CH708656A1 - Nachfüllautomat for inkjet cartridges. - Google Patents

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CH708656A1 CH01691/13A CH16912013A CH708656A1 CH 708656 A1 CH708656 A1 CH 708656A1 CH 01691/13 A CH01691/13 A CH 01691/13A CH 16912013 A CH16912013 A CH 16912013A CH 708656 A1 CH708656 A1 CH 708656A1
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Nachfüllautomaten für Tintenpatronen von Tintenstrahldruckern, womit die Tintenpatronen wiederverwendbar werden. Der Nachfüllautomat ermöglicht die gleichzeitige Nachfüllung der verschiedenfarbigen Farbpatronen, ohne diese perforieren oder anderweitig beschädigen zu müssen. Die Tintenpatronen werden mit einer Vakuumpumpe (1) evakuiert, wobei Tintenreste in einem Behälter (3) aufgefangen werden. Durch Umschalten eines Dreiwegeventils wird die unter Vakuum stehende Tintenpatrone mit dem Tintenbehälter (13) verbunden. Dadurch fliesst aus diesem die Tinte in die Tintenpatrone.The invention relates to a Nachfüllautomaten for ink cartridges of inkjet printers, with which the ink cartridges are reusable. The refill machine allows simultaneous replenishment of different color cartridges without having to perforate or otherwise damage them. The ink cartridges are evacuated with a vacuum pump (1) collecting ink residue in a container (3). By switching a three-way valve, the ink cartridge standing under vacuum is connected to the ink tank (13). As a result, the ink flows from this into the ink cartridge.

Description

Beschreibung description

Gegenstand und technisches Gebiet Object and technical field

[0001 ] Das Patent betrifft eine vollautomatische Nachfüllvorrichtung mit dazugehörigem Verfahren für mehrere Tintenstrahlpatronen fast aller Fabrikate. The patent relates to a fully automatic refilling device with associated method for several inkjet cartridges almost all makes.

Darlegung der Erfindung Presentation of the invention

Stand der Technik State of the art

[0002] Tintenstrahldrucker sind weit verbreitet. Sie enthalten meist Einweg-Tintenstrahlpatronen, die nur einen Bruchteil des Tintenvolumens enthalten, welches von einem Druckerkopf während seiner Lebensdauer verbraucht wird. Deshalb wurden verschiedene Techniken entwickelt, um durch Nachfüllen die Lebensdauer der Patronen und des Druckerkopfes einander anzugleichen. Eine Nachfülltechnik bringt ausserhalb des Gehäuses Reservebehälter an, die ein Vielfaches des im Drucker vorhandenen Tintenvolumens enthalten und mit Schläuchen mit ihm verbunden sind (vgl. DE 4 425 694 A1 ). Eine andere Nachfülltechnik installiert Reservebehälter innerhalb des Druckergehäuses (vgl. US Patent 5 801 735). Eine weitere Nachfülltechnik (WO 2006/093 470 A1) ermöglicht das automatisierte Nachfüllen nur einer Farbe bzw. für jede Farbe wird eine komplette Maschine samt Steuereinheit benötigt. Inkjet printers are widely used. They usually contain disposable inkjet cartridges that contain only a fraction of the volume of ink consumed by a print head during its lifetime. Therefore, various techniques have been developed to refill the life of the cartridges and the printhead by refilling. A refilling technique applies reserve containers outside the housing, which contain a multiple of the ink volume present in the printer and are connected to it by hoses (compare DE 4 425 694 A1). Another refilling technique installs reserve containers within the printer housing (see US Patent 5,801,735). Another refilling technique (WO 2006/093 470 A1) enables the automated refilling of only one color or a complete machine and control unit is required for each color.

[0003] Weiter gibt es spezifische Nachfüllstationen für jeweils ein spezifisches Fabrikat einer Tintenpatrone in Geschäften oder öffentlichen Nachfüllstationen, auch mit Münzeinwurf. Es gibt aber keine Vorrichtung zur Befüllung von Tintenstrahlpatronen verschiedener, häufig gekaufter Hersteller. There are also specific refill stations for each specific make of an ink cartridge in shops or public refills, even with coin. But there is no device for filling inkjet cartridges of different, often purchased manufacturers.

Nachteile disadvantage

[0004] Eine nicht nachfüllbare Tintenstrahlpatrone ist verhältnismässig teuer und belastet als Wegwerfgegenstand die Umwelt. Existierende Nachfülltechniken haben den Nachteil, dass sie für unterschiedliche Fabrikate nicht standardisiert sind in Bezug auf Form, kompatibler Tinte und dem Speichermedium als Schaum, Schwamm oder Beutel im Innern der Patrone. Für jeden Drucker muss ein spezielles Nachfüllsystem entwickelt werden. Hinzu kommt, dass das Nachfüllen grosse Präzision erfordert um Verunreinigungen zu verhindern. A non-refillable inkjet cartridge is relatively expensive and burdens the environment as a disposable item. Existing refilling techniques have the disadvantage that they are not standardized for different makes in terms of shape, compatible ink and the storage medium than foam, sponge or bag inside the cartridge. For each printer a special refill system has to be developed. In addition, refilling requires great precision to prevent contamination.

[0005] In öffentlichen Nachfüllstationen muss die äussere Hülle der nachzufüllenden Tintenpatrone mit einer Hohlnadel perforiert werden, so dass die Tintenpatrone anfällig auf Verschmutzungen durch zurückfliessende Tinte wird. Die Nachfüllvorrichtung selber verlangt verschiedene manuelle Eingriffe durch den Bediener und ist nicht angemessen automatisierbar (vgl. Nummer des Patentantrages mit der Computeranzeige und der Waage). In public refill stations, the outer shell of the ink cartridge to be replenished must be perforated with a hollow needle, so that the ink cartridge is susceptible to contamination by backflowing ink. The refill itself requires various manual interventions by the operator and can not be adequately automated (compare the number of the patent application with the computer display and the scale).

[0006] Verfahren, bei denen die nachzufüllende Patrone nicht perforiert werden muss, sind nur auf ein bestimmtes Fabrikat anwendbar. Processes in which the cartridge to be refilled need not be perforated are only applicable to a particular make.

Aufgabe task

[0007] Es soll eine Nachfüllung möglich sein für Patronen von am häufigsten verwendeten Herstellern. Die Nachfüllung soll die Hüllen der Tintenpatronen nicht perforieren und möglichst automatisch ablaufen. It should be possible for refills for cartridges of most commonly used manufacturers. The refill should not perforate the envelopes of the ink cartridges and run as automatically as possible.

Lösung solution

[0008] Im Befüllungsvorgang des Automaten(81 ) werden maximal vier Patronen in die Halterungen (13, 22, 31 , 38) geladen. Mit Betätigen der Taste (70) kontrolliert der Mikroprozessor (42) an den Federkontakten (14, 23, 32, 39) die Anzahl geladener Patronen in den Halterungen (13, 22, 31 , 38). Ist keine Patrone geladen, kann die Maschine nicht gestartet werden. So ist sichergestellt, dass die Maschine korrekt geladen. Eine LED (69) signalisiert, dass der Nachfüll-Prozess beginnt: Die Dreiwegeventile (1 1 , 20, 29, 36) werden in Position gebracht und der Vakuummotor (1 ) eingeschaltet. Der Vakuummotor (1) saugt die Resttinte aus der Patrone und erzeugt so ein Vakuum. Dieser Vorgang dauert 6 sec. Anschliessend wird der Vakuummotor (1) automatisch ausgeschaltet und die Ventile (1 1 , 20, 29, 36) in Richtung Tintenbehälter (13, 22, 31 , 38) umgelegt. Das erzeugte Vakuum in der Patrone saugt anschliessend physikalisch die passende Tintenmenge aus dem Tintenbehälter (13, 22, 31 , 38). In 6-7 sec. sind die Patronen ganz gefüllt. Ein Tonsignal (47) signalisiert dem Benutzer, dass man die Patronen entnehmen kann. LED (69) schaltet aus. In the filling process of the machine (81) a maximum of four cartridges in the brackets (13, 22, 31, 38) are loaded. By pressing the button (70), the microprocessor (42) on the spring contacts (14, 23, 32, 39) controls the number of charged cartridges in the holders (13, 22, 31, 38). If no cartridge is loaded, the machine can not be started. This ensures that the machine is loaded correctly. An LED (69) signals that the refilling process begins: The three-way valves (1 1, 20, 29, 36) are brought into position and the vacuum motor (1) is turned on. The vacuum motor (1) sucks the remaining ink out of the cartridge, creating a vacuum. This process takes 6 sec. Subsequently, the vacuum motor (1) is switched off automatically and the valves (1 1, 20, 29, 36) in the direction of ink tank (13, 22, 31, 38) folded. The generated vacuum in the cartridge then physically aspirates the appropriate amount of ink from the ink container (13, 22, 31, 38). In 6-7 sec., The cartridges are completely filled. A beep (47) signals the user that the cartridges can be removed. LED (69) switches off.

[0009] Weil die Vakuumpumpe (1 ) im Verlauf des Füllvorganges Druck erzeugt hat und das Dreiwegeventil (1 1 , 20, 29, 36) in Richtung Tintenbehälter (13, 22, 31 , 38) umgelegt wurde, herrscht in Schlauche 2, 4, 6, 8, 10, 17, 19, 26, 28,35 ein erhöhter Druck. Wenn man jetzt neue Patronen laden und den Nachfüllprozess neu starten würde, könnte die Elektronik der Maschine versagen, weil zusätzlicher Druck erzeugt würde. Deshalb wird nach Entfernung der Patrone das Dreiwegeventil (11 , 20, 29, 36) während 1 sec. in Richtung Patrone umgelegt. So wird Luft ins Schlauchsystem gelassen und der Druckanzeiger (7) zeigt wieder null. Because the vacuum pump (1) has generated pressure in the course of the filling and the three-way valve (1 1, 20, 29, 36) in the direction of the ink tank (13, 22, 31, 38) was folded, prevails in tubes 2, 4th , 6, 8, 10, 17, 19, 26, 28, 35 have increased pressure. Now, if you load new cartridges and restart the refill process, the machine's electronics may fail because additional pressure is generated. Therefore, after removal of the cartridge, the three-way valve (11, 20, 29, 36) for 1 sec. Towards the cartridge. So air is left in the hose system and the pressure indicator (7) shows zero again.

2 2

Claims (4)

Vorteile [0010] Der Nachfüllautomat (81 ) ermöglicht die gleichzeitige Nachfüllung von Tintenstrahlpatronen unterschiedlicher Farben einer Vielzahl unterschiedlicher Hersteller. Die Hüllen der nachzufüllenden Tintenpatronen werden nicht perforiert. Mit einem Knopfdruck können mit der hier beschriebenen Version der Maschine (81 ) gleichzeitig vier Farben nachgefüllt werden. Die Nachfüllung eines vollständigen Farbenspektrums ist also in einem Arbeitsschritt möglich, erfolgt vollautomatisch und dauert 12 sec. Die Entleerung und Befüllung erfolgt in einem Arbeitsschritt. Die exakte Füllmenge wird durch ein Vakuum bestimmt. Verzeichnis der Figuren [0011 ] Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, welches in den Zeichnungen dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 : Detailansicht des Verbindungssystems der alleinstehenden Maschine. Fig. 2: Detailansicht Verbindungssystem der Mehrfachmaschine. Fig. 3: Elektronisches Kontrollsystem. Fig. 4: Der Programmcodeablauf. Fig. 5: Vollautomatische Nachfüllmaschine. Ausführung der Erfindung [0012] Die Vorrichtung (Fig. 1) besteht aus einer abgedichteten Halterung (13) für Tintenpatronen, sechs Schläuche (2, 4, 6, 8, 12, 15), einem Dreiwegeventil (1 1 ), einem Behälter für Resttinte (3), einem Startknopf (70), einer Vakuumpumpe (1), einem Druckanzeiger (7), einer LED (69) und einem Buzzer (47). Der Tintenbehälter (16), die Vakuumpumpe (1 ), der Druckanzeiger (7) und die befüllenden Tintenpatronen in der Halterung (13) sind über Schläuche (2, 4, 6, 8, 12, 15) am Dreiwegeventil (1 1 ) angeschlossen. [0013] Die Vorrichtung (Fig. 2) besteht aus vier abgedichteten Halterungen für Tintenpatronen (13, 22, 31 , 38) sechzehn Schläuchen ( 2,4, 6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21 , 24, 26, 28, 30, 33, 35, 37,40) vier Dreiwegeventilen (1 1 , 20, 29, 36) einem Behälter für Resttinte (3), einem Startknopf (70), einer Vakuumpumpe (1 ), einem Druckanzeiger (13), einer LED (69) und einem Buzzer (47). Die Tintenbehälter (13, 22, 31 , 38), die Vakuumpumpe (1 ) und die zu befüllenden Tintenpatronen in der Halterungen (13, 22, 31 , 38) sind über Schläuche am Dreiwegeventil (11 , 20, 29, 36) angeschlossen. [0014] Die Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 bis 5 gelöst: Patentansprüche 1. Vorrichtung zur automatischen Nachfüllung einer Tintenstrahlpatrone, bestehend aus den Komponenten: 1 - Vakuumpumpe 2- Schlauch 3- Behälter für Resttinte 4- Schlauch 5- Dreiwegeverbindung 6- Schlauch 7- Druckanzeiger 8- Schlauch 1 1 - Dreiwegeventil 12- Schlauch 13- Halterung 14- Federkontakt advantages The refill (81) allows the simultaneous refilling of inkjet cartridges of different colors of a variety of different manufacturers. The envelopes of the ink cartridges to be refilled are not perforated. At the push of a button, four colors can be added simultaneously with the version of the machine (81) described here. The refilling of a complete color spectrum is thus possible in one step, takes place fully automatically and lasts 12 sec. The emptying and filling takes place in one work step. The exact filling quantity is determined by a vacuum. List of figures The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment which is illustrated in the drawings. It shows: Fig. 1: Detail view of the connection system of the stand-alone machine. Fig. 2: Detail view connection system of the multiple machine. Fig. 3: Electronic control system. Fig. 4: The program code sequence. Fig. 5: Fully automatic refilling machine. Embodiment of the invention The apparatus (Fig. 1) consists of a sealed holder (13) for ink cartridges, six hoses (2, 4, 6, 8, 12, 15), a three-way valve (1 1), a container for waste ink (3 ), a start button (70), a vacuum pump (1), a pressure indicator (7), an LED (69) and a buzzer (47). The ink tank (16), the vacuum pump (1), the pressure indicator (7) and the filling ink cartridges in the holder (13) are connected via hoses (2, 4, 6, 8, 12, 15) to the three-way valve (1 1) , The device (Fig. 2) consists of four sealed holders for ink cartridges (13, 22, 31, 38) sixteen hoses (2,4, 6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21, 24 , 26, 28, 30, 33, 35, 37, 40) four three-way valves (1 1, 20, 29, 36) a container for waste ink (3), a start button (70), a vacuum pump (1), a pressure indicator ( 13), an LED (69) and a buzzer (47). The ink tanks (13, 22, 31, 38), the vacuum pump (1) and the ink cartridges to be filled in the brackets (13, 22, 31, 38) are connected to the three-way valve (11, 20, 29, 36) via hoses. The object is solved by the features of claims 1 to 5: claims 1. A device for automatic refilling of an inkjet cartridge, consisting of the components: 1 - Vacuum pump 2- hose 3- Container for waste ink 4- hose 5- three way connection 6- hose 7- Pressure gauge 8- hose 1 1 - three-way valve 12- hose 13- bracket 14 spring contact 2. Nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es um drei weitere Systeme der gleichen Art zur Nachfüllung drei weiterer Farben erweitert ist, bestehend aus: 1 - Vakuummotor 2- Schläuche (auch 4, 6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21 , 24, 26, 28, 30, 33, 35, 37,40) 3- Behälter für Resttinte 5- Dreiwegeverbindung für Vakuum (auch 9, 18, 27) 1 1 - Dreiwegeventil (auch 20, 29, 36) 13- Halterung für Patrone (auch 22, 31 , 38) 14- Federkontakte (auch 23, 32, 39) 16- Tintenbehälter (auch 25, 34, 41 ) 3 2. According to claim 1, characterized in that it is extended by three further systems of the same type for refilling three further colors, consisting of: 1 - Vacuum motor 2- hoses (also 4, 6, 8, 10, 12, 15, 17, 19, 21, 24, 26, 28, 30, 33, 35, 37, 40) 3- Container for waste ink 5- three-way connection for vacuum (also 9, 18, 27) 1 1 - three-way valve (also 20, 29, 36) 13- holder for cartridge (also 22, 31, 38) 14- spring contacts (also 23, 32, 39) 16- ink tank (also 25, 34, 41) 3 3. Ein Kontrollsystem für eine Vorrichtung nach Anspruch, mit den Komponenten I - Vakuumpumpe I I - Drei Wegeventil (auch 20, 29, 36) 42- Mikrocontroller 43- Hauptschalter 44- Stromeinfluss Kabel 12V 45- Transistoren (auch 46) 47- Buzzer 48- Wiederstände (auch 49-55) 56- Stromkabel GND (auch 60, 76, 77, 78, 79, 80) 57- Mikrocontroller-Output Verbindung (auch 59, 61 , 63, 65, 67) 58- Stromkabel 5V (auch 62, 64, 66, 68) 69- LED 70- Taste 71 - Mikrocontroller-Input Verbindung (auch 72-75) 3. A control system for a device according to claim, comprising the components I - Vacuum pump I I - Three way valve (also 20, 29, 36) 42- microcontroller 43- Main switch 44- Current influence cable 12V 45- transistors (also 46) 47- Buzzer 48- resistances (also 49-55) 56- power cable GND (also 60, 76, 77, 78, 79, 80) 57- microcontroller output connection (also 59, 61, 63, 65, 67) 58- 5V power cable (also 62, 64, 66, 68) 69 LED 70 button 71 - microcontroller input connection (also 72-75) 4. Ein Verfahren zum Füllen einer Tintenstrahlpatrone unter Verwendung der Vorrichtung, mit den Schritten Start - Der Mikroprozessor (42) kontrolliert alle Kontaktfedern (14, 23, 32, 39) und ob mindestens eine Patrone geladen ist. Wenn alles korrekt ist, leuchtet LED (69) gelb Ventile (1 1 , 20, 29, 36) der geladenen Patronen gehen in Position Vakuumpumpe (1 ) saugt ca. 6 sec Vakuummotor (1) schaltet sich aus Geladene Ventil(e) werden umgelegt in Richtung des Tintenbehälters (16, 25, 34, 41 ) Nach ca. 7 sec. erlischt das LED ( 69) und das Tonsignal (47) signalisiert, dass die Patronen entnommen werden können Ende 44. A method of filling an inkjet cartridge using the apparatus, comprising the steps Start - The microprocessor (42) controls all contact springs (14, 23, 32, 39) and whether at least one cartridge is charged. If everything is correct, LED (69) lights up yellow Valves (1 1, 20, 29, 36) of the charged cartridges are in position Vacuum pump (1) sucks for approx. 6 sec. Vacuum motor (1) switches off Charged valve (s) are turned over in the direction of the ink tank (16, 25, 34, 41). After approx. 7 sec. This extinguishes LED (69) and the beep (47) signal that the cartridges can be removed The End 4
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