DE602004012005T2

DE602004012005T2 - Tintenbehälter

Info

Publication number: DE602004012005T2
Application number: DE602004012005T
Authority: DE
Inventors: Steven R. Vancouver Slotto; Garry A. Molalla Jones
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 2003-02-27
Filing date: 2004-02-26
Publication date: 2009-03-12
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: US20040169706A1; EP1452322A1; DE602004012005D1; US6860591B2; EP1452322B1

Description

Hintergrund der Offenlegung
Der Gegenstand der Offenlegung bezieht sich allgemein auf das Tintenstrahldrucken (Ink Jet Printing) und im Besonderen auf einen Tintenbehälter, der geschmolzene Festtinte einer Vielzahl von Druckköpfen eines Tintenstrahldruckers zuführt.
Die Tintenstrahl-Drucktechnologie mit Drop-on-Demand (Tropfen auf Anforderung) zum Herstellen bedruckter Medien wird in marktüblichen Produkten eingesetzt wie in Druckern, Plottern und Faxgeräten. Im Allgemeinen werden Tintenstrahlbilder durch selektive Platzierung von Tintentropfen auf einer Empfängerfläche gebildet, die von einer Vielzahl von Tropfenerzeugern ausgestoßen werden, welche in einem Druckkopf oder einer Druckkopfbaugruppe eingebaut sind. Die Druckkopfbaugruppe und die Empfängerfläche werden z. B. veranlasst, sich relativ zueinander zu bewegen und Tropfenerzeuger werden z. B. durch einen passenden Controller so gesteuert, dass sie zu passenden Zeitpunkten Tropfen ausstoßen. Die Empfängerfläche kann eine Übertragungsfläche sein oder ein Druckmedium wie etwa Papier. Im Fall einer Übertragungsfläche wird das darauf gedruckte Bild anschließend auf ein Druckausgabemedium wie Papier übertragen. Einige Druckköpfe von Tintenstrahldruckern verwenden geschmolzene Festtinte.
US 4 694 307 beschreibt eine Aufzeichnungsvorrichtung mit mehreren Aufzeichnungseinheiten und einer gemeinsamen Tintenquelle. Eine Aufzeichnungsvorrichtung umfasst eine Vielzahl von Tintenstrahl-Aufzeichnungseinheiten, die voneinander getrennt angeordnet sind, und einen Tintenbehälter, um die Aufzeichnungseinheiten gemeinsam mit einer Tinte zu versorgen.
US 4 814 786 beschreibt ein Versorgungssystem für heiß geschmolzene Tinte. In dem Versorgungssystem für heiß geschmolzene Tinte erhält ein erster Versorgungsbehälter für heiß geschmolzene Tinte während des Betriebs Tinte im geschmolzenen Zustand und ein zweiter Versorgungsbehälter, der mit einem Tintenstrahlkopf auf einem beweglichen Schlitten befestigt ist, kommuniziert mit dem ersten Behälter über eine bewegliche Versorgungsleitung. Die Tinte in der Versorgungsleitung wird gewöhnlich in einem festen Zustand gehalten und, wenn in dem zweiten Behälter ein verminderter Tintenstand festgestellt wird, wird die Versorgungsleitung beheizt, um die Tinte zu schmelzen, und es wird eine Pumpe in Gang gesetzt, um Tinte vom ersten Behälter in den zweiten Behälter zu befördern.
EP 0 847 862-A1 beschreibt einen Strahldruckkopf für heiß geschmolzene Tinte. Ein Strahldruckkopf für heiß geschmolzene Tinte, in dem Tinte ohne einen Tintenstandunterschied zwischen einer Hauptkammer und einer Nebenkammer ausgetauscht werden kann. Die Hauptkammer und die Nebenkammer eines Tintentanks sind über einen Kanal verbunden. Die Hauptkammer ist über einen Ausgangskanal mit dem Düsenkopf verbunden. Auch die Nebenkammer ist über einen Rücklaufkanal mit dem Düsenkopf verbunden. Innerhalb der Nebenkammer sind zwei Ventile vorgesehen, je eines zum Schließen des Kanals und des Rücklaufkanals.
Übersicht über die Erfindung
Es ist das Ziel der vorliegenden Erfindung einen Tintenbehälter zu verbessern, der eine Vielzahl von Tintenstrahl-Druckköpfen mit geschmolzener Festtinte versorgt. Dieses Ziel wird erreicht, indem ein Tintenbehälter nach Anspruch 1 zur Verfügung gestellt wird. Ausführungsformen der Erfindung werden in den Unteransprüchen dargestellt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Tintenstrahl-Druckgeräts, das einen Tintenbehälter umfasst, der an eine Vielzahl von Tintenstrahl-Druckköpfen Tinte verteilt.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines anderen Tintenstrahl-Druckgeräts, das einen Tintenbehälter umfasst, der an eine Vielzahl von Tintenstrahl-Druckköpfen Tinte verteilt.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Tropfenerzeugers, der in dem Tintenstrahl-Druckgerät von 1 und 2 verwendet werden kann.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform des Tintenbehälters des in 1 und 2 gezeigten Tintenstrahl-Druckgeräts.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Druckbeaufschlagungsmechanismus, der die Tinte in den Tintennachfüllkammern des Tintenbehälters von 4 unter Druck setzt.
6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines nicht beanspruchten Beispiels eines weiteren Druckbeaufschlagungsmechanismus, der die Tinte in den Tintennachfüllkammern des Tintenbehälters von 4 unter Druck setzt.
Detaillierte Beschreibung der Offenlegung
1 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Tintenstrahl-Druckgeräts, das einen Controller 10 und eine Vielzahl von Druckkopfbaugruppen 20 umfasst, die eine Vielzahl von Tropfenerzeugern zum Ausstoßen von Tintentropfen 33 auf ein Druckausgabemedium 15 umfassen können. Ein Druckausgabemedium-Transportmechanismus 40 kann das Druckausgabemedium relativ zu den Druckkopfbaugruppen 20 bewegen. Die Druckkopfbaugruppen 20 erhalten über Tintenversorgungsleitungen 17 Tinte von einem Tintenbehälter 50. Der Tintenbehälter 50 kann geschmolzene Festtinte enthalten und die Tintenversorgungsleitungen 17 können beheizte Leitungen umfassen wie etwa beheizte Schläuche.
2 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Tintenstrahl-Druckgeräts, das einen Controller 10, eine Vielzahl von Druckkopfbaugruppen 20, die z. B. eine Vielzahl von Tropfenerzeugern zum Ausstoßen von Tintentropfen auf ein Druckausgabemedium 15 umfassen können, und eine Übertragungstrommel 11 umfasst, welche die von den Druckkopfbaugruppen 20 ausgestoßenen Tropfen aufnimmt. Ein Druckausgabemedium-Transportmechanismus 40 ist auf rollende Weise mit einen Druckausgabemedium 15 gegen die Übertragungstrommel 11 in Eingriff und bewirkt, dass das auf die Übertragungstrommel 11 gedruckte Bild auf das Druckausgabemedium 15 übertragen wird. Die Druckkopfbaugruppen erhalten über Tintenversorgungsleitungen 17 Tinte aus einem Tintenbehälter 50. Der Tintenbehälter 50 kann geschmolzene Festtinte enthalten und die Tintenversorgungsleitungen 17 können beheizte Leitungen umfassen wie etwa beheizte Schläuche.
In den in 1 und 2 dargestellten Ausführungsformen versorgt der Controller 10 die Tropfenerzeuger selektiv mit Strom, indem er jedem Tropfenerzeuger der Druckkopfbaugruppen 20 ein entsprechendes Antriebssignal liefert. Jeder der Tropfenerzeuger kann einen piezoelektrischen Signalumwandler einsetzen. Wie bei anderen Beispielen kann jeder der Tropfenerzeuger einen Signalumwandler nach dem Abschneidverfahren (shear mode), einen Ringspalt verengenden (annular constrictive) Signalumwandler, einen Spannung begrenzenden (electrostrictive) Signalumwandler, einen elektromagnetischen Signalumwandler oder einen magnetisch verengenden (magnetorestrictive) Signalumwandler verwenden. Jede der Druckkopfbaugruppen 20 kann aus einem Stapel von laminierten Folien oder Platten bestehen wie etwa aus Edelstahl.
3 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Tropfenerzeugers 30, der in den Druckkopfbaugruppen 20 des in 1 gezeigten Druckgeräts verwendet werden kann. Der Tropfenerzeuger 30 umfasst einen Eingangskanal 31, der aus einem Verteiler, einem Behälter oder einer anderen Tinte enthaltende Struktur geschmolzene Festtinte 33 erhält. Die geschmolzene Tinte 33 fließt in eine Druck- oder Pumpkammer 35, die an einer Seite z. B. durch eine biegsame Membran 37 begrenzt ist. Ein elektromechanischer Signalgeber 39 ist z. B. mit der biegsamen Membran 37 verbunden und kann über der Druckkammer 35 liegen. Der elektromechanische Signalgeber 39 kann ein piezoelektrischer Signalgeber sein, der ein Piezoelement 41 enthält, das z. B. zwischen Elektroden 43 angeordnet ist, die von dem Controller 10 Signale zum Ausstoßen und Nichtausstoßen von Tropfen empfangen. Die Betätigung des elektromechanischen Signalgebers 39 bewirkt, dass Tinte von der Druckkammer 35 zu einem Tropfen bildenden Ausgangskanal 45 fließt, von dem ein Tintentropfen 49 auf ein Empfängermedium 48 ausgestoßen wird, das z. B. eine Übertragungsfläche oder ein Druckausgabemedium sein kann. Der Ausgangskanal kann eine Düse oder Ausflussöffnung 47 enthalten.
4 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform des Tintenbehälters 50 des Tintenstrahl-Druckgeräts von 1. Der Tintenbehälter 50 umfasst eine Tintenhauptkammer 51 zur Aufnahme geschmolzener Festtinte 33 von einer Festtinten-Schmelzeinheit 13, die Festtinte von einer Festtintenversorgung 11 erhält. Die Tintenschmelzeinheit kann z. B. eine Heizplatte umfassen und mit dem Tintenbehälter 50 verbunden sein. Der Tintenbehälter umfasst ferner eine Vielzahl von Tintennachfüllkammern 53 und eine Vielzahl von Leitungen 55, die zwischen der Tintenhauptkammer 51 und den jeweiligen Tintennachfüllkammern 53 angeordnet sind. Die Enden jeder Leitung 55 sind jeweils mit einem unteren Abschnitt der Tintenhauptkammer 51 und einem unteren Abschnitt einer zugehörigen Tintennachfüllkammer 53 verbunden. Am Ende jeder Leitung 55 ist ein Einwegventil 57 angeordnet, z. B. am Ende der Tintennachfüllkammer, damit Tinte nur in die Nachfüllkammer fließen kann. Am Ende jeder Leitung 55 kann bei der Tintenhauptkammer 51 ein Filter 59 angeordnet sein.
Jede Nachfüllkammer 53 umfasst eine Auslassöffnung 61, die strömungsweise mit einer zugehörigen Tintenzuführleitung 17 verbunden ist. Die Auslassöffnung 61 kann z. B. an einem unteren Abschnitt der Tintennachfüllkammer 53 platziert sein. Ein Auslasssteuerventil 91 kann an der Auslassöffnung 61 jeder Nachfüllkammer 53 vorgesehen sein.
Die Tintenhauptkammer 51 und die Tintennachfüllkammern 53 können durch ein Heizsystem 65 beheizt werden, um die geschmolzene Festtinte 33 innerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs zu halten. Das Heizsystem 65 kann z. B. durch Kontakt, durch Konvektion oder durch Strahlung wirken.
Ein Druckbeaufschlagungsmechanismus 63 setzt die Tintennachfüllkammern 53 selektiv und einzeln unter Druck, z. B. gemäß Steuerung durch den Controller 10, um die geschmolzene Tinte zu den Druckkopfbaugruppen 20 fließen zu lassen.
Wenn beim Betrieb eine Tintennachfüllkammer 53 nicht unter Druck steht, wird sie so auf Atmosphärendruck belüftet, dass Tinte von der Hauptkammer 51 in die Tintennachfüllkammer 53 fließen kann. Wenn eine Tintennachfüllkammer unter Druck steht, wird die geschmolzene Festtinte in die zugehörige Tintenversorgungsleitung 17 gepresst, z. B. indem das Auslassteuerventil 91 geöffnet wird.
5 ist ein schematisches Blockdiagramm einer Ausführungsform eines Druckbeaufschlagungsmechanismus, der eine Quelle für Druckluft 67, einen entsprechenden Luftkanal 69, der die Druckluftquelle mit jeder Tintennachfüllkammer 53 verbindet, und ein Ventil 71 umfasst, das den Strom der Druckluft zu der Tintennachfüllkammer 53 steuert. Das Ventil 71 kann durch den Controller 10 gesteuert werden (1 und 2).
6 ist ein schematisches Blockdiagramm eines nicht beanspruchten Beispiels eines Druckbeaufschlagungsmechanismus, der eine Kolben 73, der in einer Tintennachfüllkammer angeordnet ist, und ein Stellglied 75 enthält, das den Kolben 73 selektiv betätigt. Das Stellglied 75 kann durch den Controller 10 gesteuert werden (1 und 2).
Die Erfindung wird mit Bezug zu den offen gelegten Ausführungsformen beschrieben und es ist ersichtlich, dass Abänderungen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Ansprüche möglich sind.

Claims

Ein Tintenbehälter, umfassend: eine erste Tintenkammer (51) zur Aufnahme von Tinte (33); eine zweite Tintenkammer (53), die fluidweise mit der ersten Tintenkammer (51) verbunden ist zum Empfangen von Tinte von der ersten Tintenkammer; ein Einwegventil (57), das einen Tintenfluss von der ersten Tintenkammer (51) zu der zweiten Tintenkammer (53) erlaubt; eine Ausgangsleitung (17) zum Befördern von Tinte von der zweiten Tintenkammer; und einen Mechanismus (63) zum selektiven Druckbeaufschlagen der zweiten Tintenkammer (53), um zu verursachen, dass Tinte in die Ausgangsleitung fließt, dadurch gekennzeichnet, dass der Mechanismus (63) zum selektiven Druckbeaufschlagen der zweiten Tintenkammer (53) eine Quelle komprimierter Luft und ein Ventil (71) einschließt, das den Fluss von komprimierter Luft zu der zweiten Tintenkammer (53) steuert.
Der Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei die erste Tintenkammer heizbar ist.
Der Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, wobei die zweite Tintenkammer heizbar ist.
Der Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, weiterhin einschließend eine Leitung (55), die zwischen der ersten Tintenkammer und der zweiten Tintenkammer verbunden ist.
Der Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, weiterhin einschließend eine Leitung (55), die zwischen der ersten Tintenkammer und der zweiten Tintenkammer verbunden ist und wobei das Einwegventil (57) an einem Ende der Leitung angeordnet ist, das an der zweiten Tintenkammer (53) angeordnet ist.
Der Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, weiterhin einschließend eine Leitung (55), die zwischen einem unteren Abschnitt der ersten Tintenkammer und einem unteren Abschnitt der zweiten Tintenkammer verbunden ist.
Der Tintenbehälter gemäß Anspruch 1, weiterhin einschließend eine Leitung (55), die zwischen einem unteren Abschnitt der ersten Tintenkammer und einem unteren Abschnitt der zweiten Tintenkammer verbunden ist, und wobei das Einwegventil (57) an einem Ende der Leitung angeordnet ist, das an dem unteren Abschnitt der zweiten Tintenkammer angeordnet ist.
Eine Tintenstrahlvorrichtung, umfassend: eine Vielzahl von Druckköpfen; und einen Tintenbehälter gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 7.