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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Ersatz-Fluidbehälter,
der mit dem Druckerfarbensystem eines Tintenstrahldruckers zu verbinden ist.
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Im Stand der Technik des Tintenstrahldruckens
ist es wohlbekannt, austauschbare Behälter mit Tinte/Druckerfarbe
und Lösemittel
an Druckerfarbsystemen von Tintenstrahldruckern anzubringen, damit
das Fluid in dem Druckerfarbsystem anforderungsgemäß ergänzt werden
kann. Tinte/Druckerfarbe und Lösemittel,
wie sie beim Tintenstrahldrucken benutzt werden, sind häufig flüchtig und
schädlich, und
deshalb ist es wünschenswert,
für saubere
und sichere Möglichkeiten
beim Umgang mit ihnen zu sorgen. Es ist auch sehr wichtig, daß die korrekte Druckerfarbe
oder das korrekte Lösemittel
für einen vorgegebenen
Anwendungsfall verwendet wird und daß diese Druckerfarbe oder dieses
Lösemittel
in keiner Weise kontaminiert ist. Deshalb ist es ein Ziel der Erfindung,
einen Austausch von Druckerfarbe- und Lösemittelbehältern unter Anbringung und
Entfernung in sauberer und einfacher Weise ohne Verschütten in
einen oder aus einem Tintenstrahldrucker zu ermöglichen, und es ist ebenfalls
wünschenswert, sicherzustellen,
daß Druckerfarbe
und Lösemittel korrekt
an dem Tintenstrahldrucker befestigt werden.
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Es ist bereits vorgeschlagen worden,
die Behälter
mit Gewindeschraubverbindungen zu versehen, und auch, die Behälter mit
einschnappbaren drehbaren Ringen auszurüsten, die geeignetermaßen beabstandete
Vorsprünge
aufweisen, die mit Rezessen in zusammenwirkenden Teilen zusammenpassen,
an denen der Behälter
befestigt werden soll. Während
solche Verbindungssysteme zufriedenstellend arbeiten können, da
die Ringe im Schnappsitz an die Behälter angefügt werden und den einzigen Mechanismus
zum Vermeiden ungenauen Einpassens bilden (wobei die Behälter sonst
die gleichen sind), ist es möglich,
daß falsche
Ringe eingesetzt werden und daß man
mit dem System nicht in der Lage ist, die Herstellung falscher Verbindungen
zu vermeiden. Schraubgewindeverbindungen sind ferner in ihrer Betätigung langsam.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung
weist ein Behälter
zum Nachfüllen
von Druckerfarbe oder Lösemittel
in einem Tintenstrahldrucker-Druckerfarbsystem einen Einsteckverbinder
zur Anbringung an einem damit passenden Verbinder an dem Druckerfarbsystem
entlang einer Achse, durch die Fluid innerhalb des Behälters an
das Druckerfarbsystem überführt werden
kann, auf und ist dadurch gekennzeichnet, daß benachbart zu dem Verbinder
eine Kurven- oder Nockenfläche
angeordnet ist, um den Verbinder sich von dem damit zusammenpassenden Verbinder
bei Drehung des Behälters
in einer ersten Richtung um die Achse lösen zu lassen.
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Die Erfindung schließt weiterhin
einen Adapter ein, um die Verbindung eines solchen Behälters mit
einem Druckerfarbsystem eines Tintenstrahldruckers zu ermöglichen,
wobei der Adapter einen Verbinder zum Zusammenpassen mit dem entsprechenden
Einsteckverbinder des Behälters
aufweist und durch den Fluid innerhalb des Behälters an das Druckerfarbsystem
geleitet werden kann, und ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Kurven-
oder Nockenfläche
angeordnet ist, um den Behälterverbinder sich
von dem Adapter bei Drehung des Verbinders in der ersten Richtung
lösen zu
lassen.
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Vorzugsweise ist die Kurvenfläche entweder an
dem Behälter
oder dem Adapter eine ringförmige Schraubenwendel-Kurvenfläche, die
um den betreffenden Verbinder herum angeordnet ist, und die Kurvenfläche entweder
an dem betreffenden Adapter oder dem betreffenden Behälter ist
eine Nockenstößelfläche zum
Angriff an der Schraubenwendelfläche.
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Der Adapter kann ebenfalls eine Schraubgewindeverbindung
zu einem Fluidreservoir des Farbsystems umfassen.
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Vorzugsweise sind, wenn getrennte
Nachfüll-Druckerfarben-
und Lösemittelbehälter im
selben System vorgesehen sind, die betreffenden Behälter- und
Adapterverbinder so ausgestaltet, daß eine Befestigung des anderen
Behälters
vermieden werden kann. Dies kann man, wenn eine der Kurvenoberflächen eine
Schraubenwendel-Kurvenfläche
ist, leicht erreichen, indem die Kurvenfläche gegensinnig gestaltet wird.
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Vorzugsweise weisen beide Kurvenflächen einen
großen
Berührungsbereich
auf, um den Berührungsdruck
zu verringern. Aus dem gleichen Grund ist es ebenfalls wünschenswert,
daß mehrere
Kurvenflächen
sowohl am Behälter
als auch am Adapter vorgesehen sind.
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Es ist weiter bevorzugt, daß die Kurvenflächen so
angeordnet sind, daß eine
Drehung um 90° in
der ersten Richtung Verbinder und Adapter vollständig voneinander trennt.
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Ein Beispiel der vorliegenden Erfindung
wird im folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 eine
Darstellung eines Ersatz-Druckerfarbbehälters und eines Adapters zur
Anbringung an einem Druckerfarbsystem eines Tintenstrahldruckers
ist;
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2 eine
Darstellung eines Ersatz-Druckerfarbbehälters ist, der mit einem Adapter
zur Anbringung an einem Druckerfarbsystem eines Tintenstrahldruckers
verbunden ist; und
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3 ein
Schaltbild eines Druckerfarbsystems unter Verwendung von Adaptern
und Behältern der
vorliegenden Erfindung ist.
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Unter Bezugnahme auf 1 weist ein Ersatz-Druckerfarbe(Tinten)-
oder Lösemittelbehälter 1 zur
Anbringung an einem Tintenstrahldrucker-Druckerfarbsystem (siehe 3) einen Verbinder 7 auf, der
entlang seiner Peripherie zwei Rezesse 2 hat. Der Behälter 1 kann
mit einem Adapter 3 verbunden sein (wie in 2 gezeigt), der mit einem Druckerfarbsystem
des Tintenstrahldruckers verbunden ist. Der Adapter 3 ist
entweder integraler Bestandteil des Tintenstrahldruckers oder eine
separate, lösbare
Einheit, wodurch die Befestigung an Anschlüssen des Druckerfarbsystems
verschiedener Tintenstrahldrucker möglich wird, um zu ermöglichen,
daß die
Behälter
an einer Reihe von Druckern angebracht werden können, wobei er in diesem Fall
einen Schraubengewindeabschnitt 3' umfassen kann. Der Adapter 3 weist
zwei Vorsprünge 4 auf,
die geeignet sind, mit den Rezessen 2 des Druckerfarbbehälters 1 zu
korrespondieren, wenn der Behälter 1 und
der Adapter 3 völlig
miteinander verbunden sind. Zwischen den Vorsprüngen 4 weist der Adapter 3 ein
Aufnahmeloch 8 auf, das einen Einsteckabschnitt 9 des
Verbinders 7 aufnehmen kann. Eine „O"-Ring-Dichtung in dem Loch 8 stellt
eine dichtende Verbindung sicher, wenn Adapter 3 und Verbinder 7 vollständig verbunden sind.
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Die Rezesse 2 haben jeder
eine Nockenstößeloberfläche 5,
die gegenüber
der Zentralachse der Verbindung geneigt ist, und die Vorsprünge 4 haben jeder
eine entsprechende ringförmige
Schraubenwendel-Nockenfläche 6,
die in ähnlicher
Weise gegenüber
der Zentral achse der Verbindung geneigt ist. Wenn der Behälter 1 vollständig mit
dem Adapter 3 verbunden ist, liegen die Flächen 5 und 6 jedes
der Rezesse 2 und 4 gegeneinander an.
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Bei Gebrauch wird der Verbinder 7 axial
in den Adapter 3 eingeschoben, um eine dichtende Verbindung
zwischen dem Behälter 1 und
dem Druckerfarbsystem zu bilden. Die Druckerfarbe oder das Lösemittel
des Behälters
können
dann durch die Verbindung fließen,
um das Fluid des Druckerfarbsystems auf Anforderung zu ergänzen.
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Wenn der Behälter 1 leer ist, kann
er von dem Adapter 3 durch Drehung in Richtung des Pfeiles
A entfernt werden. Dies bringt die Flächen 5 und 6 dazu, übereinander
zu gleiten, und aufgrund der Neigung der Flächen 5 und 6 werden
die Vorsprünge 4 von
den Rezessen 2 verlagert, und der Behälter 1 wird leichtgängig von
dem Adapter 3 weggedrückt, wobei
die dichtende Verbindung zwischen dem Einsteckabschnitt 9 des
Verbinders 7 und dem Loch 8 des Adapters 3 getrennt
wird.
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Ein Vorteil dieser Anordnung besteht
darin, daß im
Vergleich zu dem zum Zwecke des Öffnens der
Dichtung in konventioneller Weise erfolgenden Ziehen des Behälters 1 von
dem Anschluß 3 weg eine
Drehbewegung auf den Behälter
in beherrschter und kontrollierter Weise ausgeübt werden kann, was es ermöglicht,
beim Entfernen weniger Kraft aufzuwenden und für einen sauberen und leichten
Umgang mit den Behältern 1 zu
sorgen.
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Weiterhin stellt die spezielle Anordnung
und Form der Vorsprünge 4 und
Rezesse 2 die Anbringung nur solcher Behälter 1 sicher,
die eigens zum Aufsetzen auf den entsprechenden Adapter 3 ausgebildet
sind, da die Rezesse 2 die Vorsprünge 4 für vollständig passend
aufnehmen müssen,
um die Verbindung zu bilden. Beispielsweise kann, wenn für das Austauschen
von Lösemittelbehältern und
Adaptern für
Lösemittelanschlüsse die
Drehrichtung der geneigten Oberflächen 5 und 6 um
die Verbindungsachse im Uhrzeigersinn und die Drehrichtung für Ersatz-Druckerfarbbehälter und
Adapter für
Druckerfarbanschlüsse
entgegen dem Uhrzeigersinn verläuft,
eine irrtümliche
Verbindung von Lösemittel-
und Druckerfarbebehältern
verhindert werden.
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Die nachstehend im Zusammenhang mit 3 beschriebene Schaltung
ist derjenigen identisch, die in unserer anhängigen EP-Patentanmeldung Nr.
0 908 316 beschrieben ist.
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Der Druckerkopf 20 des Druckers
weist eine Düse 21 auf,
der von einem Zuführleitungsanschluß 23 um
die Seiten der piezoelektrischen Antriebsstange (nicht gezeigt),
die in die Bohrung 24 paßt, Druckerfarbe zugeführt wird.
Das Stellglied (nicht gezeigt) eines Druckerkopfventils 22 (spulenbetätigt) gleitet
in einer zweiten Bohrung 25, um die Düse 21 zu öffnen und
zu schließen.
Ein Ablaßleitungsanschluß 26 ermöglicht es,
daß Tinte
aus dem Druckerkopf abgelassen werden kann.
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Das Druckerfarbsystem 10 des
als Beispiel angegebenen Druckers nach der vorliegenden Erfindung
umfaßt
Strömungsleitungen 11 bis 14,
die mit dem Druckerkopf 20 verbunden sind, um jeweils eine Spülleitung,
eine Ablaßleitung,
eine Zuführleitung und
Auslaufleitung zu bilden. Das spulenbetätigte Ventil 22 steuert bei
Benutzung den Druckerfarbstrom von der Zuführleitung 13 zur Düse 21.
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Im normalen Betrieb wird Druckerfarbe
aus einem Tinten- oder Druckerfarbreservoir 30 mittels einer
Seite einer Zweikreispumpe 31 angesaugt und entlang der
Zuführleitung 13 fortbewegt.
Entlang der Zuführleitung 13 ist
ein spulenbetätigtes
Zuführventil 34 angeordnet.
Die Ablaßleitung 12 weist
einen diesem zugeordneten Druckumformer 33 auf, um den Druck
der Druckerfarbe am Druckerkopf (die Ablaßleitung ist eine statische
Leitung, und es findet somit kein Druckabfall zwischen dem Druckerkopf 20 und dem
Umformer 33 statt) zu messen. Die Druckerfarbe läuft durch
ein Filter 35 in den Druckerkopf und von dort durch das
Ventil 22 und die Düse 21.
Tintentröpfchen,
die nicht zum Drucken verwendet werden, werden der Auslaufleitung 14 zugeführt und
laufen durch ein Filter 41 und sodann durch die andere
Seite der Zweikreispumpe 31 in das Reservoir 30 zurück.
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Eine austauschbare Druckerfarbpatrone 1 (wie
oben beschrieben) sorgt über
ein Tauchrohrsystem 37 für das Auffüllen des Reservoirs 30.
Ebenso, wie dafür
zu sorgen, Druckerfarbe in die Zuführleitung 13 zu bewegen,
führt die
Zweikreispumpe 31 Druckerfarbe durch ein Filter 43 einer
Leitung 42 zu einer Strahlpumpe 50 zu. Die Strömungsleitung 42 ist mit
dem Primäreinlaß 51 der
Strahlpumpe 50 verbunden, die über eine Öffnung 52 für eine Strömung der Primär- oder
Mitnahmefarbe zu einem Auslaß 53 sorgt.
Der Auslaß 53 führt Druckerfarbe
in eine Strömungsleitung 44 hinein,
von der sie selektiv bei Betrieb eines spulenbetätigten Ventils 45 entweder durch
eine Strömungsleitung 46 an
ein Viskosimeter 47 oder sonst durch ein Druckreduzierventi148
an eine Rückführungsleitung 49 in
das Reservoir
30 geliefert wird. Ein Druckreduzierventil
38 schafft im Ausgang der Pumpe 31 einen Überdruckschutz
gegen hohen Druck.
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Zu Spülzwecken wird der Primärstrom der Druckerfarbe
durch die Strahlpumpe 50 verwendet, um einen Lösemittelstrom
mit sich zu reißen,
der als Spülungsfluid
wirkt, wobei das Lösemittel
in der üblichen
Weise einer Strahlpumpe durch einen Sekundäranschluß 54 zugeführt wird.
Lösemittel
wird dem Einlaß 54 aus
einem Lösemittelreservoir 61 über die Spülleitung 11 und
ein spulenbetätigtes
Lösemittelspülventil 81 in
den Druckerkopf über
die Ablaßleitung 12 und
ein spulenbetätigtes
Ablaßventil 71 zugeführt. Eine
erneuerbare Lösemittelpatrone 1 (der oben
beschriebenen Art) hält
das Niveau des Lösemittels
in dem Reservoir 61 über
ein Tauchrohrsystem 65 aufrecht. Im Betrieb wird zusätzliches
Lösemittel,
soweit es notwendig ist, in Abhängigkeit
von der von dem Viskosimeter 47 bestimmten Viskosität durch
selektives Arbeiten des Ventils 63 zugeführt, wobei
das zusätzliche
Lösemittel
mit der Druckerfarbströmung
durch die Auslaufleitung 14 gemischt und zu dem Reservoir 30 zurückgeleitet
wird.
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Die Ablaßleitung 12 verbindet
die Strahlpumpe 50 über
ein spulenbetätigtes
Ablaßventil 71,
das bei normaler Benutzung geschlossen bleibt. Das spulenbetätigte Spülventil 81 verbindet
die Spülleitung 11 mit
dem Lösemittelreservoir 61 und
ist ebenfalls bei normalem Betrieb geschlossen. Ein spulenbetätigtes Sekundär-Spülventil 91 verbindet
den Auslaß der
Zweikreispumpe 31 mit der Ablaßleitung zwischen dem Ablaßventil 71 und
dem Druckerkopf 20. Dieses ist wiederum normalerweise während des Betriebs
des Druckers geschlossen.
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Beim Abschalten des Druckers wird,
wie oben beschrieben, Lösemittel
durch den Druckerkopf gespült,
um anhaftende Restdruckerfarbe zu entfernen, und dies wird wie folgt
erreicht. Als erstes wird das Druckerkopfventil 22 geschlossen,
so daß der Düse 21 keine
Druckerfarbe mehr zugeführt
wird. Allerdings zirkuliert die Druckerfarbe weiterhin von dem Reservoir 30 durch
die Pumpe 31 über
die Strahlpumpe 50 und die Rücklaufleitung 49.
Das Zuführventil 34 wird
dann geschlossen, und das Spülventil 81 und
das Ablaßventil 71 werden
so geöffnet,
daß Lösemittel
aus dem Reservoir 61 über
ein Filter 67 unter dem von der Strahlpumpe 50 in
der Ablaßleitung 12 bereitgestellten
Unterdruck aus dem Reservoir 61 durch die Spülleitung 11,
den Druckerkopf 20 und die Ablaßleitung 12 gesaugt
wird. Ist einmal Lösemittel
in den Druckerkopf 20 und die Ablaßleitung 12 eingetreten,
werden sodann das Spülventil 81 und das
Ablaßventil 71 geschlossen.
Das Sekundärspülventil 91 wird
kurz geöffnet, um
den Druckerkopf mit Druck zu beaufschlagen, und alsdann wird der
Druckerkopfventil 22 ebenfalls geöffnet, so daß die der Ablaßleitung 12 durch
das Sekundärspülventil 91 zugeführte Druckerfarbe
Lösemittel
in der Ablaßleitung durch
das Druckerkopfventil 22 schiebt und durch die Düse 21 hinausdrückt. Somit
wird Lösemittel
durch alle notwendigen Teile des Druckerkopfes 20 hindurchgespült. Der
Drucker kann dann abgeschaltet werden, bis er wieder benötigt wird.
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Das Spülventil 81 und das
Druckerkopfventil 22 können
während
des Spülvorgangs
pulsierend geöffnet
und geschlossen werden, um die Menge des benötigten Lösemittels zu reduzieren.
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Die Strahlpumpe 50 arbeitet
so, daß sie
für eine
Unterdruckquelle sorgt, um Lösemittel
durch die Spülleitung 11 und
in die Ablaßleitung 12 zu
saugen, wodurch die Notwendigkeit einer separaten Spülpumpe vermieden
wird, und die Anordnung verbessert ebenfalls das Säubern des
Gerätekörpers. Weiterhin
ermöglicht
es das durch die Strahlpumpe erzeugte Vakuum, daß das Auslaufvakuum während des
Spülvorganges
aufrechterhalten wird, was wiederum die Möglichkeit beseitigt, daß Tinte
aus dem Auflauf austritt, wenn der Drucker abgestellt wird.
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Die Druckbeaufschlagung des Sekundärspülventils 91 führt dazu,
daß eine
schwächere
Verdünnung
von Druckerfarbe und Lösemittel
durch die Düse
hindurchgeleitet werden kann, und zwar aufgrund der Tatsache, daß die Ablaßleitung
dafür benutzt
wird, die gespülte
Flüssigkeit
dem Druckerfarbreservoir 30 während des Reinigens zurückzuführen, was
das Reinigen der Düse
verbessert.