächen (3, 42) des Tintenpatronenhauptkörpers (1) zu erreichen.
Tintenpatrone gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Eingriffsaussparung (15, 65) so ausgebildet ist, daß sie nach innen in den Tintenpatronenhauptkörper (1) vorsteht.
Lademechanismus für eine Tintenpatrone (120), umfassend: ein Patronenladeelement (101) mit einer Tintenzufuhrnadel (119), welche mit einem Aufzeichnungskopf (118) kommuniziert und gegen eine innere Tiefe des Patronenladeelements (101) vorsteht; einen Führungsabschnitt (106) an einer Seite einer inneren Oberfläche (104a) des Patronenladeelementes (101), wobei sich der Führungsabschnitt (106) im wesentlichen parallel zu einer axialen Mitte der Tintenzufuhrnadel (119) erstreckt; einen Patronenladeelement-Hüllkörper (110), der schwenkbar an einer Öffnung (104) des Patronenladeelementes (101) befestigt ist; ein Hochheberelement (115), das von dem Patronenladeelement-Hüllkörper (110) gestützt wird, wobei das Hochheberelement (115), mit einem freien Ende desselben, geführt von dem Führungsabschnitt (106), verschiebbar ist; und ein Stützteil (117) an einem freien Endabschnitt des Hochheberelementes (115), wobei das Stützteil (117) die Tintenpatrone (120) stützt, während sie mit einer Eingriffsaussparung (15, 65) in Eingriff steht, die in einer unteren Oberfläche (8, 48) der Tintenpatrone (120) ausgebildet ist.
Lademechanismus für eine Tintenpatrone gemäß Anspruch 4, weiter umfassend einen Preßabschnitt (113), der an einer inneren Oberfläche des Patronenladeelement-Hüllkörpers (110) angeordnet ist, so daß er elastisch verformbar ist, wobei der Preßabschnitt (113) eine Tintenzufuhröffnung (10, 51) zur Tintenzufuhrnadel (119) hindrückt, während er in Kontakt mit einer oberen Oberfläche der Tintenpatrone (120) kommt, unmittelbar bevor sich der Patronenladeelement-Hüllkörper (110) schließt, wobei die Tintenzufuhröffnung (10, 51) an einer unteren Oberfläche (8, 48) der Tintenpatrone (120) angeordnet ist.