DE102009026081A1

DE102009026081A1 - Ink cartridge and associated inkjet printer

Info

Publication number: DE102009026081A1
Application number: DE102009026081A
Authority: DE
Inventors: Lucio Bianco; Daniel Sulser; Markus Vogel
Original assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Current assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Priority date: 2009-05-14
Filing date: 2009-07-01
Publication date: 2010-11-18
Also published as: EP2251202A1

Abstract

Tintenpatrone mit einem einen Tintenaufnahmeraum (8) begrenzenden Gehäuse (9), an dessen einen Seite, insbesondere in Montagerichtung vorderen Schmalseite (10), ein Tintenauslass (18) ausgebildet ist, und dessen Tintenaufnahmeraum (8) über eine mit der äußeren Umgebung kommunizierende Öffnung belüftbar ist. Der Belüftungsöffnung (1) ist ein flüssigkeitsdichtes, aber luftdurchlässiges Sperrelement, insbesondere in Form einer folienartigen Membran (2) zugeordnet.Ink cartridge with a housing (9) delimiting an ink receiving space (8), on one side of which, in particular in the mounting direction front narrow side (10), an ink outlet (18) is formed, and its ink receiving space (8) via an opening communicating with the external environment is ventilated. The ventilation opening (1) is associated with a liquid-tight, but air-permeable blocking element, in particular in the form of a film-like membrane (2).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenpatrone gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie einen Tintenstrahldrucker mit einer Aufnahme für eine solche Tintenpatrone.The The present invention relates to an ink cartridge according to the The preamble of claim 1, and an ink jet printer with a receptacle for such an ink cartridge.

Es ist allgemein bekannt, daß eine Tintenpatrone für Tintenstrahldrucker ein einen Tintenaufnahmeraum begrenzendes Gehäuse aufweist, an dessen einen Seite, insbesondere Schmalseite (Boden, vorne oder hinten) ein Tintenauslaß ausgebildet ist, wobei im Bereich des Tintenauslasses eine Öffnung zu einem mit dem Tintenaufnahmeraum kommunizierenden Belüftungskanal angeordnet ist. Es wird diesbezüglich nur beispielhaft auf die EP 1 520 711 B1 = DE 60 2004 001 374 T2 verwiesen. Die bekannte Konstruktion zeichnet sich jedoch durch einen relativ aufwendigen Ventilmechanismus mit mehreren Dichtungselementen aus, die sehr genau aufeinander abgestimmt werden müssen. Der Atmosphärenluftpfad wird geöffnet und geschlossen, je nachdem, ob die Tintenpatrone in die Druckeraufnahme eingeführt oder aus dieser entnommen wird. Dabei ist nicht unbedingt sichergestellt, daß das Belüftungsventil bei der Entnahme der Tintenpatrone wieder in Schließstellung gelangt. Auch ist beim Stand der Technik nicht sichergestellt, daß beim Transport des Druckers mit eingesetzter Tintenpatrone keine Tinte ausläuft.It is well known that an ink cartridge for ink jet printer has a housing enclosing an ink receiving space, on one side, in particular narrow side (bottom, front or rear) an ink outlet is formed, wherein in the region of the Tintenauslasses an opening to a communicating with the ink receiving space ventilation duct is arranged. It is in this regard only on the example EP 1 520 711 B1 = DE 60 2004 001 374 T2 directed. However, the known construction is characterized by a relatively complicated valve mechanism with a plurality of sealing elements, which must be matched very closely to each other. The atmosphere air path is opened and closed depending on whether the ink cartridge is inserted into or removed from the printer receptacle. It is not necessarily ensured that the vent valve returns to the closed position when removing the ink cartridge. It is also not ensured in the prior art that no ink runs out during transport of the printer with the ink cartridge inserted.

Des weiteren wird noch auf die Konstruktion gemäß der EP 1 464 502 A1 hingewiesen. Dieser bekannte Mechanismus zeichnet sich dadurch aus, daß beim Einsetzen der Tintenpatrone in die zugeordnete Aufnahme durch eine mit einem Tintenventilkörper verbundene Nadel eine Folie aufgestochen wird, um eine Verbindung zwischen dem Tintenaufnahmeraum und der äußeren Umgebung zum Zwecke der Belüftung des Tintenaufnahmeraums zu erhalten. Durch das Aufstechen der Folie wird jedoch zunächst nur eine Verbindung zwischen dem Tintenaufnahmeraum und einer mit Luft gefüllten Kammer hergestellt. Diese Kammer steht mit der äußeren Umgebung zunächst noch nicht in Verbindung. Eine solche Verbindung wird erst dann hergestellt, wenn im Tintenaufnahmeraum ein ausreichend großer Unterdruck entsteht. Dann erfolgt eine Öffnung nach außen über ein der vorgenannten Luftkammer zugeordnetes Ventil. Auch diese Konstruktion ist relativ aufwendig, wobei auch hier beim Transport des Druckers nicht sichergestellt ist, daß keine Tinte ausläuft.Furthermore, the construction according to the EP 1 464 502 A1 pointed. This known mechanism is characterized in that, when inserting the ink cartridge into the associated receptacle, a film is pierced by a needle connected to an ink valve body to maintain communication between the ink accommodating space and the outside environment for the purpose of aeration of the ink accommodating space. By piercing the film, however, initially only a connection between the ink receiving space and an air-filled chamber is made. This chamber is initially not in communication with the external environment. Such a connection is only made when a sufficiently large negative pressure is created in the ink receiving space. Then, an opening is made to the outside via a valve associated with the aforementioned air chamber. Also, this construction is relatively expensive, and here is not ensured during transport of the printer that no ink leaks.

Ausgehend von dem genannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Tintenpatronen-Belüftungssystem zur Verfügung zu stellen, welches gegenüber dem Stand der Technik äußerst einfach aufgebaut, aber dennoch funktionssicher ist. Insbesondere soll gewährleistet sein, daß bei Entnahme einer Tintenpatrone aus der zugeordneten Aufnahme bzw. aus einem zugeordneten Drucker, oder auch beim Transport des Druckers mit eingesetzter Patrone keine Tine ausläuft.outgoing of the cited prior art is the present invention The task is based on an ink cartridge ventilation system to be made available, which is opposite to the State of the art extremely simple, but nevertheless functionally reliable. In particular, it should be guaranteed be that when removing an ink cartridge from the associated Recording or from an assigned printer, or during transport the printer does not run out of ink with the cartridge inserted.

Diese Aufgabe wird in besonders vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Maßnahmen des Anspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte konstruktive Details und Weiterbildungen sowie Alternativlösungen in den Unteransprüchen beschrieben sind.These Task is in a particularly advantageous manner by the characterizing Measures of claim 1 solved, wherein advantageous constructive details and further education as well as alternative solutions are described in the subclaims.

Bei einer ersten Ausführungsform liegt also ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung darin, daß der Belüftungsöffnung bzw. einem Belüftungskanal ein flüssigkeitsdichtes, aber luftdurchlässiges, also eine Art „semi-permeables” Sperrelement, insbesondere in Form einer folienartigen Membran zugeordnet ist. Als Membranwerkstoff dient insbesondere PTFE mit einer Dicke von 0,15 mm bis etwa 0,45 mm und einer Luftdurchlässigkeit von 5–9 s/100 cm³ gemäß JIS P 8117 . Das vorgenannte Sperrelement zeichnet sich des weiteren vorzugsweise durch einen sogenannten Wasserdurchbruchdruck von etwa 110 bis etwa 190, insbesondere etwa 140 bis 160 kPa gemäß JIS L 1092 aus. Das erfindungsgemäße Sperrelement bzw. die erfindungsgemäße Membran wird vorzugsweise zusätzlich behandelt, so daß sie eine Permeation sowohl wäßriger als auch öliger Medien verhindert.In a first embodiment, therefore, an essential aspect of the present invention is that the ventilation opening or a ventilation channel is assigned a liquid-tight, but air-permeable, ie a kind of "semi-permeable" blocking element, in particular in the form of a film-like membrane. In particular PTFE with a thickness of 0.15 mm to about 0.45 mm and an air permeability of 5-9 s / 100 cm ³ is used as membrane material JIS P 8117 , The aforementioned blocking element is furthermore preferably characterized by a so-called water breakthrough pressure of about 110 to about 190, in particular about 140 to 160, kPa JIS L 1092 out. The blocking element or the membrane of the invention is preferably additionally treated so that it prevents permeation of both aqueous and oily media.

Statt einer folienartigen Membran kann das Sperrelement auch aus einem gesinterten Werkstoff hergestellt sein mit einer vorbestimmten Porosität bzw. Porengröße im Bereich von 1 μ bis etwa 150 μ. Als Grundmaterial kann PE, Keramik, Glas od. dgl. dienen. Auch diese Materialien sollten jedoch hydrophob und/oder oleophob behandelt sein.Instead of a foil-like membrane, the blocking element and a be prepared sintered material with a predetermined porosity or Pore size in the range of 1 μ to about 150 μ. As a base material PE, ceramic, glass od. Like. Serve. However, these materials should also be hydrophobic and / or oleophobic be treated.

Auch ist die Verwendung metallischer Filter (Gitter), insbesondere metallischer Gewebe möglich.Also is the use of metallic filters (lattice), in particular metallic Tissue possible.

Bei Verwendung einer folienartigen Membran als „semi-permeables” Sperrelement wird die vorbestimmte Porosität bzw. Porengröße durch entsprechendes Strecken der Folie eingestellt. Damit soll eine vorbestimmte Luftdurchlässigkeit von etwa 5–9 s/100 cm³ gemäß JIS P 8117 einstellbar sein. Bei Verwendung einer Membran als Sperrelement beträgt die Dicke dieser Membran etwa 0,15 bis 0,45 mm, insbesondere etwa 0,32 mm, und besteht aus PTFE.When using a film-like membrane as a "semi-permeable" blocking element, the predetermined porosity or pore size is set by appropriately stretching the film. Thus, a predetermined air permeability of about 5-9 s / 100 cm ³ according to JIS P 8117 be adjustable. When using a membrane as a blocking element, the thickness of this membrane is about 0.15 to 0.45 mm, in particular about 0.32 mm, and consists of PTFE.

Alternativ zu einem „semi-permeablen” Sperrelement der vorgenannten Art kann der Belüftungsöffnung bzw. dem Belüftungskanal auch ein sich nur in Richtung in den Tintenaufnahmeraum hinein öffenbares Rückschlagventil zugeordnet sein. Auch damit ist sichergestellt, daß die Belüftung des Tintenaufnahmeraums nur dann erfolgt, wenn die Tintenpatrone zu Gebrauchszwecken in die zugeordnete Patronenaufnahme oder in dem zugeordneten Drucker eingesetzt ist. Außerhalb der Patronenaufnahme garantiert das erfindungsgemäße Rückschlagventil, daß der Tintenauslaß geschlossen bleibt. Gegenüber dieser Alternative hat natürlich das „semi-permeable” Sperrelement den Vorteil, daß keine mechanischen Bewegungen erforderlich sind. Das „semi-permeable” Sperrelement garantiert per se eine fluiddichte Abdichtung der Belüftungsöffnung bzw. des Belüftungskanals, ohne daß ein bewegliches Ventil dafür erforderlich wäre.As an alternative to a "semi-permeable" blocking element of the aforementioned type, the ventilation opening or the ventilation channel can also be associated with a non-return valve which can be opened only in the direction of the ink receiving space. This also ensures that the ventilation of the ink receiving space takes place only when the ink cartridge for use in the zugeord Cartridge receptacle or inserted in the associated printer. Outside the cartridge receptacle, the check valve according to the invention guarantees that the ink outlet remains closed. Compared to this alternative, of course, the "semi-permeable" blocking element has the advantage that no mechanical movements are required. The "semi-permeable" locking element guarantees per se a fluid-tight seal the vent or the ventilation duct, without a movable valve would be required.

Gemäß Anspruch 8 ist das Belüftungssystem im Tintenauslaß integriert. Damit ist es möglich, sowohl den Belüftungskanal als auch den Tintenauslaß in einfacher Weise zu versiegeln, z. B. durch eine Folie, die beim ersten Gebrauch aufgestochen oder aufgebrochen wird. Die Anbringung einer Siegelfolie ist insbesondere dann von Vorteil, da sehr einfach, wenn der Tintenauslaß innerhalb eines Ringvorsprungs angeordnet ist, und wenn der Belüftungskanal in einen Spalt zwischen Tintenauslaß und Ringvorsprung mündet.According to claim 8, the ventilation system is integrated in the ink outlet. This makes it possible to both the ventilation duct as well as to seal the ink outlet in a simple manner, z. B. by a foil which is pierced or broken on the first use becomes. The attachment of a sealing film is particularly of Advantage, being very simple, if the ink outlet inside a ring projection is arranged, and if the ventilation duct in a gap between ink outlet and annular projection empties.

Herstellungstechnisch ist von Vorteil, wenn der Belüftungskanal sich innerhalb einer den Tintenauslaß umfassenden Seitenwand erstreckt, und zwar vorzugsweise ausgehend von dem in der Regel im unteren Bereich der Tintenpatrone angeordneten Tintenauslaß nach oben in einen Bereich des Tintenaufnahmeraums hinein.production engineering is an advantage if the ventilation duct is inside a side wall comprising the ink outlet, and preferably starting from the usually in the lower Area of the ink cartridge downstream ink outlet after at the top into an area of the ink accommodating space.

Bei der Alternative mit Rückschlagventil wird eine besonders einfache und dennoch funktionssichere Konstruktion durch eine der in den Tintenaufnahmeraum hinein mündenden Öffnung des Belüftungskanals zugeordnete Folie gebildet. Diese Folie definiert eine Art „Klappenventil”.at the alternative with check valve becomes a special simple, yet reliable construction by one of opening into the ink receiving space formed the ventilation duct associated film. These Foil defines a kind of "flap valve".

Das vorerwähnte Rückschlagventil kann natürlich an jeder beliebigen Stelle des Belüftungskanals angeordnet sein, und zwar vorzugsweise auch am Ein- oder Auslaß.The aforementioned check valve can of course arranged at any point of the ventilation duct be, preferably also at the inlet or outlet.

Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tintenpatrone anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.below is a preferred embodiment of an inventively designed Ink cartridge explained in more detail with reference to the accompanying drawings.

Diese zeigt inThese shows in

1 eine erfindungsgemäß ausgebildete Tintenpatrone in perspektivischer Ansicht; 1 an ink cartridge formed according to the invention in a perspective view;

2 die Patrone gemäß 1 in Stirn- bzw. Vorderansicht; und 2 the cartridge according to 1 in front or front view; and

3 die Patrone gemäß den 1 und 2 in Seitenansicht, wobei der in Montagerichtung vordere Teil im Längsschnitt dargestellt ist. 3 the cartridge according to the 1 and 2 in side view, wherein the front part in the mounting direction is shown in longitudinal section.

Die Tintenpatrone gemäß den 1 bis 3 weist ein einen Tintenaufnahmeraum 8 begrenzendes Gehäuse 9 auf, welches bei der dargestellten Ausführungsform flachquaderförmig ausgebildet ist und eine in Montagerichtung vordere Wand 10, gegenüberliegend angeordnete Rückwand 11, Bodenwand 12, obere Wand 13 sowie eine in Montagerichtung rechte und linke Seitenwand 14 bzw. 15 aufweist. Die in Montagerichtung vordere Wand 10 ist als gesonderte Deckelwand ausgebildet, wie insbesondere den 1 und 3 sehr gut entnommen werden kann.The ink cartridge according to the 1 to 3 includes an ink receiving space 8th limiting housing 9 on, which is flat squared in the illustrated embodiment and a front in the mounting direction wall 10 , opposite arranged back wall 11 , Bottom wall 12 , upper wall 13 and in the mounting direction right and left side wall 14 respectively. 15 having. The front wall in the mounting direction 10 is designed as a separate cover wall, in particular the 1 and 3 can be taken very well.

Sowohl die obere Wand als auch die Bodenwand weisen jeweils sich in Montagerichtung erstreckende Führungsleisten 16, 17 auf. Diesbezüglich handelt es sich um an sich bekannte Maßnahmen, die keiner weiteren Erläuterung bedürfen. Diese Füh rungsleisten entsprechen komplementären Führungsnuten in einer der vorgenannten Tintenpatrone zugeordneten Patronenaufnahme eines Tintenstrahldruckers od. dgl. Druckgerätes.Both the upper wall and the bottom wall each have in the mounting direction extending guide rails 16 . 17 on. In this regard, it is known per se measures that require no further explanation. These Füh insurance strips correspond to complementary guide grooves in one of the aforementioned ink cartridge associated cartridge receptacle of an inkjet printer od. Like. Printing device.

Von besonderer Bedeutung ist die als Deckel ausgebildete Vorderwand 10. Diese umfaßt einen in Bodennähe angeordneten Tintenauslaß 18. Dieser Tintenauslaß 18 ist hülsenförmig ausgebildet und steht über die Vorderwand 10 vor. In montierter Stellung der Tintenpatrone erstreckt sich in den Tintenauslaß 18 ein dem Drucker bzw. Druckkopf zugeordneter Tintenzuführkanal hinein, so daß eine Fluidverbindung zwischen dem Tintenaufnahmeraum 8 und dem dem Drucker zugeordneten Druckkopf hergestellt ist. Die sich im Tintenaufnahmeraum 8 befindliche Tinte ist in 3 mit der Bezugsziffer 19 gekennzeichnet.Of particular importance is designed as a lid front wall 10 , This includes an ink outlet located near the bottom 18 , This ink outlet 18 is sleeve-shaped and stands over the front wall 10 in front. In the mounted position of the ink cartridge extends into the ink outlet 18 an ink supply channel associated with the printer or printhead, such that fluid communication between the ink accommodating space 8th and the printhead associated with the printer. Located in the ink storage room 8th located ink is in 3 with the reference number 19 characterized.

Um den Tintenauslaß 18 herum erstreckt sich noch ein Ringvorsprung 7. Zwischen diesem Ringvorsprung 7 und dem Tintenauslaß 18 ist ein Spalt 4 ausgebildet, und zwar oberhalb des Tintenauslasses 18. Dieser Spalt 4 definiert einen Einlaß zu einem in der Vorderwand 10 ausgebildeten Belüftungskanal 3. Dieser Belüftungskanal 3 mündet am oberen Ende der Vorderwand 10 in den Tintenaufnahmeraum 8 hinein. Die entsprechende Luft-Auslaßöffnung ist in den 1 und 2 mit der Bezugsziffer 1 gekennzeichnet. Dieser Luft-Auslaßöffnung 1 ist behälterinnenseitig eine „semi-permeable” Membran 2 zugeordnet, die flüssigkeitsdicht, aber luftdurchlässig ist. Damit ist sichergestellt, daß durch die Membran 2 keine Tinte nach außen austreten kann, und zwar unabhängig davon, ob der Belüftungskanal 3 geöffnet ist oder nicht. Bezüglich der Merkmale der vorgenannten „semi-permeablen” Membran 2 wird auf die obigen Ausführungen verwiesen. Dies gilt sowohl für das Material als auch die Luftdurchlässigkeit sowie den Wasserdurchbruchdruck. Diesbezüglich sei auch noch erwähnt, daß die Membran 2 so gestaltet ist, daß sie erst unter einem Druck von mindestens 10 mbar, vorzugsweise von mindestens 100 mbar, insbesondere von mindestens 500 mbar, wasserdurchlässig ist. Bevorzugter Werkstoff für die folienartige Membran 2 ist Teflon^®. Die Teflonfolie wird dann durch Strecken auf eine vorbestimmte Porosität eingestellt, so daß die eingangs erwähnte Luftdurchlässigkeit erhalten wird.To the ink outlet 18 around a ring protrusion extends around 7 , Between this ring projection 7 and the ink outlet 18 is a gap 4 formed, above the Tintenauslasses 18 , This gap 4 defines an inlet to one in the front wall 10 trained ventilation duct 3 , This ventilation duct 3 opens at the top of the front wall 10 in the ink receiving room 8th into it. The corresponding air outlet opening is in the 1 and 2 with the reference number 1 characterized. This air outlet opening 1 inside the container is a "semi-permeable" membrane 2 assigned, which is liquid-tight, but permeable to air. This ensures that through the membrane 2 no ink can escape to the outside, regardless of whether the ventilation duct 3 is open or not. Regarding the features of the aforementioned "semi-permeable" membrane 2 Reference is made to the above statements. This applies to the material as well as the air permeability and the water breakdown pressure. In this regard, it should also be mentioned that the membrane 2 designed so that they only under one Pressure of at least 10 mbar, preferably of at least 100 mbar, in particular of at least 500 mbar, is permeable to water. Preferred material for the film-like membrane 2 is Teflon ^® . The teflon film is then adjusted by stretching to a predetermined porosity, so that the air permeability mentioned above is obtained.

Die „semi-permeable” Membran 2 erstreckt sich über die in den Tintenaufnahmeraum 8 mündende Luft-Auslaßöffnung 1. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Belüftungskanals 3 in Richtung zum Tintenaufnahmeraum 8 hin vergrößert, so daß eine entspre chend vergrößerte „Permeationsfläche” der Membran 2 erhalten ist. Diese Vergrößerung der Luft-Auslaßöffnung 1 ist in den 1 bis 3 nicht dargestellt.The "semi-permeable" membrane 2 extends over the into the ink receiving space 8th opening air outlet 1 , Preferably, the cross section of the ventilation duct 3 towards the ink receiving space 8th towards increased, so that a corre sponding enlarged "permeation" of the membrane 2 is obtained. This enlargement of the air outlet opening 1 is in the 1 to 3 not shown.

Alternativ kann der Luft-Auslaßöffnung 1 auch ein sich nur in den Tintenaufnahmeraum 8 hinein öffnendes Rückschlagventil in Form eines flexiblen Folienlappens zugeordnet sein, der dann in schematischer Darstellung ähnlich aussieht wie die Folienmembran 2 gemäß den 2 und 3.Alternatively, the air outlet opening 1 also only in the ink receiving space 8th be associated with opening in check valve in the form of a flexible film tab, which then looks similar in a schematic representation as the film membrane 2 according to the 2 and 3 ,

Der zuletzt erwähnte Folienlappen ist dann vorzugsweise sowohl fluid- als auch luftdicht ausgebildet.Of the Last mentioned film tab is then preferably both formed fluid- and airtight.

Der Ringvorsprung 7 ragt bei der dargestellten Ausführungsform über den Tintenauslaß 18 hinaus, so daß durch eine sich über die Öffnung des Ringvorsprungs 7 erstreckende Siegelfolie 5 vor dem ersten Gebrauch der Tintenpatrone sowohl der Tintenauslaß 18 als auch der Lufteinlaß 4 fluiddicht verschlossen werden können.The ring protrusion 7 protrudes in the illustrated embodiment via the ink outlet 18 out, so that through a through the opening of the annular projection 7 extending sealing film 5 before the first use of the ink cartridge, both the ink outlet 18 as well as the air intake 4 can be closed fluid-tight.

Den vorstehenden Erläuterungen kann also entnommen werden, daß das Belüftungssystem 1, 2, 3, 4 integraler Bestandteil der deckelartig ausgebildeten Vorderwand 10 ist. Des weiteren kann der 2 noch entnommen werden, daß der Lufteinlaß 4 auch als sich parallel zum Tintenauslaß erstreckender Kanal ausgebildet sein kann. Beim ersten Einsetzen der Patrone in den Drucker bzw. in eine dem Drucker zugeordnete Patronenaufnahme wird die Siegelfolie 5 aufgestochen bzw. abgebrochen oder abgezogen. Damit wird sowohl eine Fluidverbindung zum Tintenaufnahmeraum als auch eine Luftverbindung zwischen der äußeren Umgebung und dem Tintenaufnahmeraum 8 geschaffen, wobei diese Luftverbindung bei einer „semi-permeablen” Membran 2 sofort nach Entfernung der Siegelfolie 5 wirksam ist. Sofern statt der Membran 2 ein Rückschlagventil, z. B. in Form eines Ventillappens vorgesehen ist, wird die Luftverbindung nach Entfernen oder Aufstechen der Siegelfolie 5 erst dann wirksam, wenn sich im Tintenaufnahmeraum durch entsprechende Tintenentnahme ein ausreichender Unterdruck aufgebaut hat. Dann öffnet der Ventillappen, so daß im Tintenaufnahmeraum wieder der erforderliche Druckausgleich entsteht. Da der Ventillappen, der anstelle der in den Figuren dargestellten Membran 2 angeordnet ist, nur in den Tintenaufnahmeraum 8 hinein öffnet, kann durch den Belüftungskanal 3 keine Tinte nach außen austreten, und zwar weder während des Gebrauchs der Tintenpatrone noch nach Entnahme derselben aus der Patronenaufnahme.The above explanations can therefore be seen that the ventilation system 1 . 2 . 3 . 4 integral part of the lid-like front wall 10 is. Furthermore, the 2 yet be taken that the air intake 4 also as may be formed parallel to the ink outlet extending channel. The first time the cartridge is inserted into the printer or into a cartridge receptacle associated with the printer, the sealing film becomes 5 slashed or canceled or deducted. Thus, both fluid communication with the ink accommodating space and air communication between the external environment and the ink accommodating space 8th created, wherein this air connection in a "semi-permeable" membrane 2 immediately after removal of the sealing film 5 is effective. If instead of the membrane 2 a check valve, z. B. is provided in the form of a valve flap, the air connection after removal or puncture of the sealing film 5 only effective when a sufficient negative pressure has built up in the ink receiving space by appropriate ink removal. Then opens the valve flap, so that the required pressure equalization arises again in the ink receiving space. Since the valve flap, instead of the membrane shown in the figures 2 is arranged only in the ink receiving space 8th opens into it, through the ventilation duct 3 do not leak any ink, either while the ink cartridge is in use or after removing it from the cartridge holder.

Die Handhabung der beschriebenen Tintenpatrone ist äußerst einfach. Bei einer Ausbildung, bei der die Siegelfolie 5 vor dem ersten Gebrauch nicht abgezogen werden muß, entsteht auch kein entsprechender Abfall. Die Patrone muß lediglich zum Gebrauch in die entsprechende Aufnahme eingesetzt werden. Während des Transports des Druckers kann ebenfalls keine Tinte auslaufen. Ein aufwendiges Ventilsystem wird vermieden. Dies gilt insbesondere dann, wenn der Belüftungsöffnung bzw. dem Belüftungskanal eine luft-, aber nicht flüssigkeits- bzw. tintendurchlässige Membran zugeordnet ist. Dementsprechend ist auch die Herstellung sehr einfach und kostengünstig, insbesondere auch aufgrund der Tatsache, daß sämtliche Maßnahmen für die Fluidverbindung und Belüftung in der dem Tintenauslaß 18 zugeordneten Wand, hier Vorderwand 10, der Tintenpatrone angeordnet sind. Dementsprechend ist es auch nicht mehr erforderlich, Belüftungsmaßnahmen an einer anderen Stelle der Tintenpatrone vorzusehen, wodurch die Kosten für die Herstellung insgesamt ansteigen würden. Das Belüftungssystem wird durch das Andocken der Patrone am Drucker aktiviert.The handling of the described ink cartridge is extremely simple. In an education in which the sealing film 5 does not have to be deducted before the first use, no corresponding waste arises. The cartridge must be used only for use in the appropriate recording. During the transport of the printer also no ink can leak. An elaborate valve system is avoided. This applies in particular if the ventilation opening or the ventilation channel is assigned an air-permeable, but not liquid- or ink-permeable membrane. Accordingly, the production is very simple and inexpensive, especially due to the fact that all measures for the fluid connection and ventilation in the ink outlet 18 assigned wall, here front wall 10 , which are arranged ink cartridge. Accordingly, it is no longer necessary to provide venting at a different location of the ink cartridge, which would increase the overall cost of production. The ventilation system is activated by docking the cartridge with the printer.

Grundsätzlich ist es jedoch denkbar, z. B. an der oberen Wand 13 eine Belüftungsöffnung vorzusehen und diese durch eine „semi-permeable” Membran zu verschließen, d. h. eine Membran, die flüssigkeitsdicht, aber luftdurchlässig ist. Durch eine derart verschlossene Belüftungsöffnung ist ein Druckausgleich innerhalb des Tintenaufnahmeraums 8 bei Entnahme der Tinte sichergestellt. Gleichzeitig ist sichergestellt, daß durch die Belüftungsöffnung keine Tinte nach außen austreten kann.In principle, however, it is conceivable z. B. on the upper wall 13 to provide a ventilation opening and to close it by a "semi-permeable" membrane, ie a membrane that is liquid-tight, but permeable to air. Through such a closed ventilation opening is a pressure equalization within the ink receiving space 8th ensured upon removal of the ink. At the same time it is ensured that no ink can escape through the ventilation opening to the outside.

Statt des bereits erwähnten Ventillappens anstelle der Membran 2 kann natürlich auch jede andere Art von Rückschlagventil vorgesehen sein, zum Beispiel ein Kugel-Rückschlagventil, welches eine durch eine Feder in Schließrichtung vorgespannte Kugel umfaßt. Auch sich nur in den Tintenaufnahmeraum 8 hinein öffnende Lippenventile sind denkbar. Gegenüber der Membran-Lösung ist jedoch bei letztgenannter Alternative nachteilig, daß diese einen größeren mechanischen Aufwand zur Folge hat.Instead of the already mentioned valve flap instead of the membrane 2 Of course, any other type of check valve may be provided, for example, a ball check valve, which comprises a biased by a spring in the closing direction ball. Also only in the ink receiving space 8th in it opening lip valves are conceivable. Compared to the membrane solution is disadvantageous in the latter alternative, however, that this has a greater mechanical complexity result.

Die Vorderwand kann auch noch einen weiteren vorspringenden Teil 6 aufweisen, in den sich eine lichtundurchlässige und mit einem Schwimmer verbundene Fahne 20 hinein erstreckt. Der vorspringende Teil 6 ist transparent ausgebildet und in montiertem Zustand der Patrone einem Lichtsender und Lichtempfänger zugeordnet. Der Lichtstrahl zwischen Lichtsender und Lichtempfänger wird durch die Fahne 20 unterbrochen, wenn der Füllstand im Tintenaufnahmeraum eine vorbestimmte Untergrenze unterschritten hat. Diesbezüglich handelt es sich jedoch um eine an sich bekannte Maßnahme, so daß eine genauere Beschreibung dieser Funktionselemente an dieser Stelle unterbleiben kann.The front wall can also have another protruding part 6 in which an opaque and connected to a float flag 20 extends into it. The project next part 6 is transparent and associated with a light transmitter and light receiver in the assembled state of the cartridge. The light beam between light transmitter and light receiver is through the flag 20 interrupted when the level in the ink receiving space has fallen below a predetermined lower limit. In this regard, however, it is a known measure, so that a more detailed description of these functional elements can be omitted at this point.

Dem Vorsprung 6 können jedoch auch andere Funktionselemente zur Feststellung des Tintenstandes innerhalb der Tintenpatrone zugeordnet sein, z. B. Prisma und Spiegelflächen.The lead 6 However, other functional elements can be assigned to determine the ink level within the ink cartridge, z. B. prism and mirror surfaces.

Für die Herstellung ist von Bedeutung, daß auch diese letztgenannten Funktionselemente Teil der deckelartigen Vorderwand 10 sind, wodurch insgesamt der Herstellungsaufwand der Tintenpatrone erheblich herabgesetzt werden kann; denn der übrige Teil der Tintenpatrone ist relativ einfach in der Formgebung und Funktion. Insbesondere enthält der übrige Teil der Tintenpatrone keine Funktionselemente, die einer gesonderten Handhabung bedürfen. Vorzugsweise befinden sich an der Innenseite der deckelartigen Vorderwand 10 auch noch die Lager für die mit einem Schwimmer verbundene und lichtundurchlässige Fahne 20. Damit umfaßt die Vorderwand 10 auch noch sämtliche Funktionsmerkmale für eine Füllstandsmessung. Gleiches gilt, wenn die Einrichtung für die Füllstandsmessung keine beweglichen Teile umfaßt, sondern nur Spiegel und Prisma etc.For the production is important that these latter functional elements part of the lid-like front wall 10 are, whereby the total manufacturing cost of the ink cartridge can be significantly reduced; because the rest of the ink cartridge is relatively simple in shape and function. In particular, the remaining part of the ink cartridge contains no functional elements that require separate handling. Preferably, located on the inside of the lid-like front wall 10 also the bearings for the connected with a float and opaque flag 20 , This includes the front wall 10 also all functional features for a level measurement. The same applies if the device for level measurement comprises no moving parts, but only mirror and prism etc.

Die so ausgebildete Vorderwand 10 wird mit dem Gehäuse der Tintenpatrone entweder verklebt oder verschweißt.The thus formed front wall 10 is either glued or welded to the housing of the ink cartridge.

Die vorliegende Erfindung umfaßt auch noch einen Tintenstrahldrucker mit einer Aufnahme für eine Tintenpatrone der beschriebenen Art, wobei die Aufnahme natürlich eine zur Tintenpatrone komplementäre Schnittstelle umfaßt. Diese Schnittstelle wird zum einen durch die Formgebung der Vorderwand 10 und zum anderen durch die an der Ober- und Unterseite der Tintenpatrone angeordneten Führungsleisten od. dgl. Führungselemente definiert.The present invention also includes an ink jet printer having a receptacle for an ink cartridge of the type described, the receptacle of course comprising an interface complementary to the ink cartridge. This interface is due to the shape of the front wall 10 and on the other by the arranged on the top and bottom of the ink cartridge guide rails od. Like. Defined guide elements.

Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.All Features disclosed in the application documents are considered to be essential to the invention as far as they are individually or in combination the prior art are new.

11: Luft-AuslaßöffnungAir outlet opening
22: semi-permeable Membransemipermeable membrane
33: Belüftungskanalventilation duct
44: Lufteinlaßöffnung (Spalt oder Lufteinlaßkanal)Air inlet opening (Gap or air inlet channel)
55: Siegelfoliesealing film
66: vorspringender Teil (ggf. transparent)projecting Part (possibly transparent)
77: Ringvorsprungannular projection
88th: TintenaufnahmeraumInk containing space
99: Gehäusecasing
1010: deckelartige Vorderwandcover-like front wall
1111: Rückwandrear wall
1212: Bodenwandbottom wall
1313: obere Wandupper wall
1414: SeitenwandSide wall
1515: SeitenwandSide wall
1616: Führungsleisteguide rail
1717: Führungsleisteguide rail
1818: Tintenauslaßink outlet
1919: Tinteink
2020: im vorspringenden Teil 6 auf- und abbewegbare, lichtundurchlässige Fahne zur Feststellung des Füllstands in der Tintenpatrone (oder Spiegelfläche eines Prismas)in the projecting part 6 moving up and down, opaque flag to determine the level in the ink cartridge (or mirror surface of a prism)

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

EP 1520711 B1 [0002]
- DE 602004001374 T2 [0002]
EP 1464502 A1 [0003]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

- JIS P 8117 [0006]
- JIS L 1092 [0006]
- JIS P 8117 [0009]

Claims

Ink cartridge, with an ink receiving space ( 8th ) limiting housing ( 9 ), on one side, in particular in the mounting direction front side ( 10 ), an ink outlet ( 18 ) and its ink receiving space ( 8th ) via an opening communicating with the external environment ( 1 ) is ventilated, for which purpose preferably in the area of the ink outlet ( 18 ) an inlet opening ( 4 ) to one with the ink receiving space ( 8th ) communicating ventilation duct ( 3 ), characterized in that the ventilation opening ( 1 ) or the ventilation channel ( 3 ) a liquid-tight, but air-permeable barrier element, in particular in the form of a sheet-like membrane ( 2 ) assigned.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the membrane ( 2 ) inside or outside via the ventilation opening ( 1 ) is attached.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that when forming a ventilation channel ( 3 ) the membrane ( 2 ) via the into the ink receiving space ( 8th ) opening air outlet opening ( 1 ).

Ink cartridge according to claim 3, characterized in that the cross-section of the ink in the ink receiving space ( 8th ) opening air outlet ( 1 ) relative to the cross section of the ventilation channel ( 3 ) is increased, so that a correspondingly enlarged "permeation surface" of the air outlet opening ( 1 ) extending membrane ( 2 ).

Ink cartridge according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the water breakthrough pressure of the blocking element, in particular of the membrane ( 2 ) in the range of about 110 to 180 kPa, in particular in the range of about 140 to 160 kPa according to JIS L 1092.

Ink cartridge according to one of claims 1 to 5, characterized in that the blocking element, in particular the membrane ( 2 ), depending on the ink used is either hydrophobic and / or oliophobic treated.

Ink cartridge according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the air permeability of the blocking element, in particular of the membrane used therefor ( 2 ) in the range of 3 to 9 s / 100 cm ³ according to JIS P 8117.

Ink cartridge according to the preamble of claim 1, characterized in that the ventilation opening ( 1 ) or the ventilation channel ( 3 ) only in the direction of the ink receiving space ( 8th ) is disclosed in apparent check valve.

Ink cartridge according to one of claims 1 to 8, characterized in that the inlet opening ( 4 ) of the ventilation duct ( 3 ) immediately above the ink outlet ( 18 ), or extends at least partially annularly around this.

Ink cartridge according to claim 9, characterized in that the ink outlet ( 18 ) within a ring projection ( 7 ) is arranged, and that the ventilation channel ( 3 ) in a gap or approximately parallel to the ink outlet ( 18 ) extending channel ( 4 ) between ink outlet ( 18 ) and ring projection ( 7 ) opens.

Ink cartridge according to one of claims 1 to 10, characterized in that the ventilation channel ( 3 ) within an ink outlet ( 18 ) housing wall (front wall ( 10 )), starting from the region of the ink outlet (usually close to the ground) ( 18 ) up into an upper area of the ink receiving space ( 8th ) into it.

Ink cartridge according to one of Claims 8 to 11, characterized in that, as a non-return valve, one of the inlets into the ink receiving space ( 8th ) into the outlet opening ( 1 ) of the ventilation duct ( 3 ) associated film (film tabs) is used.

Ink cartridge according to one of claims 1 to 12, characterized in that the ink outlet ( 18 ) and the associated inlet opening ( 4 ) of the ventilation duct ( 3 ) by a common sealing foil ( 5 ) is sealable, which is removable or breakable when inserting the ink cartridge.

Ink cartridge according to claim 13 in conjunction with claim 10, characterized in that the cover film ( 5 ) over the opening of the annular projection ( 7 ) within which the ink outlet ( 18 ) and the associated inlet opening ( 4 ) of the ventilation duct ( 3 ) are arranged.

Ink cartridge according to one of claims 1 to 14, characterized in that the ink outlet ( 18 ) comprehensive page ( 10 ) of the ink receiving space ( 8th ) limiting housing ( 9 ) is a separately manufactured housing wall, which next to the ink outlet ( 18 ) at least the ventilation duct ( 3 ) with air intake ( 4 ) and air outlet ( 1 ) as well as semi-permeable membrane ( 2 ) or check valve, in particular valve flaps comprises.

An ink jet printer with a receptacle for an ink cartridge according to any one of claims 1 to 15, wherein the receptacle is one to the ink cartridge Complementary interface includes.