EP3222427B1 - Vorrichtung zur zirkulierenden versorgung wenigstens eines druckkopfs mit tinte - Google Patents

Vorrichtung zur zirkulierenden versorgung wenigstens eines druckkopfs mit tinte Download PDF

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EP3222427B1
EP3222427B1 EP17157031.0A EP17157031A EP3222427B1 EP 3222427 B1 EP3222427 B1 EP 3222427B1 EP 17157031 A EP17157031 A EP 17157031A EP 3222427 B1 EP3222427 B1 EP 3222427B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
chamber
housing
overflow
channel
Prior art date
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Active
Application number
EP17157031.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP3222427A1 (de
Inventor
Markus Möhringer
Alexander Matern
Silas Falter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Heidelberger Druckmaschinen AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Heidelberger Druckmaschinen AG filed Critical Heidelberger Druckmaschinen AG
Publication of EP3222427A1 publication Critical patent/EP3222427A1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
    • B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor

Definitions

  • the present invention relates to a device for circulating supply of at least one printhead with ink with the features of claim 1.
  • the invention is in the technical field of ink jet printing (inkjet) and the supply of ink to the print heads used in ink jet printing.
  • a conventional device for supplying a printhead with ink has at least one reservoir for the ink and supply lines and a pump for conveying the ink from the reservoir to the ink head.
  • a return line is also provided, through which unprinted ink is conveyed back from the printhead into the storage container.
  • PPSI-12000 is an ink supply system from the manufacturer “Prototype & Production Systems Incorporated", Madison, USA (see prototypesys.com), which has a more compact structure than the aforementioned device, but as a further one Components sensors needed.
  • the US 2009/0147047 A1 describes a device for ink supply in a screen printing machine. Two chambers for the printing ink and a pump are arranged inside a screen printing cylinder.
  • Draws a device for circulating supply of at least one printhead with ink, with a pump, a housing, a first chamber arranged in the housing with a first overflow for the ink and a second chamber arranged in the housing with a discharge for the ink leading to the pump is characterized in that a third chamber is arranged in the housing, which is separated from the second chamber by means of an inner wall of the housing and which is connected to the second chamber by means of a first channel arranged in the wall.
  • the device according to the invention advantageously makes it possible to save considerable installation space through the clever interaction of several chambers, and such a device can therefore also be used advantageously in compact inkjet printing machines. Furthermore, the device according to the invention does not require any sensors and is therefore inexpensive to manufacture. In addition, the device according to the invention is advantageously easy to clean and maintain. In addition, the device according to the invention advantageously enables the amount of circulating and in particular tempered ink to be kept low.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the inner wall is designed as a weir with a second overflow for the ink.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the first channel is arranged below, in particular perpendicularly below, the second overflow.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the bottom of the third chamber is inclined with respect to the horizontal and the first channel opens into the third chamber at the lower end of the bottom.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the first overflow is arranged above the weir, such that ink flowing down from the first overflow reaches the weir.
  • first overflow comprises a first slope inclined in a first direction with respect to the horizontal and that the second overflow comprises a second slope inclined in an opposite second direction with respect to the horizontal .
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the second slope opens into a third channel connecting the first chamber and the second chamber.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the second slope is many times longer than the first slope, in particular more than twice, three or four times.
  • the first channel comprises a non-return device, in particular a non-return valve, which allows an ink flow from the third chamber to the second chamber, but not in the opposite direction.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the device has a tempering device for tempering the ink and that the tempered ink flows through the first chamber and through the second chamber, but not through the third chamber.
  • the ink can preferably be heated to a temperature between 35 and 50 ° C, in particular to about 42 ° C.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that an upper edge of the inner wall is at the same height or higher than an upper edge of the first overflow.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the pump is arranged on the outside of the housing.
  • the pump generates e.g. a volume flow in the range between 100 and 150 ml / min, preferably of about 125 ml / min.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the pump is a pump which is controlled with respect to the delivery quantity of the ink but is not regulated. It can advantageously be based on expensive sensors, e.g. B. for measuring the respective level of an ink level, the ink pressures or the delivered ink volume can be dispensed with. By dispensing with such sensors, additional installation space can also be saved.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the drain is designed as a second channel lying in an outer wall of the housing and that the drain leads to the pump.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the bottom of the second chamber is inclined with respect to the horizontal and the second channel opens into the second chamber at the lower end of the bottom.
  • an advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the housing comprises an opening for filling in ink and that the opening is arranged above the third chamber and laterally offset from the second overflow.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that a horizontal control surface for controlling the fill level of the ink is arranged perpendicularly below the opening.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that an upper edge of the inner wall is higher than the control surface.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the pump pumps ink through an ink line from the second chamber to an upper basin for the ink and that the ink level in the upper basin lies above nozzles of the printhead.
  • the upper basin can be adjusted vertically, or it can be positioned at different heights on the print head to adjust the ink pressure on the input side.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the ink line can be tempered at least in sections.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the first chamber forms a sub-basin for the ink and that the ink level in the sub-basin lies below the nozzles of the printhead.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that the housing comprises a further opening and that the further opening is connected via an ink line to a third overflow assigned to the upper basin.
  • the housing is designed as an at least two-part housing.
  • An advantageous and therefore preferred embodiment of the invention can be characterized in that a circulation pump for circulating the ink, in particular a pigmented ink, is arranged in the third chamber.
  • a device for circulating supply of ink to at least one print head 3 having nozzles 3a can be seen.
  • the device 1 comprises a housing 2, in which ink 4 is stored, and from which the ink is conveyed by means of a pump 14 through a line designed as a hose to a so-called upper basin 18.
  • the tube 17 can be surrounded at least in sections by a temperature control device which heats the ink conveyed through the tube to a temperature required for printing with the head 3.
  • the upper basin has an overflow 27, from which ink can be led back to the housing 2 through an ink line, which is also preferably designed as a hose.
  • An ink level 19 is defined in the upper basin by the overflow 27.
  • a line 22 leads from the lowest point of the upper basin to the print head, which prints a portion of the ink supplied to it.
  • non-printed ink is led via a line 23 designed as a hose to a lower basin 5 designed as a chamber provided in the housing 2.
  • the lower basin also has an overflow 5a, which defines an ink level 20 in the lower basin.
  • a line 24 designed as a channel leads into a chamber 6 arranged in the housing 2.
  • the bottom of the chamber 6 is in turn connected to the pump 14 via a line, so that overall there is a circulating ink supply system for the Print head 3 results.
  • the two ink levels 19 and 20 are set in such a way that the hydrostatic pressure prevailing on the print head 3 or on its nozzles 3a is that which is required for trouble-free printing and which prevents uncontrolled leakage of ink.
  • FIG. 2 now shows in detail the housing 2 of the device 1 and in particular a housing part 2a.
  • the housing can preferably be made of plastic.
  • a further housing part 2b belongs to this housing part 2a, which is not shown, however, so that a view into the housing part 2a is possible.
  • the housing part 2b can be designed as a cover for the housing part 2a or it can be designed as a mirror image of the housing part 2a.
  • the housing or the housing part 2a has in particular an outer wall 2c, in which a groove 2d is provided, which is provided for receiving a seal 2d.
  • connecting elements 2e are also provided in the outer wall 2c, with which the two housing parts can be connected, for example screwed, the seal 2d ensuring that no ink escapes from the housing in an uncontrolled manner.
  • the housing can in particular be L-shaped, one leg being horizontal and another and preferably smaller leg being oriented vertically.
  • a pump 14 is arranged on the outer wall 2c of the housing 2 and conveys ink 4 stored in the housing via the ink line 17 designed as a hose to the print head 3 or to its nozzles 3a.
  • Figure 2 also shows that with a view to Figure 1 described ink lines 23 and 25 through which ink 4 comes back to the housing 2.
  • the solution according to the invention takes up very little space and can therefore also be used advantageously in compact inkjet printing machines in which there is only little space available for an ink supply system.
  • the integrated chambers and channels are advantageously simple and closed Clean and, if necessary, maintain, especially if the housing 2 can be easily placed in two parts as shown.
  • the first and preferably smallest chamber 5 or the lower basin is connected to the ink line 23 via a bore or a channel 5c and in this way non-printed ink gets back into the housing and into the first chamber 5.
  • the first chamber also has a first overflow or an upper edge 5a and a first slope 5b, over which ink 4 flows and thus comes out of the chamber 5. At the same time, this defines an ink level 20 in the basin 5.
  • Ink 4 coming out of the lower basin 5 or overflowing the overflow 5a reaches an inner wall 9 of the housing 2, which has a second slope 9b and a weir between the third chamber 7 and the second chamber 6 or their inlet (third channel 12) forms.
  • the ink reaches the third channel 12 via the second slope 9b and from there into the second chamber 6.
  • This second chamber has a bottom 6a, at the lower end 6b of which a drain 6c designed as a second channel is formed.
  • the second channel 6c leads through the outer wall of the housing to the pump 14.
  • the slope 9b is not absolutely necessary, but is advantageous because it can effectively prevent foaming of the ink (namely by controlled flow down into the chamber 6).
  • An opening 15 is provided in the outer wall 2c for filling the housing 2 with ink 4. This opening leads to the third and preferably largest chamber 7, so that the filled ink first reaches this chamber 7.
  • the ink fill level in the chamber 7 can be observed via a control surface 16: as soon as the ink level exceeds the control surface 16 when filling ink, sufficient ink is filled into the housing 2.
  • the third chamber 7 has a bottom 7a which is connected to the second chamber 6 at its lower end 7b via a first channel 8.
  • a check valve 8a can be provided in the channel 8, which ensures that ink only flows through the channel in one direction. In particular, ink is prevented from the second chamber 6 to third chamber 7 flows through channel 8.
  • the reason for this is as follows: since the ink supplied to the print head 3 is brought to a necessary operating temperature by means of the temperature control device 13, temperature-controlled, ie in particular heated, ink circulates through the chambers 5 and 6. In order to keep the amount of the ink to be tempered low and also only to heat such ink that is conveyed in the circulating system, the third chamber 7 is removed from the circulating system.
  • the quantity of ink stored in the third chamber 7 is therefore preferably not tempered, which offers the advantage that the quantity of ink stored therein can be kept cooler than the quantity of ink circulated in the circulating system, which in turn places little stress on the ink itself.
  • the inner wall 9 has at its upper end an upper edge 9a or a second overflow. If necessary, ink can also get back into the chamber 7 from the circulating system and in particular from the two chambers 5 and 6 via this overflow. As a rule, however, the ink level will be lower than the upper edge 9a.
  • the ink line 25 is connected to a bore 5e in the outer wall 2c of the housing 2, and ink overflowing from the upper basin 18 passes from the upper basin 18 back into the housing 2 and preferably there into the chamber 6.
  • the arrows 10 and 11 are in Figure 2 indicated two directions, against which the inclinations of the bevels arranged in the housing or the respective bottom of the chambers are defined.
  • the lines 17 emanating from the respective pumps 14 can then advantageously lead away laterally, ie along the arrangement of a plurality of housings, and preferably in the space (of an imaginary rectangle) free of the L-shaped housing parts.

Landscapes

  • Ink Jet (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur zirkulierenden Versorgung wenigstens eines Druckkopfs mit Tinte mit den Merkmalen von Anspruch 1.
  • Die Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet des Tintenstrahl-Drucks (Inkjet) und der Versorgung der beim Tintenstrahl-Druck eingesetzten Druckköpfe mit Tinte. Eine übliche Vorrichtung zur Versorgung eines Druckkopfs mit Tinte weist wenigstens einen Vorratsbehälter für die Tinte und Versorgungsleitungen sowie eine Pumpe auf, um die Tinte vom Vorratsbehälter zum Tintenkopf zu fördern. Bei sogenannten zirkulierenden Tintenversorgungen ist zudem eine Rückführleitung vorgesehen, durch welche nicht verdruckte Tinte vom Druckkopf zurück in den Vorratsbehälter gefördert wird.
  • Aus dem Stand der Technik ist bereits die US 8,864,295 B2 bekannt, welche eine Vorrichtung zur Versorgung wenigstens eines Druckkopfs mit Tinte offenbart. Die offenbarte Vorrichtung umfasst eine Vielzahl separater Bauteile und beansprucht daher in einer Tintenstrahl-Druckmaschine viel Bauraum. Für eine kompakte Tintenstrahl-Druckmaschine erscheint eine solche Vorrichtung daher nicht geeignet.
  • Unter der Bezeichnung "PPSI-12000" ist zudem ein Tinten-Versorgungssystem des Herstellers "Prototype & Production Systems Incorporated", Plymouth, USA (siehe prototypesys.com) bekannt, welches zwar einen kompakteren Aufbau als die zuvor genannte Vorrichtung aufweist, jedoch als weitere Komponenten Sensoren benötigt.
  • Die US 2009/0147047 A1 beschreibt eine Einrichtung zur Farbversorgung in einer Siebdruckmaschine. Dabei sind im Inneren eines Siebdruckzylinders zwei Kammern für die Druckfarbe und eine Pumpe angeordnet.
  • Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Vorrichtung zu schaffen, welche wenig Bauraum und Komponenten braucht und daher günstig ist und auch in kompakten Tintenstrahl-Druckmaschinen einsetzbar ist. Darüber hinaus kann es auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung sein, eine solche Vorrichtung zu schaffen, die zudem leicht zu reinigen und zu warten ist. Darüber hinaus kann es auch eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung sein, eine solche Vorrichtung zu schaffen, die die Menge zirkulierender und insbesondere temperierter Tinte gering hält.
  • Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe stellt eine Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1 dar.
  • Vorteilhafte und daher bevorzugte Weiterbildungen dieser Erfindung ergeben sich aus den zugehörigen Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen.
  • Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur zirkulierenden Versorgung wenigstens eines Druckkopfs mit Tinte, mit einer Pumpe, einem Gehäuse, einer im Gehäuse angeordneten ersten Kammer mit einem ersten Überlauf für die Tinte und einer im Gehäuse angeordneten zweiten Kammer mit einem zur Pumpe führenden Ablauf für die Tinte, zeichnet sich dadurch aus, dass im Gehäuse eine dritte Kammer angeordnet ist, welche mittels einer Innenwand des Gehäuses von der zweiten Kammer getrennt ist und welche mittels eines in der Wand angeordneten, ersten Kanals mit der zweiten Kammer verbunden ist.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht es in vorteilhafter Weise, durch die geschickte Interaktion mehrerer Kammern erheblich Bauraum einzusparen und daher ist eine solche Vorrichtung auch mit Vorteil in kompakten Tintenstrahl-Druckmaschinen einsetzbar. Des Weiteren benötigt die erfindungsgemäße Vorrichtung keine Sensoren und ist daher günstig herzustellen. Zudem ist die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise leicht zu reinigen und zu warten. Zudem ermöglicht die erfindungsgemäße Vorrichtung in vorteilhafter Weise, die Menge zirkulierender und insbesondere temperierter Tinte gering zu halten.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Innenwand als ein Wehr mit einem zweiten Überlauf für die Tinte ausgebildet ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Kanal unterhalb, insbesondere senkrecht unterhalb, des zweiten Überlaufs angeordnet ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Boden der dritten Kammer gegenüber der Horizontalen geneigt ist und der erste Kanal am tiefer liegenden Ende des Bodens in die dritte Kammer mündet.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Überlauf oberhalb des Wehrs angeordnet ist, derart, dass herabfließende Tinte vom ersten Überlauf auf das Wehr gelangt.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Überlauf eine gegenüber der Horizontalen in eine erste Richtung geneigte, erste Schräge umfasst und dass der zweite Überlauf eine gegenüber der Horizontalen in eine entgegengesetzte, zweite Richtung geneigte, zweite Schräge umfasst.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die zweite Schräge in einen die erste Kammer und die zweite Kammer verbindenden, dritten Kanal mündet.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die zweite Schräge um ein Vielfaches länger als die erste Schräge ist, insbesondere um mehr als zweimal, dreimal oder viermal.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der erste Kanal eine Rückschlag-Einrichtung, insbesondere ein Rückschlagventil, umfasst, welche einen Tintenfluss von der dritten Kammer zur zweiten Kammer, nicht jedoch in umgekehrter Richtung zulässt.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung zum Temperieren der Tinte umfasst und dass die temperierte Tinte durch die erste Kammer und durch die zweite Kammer, nicht jedoch durch die dritte Kammer fließt. Die Tinte kann bevorzugt auf eine Temperatur zwischen 35 und 50° C, insbesondere auf etwa 42° C erwärmt werden.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass eine obere Kante der Innenwand auf gleicher Höhe oder höher als eine obere Kante des ersten Überlaufs liegt.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Pumpe außen am Gehäuse angeordnet ist. Die Pumpe erzeugt z.B. einen Volumenstrom im Beriech zwischen 100 und 150 ml/min, bevorzugt von etwa 125 ml/min.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Pumpe eine bezüglich der Fördermenge der Tinte gesteuerte, jedoch ungeregelte Pumpe ist. Dabei kann in vorteilhafter Weise auf teure Sensoren, z. B. zum Messen der jeweiligen Höhe eines Tintenniveaus, der Tintendrücke oder der geförderten Tintenvolumen, verzichtet werden. Durch den Verzicht auf solche Sensoren kann zudem weiterer Bauraum eingespart werden.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Ablauf als ein in einer Außenwand des Gehäuses liegender, zweiter Kanal ausgebildet ist und dass der Ablauf zur Pumpe führt.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass der Boden der zweiten Kammer gegenüber der Horizontalen geneigt ist und der zweite Kanal am tiefer liegenden Ende des Bodens in die zweite Kammer mündet.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Gehäuse eine Öffnung zum Einfüllen von Tinte umfasst und dass die Öffnung oberhalb der dritten Kammer und seitlich versetzt zum zweiten Überlauf angeordnet ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass senkrecht unterhalb der Öffnung eine horizontale Kontroll-Fläche zur Kontrolle der Füllhöhe der Tinte angeordnet ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass eine obere Kante der Innenwand höher als die Kontroll-Fläche liegt.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Pumpe Tinte durch eine Tintenleitung von der zweiten Kammer zu einem Oberbecken für die Tinte pumpt und dass das Tintenniveau im Oberbecken oberhalb von Düsen des Druckkopfs liegt. Das Oberbecken kann in der Vertikalen verstellbar sein, bzw. es kann zur Einstellung des eingangsseitigen Tintendrucks am Druckkopf in verschiedenen Höhen positioniert werden.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die Tintenleitung zumindest abschnittsweise temperierbar ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass die erste Kammer ein Unterbecken für die Tinte bildet und dass das Tintenniveau im Unterbecken unterhalb der Düsen des Druckkopfs liegt.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Gehäuse eine weitere Öffnung umfasst und dass die weitere Öffnung über eine Tintenleitung mit einem dem Oberbecken zugeordneten, dritten Überlauf verbunden ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass das Gehäuse als ein wenigstens zweiteiliges Gehäuse ausgebildet ist.
  • Eine vorteilhafte und daher bevorzugte Ausführungsform der Erfindung kann sich dadurch auszeichnen, dass in der dritten Kammer eine Umwälzpumpe zum Umwälzen der Tinte, insbesondere einer pigmentierten Tinte, angeordnet ist.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnungen anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In den Zeichnungen sind einander entsprechende Elemente mit jeweils denselben Bezugszeichen versehen.
  • Die Zeichnungen zeigen:
    • Figur 1:
    Einen Plan eines bevorzugten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur zirkulierenden Versorgung wenigstens eines Druckkopfs mit Tinte; und
    Figur 2:
    Eine schematische Schnittansicht eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
  • In dem in Figur 1 dargestellten Plan ist eine Vorrichtung zur zirkulierenden Versorgung wenigstens eines Düsen 3a aufweisenden Druckkopfs 3 mit Tinte erkennbar. Die Vorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2, in welchem Tinte 4 bevorratet ist, und von welchem die Tinte mittels einer Pumpe 14 durch eine als Schlauch ausgebildete Leitung zu einem sogenannten Oberbecken 18 gefördert wird. Der Schlauch 17 kann von einer Temperiereinrichtung zumindest abschnittsweise umgeben sein, welche die durch den Schlauch geförderte Tinte auf eine für das Verdrucken mit dem Kopf 3 erforderliche Temperatur erwärmt. Das Oberbecken weist einen Überlauf 27 auf, von welchem Tinte durch eine ebenfalls bevorzugt als Schlauch ausgeführte Tintenleitung zurück zum Gehäuse 2 geführt werden kann. Durch den Überlauf 27 wird im Oberbecken ein Tintenniveau 19 definiert. Vom tiefsten Punkt des Oberbeckens führt eine Leitung 22 zum Druckkopf, welcher einen Anteil der ihm zugeführten Tinte verdruckt. Nicht verdruckte Tinte wird dagegen über eine als Schlauch ausgebildete Leitung 23 zu einem als im Gehäuse 2 vorgesehene Kammer ausgebildeten Unterbecken 5 geführt. Auch das Unterbecken weist einen Überlauf 5a auf, welcher im Unterbecken ein Tintenniveau 20 definiert. Von dem Überlauf 5a des Unterbeckens 5 führt eine als Kanal ausgeführte Leitung 24 in eine im Gehäuse 2 angeordnete Kammer 6. Der Boden der Kammer 6 ist wiederum über eine Leitung mit der Pumpe 14 verbunden, so dass sich insgesamt ein zirkulierendes Tinten-Versorgungssystem für den Druckkopf 3 ergibt.
  • Die beiden Tintenniveaus 19 und 20 werden so gelegt, dass am Druckkopf 3 bzw. an dessen Düsen 3a derjenige hydrostatische Druck herrscht, der für ein störungsfreies Drucken erforderlich ist und der ein unkontrolliertes Austreten von Tinte verhindert.
  • Figur 2 zeigt nun im Detail das Gehäuse 2 der Vorrichtung 1 und insbesondere ein Gehäuseteil 2a. Das Gehäuse kann bevorzugt aus Kunststoff gefertigt sein. Zu diesem Gehäuseteil 2a gehört ein weiteres Gehäuseteil 2b, welches jedoch nicht dargestellt ist, so dass ein Blick in das Gehäuseteil 2a möglich ist. Das Gehäuseteil 2b kann als ein Deckel für das Gehäuseteil 2a ausgeführt sein oder es kann spiegelbildlich zum Gehäuseteil 2a ausgeführt sein. Das Gehäuse bzw. das Gehäuseteil 2a weist insbesondere eine Außenwand 2c auf, in welcher eine Nut 2d vorgesehen ist, die zur Aufnahme einer Dichtung 2d vorgesehen ist. Zudem sind in der Außenwand 2c auch Verbindungselemente 2e vorgesehen, mit denen die beiden Gehäuseteile verbunden, zum Beispiel verschraubt werden können, wobei die Dichtung 2d dafür sorgt, dass keine Tinte unkontrolliert aus dem Gehäuse austritt. Das Gehäuse kann insbesondere L-förmig ausgebildet sein, wobei ein Schenkel waagrecht und ein weiterer und bevorzugt kleinerer Schenkel senkrecht ausgerichtet sein können.
  • An der Außenwand 2c des Gehäuses 2 ist eine Pumpe 14 angeordnet, welche in dem Gehäuse bevorratete Tinte 4 über die als Schlauch ausgebildete Tintenleitung 17 zum Druckkopf 3 bzw. zu dessen Düsen 3a fördert. Figur 2 zeigt auch die bereits mit Blick auf Figur 1 beschriebenen Tintenleitungen 23 und 25, durch welche Tinte 4 zurück zum Gehäuse 2 gelangt.
  • Mit Blick auf Figur 2 ist zudem erkennbar, dass in dem Gehäuse 2 mehrere Kammern ausgebildet sind: Die das Unterbecken bildende erste Kammer 5, eine zweite Kammer 6 sowie eine dritte Kammer 7. Durch die Integration der genannten drei Kammern in ein gemeinsames Gehäuse beansprucht die erfindungsgemäße Lösung sehr wenig Bauraum und kann daher in vorteilhafter Weise auch in kompakt aufgebauten Tintenstrahl-Druckmaschinen eingesetzt werden, in denen nur wenig Platz für ein Tintenversorgungssystem zur Verfügung steht. Zudem sind die integrierten Kammern und Kanäle (z.B. bei einem Tintenwechsel) in vorteilhafter Weise einfach und gemeinsam zu reinigen und ggf. zu warten, insbesondere dann, wenn das Gehäuse 2 wie dargestellt leicht in zwei Teile zu legen ist.
  • Die erste und bevorzugt kleinste Kammer 5 bzw. das Unterbecken steht über eine Bohrung bzw. einen Kanal 5c mit der Tintenleitung 23 in Verbindung und auf diese Weise gelangt nicht verdruckte Tinte zurück in das Gehäuse und in die erste Kammer 5. Zudem weist die erste Kammer einen ersten Überlauf bzw. eine obere Kante 5a auf sowie eine erste Schräge 5b, über welche Tinte 4 fließt und somit aus der Kammer 5 heraus gelangt. Gleichzeitig wird dadurch ein Tintenniveau 20 im Unterbecken 5 definiert.
  • Aus dem Unterbecken 5 heraustretende bzw. den Überlauf 5a überlaufende Tinte 4 gelangt auf eine Innenwand 9 des Gehäuses 2, welche eine zweite Schräge 9b aufweist und ein Wehr zwischen der dritten Kammer 7 und der zweiten Kammer 6 bzw. deren Zulauf (dritter Kanal 12) bildet. Über die zweite Schräge 9b gelangt die Tinte in den dritten Kanal 12 und von dort in die zweite Kammer 6. Diese zweite Kammer weist einen Boden 6a auf, an dessen tiefer liegendem Ende 6b ein als zweiter Kanal ausgebildeter Ablauf 6c ausgebildet ist. Der zweite Kanal 6c führt durch die Außenwand des Gehäuses zur Pumpe 14. Die Schräge 9b ist nicht unbedingt erforderlich, jedoch von Vorteil, da durch sie ein Schäumen der Tinte effektiv verhindert werden kann (nämlich durch kontrolliertes Hinabfließen in die Kammer 6).
  • Zum Befüllen des Gehäuses 2 mit Tinte 4 ist in der Außenwand 2c eine Öffnung 15 vorgesehen. Diese Öffnung führt zur dritten und bevorzugt größten Kammer 7, so dass die eingefüllte Tinte zunächst in diese Kammer 7 gelangt. Der Tinten-Füllstand in der Kammer 7 kann über eine Kontrollfläche 16 beobachtet werden: Sobald beim Einfüllen von Tinte der Tintenspiegel die Kontrollfläche 16 übersteigt, ist ausreichend Tinte in das Gehäuse 2 eingefüllt.
  • Die dritte Kammer 7 weist einen Boden 7a auf, welcher an seinem tiefer liegenden Ende 7b über einen ersten Kanal 8 mit der zweiten Kammer 6 in Verbindung steht. In dem Kanal 8 kann ein Rückschlagventil 8a vorgesehen sein, welches dafür sorgt, dass Tinte nur in eine Richtung durch den Kanal fließt. Insbesondere wird verhindert, dass Tinte von der zweiten Kammer 6 zur dritten Kammer 7 durch den Kanal 8 fließt. Dies hat folgenden Grund: Da die dem Druckkopf 3 zugeführte Tinte mittels der Temperiereinrichtung 13 auf eine notwendige Betriebstemperatur gebracht ist, zirkuliert durch die Kammern 5 und 6 temperierte, das heißt insbesondere erwärmte Tinte. Um die Menge der zu temperierenden Tinte gering zu halten und auch um immer nur solche Tinte zu erwärmen, die im zirkulierenden System gefördert wird, ist die dritte Kammer 7 aus dem zirkulierenden System herausgenommen. Die in der dritten Kammer 7 bevorratete Tintenmenge wird daher bevorzugt nicht temperiert, was den Vorteil bietet, dass die darin bevorratete Tintenmenge kühler als die im zirkulierenden System umgewälzte Tintenmenge gehalten werden kann, was wiederum die Tinte selbst wenig belastet.
  • Die Innenwand 9 weist an deren oberem Ende eine obere Kante 9a bzw. einen zweiten Überlauf auf. Über diesen Überlauf kann im Bedarfsfall Tinte aus dem zirkulierenden System und insbesondere aus den beiden Kammern 5 und 6 auch zurück in die Kammer 7 gelangen. In der Regel wir das Tintenniveau jedoch tiefer als die obere Kante 9a liegen.
  • Beim Verdrucken stark pigmentierter Tinten oder auch beim Verdrucken von sogenanntem Deckweiß kann es erforderlich sein, im Gehäuse 2 und insbesondere in der Kammer 7 eine Umwälzpumpe 28 vorzusehen. Diese sorgt durch das Umwälzen der Tinte 4 in der Kammer dafür, dass sich die Pigmente nicht am Boden der Kammer absetzen und dadurch Probleme in der Tintenversorgung des Druckkopfs 3 entstehen.
  • Die Tintenleitung 25 steht mit einer als Kanal ausgeführten Bohrung 5e in der Außenwand 2c des Gehäuses 2 in Verbindung und über eine Öffnung 26 gelangt aus dem Oberbecken 18 überlaufende Tinte aus dem Oberbecken zurück in das Gehäuse 2 und dort bevorzugt in die Kammer 6.
  • Mit den Pfeilen 10 und 11 sind in Figur 2 zwei Richtungen angedeutet, gegenüber denen die Neigungen der im Gehäuse angeordneten Schrägen oder der jeweiligen Boden der Kammern definiert werden.
  • Es kann für den Mehrfarbendruck von Vorteil sein, entsprechend viele der beschriebenen Gehäuse 2 nebeneinander zu platzieren, wobei die L-förmigen Seiten zueinander zeigen oder gar sich berühren. Die von den jeweiligen Pumpen 14 abgehenden Leitungen 17 können dann in vorteilhafter Weise seitlich, d.h. längs der Anordnung mehrerer Gehäuse, und bevorzugt in dem von den L-förmigen Gehäuseteilen freien Raum (eines gedachten Rechtecks) wegführen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Vorrichtung
    2
    Gehäuse
    2a, 2b
    Gehäuseteile
    2c
    Außenwand
    2d
    Nut, Dichtung
    2e
    Verbindungselemente
    3
    Druckkopf
    3a
    Düsen
    4
    Tinte
    5
    erste Kammer, Unterbecken
    5a
    erster Überlauf, obere Kante
    5b
    erste Schräge
    5c
    Bohrung, Kanal
    5e
    Bohrung, Kanal
    6
    zweite Kammer
    6a
    Boden der zweiten Kammer
    6b
    tiefer liegendes Ende
    6c
    Ablauf, zweiter Kanal
    7
    dritte Kammer
    7a
    Boden der dritten Kammer
    7b
    tiefer liegendes Ende
    8
    erster Kanal
    8a
    Rückschlageinrichtung
    9
    Innenwand
    9a
    zweiter Überlauf, obere Kante
    9b
    Wehr, zweite Schräge
    10
    erste Richtung
    11
    zweite Richtung
    12
    dritter Kanal
    13
    Temperiereinrichtung
    14
    Pumpe
    15
    Öffnung zum Einfüllen
    16
    Kontroll-Fläche
    17
    Tintenleitung/Schlauch
    18
    Oberbecken
    19
    Tintenniveau im Oberbecken
    20
    Tintenniveau im Unterbecken
    21, 22, 23, 24, 25
    Tintenleitungen/Schläuche
    26
    weitere Öffnung
    27
    dritter Überlauf
    28
    Umwälzpumpe

Claims (24)

  1. Vorrichtung zur zirkulierenden Versorgung wenigstens eines Druckkopfs mit Tinte, mit einer Pumpe (14), einem Gehäuse (2), einer im Gehäuse angeordneten ersten Kammer (5) mit einem ersten Überlauf (5a) für die Tinte (4) und einer im Gehäuse angeordneten zweiten Kammer (6) mit einem zur Pumpe führenden Ablauf (6c) für die Tinte,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass im Gehäuse eine dritte Kammer (7) angeordnet ist, welche mittels einer Innenwand (8) des Gehäuses von der zweiten Kammer getrennt ist und welche mittels eines in der Wand angeordneten, ersten Kanals (8) mit der zweiten Kammer verbunden ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Innenwand (9) als ein Wehr (9b) mit einem zweiten Überlauf (9a) für die Tinte (4) ausgebildet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Kanal (8) unterhalb, insbesondere senkrecht unterhalb, des zweiten Überlaufs (9a) angeordnet ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Boden (7a) der dritten Kammer (7) gegenüber der Horizontalen geneigt ist und der erste Kanal (8) am tiefer liegenden Ende (7b) des Bodens in die dritte Kammer mündet.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Überlauf (5a) oberhalb des Wehrs (9b) angeordnet ist, derart, dass herabfließende Tinte vom ersten Überlauf auf das Wehr gelangt.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Überlauf (5a) eine gegenüber der Horizontalen in eine erste Richtung (10) geneigte, erste Schräge (5b) umfasst und dass der zweite Überlauf (9a) eine gegenüber der Horizontalen in eine entgegengesetzte, zweite Richtung (11) geneigte, zweite Schräge (9b) umfasst.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Schräge (9b) in einen die erste Kammer (5) und die zweite Kammer (6) verbindenden, dritten Kanal (12) mündet.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die zweite Schräge (9b) um ein Vielfaches länger als die erste Schräge (5b) ist, insbesondere um mehr als zweimal, dreimal oder viermal.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der erste Kanal (8) eine Rückschlag-Einrichtung (8a), insbesondere ein Rückschlagventil (8a), umfasst, welche einen Tintenfluss von der dritten Kammer (7) zur zweiten Kammer (6), nicht jedoch in umgekehrter Richtung zulässt.
  10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Vorrichtung eine Temperiereinrichtung (13) zum Temperieren der Tinte (4) umfasst und dass die temperierte Tinte durch die erste Kammer (5) und durch die zweite Kammer (6), nicht jedoch durch die dritte Kammer (7) fließt.
  11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine obere Kante (9a) der Innenwand (9) auf gleicher Höhe oder höher als eine obere Kante (5a) des ersten Überlaufs (5a) liegt.
  12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pumpe (14) außen am Gehäuse (2) angeordnet ist.
  13. Vorrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pumpe (14) eine bezüglich der Fördermenge der Tinte (4) gesteuerte, jedoch ungeregelte Pumpe ist.
  14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Ablauf (6c) als ein in einer Außenwand (2c) des Gehäuses (2) liegender, zweiter Kanal (6c) ausgebildet ist und dass der Ablauf zur Pumpe (14) führt.
  15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Boden (6a) der zweiten Kammer (6) gegenüber der Horizontalen geneigt ist und der zweite Kanal (6c) am tiefer liegenden Ende (6b) des Bodens in die zweite Kammer mündet.
  16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (2) eine Öffnung (15) zum Einfüllen von Tinte (4) umfasst und dass die Öffnung oberhalb der dritten Kammer (7) und seitlich versetzt zum zweiten Überlauf (9a) angeordnet ist.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass senkrecht unterhalb der Öffnung (15) eine horizontale Kontroll-Fläche (16) zur Kontrolle der Füllhöhe der Tinte (4) angeordnet ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 17,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine obere Kante (9a) der Innenwand (9) höher als die Kontroll-Fläche (16) liegt.
  19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Pumpe (14) Tinte (4) durch eine Tintenleitung (17) von der zweiten Kammer (6) zu einem Oberbecken (18) für die Tinte (4) pumpt und dass das Tintenniveau (19) im Oberbecken oberhalb von Düsen (3a) des Druckkopfs (3) liegt.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Tintenleitung (17) zumindest abschnittsweise temperierbar ist.
  21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 20,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die erste Kammer (5) ein Unterbecken (5) für die Tinte (4) bildet und dass das Tintenniveau (20) im Unterbecken unterhalb der Düsen (3a) des Druckkopfs (3) liegt.
  22. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (2) eine weitere Öffnung (26) umfasst und dass die weitere Öffnung über eine Tintenleitung (25) mit einem dem Oberbecken (18) zugeordneten, dritten Überlauf (27) verbunden ist.
  23. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Gehäuse (2) als ein wenigstens zweiteiliges Gehäuse (2a, 2b) ausgebildet ist.
  24. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in der dritten Kammer (7) eine Umwälzpumpe (28) zum Umwälzen der Tinte (4), insbesondere einer pigmentierten Tinte, angeordnet ist.
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