DE102020129787A1

DE102020129787A1 - Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen sowie mit geringem Gasanteil in der Tinte

Info

Publication number: DE102020129787A1
Application number: DE102020129787.4A
Authority: DE
Inventors: Ender Olgac; Christoph Rummelsberger; Jochen Reinders
Original assignee: Canon Production Printing Holding BV
Current assignee: Canon Production Printing Holding BV
Priority date: 2020-11-11
Filing date: 2020-11-11
Publication date: 2022-05-12
Also published as: US11667129B2; US20220143984A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Anordnung (10) zur Tintenversorgung eines Druckriegels (12) mit geringen Druckschwan-ungen, bei der der Druckriegel (12) mindestens zwei gemäß Nachgang des Anmelders ist Figur 1b Zeichnung zur Zusammenfassung Druckköpfe (14) umfasst und über eine Versorgungsleitung (18) mit einem Tintenvorratsbehälter (16) verbunden ist. Jeder der Druckköpfe (14) ist über mindestens eine Dämpfungsleitung (26) mit einem Dämpfungsbehälter (28) verbunden. Der Dämpfungsbehälter (28) ist mit einer Abflussleitung (32) verbunden. Das Ende der Dämpfungsleitung (26) endet in einer ersten Höhe (H1) im Dämpfungsbehälter (28). Das Ende der Abflussleitung (32) endet in einer zweiten Höhe (H2) oberhalb der ersten Höhe (H1) im Dämpfungsbehälter (28). Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung (300) zur Tintenversorgung eines Druckriegels (12) mit geringem Gasanteil in der Tinte.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen, bei der der Druckriegel mindestens zwei Druckköpfe umfasst und über eine Versorgungsleitung mit einem Tintenvorratsbehälter verbunden ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringem Gasanteil in der Tinte.
Dokument DE 10 2019 106 200 B3 offenbart ein Tintenversorgungssystem für einen Druckriegel einer Tintenstrahldruckvorrichtung. Das System umfasst zwei Versorgungsleitungen zur Tintenversorgung der Druckköpfe des Druckriegels. Die Druckköpfe sind hierzu jeweils über eine Verbindungsleitung an beide Versorgungsleitungen angeschlossen. Insbesondere im Bereich der Versorgungsleitungen, in dem die Verbindungsleitungen angeschlossen sind, sowie in weiteren Teilen des Tintenversorgungssystems können sich nach dem Befüllen des Tintenversorgungssystems mit Tinte sowie durch Gaseintrag Gasblasen bilden, die die Funktion der Druckköpfe stören und dadurch zu fehlerhaften Druckbildern führen können. Im Stand der Technik haben Wartungstechniker die Gasblasen bei der Inbetriebnahme oder bei Serviceeinsätzen entfernt. Dies ist jedoch mit hohem Aufwand verbunden und führt insbesondere zu Ausfällen des Drucksystems, wenn die Gasblasen die Qualität der erzeugten Druckbilder beeinträchtigen.
Dokument DE 10 2018 110 845 B3 offenbart eine Anordnung zur Versorgung von mindestens zwei Druckköpfen eines Druckriegels einer Tintenstrahldruckvorrichtung mit Tinte. Jedem Druckkopf ist jeweils ein mit Luft und Tinte gefüllter geschlossener Vorratsbehälter zugeordnet. Der Druck im jeweiligen Versorgungsbehälter wird gemessen und ausgehend vom ermittelten Messwert ein dem jeweiligen Vorratsbehälter zugeordnetes Stellglied aktiviert, um erforderlichenfalls Tinte in den Vorratsbehälter zu fördern.
Bei bekannten Tintenstrahldrucksystemen, die Druckriegel mit mehreren Druckköpfen haben, werden mit Luft und Tinte gefüllte Dämpfungsbehälter eingesetzt, die für eine optimale Dämpfung von Druckschwankungen bei der Tintenversorgung ein vorgegebenes Luft/Tinte-Volumenverhältnis haben müssen. Dieses Volumenverhältnis wird durch einen Servicetechniker manuell durch eine luftgefüllte Spritze eingestellt. Aufgrund der technisch nicht 100-prozentigen Dichtheit des Systems, nimmt die Luft oder die Tinte im Dämpfungsbehälter ab, sodass der Dämpfungsbehälter durch bestimmte Auslastungen des Druckriegels, insbesondere bei langer Druckzeit, leer oder voll wird. Ein komplett mit Tinte befüllter Dämpfungsbehälter dämpft jedoch nicht. Ein leerer Dämpfungsbehälter dämpft hingegen zu stark. Um dies zu vermeiden muss ein Servicetechniker zyklisch den Füllstand im Dämpfungsbehälter kontrollieren und gegebenenfalls einstellen. Dieser Vorgang ist mit hohem Aufwand und Kosten verbunden. Die Produktivität des Tintenstrahldrucksystems sinkt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels anzugeben, bei der die Tintenversorgung von Druckköpfen eines Druckriegels einfach sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder mit den Merkmalen des Anspruchs 2 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Derartige Anordnungen werden insbesondere bei Tintenstrahldrucksystemen eingesetzt.
Bei einer Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen gemäß einem ersten Aspekt ist jeder der Druckköpfe über mindestens eine Dämpfungsleitung mit einem Dämpfungsbehälter verbunden. Der Dämpfungsbehälter ist mit einer Abflussleitung verbunden. Ein Ende der Dämpfungsleitung endet im Dämpfungsbehälter in einer ersten Höhe. Ein Ende der Abflussleitung endet im Dämpfungsbehälter in einer zweiten Höhe oberhalb der ersten Höhe. Hierdurch kann der Füllstand der Tinte im Dämpfungsbehälter einfach auf die zweite Höhe eingestellt werden, sodass das gewünschte Luft/Tinte-Volumenverhältnis im Dämpfungsbehälter einfach erzeugt werden kann. Dadurch kann eine geeignete Dämpfung von Druckschwankungen insbesondere in einer Versorgungsleitung zur Versorgung der Druckköpfe mit Tinte erreicht werden. Insbesondere wird ein zu großer Unterdruck in der Versorgungsleitung durch den Dämpfungsbehälter auch bei hohem Tintenverbrauch der Druckköpfe sicher vermieden, da bei ansteigendem Unterdruck in der Versorgungsleitung ein Druckausgleich mit der im Dämpfungsbehälter befindlichen Tinte erfolgt und hierdurch kurzzeitig der Flüssigkeitsstand der Tinte im Dämpfungsbehälter sinkt bis ausreichend Tinte aus dem Vorratsbehälter durch die Versorgungsleitung nachgeströmt ist.
Bei einer Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringem Gasanteil in der Tinte gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfasst der Druckriegel mindestens zwei Druckköpfe und ist über eine Versorgungsleitung mit einem Tintenvorratsbehälter verbunden. Die Versorgungsleitung umfasst mindestens einen Tintenverteiler, dem Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter über die Versorgungsleitung zuführbar ist. Der Tintenverteiler ist mit jedem der Druckköpfe über je eine Verbindungsleitung verbunden. Jeder der Druckköpfe ist mit einer Abflussleitung zum Abführen von Tinte aus den Druckköpfen verbunden. Die Abflussleitung führt die abgeführte Tinte dem Tintenvorratsbehälter wieder zu. Zumindest der Tintenvorratsbehälter, die Versorgungsleitung, der Tintenverteiler, die Druckköpfe und die Abflussleitung bilden einen Tintenkreislauf. Der Tintenkreislauf umfasst weiterhin ein Mittel zum Transport von Tinte durch den Tintenkreislauf und eine Entgasungseinheit.
Ein solches Mittel zum Transport von Tinte kann insbesondere eine Pumpe, wie beispielsweise eine Zahnradpumpe, sein. Vorzugsweise werden im Kreislauf angeordnete Ventile geöffnet oder derart geschaltet, dass Tinte im Kreislauf zirkulieren kann. Eine Steuereinheit der Anordnung steuert das Mittel zum Transport von Tinte durch den Tintenkreislauf in einem Entgasungsbetriebsmodus zum Transport der Tinte durch den Kreislauf an. Hierdurch kann die gesamte im Kreislauf befindliche Tinte einmal oder mehrfach durch den Kreislauf gefördert werden. Der Entgasungsbetriebsmodus unterscheidet sich von einem Druckbetriebsmodus zum Bedrucken von Trägermaterial mithilfe der Druckköpfe dadurch, dass die Steuereinheit in dem Druckbetriebsmodus das Mittel derart ansteuert, dass die Druckköpfe im Druckbetrieb Tinte gegen einen Gegendruck bzw. gegen ein Unterdruck aus dem Tintenvorratsbehälter fördern.
Vorzugsweise ist der Tintenvorratsbehälter bei dem ersten oder zweiten Aspekt derart angeordnet und ausgebildet, dass ein Füllstand des Tintenvorratsbehälters in einer Ebene unterhalb der Druckdüsen der Druckköpfe liegt. Hierdurch wird ein Unterdruck der Tinte im Bereich der Druckdüsen erzeugt, durch den ein ungewolltes Austreten von Tinte aus den Druckdüsen verhindert wird. Der Füllstand im Tintenvorratsbehälter wird insbesondere durch Nachfördern von Tinte aus einem Tintentank in einem voreingestellten Bereich gehalten, sodass der Unterdruck an den Druckdüsen konstant ist. Alternativ oder zusätzlich kann der Unterdruck an den Druckkopfdüsen über die Veränderung des Füllstandes im Vorratsbehälter eingestellt werden. Zumindest der Tintenvorratsbehälter und die Druckköpfe mit den Druckkopfdüsen bilden verbundene Gefäße. Aufgrund der Erzeugung des Unterdrucks an den Druckkopfdüsen über den Füllstand im Tintenvorratsbehälter wird der Tintenvorratsbehälter auch als Back-Pressure-Tank bezeichnet.
Umfasst die Anordnung einen Dämpfungsbehälter, kann dieser ein Entlüftungsventil umfassen, bei dessen Betätigung aufgrund des an den Druckdüsen erzeugten Unterdrucks Tinte aus dem Dämpfungsbehälter herausströmt, sodass der Füllstand der Tinte im Dämpfungsbehälter durch Betätigen des Entlüftungsventils abgesenkt werden kann. Bei besonders vorteilhaften Ausführungsformen kann das Entlüftungsventil durch eine entsprechende Ansteuerung einer Steuereinheit automatisch geöffnet und geschlossen werden. Zusätzlich oder alternativ kann Tinte bei geöffnetem Entlüftungsventil mit Hilfe einer Pumpe vorzugsweise über eine Abflussleitung aus dem Dämpfungsbehälter gepumpt werden. Hierbei kann die Dämpfungsleitung durch die Betätigung eines Ventils geschlossen werden.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Dämpfungsbehälter einen Füllstandssensor hat, der zumindest Tinte oberhalb der Abflussleitung bzw. oberhalb des zweiten Abschnitts der Abflussleitung detektiert. Ausgehend von einem entsprechenden Signal kann die Steuereinheit dann bei Vorhandensein von Tinte im Erfassungsbereich des Sensors eine Fehlermeldung ausgeben oder ein Entlüftungsventil zum Entlüften des Dämpfungsbehälters öffnen. Zusätzlich oder alternativ kann Tinte bei geöffnetem Entlüftungsventil mit Hilfe einer Pumpe vorzugsweise über eine Abflussleitung aus dem Dämpfungsbehälter gepumpt werden. Detektiert der Sensor keine Tinte mehr im Erfassungsbereich, steuert die Steuereinheit das Entlüftungsventil derart an, dass es geschlossen ist. Ist eine Pumpe zum Abpumpe von Tinte aus dem Dämpfungsbehälter aktiviert worden, wird diese durch die Steuereinheit abgeschaltet.
Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinheit die Entlüftungszeit bis der Sensor keine Tinte mehr im Erfassungsbereich erfasst, ermittelt. Die ermittelte Zeit kann dann von der Steuereinheit mit einem Grenzwert verglichen werden. Beim Erreichen oder Überschreiten des Grenzwertes kann dann eine Fehlermeldung erzeugt und/oder ausgegeben werden. In gleicher Weise kann beim Auffüllen des Dämpfungsbehälters die Zeit der Aktivierung einer Pumpe bis zum Erfassen von Tinte im Erfassungsbereich des Sensors ermittelt werden. Die ermittelte Zeit kann mit einem vorangestellten Grenzwert verglichen werden. Beim Erreichen oder Überschreiten des Grenzwertes kann dann eine weitere Fehlermeldung erzeugt und/oder ausgegeben werden.
Umfasst die Anordnung Dämpfungsbehälter, ist es besonders vorteilhaft, wenn die Abflussleitung bzw. der zweite Abschnitt der Abflussleitung und/oder die Dämpfungsleitung innerhalb des Dämpfungsbehälters als Tauchleitung ausgeführt sind. Die Tauchleitung kann dabei insbesondere als Schlauch oder Rohr ausgeführt sein. Alternativ oder zusätzlich können die Abflussleitung bzw. der zweite Abschnitt der Abflussleitung und/oder die Dämpfungsleitung mit jeweils einer seitlichen Öffnung des Dämpfungsbehälters verbunden sein. An der seitlichen Öffnung des Dämpfungsbehälters kann insbesondere ein Stutzen vorgesehen sein, an den die Abflussleitung bzw. der zweite Abschnitt der Abflussleitung oder die Dämpfungsleitung anschließbar sind.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Anordnung gemäß dem ersten Aspekt eine Entgasungseinheit umfasst, durch die Gaseinschlüsse, insbesondere Luftblasen, aus der Tinte herausgelöst und entfernt werden können.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Anordnung gemäß dem ersten oder zweiten Aspekt einen Wärmetauscher umfasst, durch den die im Vorratsbehälter befindliche Tinte bzw. die den Druckköpfen zuzuführende Tinte auf eine gewünschte Solltemperatur gebracht wird. Sowohl die Entgasungseinheit als auch der Wärmetauscher können im Tintenkreislauf der jeweiligen Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels angeordnet sein.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele anhand von Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1A einen ersten Teil eines Blockschemas einer Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen;
1B einen zum ersten Teil nach 1A komplementären zweiten Teil eines Blockschemas einer Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen;
2 eine Detaildarstellung eines Dämpfungsbehälters der Anordnung nach den 1A und 1B;
3A einen ersten Teil eines Blockschemas einer Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringem Gasanteil in der Tinte;
3B einen zum ersten Teil nach 3A komplementären zweiten Teil eines Blockschemas einer Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringem Gasanteil in der Tinte;
4 ein Ablaufdiagramm zum Einstellen des Dämpfungsvolumens eines Dämpfungsbehälters gemäß einer ersten Ausführungsform;
5 ein Ablaufdiagramm zum Einstellen des Dämpfungsvolumens eines Dämpfungsbehälters gemäß einer zweiten Ausführungsform;
6 ein Ablaufdiagramm zum Einstellen des Dämpfungsvolumens eines Dämpfungsbehälters;
7 ein Ablaufdiagramm zur Entgasung von in einem Tintenvorratsbehälter 16 enthaltener Tinte; und
8 ein Ablaufdiagramm zur Entgasung eines Tintenverteilers und eines Dämpfungsbehälters sowie weiterer im Tintenkreislauf angeordneter Baueinheiten.

1A zeigt einen ersten Teil und 1B einen komplementären zweiten Teil eines Blockschemas einer Anordnung 10 zur Tintenversorgung eines Druckriegels 12 mit geringen Druckschwankungen. Die 1A und 1B sind an den Anschlusspunkten A-A und B-B zu einem Blockschema zusammenzufügen. Die Anordnung 10 kann Bestandteil einer Tintenstrahldruckvorrichtung sein.
Der Druckriegel 12 der Anordnung 10 umfasst fünf Druckköpfe 14, die jeweils einen Teil eine Druckbildes auf einen Aufzeichnungsträger (nicht dargestellt) drucken. Die Tintenstrahldruckvorrichtung umfasst in der Regel mehrere Druckriegel, die jeweils eine Farbe auf den Aufzeichnungsträger drucken. Jeder dieser Druckriegel 12 kann jeweils mit einer Anordnung 10 mit Tinte versorgt werden. Bei anderen Ausführungsformen kann der Druckriegel 12 auch mehr oder weniger als fünf Druckköpfe 14 umfassen.
Um den Druckriegel 12 mit Tinte zu versorgen, fließt Tinte von einem Tintenvorratsbehälter 16 durch eine Versorgungsleitung 18 über einen Tintenverteiler 20 zu den Druckköpfen 14 des Druckriegels 12. Jeder Druckkopf 14 ist dabei über eine Verbindungsleitung 22 mit dem Tintenverteiler 20 verbunden.
Weiterhin sind die Druckköpfe 14 des Druckriegels 12 über einen Dämpfungsverteiler 24 und eine Dämpfungsleitung 26 mit einem Dämpfungsbehälter 28 verbunden. Im Druckbetrieb, d.h. beim Drucken von Druckbildern auf den Aufzeichnungsträger, ist der Dämpfungsbehälter 28 zur Umgebung hermetisch verschlossen und enthält Luft und Tinte in einem vorbestimmten Volumenverhältnis. Jeder Druckkopf 14 ist dabei über eine Verbindungsleitung 30 mit dem Dämpfungsverteiler 24 verbunden. Zusätzlich ist eine Abflussleitung 32 mit dem Dämpfungsbehälter 28 und dem Tintenvorratsbehälter 16 verbunden. Tinte kann je nach Unterdruck in den Druckköpfen 14 beim Drucken sowohl von der Dämpfungsleitung 26 in den Dämpfungsbehälter 28 als auch vom Dämpfungsbehälter 28 in die Dämpfungsleitung 26 fließen. Je nach Füllstand der Tinte im Dämpfungsbehälter 28 kann Tinte durch die Abflussleitung 32 von dem Dämpfungsbehälter 28 zurück in den Tintenvorratsbehälter 16 fließen.
Der Tintenverteiler 20, die Druckköpfe 14 und der Dämpfungsbehälter 28, insbesondere der Sollfüllstand der Tinte im Dämpfungsbehälter 28, sind so zu einem Sollfüllstand des Tintenvorratsbehälters 16 angeordnet, dass der Füllstand im Tintenvorratsbehälter 16 niedriger, d.h. in einer horizontalen Ebene unterhalb, des Sollfüllstandes der Tinte im Dämpfungsbehälter 28 angeordnet ist. Die Druckköpfe 14 und der Dämpfungsbehälter 28 sind im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet.
Ferner umfasst die Anordnung 10 eine erste Pumpe 38 und eine zweite Pumpe 56, um die Tinte durch die Leitungen bzw. Rohre der Anordnung 10 zu pumpen. Die Pumpen 38, 56 können beispielsweise Zahnradpumpen sein. Tinte kann dem beschriebenen Tintenkreislauf aus einem Tintentank 34 über ein Tauchrohr 36 mit Hilfe der Pumpe 38 in den Tintenvorratsbehälter 16 zu pumpen. Dabei wird die Tinte durch einen Abschnitt 44 der Abflussleitung 32 gepumpt, in dem eine Filtereinheit 42 und eine Entgasungseinheit 40 angeordnet sind. Die Filtereinheit 42 entfernt ungewünschte Schwebstoffe und/oder Feststoffe aus der Tinte. Die Entgasungseinheit 40 entfernt Gaseinschlüsse, insbesondre Luftblasen und/oder in der Tinte gelöste Gase, aus der Tinte. Weiterhin ist ein Wärmetauscher 46 vorgesehen, mit dessen Hilfe die Temperatur der Tinte angepasst beziehungsweise reguliert werden kann.
Die Anordnung 10 umfasst weiterhin mehrere Ventile 48, 49, 50, 51, 52 zur Regulierung des Tintendurchflusses. Mit Hilfe des 3/2-Wege Ventils 48 kann der Tintentank 34 an den Tintenkreislauf angeschlossen werden oder der Tintenkreislauf kann so geschlossen werden, dass eine Verbindung von dem Dämpfungsbehälter 28 zum Tintenvorratsbehälter 16 über die Abflussleitung 32 hergestellt wird. Weiterhin ist ein sogenanntes Purge-Ventil 50 vorgesehen, mit dem der Tintenverteiler 20 vom Tintenvorratsbehälter 16 getrennt werden kann. Außerdem ist ein Dämpferventil 52 vorgesehen, durch das der Dämpfungsverteiler 24 von dem Dämpfungsbehälter 28 getrennt werden kann.
Ferner ist eine mit dem Tintenvorratsbehälter 16 verbundene Druckleitung 54 vorgesehen, die mit einer Druckquelle, insbesondere einem Kompressor, verbunden ist. Dadurch ist es möglich, wahlweise einen Überdruck in dem Tintenvorratsbehälter 16 zum sogenannten Purgen, anzulegen. Beim Purgen werden die Druckdüsen der Druckköpfe 14 gereinigt, indem Tinte durch die Druckdüsen gepresst wird. Das Dämpferventil 52 kann beim Purgen geschlossen sein.
2 zeigt eine Detaildarstellung des Dämpfungsbehälters 28 der Anordnung 10 nach den 1A und 1B. Der Dämpfungsbehälter 28 hat einen Verschluss 200, durch den die Dämpfungsleitung 26 und die Abflussleitung 32 in den Dämpfungsbehälter 28 geführt sind. Dabei verschließt der Verschluss 200 den Dämpfungsbehälter 28 hermetisch. Weiterhin umfasst der Verschluss 200 ein Entlüftungsventil 202, über das ein Druckausgleich mit der Umgebung erfolgen kann, so dass der Druck im Dämpfungsbehälter 28 an den Umgebungsdruck angeglichen werden kann. Das Entlüftungsventil 202 kann manuell durch einen Servicetechniker oder durch eine entsprechende Ansteuerung durch eine Steuereinheit der Anordnung 10 oder des Tintenstrahldrucksystems betätigt werden. Ein Öffnen des Entlüftungsventils 202 hat bei entsprechender Stellung der Ventile 48, 49, 50, 51, 52 zur Folge, dass Tinte aus dem Dämpfungsbehälter 28 und dem Druckriegel 12 durch die Dämpfungsleitung 26 und die Versorgungsleitung 18 in den niedriger gelegenen Tintenvorratsbehälter 16 fließt.
Ein Ende 204 der Dämpfungsleitung 26 ist auf einer ersten Höhe H1 innerhalb des Dämpfungsbehälters 28 angeordnet. Ein Ende 206 der Abflussleitung 32 ist auf einer zweiten Höhe H2 innerhalb des Dämpfungsbehälters 28 angeordnet. Die zweite Höhe H2 ist dabei oberhalb der ersten Höhe H1 angeordnet. In dem in 2 gezeigten Zustand ist der Dämpfungsbehälter 28 mit Tinte so gefüllt, dass der Füllstand 208 auf der zweiten Höhe H2 ist beziehungsweise dass die Tinte bis zum Ende 206 der Abflussleitung 32 im Dämpfungsbehälter 28 steht. Ein Kopfvolumen 210 oberhalb der zweiten Höhe H2 ist mit Gas, insbesondere Luft, gefüllt und wird auch als Dämpfungsvolumen bezeichnet. Wenn der Füllstand 208 die zweite Höhe H2 erreicht, wie in 2 dargestellt, kann Tinte in die Abflussleitung 32 fließen oder über die Abflussleitung 32 abgepumpt werden.
Ferner umfasst der Dämpfungsbehälter 28 einen Füllstandssensor 212, dessen Erfassungsbereich 214 oberhalb der zweiten Höhe H2 angeordnet ist. Der Füllstandssensor 212 misst den Tintenfüllstand im Dämpfungsbehälter 28, insbesondere misst der Sensor 212, ob der Tintenfüllstand den Erfassungsbereich 214 des Sensors 212 erreicht beziehungsweise überschritten hat.
Alternativ oder zusätzlich kann ein weiterer Füllstandssensor vorgesehen sein, der den Füllstand unterhalb der zweiten Höhe H2 misst. Ferner ist bei einer weiteren alternativen Ausführungsform gar kein Füllstandssensor vorgesehen.
3A zeigt einen ersten Teil und 3B einen komplementären zweiten Teil eines Blockschemas einer Anordnung 300 zur Tintenversorgung eines Druckriegels 12 mit geringem Gasanteil in der Tinte. Die 3A und 3B sind an den Anschlusspunkten C-C und D-D zu einem Blockschema zusammenzufügen. Die Anordnung 300 kann Bestandteil einer Tintenstrahldruckvorrichtung sein. Elemente mit gleichem Aufbau oder gleicher Funktion haben dieselben Bezugszeichen.
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel nach 1A und 1B umfasst die Anordnung 300 nach 3A und 3B keinen Dämpfungsbehälter 28. Tinte kann in der Anordnung 300 durch die Abflussleitung 32 von dem Dämpfungsverteiler 24 über den Abschnitt 44 der Abflussleitung direkt in den Tintenvorratsbehälter 16 fließen. Dies ermöglicht es Tinte von dem Tintenvorratsbehälter 16 durch den Tintenverteiler 20, die Druckköpfe 14, den Dämpfungsverteiler 24 und durch die Entgasungseinheit 40 zurück in den Tintenvorratsbehälter 16 zu pumpen beziehungsweise zu zirkulieren. Dadurch kann die Tinte durch die Entgasungseinheit 40 fortlaufend entgast werden und der Tintenkreislauf vollständig mit entgaster Tinte gefüllt werden. Das hier für die Anordnung 300 beschriebene fortlaufende Entgasen ist auch mit der Anordnung 10 nach den 1A und 1B möglich.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Einstellen des Dämpfungsvolumens des Dämpfungsbehälters 28, insbesondere bei einem Tintenfüllstand, der unter der Abflussleitung 32, d.h. unterhalb der zweiten Höhe H2, liegt, gemäß einer ersten Ausführungsform. Der Ablauf wird mit Schritt 410 gestartet. Nachfolgend, im Schritt 412, wird ein Überdruck im Tintenvorratsbehälter 16 erzeugt. Dies geschieht beispielsweise über die in Verbindung mit den 1A und 1B beschriebene Druckleitung 54. In einem nächsten Schritt 414 wird dann durch den Überdruck Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter 16 durch die Druckköpfe 14 in den Dämpfungsbehälter 28 gedrückt.
Im Schritt 416 füllt sich er Dämpfungsbehälter dann durch die einströmende Tinte und wird bis zur Höhe der Abflussleitung 32 mit Tinte gefüllt. Sobald die Höhe der Abflussleitung 32 erreicht ist, fließt die Tinte, insbesondere die nachströmende Tinte, über die Abflussleitung 32 ab. Der Ablauf endet nachfolgend mit Schritt 418. Durch das in 4 gezeigte Verfahren kann der Dämpfungsbehälter 28 gefüllt und automatisch der korrekte Sollfüllstand sichergestellt und so das Dämpfungsvolumen des Dämpfungsbehälters 28 auf ein voreingestelltes Sollvolumen eingestellt werden. Ein manuelles Einstellen der gewünschten Füllhöhe kann dadurch entfallen.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Einstellen des Dämpfungsvolumens des Dämpfungsbehälters 28, insbesondere bei einem Tintenfüllstand, der unter der Abflussleitung 32, d.h. unterhalb der zweiten Höhe H2, liegt, gemäß einer zweiten Ausführungsform. Der Ablauf beginnt im Schritt 510. Anschließend, im Schritt 512, werden die Ventile 48, 49, 50, 51, 52 so eingestellt, dass ein Tintenkreislauf hergestellt wird. Anschließend wird im Schritt 514 die Förderpumpe 38 aktiviert.
Im Schritt 516 wird dann ein Unterdruck in dem Dämpfungsbehälter 28 erzeugt und je nach Füllstand der Tinte im Dämpfungsbehälter 28 Luft oder Tinte aus dem Dämpfungsbehälter 28 gesaugt. Hierdurch fließt im nachfolgenden Schritt 518 durch den Unterdruck im Dämpfungsbehälter 28 Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter 16 über den Tintenverteiler 20, die Druckköpfe 14 und den Dämpfungsverteiler 24 in den Dämpfungsbehälter 28. Im Schritt 520 wird dann die Förderpumpe 38 gestoppt, insbesondere nach einer voreingestellten Zeit. Diese Zeit basiert auf Erfahrungswerten, nachdem der Füllstand in der Regel die Höhe der Abflussleitung 32 erreicht hat. Alternativ oder zusätzlich kann der oder ein weiterer Füllstandssensor 212 das Erreichen eines Sollfüllstands der Tinte im Dämpfungsbehälter 28 erfassen. Im Schritt 522 endet der Ablauf dann.
6 zeigt ein Ablaufdiagramm zum Einstellen des Dämpfungsvolumens des Dämpfungsbehälters 28, insbesondere bei einem Tintenfüllstand, der über der Abflussleitung 32, d.h. oberhalb der zweiten Höhe H2, liegt. Der Ablauf beginnt mit Schritt 610. Im Schritt 612 wird dann das Ventil 52 geschlossen und die weiteren Ventile 48,49,50,51 werden so eingestellt, dass ein Tintenkreislauf so hergestellt wird, dass Tinte aus dem Dämpfungsbehälter 28 über die Abflussleitung 32 in den Tintenvorratsbehälter 16 fließen kann. Anschließend wird im Schritt 614 das Entlüftungsventil 202 des Dämpfungsbehälters 28 geöffnet, um einen Druckausgleich mit der Umgebung zu ermöglichen. In einem Schritt 616 wird die Förderpumpe 38 aktiviert.
Nachfolgend, im Schritt 618, wird daraufhin Tinte aus dem Dämpfungsbehälter 28 angesaugt und in den Tintenvorratsbehälter 16 gepumpt. Durch das Entlüftungsventil 202 strömt Luft nach und das Dämpfungsvolumen vergrößert sich in dem Maß, in dem Tinte aus dem Dämpfungsbehälter 28 gepumpt wird. In einem Schritt 620 wird die Förderpumpe 38 abhängig von dem Füllstand des Dämpfungsbehälters gestoppt. Insbesondere wird die Förderpumpe dann gestoppt, wenn der Füllstand des Dämpfungsbehälters 28 unterhalb eines mit Hilfe des Füllstandssensors 212 zu detektierenden Sollfüllstandes ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Förderpumpe 38, insbesondere nach einer voreingestellten Zeit gestoppt werden.
7 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Entgasung der im Tintenvorratsbehälter 16 enthaltenen Tinte. Der Ablauf beginnt mit Schritt 710. Im Schritt 712 wird dann ein Tintenkreislauf hergestellt, der zumindest den Tintenvorratsbehälter 16, die Entgasungseinheit 40 und die Förderpumpe 56 umfasst. Nachfolgend, im Schritt 714 wird die Förderpumpe 56 aktiviert. Im nächsten Schritt 716 wird die Entgasungseinheit 40 aktiviert. Mit Hilfe der Entgasungseinheit 40 wird Tinte, die durch die Entgasungseinheit 40 gepumpt wird, entgast, so dass insbesondere in der Tinte gelöste Gase entfernt werden.
Im Schritt 718 wird die Tinte dann durch den Tintenkreislauf zirkuliert. Die Zirkulation endet insbesondere nach einer vorangestellten Zeit, die insbesondere auf Erfahrungswerten basiert. Alternativ kann mithilfe eines Sensors der Gasgehalt der Tinte erfasst und mit einem Sollwert verglichen werden. Beim Erreichen oder Unterschreiten des Sollwertes oder nach Ablauf der voreingestellten Zeit wird der Ablauf im Schritt 720 beendet. Dieser Ablauf nach 7 kann sowohl mit der Anordnung 10 nach den 1A und 1B als auch mit der Anordnung 300 nach den 3A und 3B durchgeführt werden.
8 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Entgasung des Tintenverteilers 20 und des Dämpfungsbehälters 28 sowie weiterer im Tintenkreislauf angeordneter Baueinheiten. Der Ablauf beginnt im Schritt 810. Nachfolgend im Schritt 812 wird ein Tintenkreislauf hergestellt der zumindest den Tintenvorratsbehälter 16, den Tintenverteiler 20, die Druckköpfe 14, den Dämpfungsverteiler 24, den Dämpfungsbehälter 28, die Förderpumpe 38 und die Entgasungseinheit 40 umfasst. Im Schritt 814 wird dann die Förderpumpe 38 aktiviert.
Im nächsten Schritt 816 wird dann die Entgasungseinheit 40 aktiviert. Mit Hilfe der Entgasungseinheit 40 wird Tinte, die durch die Entgasungseinheit 40 gepumpt wird, entgast. Dabei werden insbesondere in der Tinte gelöste Gase oder Gasblasen entfernt. In einem Schritt 818 wird die Tinte mit Hilfe der Förderpumpe 38 durch den Tintenkreislauf gepumpt. Die Zirkulation endet insbesondere nach einer vorangestellten Zeit, die insbesondere auf Erfahrungswerten basiert. Alternativ kann mithilfe eines Sensors der Gasgehalt der Tinte erfasst und mit einem Sollwert verglichen werden. Beim Erreichen oder Unterschreiten des Sollwertes oder nach Ablauf der voreingestellten Zeit wird der Ablauf im Schritt 820 beendet.
Bezugszeichenliste

10: Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen
12: Druckriegel
14: Druckkopf
16: Tintenvorratsbehälter
18: Versorgungsleitung
20: Tintenverteiler
22, 30: Verbindungsleitung
24: Dämpfungsverteiler
26: Dämpfungsleitung
28: Dämpfungsbehälter
32: Abflussleitung
34: Tintentank
36: Tauchrohr
38, 56: Pumpe
40: Entgasungseinheit
42: Filtereinheit
44: Abschnitt der Abflussleitung
46: Wärmetauscher
48, 50, 52: Ventil
54: Druckleitung
200: Verschluss
202: Entlüftungsventil
204: Ende der Dämpfungsleitung
206: Ende der Abflussleitung
208: Füllstand des Dämpfungsbehälters
210: Kopfvolumen des Dämpfungsbehälters
212: Füllstandssensor
214: Erfassungsbereich des Füllstandssensors
300: Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringem Gasanteil in der Tinte

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102019106200 B3 [0002]
DE 102018110845 B3 [0003]

Claims

Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringen Druckschwankungen, bei der der Druckriegel (12) mindestens zwei Druckköpfe (14) umfasst und über eine Versorgungsleitung (18) mit einem Tintenvorratsbehälter (16) verbunden ist, jeder der Druckköpfe (14) über mindestens eine Dämpfungsleitung (26) mit einem Dämpfungsbehälter (28) verbunden ist, der Dämpfungsbehälter (28) mit einer Abflussleitung (32) verbunden ist, das Ende der Dämpfungsleitung (26) in einer ersten Höhe (H1) im Dämpfungsbehälter (28) endet, und bei der das Ende der Abflussleitung (32) in einer zweiten Höhe (H2) oberhalb der ersten Höhe (H1) im Dämpfungsbehälter (28) endet.
Anordnung zur Tintenversorgung eines Druckriegels mit geringem Gasanteil in der Tinte, bei der der Druckriegel (12) mindestens zwei Druckköpfe (14) umfasst und über eine Versorgungsleitung (18) mit einem Tintenvorratsbehälter (16) verbunden ist, die Versorgungsleitung (18) mindestens einen Tintenverteiler (20) umfasst, dem Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter (16) über die Versorgungsleitung (18) zuführbar ist und der mit jedem Druckkopf (14) über je eine Verbindungsleitung (22) verbunden ist, jeder der Druckköpfe (14) mit einer Abflussleitung (32) zum Abführen der Tinte aus den Druckköpfen (14) verbunden ist, die Abflussleitung (32) die abgeführte Tinte dem Tintenvorratsbehälter (16) wieder zuführt, zumindest der Tintenvorratsbehälter (16), die Versorgungsleitung (18), der Tintenverteiler (20), die Druckköpfe (14) und die Abflussleitung (32) einen Tintenkreislauf bilden, wobei der Tintenkreislauf weiterhin ein Mittel (38) zum Transport von Tinte durch den Tintenkreislauf und eine Entgasungseinheit(40) umfasst, bei der eine Steuereinheit der Anordnung (10, 300) das Mittel (38) zum Transport von Tinte durch den Tintenkreislauf in einem Entgasungsbetriebsmodus zum Transport der Tinte durch den Tintenkreislauf ansteuert.
Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit in einem Druckbetriebsmodus das Mittel (38) derart ansteuert, dass die Druckköpfe (14) im Druckbetrieb Tinte gegen einen Gegendruck aus dem Tintenvorratsbehälter (16) fördern.
Anordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenvorratsbehälter (16) und die Druckköpfe (14) derart zueinander angeordnet sind, dass der Tintenfüllstand im Tintenvorratsbehälter (16) in einer horizontalen Ebene unterhalb der horizontalen Ebene liegt, in der die Druckdüsen der Druckköpfe (14) angeordnet sind, so dass die Druckköpfe (14) beim Drucken die Tinte gegen den Gegendruck aus dem Tintenvorratsbehälter (16) fördern.
Anordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Abflussleitung (32) ein Dämpfungsbehälter (28) angeordnet ist, dass ein erster Abschnitt der Abflussleitung (32) zwischen den Druckköpfen (14) und dem Dämpfungsbehälter (28) in dem Druckbetriebsmodus als Dämpfungsleitung (26) dient, dass ein Ende der Dämpfungsleitung (26) in einer ersten Höhe (H1) im Dämpfungsbehälter (28) endet, und dass ein Ende des vom Dämpfungsbehälter (28) wegführenden zweiten Abschnitts der Abflussleitung (32) in einer zweiten Höhe (H2) oberhalb der ersten Höhe (H1) im Dämpfungsbehälter (28) endet.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbehälter (28) hermetisch geschlossen und gasdicht mit der Dämpfungsleitung (26) und der Abflussleitung (32) bzw. und dem zweiten Abschnitt der Abflussleitung (32) verbunden ist und vorzugsweise ein Entlüftungsventil (202) zum Entlüften des Dämpfungsbehälters (28) hat.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbehälter (28) einen Füllstandssensor (212) zumindest zum Detektieren von Tinte oberhalb des Endes der Abflussleitung (32) im Dämpfungsbehälter (28) bzw. oberhalb des Endes des zweiten Abschnitts der Abflussleitung (32) im Dämpfungsbehälter (28) hat.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abflussleitung (32) bzw. der zweite Abschnitt der Abflussleitung (32) und/oder die Dämpfungsleitung (26) innerhalb des Dämpfungsbehälters (28) als Tauchleitung ausgeführt sind oder dass die Abflussleitung (32) bzw. der zweite Abschnitt der Abflussleitung (32) und/oder die Dämpfungsleitung (26) mit jeweils einer seitlichen Öffnung des Dämpfungsbehälters (28) verbunden sind.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Volumen oberhalb der zweiten Höhe (H2) ein definiertes mit Gas gefülltes Dämpfungsvolumen (210) mit einer definierten Dämpfungseigenschaft beim Druckbetrieb des Druckriegels (12) bildet und das Dämpfungsvolumen Druckschwankungen in der Anordnung (10) dämpft.
Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbehälter (28) und der Tintenvorratsbehälter (16) derart angeordnet und ausgebildet sind, dass die zweite Höhe oberhalb eines Füllstandes des Tintenvorratsbehälters (16) liegt.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpfungsbehälter (28), der Tintenvorratsbehälter (16), die Druckköpfe (14) und zumindest die Dämpfungsleitung (26) verbundene Gefäße bilden und/oder zusammen mit der Abflussleitung (32) Bestandteil eines geschlossenen Tintenkreislaufs sind, wobei der Dämpfungsbehälter (28) über die Abflussleitung (32) mit dem Tintenvorratsbehälter (16) verbindbar ist.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenkreislauf zum Einstellen des Tintenfüllstands im Dämpfungsbehälter (28) mindestens eine Pumpe (38, 56) zum Pumpen der Tinte umfasst, dass eine Steuereinheit die Pumpe (38, 56) derart ansteuert, dass sie einen Unterdruck im Dämpfungsbehälter (28) erzeugt, durch den Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter (16) über die Druckköpfe (14) und die Dämpfungsleitung (26) in den Dämpfungsbehälter (28) und/oder Tinte oberhalb der Abflussleitung (32) aus dem Dämpfungsbehälter (28) gesaugt wird.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tintenkreislauf zum Einstellen des Tintenfüllstands im Dämpfungsbehälter (28) mindestens ein Mittel zum Erzeugen eines Überdrucks im Tintenvorratsbehälter (16) umfasst, so dass Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter (16), über die Versorgungsleitung (18), durch die Druckköpfe (14) und durch die Dämpfungsleitung (26) in den Dämpfungsbehälter (28) drückt und beim Erreichen der zweiten Höhe (H2) aus dem Dämpfungsbehälter (28) in die Abflussleitung (32) drückt.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dämpfungsleitung (26) einen Dämpfungsverteiler (24) umfasst, der über jeweils eine Verbindungsleitung (30) mit den Druckköpfen (14) und über die Dämpfungsleitung (26) mit dem Dämpfungsbehälter (28) verbunden ist.
Anordnung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Versorgungsleitung (18) einen Tintenverteiler (20) umfasst, der über jeweils eine Verbindungsleitung (22) mit den Druckköpfen (14) und über die Versorgungsleitung (18) mit dem Tintenvorratsbehälter (16) verbunden ist.