EP0282049B1 - Ink system for an ink jet matrix printer - Google Patents

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EP0282049B1
EP0282049B1 EP88103771A EP88103771A EP0282049B1 EP 0282049 B1 EP0282049 B1 EP 0282049B1 EP 88103771 A EP88103771 A EP 88103771A EP 88103771 A EP88103771 A EP 88103771A EP 0282049 B1 EP0282049 B1 EP 0282049B1
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EP
European Patent Office
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ink
container
line
matrix printer
pressure
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Expired - Lifetime
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EP88103771A
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EP0282049A3 (en
EP0282049A2 (en
Inventor
Jan Slomianny
Original Assignee
Jan Slomianny
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to DE3708120 priority Critical
Priority to DE3708120 priority
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Publication of EP0282049A3 publication Critical patent/EP0282049A3/en
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Publication of EP0282049B1 publication Critical patent/EP0282049B1/en
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, e.g. INK-JET PRINTERS, THERMAL PRINTERS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/17Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175Ink supply systems ; Circuit parts therefor

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlmatrixdrucker mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.The invention relates to an inkjet matrix printer having the features of the preamble of patent claim 1.
  • Ein derartiger Tintenstrahlmatrixdrucker ist aus der GB-A-2 004 503 bekannt, bei ihm ist die Sammelrinne nicht ständig mit der Tintenkammer verbunden, vielmehr wird immer dann, wenn Tinte in die Tintenkammer gefördert werden soll, die Verbindung der Sammelrinne zur Tintenkammer gesperrt. Ist die Verbindung der Sammelrinne zur Tintenkammer geöffnet, so muß die Zuführleitung für Tinte abgesperrt sein. Diese Anordnung erfordert spezielle Überwachungsmaßnahmen und stellt im einzelnen nicht sicher, daß ein störungsfreier Ablauf erhalten wird.Such an ink jet matrix printer is known from GB-A-2 004 503, in which the collecting trough is not permanently connected to the ink chamber, rather the connection of the collecting trough to the ink chamber is blocked whenever ink is to be conveyed into the ink chamber. If the connection of the collecting channel to the ink chamber is open, the ink supply line must be shut off. This arrangement requires special monitoring measures and does not ensure in detail that a trouble-free operation is obtained.
  • Tintenstrahldrucker sind grundsätzlich beispielsweise aus der DE-A-23 44 453 oder der US-A-3 596 257 bekannt.Inkjet printers are known in principle, for example, from DE-A-23 44 453 or US-A-3 596 257.
  • Ausgehend von dem bekannten Tintenstrahlmatrixdrucker nach der GB-A-2 004 503 liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Tintensystem anzugeben, das eine präzise Anpassung an die jeweilige Förderfunktion, eine gute Steuerbarkeit des gesamten Systems und auch eine präzisere Überwachung, z. B. hinsichtlich der Viskosität der Tinte, ermöglicht wird.Based on the known inkjet matrix printer according to GB-A-2 004 503, the invention has for its object to provide an ink system that a precise adaptation to the respective conveying function, good controllability of the entire system and also a more precise monitoring, for. B. in terms of the viscosity of the ink.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Tintenstrahlmatrixdrucker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved by an inkjet matrix printer having the features of patent claim 1.
  • In bekannter Weise hat das Tintensystem eine Fördervorrichtung, die ausschließlich durch Druckluft angetrieben wird. Die Druckluft wird direkt eingesetzt, um in mindestens einem der Behälter einen Überdruck aufrecht zu erhalten, so daß aus dieser Flüssigkeit Unterdruck herausgefördert wird. Sie wird aber auch indirekt eingesetzt, sie treibt eine Saugstrahlpumpe, der dabei erzeugte Unterdruck wird für Förder-vorgänge eingesetzt.In a known manner, the ink system has a conveying device which is driven exclusively by compressed air. The compressed air is used directly to maintain an overpressure in at least one of the containers so that underpressure is conveyed out of this liquid. But it is also used indirectly, it drives a suction jet pump, the vacuum generated in the process is used for conveying processes used.
  • Durch Aufteilung der vorbekannten Tintenkammer in einzelne Behälter ist jeder wichtigen Förderfunktion des Tintensystems ein separater Behälter zugeordnet. Dies ermöglicht die präzise Anpassung an die jeweilige Förderfunktion, die gute Steuerbarkeit des gesamten Systems und die präzisere Überwachung, z. B. hinsichtlich der Viskosität der Tinte.By dividing the previously known ink chamber into individual containers, a separate container is assigned to each important conveying function of the ink system. This enables precise adaptation to the respective funding function, good controllability of the entire system and more precise monitoring, e.g. B. regarding the viscosity of the ink.
  • In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung mündet der Auslaß der Saugstrahlpumpe in einen Abscheider, beispielsweise ein Wasserbad. Dies hat den Vorteil, daß beim Absaugen mitgerissene Lösungsmitteldämpfe und andere gasförmige Verunreinigungen im Abscheider abgeschieden werden können und dadurch nicht gesundheitsgefährdend, geruchsmäßig oder anderweitig störend in Erscheinung treten. Das System ist dadurch praktisch vollständig abgeschlossen und nur im Bereich zwischen dem Schreibkopf und der Sammelrinne zugänglich, also als "offen" zu bezeichnen.In a preferred development of the invention, the outlet of the suction jet pump opens into a separator, for example a water bath. This has the advantage that entrained solvent vapors and other gaseous contaminants can be separated in the separator during suction and are therefore not hazardous to health, odor or otherwise disruptive. As a result, the system is practically completely closed and only accessible in the area between the print head and the collecting trough, that is, it can be described as "open".
  • Besonders vorteilhaft ist die Viskositätssteuerung des Tintensystems. Zunächst wird die Viskosität über zwei unterschiedliche Meßschritte erfaßt: Die Verbindungsleitung zwischen dem Mischbehälter und dem Tintenbehälter hat einen kalibrierten Durchlaß. Wird Tinte vom Mischbehälter in den Tintenbehälter gefördert, so kann die Zeit gemessen werden, die benötigt wird, um ein vorgegebenes Volumen an Tinte in den Tintenbehälter hineinzuschicken. Das Volumen wird über zwei Pegelschalter im Tintenbehälter bestimmt. Über die Zeit kann die Viskosität bestimmt werden. Die Viskosität der Tinte kann in Abhängigkeit von dem erzielten Meßergebnis dadurch variiert wreden, daß in den Mischbehälter entweder mehr Dicktinte oder mehr Lösungsmittel eingespeist wird.The viscosity control of the ink system is particularly advantageous. First, the viscosity is measured using two different measuring steps: The connecting line between the mixing container and the ink container has a calibrated passage. If ink is conveyed from the mixing container into the ink container, the time required to send a predetermined volume of ink into the ink container can be measured. The volume is determined using two level switches in the ink tank. The viscosity can be determined over time. The viscosity of the ink can be varied depending on the measurement result achieved in that either more thick ink or more solvent is fed into the mixing container.
  • Darüberhinaus wird die Viskosität noch dadurch feinbestimmt, daß der Tröpfchenstrom zwischen dem Schreibkopf und der Sammelrinne elektrisch erfaßt wird. Die Zeitdauer des Fluges eines Tintentröpfchens zwischen der Ladeelektrode und der Sammelrinne kann dadurch bestimmt werden, daß die Aufladung der Tröpfchen zu einem gewissen Zeitpunkt abrupt unterbrochen wird und beobachtet wird, wie lange der von den Tintentröpfchen transportierte und aus der Sammelrinne abfließende elektrische Strom nach diesem Abschalten noch größer als Null ist. Die Zeitspanne zwischen dem Abschalten der Aufladung und dem Abfallen des elektrischen Stromes an der Sammelrinne ist gleich der Flugzeit der Tintentröpfchen.In addition, the viscosity is further finely determined by electrically detecting the stream of droplets between the write head and the collecting trough. The duration of the flight of an ink droplet between the charging electrode and the collecting trough can be determined by abruptly interrupting the charging of the droplets at a certain point in time and by observing how long the electrical current transported by the ink droplets and flowing out of the collecting trough after this switch-off is even greater than zero. The time period between the switching off of the charge and the drop in the electrical current at the collecting trough is equal to the flight time of the ink droplets.
  • Die Anzahl der Tintentröpfchen pro Zeiteinheit kann über die Ladungsimpulse bestimmt werden, die die Sammelrinne pro Zeiteinheit aufgrund der von ihr aufgesammelten, geladenen Tintentröpfchen aufnimmt.The number of ink droplets per unit of time can be determined via the charge impulses that the collecting channel per unit of time receives due to the charged ink droplets that it has collected.
  • Voraussetzung für diese beschriebenen Meßverfahren ist stets, daß die Ablenkung der Tintentröpfchen während der Messung ausgeschaltet ist.A prerequisite for the measuring methods described is that the deflection of the ink droplets is switched off during the measurement.
  • Das beschriebene Meßverfahren ermöglicht eine sehr präzise Bestimmung der Tröpfchengeschwindigkeit und Tröpfchenzahl, hieraus ist eine ebenso genaue Berechnung der Viskosität möglich. Das Meßverfahren benötigt zudem jeweils nur eine kurze Meßzeit, die Messung kann beispielsweise in der Pause zwischen dem Druck zweier Zeichen durchgeführt werden. Damit stehen relativ kurzfristig sehr genaue Meßwert über die Viskosität zur Verfügung, so daß relativ rasch die Mischung in der Mischkammer den jeweiligen Verhältnissen (Umgebungstemperatur usw.) angepaßt werden kann und stets sichergestellt ist, daß mit einer Tinte gedruckt wird, die im günstigsten Viskositätsbereich liegt.The measuring method described enables a very precise determination of the droplet speed and number of droplets, from which an equally precise calculation of the viscosity is possible. The measuring method also only requires a short measuring time, for example, the measurement can be carried out in the pause between the printing of two characters. This means that very precise measured values on the viscosity are available at relatively short notice, so that the mixture in the mixing chamber can be adapted to the respective conditions (ambient temperature, etc.) relatively quickly and it is always ensured that printing is carried out with an ink which is in the most favorable viscosity range .
  • Vorrichtungsmäßige Voraussetzung für das beschriebene Verfahren ist eine elektrisch isolierte Anordnung der (metallischen) Sammelrinne, so daß die von der Sammelrinne aufgenommene elektrische Tröpfchenladung über einen Strommesser quantitativ und zeitlich erfaßt werden kann.The precondition for the device described for the described method is an electrically insulated arrangement of the (metallic) collecting trough, so that the electrical droplet charge received by the collecting trough can be measured quantitatively and in time by means of an ammeter.
  • Als sehr vorteilhaft hat sich noch erwiesen, parallel zum Strom der Tintentröpfchen einen Luftstrom aus dem Schreibkopf auszustoßen. Hierdurch bewegen sich die Teilchen nicht in ruhender Luft, sondern sie fliegen mit der sich vorzugsweise mit gleicher Geschwindigkeit bewegenden Luftströmung. Abschattungseffekte einzelner Tröpfchen untereinander und damit unterschiedliche Geschwindigkeit werden hierdurch vermieden, die Schriftqualität wird deutlich erhöht, der Abstand zwischen Schreibkopf und zu beschriftendem Objekt kann relativ groß gewählt werden. Die Schriftqualität wird auch nicht durch Zugluft, seitliche Luftströmungen oder dergleichen beeinträchtigt.It has also proven to be very advantageous to eject an air stream from the write head parallel to the stream of ink droplets. As a result, the particles do not move in still air, but fly with the air flow, which preferably moves at the same speed. Shading effects of individual droplets with each other and thus different speeds are avoided, the font quality is significantly increased, the distance between the print head and the object to be labeled can be chosen to be relatively large. The font quality is not affected by drafts, side air currents or the like.
  • Schließlich hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, den Schreibkopf mit austauschbaren Düsenplatten auszurüsten, also die Düsenöffnungen nicht mehr in einer Tintenkammer des Schreibkopfes, sondern in einer Platte, vorzugsweise einer kappenförmigen Mutter, vorzusehen, die ohne Montage sonstiger Teile vom Schraubkopf entfernt, beispielsweise abgeschraubt werden kann. Hierdurch können verstopfte Düsen rasch ersetzt werden. Weiterhin kann zwischen größeren und kleineren Düsenöffnungen gewählt werden, wobei größere Düsenöffnungen größere Druckpunkte, kleinere Düsenöffnungen kleinere Tröpfchen und damit kleinere Druckpunkte liefern.Finally, it has proven to be very advantageous to equip the write head with exchangeable nozzle plates, that is to say the nozzle openings no longer to be provided in an ink chamber of the writing head, but in a plate, preferably a cap-shaped nut, which can be removed from the screw head, for example, unscrewed, without assembly of other parts. This can quickly replace clogged nozzles. It is also possible to choose between larger and smaller nozzle openings, with larger nozzle openings providing larger pressure points, smaller nozzle openings providing smaller droplets and thus smaller pressure points.
  • Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Ansprüchen sowie der nun folgenden Beschreibung eines nicht einschränkend zu verstehenden Ausführungsbeispiels der Erfindung. Dieses wird in der folgenden Beschreibung naher erläutert und unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben, in dieser Zeichnung zeigen:
  • Fig. 1
    ein schematisches Schaltbild des Tintensystems,
    Fig. 2
    ein Schnittbild durch den Disenbereich eines Schreibkopfes und
    Fig. 3
    ein Schnittbild eines mutterförmigen Aufsatzstückes mit Austrittsdüse.
    Further advantages and features of the invention emerge from the remaining claims and the following description of an exemplary embodiment of the invention, which is not to be understood as limiting. This is explained in more detail in the following description and described with reference to the drawing, in which:
    Fig. 1
    a schematic diagram of the ink system,
    Fig. 2
    a sectional view through the Disenbereich a write head and
    Fig. 3
    a sectional view of a nut-shaped attachment piece with an outlet nozzle.
  • Die im Diagramm nach Fig. 1 gezeigte Anordnung hat einen Druckluftanschluß 10, über den Druckluft mit beispielsweise etwa 7 bar Druck dem System über ein elektrisches Ventil, einen ersten Druckregler und einen Luftfilter zugeführt wird. Die nun bei einem etwas geringeren Druck vorliegende Druckluft fließt in einen Verzweigungspunkt 12 in drei unterschiedlichen Leitungen. Eine obere Leitung 14 mit dem höchsten Systemdruck versorgt über eine einstellbare Drossel 16 eine Vakuumpumpe, die hier als Strahlpumpe 18 ausgebildet ist. Die sie durchströmende Druckluft reißt wie eine Wasserstrahlpumpe Luftteilchen aus einer Unterdruckleitung 20 mit, erzeugt dort also einen Unterdruck, und strömt über mindestens eine Austrittsleitung 22, die in einem als Abscheider wirkenden Wasserbad 24 endet, ab.The arrangement shown in the diagram according to FIG. 1 has a compressed air connection 10, via which compressed air with, for example, about 7 bar pressure is fed to the system via an electric valve, a first pressure regulator and an air filter. The compressed air now present at a slightly lower pressure flows into a branch point 12 in three different lines. An upper line 14 with the highest system pressure supplies a vacuum pump via an adjustable throttle 16, which is designed here as a jet pump 18. The compressed air flowing through it entrains air particles from a vacuum line 20 like a water jet pump, thus creates a vacuum there, and flows out via at least one outlet line 22, which ends in a water bath 24 acting as a separator.
  • Von der Leitung 14 zweigen ferner nich zwei Leitungen 26 und 28 ab, in die jeweils Elektroventile 30 bzw. 32 eingefügt sind, die ihrerseits ein pneumatisches Ventil 34 bzw. 36 steuern. Grundsätzlich sind tintenführende Leitungen nur mit pneumatischen Ventilen ausgerüstet, diese wiederum werden durch Elektroventile (wie im Falle der Ventilpaare 30, 34 bzw. 32, 36) gesteuert. Eine Wärmezufuhr der an Elektroventilen stets anfallenden Verlustwärme an die Tinte bzw. eine andere Flüssigkeit wird dadurch vermieden. Insbesondere aber wird die Brennbarkeit und Explosionsgefahr stark herabgesetzt, denn als Lösungsmittel werden typischerweise brennbare Substanzen eingesetzt.Furthermore, two lines 26 and 28 do not branch off from the line 14, into each of which electrovalves 30 and 32 are inserted, which in turn control a pneumatic valve 34 and 36, respectively. Basically they are ink-leading Lines are only equipped with pneumatic valves, which in turn are controlled by electrovalves (as in the case of valve pairs 30, 34 or 32, 36). This avoids the supply of heat to the ink or another liquid, which is always present at electrovalves. In particular, however, the flammability and the risk of explosion are greatly reduced because flammable substances are typically used as solvents.
  • Schließlich zweigt von der Leitung 14 noch eine Leitung 38, in die ein Elektroventil 40 eingefügt ist, das zwei pneumatische Ventile 42, 44 steuert, und eine Leitung 46 ab, in die ein Elektroventil 48 eingefügt ist, das ein pneumatisches Ventil 50 steuert.Finally, a line 38 branches off from line 14, into which an electrovalve 40, which controls two pneumatic valves 42, 44, and a line 46, into which an electrovalve 48, which controls a pneumatic valve 50, is inserted.
  • Vom Verzweigungspunkt 12 geht auch die Leitung 52 ab, in die ein zweiter Druckregler eingefügt ist. Sein ausgangsseitiger Druck liegt beispielsweise bei 4 bar. In die Leitung 52 ist ein Elektroventil 56 eingefügt, die Leitung 52 mündet im Luftraum eines Mischbehälters 58. Von der Leitung 52 zweigt eine Leitung 60 ab, in die ein dritter, hochpräziser Druckregler 62 eingefügt ist. In die Leitung 60 ist ein pneumatisches Ventil 64 eingefügt, das von einem Elektroventil 66 gesteuert wird, das sich in der dritten, vom Verzweigungspunkt 12 abgehenden Leitung 68 befindet. Die Leitung 60 mindet in den Luftraum eines Tintenbehälters 70. Dort herrscht aufgrund der dreifachen Druckregelung ein sehr präzise vorgegebener Luftdruck von beispielsweise 3,5 bar.The line 52 also branches off from the branching point 12, into which a second pressure regulator is inserted. Its outlet pressure is, for example, 4 bar. An electric valve 56 is inserted into the line 52, the line 52 opens into the air space of a mixing container 58. A line 60 branches off from the line 52, into which a third, high-precision pressure regulator 62 is inserted. A pneumatic valve 64 is inserted into the line 60 and is controlled by an electrovalve 66 which is located in the third line 68 leading from the branch point 12. The line 60 leads into the air space of an ink container 70. Because of the triple pressure control, there is a very precisely predetermined air pressure of, for example, 3.5 bar.
  • Die für die Mischung der Tinte in dem Mischbehälter 58 benötigte Dicktinte befindet sich in einem als bequem austauschbare Kartusche ausgebildeten Vorratsbehälter 72, das zugehörige Lösungsmittel in einer Kartusche gleichen Typs in Form eines Vorratsbehälters 74. Die Anordnung ist so getroffen, daß maximal zwei Anschlüsse an jedem Vorratsbehälter notwendig sind.The thick ink required for mixing the ink in the mixing container 58 is located in a storage container 72 designed as a conveniently exchangeable cartridge, the associated solvent in a cartridge of the same type in the form of a storage container 74. The arrangement is such that a maximum of two connections on each Storage containers are necessary.
  • Der Vorratsbehälter 72 für Dicktinte ist über eine Leitung 76, in der sich das pneumatische Ventil 36 befindet, mit dem Flüssigkeitsraum des Mischbehälters 58 verbunden. Ebenso ist der Vorratsbehälter 74 für Lösungsmittung über eine Leitung 78, in der sich das pneumatische Ventil 34 befindet, mit dem Flüssigkeitsraum des Mischbehälters 58 verbunden. Von dieser Leitung 78 zweigt jedoch noch eine Spülleitung vor dem Ventil 34 ab, auf die später eingegangen wird.The reservoir 72 for thick ink is connected to the liquid space of the mixing container 58 via a line 76, in which the pneumatic valve 36 is located. The reservoir 74 is also for Solvent is connected via a line 78, in which the pneumatic valve 34 is located, to the liquid space of the mixing container 58. However, a flushing line branches off from this line 78 upstream of the valve 34 and will be discussed later.
  • Befindet sich im Luftraum des Mischbehälters 58 ein Unterdruck, was durch Öffnen des in die Unterdruckleitung 20 eingefügten Ventils 44 bewirkt wird (die Unterdruckleitung 20 mündet in den Luftraum des Mischbehälters 58), so kann wahlweise über die Leitungen 76 bzw. 78 Dicktinte bzw. Lösungsmittel in den Mischbehälter 58 gesaugt werden, wenn das Ventil 34 bzw. das Ventil 36 geöffnet ist. Auf diese Weise erfolgt also die Zufuhr von Dicktinte bzw. Lösungsmittel in den Mischbehälter. Die Steuerung dieser Zufuhr übernimmt ein (nicht dargestellter) Rechner. Ob tatsächlich aus dem jeweiligen Vorratsbehälter 72 bzw. 74 noch Flüssigkeit angesaugt wird oder vielmehr der betreffende Behälter leer ist, wird dadurch erfaßt, daß die Bewegung eines Schwimmers 82, der sich im Mischbehälter 58 befindet, beobachtet wird.If there is a negative pressure in the air space of the mixing container 58, which is brought about by opening the valve 44 inserted into the negative pressure line 20 (the negative pressure line 20 opens into the air space of the mixing container 58), then thick ink or solvent can be selected via the lines 76 or 78 be sucked into the mixing container 58 when the valve 34 or the valve 36 is open. In this way, the thick ink or solvent is fed into the mixing container. A computer (not shown) controls this supply. Whether liquid is actually still sucked in from the respective storage container 72 or 74 or rather the container in question is empty is detected by the movement of a float 82 located in the mixing container 58 being observed.
  • Ist die gewünschte Mischung von Dicktinte und Lösungsmittel im Mischbehälter 58 hergestellt und dieser ausreichend gefüllt, so werden beide Ventile 34, 36 geschlossen. Der Füllzustand des Mischbehälters 58 wird über zwei auf unterschiedliche Niveaus angeordnete Pegelschalter 84, 86 erfaßt, die zusammen eine Pegelmeßvorrichtung bilden.When the desired mixture of thick ink and solvent has been produced in the mixing container 58 and this is sufficiently filled, both valves 34, 36 are closed. The filling state of the mixing container 58 is detected via two level switches 84, 86 arranged at different levels, which together form a level measuring device.
  • Der Mischbehälter 58 ist an seiner tiefsten Stelle über eine Verbindungsleitung 90 mit der tiefsten Stelle des Tintenbehälters 70 verbunden. Ein Rückschlagventil ist eingefügt, das eine Flüssigkeitsströmung nur vom Mischbehälter 58 zum Tintenbehälter 70 zuläßt. im Tintenbehälter ist ebenfalls ein Schwimmer 92 vorgesehen, der mit zwei Pegelschaltern 94, 96 eine Pegelmeßvorrichtung bildet. Wird nun über diese erfaßt, daß der Tintenbehälter 70 nachgefüllt werden muß, so werden zusätzlich noch die Ventile 42 und 44 geschlossen. Das bislang geschlossene Ventil 56 wird geöffnet, so daß über die Leitung 52 der Luftraum des Mischbehälters 58 mit Druckluft von beispielsweise 4 bar Druck gefüllt werden kann. Da im Luftraum des Tintenbehälters 70 nur ein Druck von 3,5 bar herrscht, wird wegen des Druckunterschiedes Tinte aus dem Mischbehälter 58 durch die Verbindungsleitung 90 in den Tintenbehälter 70 gedrückt.The mixing container 58 is connected at its lowest point via a connecting line 90 to the lowest point of the ink container 70. A check valve is inserted which only allows liquid flow from the mixing container 58 to the ink container 70. A float 92 is also provided in the ink tank and forms a level measuring device with two level switches 94, 96. If it is then detected that the ink container 70 has to be refilled, the valves 42 and 44 are additionally closed. The previously closed valve 56 is opened so that the air space of the mixing container 58 can be filled with compressed air of, for example, 4 bar pressure via the line 52. Since there is only a pressure of 3.5 bar in the air space of the ink container 70, is due to the pressure difference Ink from the mixing container 58 is pressed through the connecting line 90 into the ink container 70.
  • Während dieses Vorganges wird nun die Zeit gemessen, die benötigt wird, um den Tintenbehälter 70 ausgehend vom unteren Niveau des Pegelschalters 94 auf das Niveau des Pegelschalters 96 zu füllen. Die Verbindungsleitung 90 ist kalibriert, sie hat beispielsweise einen Bereich mit präzise vorgegebenem Innendurchmesser. Über die gemessene Füllzeit kann die Viskosität der geförderten Tinte ermittelt werden.During this process, the time it takes to fill the ink tank 70 from the lower level of the level switch 94 to the level of the level switch 96 is now measured. The connecting line 90 is calibrated, for example it has an area with a precisely specified inner diameter. The viscosity of the delivered ink can be determined from the measured filling time.
  • Ist der Tintenbehälter 70 wieder bis zum dem Niveau seines oberen Pegelschalters 96 gefüllt, wird das Ventil 56 wieder geschlossen, das Auffüllen des Tintenbehälters 70 ist beendet.If the ink tank 70 is filled again up to the level of its upper level switch 96, the valve 56 is closed again, the filling of the ink tank 70 is finished.
  • Der Tintenbehälter 70 ist über eine Tintenleitung 98 mit dem Schreibkopf 100 verbunden. Die Leitung 98 ist im untersten Bereich des Tintenbehälters 70 angesetzt, in sie ist ein Tintenfilter und ein pneumatisches Ventil 102 für die Schnellabschaltung eingefügt. Die unter einem Druck von 3,5 bar stehende Tinte wird im Schreibkopf 100 ausgestoßen, in bekannter Weise zu Tröpfchen geformt, dabei aufgeladen, die geformten Tröpfchen werden elektrostatisch abgelenkt Nicht für den Schreibvorgang benötigte Tröpfchen gelangen in eine Sammelrinne 104, die metallisch ausgebildet ist und elektrisch isoliert von den übrigen Teilen angeordnet ist. An die Sammelrinne 104 ist eine Sammelleitung 106 angeschlossen, die in einem Sammelbehälter 108 mindet. Dieser ist über das Ventil 50 an die Unterdruckleitung 20 angeschlossen, so daß in ihm ein Unterdruck herrscht. Dadurch werden die in der Sammelrinne eingefangenen Tintentröpfchen zusammen mit mitgerissener Luft durch die Sammelleitung 106 gesogen und fallen in den Sammelbehälter 108. Von dort gelangen sie über eine Leitung 110, die im Luftraum des Mischbehälters 58 endet, in den Mischbehälter 58, jedoch nur dann, wenn das Ventil 42 geöffnet ist. Wie oben beschrieben, ist das Ventil 42 geöffnet, wenn sich im Luftraum des Mischbehälters 58 ein Unterdruck befindet, jedoch geschlossen, wenn das Ventil 56 geöffnet ist und im Mischbehälter 58 ein Überdruck herrscht. Während dieser Überdruckzeit wird die eingesammelte Tinte im Sammelbehälter 108 belassen, dieser hat dementsprechend eine ausreichende Größe. Die eingesammelte Tinte fließt erst dann in den Mischbehälter 58, wenn in diesem wieder Unterdruckverhältnisse herrschen.The ink container 70 is connected to the write head 100 via an ink line 98. The line 98 is attached in the lowest region of the ink container 70, an ink filter and a pneumatic valve 102 for the quick shutdown are inserted into it. The ink, which is under a pressure of 3.5 bar, is ejected in the writing head 100, shaped into droplets in a known manner, thereby being charged, the shaped droplets are deflected electrostatically. Droplets not required for the writing process enter a collecting trough 104 which is metallic and is arranged electrically isolated from the other parts. A collecting line 106 is connected to the collecting trough 104, which leads to a collecting container 108. This is connected via the valve 50 to the vacuum line 20, so that there is a vacuum in it. As a result, the ink droplets trapped in the collecting channel are sucked together with entrained air through the collecting line 106 and fall into the collecting container 108. From there they reach the mixing container 58 via a line 110, which ends in the air space of the mixing container 58, but only then when the valve 42 is open. As described above, the valve 42 is open when there is a negative pressure in the air space of the mixing container 58, but is closed when the valve 56 is open and there is an excess pressure in the mixing container 58. During this overpressure period, the collected ink is left in the collecting container 108, Accordingly, it is of sufficient size. The collected ink only flows into the mixing container 58 when there are negative pressure conditions in it again.
  • Parallel zur Tintenleitung 98 mündet ein Endzweig der Leitung 68 in den Schreibkopf 100 und führt diesem Druckluft zu. Diese Druckluft strömt parallel zum Strom der Tintentröpfchen und bewegt sich möglichst mit gleicher Geschwindigkeit wie diese.Parallel to the ink line 98, an end branch of the line 68 opens into the write head 100 and supplies compressed air to it. This compressed air flows parallel to the flow of the ink droplets and moves at the same speed as possible.
  • Das Ventil 102 wird ebenfalls durch das Ventil 66, jedoch über ein zusätzliches Rückschlagventil, gesteuert. Sobald das Ventil 66 geschlossen wird, schließt zunächst das Ventil 64, der Druck im Tintenbehälter 70 wird möglichst rasch abgebaut. Möglichst gleichzeit schließt sich das Ventil 102, so daß vermieden wird, daß Tinte noch aus dem Schreibkopf 100 nachtröpfelt. Die Schnellabschaltung wird durch das beschriebene Rückschlagventil und ein zusätzliches pneumatisches Ventil 112 unterstützt. Die Anordnung ist so getroffen, daß unmittelbar an der Stelle des Ventils 102 möglichst rasch Druck abgebaut wird.The valve 102 is also controlled by the valve 66, but via an additional check valve. As soon as the valve 66 is closed, the valve 64 first closes, the pressure in the ink container 70 is reduced as quickly as possible. Valve 102 closes at the same time as possible so that it is avoided that ink still drips from the write head 100. The rapid shutdown is supported by the check valve described and an additional pneumatic valve 112. The arrangement is such that pressure is released as quickly as possible directly at the location of the valve 102.
  • Die durch die Ladeelektrode elektrisch aufgeladenen Flüssigkeitströpfchen gelangen - wenn sie nicht zum Schreiben geeignet abgelenkt werden - in die Sammelrinne 104. Sie machen sich dort einerseits als Flüssigkeit, andererseits als herantransportiete, paketweise elektrische Ladung bemerkbar. Diese wird durch einen Strommesser 114 zeitmäßig erfaßt. Wird der Ladevorgang der Tröpfchen abrupt unterbrochen, so fliegen noch solange geladene Flüssigkeitströpfchen (bei angenommener Ablenkung zur Sammelrinne 104), bis der erste ungeladene Tropfen die Sammelrinne 104 erreicht. Die entsprechende Zeitspanne kann zur Bestimmung der Flugzeit herangezogen werden. Über die Tröpfchenzahl und die Flugzeit kann die Viskosität der Tinte sehr präzise bestimmt werden, die erhaltenen Meßwerte werden bei der Aufbereitung der Tinte im Mischgehälter 58 aus Dicktinte und Lösungsmittel berücksichtigt.The liquid droplets electrically charged by the charging electrode - if they are not deflected in a suitable manner for writing - get into the collecting trough 104. On the one hand, they are noticeable as a liquid, on the other hand as a packaged electrical charge that is transported to them. This is timed by an ammeter 114. If the loading process of the droplets is abruptly interrupted, charged liquid droplets continue to fly (assuming deflection to collecting channel 104) until the first uncharged drop reaches collecting channel 104. The corresponding time span can be used to determine the flight time. The viscosity of the ink can be determined very precisely via the number of droplets and the flight time. The measured values obtained are taken into account in the preparation of the ink in the mixing container 58 comprising thick ink and solvent.
  • Die Spülleitung 80 mündet zwischen dem Ventil 102 und dem Schreibkopf 100 in die Tintenleitung 98, in sie ist ein Rückschlagventil eingefügt. Wird nun das Ventil 102 geschlossen, so fällt der Druck in der Tintenleitung 98 rasch ab. Gleichzeit ist ein pneumatisches Ventil 116 geöffnet worden, das sich in einer Leitung 118 befindet, die den Ausgang des dritten Druckreglers 62 mit dem Luftraum des Vorratsbehälters 74 für Lösungsmittel verbindet. Dadurch wird dieser Druckbehälter mit einem Druck von 3,5 bar beaufschlagt. Solange derselbe Druck in der Tintenleitung 98 herrscht, kann kein in der Spülleitung 80 befindliches Lösungsmittel in die Tintenleitung 98 gelangen. Sobald aber in dieser der Druck abgefallen ist, wird in sie über die Spülleitung 80 Lösungsmittel hineingeschickt, der Schreibkopf wird gespült und gereinigt.The flush line 80 opens between the valve 102 and the write head 100 into the ink line 98, into which a check valve is inserted. If the valve 102 is now closed, the pressure in the ink line 98 drops rapidly. At the same time, a pneumatic valve 116 has been opened, which is located in a line 118, which connects the outlet of the third pressure regulator 62 to the air space of the reservoir 74 for solvents. As a result, this pressure vessel is pressurized to 3.5 bar. As long as the same pressure prevails in the ink line 98, no solvent in the flush line 80 can get into the ink line 98. However, as soon as the pressure in the latter has dropped, solvent is sent into it via the flushing line 80, the write head is flushed and cleaned.
  • Fig. 2 zeigt ein Rohrstück 120 eines Schreibkopfes 100, an dieses Rohrstück 120 ist (unten) eine Tintenleitung 98 über eine KlemmKonusverbindung anschraubbar. Am in der Figur oberen Endbereich hat das Rohrstück 120 ein Außengewinde. Auf dieses kann die in Fig. 3 gezeigte Kappe 122 mit Innengewinde geschraubt werden. In der Kappe ist die Dise 124 vorgesehen. Die gezeigte Anordnung ermöglicht einen raschen Austausch einer Düse vom Rohrstück 120 eines Schreibkopfes 100. Andere Ausführungen mit schnell austauschbarer Düse sind möglich.2 shows a tube section 120 of a write head 100, an ink line 98 can be screwed onto this tube section 120 (below) via a clamping cone connection. At the upper end region in the figure, the tube piece 120 has an external thread. The cap 122 shown in FIG. 3 with an internal thread can be screwed onto this. Dise 124 is provided in the cap. The arrangement shown enables rapid replacement of a nozzle from the tube section 120 of a write head 100. Other designs with a quickly exchangeable nozzle are possible.

Claims (10)

  1. Ink jet matrix printer with an ink system, whereby, by means of a transport device
    - optionally, thick ink from a first supply container (72) and, independently thereof, solvent from a second supply container (74) is fed into an ink chamber,
    - ink from this ink chamber is supplied under pressure to a write head (100), and
    - ink from a collection channel (104) which is intended for ink droplets not diverted for writing purposes and is located across from the write head (100) is returned into the ink chamber,
    wherein the ink chamber comprises an ink container (70) which is linked with the write head (100) and is connected to a pressure line (10), and a collection container (108) connected to the collection channel (104),
    characterized in that the ink chamber furtheron comprises a mixer container (58) which is connected with the two containers (72, 74), that the mixer container (58) is connected with the ink container (70) by means of an obturable connection line (90), that a suction jet pump (18) is provided for delivering negative pressure, through which suction jet pump (18) air of the pressure line (10) passes, that the mixer container (58) can be connected via a suction line (20) alternatively to the suction jet pump (18) or to a pressure line (60) and that the collection container (108) is connected with the suction jet pump (20) via a line with negative pressure, and with the mixer container (58) via a run-off line (110), which can be blocked.
  2. Ink jet matrix printer according to Claim 1, characterized in that the suction jet pump (20) is provided with an exit line (22), which opens into a separator, preferably a water bath (24).
  3. Ink jet matrix printer according to Claim 1 or 2, characterized in that a pressure control device (62), designed for a precise pressure setting, is arranged in the pressure line of the ink container (70).
  4. Ink jet matrix printer according to one of the Claims 1 through 3, characterized in that a level metering device with floater (82, resp. 92) and two level switches located at different levels (84, 86, resp. 94, 96) is provided in the mixer container (58) and/or in the ink container (70).
  5. Ink jet matrix printer according to one of the claims 1 through 4, characterized in that the connection line (90) between the mixer container (58) and the ink container (70) has a calibrated cross section for the flow.
  6. Ink jet matrix printer according to claim 5, characterized in that a time measuring device is provided for measuring the time a certain volume of ink needs to be transported from the mixer container (58) to the ink container (70), and that a device for measuring the viscosity of the ink is provided for deducting the viscosity of the ink out of the measured time.
  7. Ink jet matrix printer according to one of the Claims 1 through 5, characterized in that the write head (100) has an air nozzle oriented parallel to and preferably concentrically with the flow of the ink droplets.
  8. Ink jet matrix printer according to one of the Claims 1 through 6, characterized in that the collection channel (104) is electrically insulated from the other parts and is electrically connected via a current metering device (114).
  9. Ink jet matrix printer according to Claim 8, characterized in that a device for switching of the electrical charging of the ink droplets is provided, that a time measuring device is provided for measuring the time between the disconnection of the electrical charging of the ink droplets and the arrival time of the first uncharged ink droplet, which cannot be measured electrically, that a device for measuring the viscosity is provided, which deducts the viscosity of the ink out of the number of droplets and the time of flight, and that this device controls the mixing of the ink in the mixer container (58).
  10. Ink jet matrix printer according to one of the Claims 1 through 9, characterized in that a purging line (80) is arranged between a valve (102) and the writing head (100) and opens into the ink line (98), that this purging line (80) is connected to the supply container (74) of solvent, and that this supply container (74) can be linked via a valve (116) with a pressure line (118).
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