EP1186420A1 - Ink supply container for an ink jet print head - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an ink supply tank for a Ink jet print head which can be fixedly attached in an ink jet printer with an ink reservoir attached to one of the ink jet printhead leading ink supply line is connectable, and with a Ink dispenser, the externally accessible actuators has, which with corresponding, motor-driven drive elements of the inkjet printer can be brought into operative engagement, the Ink delivery device with actuation of the actuating elements with ink Feeds excess pressure into the ink supply line.
- a central part of an inkjet printer is the inkjet printhead, the one with a corresponding mechanism relative to the printable Can be positioned and controlled by ink leakage from a Variety of fine print nozzles creates the print image.
- the continuous The printhead is supplied with ink from an ink reservoir, which holds a larger ink reservoir.
- simple black and white inkjet printers is composed of the inkjet printhead formed with the ink reservoir as a one-piece, interchangeable unit.
- a separate ink tank from the printhead with the entrances features mentioned is described, for example, in US Pat. No. 5,777,646.
- this has an attached, active ink delivery device, which serves the ink supply lines to pressurize. This is required to a continuous flow of ink in all practically occurring To ensure acceleration states.
- this is an ink dispenser in the form of a small pump, which acts as an actuator has a flexible pump bellows accessible from the outside, that of motor-driven drive cams on the printer every time actuated, that is pressed together when a print job is pending.
- This active actuation of the pump device has the advantage that it is independent from the fill level in the ink reservoir over the entire Adequate life of the ink supply tank with every print job Ink operating pressure is built up in the order of magnitude from about 0.2 to 0.3 bar.
- a major disadvantage of the known ink supply tanks with active Ink delivery is that the pump mechanism for ink delivery is off a large number of individual components. For example, one separate pumping chamber required, which is connected to a non-return valve on the Ink reservoir is connected. At the pump chamber still attached as actuators pistons or bellows-like membranes be on the drive elements, for example the actuating cams are matched to the printer. In the state of the art, this is the case previously required mechanical effort, for example from the U.S. Patent 5,784,087, U.S. Patent 5,825,387, U.S. Patent 5,844,579 and EP 0 870 618 A2 impressively.
- the invention proposes starting from an ink supply tank with the features mentioned in the introduction, that the ink dispenser acts on the ink reservoir Has pressure generating device with the actuators is coupled, and the ink reservoir when actuating the actuators pressurized.
- the peculiarity of the embodiment of the invention is that a innovative operating principle for automatic ink delivery is realized, which of all of the prior art known from Printer actively operated ink supply tanks generally deviates.
- the state of the art has basically been through the ink dispensing device first sucked the ink out of the ink reservoir, compressed in a kind of pump chamber and from there into the ink supply line given.
- the present invention is now the Based on the knowledge that the technically problematic, mechanical Complexity lies in the fact that the ink pump device incorporated between the ink reservoir and the ink supply line is.
- the invention now provides that the Printers still actively driven actuators directly in the Ink reservoir an excess pressure is built up.
- the invention supply line connected directly to the ink reservoir thereby also subjected to excess pressure.
- the according to the invention provided pressure generating device can be pronounced mechanically be simple. In the simplest case, it is sufficient to use the Actuating elements to mechanically compress the ink reservoir, so that its ink content is pressurized into the supply line becomes.
- a preferred embodiment of the invention therefore provides that the Ink reservoir is mechanically compressible and that the pressure generating device has a pressure stamp that with the actuating elements is coupled and when they are actuated Squeezes the ink reservoir.
- the ink reservoir is there constructed entirely or partially from flexible, deformable material. If a force on the actuators by the drive elements of the printer is exercised, the pressure stamp presses on the deformable Ink reservoir, so that in its volume, that is, in the essential incompressible ink, a corresponding overpressure built up which is transferred to the ink supply line.
- the compressible ink reservoir can be designed like a bellows be, for example with molded beads or folds, so that it is in a Direction is compressible.
- it can be designed as a foil bag be, with at least one flexible side wall.
- the container completely as a film bag or bladder, or to attach a more or less rigid, all-round frame, whose frame openings are sealed with deformable ones Foil are closed.
- actuating elements on the Have a pressure-acting, force-intensifying gear.
- a thing Power transmission gear can be designed, for example, as a lever gear his. This contains, for example, single or double levers and is used by the drive element, that is, the drive cam of the Printer, actuating force exerted in a larger pressing force of the pressure stamp implement. It is possible to use the given stroke and the To optimally match the actuating force to the pressure force of the pressure ram, so that the required ink overprint is built up in any case.
- the actuating elements are spring elements have, which compress the ink reservoir spring-biased.
- These spring elements are designed, for example, so that they when inserting the ink supply tank according to the invention into the corresponding recording in the printer against one arranged there Abutment can be pressed.
- they practice a given compressive stress on the ink reservoir from what is already being generated minimum ink overpressure in the ink supply lines.
- the only way to generate the operating pressure is to exercise a Additional power through the actively controlled drive elements of the printer required. This comes from full utilization of the ink volume and especially against sufficient ink pressure at all times.
- the actuating elements can have latching and locking elements, which engage the pressure stamp in the pressed state and counter lock the contact direction.
- the underlying operating principle is known for example from mechanical hoists or presses: At an actuation stroke, the plunger is in a rest position Pressure direction shifted and held there by the locking and pawls. During a subsequent actuation stroke, the pressure stamp is either again moved one notch further in the pressing direction - or - remains in the locked position when the mechanical resistance of the ink reservoir is so big because of the overpressure in it, that currently no more due to the movement of the drive element Pressure increase can be effected.
- the foil bag with respect to the pressure stamp fixed abutment arranged, which corresponds to the pressure stamp is formed.
- the printing stamp for example arched-convex and the abutment shaped accordingly concave is, so that when pressing the plunger against the abutment the in completely displaces ink contained in the foil bag in between, that is, pressed into the ink supply lines. To this In this way, virtually complete recycling of the ink bag is obtained contained ink.
- a practical, particularly simple embodiment of the invention provides that the pressure stamp and the actuating element in one piece as resilient, Double lever rotatably mounted in a housing of the ink supply tank are made of resilient material.
- the double lever can for example can be realized in the form of a spring steel bracket, which at the same time for a power transmission of the actuating force exerted by the drive element serves and ensures the spring preload of the pressure stamp.
- the bracket is curved and corresponds to a corresponding abutment.
- a locking and locking device can also be present.
- the pressure generating device a pressure pump coupled to the actuators has, when actuated the interior of the ink reservoir is pressurized.
- This can be, for example be a simple, small diaphragm air pump that either directly connects the ink tank pressurized with air pressure - or - a displacer or -balloon filled with overpressure.
- An alternative embodiment provides that the ink supply tank over a control valve is connected to a pressure accumulator, which with the Actuators is coupled and is opened when they are actuated.
- a high-pressure gas cartridge for example Contains carbon dioxide, liquefied petroleum gas or the like.
- the printer opens the control valve, which is the highly biased Print medium of this accumulator either directly in the Ink reservoir leads or a displacer or other Pressure transmission device, such as a pressure stamp or the like, applied.
- the ink reservoir and the ink delivery device are expedient arranged in a housing, which is detachably in a corresponding Recording device of the inkjet printer can be used.
- the actuating elements are preferably in a recess or opening attach this housing, in which a linearly displaceable drive element of the inkjet printer can be inserted, for example a drive cam or stamp.
- Get information about how much ink is left in the ink reservoir is a particularly advantageous possibility in that the ink reservoir is compressible and at least a measuring element is arranged on it, which is when pressed together of the ink reservoir moved relative to a second measuring element.
- This technically particularly simple measure is then fundamentally applicable when the ink reservoir as a foil bag or as Bellows is formed, which inevitably deforms when the ink flows away, i.e. contracts.
- According to the present invention simply coupled a measuring element to the movable container wall.
- a second measuring element is fixed in the housing, for example installed so that the distance between the two measuring elements at one Emptying the ink tank and the related one Contraction or pressing changes their distance from each other, the can be recorded as a measured value and is an indication of the filling state of the Ink reservoir indicates.
- a measuring element directly on the ink reservoir for example the wall of a Foil bag attached, or on a pressure stamp against the ink reservoir is pressed and its path of movement also correlates with the ink level.
- a Measuring element firmly attached to the housing of the ink supply tank see above that the distance to the second sensor - depending on the arrangement - in the Emptying the ink reservoir either enlarged or reduced.
- the measuring elements can have switching contacts that for example, close a circuit when the ink reservoir is collapsed or compressed when emptied.
- the use of has inductive or capacitive or optical sensors or the like the advantage that a continuous detection of the ink level with can be carried out with little effort.
- the Numeral 1 denotes an ink supply tank according to the invention. This is only hinted at in the corresponding receiving slot illustrated inkjet printer 2 used.
- the ink supply tank 1 has a housing 3 in which a completely Ink reservoir 4 is arranged.
- This Ink reservoir 4 is as bellows-like, in the direction of the white arrow compressible film bag formed. Its interior is over one Connecting hose with a connection means accessible from the outside, for example, a septum or a connecting valve.
- connection means 6 On this connection means 6 is one for the ink jet print head of the printer 2 leading ink supply line 7 connectable, as shown.
- Reference number 8 denotes a drive element of printer 2, which is drawn in the rest position and by a motor Drive can be moved in the direction of the arrow.
- this drive element 8 Through an opening in the Housing 3 is this drive element 8 against an actuating element in Form of an actuating lever 9 movable about a bearing 10 in the Housing 3 is rotatably mounted.
- this operating lever 9 When actuated by the drive element 8 this operating lever 9 around the bearing 10 counterclockwise twisted, as shown by the arrow below.
- Integrally connected to the actuating lever 9 in the form of a double lever is a pressure stamp 11.
- actuating lever 9 When the actuating lever 9 is actuated by the drive element 8 in the direction of the arrow becomes in the direction of the white one Arrow swiveled.
- the ink reservoir is located on the side opposite the stamp 11 4 on an abutment 12 on the wall of the housing on.
- the ink supply tank 1 shown functions as follows: Receives the printer 2 a print job, is via a motor, not shown Drive moves the drive element 8 in the direction of the arrow and acts thereby on the operating lever 9. The movement of the operating lever 9 leads to a pivoting of the pressure stamp 11 via the bearing 10. This presses the compressible ink reservoir 4 against the abutment 12 together. With that, the inside is Ink is pressurized. Via the connecting hose 5 and that Connection means 6, the ink overpressure plants into the ink supply line 7 continues. This way, each time an incoming print job arrives sufficient operating pressure for the printhead in the ink supply line 7 built.
- the power transmission of the actuating lever 9, the formation of the ink reservoir 4 and the housing 3 are the respective requirements customized.
- the printing stamp 11 and the actuating lever 9 in one piece from resilient material, for example Spring steel sheet, to train, in the inserted state without actuation of the drive element 8 with the ink reservoir 4 Spring pressure applied and thus already a certain minimum ink pressure generated.
- the reference numerals 13a, 13b and 13c electrical or denotes electronic measuring elements which, for example, capacitive, inductive or optical sensors, such as measuring coils, Hall sensors, Capacitor plates, optical transmitting and receiving components or like.
- the measuring element 13a is on the movable wall the ink reservoir 4 or the printing stamp 11 lying thereon appropriate.
- a measuring element 13b or alternatively 13c is fixed in the Housing 3 installed.
- the ink moves in the right wall of the drawing together with the pressure stamp 11 in the direction of the arrow, so that the distance between the measuring elements 13 and 13b decreased or increased between 13a and 13c.
- This change in distance is a direct measure of the level of the Ink reservoir 4 and can have a corresponding, in detail electronic distance measuring device, not shown, between each a pair of sensors 13 can be detected with little effort.
- Ink supply tank 1 can be constructed particularly simply and accordingly requires little manufacturing effort. At the same time is through this structure ensures a particularly high level of operational reliability.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Tintenversorgungstank für einen Tintenstrahldruckkopf, der feststehend in einem Tintenstrahldrucker anbringbar ist, mit einem Tintenvorratsbehälter, der an eine zum Tintenstrahldruckkopf führende Tintenversorgungsleitung anschließbar ist, und mit einer Tintenabgabevorrichtung, die von außen zugängliche Betätigungselemente aufweist, welche mit korrespondierenden, motorisch antreibbaren Antriebselementen des Tintenstrahldruckers in Wirkeingriff bringbar sind, wobei die Tintenabgabevorrichtung bei Betätigung der Betätigungselemente Tinte mit Überdruck in die Tintenversorgungsleitung einspeist.The present invention relates to an ink supply tank for a Ink jet print head which can be fixedly attached in an ink jet printer with an ink reservoir attached to one of the ink jet printhead leading ink supply line is connectable, and with a Ink dispenser, the externally accessible actuators has, which with corresponding, motor-driven drive elements of the inkjet printer can be brought into operative engagement, the Ink delivery device with actuation of the actuating elements with ink Feeds excess pressure into the ink supply line.
Ein zentraler Bestandteil eines Tintenstrahldruckers ist der Tintenstrahldruckkopf, der mit einer entsprechenden Mechanik relativ zur bedruckbaren Fläche positionierbar ist und durch kontrollierten Austritt von Tinte aus einer Vielzahl von feinen Druckdüsen das Druckbild erzeugt. Die kontinuierliche Versorgung des Druckkopfs mit Tinte erfolgt aus einem Tintenvorratsbehälter, der ein größeres Tintenreservoir aufnimmt. Bei einfachen schwarz/weiß-Tintenstrahldruckern ist der Tintenstrahldruckkopf zusammen mit dem Tintenvorratsbehälter als einteilige, austauschbare Einheit ausgebildet. Durch den Trend zu immer höheren Druckgeschwindigkeiten und der dazu erforderlichen schnellen Beschleunigung des Druckkopfes hat sich wegen der Verringerung der bewegten Massen eine Bauform durchgesetzt, bei welcher der Tintenbehälter nunmehr in einem separaten, austauschbaren, dabei fest im Drucker installierten Tintenversorgungstank unterzubringen, der über eine flexible Tintenversorgungsleitung mit dem bewegten Tintenstrahldruckkopf verbunden ist. Ein weiterer Grund für diese Entwicklung ist die zunehmende Verbreitung von Vierfarb-Druckern, die entsprechend vier Tintenvorratsbehälter erfordern.A central part of an inkjet printer is the inkjet printhead, the one with a corresponding mechanism relative to the printable Can be positioned and controlled by ink leakage from a Variety of fine print nozzles creates the print image. The continuous The printhead is supplied with ink from an ink reservoir, which holds a larger ink reservoir. With simple black and white inkjet printers is composed of the inkjet printhead formed with the ink reservoir as a one-piece, interchangeable unit. Due to the trend towards ever higher printing speeds and the this required rapid acceleration of the print head because of the reduction of the moving masses in which the ink container is now in a separate, replaceable, to place the ink supply tank permanently installed in the printer, with the moving one via a flexible ink supply line Inkjet printhead is connected. Another reason for this development is the increasing prevalence of four-color printers that do so require four ink tanks.
Ein separat vom Druckkopf ausgestalteter Tintentank mit den eingangs erwähnten Merkmalen ist beispielsweise in der US-PS 5 777 646 beschrieben. Dieser weist neben einem Tintenvorratsbehälter eine daran angeschlossene, aktive Tintenabgabevorrichtung auf, die dazu dient, die Tintenversorgungsleitungen mit Druck zu beaufschlagen. Dies ist erforderlich, um einen kontinuierlichen Tintenfluss bei sämtlichen praktisch auftretenden Beschleunigungszuständen zu gewährleisten. Im einzelnen ist diese Tintenabgabevorrichtung in Form einer kleinen Pumpe ausgebildet, die als Betätigungselement einen von außen zugänglichen, flexiblen Pumpenbalg aufweist, der von motorisch bewegbaren Antriebsnocken am Drucker jedesmal betätigt, das heißt zusammengepreßt wird, wenn ein Druckauftrag ansteht. Diese aktive Betätigung der Pumpvorrichtung hat den Vorteil, daß unabhängig vom Füllstand in dem Tintenvorratsbehälter über die gesamte Lebensdauer des Tintenversorgungstanks bei jedem Druckauftrag ein ausreichender Tinten-Betriebsdruck aufgebaut wird, der in der Größenordnung von etwa 0,2 bis 0,3 bar liegt.A separate ink tank from the printhead with the entrances features mentioned is described, for example, in US Pat. No. 5,777,646. In addition to an ink reservoir, this has an attached, active ink delivery device, which serves the ink supply lines to pressurize. This is required to a continuous flow of ink in all practically occurring To ensure acceleration states. In particular, this is an ink dispenser in the form of a small pump, which acts as an actuator has a flexible pump bellows accessible from the outside, that of motor-driven drive cams on the printer every time actuated, that is pressed together when a print job is pending. This active actuation of the pump device has the advantage that it is independent from the fill level in the ink reservoir over the entire Adequate life of the ink supply tank with every print job Ink operating pressure is built up in the order of magnitude from about 0.2 to 0.3 bar.
Ein wesentlicher Nachteil der bekannten Tintenversorgungstanks mit aktiver Tintenabgabe ist jedoch, daß der Pumpmechanismus zur Tintenabgabe aus einer Vielzahl von einzelnen Bauteilen besteht. So ist beispielsweise eine separate Pumpkammer erforderlich, die über ein Rückschlagventil am Tintenvorratsbehälter angeschlossen ist. An der Pumpkammer müssen weiterhin als Betätigungselemente Kolben oder balgartige Membranen angebracht sein, die auf die Antriebselemente, beispielsweise die Betätigungsnocken am Drucker abgestimmt sind. Im Stand der Technik geht der dazu bislang erforderliche mechanische Aufwand beispielsweise aus der US-PS 5 784 087, US-PS 5 825 387, US-PS 5 844 579 sowie EP 0 870 618 A2 eindrucksvoll hervor.A major disadvantage of the known ink supply tanks with active Ink delivery, however, is that the pump mechanism for ink delivery is off a large number of individual components. For example, one separate pumping chamber required, which is connected to a non-return valve on the Ink reservoir is connected. At the pump chamber still attached as actuators pistons or bellows-like membranes be on the drive elements, for example the actuating cams are matched to the printer. In the state of the art, this is the case previously required mechanical effort, for example from the U.S. Patent 5,784,087, U.S. Patent 5,825,387, U.S. Patent 5,844,579 and EP 0 870 618 A2 impressively.
Angesichts des vorbekannten Stands der Technik ergibt sich die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabenstellung, einen Tintenversorgungstank mit aktiver Tintenabgabe gemäß dem eingangs erläuterten Funktionsprinzip zur Verfügung zu stellen, der einfacher aufgebaut ist und zur Herstellung einen geringeren mechanischen Aufwand mit entsprechend geringeren Kosten erfordert.In view of the prior art, that of the invention follows underlying task, an ink supply tank with active ink delivery according to the functional principle explained above To provide, which is constructed more simply and one to manufacture less mechanical effort with correspondingly lower costs requires.
Zur Lösung dieser Aufgabenstellung schlägt die Erfindung ausgehend von einem Tintenversorgungstank mit den eingangs erwähnten Merkmalen vor, daß die Tintenabgabevorrichtung eine auf den Tintenvorratsbehälter wirkende Druckerzeugsvorrichtung aufweist, die mit den Betätigungselementen gekoppelt ist, und die bei Betätigung der Betätigungselemente den Tintenvorratsbehälter mit Überdruck beaufschlagt.To solve this problem, the invention proposes starting from an ink supply tank with the features mentioned in the introduction, that the ink dispenser acts on the ink reservoir Has pressure generating device with the actuators is coupled, and the ink reservoir when actuating the actuators pressurized.
Die Besonderheit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung liegt darin, daß ein neuartiges Funktionsprinzip zur automatischen Tintenabgabe realisiert wird, welches von sämtlichen nach dem Stand der Technik vorbekannten, vom Drucker aktiv betätigten Tintenversorgungstanks grundsätzlich abweicht. Im Stand der Technik wurde nämlich bisher grundsätzlich durch die Tintenabgabevorrichtung zunächst die Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter abgesaugt, in einer Art Pumpkammer verdichtet und von dort in die Tintenversorgungsleitung gegeben. Der vorliegenden Erfindung liegt nunmehr die Erkenntnis zugrunde, daß die herstellungstechnisch problematische, mechanische Komplexität darin begründet liegt, daß die Tintenpumpvorrichtung zwischen den Tintenvorratsbehälter und die Tintenversorgungsleitung eingegliedert ist. Dagegen sieht die Erfindung nunmehr vor, daß über die vom Drucker nach wie vor aktiv antreibbaren Betätigungselemente unmittelbar im Tintenvorratsbehälter ein Überdruck aufgebaut wird. Die erfindungsgemäß direkt an den Tintenvorratsbehälter angeschlossene Versorgungsleitung wird dadurch gleichfalls mit Überdruck beaufschlagt. Die hierzu erfindungsgemäß vorgesehene Druckerzeugungsvorrichtung kann mechanisch ausgesprochen simpel gestaltet sein. Im einfachsten Fall reicht es nämlich aus, über die Betätigungselemente den Tintenvorratsbehälter mechanisch zu komprimieren, so daß sein Tinteninhalt mit Überdruck in die Versorgungsleitung gepreßt wird.The peculiarity of the embodiment of the invention is that a innovative operating principle for automatic ink delivery is realized, which of all of the prior art known from Printer actively operated ink supply tanks generally deviates. in the So far, the state of the art has basically been through the ink dispensing device first sucked the ink out of the ink reservoir, compressed in a kind of pump chamber and from there into the ink supply line given. The present invention is now the Based on the knowledge that the technically problematic, mechanical Complexity lies in the fact that the ink pump device incorporated between the ink reservoir and the ink supply line is. In contrast, the invention now provides that the Printers still actively driven actuators directly in the Ink reservoir an excess pressure is built up. The invention supply line connected directly to the ink reservoir thereby also subjected to excess pressure. The according to the invention provided pressure generating device can be pronounced mechanically be simple. In the simplest case, it is sufficient to use the Actuating elements to mechanically compress the ink reservoir, so that its ink content is pressurized into the supply line becomes.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, daß der Tintenvorratsbehälter mechanisch zusammenpreßbar ausgestaltet ist und daß die Druckerzeugungsvorrichtung einen Druckstempel aufweist, der mit den Betätigungselementen gekoppelt ist und bei deren Betätigung den Tintenvorratsbehälter zusammenpreßt. Der Tintenvorratsbehälter ist dabei ganz oder teilweise aus flexiblem, verformbarem Material aufgebaut. Wenn durch die Antriebselemente des Druckers eine Kraft auf die Betätigungselemente ausgeübt wird, preßt der Druckstempel auf den verformbaren Tintenvorratsbehälter, so daß in dessen Volumen, das heißt in der im wesentlichen inkompressiblen Tinte, ein entsprechender Überdruck aufgebaut wird, der auf die Tintenversorgungsleitung übertragen wird.A preferred embodiment of the invention therefore provides that the Ink reservoir is mechanically compressible and that the pressure generating device has a pressure stamp that with the actuating elements is coupled and when they are actuated Squeezes the ink reservoir. The ink reservoir is there constructed entirely or partially from flexible, deformable material. If a force on the actuators by the drive elements of the printer is exercised, the pressure stamp presses on the deformable Ink reservoir, so that in its volume, that is, in the essential incompressible ink, a corresponding overpressure built up which is transferred to the ink supply line.
Der zusammenpreßbare Tintenvorratsbehälter kann balgartig ausgestaltet sein, beispielsweise mit eingeformten Sicken oder Falten, so daß er in einer Richtung zusammenpreßbar ist. Alternativ kann er als Folienbeutel ausgestaltet sein, mit zumindest einer flexiblen Seitenwandung. Hierbei ist es sowohl denkbar, den Behälter vollständig als Folienbeutel bzw. -blase auszubilden, oder einen mehr oder weniger starren, umlaufenden Rahmen anzubringen, dessen Rahmenöffnungen dicht mit darauf angebrachter, verformbarer Folie verschlossen sind.The compressible ink reservoir can be designed like a bellows be, for example with molded beads or folds, so that it is in a Direction is compressible. Alternatively, it can be designed as a foil bag be, with at least one flexible side wall. Here it is both conceivable to design the container completely as a film bag or bladder, or to attach a more or less rigid, all-round frame, whose frame openings are sealed with deformable ones Foil are closed.
Es ist weiterhin vorteilhaft, wenn die Betätigungselemente ein auf den Druckstempel wirkendes, kraftverstärkendes Getriebe aufweisen. Ein derartiges Kraftübersetzungsgetriebe kann beispielsweise als Hebelgetriebe ausgebildet sein. Dieses enthält beispielsweise Einfach- oder Doppelhebel und dient dazu, die vom Antriebselement, das heißt dem Antriebsnocken des Druckers, ausgeübte Betätigungskraft in eine größere Preßkraft des Druckstempels umzusetzen. Damit ist es möglich, den gegebenen Hub und die Betätigungskraft optimal auf die Preßkraft des Druckstempels abzustimmen, so daß auf jeden Fall der erforderliche Tintenüberdruck aufgebaut wird.It is also advantageous if the actuating elements on the Have a pressure-acting, force-intensifying gear. Such a thing Power transmission gear can be designed, for example, as a lever gear his. This contains, for example, single or double levers and is used by the drive element, that is, the drive cam of the Printer, actuating force exerted in a larger pressing force of the pressure stamp implement. It is possible to use the given stroke and the To optimally match the actuating force to the pressure force of the pressure ram, so that the required ink overprint is built up in any case.
Es ist weiterhin vorteilhaft, daß die Betätigungselemente Federelemente aufweisen, die den Tintenvorratsbehälter federvorgespannt zusammenpressen. Diese Federelemente sind beispielsweise so ausgestaltet, daß sie beim Einsetzen des erfindungsgemäßen Tintenversorgungstanks in die korrespondierende Aufnahme im Drucker gegen ein dort angeordnetes Widerlager gepreßt werden. Dadurch üben sie eine vorgegebene Druckspannung auf den Tintenvorratsbehälter aus, was bereits zur Erzeugung eines Mindest-Tintenüberdrucks in den Tintenversorgungsleitungen führt. Zur Erzeugung des Betriebsüberdrucks ist dann lediglich die Ausübung einer Zusatzkraft durch die aktiv angesteuerten Antriebselemente des Druckers erforderlich. Dies kommt einer vollständigen Ausnutzung des Tintenvolumens und einen jederzeit ausreichenden Tintendruck besonders entgegen.It is also advantageous that the actuating elements are spring elements have, which compress the ink reservoir spring-biased. These spring elements are designed, for example, so that they when inserting the ink supply tank according to the invention into the corresponding recording in the printer against one arranged there Abutment can be pressed. As a result, they practice a given compressive stress on the ink reservoir from what is already being generated minimum ink overpressure in the ink supply lines. The only way to generate the operating pressure is to exercise a Additional power through the actively controlled drive elements of the printer required. This comes from full utilization of the ink volume and especially against sufficient ink pressure at all times.
Alternativ können die Betätigungselemente Rast- und Sperrelemente aufweisen, die den Druckstempel im angepreßten Zustand einrasten und entgegen der Anpreßrichtung sperren. Das zugrundeliegende Funktionsprinzip ist beispielsweise von mechanischen Hebezeugen oder Pressen bekannt: Bei einem Betätigungshub wird der Druckstempel eine Rastposition weiter in Anpreßrichtung verschoben und dort durch die Rast- und Sperrklinken gehalten. Bei einem darauf folgenden Betätigungshub wird der Druckstempel entweder wiederum eine Raste weiter in Anpreßrichtung verschoben - oder - verbleibt in der Raststellung, wenn der mechanische Widerstand des Tintenvorratsbehälters aufgrund des in ihm herrschenden Überdrucks so groß ist, daß durch die Bewegung des Antriebselements momentan keine weitere Druckerhöhung bewirkt werden kann.Alternatively, the actuating elements can have latching and locking elements, which engage the pressure stamp in the pressed state and counter lock the contact direction. The underlying operating principle is known for example from mechanical hoists or presses: At an actuation stroke, the plunger is in a rest position Pressure direction shifted and held there by the locking and pawls. During a subsequent actuation stroke, the pressure stamp is either again moved one notch further in the pressing direction - or - remains in the locked position when the mechanical resistance of the ink reservoir is so big because of the overpressure in it, that currently no more due to the movement of the drive element Pressure increase can be effected.
Vorzugsweise ist bezüglich des Druckstempels hinter dem Folienbeutel ein festes Widerlager angeordnet, welches mit dem Druckstempel korrespondierend ausgeformt ist. Damit ist gemeint, daß der Druckstempel beispielsweise gewölbt-konvex und das Widerlager entsprechend konkav ausgeformt ist, so daß beim Anpressen des Druckstempels gegen das Widerlager die in dem dazwischen befindlichen Folienbeutel enthaltene Tinte restlos verdrängt, das heißt in die Tintenversorgungsleitungen gepreßt wird. Auf diese Weise erhält man praktisch eine restlose Verwertung der in dem Tintenbeutel enthaltenen Tinte.There is preferably one behind the foil bag with respect to the pressure stamp fixed abutment arranged, which corresponds to the pressure stamp is formed. This means that the printing stamp, for example arched-convex and the abutment shaped accordingly concave is, so that when pressing the plunger against the abutment the in completely displaces ink contained in the foil bag in between, that is, pressed into the ink supply lines. To this In this way, virtually complete recycling of the ink bag is obtained contained ink.
Eine praktische, besonders einfache Ausführung der Erfindung sieht vor, daß der Druckstempel und das Betätigungselement einstückig als federnder, drehbar in einem Gehäuse des Tintenversorgungstanks gelagerter Doppelhebel aus federndem Material ausgebildet sind. Der Doppelhebel kann beispielsweise in Form eines Federstahlbügels verwirklicht werden, der zugleich für eine Kraftübersetzung der vom Antriebselement ausgeübten Betätigungskraft dient und für die Federvorspannung des Druckstempels sorgt. Zweckmäßigerweise ist der Bügel gebogen ausgeformt und korrespondiert mit einem entsprechenden Widerlager. Eine Rast- und Sperreinrichtung kann ebenfalls vorhanden sein.A practical, particularly simple embodiment of the invention provides that the pressure stamp and the actuating element in one piece as resilient, Double lever rotatably mounted in a housing of the ink supply tank are made of resilient material. The double lever can for example can be realized in the form of a spring steel bracket, which at the same time for a power transmission of the actuating force exerted by the drive element serves and ensures the spring preload of the pressure stamp. Conveniently, the bracket is curved and corresponds to a corresponding abutment. A locking and locking device can also be present.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, daß die Druckerzeugungsvorrichtung eine an die Betätigungselemente gekoppelte Druckpumpe aufweist, bei deren Betätigung der Innenraum des Tintenvorratsbehälters mit Überdruck beaufschlagt wird. Dies kann beispielsweise eine einfache, kleine Membran-Luftpumpe sein, die entweder direkt den Tintenbehälter mit Luftdruck beaufschlagt - oder - einen Verdrängerkörper oder -ballon mit Überdruck befüllt.An advantageous development of the invention provides that the pressure generating device a pressure pump coupled to the actuators has, when actuated the interior of the ink reservoir is pressurized. This can be, for example be a simple, small diaphragm air pump that either directly connects the ink tank pressurized with air pressure - or - a displacer or -balloon filled with overpressure.
Selbstverständlich kann bei der letztgenannten Ausführung ebenfalls ein kraftverstärkendes Getriebe in Form von Hebeln oder dergleichen, eine Vorrichtung zur Federvorspannung sowie Rast- und Sperrelemente vorhanden sein.Of course, in the latter embodiment, too power-boosting transmission in the form of levers or the like, a device for spring preload as well as locking and locking elements his.
Eine alternative Ausführung sieht vor, daß der Tintenversorgungstank über ein Steuerventil an einen Druckspeicher angeschlossen ist, welches mit den Betätigungselementen gekoppelt ist und bei deren Betätigung geöffnet wird. Dadurch wird praktisch eine servo-gesteuerte Druckerzeugungsvorrichtung gebildet. Als Druckspeicher kann eine Hochdruck-Gaspatrone, die beispielsweise Kohlendioxyd, Flüssiggas oder dergleichen enthält, vorhanden sein. Bei einer Bewegung der Betätigungselemente durch die Antriebselemente des Druckers wird das Steuerventil geöffnet, welches das hoch vorgespannte Druckmedium dieses Druckspeichers entweder unmittelbar in den Tintenvorratsbehälter leitet oder aber einen Verdränger oder eine sonstige Druckübertragungsvorrichtung, wie ein Druckstempel oder dergleichen, beaufschlagt.An alternative embodiment provides that the ink supply tank over a control valve is connected to a pressure accumulator, which with the Actuators is coupled and is opened when they are actuated. This practically becomes a servo-controlled pressure generating device educated. A high-pressure gas cartridge, for example Contains carbon dioxide, liquefied petroleum gas or the like. When the actuating elements move through the drive elements the printer opens the control valve, which is the highly biased Print medium of this accumulator either directly in the Ink reservoir leads or a displacer or other Pressure transmission device, such as a pressure stamp or the like, applied.
Zweckmäßigerweise sind der Tintenvorratsbehälter und die Tintenabgabevorrichtung in einem Gehäuse angeordnet, welches lösbar in eine korrespondierende Aufnahmevorrichtung des Tintenstrahldruckers einsetzbar ist. Die Betätigungselemente sind bevorzugt in einer Ausnehmung bzw. Öffnung dieses Gehäuses anzubringen, in welche ein linear verschiebbares Antriebselement des Tintenstrahldruckers einführbar ist, beispielsweise ein Antriebsnocken bzw. -stempel.The ink reservoir and the ink delivery device are expedient arranged in a housing, which is detachably in a corresponding Recording device of the inkjet printer can be used. The actuating elements are preferably in a recess or opening attach this housing, in which a linearly displaceable drive element of the inkjet printer can be inserted, for example a drive cam or stamp.
Um bei einem in den Versorgungstank mit den eingangs genannten Merkmalen Aufschluß darüber zu erhalten, wieviel Tinte noch in dem Tintenvorratsbehälter enthalten ist, besteht eine besonders vorteilhafte Möglichkeit darin, daß der Tintenvorratsbehälter zusammenpreßbar ist und mindestens ein Meßelement daran angeordnet ist, welches sich beim Zusammenpressen des Tintenvorratsbehälters relativ zu einem zweiten Meßelement bewegt. Diese technisch besonders einfache Maßnahme ist grundsätzlich dann anwendbar, wenn der Tintenvorratsbehälter etwa als Folienbeutel oder als Balg ausgebildet ist, der sich beim Abfließen der Tinte zwangsläufig deformiert, d.h. zusammenzieht. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dabei einfach ein Meßelement mit der beweglichen Behälterwandung gekoppelt. Ein zweites Meßelement ist beispielsweise im Gehäuse feststehend installiert, so daß sich der Abstand der beiden Meßelemente bei einer Leerung des Tintenvorratsbehälters und dem damit verbundenen Zusammenziehen bzw. -pressen deren Abstand voneinander verändert, der als Meßwert erfaßbar ist und einen Anhaltspunkt für den Füllzustand des Tintenvorratsbehälters angibt.To order one in the supply tank with the features mentioned above Get information about how much ink is left in the ink reservoir is a particularly advantageous possibility in that the ink reservoir is compressible and at least a measuring element is arranged on it, which is when pressed together of the ink reservoir moved relative to a second measuring element. This technically particularly simple measure is then fundamentally applicable when the ink reservoir as a foil bag or as Bellows is formed, which inevitably deforms when the ink flows away, i.e. contracts. According to the present invention simply coupled a measuring element to the movable container wall. A second measuring element is fixed in the housing, for example installed so that the distance between the two measuring elements at one Emptying the ink tank and the related one Contraction or pressing changes their distance from each other, the can be recorded as a measured value and is an indication of the filling state of the Ink reservoir indicates.
Grundsätzlich bestehen verschiedene, gleichwertige Alternativen, die Meßelemente anzuordnen. So kann beispielsweise ein Meßelement unmittelbar am Tintenvorratsbehälter, beispielsweise der Wandung eines Folienbeutels angebracht sein, oder auch an einem Druckstempel, der gegen den Tintenvorratsbehälter anpreßbar ist und dessen Bewegungsweg ebenfalls mit dem Tintenfüllstand korreliert ist. Zweckmäßigerweise wird ein Meßelement fest am Gehäuse des Tintenversorgungstanks angebracht, so daß der Abstand zum zweiten Sensor - je nach Anordnung - sich bei der Leerung des Tintenvorratsbehälters entweder vergrößert oder verkleinert. There are basically different, equivalent alternatives that Arrange measuring elements. For example, a measuring element directly on the ink reservoir, for example the wall of a Foil bag attached, or on a pressure stamp against the ink reservoir is pressed and its path of movement also correlates with the ink level. Expediently a Measuring element firmly attached to the housing of the ink supply tank, see above that the distance to the second sensor - depending on the arrangement - in the Emptying the ink reservoir either enlarged or reduced.
Im einfachsten Fall können die Meßelemente Schaltkontakte aufweisen, die beispielsweise einen Stromkreis schließen, wenn der Tintenvorratsbehälter bei Leerung kollabiert bzw. zusammengepreßt wird. Die Verwendung von induktiven oder kapazititven oder optischen Sensoren oder dergleichen hat den Vorteil, daß eine kontinuierliche Erfassung des Tintenfüllstands mit geringem Aufwand durchführbar ist. Sämtliche Ausführungsformen haben dabei den Vorteil, daß mit relativ geringem Aufwand eine zuverlässige Füllstandsanzeige realisierbar ist. Dies gilt insbesondere für solche Ausführungsformen, bei denen über einen aktiv betätigten Druckstempel der Tintenvorratsbehälter zusammengepreßt wird, ist jedoch nicht auf eine derartige Ausführungsform beschränkt, d.h. kann auch bei konventionellen Tintenversorgungstanks mit unbelastetem oder federvorbelastetem Tintenvorratsbehälter umgesetzt werden.In the simplest case, the measuring elements can have switching contacts that for example, close a circuit when the ink reservoir is collapsed or compressed when emptied. The use of has inductive or capacitive or optical sensors or the like the advantage that a continuous detection of the ink level with can be carried out with little effort. Have all embodiments the advantage that a reliable level indicator with relatively little effort is feasible. This applies in particular to such embodiments, where the ink reservoir is activated by an actively operated stamp is compressed, but is not on such Embodiment limited, i.e. can also be used with conventional ink supply tanks with unloaded or spring loaded ink reservoir be implemented.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind im folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:
Figur 1- einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Tintenversorgungstank in schematischer Darstellung.
- Figure 1
- a cross section through an ink supply tank according to the invention in a schematic representation.
In der schematischen Querschnittsdarstellung gemäß Figur 1 ist mit dem
Bezugszeichen 1 ein erfindungsgemäßer Tintenversorgungstank bezeichnet.
Dieser ist in den korrespondierenden Aufnahmeschacht eines nur andeutungsweise
dargestellten Tintenstrahldruckers 2 eingesetzt.In the schematic cross-sectional view according to FIG. 1, the
Der Tintenversorgungstank 1 weist ein Gehäuse 3 auf, in dem ein vollständig
mit Tinte gefüllter Tintenvorratsbehälter 4 angeordnet ist. Dieser
Tintenvorratsbehälter 4 ist als balgartiger, in Richtung des weißen Pfeils
zusammenpreßbarer Folienbeutel ausgebildet. Sein Innenraum ist über einen
Verbindungsschlauch mit einem von außen zugänglichen Anschlußmittel,
beispielsweise einem Septum oder einem Anschlußventil, verbunden. An
dieses Anschlußmittel 6 ist eine zum Tintenstrahldruckkopf des Druckers 2
führende Tintenversorgungsleitung 7 anschließbar, wie dies dargestellt ist. The
Mit dem Bezugszeichen 8 ist ein Antriebselement des Druckers 2 bezeichnet,
welches in Ruhestellung eingezeichnet ist und durch einen motorischen
Antrieb in Pfeilrichtung verschiebbar ist. Durch eine Öffnung in dem
Gehäuse 3 ist dieses Antriebselement 8 gegen ein Betätigungselement in
Form eines Betätigungshebels 9 bewegbar, der um ein Lager 10 in dem
Gehäuse 3 drehbar gelagert ist. Bei Betätigung durch das Antriebselement 8
wird dieser Betätigungshebel 9 um das Lager 10 entgegen dem Uhrzeigersinn
verdreht, wie dies unten mit dem Pfeil dargestellt ist.
Einstückig in Form eines Doppelhebels mit dem Betätigungshebel 9 verbunden
ist ein Druckstempel 11. Bei Betätigung des Betätigungshebels 9 durch
das Antriebselement 8 in Pfeilrichtung wird dieser in Richtung des weißen
Pfeils verschwenkt.Integrally connected to the
Auf der dem Druckstempel 11 gegenüberliegenden Seite liegt der Tintenvorratsbehälter
4 an einem Widerlager 12 an der Wandung des Gehäuses
an.The ink reservoir is located on the side opposite the
Der dargestellte Tintenversorgungstank 1 funktioniert wie folgt: Empfängt
der Drucker 2 einen Druckauftrag, wird über einen nicht dargestellten motorischen
Antrieb das Antriebselement 8 in Pfeilrichtung bewegt und wirkt
dabei auf den Betätigungshebel 9. Die Bewegung des Betätigungshebels 9
führt über das Lager 10 zu einer Verschwenkung des Druckstempels 11.
Dieser preßt dabei den zusammenpreßbaren Tintenvorratsbehälter 4 gegen
das Widerlager 12 zusammen. Damit wird die in seinem Inneren befindliche
Tinte mit Druck beaufschlagt. Über den Verbindungsschlauch 5 und das
Anschlußmittel 6 pflanzt sich der Tintenüberdruck in die Tintenversorgungsleitung
7 fort. Auf diese Weise wird bei jedem eingehenden Druckauftrag ein
hinreichender Betriebsdruck für den Druckkopf in der Tintenversorgungsleitung
7 aufgebaut.The
Die Kraftübersetzung des Betätigungshebels 9, die Ausbildung des Tintenvorratsbehälters
4 sowie des Gehäuses 3 werden den jeweiligen Erfordernissen
angepaßt. So ist es beispielsweise möglich, den Druckstempel 11
und den Betätigungshebel 9 einstückig aus federndem Material, beispielsweise
Federstahlblech, auszubilden, der im eingesetzten Zustand ohne Betätigung
des Antriebselements 8 bereits den Tintenvorratsbehälter 4 mit
Federdruck beaufschlagt und damit bereits einen gewissen Tintenmindestdruck
erzeugt.The power transmission of the
Mit den Bezugszeichen 13a, 13b und 13c sind schematisch elektrische bzw.
elektronische Meßelemente bezeichnet, welche beispielsweise kapazitive,
induktive oder optische Sensoren umfassen, wie etwa Meßspulen, Hall-Sensoren,
Kondensatorplatten, optische Sende- und Empfangsbauteile oder
dergleichen. Dabei ist das Meßelement 13a auf der beweglichen Wandung
des Tintenvorratsbehälters 4 bzw. dem daran anliegenden Druckstempel 11
angebracht. Ein Meßelement 13b oder alternativ dazu 13c ist fest in dem
Gehäuse 3 installiert.With the
Verringert sich der Inhalt des Tintenvorratsbehälters 4, bewegt sich die in
der Zeichnung rechts liegende Wandung zusammen mit dem Druckstempel
11 in Pfeilrichtung, so daß sich der Abstand zwischen den Meßelementen
13 und 13b verringert bzw. zwischen 13a und 13c vergrößert.
Diese Abstandsveränderung ist ein unmittelbares Maß für den Füllstand des
Tintenvorratsbehälters 4 und kann über eine entsprechende, im einzelnen
nicht dargestellte elektronische Abstandsmeßeinrichtung zwischen jeweils
einem Paar von Sensoren 13 mit geringem Aufwand erfaßt werden.If the content of the
Anhand der Abbildungen ist bereits erkennbar, daß der erfindungsgemäße
Tintenversorgungstank 1 besonders simpel aufgebaut werden kann und entsprechend
wenig Aufwand bei der Herstellung erfordert. Zugleich ist durch
diesen Aufbau eine besonders hohe Betriebssicherheit gewährleistet.From the figures it can already be seen that the invention
Claims (22)
dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenabgabevorrichtung eine auf den Tintenvorratsbehälter (4) wirkende Druckerzeugungsvorrichtung (11) aufweist, die mit den Betätigungselementen (9) gekoppelt ist, und die beim Antrieb der Betätigungselemente (9) den Tintenvorratsbehälter (4) mit Überdruck beaufschlagt.Ink supply tank (1) for an inkjet printhead, which can be fixedly mounted in an inkjet printer (2), with an ink reservoir (4), which can be connected to an ink supply line (7) leading to the inkjet printhead, and with an ink dispenser, which has externally accessible actuators ( 9), which can be brought into active engagement with corresponding, motor-driven drive elements (8) of the inkjet printer (2), the ink dispensing device feeding overpressure ink into the ink supply line (7) when the actuating elements (9) are actuated,
characterized in that the ink delivery device has a pressure generating device (11) which acts on the ink reservoir (4) and which is coupled to the actuating elements (9) and which pressurizes the ink reservoir (4) when the actuating elements (9) are driven.
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