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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Tintentank für einen Tintendrucker gemäß dem Oberbegriff des
Patentanspruches 1.
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Die
häufigsten
Tintendrucker in der Praxis sind Serialdrucker mit einem Druckergehäuse, in dem
ein Schlitten parallel zur Druckzeilenrichtung angeordnet ist. Auf
diesem sind ein wechselbarer bzw. lösbarer Tintenbehälter und
ein damit oftmals starr verbundener Druckerkopf montiert. Bei Betrieb
des Serialdruckers verfahren der Druckerkopf und der Tintenbehälter auf
dem Schlitten traversierend zwischen den beiden Schlittenenden,
während
das dem Drucker zugeführte
Papier rechtwinklig zu dem Schlitten in Zeilenvorschubrichtung transportiert
wird.
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Bei
der traversierenden Verfahrweise wirken Beschleunigungs- und Bremskräfte auf
den Tintentank und führen
zu wellenförmigen
Bewegungen und zum Aufschaukeln der Tinte in dem Tintentank. Dies führt zu Druckschwankungen
in dem Tintentank sowie zu starken Unterschieden in der dem Druckerkopf
zugeführten
Tintenmenge und damit zu einem qualitativ schlechten Tinten-Druckbild.
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Das
Aufschaukeln der Tinte steigt mit zunehmendem Größe des Tintentanks, so dass
die Positionierung des Druckerkopfes und somit das Tinten-Druckbild
negativ beeinflusst wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn der
Tintentank und der Druckerkopf starr miteinander verbunden sind.
Ferner kann ein Aufschaukeln dazu führen, dass die Tinte bspw. über Belüftungsöffnungen
aus dem Tintentank fließt.
Deshalb sind Vorkehrungen zu treffen, um ein Aufschaukeln der Tinte
zu verhindern.
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Ein
weiteres Problem bei der Erzielung eines scharfen Tinten-Druckbilds
besteht in der Sicherstellung eines an der Düseneinrichtung des Druckerkopfs
anliegenden Unterdrucks von einigen Millibar. Dies kann, wie im
nachstehenden Stand der Technik beschrieben, durch einen mit einem
Tintenabsorber ausgestatteten Tintentank gewährleistet werden.
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Aus
der
US 4,771,295 ist
ein Tintentank bekannt, in dem als Tintenabsorber mit Luftkammern ein
Schaumkern mit Poren eingesetzt ist. Dieser bindet die Tinte und
verhindert damit ein Aufschaukeln und Überschwappen der Tinte. Der
Schaumkern erzeugt durch seine kavernenartigen Poren einen Unterdruck
im Tintentank und verhindert damit ein Auslaufen der Tinte aus bodenseitigen Öffnungen
des Tintentanks. Deshalb kann der Tintentank konstruktiv vorteilhaft
räumlich
oberhalb der Düsen
angeordnet werden. Allerdings gelingt es in der Regel nicht, den Schaumkern
vollständig
luftblasenfrei zu füllen,
so dass dieser Typ eine gewisse Abhängigkeit von Umgebungsluftdruckänderungen
zeigt.
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Bei
der aufwendigen Herstellung dieses Schaumkernes für einen
Tintentank wird ein großer geschäumter Schaumblock
in mehrere Schaumkerne geschnitten. Bei dem Schnittvorgang verbleiben einzelne
kleine Partikel an dem Schaumkern, die sich trotz mehrmaligen aufwendigen
Waschens nicht vollständig
entfernen lassen. Diese Partikel können später mit dem Tintenstrom zu
den Düsen
transportiert werden und diese verstopfen.
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Ein
weiterer wesentlicher Nachteil bei der Verwendung von Schaumblöcken besteht
in der ungleichmäßigen Verteilung
der Poren sowie der Varianz der Porengröße.
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Deshalb
können
aus dem gleichen Schaumblock geschnittene Schaumkerne starke Unterschiede
in der Anzahl und der Größe der Poren
aufweisen.
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Da
die Größe und Anzahl
der Poren den Unterdruck an den Düsen bestimmt, ist in der Praxis eine
Abstimmung des Unterdruckes an den Düsen durch Steuerung der Porengröße in der
Serie nicht in erforderlicher Güte
möglich.
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Ein
ganz wesentlicher Nachteil ist die begrenzte Beständigkeit
des Schaums gegen lösungsmittelhaltige
Tinten und sein unkontrollierbares Quellen in allen Tintentypen,
die nicht auf Wasser basieren. Je nach Inhaltstoffen der Tinte und
abhängig
von der Temperatur und der Lagerzeit quillt der Schaum. Damit verändert sich
die Porengröße und entsprechend
die Rückhaltekraft
des Schaums auf die Tinte.
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Auch
die absaugbare Menge der gespeicherten Tinte ist unbefriedigend,
da ein großer
Teil der Tinte in dem Schaum gespeichert bleibt.
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In
der
DE 100 59 130 wird
vorgeschlagen anstelle eines Schaumes als Tintenabsorber in dem Tintentank
ein Faserbündel
mit Faserzwischenräumen
als Luftkammern zu verwenden. Damit soll ein besseres Speichervolumen
und ein besserer Tintenfluss erreicht, sowie der Einschluss von
Luftblasen beim Befüllvorgang
vermieden werden.
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Auch
dieser Lösung
bleibt jedoch der Nachteil, dass die Größe der einzelnen Luftkammern
unterschiedlich ist und nicht kontrolliert werden kann.
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Bei
Tintenentnahme durch den Druckvorgang löst sich die Tinte aus den größeren Poren
zuerst, und es kommt mit fortschreitender Entleerung zur Bildung
von Luftkanälen
im Faserbündel,
so dass der Druckerkopf Luft statt Tinte ansaugt und es trotz ausreichendem
Tintenvorrat zu Druckaussetzern kommt.
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Weiterhin
sind Flüssigspeicher
bekannt geworden, die zusätzlich
mit einem so genannten Blubbergenerator versehen sind, wie z.B.
in
EP 1 022 144 beschrieben.
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Diese
Bauart bewirkt durch Maßnahmen
der Unterdrucksteuerung in dem Tintentank, dass an den Düsen des
Druckerkopfes der notwendige Unterdruck herrscht, deshalb wird dieser
Tanktyp räumlich oberhalb
der Düsen
angeordnet.
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Der
Nachteil dieser Bauform besteht jedoch darin, dass sie empfindlich
ist gegen sich ändernden Umgebungsluftdruck.
Bei Luftdruckänderungen kommt
es zum unkontrollierten Auslaufen von Tinte durch Überdruckbildung
im Tintenbehälter
oder zum Klecksen des Druckerkopfes. Dieser Mangel wird durch regelmäßiges Abspritzen
von Tinte durch die Düsen
in Stillstandszeiten des Druckers gemildert, dadurch steigt aber
der Tintenverbrauch unnötig
an. Bei Druckern, die selten im Einsatz sind, geht auf diese Weise
der überwiegende
Teil der Tinte verloren. Außerdem
ist die abgesaugte Tinte zu entsorgen, was besonders aufwendig ist
bei Tinten, die nicht wasserbasierend sind.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen einfach gestalteten
Tintentank für
einen Drucker zu entwickeln, mit dem ein konstanter Unterdruck in
dem Tintentank realisiert wird.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen
Tintentank mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Der
Tintentank ist über
eine Absaugöffnung mit
einem Druckerkopf eines Druckers verbunden und weist zur Aufnahme
von Tinte eine Wanne mit einem Boden und Seitenwänden sowie einen über die Seitenwände mit
der Wanne verbundenen Deckel mit einer Belüftungsöffnung auf.
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Darüber hinaus
ist wenigstens eine zur beim Drucken vorliegende Bewegungsrichtung
des Tintentanks quer ausgerichtete und mit dem Boden der Wanne verbundene
Zwischenwand mit einem Durchbruch vorgesehen. Diese Zwischenwand
teilt den Tintentank in mehre Kammern auf. Hierdurch wird die Bewegungsfreiheit
der Tinte in bezug auf die Bewegungsrichtung des Tintentanks bei
einem Druckvorgang eingeschränkt
und damit einerseits vorteilhaft hydrodynamische Druckschwankungen
vermieden. Andererseits werden Unterschiede in der dem Druckerkopf
zugeführten
Tintenmenge reduziert. Hierdurch ist sichergestellt, dass ein scharfes
Tintendruckbild erzeugt wird.
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Neben
diesen Vorteilen kann beim erfindungsgemäßen Tintentank auf einen Tintenabsorber zur
Speicherung der Tinte verzichtet werden, so dass ein erheblich vergrößertes freies
Volumen zur Aufnahme von Tinte bei gleichen Tintentankabmessungen
erreicht.
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Darüber hinaus
ist die dem Druckerkopf aus dem erfindungsgemäßen Tintentank zuführbare Tintenmenge
auch deshalb größer als
bei einem Tintentank mit Tintenabsorbern nach dem Stand der Technik,
weil nahezu die gesamte Tinte zum Druckerkopf geführt werden
kann, ohne dass nennenswerte Tintenrückstände im Tintentank verbleiben.
Hingegen bleibt bei Tintentanks mit Tintenabsorber immer ein Teil
der Tinte in diesem gebunden. Darüber hinaus können bei
dem erfindungsgemäßen Tintentank
die Kosten für
einen Tintenabsorber gespart werden.
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Durch
den Durchbruch in der Zwischenwand ist sichergestellt, dass die
Tinte von einer Kammer zu der anderen strömen kann und Niveauunterschiede in
den Kammern ausgeglichen werden. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht,
dass eine Strömungsverbindung
von einer einzigen Kammer zum Druckerkopf ausreicht, um die Tinte
aus allen Kammern zum Druckerkopf zu fördern. Eine vorteilhafte Ausbildung sieht
vor, dass der Durchbruch in dem Verbindungsbereich zu dem Boden
angeordnet ist. Hierdurch wird der Vorteil erreicht, dass die Tinte
selbst bei einem niedrigen Tinten-Füllstand von einer Kammer in
die andere fließt
und Niveauunterschiede ausgeglichen werden.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen,
dass der Boden als Tintensumpf eine in die vom Deckel abweisende
Richtung ausgebildete Vertiefung aufweist, in der ein Absaugrohr
zur Zuführung
von Tinte zu dem Druckerkopf mit seinem saugseitigen Ende geführt ist.
Hierdurch kann der größte Teil
der Tinte aus dem Tintentank zu dem Druckerkopf gefördert werden.
Der in dem Tintentank verbleibende ungenutzte Restbestand an Tinte
wird erheblich reduziert.
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Um
ein Auslaufen von Tinte bei Lagerung und Transport des Tintentanks
zu vermeiden sowie ein Überschwappen
von Tinte aus dem Tintentank zu verhindern, sind als Verschlusselemente
für die
Absaugöffnung
und die Belüftungsöffnung Ventile
vorgesehen. Sie sind zweckmäßiger Weise
mechanisch und/oder elektrisch steuerbar und innerhalb der Absaugöffnung und
Belüftungsöffnung angeordnet.
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Eine
kostengünstige
Herstellung des Tintentanks wird durch die Verwendung von Kunststoff-Spritzteilen erreicht,
wobei vorteilhafterweise der Deckel und die Wanne durch eine preisgünstige Schnappverbindung
zusammengehalten werden.
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Bei
einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung der Erfindung ist
vorgesehen, dass unterhalb des Durchbruchs und in gedachter Verlängerung
der Zwischenwand eine verschließbare Öffnung vorgesehen
ist. Durch die Anordnung der Öffnung wird
der Vorteil erreicht, dass die Wanne mit ihrer Zwischenwand und
dem Durchbruch mit einem Kunststoff-Spritzgießwerkzeug ohne Schieber zum Ausformen
des Durchbruchs hergestellt werden kann. Hierdurch bleiben die Fertigungskosten
niedrig.
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Eine
vorteilhafte Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass mehrere Zwischenwände in dem
Tintentank vorgesehen sind. Die ist vorteilhaft, weil sich damit
ein größeres Tintenvolumen
speichern lässt, ohne
dass die hydrodynamischen Druckschwankungen an den Düsen des
Druckkopfe sich erhöhen. Durch
die Anordnung einer Vielzahl von Zwischenwänden wird darüber hinaus
der Vorteil erreicht, dass der Tintentank in seinen Abmessungen
und somit sein freies Volumen zur Aufnahme von Tinte noch wesentlich
vergrößert werden
kann, ohne dass es zu wesentlichen Druckschwankungen in dem Tintentank und/oder
zu unterschiedlichen dem Druckerkopf zugeführten Tintenmengen kommt.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme
auf die Zeichnung naher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht auf die Entnahmeseite des Tintentanks aus
einem Drucker mit zwei Ventilen,
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2 die
Unterseite des Tanks mit dem Tintensumpf in perspektivischer Darstellung,
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3 einen
Längsschnitt
durch den Tank mit seinem Tintensumpf, in dem ein Absaugrohr eingeführt ist,
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4 einen
Querschnitt durch den Tank mit einem geschlossenen und einem geöffneten
Ventil und
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5 einen
Querschnitt durch den Tank mit hierin angeordneten Zwischenwänden mit
Durchbrüchen,
die Verbindungskanäle
zwischen den einzelnen Tintenkammern bilden.
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Der
erfindungsgemäße Tintentank
für einen nicht
dargestellten Drucker mit Druckerkopf ist zumindest im Druckbetrieb
unterhalb des Druckkopfs angeordnet. Durch diese Anordnung zum Druckerkopf
wird ein Unterdruck an den Düsen
des Druckkopfes erzeugt, der für
ein scharfes Druckbild notwendig ist.
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Der
Tintentank nach 1 und 2 für einen
nicht dargestellten Drucker umfasst einen Deckel (1) sowie
zur Aufnahme von Tinte eine im wesentlichen quadratische Wanne (2)
mit einem von Seitenwänden
(2.2) umgebenen Boden (2.1). Der Deckel (1)
ist über
eine Schnappverbindung oder Rastverbindung mit den Seitenwänden (2.2)
flüssigkeitsdicht
verbunden. Zur Abdichtung ist zwischen dem Deckel (1) und
den Seitenwänden
(2.2) ein umlaufender Dichtring (17) eingesetzt.
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Alternativ
kann der Deckel (1) auch mit den Seitenwänden (2.2)
flüssigkeitsdicht
verschweißt oder
verklebt sein.
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An
Seitenflächen
des Deckels (1) sind angespritzte Kreuzbolzen (4, 5)
als Mittel zur lösbaren
Befestigung des Tintentanks in einem nicht dargestellten Druckergehäuse vorgesehen.
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Der
Deckel (1) weist eine Absaugöffnung (23) und eine
Belüftungsöffnung (6)
auf. Innerhalb der Öffnungen
(6, 23) sind Ventile mit Formteilen (14) zum Öffnen und
Schließen
dieser angeordnet.
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Wie 3 zeigt,
ist ein von dem Deckel (1) ausgehendes Absaugrohr (16)
in den Tintentank geführt.
Es ist durch ein über
den Deckel (1) ragendes und in der Absaugöffnung (23)
gelagertes Adapterstück
(3) verlängert
(s. 1), welches eine einfache Anschlussmöglichkeit
an einen nicht dargestellten Druckerkopf bildet. Innerhalb des Absaugrohrs
(16) auf der Höhe
des Deckels (1) ist ein Ventil angeordnet. Es umfasst neben
dem als Verschluss fungierendem Formteil (14), einen Profilring
(12), lediglich einen Dichtring (13) sowie eine
Druckfeder (15). Das in der Belüftungsöffnung (6) eingesetzte
Ventil (6) ist in seinem Aufbau identisch zu dem in dem
Absaugrohr (16) verwendeten Ventil. Das in der Belüftungsöffnung (6)
eingesetzte Ventil ist in 4 in seinem
geschlossenen Zustand gezeigt. Dabei wird das vorzugsweise kugelförmig ausgebildete
Formteil (20) von der Druckfeder (19) gegen den
zwischen dem Profilring (12) und dem Deckel (1)
angeordneten Dichtring (13) gedrückt. Es kann durch Verschiebung des
Formteils (20) in Richtung des Bodens (2.1) geöffnet werden.
Dies kann bspw. durch ein nicht dargestelltes an dem Deckel (1)
befestigtes stabförmiges
Betätigungselement
erfolgen.
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Wie
aus den 4 und 5 ersichtlich, sind
mehrere mit dem Boden (2.1) verbundene Zwischenwände (24)
in der Wanne (2) angeordnet. Sie sind quer zur beim Druckvorgang
vorliegenden Bewegungsrichtung des Tintentanks ausgerichtet und unterteilen
den Tintentank in mehrere Kammern (29). In dem Verbindungsbereich
zwischen den Zwischenwänden
(24) und dem Boden (2.1) ist pro Zwischenwand
(24) wenigstens ein Durchbruch (18) angeordnet,
um einen Ausgleich des Tintenniveaus in den Kammern (29)
zu gewährleisten.
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Aus
Fertigungsgründen
umfasst der Boden (2.1) unterhalb der Durchbrüche (18)
und in gedachter Verlängerung
der zugehörigen
Zwischenwand (24) verschließbare Öffnungen (27). Die Öffnungen (27)
sind zur Verbesserung der Elastizität der Wandung von einem Ringwulst
(8, 9, 10, 11) umgeben und durch
je eine Kugel (26) verschlossen.
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Der
Boden (2.1) der Wanne (2) enthält eine als Tintensumpf (7)
ausgebildete Vertiefung, welche in die von dem Deckel (1)
abweisende Richtung ausgeprägt
ist.
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Ausgehend
von der Absaugöffnung
(23) ist das Absaugrohr (16) mit seinem saugseitigen
Ende in die Vertiefung geführt.
Das Absaugrohr (16) dient zur Strömungsverbindung mit einem nicht
dargestellten Druckerkopf eines Druckers. Um kleinste Mengen von
in dem Tintentank befindlicher Tinte absaugen zu können, bildet
die Vertiefung einerseits die tiefste Stelle des Tintentanks, wo
sich der letzte Rest der Tinte sammelt. Andererseits ist die Vertiefung korrespondierend
zum Absaugrohr profiliert.
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Der
erfindungsgemäße Tintentank
für einen nicht
dargestellten Drucker mit Druckerkopf ist zumindest im Druckbetrieb
unterhalb des Druckkopfs angeordnet. Durch diese Anordnung zum Druckerkopf
wird ein Unterdruck an den Düsen
des Druckkopfes erzeugt, der für
ein scharfes Druckbild notwendig ist.
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- 1
- Deckel
- 2
- Wanne
- 2.1
- Boden
- 2.2
- Seitenwände
- 3
- Adapterstück
- 4
- Kreuzbolzen
- 5
- Kreuzbolzen
- 6
- Belüftungsöffnung
- 7
- Tintensumpf
- 8
- Ringwulst
- 9
- Ringwulst
- 10
- Ringwulst
- 11
- Ringwulst
- 12
- Profilring
- 13
- Dichtring
- 14
- Formteil
- 15
- Druckfeder
- 16
- Absaugrohr
- 17
- Dichtring
- 18
- Durchbruch
- 19
- Kugel
- 20
- Formteil
- 21
- Dichtring
- 22
- Profilring
- 23
- Absaugöffnung
- 24
- Zwischenwand
- 25
- Belüftungsrohr
- 26
- Kugel
- 27
- Öffnung
- 28
- Druckfeder
- 29
- Kammer