DE2552513C2 - Ink circulation device on an ink jet printer - Google Patents

Ink circulation device on an ink jet printer

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DE2552513C2
DE2552513C2 DE2552513A DE2552513A DE2552513C2 DE 2552513 C2 DE2552513 C2 DE 2552513C2 DE 2552513 A DE2552513 A DE 2552513A DE 2552513 A DE2552513 A DE 2552513A DE 2552513 C2 DE2552513 C2 DE 2552513C2
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Gerald Whitfield Lexington Ky. Hieronymus
Henry Robert Kruspe
Norwood Kenneth Perkins
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Description

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art einer Tintenumwälzeinrichtung aus, die durch die US-Patentschrift 37 69 631 bekannt ist.The invention is based on a type of ink circulating device specified in the preamble of claim 1 from which is known from US Pat. No. 3,769,631.

Durch die DE-AS 12 74 621 ist eine Tintenrückführung bekannt, welche für die von der Tintenauf fangblende eingefangene Tinte einen Sammelbehälter vorsieht.From DE-AS 12 74 621 an ink return is known, which for the fangblende of the Inkauf captured ink provides a collection container.

Eine Schwimmersteuerung in diesem Sammelbehälter steuert eine Pumpe zum Zwecke der Rückführung der Tinte ein einen Vorratsbehälter, von wo die Tinte durch eine separate Druckquelle der Düse zugeführt wird.A float control in this collecting tank controls a pump for the purpose of returning the Ink in a reservoir, from where the ink is fed to the nozzle by a separate pressure source.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, eine Tintenumwälzeinrichtung anzugeben, die den speziellen Erfordernissen eines Tintenstrahldruckers angepaßt ist und eine hohe Zuverlässigkeit aufweist, wobei der austauschbare Vorratsbehälter aufIt is the object of the invention specified in claim 1 to specify an ink circulation device, which is adapted to the special requirements of an inkjet printer and a high level of reliability having, the replaceable storage container on

einfachste Weise in die Tintenumwälzeinrichtung einsetzbar istthe simplest way can be used in the ink circulation device

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen. Einzelne Merkmale dieser Unteransprüche sind in den nachstehenden Literaturstellen erwähnt:Further features of the invention can be found in the subclaims. Individual features of this Subclaims are mentioned in the following references:

Durch das IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 16 Nr. 10, März 1974, Seiten 3293 und 3294 ist es bekannt, den Tintenstand innerhalb eines Tintenreservoirs abzuführen, wobei die Tinte als eine Elektrode eines veränderlichen Kondensators dientFrom the IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 16 No. 10, March 1974, pages 3293 and 3294 it is known to discharge the ink level within an ink reservoir, the ink as an electrode of a variable capacitor is used

Durch die DE-OS 22 62 107 ist es bekannt bei Tintenstrahldruckern Blasensammler vorzusehen.From DE-OS 22 62 107 it is known to provide bubble collectors in inkjet printers.

Der Einsatz vo.a Ventilen zur Steuerung des Tintenflusses ist durch die DE-OS 22 61 734 bekannt und der Einsatz von Filtern durch die DE-AS 23 05 057. Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand eines in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es zeigtThe use of vo.a valves to control the Ink flow is known from DE-OS 22 61 734 and the use of filters from DE-AS 23 05 057. Details of the invention are given below using an exemplary embodiment illustrated in the figures described. It shows

F i g. 1 Einzelheiten des die Tintenumw<ilzeinrichtung aufnehmenden Tintenstrahldruckers, F i g. 2 einen austauschbaren Vorratsbehälter, F i g. 3a u. 3b Nadeln für das Durchstoßen des in F i g. 2 gezeigten Vorratsbehälters, F i g. 4 ein Schema der Tintenumwälzeinrichtung,F i g. 1 Details of the ink circulator receiving inkjet printer, FIG. 2 a replaceable storage container, F i g. 3a and 3b needles for piercing the in FIG. 2 storage container shown, F i g. 4 is a diagram of the ink circulation device;

F i g. 5 ein Entlüftungsventil des in F i g. 4 eingezeichneten Luftblasensammlers undF i g. 5 is a vent valve of the in F i g. 4 drawn air bubble collector and

Fig.6 eine in der in Fig.4 gezeigten Einrichtung verwendete Balgpumpe.6 shows a device in the device shown in FIG used bellows pump.

Die Papierführungs- und Transporteinrichtung 70 des Tintenstrahldruckers weist die Walze 71 auf, die do.s zu bedruckende Papier trägt. Entgegen der zur besseren Erkennbarkeit auseinandergezogenen Darstellung in Fig. 1, ist die Papierführungs- und Transporteinrichtung ganz in der Nähe der Druckeinheit 73 bzw. des Tintenstrahldruckkopfes 4 angeordnet. Der Wagen 5 trägt den Tintenstrahldruckkopf 4 zum Zwecke seiner Bewegung von links nach rechts und umgekehrt, um hierbei auf dem von der Walze 71 getragenen Papier Information abdrucken zu können. Der austauschbare Vorratsbehälter (100), im Detail in den F i g. 2 und 3 dargestellt, ist auf der Antriebseinheit 75 montiert, die den Antriebsmotor 80 enthält, der über verschiedene Kupplungen und Antriebsbaueinheiten 81 und Seile 82, 83 mit dem Wagen 5 für dessen Hin- und Herbewegung verbunden ist.The paper guide and transport device 70 of the inkjet printer has the roller 71, which assigns the do.s printing paper bears. Contrary to the exploded view in Fig. 1, the paper guide and transport device is very close to the printing unit 73 and the Inkjet print head 4 arranged. The carriage 5 carries the ink jet print head 4 for the purpose of its Movement from left to right and vice versa, in order to do so on the paper carried by the roller 71 To be able to print information. The exchangeable storage container (100), shown in detail in FIGS. 2 and 3 shown, is mounted on the drive unit 75, which contains the drive motor 80, which has various Couplings and drive assemblies 81 and cables 82, 83 with the carriage 5 for its back and forth movement connected is.

Mit der Druckeinheit 73 sind außerdem die elektronischen Baueinheiten 86, 87 verbunden. Das Filter 88 ist in F i g. 1 dargestellt.The electronic components 86, 87 are also connected to the printing unit 73. That Filter 88 is shown in FIG. 1 shown.

In F i g. 1 sind nicht alle Komponenten der Tintenum-Wälzeinrichtung dargestellt. Sie sind jedoch in anderen Figuren, wie beispielsweise 4, veranschaulicht. Beispielsweise sind die Speiseleitung und die Rückführleitung zwischen dem Vorratsbehälter 100 und dem Tintenstrahldruckkopf 4, in F i g. 1 nicht gezeigt Die Komponenten der Antriebseinheit 75 (Fig. 1) bleiben während des Druckvorganges in unveränderter Lage. Jedoch andere, mit dem Tintenstrahldruckkopf 4 verbundene Komponenten, die auf der Druckeinheit 73 montiert sind, werden bewegt. Eine größere Stabilität der Tintenzuführung zum Vorratsbehälter 100 ist durch eine derartige Trennung der Komponenten erzielt. Dies ist außerdem in F i g. 1 dargestellt. Die oberhalb und rechts der Linie 200 angeordneten Komponenten bewegen sich während des Druckvorganges während jene unterhalb und links der Linie 200 angeordneten keine Lageveränderung erfahren.
«Der Vorratsbehälter 100 ist detaillierter in F i g. 2 und ein Schnitt desselben in F i g. 4 dargestellt und besteht aus einem aus Polypropylen gegossenem zylindrischen Gehäuse. Typische Dimensionen sind: Höhe 104 mm, Außendurchmesser 66 mm, Wandstärke 1,1 im Der Vorratsbehälter 100 ist durch einen Stöpsel 101 aus Silicongummi verschlossen, der zwei Scheidewände 90, 91 aufweist durch die hindurch Nadeln ragen. Der Vorratsbehälter 100 wird von dem Aufnahmebehälter 142 (F i g. 1) aufgenommen, und besitzt den Fortsatz 103, der zur Betätigung des Abschlußventiles 102 (F i g. 4) dient Das Fassungsvermögen des Vorratsbehälters 100 beträgt 195,62 g Tinte, jedoch die Füllmenge beträgt gewöhnlich 170 g und nur 113 bis 170 g werden verwendet 56 g werden mit dem verwendeten Vorratsbehälter weggeworfen. Der Vorratsbehälter 100 ist nahe seiner Grundfläche mit zwei erhabenen Kupferklebeplättchen 105, 106 versehen, die mit einer Abfühlschaltung für den Füllgrad zusammenwirken, die nach dem kapazitiven elektrischen Prinzip die Abfühlung durchführt.In Fig. 1 not all components of the ink roller roller are shown. However, they are illustrated in other figures such as FIG. For example, the feed line and the return line between the reservoir 100 and the inkjet printhead 4 are shown in FIG. 1 not shown The components of the drive unit 75 (FIG. 1) remain in the same position during the printing process. However, other components connected to the ink jet print head 4 mounted on the printing unit 73 are moved. A greater stability of the ink supply to the reservoir 100 is achieved by separating the components in this way. This is also shown in FIG. 1 shown. The components arranged above and to the right of the line 200 move during the printing process, while those arranged below and to the left of the line 200 do not experience any change in position.
“The reservoir 100 is shown in more detail in FIG. 2 and a section of the same in FIG. 4 and consists of a cylindrical housing cast from polypropylene. Typical dimensions are: height 104 mm, outer diameter 66 mm, wall thickness 1.1 in. The storage container 100 is closed by a stopper 101 made of silicone rubber, which has two partitions 90, 91 through which needles protrude. The storage container 100 is received by the receptacle 142 (FIG. 1) and has the extension 103 which is used to actuate the shut-off valve 102 (FIG. 4). The capacity of the storage container 100 is 195.62 g of ink, however the filling quantity is usually 170 g and only 113 to 170 g are used 56 g are thrown away with the storage container used. The storage container 100 is provided near its base with two raised copper adhesive plates 105, 106, which interact with a sensing circuit for the degree of filling, which carries out the sensing according to the capacitive electrical principle.

Der abgedichtete volle Vorratsbehälter 100 hat einen Innendruck, der niedriger ist als der Außendruck zum Zeitpunkt seines Füllens. Der niedrigste Fülldruck für einen stabilen Vorratsbehälter ist, um noch Nulldruckdifferential am Stöpsel beizubehalten 0,45 kg/cm2, bei einer Höhe von 2392 m über Meereshöhe und bei 6O0C. Da jedoch die Durchbiegung des Stöpsels den Vorratsbehälter etwas weniger starr macht, ist der für eine Anpassung an die Druckzunahme erforderliche Fülldruck bei Beibehaltung des Nulldruckdifferentials über dem Stöpsel 0,68 kg/cm2. Die Vorratsbehälter sind bei einem Druck von 0,63 kg/cm2 gefüllt Ein weiterer Vorteil des reduzierten Druckes im Vorratsbehälter ist darin zu sehen, daß bei einem Einfrieren bei —40cC der Vorratsbehälter weder platzt noch sich verwirkt. Der Vorratsbehälter wurde aufrecht umgekippt eingefroren, ohne schädliche Einwirkungen auf seine Außenhaut oder den Stöpsel festzustellen. Eine Tintenausdehnung ist gewährleistet.The sealed full reservoir 100 has an internal pressure which is lower than the external pressure at the time of its filling. The lowest filling pressure for a stable storage container, in order to maintain the zero pressure differential at the plug, is 0.45 kg / cm 2 , at an altitude of 2392 m above sea level and at 6O 0 C. However, since the deflection of the plug makes the storage container a little less rigid, the filling pressure required to adapt to the pressure increase while maintaining the zero pressure differential across the plug is 0.68 kg / cm 2 . The storage containers are filled at a pressure of 0.63 kg / cm 2. Another advantage of the reduced pressure in the storage container can be seen in the fact that the storage container neither bursts nor forfeits if it freezes at -40 ° C. The storage container was frozen upright without any harmful effects on its outer skin or the stopper. Ink expansion is guaranteed.

Wenn im Vorratsbehälter 100 die Tinte bis auf 56 g verbraucht ist und somit sein Austausch fällig ist, ist es wichtig, zu verhindern, daß während des Entfernens des Vorratsbehälters in das Tintenleitungssystem Luft eindringt, besonders in den Pumpeneinlaß oder in die Speiseleitung. Dies wird erreicht durch das Abschlußventil 102, das die Einlaßleitung 104Z> beim Entfernen des Vorratsbehälters 100 abschließt.When the reservoir 100 has used up to 56 grams of ink and is due to be replaced, it is important to prevent air from entering the ink line system, particularly the pump inlet or supply line, while the reservoir is being removed. This is achieved by the shut-off valve 102, which shuts off the inlet line 104Z when the storage container 100 is removed.

Wie bereits erwähnt, werden ca. 113 g der in dem Vorratsbehälter 100 entahltenen Tinte verbraucht. Diese Menge reicht aus für den Druck von etwa 4 000 000 Zeichen, so daß in diesem Tintenstrahldrucker mit einem Verbrauch von etwa 20 Vorratsbehältern pro Jahr gerechnet werden kann.As already mentioned, approx. 113 g of the ink contained in the reservoir 100 are used up. This amount is sufficient for the printing of about 4,000,000 characters, so that in this inkjet printer a consumption of about 20 storage containers per year can be expected.

In den Fig.3a und 3b ist eine der Nadeln, beispielsweise die Nadel 110, veranschaulicht Jede Nadel enthält eine scharfe Spitze HOa zum Zwecke eines leichten Durchdringens der Scheidewand 90 bzw. 91. Ein Tintenkreislauf durch die Nadel wird erreicht durch die in der Umfangsfläche der Nadel angeordnete Öffnung 1 iOb, die mit dem Längskanal 110c verbunden ist.In Figures 3a and 3b, one of the needles, for example needle 110, is illustrated. Each needle includes a sharp point HOa for easy penetration of the septum 90 and 91, respectively Needle arranged opening 1 iOb, which is connected to the longitudinal channel 1 10c.

Die Tintenumwälzeinrichtung (F i g. 4) weist den auf die Antriebseinheit 75 aufgesetzten Vorratsbehälter 100 auf, der durch Leitungen 104a— g mit der Pumpe 116 und der Düse 125 verbunden ist, die beide auf dem Wagen 5 befestigt sind. Dies stellt die Eingangsseite der Einrichtung dar, die außerdem die Blasensammler 120, 122 das Kapillarröhrchen 151, das Hauptventil 154 undThe ink circulating device (FIG. 4) comprises the reservoir 100 placed on the drive unit 75, which is connected by lines 104a- g to the pump 116 and the nozzle 125 , both of which are mounted on the carriage 5. This represents the input side of the device, which also includes the bubble collectors 120, 122, the capillary tube 151, the main valve 154 and

Filter A, B und C enthält. Die Rücklaufseite der Einrichtung weist die Tintenauffangblende 53, das Abfluß- und Sammelrohr 115, Leitungen 113a, b und das Sieb 117 auf.Filters A, B and C includes. The return side of the device has the ink collecting diaphragm 53, the drain and collecting pipe 115, lines 113a, b and the strainer 117.

Die Tinte 116 gelangt durch die Nadel 111 aus dem Vorratsbehälter 100 und wird über die Leitungen 104a, b und das Filter A in den Blasensammler 120 geleitet und von dort über die Leitung 104C in den weiteren Blasensammler 122 und dann über die Leitung 104d in die Pumpe 116, von wo aus sie mit Druck der Düse 125 zugeführt wird. Hierbei durchläuft die Tinte die Leitung 104e, das Kapilarröhrchen 151, die Leitung 104/; das Filter B, die Leitung 104^· und das Hauptventil 154, das zur Steuerung des Tintenflusses ein- und ausgeschaltet wird. Von diesem Hauptventil 154 aus gelangt die Tinte über die Leitung 155 in das Filter Cund die Leitung 156 in die Düse 125. Es ist die Aufgabe des Hauptventiles 154, zu verhindern, daß Tinte aus der Düse 125 auströpfelt und dadurch andere Maschinenelemente verunreinigt werden. Die aus der Düse austretenden und für den Druck nicht benötigte Tinte wird in die Tintenauffangblende 53 gerichtet, wo sie durch die Schwerkraft an der Wandung 126 des Abfluß- und Sammelrohres 115 in den Syphon 115a abfließt. Von hier aus wird die Tinte über die Leitung 113a, das Sieb 117, die Leitung 1136, die Nadel 110 und das innerhalb des Vorratsbehälters 100 sich bis beinahe an dessen Spitze sich erstreckendes Standrohr 128 in den Vorratsbehälter 100 zurückgesaugt. Das Sieb 117 ist zwischen den Leitungen 113a und 1136 angeordnet für ein zusätzliches Filtern und siebt relativ große Partikel aus, um sicherzustellen, daß im Rückführweg zur Patrone keine Verunreinigungen enthalten sind. Das Sieb 117 stellt eine dünne (beispielsweise 0,25 mm dick) Folie aus rostfreiem Stahl dar, die mit einer Vielzahl von Bohrungen versehen istThe ink 116 passes through the needle 111 from the reservoir 100 and is conducted via the lines 104a, b and the filter A into the bubble collector 120 and from there via the line 104C into the further bubble collector 122 and then via the line 104d into the pump 116, from where it is fed to the nozzle 125 under pressure. Here, the ink passes through the line 104e, the capillary tube 151, the line 104 /; filter B, line 104 ^ · and main valve 154 which is turned on and off to control the flow of ink. From this main valve 154, the ink passes through the line 155 into the filter C and the line 156 into the nozzle 125. It is the task of the main valve 154 to prevent the ink from dripping out of the nozzle 125 and thereby contaminating other machine elements. The ink emerging from the nozzle and not required for printing is directed into the ink collecting aperture 53, where it flows off by gravity on the wall 126 of the drainage and collecting pipe 115 into the siphon 115a. From here, the ink is sucked back into the storage container 100 via the line 113a, the sieve 117, the line 1136, the needle 110 and the standpipe 128 extending almost to the tip of the storage container 100. The screen 117 is positioned between lines 113a and 1136 for additional filtering and sifts out relatively large particles to ensure that there are no contaminants in the return path to the cartridge. The sieve 117 is a thin (for example 0.25 mm thick) sheet made of stainless steel which is provided with a large number of bores

Die Tinte wird in die Rückführleitung durch Unterdruck gesaugt, der erzeugt wird, wenn die Tinte durch die Pumpe 116 aus dem Vorratsbehälter 100 gesaugt wird. Wenn die aus dem Vorratsbehälter austretende Tmienmenge, die gegen die Tintenauffangblende 53 gerichtete Menge übersteigt, sinkt der Tintenspiegel im Syphon 115a des Abfluß- und Sammelrohres 115, wodurch einer Luftblase erlaubt wird, in die Leitung 1136 einzutreten, wodurch die für den Druck verbrauchte Tinte kompensiert wird. Bei konstanter Temperatur wird der Tintenspiegei im Syphon 115a so konstant gehalten, und es gelangt genug Luft in die Rückführleitungen, um die für den Druck benötigte Tinte zu kompensieren. Der Sammelbehälter 133 ist mit dem Abfluß- und Sammelrohr 115 durch zwei kleine Öffnungen 134,135 verbunden, von denen eine im oberen und die andere im unteren Teil des Sammelbehälters angeordnet ist Der Sammelbehälter 133 sieht für die angesammelte Tinte einen Raum vor, wenn die Temperaturausdehnung der Luft in dem Vorratsbehälter 100 der Austrittsgeschwindigkeit der Tinte aus dem Vorratsbehälter entspricht In diesem FaEe wird in dem Vorratsbehälter kein Sog für die Rückführung der Tinte in den Vorratsbehälter erzeugt, wodurch die Tinte sich in dem Abfluß- und Sammelrohr 115 und im Sammelbehälter 133 ansammeln wird. Der Sammelbehälter 133 ist so groß, um im erwarteten Temperaturbereich die größtmöglichste Tintenmenge aufnehmen zu können. Der Sammelbehälter ist mit einem Material 140, beispielsweise einem lockeren Schaumstoff, ausgefüllt, um ein Spritzen der Tinte während der Bewegung des Wagens 5 zu verhindern. Wie bereits erwähnt, ist der Vorratsbehälter 100 in den Aufnahmebehälter 142 (F i g. 3) eingeschoben, der den Vorratsbehälter auf die Nadeln 110 und 111 zuführt.The ink is drawn into the return line by negative pressure that is created when the ink is sucked from the reservoir 100 by the pump 116. When the from the storage container The amount of liquid discharged, which exceeds the amount directed against the ink collecting diaphragm 53, decreases Ink level in siphon 115a of drain and collection tube 115, allowing an air bubble is to enter line 1136, thereby compensating for the ink consumed in printing. at With a constant temperature, the ink level in the siphon 115a is kept constant, and enough gets there Air in the return lines to compensate for the ink required for printing. The collection container 133 is connected to the drain and collection pipe 115 through two small openings 134, 135, one of which is in the upper and the other is arranged in the lower part of the collecting container The collecting container 133 sees a space for the accumulated ink when the temperature expansion of the air in the reservoir 100 corresponds to the exit speed of the ink from the reservoir Reservoir creates no suction for returning the ink to the reservoir, which causes the ink to move will accumulate in the drain and collection tube 115 and in the sump 133. The collection container 133 is large enough to accommodate the largest possible amount of ink in the expected temperature range can. The collecting container is made of a material 140, For example, a loose foam, filled in to prevent the ink from splashing during the movement of the To prevent carriage 5. As mentioned earlier, the The storage container 100 is pushed into the receiving container 142 (FIG. 3), which attaches the storage container to the Needles 110 and 111 feeds.

Das Filter A kann aus einem aus rostfreiem Stahl gewebten Netz bestehen. Es dient zum Entfernen von kleinen Partikeln, welche die Pumpe 116 beeinträchtigen könnten, so daß das Filter A die Standzeit der Maschine verlängert. Das Filter B erzeugt eine weitere Filterung am Wege zur Pumpe 116. Schließlich verhütetThe filter A may consist of a stainless steel woven mesh. It is used to remove small particles which could affect the pump 116, so that the filter A extends the life of the machine. The filter B creates a further filtering on the way to the pump 116. Finally, prevent

ίο das unmittelbar vor der Düse 125 angeordnete Filter C ein Verstopfen der Düse. ίο the filter C arranged immediately in front of the nozzle 125 clogging the nozzle.

Der Blasensammler 120 verhindert, daß das Filter A durch Luft blockiert wird. Da die Tinte aus dem Vorratsbehälter 100 gesaugt wird, können sich kleine Luftblasen im Strom bilden, die versuchen, sich an der linken Seite des Filters A (Fig.4) anzusammeln und dadurch den Tintenfluß zu blockieren. Um dies zu verhindern, ist der obere Teil 120a des Blasensammlers 120 vorgesehen. Somit können die Blasen 121 in der Tinte nach oben steigen und sich im obersten Abschnitt des oberen Teiles 120a ansammeln. Ähnlich wirkt der Blasensammler 122. Die Blasensammler 120, 122 sind mit Ventilen 160, 161 ausgerüstet, die eine periodische Wartung der Blasensammler durch Auslassen der in ihnen gesammelten Luftblasen ermöglichen. Ein für diesen Zweck geeignetes Ventil ist in F i g. 5 dargestellt und enthält den Ventilsitz 165, gegen den die Ventilscheibe 166 aus nachgiebigem Material 168 unter der Wirkung der Feder 167 anliegt. Ein während des Wartungsvorganges über einen mit dem Hals 170 verbundenen Schlauch an das Ventil angelegter Unterdruck überwindet die Spannung der Feder 167, wodurch die Ventilscheibe 166 mit ihrem nachgiebigem Material 168 sich nach rechts (F i g. 5) bewegen kann, wodurch der Luft ein Austritt aus dem Blasensammler gestattet wird.The bubble collector 120 prevents the filter A from being blocked by air. As the ink is sucked out of the reservoir 100, small air bubbles can form in the stream which try to collect on the left side of the filter A (Fig. 4) and thereby block the flow of ink. To prevent this, the upper part 120a of the bubble collector 120 is provided. Thus, the bubbles 121 in the ink can rise and accumulate in the uppermost portion of the upper part 120a. The bubble collector 122 acts in a similar way. The bubble collectors 120, 122 are equipped with valves 160, 161 which allow periodic maintenance of the bubble collectors by releasing the air bubbles collected in them. A valve suitable for this purpose is shown in FIG. 5 and contains the valve seat 165, against which the valve disc 166 of resilient material 168 rests under the action of the spring 167. A negative pressure applied to the valve via a hose connected to the neck 170 during the maintenance process overcomes the tension of the spring 167, whereby the valve disc 166 with its flexible material 168 can move to the right (FIG. 5), whereby the air can move in Exit from the bubble collector is permitted.

Das Abschlußventil 102 ist zwischen dem Vorratsbehälter 100 und dem Filter A angeordnet Dies ist deshalb vorgesehen, da die in der Spitze des Blasensammlers 120The shutoff valve 102 is arranged between the reservoir 100 and the filter A. This is provided because the in the tip of the bubble collector 120

-to befindliche Luft beispielsweise einen Unterdruck aufweist von ungefähr demselben Ausmaß wie in der Pumpenspeiseleitung 104G Würde das Abschlußventil 102 nicht vorhanden sein, würde der Unterdruck im Blasensammler 120 abgefallen sein durch Eindringen von Luft in die Nadel 111 beim Abnehmen des Vorratsbehälters 100 von seinem Aufnahmebehälter 14Z Wenn das nächstemal ein Vorratsbehälter 100 auszutauschen wäre, würde das in dem Blasensammler 120 befindliche Luftvolumen sogar größer als beim vorherigen Mal sein, was einen kummulativen Vorgang darstellt der nach jedem Behälteraustausch größer wird. Um dies zu vermeiden, verhindert das Abschlußventil 102 ein Eindringen von Luft in die Leitung lÖ4ö. Das Abschlußventil 102 schließt bevor die Nadeln 110, 11t aus dem Vorratsbehälter 100 entfernt sind. Wenn ein neuer Vorratsbehälter 100 eingesetzt ist, dringen die Nadeln 110,111 in seinen Boden, worauf erst danach das Abschlußventil 102 mittels Fortsatz 103 öffnet-to the air present, for example, a negative pressure of approximately the same extent as in pump feed line 104G would the shutoff valve 102 were not present, the negative pressure in the bubble collector 120 would have dropped due to penetration of air into the needle 111 when removing the reservoir 100 from its receptacle 14Z The next time a reservoir 100 had to be replaced, it would be in the bubble collector 120 air volume will be even larger than the previous time, which is a cumulative process represents which becomes larger after each container exchange. The shut-off valve prevents this from happening 102 an ingress of air into the line lÖ4ö. The shut-off valve 102 closes before the needles 110, 11t are removed from the storage container 100. if a new storage container 100 is inserted, the needles 110,111 penetrate its bottom, whereupon only then the Closing valve 102 opens by means of extension 103

Als Pumpe 116 ist jede Pumpe geeignet welche die vorgesehene Funktion erfüllt, doch als Beispiel ist eine Balgpumpe (Fi g. 8) dargestellt Die Tinte tritt durch die Leitung 104c/ in die Pumpe ein und verläßt dieselbe durch die Leitung 104& Die Pumpe enthält Klappenventile 180, 181, den Pumpenbalg 182, die Rückführfeder 183 und den Magnetventil 184, die in von Schrauben zusammengehaltenen Platten 186—Ϊ90 angeordnet -sind.Any pump that fulfills the intended function is suitable as pump 116, but one is an example Bellows pump (Fi g. 8) shown the ink passes through the Line 104c / enters and exits the pump through line 104 & The pump contains flap valves 180, 181, the pump bellows 182, the return spring 183 and the solenoid valve 184, which are in by screws plates held together 186-Ϊ90 arranged -are.

Das Hauptventil 154 (Fig. 4) soll das Auströpfeln vonThe main valve 154 (Fig. 4) is intended to allow the drainage of

Tinte nach dem Schließen und während des Anlaufens verhindern. Mit dem Hauptventil 154 ist der Parallelkanal 162 verbunden, der die Entlüftung 163 besitzt. Der Parallelkanal 162 verbindet das Hauptventil 154 mit dem Sammelbehälter 133. Die Entlüftung 163 ist deshalb vorgesehen, da in einigen Fällen der Tintenspiegel im Abfluß- und Sammelrohr 115 so hoch sein kann, daß der Sammelbehälter 133 gefüllt wird und an der oberen Öffnung 134 ein Tintenmeniskus sich bilden könnte, der die Druckzustände störend beeinflussen könnte. Es sind auch Fälle möglich, in denen ein nicht ausreichender positiver Druck erzeugt wird, der ausreicht, den die obere Öffnung 134 abdeckenden Tintenmeniskus zu durchbrechen, wodurch der Tinte im Abfluß- und Sammelrohr 115 ein gegenüber dem Normalpegel höherer Pegel erlaubt werden würde und die Tintenauffangblende 53 bespritzt und somit die Funktion des Druckers beeinträchtigt werden könnte. Die Luft aus dem Sammelbehälter 133 kann entweder über die Entlüftung 163 entweichen oder über das Sammelrohr 115.Prevent ink after closing and during startup. With the main valve 154 is the parallel channel 162 connected, which has the vent 163. The parallel channel 162 connects the main valve 154 with the collecting container 133. The vent 163 is provided because in some cases the ink level in the Drain and collection pipe 115 can be so high that the Collection container 133 is filled and an ink meniscus could form at the upper opening 134, the could interfere with the pressure conditions. There are also cases where an insufficient positive pressure is generated sufficient to close the ink meniscus covering the upper opening 134 break through, whereby the ink in the drain and collection tube 115 a relative to the normal level higher level would be allowed and the ink collecting diaphragm 53 splashed and thus the function of the Printer could be affected. The air from the collecting container 133 can either be via the Vent 163 escape or via the manifold 115.

In der nachfolgenden Beschreibung der Wirkungsweise der Tintenuniwälzeinrichtung befindet sich ein Vorratsbehälter 100 auf den Nadeln 110, 111. Der Anfangsunterdruck in dem Vorratsbehälter 100 saugt die Tintenauffangblende 53 und über die Leitungen 113a und 1136 durch das Sieb 117 frei von Tinte. Dadurch wird meistens auch Luft durch die Rückführleitung angesaugt, wodurch in dem Vorratsbehälter 100 sich ein atmosphärischer Druck einstellt.In the following description of the mode of operation of the ink rolling device there is a Reservoir 100 on needles 110, 111. The initial negative pressure in the reservoir 100 sucks the ink collecting diaphragm 53 and via the lines 113a and 1136 through screen 117 free of ink. This usually also causes air to pass through the return line sucked in, whereby an atmospheric pressure is established in the reservoir 100.

Darauffolgend beginnt die Pumpe 116 zu arbeiten und das Hauptventil 154 öffnet sich. Zu diesem Zeitpunkt existiert kein Unterdruck in den Rückführleitungen, welche uie Leitungen 113a, 1136 einschließen. Jedoch wird ein Unterdruck erzeugt, wenn Tinte in der Auffangblende 53 in den Syphon 115a des Abfluß- und Sammelrohres 115 fließt und dasselbe bis zu dessen Steuerpunkt 1156 auffüllt. Wenn dies eintritt, kann keine Luft den Vorratsbehälter 100 mehr erreichen, wodurch in demselben ein Unterdruck entsteht. Der Unterdruck innerhalb des Vorratsbehälters 100 wird weiter aufgebaut und nach ungefähr 30 Sekunden erreicht der Tintenfluß in den Rückführleitungen 113a und 1136 und in den Pumpenleitungen 104a bis 104c/ ein ungefähres Gleichgewicht. Auch die Tinte im Abfluß- und Sammelrohr 115 versucht in den Sammelbehälter 133 während dieser 30 Sekunden Periode zu fließen. Diese Zustände und Tintenspiegel werden bis zum Druckbeginn aufrecht erhalten.Subsequently, the pump 116 begins to operate and the main valve 154 opens. At this time there is no negative pressure in the return lines which include lines 113a, 1136. However a negative pressure is generated when ink in the collecting aperture 53 in the siphon 115a of the drain and Collecting tube 115 flows and fills the same up to its control point 1156. When this happens, none can Air reach the reservoir 100 more, whereby a negative pressure is created in the same. The negative pressure Inside the storage container 100 is continued to build up and after about 30 seconds the Ink flow in return lines 113a and 1136 and in the pump lines 104a to 104c / an approximate equilibrium. Also the ink in the drain and Collection tube 115 attempts to flow into sump 133 during this 30 second period. These States and ink levels are maintained until the start of printing.

Da während des Drückens Tinte in die Tintenauffangblende 53 gelangt, tropft bzw. fließt die Tinte in den Syphon 115a. Wenn die Pumpe 116 mehr Tinte aus dem Vorratsbehälter 100 saugt als in die Rückführleitung fließt, fällt der Tintenspiegel am Steuerpunkt 1156 im Syphon 115a, wodurch Luft in den Vorratsbehälter 100 gelangt. Dadurch wird der Unterdruck in dem Vorratsbehälter 100 geringer, wodurch der Rückfluß in den Vorratsbehälter 100 verlangsamt wird und der Tintenspiegel am Steuerpunkt 1156 wieder ansteigt. Somit regelt der Steuerpunkt 1156 im Syphon 115,-i den Luftstrom im Vorratsbehälter 100.Since ink falls into the ink collecting aperture while pressing 53, the ink drips into the siphon 115a. When the pump 116 runs out of ink Reservoir 100 sucks as flows into the return line, the ink level drops at control point 1156 im Siphon 115a, whereby air gets into the storage container 100. This will reduce the negative pressure in the Reservoir 100 less, whereby the backflow into the reservoir 100 is slowed down and the Ink level at control point 1156 rises again. The control point 1156 thus regulates the siphon 115, -i Air flow in the reservoir 100.

Der Steuerpunkt 1156 muß unterhalb des Sammelbehälters 133 angeordnet sein. Um den unter dem Einfluß der Schwerkraft erfolgenden Tintenfluß zum Steuerpunk' zu ermöglichen, ist es notwendig, daß eine Entlüftung zum Steuerpunkt 1156 aufrechterhallen wird durch Freihalten des Abfluß- und Sammelrohres 115 und der Tintenauffangblende 53.The control point 1156 must be below the collecting container 133 be arranged. To allow the ink to flow to the control point under the influence of gravity To enable venting to control point 1156 it is necessary that venting be maintained by keeping the drain and collection tube 115 and the ink catcher plate 53 free.

Die vorgenannten Zustände während des Betriebes erhalten, bis die Pumpe 116 nach dem Druck des letzten Zeichens ausgeschaltet wird. Es ist zu beachten, daß Tinte kontinuierlich zwischen dem Einschalt- und Ausschaltzeitpunkt des Hauptventiles 154 gefördert wird. Nachdem das Hauptventil 154 geschlossen hat, fließt Tinte weiter in den Rückführleitungen 113a und 1136. Dies geschieht deshalb, da in dem Vorratsbehälter 100 ein Unterdruck herrscht, der die Tinte durch die Rückführleitung saugt, bis ein Gleichgewichtszustand erreicht ist.The aforementioned states are maintained during operation until the pump 116 after the pressure of the last Character is turned off. It should be noted that ink flows continuously between power-on and Switch-off time of the main valve 154 is promoted. After the main valve 154 has closed, Ink continues to flow in return lines 113a and 1136. This is because it is in the reservoir 100 there is a negative pressure that sucks the ink through the return line until a state of equilibrium is reached.

Die Spitze der Nadel 110 sollte höher liegen als der höchste Punkt des in dem Abfluß- und Sammelrohr 115 oder in dem Sammelbehälter 133 erwarteten Tintenspiegels, um zu vermeiden, daß im Falle des Entfernens des Vorratsbehälters 100 Tinte aus dem Leitungssystem überläuft. Um dies vollständig zu verhindern, kann das Abschlußventil 192 vorgesehen werden. In diesem Falle ist die Höhe der Nadelspitze 110 unwichtig.The tip of the needle 110 should be higher than the highest point of the one in the drain and collection tube 115 or in the sump 133 expected ink level to avoid that in case of removal of the reservoir 100, ink overflows from the line system. To prevent this from happening completely, that can End valve 192 can be provided. In this case, the height of the needle tip 110 is not important.

Hierzu 2 Blatt ZeichnungenFor this purpose 2 sheets of drawings

Claims (13)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Tintenumwälzeinrichtung für einen Tintenstrahldrucker, bei dem die Tinte mittels einer Pumpe aus einem Vorratsbehälter zumindestens einer Düse gefördert wird, wobei sich die Pumpe zwischen dem Vorratsbehälter und der Düse befindet und die Düse Tintentropfen ausstößt, die elektrisch geladen und entsprechend ihrer Ladung entweder auf entsprechende Stellen des Papiers oder in eine Tintenauffangblende abgelenkt werden, welche in einem Sammelbehälter mündet, aus dem die nicht für den Druck benötigten Tropfen über eine Rückführvorrichtung wieder dem Vorratsbehälter zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (100) auswechselbar in der Tintenumwälzeinrichtung befestigt ist, daß in die Speiseleitung (104? bis g) zwischen Vorratsbehälter (üOO) und Base (125) nacheinander ein Abschlußventil (102), ein Filter (A), zwei Blasensammler (120, 122), die Pumpe (116), zwei weitere Filter (B, C) sowie ein Hauptventil (154) eingesetzt sind, daß in der Rückführleitung (113a, b) zwischen Tintenauffangblende (53) und dem Vorratsbehälter (100), der Sammelbehälter (133), ein Druckkomparator (115a,) und ein Filter (117) angeordnet sind, wobei die Pumpe (116) einerseits einen bestimmten Tintendruck an der Düse (125) erzeugt, andererseits im1. Ink circulation device for an ink jet printer, in which the ink is conveyed by means of a pump from a storage container at least one nozzle, the pump being located between the storage container and the nozzle and the nozzle ejects ink droplets that are electrically charged and depending on their charge either to the appropriate Places of the paper or are deflected into an ink collecting aperture which opens into a collecting container from which the drops not required for printing are fed back to the storage container via a return device, characterized in that the storage container (100) is exchangeably fastened in the ink circulation device, that in the feed line (104? to g) between the reservoir (UOO) and base (125) one after the other a shut-off valve (102), a filter (A), two bubble collectors (120, 122), the pump (116), two further filters (B, C) and a main valve (154) are used that in the return line (113a, b) between between the ink collecting aperture (53) and the storage container (100), the collecting container (133), a pressure comparator (115a,) and a filter (117) are arranged, the pump (116) on the one hand generating a certain ink pressure at the nozzle (125) , on the other hand in ' Vorratsbehälter (100) einen Unterdruck erzeugt oder aufrechterhält, der zusammen mit dem Druckkomparator (115a,) eine Regelung des Tintenrückflusses in den Vorratsbehälter (100) bewirkt.'Reservoir (100) generates or maintains a negative pressure which, together with the Pressure comparator (115a,) regulates the backflow of ink into the reservoir (100). 2. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, d?ß der Vorratsbehälter (100) aus einem durch einen Stöpsel (101) verschlossenem Gehäuse besteht und daß im Stöpsel (101) zwei durch je eine dünne Scheidewand (90, 91) abgeschlossene öffnungen sich befinden, die mit je einer die Scheidewand durchstechenden, in dem Aufnahmebehälter (142) für den Nachfüllbehälter (100) angeordneten Nadeln (110,111) zusammenwirken, von denen die eine (111) mit der Speiseleitung (104a— g) und die andere (110) mit der Rückführleitung (113a, b) verbunden ist und daß die mit der Rückführleitung (123a, b) verbundene öffnung im Stöpsel (101) zur Aufnahme eines bis gegen das obere Ende des Nachfüllbehälters (100) sich erstreckendes Standrohr (128) dient.2. Ink circulating device according to claim 1, characterized in that the storage container (100) consists of a housing closed by a plug (101) and that the plug (101) has two openings, each closed by a thin partition (90, 91) which each cooperate with a needle (110, 111) which pierces the septum and is arranged in the receptacle (142) for the refill container (100), one of which (111) with the feed line (104a- g) and the other (110) is connected to the return line (113a, b) and that the opening in the plug (101) connected to the return line (123a, b) serves to receive a standpipe (128) extending up to the upper end of the refill container (100). 3. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse des Vorratsbehälters (100) ein Fortsatz (103) angeordnet ist, der mit einem Schließventil (102) in der Speiseleitung (104a, b) derart zusammenwirkt, daß es beim Entfernen des Vorratsbehälters (100) aus seinem Aufnahmebehälter (42) schließt, und zwar bevor die beiden Nadeln (110,111) ihre zugeordneten Scheidewände (90,91) verlassen.3. Ink circulating device according to claim 1 and 2, characterized in that an extension (103) is arranged on the housing of the reservoir (100) which cooperates with a closing valve (102) in the feed line (104a, b) such that it is when Removal of the storage container (100) from its receiving container (42) closes, namely before the two needles (110,111) leave their associated partitions (90,91). 4. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Gehäuse des Vorratsbehälters (!00) in der Nähe seiner Grundfläche zwei Kupferplättchen (105, 106) angeordnet sind, die mit einer kapazitiven Füllgradabfühlschaltung zusammenwirken.4. ink circulating device according to claim 2, characterized in that on the housing of the Storage container (! 00) in the vicinity of its base two copper plates (105, 106) arranged which interact with a capacitive filling level sensing circuit. 5. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (100) einen Unterdruck aufweist, um nach seinem Einsetzen in seinem Aufnahmebehälter (142) ein Anfangsvakuum im Rückführsystem zu erzeugen.5. ink circulating device according to claim 2, characterized in that the storage container (100) has a negative pressure to after its insertion in its receptacle (142) Generate initial vacuum in the return system. 6. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasensammler (120) aus einem Gehäuse besteht, das durch ein Filter (A) in zwei Teile unterteilt ist, wobei ein Teil zur Aufnahme von Luftblasen (121) ausgebildet ist6. Ink circulating device according to claim 1, characterized in that the bubble collector (120) consists of a housing which is divided into two parts by a filter (A) , one part being designed for receiving air bubbles (121) 7. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Blasensammler (120) im höchsten Punkt seines mit dem Voiratsbehälter (100) verbundenen Gehäuseteiles ein Entlüftungsventil (160) angeordnet hat7. ink circulating device according to claim 7, characterized in that the bubble collector (120) a vent valve in the highest point of its housing part connected to the storage tank (100) (160) has ordered 8. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Rückführleitung (113a) zwischen dem Filter (117) und dem Vorratsbehälter (100) ein Abschließventil (192) angeordnet ist8. Ink circulating device according to claim 1 and 2, characterized in that a shut-off valve (192) is arranged in the return line (113a) between the filter (117) and the reservoir (100) 9. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze der mit der Rückführleitung verbundenen Nadel (110) höher liegt als der höchstmögliche Tintenspiegel im Sammelrohr (115) bzw. im Sammelbehälter (133).9. ink circulating device according to claim 1, characterized in that the tip of the with Return line connected needle (110) is higher than the highest possible ink level in the Collecting pipe (115) or in the collecting container (133). 10. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenauffangblende (53) in ein Lotrechtes Rohr (115) übergeht, das als Syphon (i\5a) ausgebildet ist, wobei der sich an den Syphon (115a) anschließende Rohr-Schenkel mit der Rückführleitung (1136,) verbunden ist, und der unterste Punkt des Innenbogens des Syphons (115a,) als sogenannter Steuerpunkt (ii5b) wirkt, d.h. bei einem diesen Steuerpunkt erreichenden Tintenspiegel im Vorratsbehälter (100) bei laufender Pumpe (116) ein Unterdruck entsteht.10. Ink circulating device according to claim 1, characterized in that the ink collecting diaphragm (53) merges into a perpendicular tube (115) which is designed as a siphon (i \ 5a) , wherein the tube leg adjoining the siphon (115a) with the return line (1136,) is connected, and the lowest point of the inner bend of the siphon (115a,) acts as a so-called control point (ii5b) , ie when an ink level reaches this control point in the reservoir (100) with the pump (116) running, a negative pressure is created . 11. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das lotrechte Rohr (115) der Auffangblende (53) durch zwei Öffnungen (134, 135) mit einem Sammelbehälter (133) zum Sammeln von in Folge von Temperaturänderungen sich ergebender Überschußtinte verbunden ist und daß dieser Sammelbehälter (133) mit einem lockeren Schaumstoff (140) ausgefüllt ist.11. ink circulating device according to claim 10, characterized in that the vertical tube (115) the collecting aperture (53) through two openings (134, 135) with a collecting container (133) for Collecting of excess ink resulting from temperature changes is connected and that this collecting container (133) is filled with a loose foam (140). 12. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Sammelbehälter (133) mit einer Entlüftung (163) ausgerüstet ist.12. ink circulating device according to claim 11, characterized in that the collecting container (133) is equipped with a vent (163). 13. Tintenumwälzeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorratsbehälter (100) stationär angeordnet ist und die Pumpe (116) mit dem Tintenstrahldruckkopf (4) und dem Sammelbehälter (133) an einem in Zeilenrichtung hin und her bewegbaren Wagen (5) befestigt sind.13. ink circulating device according to claim 1, characterized in that the storage container (100) is arranged stationary and the pump (116) with the inkjet print head (4) and the Collecting container (133) are attached to a carriage (5) which can be moved back and forth in the row direction.
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