Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenbehälter zum Bereitstellen von
Tinten an Tintenstrahldrucker. Insbesondere bezieht sich die vorliegende
Erfindung auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nachfüllen eines
austauschbaren Tintenbehälters
mit einem Kapillarspeicherbauteil zum Behalten und Bereitstellen
der gesteuerten Tintenabgabe aus dem Tintenbehälter.The
The present invention relates to ink containers for providing
Inks on inkjet printers. In particular, the present invention relates
Invention to a method and apparatus for refilling a
replaceable ink tank
with a capillary storage member for holding and providing
the controlled ink delivery from the ink container.
Tintenstrahldrucker
verwenden häufig
einen Tintenstrahldruckkopf, der in einem Wagen befestigt ist, der
vor und zurück über ein
Druckmedium, wie z. B. Papier, bewegt wird. Wenn der Druckkopf über das Druckmedium
bewegt wird, aktiviert ein Steuersystem den Druckkopf, um Tintentröpfchen auf
das Druckmedium aufzubringen oder auszustoßen, um Bilder und Text zu
erzeugen. Tinte wird durch einen Tintenvorrat, der entweder durch
den Wagen getragen wird oder an dem Drucksystem befestigt ist, um sich
nicht mit dem Wagen zu bewegen, an den Druckkopf geliefert.inkjet
use often
an ink jet print head mounted in a carriage, the
back and forth over one
Print medium, such. As paper is moved. When the printhead over the print medium
is moved, a control system activates the printhead to ink droplets
apply or eject the print media to add images and text
produce. Ink is caused by an ink supply, either through
the cart is carried or attached to the printing system to itself
not to move with the cart, delivered to the printhead.
Für den Fall,
dass der Tintenvorrat nicht mit dem Wagen getragen wird, kann der
Tintenvorrat durch die Verwendung eines Schlauchs in fortlaufender
Fluidkommunikation mit dem Druckkopf sein, um den Druckkopf fortlaufend
wieder aufzufüllen.
Alternativ kann der Druckkopf intermittierend mit dem Tintenvorrat
verbunden sein, indem der Druckkopf nahe an einer Füllstation
positioniert wird, was eine Verbindung des Druckkopfs mit dem Tintenvorrat
ermöglicht.In the case,
that the ink supply is not carried by the cart, the
Ink supply by using a hose in continuous
Fluid communication with the printhead to the printhead continuously
replenish.
Alternatively, the printhead may be intermittent with the ink supply
be connected by the printhead close to a filling station
is positioned, which connects the printhead to the ink supply
allows.
In
dem Fall, dass der Tintenvorrat mit dem Wagen getragen wird, könnte der
Tintenvorrat einstückig
mit dem Druckkopf sein, wobei dann der gesamte Druckkopf und Tintenvorrat
ausgetauscht werden, wenn die Tinte erschöpft ist. Alternativ kann der
Tintenvorrat mit dem Wagen getragen werden und separat von dem Druckkopf
austauschbar sein. Für
den Fall, dass der Tintenvorrat separat austauschbar ist, wird der Tintenvorrat
ausgetauscht, wenn er erschöpft
ist, und der Druckkopf wird am Ende einer Druckkopflebensdauer ausgetauscht.
Unabhängig davon,
wo sich der Tintenvorrat innerhalb des Drucksystems befindet, ist
es wesentlich, dass der Tintenvorrat einen zuverlässigen Tintenvorrat
an den Tintenstrahldruckkopf liefert.In
In the event that the ink supply is carried with the cart, the
Ink supply in one piece
with the printhead, then the entire printhead and ink supply
be replaced when the ink is exhausted. Alternatively, the
Ink supply to be carried with the cart and separately from the printhead
be exchangeable. For
the case where the ink supply is separately exchangeable becomes the ink supply
exchanged when exhausted
is and the printhead is replaced at the end of a printhead life.
Independently of,
where the ink supply is located within the printing system is
It is essential that the ink supply provides a reliable supply of ink
to the inkjet printhead.
Zusätzlich zu
der Bereitstellung von Tinte an den Tintenstrahldruckkopf stellt
der Tintenvorrat häufig
zusätzliche
Funktionen in dem Drucksystem bereit, wie z. B. Beibehalten eines
negativen Mess- bzw. Überdrucks,
häufig
als Gegendruck bezeichnet, innerhalb des Tintenvorrats und des Tintenstrahldruckkopfs.
Ein Messdruck ist der Druck innerhalb des Tintenstrahldruckkopfs
relativ zu einem atmosphärischen
Druck. Dieser negative Messdruck muss ausreichend sein, so dass
ein Kopfdruck, der dem Tintenvorrat zugeordnet ist, bei einem Wert
gehalten wird, der niedriger ist als der atmosphärische Druck, um ein Tintenlecken
aus entweder dem Tintenvorrat oder dem Tintenstrahldruckkopf, was
häufig
als Auslaufen bezeichnet wird, zu verhindern. Der Tintenvorrat muss
einen negativen Messdruck oder Gegendruck über einen breiten Bereich von
Temperaturen und atmosphärischen
Drücken,
die der Tintenstrahldrucker bei Speicherung und Betrieb erfährt, bereitstellen.In addition to
providing ink to the inkjet printhead
the ink supply often
additional
Functions in the printing system ready, such. B. Maintaining one
negative measuring or overpressure,
often
referred to as back pressure, within the ink supply and the ink jet print head.
A gauge pressure is the pressure within the inkjet printhead
relative to an atmospheric one
Print. This negative pressure must be sufficient, so that
a head pressure associated with the ink supply, at a value
which is lower than the atmospheric pressure to prevent ink leakage
from either the ink supply or the inkjet printhead, what
often
as leakage is called to prevent. The ink supply needs to
a negative gauge pressure or backpressure over a wide range of
Temperatures and atmospheric
To press,
which the ink jet printer experiences during storage and operation.
Es
besteht ein immer vorliegender Bedarf nach Tintenbehältern zum
zuverlässigen
Liefern von Tinte an den Tintenstrahldruckkopf. Diese Tintenbehälter sollten
einen ausreichenden Gegendruck bereitstellen, um ein Tintenlecken
während
einer normalen Handhabung und Temperatur- und Druckvariationen,
die der Tintenbehälter
während
normaler Verwendung und Speicherung erfährt, zu verhindern. Zusätzlich sollten
diese Tintenbehälter
relativ geringe Herstellungskosten aufweisen, um die Druckkosten pro
Seite zu reduzieren.It
There is an ever-present need for ink tanks for
reliable
Supplying ink to the inkjet printhead. These ink tanks should
provide sufficient back pressure to prevent ink leakage
while
normal handling and temperature and pressure variations,
the ink tank
while
normal use and storage learns to prevent. In addition, should
these ink tanks
have relatively low production costs to the printing costs per
Reduce page.
Die
US-A-5367328 beschreibt Tintennachfüllsysteme für wegwerfbare Tintenstrahlkassetten, bei
denen Tinte in einem Behälter
gespeichert wird, der zu der Atmosphäre entlüftet ist, und der einen Kapillarschaum
enthält.
Tinte wird an den Behälter
geliefert, bis eine Pegelsensoranordnung oben in dem Behälter das
Vorliegen von Tinte erfasst.The
US-A-5367328 describes ink refill systems for disposable inkjet cartridges
which ink in a container
stored, which is vented to the atmosphere, and a capillary foam
contains.
Ink gets to the container
supplied until a level sensor assembly in the top of the container
Presence of ink detected.
Die
US-A-5880748 beschreibt ein Tintenzuführsystem für ein Tintenstrahldrucksystem,
bei dem ein Drucksensor zur Steuerung des Tintenvorrats verwendet
wird. Wenn der erfasste Messdruck einen vorbestimmten Wert erreicht,
wird ein Ventil geöffnet, was
es ermöglicht,
dass eine vorbestimmte Tintenmenge in ein Tintenreservoir fließt.The
US-A-5880748 describes an ink supply system for an ink jet printing system,
in which a pressure sensor is used to control the ink supply
becomes. When the detected measurement pressure reaches a predetermined value,
a valve is opened, which
allows,
a predetermined amount of ink flows into an ink reservoir.
Ein
Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Nachfüllen eines
austauschbaren Tintenbehälters,
wie in Anspruch 1 definiert.One
Aspect of the present invention is a device for refilling a
exchangeable ink tank,
as defined in claim 1.
Ein
weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, wie
in Anspruch 7 definiert.One
Another aspect of the present invention is a method, such as
defined in claim 7.
1 ist
ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
eines Tintenstrahldruckers, der den Tintenbehälter beinhaltet, der geeignet
zum Nachfüllen
unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist. 1 FIG. 10 is an exemplary embodiment of an ink jet printer including the ink container suitable for refilling using the method and apparatus of the present invention.
2 ist
eine schematische Darstellung des Tintenbehälters und eines Tintenstrahldruckkopfs, der
Tinte von dem Tintenbehälter
empfängt,
um ein Drucken zu erzielen. 2 Figure 11 is a schematic representation of the ink container and ink jet printhead receiving ink from the ink container to achieve printing.
3 ist
eine auseinandergezogene Ansicht des Tintenbehälters, die ein Tintenreservoir,
ein Netz verschweißter
Fasern zur Einführung
in das Reservoir und eine Reservoirabdeckung zum Umschließen des
Reservoirs zeigt. 3 is an exploded view of the ink tank, which is an ink reservoir, a net welded fibers for insertion into the reservoir and a reservoir cover for enclosing the reservoir shows.
4A stellt
das in 3 gezeigte Netz verschweißter Fasern dar. 4A put that in 3 shown net welded fibers.
4B ist
eine stark vergrößerte perspektivische
Ansicht entlang Linien 4B-4B des in 4A gezeigten
Netzes verschweißter
Fasern, die in das in 3 gezeigte Tintenreservoir eingeführt werden. 4B is a greatly enlarged perspective view along lines 4B-4B of FIG 4A shown net of welded fibers, which in the in 3 shown ink reservoir are introduced.
5A ist
ein Querschnitt einer einzelnen Faser entlang Linien 5-5 aus 4. 5A Figure 12 is a cross section of a single fiber taken along lines 5-5 4 ,
5B ist
ein alternatives Ausführungsbeispiel
einer in 4 gezeigten Faser mit einem
kreuzförmigen
oder x-förmigen
Kernabschnitt. 5B is an alternative embodiment of an in 4 shown fiber with a cross-shaped or x-shaped core portion.
6 ist
ein Querschnitt eines Paars von Fasern, die an einem Kontaktpunkt
verschweißt
sind, entlang Linien 6-6 aus 4. 6 For example, a cross section of a pair of fibers welded at a point of contact is along lines 6-6 4 ,
7 ist
eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
zum Füllen des
Tintenbehälters
aus 3. 7 Figure 5 is a simplified illustration of the apparatus of the present invention for filling the ink container 3 ,
8 ist
eine vereinfachte Darstellung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung
zum Füllen des
Tintenbehälters. 8th Figure 5 is a simplified illustration of the process of the present invention for filling the ink container.
9 ist
eine vereinfachte Darstellung der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
zum Bestimmen einer Tintenmenge, die zum Füllen des Tintenbehälters erforderlich
ist. 9 Figure 5 is a simplified illustration of the apparatus of the present invention for determining an amount of ink required to fill the ink container.
10 ist
eine schematische Darstellung eines Verfahrens der vorliegenden
Erfindung zum Bestimmen einer Tintenmenge, die zum Füllen des
Tintenbehälters
erforderlich ist. 10 Fig. 10 is a schematic representation of a method of the present invention for determining an amount of ink required to fill the ink container.
11 ist
eine schematische Darstellung eines Tintenstrahldrucksystems, das
einen Tintenbehälter
um fasst, der unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung
der vorliegenden Erfindung nachgefüllt wird. 11 Figure 11 is a schematic representation of an ink jet printing system incorporating an ink container refilled using the method and apparatus of the present invention.
1 ist
eine perspektivische Ansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels
eines Drucksystems 10, das mit offener Abdeckung gezeigt
ist, das zumindest einen Tintenbehälter 12 umfasst, der geeignet
zum Nachfüllen
unter Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung ist. Das Drucksystem 10 umfasst ferner zumindest
einen Tintenstrahldruckkopf (nicht gezeigt), der in den Druckerabschnitt 14 eingebaut
ist. Der Tintenstrahldruckkopf spricht auf ein Aktivierungssignal
von dem Druckerabschnitt 14 an, um Tinte auszustoßen. Der
Tintenstrahldruckkopf wird durch den Tintenbehälter 12 mit Tinte
wieder aufgefüllt. 1 FIG. 15 is a perspective view of an exemplary embodiment of a printing system. FIG 10 , which is shown with open cover, the at least one ink tank 12 suitable for refilling using the method and apparatus of the present invention. The printing system 10 further comprises at least one inkjet printhead (not shown) inserted into the printer section 14 is installed. The inkjet printhead is responsive to an enable signal from the printer section 14 to eject ink. The inkjet printhead passes through the ink container 12 refilled with ink.
Bevor
die Details des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung zum Nachfüllen
des Tintenbehälters 12 erläutert werden,
ist es hilfreich, zuerst weitere Details des Tintenbehälters 12 zu
erläutern.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung werden
dann Bezug nehmend auf die 7–10 erläutert.Before the details of the method and apparatus of the present invention for refilling the ink container 12 It will be helpful to first discuss more details of the ink tank 12 to explain. The method and apparatus of the present invention will then be described with reference to FIGS 7 - 10 explained.
Der
Tintenstrahldruckkopf ist vorzugsweise in einem sich hin- und herbewegenden
Wagen 18 eingebaut und wird relativ zu einem Druckmedium bewegt,
wie in 1 gezeigt ist. Alternativ ist der Tintenstrahldruckkopf
fixiert und das Druckmedium wird an dem Druckkopf vorbeibewegt,
um ein Drucken zu erzielen. Der Tintenstrahldruckerabschnitt 14 umfasst
eine Medienablage 20 zum Aufnehmen von Druckmedien 22.
Wenn Druckmedien 22 stufenförmig die Druckzone durchlaufen,
bewegt der sich hin- und herbewegende Wagen den Druckkopf relativ
zu dem Druckmedium 22. Der Druckerabschnitt 14 aktiviert
selektiv den Druckkopf, um Tinte auf das Druckmedium aufzubringen,
um dadurch ein Drucken zu erzielen.The inkjet printhead is preferably in a reciprocating carriage 18 is installed and moved relative to a printing medium, as in 1 is shown. Alternatively, the ink jet printhead is fixed and the print medium is moved past the printhead to achieve printing. The ink jet printer section 14 includes a media tray 20 for recording print media 22 , When print media 22 Stepping through the print zone, the reciprocating carriage moves the print head relative to the print medium 22 , The printer section 14 selectively activates the printhead to apply ink to the print medium to thereby achieve printing.
Das
in 1 gezeigte Drucksystem 10 ist mit zwei
austauschbaren Tintenbehältern 12 gezeigt,
die einen Tintenbehälter 12 für schwarze
Tinte und einen dreifarb-unterteilten Tintenbehälter 12 darstellen,
der cyanfarbige, magentafarbige und gelbe Tinte beinhaltet, was
ein Drucken mit vier Farbmitteln ermöglicht. Der Tintenbehälter 12 ist
geeignet für
Drucksysteme 10, die eine kleinere oder größere Anzahl
von Tintenfarben verwenden, wie z. B. Drucksysteme, die mehr oder
weniger als vier Tintenfarben verwenden, wie z. B. beim Drucken
mit hoher Wiedergabetreue, das üblicherweise
sechs oder mehr Farben verwendet.This in 1 shown printing system 10 comes with two replaceable ink tanks 12 shown an ink tank 12 for black ink and a tricolor-subdivided ink container 12 which includes cyan, magenta and yellow inks, enabling four colorant printing. The ink tank 12 is suitable for printing systems 10 that use a smaller or larger number of ink colors, such as. B. printing systems that use more or less than four ink colors, such as. In high fidelity printing, which typically uses six or more colors.
2 ist
eine schematische Darstellung des Drucksystems 10, das
den Tintenvorrat oder Tintenbehälter 12,
einen Tintenstrahldruckkopf 24 und eine Fluidzwischenverbindung 26 zum
fluidischen Verbinden des Tintenbehälters 12 und des Druckkopfs 24 umfasst. 2 is a schematic representation of the printing system 10 containing the ink supply or ink tank 12 , an inkjet printhead 24 and a fluid interconnect 26 for fluidically connecting the ink container 12 and the printhead 24 includes.
Der
Druckkopf 24 umfasst ein Gehäuse 28 und einen Tintenausstoßabschnitt 30.
Der Tintenausstoßabschnitt 30 spricht
auf Aktivierungssignale durch den Druckerabschnitt 14 zum
Ausstoßen
von Tinte an, um ein Drucken zu erzielen. Das Gehäuse 28 definiert
ein kleines Tintenreservoir zum Beinhalten von Tinte 32,
die durch den Ausstoßabschnitt 30 zum
Ausstoßen
von Tinte verwendet wird. Wenn der Tintenstrahldruckkopf 24 Tinte
ausstößt oder
die Tinte 32, die in dem Gehäuse 28 gespeichert
ist, erschöpft
ist, füllt
der Tintenbehälter 12 den
Druckkopf 24 wieder auf. Ein Tintenvolumen, das in dem
Tintenvorrat 12 beinhaltet ist, ist üblicherweise wesentlich größer als
ein Volumen eines Tintenbehälters
innerhalb des Gehäuses 28.
Deshalb ist der Tintenbehälter 12 ein
Haupttintenvorrat für
den Druckkopf 24.The printhead 24 includes a housing 28 and an ink ejection section 30 , The ink ejection section 30 Refers to activation signals through the printer section 14 for ejecting ink to achieve printing. The housing 28 defines a small ink reservoir for containing ink 32 passing through the ejection section 30 used to eject ink. When the inkjet printhead 24 Ink ejects or the ink ejects 32 in the case 28 is stored, is exhausted, the ink tank fills 12 the printhead 24 back up. An ink volume stored in the ink supply 12 is usually substantially larger than a volume of an ink container within the housing 28 , Therefore, the ink tank ter 12 a main ink supply for the printhead 24 ,
Der
Tintenbehälter 12 umfasst
ein Reservoir 34 mit einem Fluidauslass 36 und
einem Lufteinlass 38. In dem Reservoir 34 angeordnet
ist ein Netz von Fasern, die an Kontaktpunkten wärme-verschweißt sind,
um ein Kapillarspeicherbauteil 40 zu definieren. Das Kapillarspeicherbauteil 40 führt mehrere
wichtige Funktionen innerhalb des Tintenstrahldrucksystems 10 durch.
Das Kapillarspeicherbauteil 40 muss eine ausreichende Kapillarwirkung
besitzen, um Tinte zu behalten, um ein Tintenlecken aus dem Reservoir 34 während einer
Einführung
und Entfernung des Tintenbehälters 12 aus
dem Drucksystem 10 zu verhindern. Diese Kapillarkraft muss
ausreichend groß sein,
um ein Tintenlecken aus dem Tintenreservoir 34 über eine
breite Vielzahl von Umgebungsbedingungen, wie z. B. Temperatur-
und Druckveränderungen, zu
verhindern. Die Kapillarwirkung sollte für alle Ausrichtungen des Reservoirs 34,
sowie für
ein Erfahren von Erschütterung
und Schwingung, die der Tintenbehälter 12 während eines
Handhabens erfahren könnte,
ausreichend sein, um Tinte innerhalb des Tintenbehälters 12 zu
behalten.The ink tank 12 includes a reservoir 34 with a fluid outlet 36 and an air intake 38 , In the reservoir 34 disposed is a network of fibers heat-welded at contact points to a capillary storage member 40 define. The capillary storage component 40 performs several important functions within the inkjet printing system 10 by. The capillary storage component 40 must have sufficient capillary action to retain ink to prevent ink leakage from the reservoir 34 during insertion and removal of the ink tank 12 from the printing system 10 to prevent. This capillary force must be sufficiently large to allow ink leakage from the ink reservoir 34 over a wide variety of environmental conditions, such. B. temperature and pressure changes to prevent. The capillary action should be for all orientations of the reservoir 34 , as well as for experiencing vibration and vibration affecting the ink tank 12 during handling could be sufficient to allow ink within the ink container 12 to keep.
Sobald
der Tintenbehälter 12 in
das Drucksystem 10 eingebaut und fluidisch mit dem Druckkopf mittels
der Fluidzwischenverbindung 26 gekoppelt ist, sollte das
Kapillarspeicherbauteil 40 einen Tintenfluss von dem Tintenbehälter 12 zu
dem Tintenstrahldruckkopf 24 erlauben. Wenn der Tintenstrahldruckkopf 24 Tinte
aus dem Ausstoßabschnitt 30 ausstößt, wird
ein negativer Messdruck, der manchmal als Gegendruck bezeichnet
wird, in dem Druckkopf 24 erzeugt. Dieser negative Messdruck
innerhalb des Druckkopfs 24 sollte ausreichend sein, um
die Kapillarkraft, die Tinte innerhalb des Kapillarbauteils 40 behält, zu überwinden,
wodurch ein Tintenfließen
aus dem Tintenbehälter 12 in
den Druckkopf 24 ermöglicht
wird, bis ein Gleichgewicht erreicht ist. Sobald das Gleichgewicht
erreicht ist und der Messdruck innerhalb des Druckkopfs 24 gleich
der Kapillarkraft ist, die Tinte innerhalb des Tintenbehälters 12 behält, fließt keine
weitere Tinte aus dem Tintenbehälter 12 in
den Druckkopf 24. Der Messdruck in dem Druckkopf 24 hängt allgemein
von der Rate eines Tintenausstoßes
aus dem Tintenausstoßabschnitt 30 ab. Mit
zunehmender Druckrate oder Tintenausstoßrate wird der Messdruck in
dem Druckkopf negativer, was bewirkt, dass Tinte mit einer höheren Rate
von dem Tintenbehälter 12 zu
dem Druckkopf 24 fließt.
Bei einem bevorzugten Tintenstrahldrucksystem 10 erzeugt
der Druckkopf 24 einen maximalen Gegendruck, der gleich
10 Zoll Wassersäule
ist, oder einen negativen Messdruck, der gleich 10 Zoll Wassersäule ist.Once the ink tank 12 in the printing system 10 built-in and fluidic with the printhead by means of the fluid interconnect 26 coupled, the capillary storage member should 40 an ink flow from the ink container 12 to the inkjet printhead 24 allow. When the inkjet printhead 24 Ink from the ejection section 30 In the printhead, a negative gauge pressure, sometimes referred to as backpressure, is injected into the printhead 24 generated. This negative gauge pressure within the printhead 24 should be sufficient to the capillary force, the ink within the capillary 40 retains, overcoming ink flow from the ink tank 12 in the printhead 24 is allowed until an equilibrium is reached. Once the balance is achieved and the gauge pressure within the printhead 24 is equal to the capillary force, the ink within the ink container 12 retains, no more ink flows out of the ink tank 12 in the printhead 24 , The measuring pressure in the printhead 24 generally depends on the rate of ink ejection from the ink ejection section 30 from. As the print rate or ink ejection rate increases, the measurement pressure in the printhead becomes more negative, causing ink to flow from the ink container at a higher rate 12 to the printhead 24 flows. In a preferred inkjet printing system 10 creates the printhead 24 a maximum back pressure equal to 10 inches of water, or a negative gauge pressure equal to 10 inches of water.
Der
Druckkopf 24 kann eine Regelungsvorrichtung in demselben
zum Ausgleich von Umgebungsveränderungen,
wie z. B. Temperatur- und Druckvariationen, aufweisen. Wenn diese
Variationen nicht ausgeglichen werden, kann ein unkontrolliertes
Lecken von Tinte aus dem Druckkopfausstoßabschnitt 30 auftreten.
Bei einigen Konfigurationen des Drucksystems 10 umfasst
der Druckkopf 24 keine Regelungsvorrichtung, statt dessen
wird das Kapillarbauteil 40 verwendet, um einen negativen
Gegendruck in dem Druckkopf 24 über normalen Druck- und Temperaturauslenkungen
beizubehalten. Die Kapillarkraft des Kapillarbauteils 40 neigt
dazu, Tinte zurück
in das Kapillarbauteil zu ziehen, wodurch ein leicht negativer Gegendruck
in dem Druckkopf 24 erzeugt wird. Dieser leicht negative
Gegendruck neigt dazu zu verhindern, dass Tinte während Veränderungen
an atmosphärischen
Bedingungen, wie z. B. Druckveränderungen
und Temperaturveränderungen,
aus dem Ausstoßabschnitt 30 leckt
oder ausläuft.
Das Kapillarbauteil 40 sollte einen ausreichenden Gegendruck
oder negativen Messdruck in dem Druckkopf 24 bereitstellen,
um ein Auslaufen während
normaler Speicher- und Betriebsbedingungen zu verhindern.The printhead 24 can a control device in the same to compensate for environmental changes, such. B. temperature and pressure variations. If these variations are not balanced, there may be an uncontrolled leakage of ink from the printhead ejection section 30 occur. In some configurations of the printing system 10 includes the printhead 24 no control device, instead, the capillary component 40 used to create a negative back pressure in the printhead 24 to maintain over normal pressure and temperature excursions. The capillary force of the capillary component 40 tends to draw ink back into the capillary, creating a slightly negative back pressure in the printhead 24 is produced. This slightly negative back pressure tends to prevent ink from changing during atmospheric changes, such as exposure to atmospheric conditions. B. pressure changes and temperature changes, from the ejection section 30 licks or leaks. The capillary component 40 should provide sufficient back pressure or negative gauge pressure in the printhead 24 to prevent leakage during normal storage and operating conditions.
Das
Ausführungsbeispiel
in 2 stellt einen Tintenbehälter 12 und einen
Druckkopf 24 dar, die jeweils separat austauschbar sind.
Der Tintenbehälter 12 wird
ausgetauscht, wenn er erschöpft
ist, und der Druckkopf 24 wird am Ende der Lebensdauer ausgetauscht.
Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung sind
auf Tintenstrahldrucksysteme 10 anwendbar, die andere Konfigurationen als
diejenigen, die in 2 gezeigt sind, aufweisen. Der
Tintenbehälter 12 und
der Druckkopf 24 z. B. können in eine einzelne Druckkassette
integriert sein. Die Druckkassette, die den Tintenbehälter 12 und
den Druckkopf 24 umfasst, wird dann ausgetauscht, wenn
Tinte in der Kassette erschöpft
ist.The embodiment in 2 represents an ink container 12 and a printhead 24 which are each separately exchangeable. The ink tank 12 is replaced when it is exhausted, and the printhead 24 is replaced at the end of its service life. The method and apparatus of the present invention are in ink jet printing systems 10 applicable, the configurations other than those in 2 are shown have. The ink tank 12 and the printhead 24 z. B. can be integrated into a single print cartridge. The print cartridge holding the ink tank 12 and the printhead 24 is replaced when ink in the cassette is exhausted.
Der
Tintenbehälter 12 und
der Druckkopf 24, die in 2 gezeigt
sind, beinhalten eine einzelne Farbtinte. Alternativ kann der Tintenbehälter 12 in drei
separate Kammern unterteilt sein, wobei jede Kammer eine unterschiedliche
Farbtinte beinhaltet. In diesem Fall sind drei Druckköpfe 24 erforderlich, wobei
jeder Druckkopf in Fluidkommunikation mit einer unterschiedlichen
Kammer innerhalb des Tintenbehälters 12 steht.
Andere Konfigurationen sind ebenso möglich, wie z. B. mehr oder
weniger Kammern, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
sind, sowie ein Partitionieren des Druckkopfs und Bereitstellen
separater Tintenfarben an unterschiedlichen Partitionen des Druckkopfs
oder Ausstoßabschnitts 30.The ink tank 12 and the printhead 24 , in the 2 shown include a single color ink. Alternatively, the ink tank 12 divided into three separate chambers, each chamber containing a different color ink. In this case, there are three printheads 24 required, with each printhead in fluid communication with a different chamber within the ink container 12 stands. Other configurations are possible as well. B. more or fewer chambers that the ink tank 12 and partitioning the printhead and providing separate ink colors at different partitions of the printhead or ejection section 30 ,
3 ist
eine auseinandergezogene Ansicht des Tintenbehälters 12 aus 2.
Der Tintenbehälter 12 umfasst
einen Tintenreservoirabschnitt 34, das Kapillarbauteil 40 und
einen Deckel 42 mit einem Lufteinlass 38 zum Erlauben
eines Eintritts von Luft in das Tintenreservoir 34. Das
Kapillarbauteil 40 wird in das Tintenreservoir 34 eingeführt. Das
Reservoir 34 wird mit Tinte gefüllt, wie Bezug nehmend auf 7 detaillierter
erläutert
wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
sind alle der Höhen-,
Breiten- und Längenabmessung,
die durch H, W bzw. L angegeben sind, alle größer als ein Zoll, um einen
Tintenbehälter 12 mit
hoher Kapazität
bereitzustellen. 3 is an exploded view of the ink tank 12 out 2 , The ink tank 12 includes an ink reservoir section 34 , the capillary component 40 and a lid 42 with an air inlet 38 for allowing entry of air into the ink reservoir 34 , The capillary component 40 is in the ink reservoir 34 introduced. The reservoir 34 is filled with ink as referring to 7 will be explained in more detail. In the preferred embodiment, all of the height, width and length dimensions indicated by H, W and L, respectively, are all greater than one inch around an ink container 12 to provide high capacity.
Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das Kapillarbauteil 40 aus einem Netz von Fasern gebildet,
die an Kontaktpunkten wärme-verschweißt sind.
Diese Fasern sind vorzugsweise aus einer Bikomponentenfaser gebildet,
die eine Hülle,
die aus einem Polyester gebildete ist, wie z. B. Polyethylen-Terephthalat
(PET) oder einem Co-Polymer desselben, und ein Kernmaterial, das
aus einem thermoplastischen Polymer mit geringen Kosten, geringem Schrumpfen und
hoher Festigkeit gebildet ist, vorzugsweise Polypropylen oder Polybutylen-Terephthalat,
aufweist.In the preferred embodiment, the capillary component is 40 formed from a network of fibers heat-welded at contact points. These fibers are preferably formed of a bicomponent fiber comprising a sheath made of a polyester, such as a polyester. Polyethylene terephthalate (PET) or a co-polymer thereof, and a core material formed from a low cost, low shrinkage, high strength thermoplastic polymer, preferably polypropylene or polybutylene terephthalate.
Das
Netz von Fasern wird vorzugsweise unter Verwendung eines Schmelzblasfaserverfahrens erzeugt.
Für ein
derartiges Schmelzblasfaserverfahren könnte es wünschenswert sein, ein Kernmaterial mit
einem Schmelzindex auszuwählen,
der dem Schmelzindex des Hüllenpolymers ähnelt. Unter
Verwendung eines derartigen Schmelzblasfaservorgangs ist die Hauptanforderung
des Kernmaterials, dass es kristallisiert wird, wenn es extrudiert
wird, oder während
des Schmelzblasvorgangs kristallisierbar ist. Deshalb können auch
andere stark kristalline thermoplastische Polymere, wie z. B. hochdichtes Polyethylen-Terephthalat,
sowie Polyamide, wie z. B. Nylon und Nylon 66, verwendet
werden. Polypropylen ist aufgrund seines geringen Preises und seiner leichten
Verarbeitbarkeit ein bevorzugtes Kernmaterial. Zusätzlich liefert
die Verwendung eines Polypropylen-Kernmaterials eine Kernfestigkeit, die
die Herstellung feiner Fasern unter Verwendung verschiedener Schmelzblastechniken
erlaubt. Das Kernmaterial sollte auch in der Lage sein, eine Verbindung
zu dem Hüllenmaterial
zu bilden.The network of fibers is preferably produced using a meltblown fiber process. For such a meltblown fiber process, it may be desirable to select a core material having a melt index similar to the melt index of the shell polymer. Using such a melt blown fiber process, the primary requirement of the core material is that it crystallize when it is extruded or crystallizable during the meltblowing process. Therefore, other highly crystalline thermoplastic polymers such. B. high density polyethylene terephthalate, and polyamides, such as. Nylon and nylon 66 , be used. Polypropylene is a preferred core material due to its low price and ease of processing. Additionally, the use of a polypropylene core material provides a core strength that allows the production of fine fibers using various meltblowing techniques. The core material should also be able to bond to the shell material.
4B ist
eine stark vereinfachte Darstellung des Netzes von Fasern, die das
Kapillarbauteil 40 bilden, stark vergrößert in Loslösung über Linien 4A-4A
des Kapillarbauteils 40 aus 4A gezeigt. Das
Kapillarbauteil 40 ist aus einem Netz von Fasern hergestellt,
wobei jede einzelne Faser 46 an Kontaktpunkten an andere
Fasern wärme-gebunden
oder wärme-verschweißt ist.
Das Netz von Fasern 46, die das Kapillarbauteil 40 bilden,
kann aus einer einzelnen Faser 46 gebildet sein, die zurück um sich
selbst gewickelt ist, oder aus einer Mehrzahl von Fasern 46 gebildet
sein. Das Netz von Fasern bildet eine selbst-haltende Struktur,
die eine allgemeine Faserausrichtung aufweist, die durch einen Pfeil 44 dargestellt
ist. Die selbst-haltende Struktur, die durch das Netz von Fasern 46 definiert
ist, definiert Beabstandungen oder Zwischenräume zwischen den Fasern 46, die
einen gewundenen Zwischenweg bilden. Dieser Zwischenweg ist gebildet,
um hervorragende Kapillareigenschaften zum Behalten von Tinte innerhalb des
Kapillarbauteils 40 aufzuweisen. 4B is a highly simplified representation of the network of fibers that make up the capillary component 40 form, greatly enlarged in detachment via lines 4A-4A of the capillary component 40 out 4A shown. The capillary component 40 is made from a network of fibers, with each individual fiber 46 thermally bonded or heat-welded at contact points to other fibers. The network of fibers 46 containing the capillary component 40 can form a single fiber 46 be formed, which is wound back around itself, or of a plurality of fibers 46 be formed. The network of fibers forms a self-sustaining structure that has a general fiber orientation that is indicated by an arrow 44 is shown. The self-sustaining structure created by the network of fibers 46 is defined defines spacings or spaces between the fibers 46 which form a meandering intermediate path. This intermediate path is formed to provide excellent capillary properties for retaining ink within the capillary 40 exhibit.
Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird
das Kapillarbauteil 40 unter Verwendung eines Schmelzblasverfahrens
gebildet, durch das die einzelnen Fasern 46 an verschiedenen
Kontaktpunkten in dem gesamten Netz von Fasern zum Verschweißen wärme-verbunden
oder aneinandergeschmolzen werden. Dieses Netz von Fasern härtet, wenn
es durch eine Form geführt
und gekühlt
wird, um eine selbst-haltende dreidimensionale Struktur zu bilden.In a preferred embodiment, the capillary component becomes 40 formed using a meltblowing process through which the individual fibers 46 be heat-bonded or fused together at various contact points in the entire network of fibers for welding. This network of fibers cures as it passes through a mold and is cooled to form a self-sustained three-dimensional structure.
5A stellt
einen Querschnitt entlang Linien 5A-5A in 4 dar,
um einen Querschnitt einer einzelnen Faser 46 darzustellen.
Jede einzelne Faser 46 ist eine Bikomponentenfaser mit
einem Kern 50 und einer Hülle 52. Die Größe der Faser 46 und des
relativen Abschnitts der Hülle 52 und
des Kerns 50 wurden zur Klarheit stark übertrieben. Das Kernmaterial
weist vorzugsweise zumindest 30% und bis zu 90 Gew.-% des Gesamtfasergehalts
auf. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
weist jede einzelne Faser 46 im Durchschnitt einen Durchmesser
von 12 μm
oder weniger auf. 5A shows a cross section along lines 5A-5A in 4 to form a cross section of a single fiber 46 display. Every single fiber 46 is a bicomponent fiber with a core 50 and a shell 52 , The size of the fiber 46 and the relative section of the sheath 52 and the core 50 were greatly exaggerated for clarity. The core material preferably has at least 30% and up to 90% by weight of the total fiber content. In the preferred embodiment, each individual fiber 46 on average, a diameter of 12 microns or less.
5B stellt
eine alternative Faser 46 dar, die der Faser 46 ähnelt, die
in 5A gezeigt ist, mit der Ausnahme, dass die Faser 46 in 5B einen kreuz-
oder x-förmigen
Querschnitt anstelle eines kreisförmigen Querschnitts aufweist.
Die in 5B gezeigte Faser 46 weist
einen nicht runden oder kreuzförmigen
Kern 50 und eine Hülle 52 auf,
die das Kernmaterial 50 vollständig bedeckt. Verschiedene andere
alternative Querschnitte können
auch verwendet werden, wie z. B. eine dreilappige oder y-förmige Faser
oder eine Faser mit h-förmigem
Querschnitt, um nur einige zu nennen. Die Verwendung nicht runder
Fasern führt
zu einer erhöhten
Oberflächenfläche an der
Faseroberfläche.
Der Kapillardruck und das Absorptionsvermögen des Netzes von Fasern 40 steigen
direkt proportional zu der benetzbaren Faseroberfläche an.
Deshalb neigt die Verwendung nicht runder Fasern dazu, den Kapillardruck
und das Absorptionsvermögen
des Kapillarbauteils 40 zu verbessern. 5B represents an alternative fiber 46 that is the fiber 46 similar to that in 5A is shown, with the exception that the fiber 46 in 5B has a cross or x-shaped cross section instead of a circular cross section. In the 5B shown fiber 46 has a non-round or cross-shaped core 50 and a shell 52 on that the nuclear material 50 completely covered. Various other alternative cross sections may also be used, such as: B. a trilobal or y-shaped fiber or a fiber with H-shaped cross-section, to name just a few. The use of non-round fibers results in an increased surface area on the fiber surface. The capillary pressure and the absorption capacity of the network of fibers 40 increase in direct proportion to the wettable fiber surface. Therefore, the use of non-round fibers tends to increase the capillary pressure and absorbency of the capillary component 40 to improve.
Ein
weiteres Verfahren zum Verbessern des Kapillardrucks und der Absorptionsfähigkeit
besteht darin, einen Durchmesser der Faser 46 zu reduzieren.
Mit einer konstanten Faservolumendichte oder einem -gewicht erhöht die Verwendung
kleinerer Fasern 46 die Oberflächenfläche der Faser. Kleinere Fasern 46 neigen
dazu, ein einheitlicheres Behalten bereitzustellen. Deshalb kann
durch ein Verändern des
Durchmessers der Faser 46 sowie durch ein Verändern der
Form der Faser 46 der erwünschte Kapillardruck für das Drucksystem 10 erzielt
werden.Another method of improving capillary pressure and absorbency is to measure a diameter of the fiber 46 to reduce. With a constant fiber volume density or weight, the use of smaller fibers increases 46 the surface area of the fiber. Smaller fibers 46 tend to provide more consistent retention. Therefore, by changing the diameter of the fiber 46 and by changing the shape of the fiber 46 the desired Kapil lardruck for the printing system 10 be achieved.
6 stellt
das Wärmeschmelzen
oder Wärmeverschweißen einzelner
Fasern 46 dar. 6 ist ein Querschnitt entlang
Linien 66 an einem Kontaktpunkt zwischen zwei einzelnen
Fasern. Jede einzelne Faser 46 weist einen Kern 50 und
eine Hülle 52 auf.
An einem Kontaktpunkt zwischen den beiden Fasern 46 wird
das Hüllenmaterial 52 mit
dem Hüllenmaterial
der benachbarten Faser 46 aneinandergeschmolzen oder verschweißt. Das
Verschweißen
einzelner Fasern wird ohne die Verwendung von Haft- oder Bindemitteln
erzielt. Ferner werden einzelne Fasern 46 zusammengehalten,
ohne dass Halteeinrichtungen erforderlich sind, wodurch eine selbsthaltende
Struktur gebildet wird. 6 represents the heat fusion or heat fusion of individual fibers 46 represents. 6 is a cross section along lines 66 at a point of contact between two individual fibers. Every single fiber 46 has a core 50 and a shell 52 on. At a contact point between the two fibers 46 becomes the shell material 52 with the shell material of the adjacent fiber 46 melted together or welded together. The welding of individual fibers is achieved without the use of adhesives or binders. Furthermore, individual fibers 46 held together, without holding means are required, whereby a self-retaining structure is formed.
7 ist
eine schematische Darstellung der Füllvorrichtung 54 der
vorliegenden Erfindung zum Füllen
von Tinte in den Tintenbehälter 12.
Die Füllvorrichtung 54 der
vorliegenden Erfindung umfasst eine Tintenquelle 56, eine
Druckbeaufschlagungsvorrichtung 58, die mit der Tintenquelle 56 gekoppelt
ist, und eine Fluidzwischenverbindung 60 zum Koppeln der mit
einem Druck beaufschlagten Tinte mit dem Tintenbehälter 12.
Die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 58 stellt eine ausreichende
Druckbeaufschlagung bereit, um Tinte von der Tintenquelle 56 an
den Tintenbehälter 12 zu
liefern. Die erforderliche Druckbeaufschlagung ist allgemein auf
eine Tintensäulenhöhe oder
eine Tintendruckhöhe
bezogen, die/der überwunden
werden muss, um Tinte an den Fluidauslass 36 des Tintenbehälters 12 zu
liefern. Die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 58 kann eine
breite Vielzahl von Vorrichtungen sein, die ausreichend sind, um
eine kontrollierte Tintenmenge an den Fluidauslass 36 des
Tintenbehälters 12 zu
liefern. Die Druckbeaufschlagungsvorrichtung 58 z. B. kann
eine Pumpe sein oder kann die Positionierung der Tintenquelle 56 oberhalb
des Tintenbehälters 12 nutzen, derart,
dass die Tintendruckhöhe
ausreichend ist, um Tinte an den Fluidauslass 36 des Tintenbehälters 12 zu
führen. 7 is a schematic representation of the filling device 54 of the present invention for filling ink into the ink container 12 , The filling device 54 The present invention includes an ink source 56 , a pressurizing device 58 that with the ink source 56 coupled, and a fluid interconnect 60 for coupling the pressurized ink to the ink container 12 , The pressurizing device 58 provides sufficient pressurization to ink from the ink source 56 to the ink tank 12 to deliver. The required pressurization is generally related to an ink column height or ink pressure level that must be overcome in order to supply ink to the fluid outlet 36 of the ink tank 12 to deliver. The pressurizing device 58 may be a wide variety of devices sufficient to provide a controlled amount of ink to the fluid outlet 36 of the ink tank 12 to deliver. The pressurizing device 58 z. B. may be a pump or may be the positioning of the ink source 56 above the ink tank 12 such that the ink pressure level is sufficient to supply ink to the fluid outlet 36 of the ink tank 12 respectively.
Tinte
wird durch die Füllvorrichtung 54 der vorliegenden
Erfindung zu dem Fluidauslass 36 des Tintenbehälters 12 geführt. Wenn
Tinte zu dem Fluidauslass 36 geführt wird, wird die Tinte an
einen Abschnitt des Kapillarspeicherbauteils oder Netzes von Fasern 40 benachbart
zu dem Fluidauslass 36 geliefert. Die zugeführte Tinte
wird durch die Kapillarwirkung dieses Netzes von Fasern in die Zwischenräume 48 zwischen
Fasern 46 des Netzes von Fasern 40 gezogen. Wenn
Tinte in die Zwischenräume 48 des
Netzes von Fasern 40 gezogen wird, wird Luft innerhalb
der Zwischenräume
verschoben, was eine Tintenfront 62 definiert. Wenn weiter
Tinte zu dem Tintenbehälter 12 geführt wird,
dehnt sich diese Tintenfront 62 nach außen in das Kapillarmaterial 40 aus,
wie durch die Tintenfront 64 dargestellt ist. Diese sich
ausdehnende Tintenfront 62, 64 neigt dazu, sich von
der Region nahe dem Fluidauslass 36 in Füllzwischenräume 48 auszudehnen,
was in einer Region um den Fluidauslass 36 herum Luft aus
dem Netz von Fasern 40 verschiebt. Luft wird aus dem Netz von
Fasern 40 verschoben und durch den Lufteinlass 38 an
die Atmosphäre
entlüftet,
um eine Druckbeaufschlagung des Tintenbehälters 12 zu verhindern, wenn
Tinte zugegeben wird. Sobald die geeignete Menge an Tinte, die zum
Füllen
des Tintenbehälters 12 erforderlich
ist, zugeführt
ist, stoppt der Tintenfluss aus dem Tintenbehälter 56.Ink gets through the filler 54 of the present invention to the fluid outlet 36 of the ink tank 12 guided. When ink to the fluid outlet 36 is guided, the ink is applied to a portion of Kapillarspeicherbauteils or network of fibers 40 adjacent to the fluid outlet 36 delivered. The ink supplied is through the capillary action of this network of fibers in the interstices 48 between fibers 46 the network of fibers 40 drawn. If ink in the interstices 48 the network of fibers 40 Air is moved inside the spaces, resulting in an ink front 62 Are defined. When ink continues to the ink tank 12 This ink front expands 62 out into the capillary material 40 out, like through the ink front 64 is shown. This expanding ink front 62 . 64 tends to move away from the region near the fluid outlet 36 in filling spaces 48 expand what is in a region around the fluid outlet 36 around air from the network of fibers 40 shifts. Air gets out of the network of fibers 40 moved and through the air intake 38 vented to the atmosphere to pressurize the ink tank 12 to prevent when ink is added. Once the appropriate amount of ink used to fill the ink tank 12 is required, the ink flow stops from the ink tank 56 ,
Es
ist vorzuziehen, dass die Fluidzwischenverbindung 60 das
Netz von Fasern 40 zumindest leicht komprimiert, um eine
Region erhöhter
Kapillarwirkung zu erzeugen, um ein Ziehen von Tinte in das Kapillarmaterial 40 zu
unterstützen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Fluidzwischenverbindung 60 ein Hohltintenkanal,
der ausreichend in den Fluidauslass 36 eingeführt wird,
um das Netz von Fasern 40 zu komprimieren.It is preferable that the fluid interconnect 60 the network of fibers 40 at least slightly compressed to create a region of increased capillary action to draw ink into the capillary material 40 to support. In a preferred embodiment, the fluid interconnect is 60 a hollow ink channel sufficient into the fluid outlet 36 is introduced to the network of fibers 40 to compress.
Es
ist vorzuziehen, dass das Kapillarmaterial 40 aus zumindest
einer Bikomponentenfaser gebildet ist, die einen Polypropylenkern
und eine Polyethylen-Terephthalat-Hülle aufweist, um das Verfahren
eines Füllens
des Tintenbehälters 12 stark
zu vereinfachen. Dieses Kapillarmaterial 40 ist hydrophiler
als der Polyurethanschaum, der bisher als ein absorbierendes Material
in thermischen Tintenstrahlstiften eingesetzt wurde, wie z. B. denjenigen,
die in dem U.S.-Patent Nr. 4,771,295 von Baker u. a. mit dem Titel „Thermal
Inkjet Pen Body Construction Having Improved Ink Storage and Feed
Capability", erteilt
am 13. September 1988 und der Anmelderin der vorliegenden Erfindung
zugewiesen, offenbart sind. Polyurethanschaum in seinem unbehandelten
Zustand weist einen großen
Tintenkontaktwinkel auf, wodurch es schwierig gemacht wird, Tintenbehälter, in
denen Polyurethanschaum beinhaltet ist, zu füllen, ohne teure und zeitaufwändige Schritte,
wie z. B. Vakuumfüllen,
zu verwenden, um den Schaum zu benetzen. Polyurethanschaum kann
behandelt werden, um den Tintenkontaktwinkel zu erhöhen oder
zu reduzieren; diese Behandlung jedoch neigt zusätzlich zu einem Erhöhen von
Herstellungskosten und Komplexität dazu,
Verunreinigungen in die Tinte einzuführen, die dazu neigen, eine
Druckkopflebensdauer zu reduzieren oder Druckkopfqualität zu reduzieren.
Die Verwendung des Kapillarbauteils 40 liefert einen relativ niedrigen
Tintenkontaktwinkel, was es erlaubt, dass Tinte ohne weiteres in
das Kapillarbauteil 40 absorbiert werden kann, ohne eine
Behandlung des Kapillarbauteils 40 zu erfordern.It is preferable that the capillary material 40 is formed from at least one bicomponent fiber comprising a polypropylene core and a polyethylene terephthalate sheath, for the method of filling the ink tank 12 greatly simplify. This capillary material 40 is more hydrophilic than the polyurethane foam heretofore used as an absorbent material in thermal ink jet pens, such as, for example, U.S. Pat. Those disclosed in U.S. Patent No. 4,771,295 to Baker et al. Entitled "Thermal Inkjet Pen Body Construction Having Improved Ink Storage and Feed Capability" issued September 13, 1988 and assigned to the assignee of the present invention Polyurethane foam in its untreated state has a large ink contact angle, making it difficult to fill ink tanks containing polyurethane foam without using expensive and time consuming steps such as vacuum filling to wet the foam Polyurethane foam can be treated to increase or reduce the ink contact angle, but this treatment, in addition to increasing manufacturing cost and complexity, tends to introduce impurities into the ink that tend to reduce printhead life or reduce printhead quality of the capillary component 40 provides a relatively low ink contact angle, allowing ink to readily enter the capillary 40 can be absorbed without treatment of the capillary component 40 to require.
8 ist
ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der vorliegenden Erfindung
zum Nachfüllen
des austauschbaren Tintenbehälters 12 darstellt.
Das Verfahren beginnt durch ein Bestimmen einer Tintenmenge, die
erforderlich ist, um den austauschbaren Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß zu füllen, wie durch
Schritt 66 dargestellt ist. Eine Fluidverbindung wird dann
zu dem austauschbaren Tintenbehälter 12 hergestellt,
so dass Tinte an den Tintenbehälter
geliefert werden kann, wie durch Schritt 68 dargestellt ist.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird eine Fluidverbindung durch ein Einführen einer Fluidzwischenverbindung 60 in
den Fluidauslass 36 des austauschbaren Tintenbehälters 12 erzielt.
Die Tintenmenge, die zum Füllen
des austauschbaren Tintenbehälters 12 erforderlich
ist, wird dann an den austauschbaren Tintenbehälter geliefert, wie durch Schritt 70 dargestellt
ist. 8th FIG. 10 is a flowchart illustrating a method of the present invention for refilling the replaceable ink container. FIG 12 represents. The process begins by determining an ink amount required to replace the replaceable ink tank 12 to fill properly, as by step 66 is shown. Fluid communication then becomes the replaceable ink container 12 so that ink can be supplied to the ink container as per step 68 is shown. In the preferred embodiment, fluid communication is accomplished by introducing a fluid interconnect 60 in the fluid outlet 36 the replaceable ink tank 12 achieved. The amount of ink used to fill the replaceable ink tank 12 is required is then delivered to the replaceable ink container as per step 70 is shown.
Die
Menge, die zum ordnungsgemäßen Füllen des
austauschbaren Tintenbehälters 12 erforderlich
ist, wird bestimmt und dann an den Tintenbehälter 12 geliefert.
Es ist wesentlich, dass die geeignete Tintenmenge an den austauschbaren
Tintenbehälter 12 geliefert
wird. Wenn zu viel Tinte an den austauschbaren Tintenbehälter 12 geliefert
wird, besitzt das Kapillarspeicherbauteil 40 eine nicht
ausreichende Kapillarwirkung zum Behalten dieser Tinte. Wenn der
Tintenbehälter 12 die
Tinte nicht behalten kann, kann Tinte während eines Handhabens des
Tintenbehälters 12,
wie z. B. während
einer Einführung
und Entfernung des Tintenbehälters 12 aus
dem Drucksystem 10, aus dem Reservoir 34 lecken.
Ferner kann, wenn zu viel Tinte in dem Tintenbehälter 12 platziert
ist, dies zu einem Tintenlecken während Veränderungen an Umgebungsbedingungen,
wie z. B. Temperatur- und Druckveränderungen, führen. Deshalb
ist es wesentlich, dass der Tintenbehälter 12 während des
Nachfüllvorgangs
nicht überfüllt wird.The amount necessary to properly fill the replaceable ink tank 12 is required is determined and then to the ink tank 12 delivered. It is essential that the appropriate amount of ink to the replaceable ink tank 12 is delivered. If too much ink to the replaceable ink tank 12 is supplied has the capillary storage member 40 insufficient capillary action to retain this ink. If the ink tank 12 The ink can not hold ink while handling the ink tank 12 , such as B. during insertion and removal of the ink container 12 from the printing system 10 , from the reservoir 34 lick. Further, if there is too much ink in the ink container 12 This will cause ink leakage during changes to environmental conditions such as B. temperature and pressure changes lead. Therefore, it is essential that the ink tank 12 is not overfilled during the refilling process.
In
dem Fall, in dem das Drucksystem 10 in der Lage ist, einen
Tintenverbrauch für
den austauschbaren Tintenbehälter 12 zu
verfolgen, ist es wichtig, dass der Tintenbehälter 12 während des Nachfüllvorgangs
nicht zu wenig gefüllt
bzw. unterfüllt
ist. Eine Unterfüllung
des austauschbaren Tintenbehälters 12 kann
dazu führen,
dass das Drucksystem 10 ableitet, dass Tinte in dem Tintenbehälter 12 verbleibt,
wenn tatsächlich
die Tinte in dem Tintenbehälter 12 erschöpft ist.
Das Drucksystem 10 könnte
in diesem Fall selbst dann mit einem Drucken fortfahren, wenn der
Tintenbehälter
erschöpft
ist. Wenn der Tintenbehälter 12 während des
Nachfüllvorgangs
ausreichend unterfüllt
ist, kann der Druckkopf manchmal ohne Tinte betrieben werden, was
als „Trockenabfeuerung" bezeichnet wird,
was zu einer katastrophalen Beschädigung an dem Druckkopf führen kann.
Zusätzlich
kann ein Betrieb des Druckkopfs, sobald der Tintenbehälter 12 erschöpft ist,
zu einer Luftinjektion in den Druckkopf 24 führen. Wenn eine
ausreichende Luftmenge in den Druckkopf 24 injiziert wird,
ist der Druckkopf 24 unter Umständen nicht in der Lage, einen
geeigneten Gegendruck innerhalb des Druckkopfs 24 geeignet
beizubehalten, was zu einem unkontrollierten Tintenlecken aus dem Druckkopf 24 führen kann.
Dieses Tintenlecken aus dem Druckkopf 24 kann nicht nur
die Druckqualität reduzieren,
sondern auch das Drucksystem 10 beschädigen.In the case where the printing system 10 is capable of consuming ink for the replaceable ink tank 12 To trace, it is important that the ink tank 12 is not too filled or underfilled during the refilling process. An underfill of the replaceable ink tank 12 can cause the printing system 10 derives that ink in the ink tank 12 if, in fact, the ink remains in the ink container 12 is exhausted. The printing system 10 In this case, printing could continue even if the ink tank is depleted. If the ink tank 12 is sufficiently underfilled during the refilling process, the printhead can sometimes be operated without ink, which is termed "dry firing," which can result in catastrophic damage to the printhead 12 is exhausted, to an air injection into the printhead 24 to lead. When a sufficient amount of air in the printhead 24 is injected, the printhead 24 may not be able to provide a suitable back pressure within the printhead 24 suitable to maintain, resulting in uncontrolled ink leakage from the printhead 24 can lead. This ink leakage from the printhead 24 Not only can reduce the print quality, but also the printing system 10 to damage.
Es
gibt mehrere Probleme bei der Bestimmung der geeigneten Tintenmenge,
die zum Füllen des
austauschbaren Tintenbehälters 12 erforderlich ist.
Ein Problem besteht darin, dass es schwierig ist, die verbleibende
Tintenmenge oder die Tintenmenge zu bestimmen, die in dem Kapillarspeicherbauteil 40 gestrandet
ist. Die in dem Kapillarspeicherbauteil 40 verbleibende
Tinte wird in den Zwischenräumen
des Netzes von Fasern behalten. Deshalb ist es schwierig, diese
Menge gestrandeter Tinte zu messen.There are several problems in determining the appropriate amount of ink used to fill the replaceable ink container 12 is required. One problem is that it is difficult to determine the amount of ink remaining or the amount of ink in the capillary storage device 40 is stranded. The in the capillary storage component 40 remaining ink is retained in the interstices of the network of fibers. Therefore, it is difficult to measure this amount of stranded ink.
Ein
weiteres Problem bei der Bestimmung der Tintenmenge, die zum ordnungsgemäßen Füllen des
austauschbaren Tintenbehälters 12 erforderlich ist,
besteht darin, dass häufig
der austauschbare Tintenbehälter 12 mehr
als ein Tintenfach aufweist. Jedes Tintenfach beinhaltet üblicherweise
eine unterschiedliche Tintenfarbe. Ein Dreifarbtintenbehälter 12 z.
B. weist drei separate Fächer
auf, die in demselben beinhaltet sind. Jedes Fach beinhaltet eine
unterschiedliche Tintenfarbe, wie z. B. eines mit cyanfarbiger,
magentafarbiger und gelber Tinte. Dem Tintensystem 10 könnte zuvor
angezeigt worden sein, dass eine der drei Tinten erschöpft ist,
die verbleibenden zwei Tinten jedoch könnten abhängig von den bestimmten gedruckten
Objekten variierende Tintenpegel aufweisen. Um einen austauschbaren
Dreifarbtintenbehälter 12 ordnungsgemäß nachzufüllen, ist
es nötig,
eine Tintenmenge zu bestimmen, die zum Füllen jedes der Fächer in
dem austauschbaren Tintenbehälter 12 nötig ist.
In dem Fall eines austauschbaren Dreifarbtintenbehälters ist
es nötig,
eine Menge von jeweils cyanfarbiger, magentafarbiger und gelber Tinte
zu bestimmen, die zum Füllen
ihrer jeweiligen Fächer
nötig sind.Another problem in determining the amount of ink required to properly fill the replaceable ink tank 12 is required, is that often the replaceable ink tank 12 has more than one ink compartment. Each ink compartment usually contains a different ink color. A tri-color ink tank 12 z. B. has three separate compartments included therein. Each compartment contains a different ink color, such as. One with cyan, magenta and yellow inks. The ink system 10 For example, it may have previously been indicated that one of the three inks is depleted, but the remaining two inks could have varying levels of ink, depending on the particular printed objects. Around a replaceable three-color ink tank 12 to properly refill, it is necessary to determine an amount of ink required to fill each of the compartments in the replaceable ink container 12 is necessary. In the case of a replaceable three-color ink tank, it is necessary to determine an amount of each of cyan, magenta and yellow inks necessary for filling their respective trays.
Ein
Wiegen des Tintenbehälters
zur Bestimmung von Resttinte, die in dem Kapillarspeicherbauteil 40 gestrandet
ist, ist geeignet zur Bestimmung einer Tintenmenge, die zur Füllung eines
einfarbigen Tintenbehälters 12 erforderlich
ist, basierend auf dem Gewicht des Tintenbehälters 12. Ein Wiegen
des Tintenbehälters 12 ist
jedoch für
einen Tintenbehälter, der
mehr als zwei Fächer
zum Speichern von Tinte aufweist, nicht gut geeignet. Selbst wenn
man ableiten würde,
dass eines der Tintenfächer
erschöpft
ist, gibt es keinen Weg, um zu bestimmen, wie viel Tinte in jedem
der beiden verbleibenden Fächer
gestrandet ist. Das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden
Erfindung, wie in Bezug auf die 9 und 10 erläutert, stellen
eine Technik zum Bestimmen einer Tintenmenge, die zum Füllen eines
austauschbaren Tintenbehälters 12 erforderlich
ist, der drei weitere separate Fächer
aufweist, die jeweils eine separate Tintenmenge beinhalten, bereit.
In dem Fall, in dem der Tintenbehälter 12 weniger als drei
Fächer
Tinte beinhaltet, ist die zuvor erläuterte Wiegetechnik geeignet.Weighing the ink container to determine residual ink contained in the capillary storage member 40 is stranded, is suitable for determining an amount of ink to fill a monochrome ink tank 12 is necessary, based on the weight of the ink tank 12 , A weighing of the ink tank 12 however, is not well suited for an ink tank having more than two compartments for storing ink. Even if one deduced that one of the ink trays is depleted, there is no way to determine how much ink is left stranded in each of the two remaining trays. The method and apparatus of the present invention as described in relation to FIGS 9 and 10 illustrate a technique for determining an amount of ink used to fill a replaceable ink container 12 required, which has three more separate compartments, each a separate amount of ink, ready. In the case where the ink tank 12 less than three compartments contains ink, the previously discussed weighing technology is suitable.
9 stellt
eine Vorrichtung 72 zum Bestimmen einer Tintenmenge zur
Füllung
eines Tintenbehälters 12 dar.
Die Vorrichtung 72 umfasst eine Gegendruckmessvorrichtung 74,
eine Negativdruck- oder Vakuumvorrichtung 76 und eine fluidische
Zwischenverbindung 78 zum Koppeln der Gegendruckmessvorrichtung 74 mit
dem Kapillarspeicherbauteil 40 innerhalb des Tintenbehälters 12.
Die Vakuumvorrichtung 76 erzeugt einen negativen Druck
oder ein Vakuum, der/das ausreichend ist, um die Kapillarkraft zu überwinden,
die Tinte in dem Kapillarspeicherbauteil 40 behält. Die
Gegendruckmessvorrichtung 74 bestimmt dann den Gegendruck
oder die Haltekraft, die dazu neigt, die Tinte in dem Kapillarspeicherbauteil 40 zu
behalten. Durch ein Kennzeichnen der Beziehung zwischen einer Tintenmenge
in dem Kapillarspeicherbauteil 40 und dem Gegendruck oder
der Haltekraft für
das Kapillarmaterial 40 kann dann eine Tintenmenge, die
in dem Kapillarspeicherbauteil 40 behalten wird, für einen
bestimmten gemessenen Gegendruck abgeleitet werden. 9 represents a device 72 for determining an amount of ink for filling an ink tank 12 The device 72 includes a back pressure measuring device 74 , a negative pressure or vacuum device 76 and a fluidic interconnect 78 for coupling the back pressure measuring device 74 with the capillary storage component 40 inside the ink tank 12 , The vacuum device 76 generates a negative pressure or vacuum sufficient to overcome the capillary force, the ink in the capillary storage member 40 reserves. The back pressure measuring device 74 then determines the back pressure or holding force that tends to cause the ink in the capillary storage member 40 to keep. By characterizing the relationship between an amount of ink in the capillary storage member 40 and the back pressure or holding force for the capillary material 40 can then be an amount of ink in the capillary storage component 40 will be derived for a given measured back pressure.
10 ist
ein Flussdiagramm, das das Verfahren eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung zum Bestimmen einer Tintenmenge zum Füllen eines
Tintenbehälters 12 darstellt. Ein
Kanal oder eine fluidische Zwischenverbindung 78 wird zuerst
in den Tintenbehälter 12 eingeführt, um
das Kapillarspeicherbauteil 40 in Eingriff zu nehmen, wie
durch Schritt 80 dargestellt ist. Tinte wird dann durch
die Vakuumvorrichtung 76 aus dem Kapillarspeicherbauteil 40 gezogen,
wie durch Schritt 82 dargestellt ist. Der statische Gegendruck
des Tintenbehälters 12 wird
dann durch die Gegendruckmessvorrichtung 74 gemessen, wie
durch Schritt 84 dargestellt ist. Schließlich kann
basierend auf dem gemessenen statischen Gegendruck des Tintenbehälters 12 eine
Tintenmenge, die in dem Kapillarspeicher bauteil 40 gestrandet
ist, abgeleitet werden. Die gestrandete Tinte wird basierend auf
dem gemessenen statischen Gegendruck und gestrandeter Tinte gegenüber einem
Gegendruck von Charakteristika des Kapillarspeicherbauteils 40 abgeleitet.
Sobald die Menge gestrandeter Tinte abgeleitet wurde, ist eine Tintenmenge,
die zum Füllen
des Tintenbehälters 12 erforderlich
ist, gleich der Differenz zwischen einer Tintenmenge, die in einem
gefüllten
Tintenbehälter 12 beinhaltet
ist, minus der Tintenmenge, die in dem Kapillarspeicherbauteil 40 gestrandet
ist. 10 FIG. 10 is a flowchart illustrating the method of a preferred embodiment of the present invention for determining an amount of ink for filling an ink tank. FIG 12 represents. A channel or fluidic interconnection 78 gets into the ink tank first 12 introduced to the capillary storage component 40 to be engaged, as by step 80 is shown. Ink is then passed through the vacuum device 76 from the capillary storage component 40 pulled, as by step 82 is shown. The static back pressure of the ink tank 12 is then through the back pressure measuring device 74 measured, as by step 84 is shown. Finally, based on the measured static back pressure of the ink tank 12 an amount of ink that is in the capillary memory component 40 is stranded, derived. The stranded ink becomes a back pressure of characteristics of the capillary storage member based on the measured static back pressure and stranded ink 40 derived. Once the amount of stranded ink has been drained, there is an amount of ink needed to fill the ink tank 12 is required, equal to the difference between an amount of ink in a filled ink tank 12 is included minus the amount of ink contained in the capillary storage member 40 is stranded.
11 zeigt
ein Tintenstrahldrucksystem 10 in Betrieb. Wenn der Tintenbehälter 12 unter
Verwendung des Verfahrens und der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung
nachgefüllt
wird und dann ordnungsgemäß in das
Tintenstrahldrucksystem 10 eingebaut wird, wird eine fluidische
Kopplung zwischen dem Tintenbehälter 12 und
dem Tintenstrahldruckkopf 24 mittels eines Fluidkanals 26 eingerichtet.
Die selektive Aktivierung des Tropfenausstoßabschnitts 30 zum
Ausstoßen
von Tinte erzeugt einen negativen Messdruck innerhalb des Tintenstrahldruckkopfs 24. Dieser
negative Messdruck zieht Tinte, die in den Zwischenräumen zwischen
Fasern 46 in dem Kapillarspeicherbauteil 40 behalten
wird. Tinte, die durch den Tintenbehälter 12 an den Tintenstrahldruckkopf 24 bereitgestellt
wird, füllt
den Tintenstrahldruckkopf 24 wieder auf. Wenn Tinte das
Reservoir durch den Fluidauslass 36 verlässt, tritt
Luft durch ein Entlüftungsloch 38 ein,
um ein Tintenvolumen zu ersetzen, und verlässt das Reservoir 34,
wodurch der Aufbau eines negativen Drucks oder negativen Messdrucks in
dem Reservoir 34 verhindert wird. 11 shows an inkjet printing system 10 in operation. If the ink tank 12 is replenished using the method and apparatus of the present invention and then properly loaded into the inkjet printing system 10 is installed, a fluidic coupling between the ink tank 12 and the inkjet printhead 24 by means of a fluid channel 26 set up. The selective activation of the drop ejection section 30 for ejecting ink creates a negative gauge pressure within the inkjet printhead 24 , This negative gauge pressure draws ink in the spaces between fibers 46 in the capillary storage component 40 will be kept. Ink passing through the ink tank 12 to the inkjet printhead 24 is provided fills the ink jet print head 24 back up. When ink enters the reservoir through the fluid outlet 36 leaves, air enters through a vent hole 38 to replace an ink volume and leaves the reservoir 34 whereby the build-up of a negative pressure or negative gauge pressure in the reservoir 34 is prevented.
Das
Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung liefern
eine Technik zum Nachfüllen
einer breiten Vielzahl von Tintenbehältern 12, ohne den
Tintenbehälter
zu viel oder zu wenig zu füllen,
was zu einer Vielzahl von Problemen führen kann, die zuvor erläutert wurden,
die in einem oder mehreren der folgenden Probleme resultieren können: reduzierte
Druckqualität,
Beschädigung
oder Redu zierung der Zuverlässigkeit
des Druckkopfs 24, Beschädigung oder Reduzierung der
Zuverlässigkeit des
Drucksystems 10. Zusätzlich
füllen
das Verfahren und die Vorrichtung der vorliegenden Erfindung vorzugsweise
den Tintenbehälter 12 von
dem Fluidauslass 36, wodurch eine einheitliche Tintenfront 62, 64 bereitgestellt
wird, die sich in das Kapillarspeicherbauteil 40 ausbreitet
und Luft von dem Fluidauslass 36 verschiebt. Sobald der
Tintenbehälter 12 in
das Drucksystem 10 eingebaut ist, neigt Tinte, die aus
dem Kapillarmaterial 40 gezogen wird, dazu, wenige, falls überhaupt,
Luftblasen zu haben, die von dem Kapillarspeichermaterial 40 hereingezogen
werden. Ein Füllen
des Tintenbehälters 12 auf
diese Weise neigt dazu, einen Lufteinschluss durch das Drucksystem 10 zu
reduzieren und dadurch die Zuverlässigkeit des Drucksystems 10 zu
erhöhen.The method and apparatus of the present invention provide a technique for replenishing a wide variety of ink containers 12 without overfilling or overfilling the ink container, which can lead to a variety of problems that have been previously discussed that may result in one or more of the following problems: reduced print quality, damage or reduction in printhead reliability 24 , Damage or reduction of the reliability of the printing system 10 , In addition, the method and apparatus of the present invention preferably fill the ink container 12 from the fluid outlet 36 , creating a uniform ink front 62 . 64 is provided, which is in the capillary storage component 40 spreads and air from the fluid outlet 36 shifts. Once the ink tank 12 in the printing system 10 built-in, ink tends to be from the capillary material 40 to have few, if any, air bubbles coming from the capillary storage material 40 be drawn in. A filling of the ink tank 12 In this way, air trapping by the pressure system tends to occur 10 reduce and thereby the reliability of the printing system 10 to increase.