[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befüllen eines Tintentanks, insbesondere
eine Nachfüll-Vorrichtung zum Befüllen von Tintentanks für Ink-Jet-Systeme, wie Drucker
und Plotter, oder sonstige automatische Registrier-, Schreib- oder Zeichenanlagen.
[0002] Nachfüll-Vorrichtungen zum Befüllen von Behältern bzw. von Tintentanks sind prinzipiell
bekannt.
So gibt es zum Beispiel Nachfüllsysteme, zum Befüllen von Tintentanks für Ink-Jet-Systeme
und Plotter oder für sonstige automatische Registrier-, Schreib- oder Zeichenanlagen,
mit deren Hilfe es möglich ist, die leer geschriebenen Tintentanks der Druckköpfe
oder der Aufzeichnungsstifte wieder mit neuer Tinte oder sonstigem Aufzeichnungsmittel
nachzufüllen.
[0003] Aus
[1] US-PS 5 595 223 ist eine Tinten-Nachfüll-Vorrichtung bekannt bei der ein Adapter vorgesehen ist,
der auf einem Druckkopf angeordnet wird und mit dessen Hilfe einerseits der Tintentank
des Druckkopfes geöffnet und zudem ein Nachfüllbehälter aufgesetzt, angestochen und
befestigt werden kann. Beim Öffnen oder Anstechen der Behälter werden die Verschlussteile
gelöst oder zerstört, so dass dann die Tinte von dem Behälter in den Tank fließen
kann.
Der Luftausgleich in dem zu befüllenden Tank und über diesen im Nachfüllbehälter,
erfolgt hierbei über Luftkanäle, die ins Freie münden. Zur Befüllung des Tanks muss
der Nachfüllbehälter oberhalb bzw. über dem Adapter angeordnet sein, damit die Tinte
durch Schwerkraft selbsttätig aus dem Behälter in den Tank fließen kann.
Nachteilig bei einer derartigen Vorrichtung in Form dieses Adapters ist es, dass mit
dem Adapter kein hermetisch abgeriegelter Tank, bzw. kein Tank ohne permanent geöffneten
Luftausgleich, aufgrund des sich aufbauenden Gegendrucks, nachgefüllt werden kann.
[0004] Weiter sind aus
[2] DE 199 12 620 A1 Vorrichtungen und Anordnungen bekannt, bei denen Nachfüllbehälter mit einem Tintentank
durch einen Adapter verbunden werden und in Füllposition im wesentlichen übereinander
angeordnet sind. Der Füllvorgang erfolgt hierbei durch Schwerkraft, da sich der ggf.
vorhandene Tintenbeutel im Tintentank ungehindert entfalten kann, sobald Tinte in
diesen einfließt. Nachteilig ist es hierbei, dass ein Nachfüllen des Tintentanks nur
dann möglich ist und funktioniert, solange kein Gegendruck im Tintentank des niedrigeren
Niveaus vorherrscht oder sich aufbaut.
Ein Gegendruck beispielsweise würde dann vorliegen oder aufgebaut, wenn der dort gezeigte
Tintenbeutel von einem zur Umgebung hermetisch abgeschlossenen Gehäuse umgeben wäre.
Dann wäre ein Nachfüllen des Tintenspeichers mit der beschriebenen Vorrichtung aufgrund
des entstehenden Überdrucks auch mit Hilfsmitteln wie Pumpen nicht möglich. Bei einer
anderen dort gezeigten Lösung erfolgt lediglich ein interner Druckausgleich zwischen
zwei unflexiblen und starr miteinander verbundenen Tintentanks über einfache Luftdurchlässe.
[0005] Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine Vorrichtung zum Nachfüllen von Tintentanks
zu schaffen, die die oben erwähnten Nachteile nicht aufweist und die dem Benutzer
eine preiswerte, einfache und saubere Möglichkeit bietet, schwer nachfüllbare Tanks,
wie z.B. hermetisch abgeschlossene Tanksysteme nachzufüllen.
Hierdurch wird das vorhandene Material, wie leer geschriebene Tanks, mit oder ohne
Druckköpfen, nochmals weiter verwendbar, was zur Schonung von Ressourcen, durch reduzierten
Abfall führt und andererseits dem Benutzer ggf. Kosten spart.
[0006] Die
Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer Vorrichtung zum Befüllen eines Tintentanks, mit
den im Anspruch 1 umfassten Merkmalen.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind in den weiteren Ansprüchen erfasst.
[0007] Die vorgeschlagene Vorrichtung zum Befüllen eines Tintentanks soll anhand einiger
nachfolgender Abbildungen beispielhaft beschrieben werden.
Hierbei zeigen:
- Figur 1:
- eine vorgeschlagene Vorrichtung in Form eines Adapters mit eingesetztem Nachfüllbehälter
und Tintentank,
- Figur 2:
- einen Adapter von vorne, ohne Tintentank und ohne Nachfüllbehälter,
- Figur 3:
- einen Schnitt durch die Vorrichtung gemäß Figur 1, mit der Schnittlinie A-A gemäß
Figur 2 und
- Figur 4:
- einen Schnitt durch die Vorrichtung gem. Figur 1 mit der Schnittlinie B-B gemäß Fig.2;
[0008] In
Figur 1 ist der prinzipielle Aufbau einer vorschlagsgemäßen Vorrichtung dargestellt, wobei
in einen Adapter 1 ein nachzufüllender Tintentank 2 und ein, den Tintenvorrat enthaltender,
Nachfüllbehälter 3 eingesetzt sind.
[0009] In der
Figur 2 ist der Adapter 1 als separates Teil von vorne, bzw. von der Seite gezeigt, an die
der hier nicht dargestellte Tintentank (2) angeschlossen wird. Am Verteilergehäuse
11 des Adapters 1 ist ein Tankanschluss 12 als Steckverbindung angeordnet. Der Tankanschluss
12 besteht aus einem Anschlusskörper 121, sowie einem Füllanschluss 123, mit einer
Tankkanüle 142 und einem Luftanschluss 124, mit einer Luftkanüle 151. Ein hier nicht
gezeigter Nachfüllbehälter (3) kann im Anschlussgehäuse 131 am Behälteranschluss 13
eingeschoben werden. Seitlich am Anschlussgehäuse 131 sind Führungsnuten 132 angebracht,
in die Zentriernasen oder Nocken des Nachfüllbehälters (3) eingreifen können, z.B.
zur Identifikation der Zusammengehörigkeit definierter Befüllsysteme. Wenn der Adapter
jeweils für einen ganz bestimmten Tinten- oder Gerätetyp geeignet sein soll, sind
Form und Lage der Anordnungen ggf. verschieden auszuführen.
[0010] In
Figur 3 ist die Füllsituation dargestellt, wobei in bzw. an das Verteilergehäuse 11 des Adapters
1 ein Nachfüllbehälter 3 eingesetzt und ein Tintentank 2 aufgeschoben ist.
Das Tankmundstück 23 des Tintentanks 2 ist auf den Tankanschluss 12 des Adapters 1
aufgesetzt und mit dessen Füllanschluss 123 reibschlüssig verbunden.
Die Reservetinte fließt als Nachfüllmittel 300 über das Füllsystem 14, bzw. über die
Behälterkanüle 143, den Füllkanal 141 und die Tankkanüle 142 in das Tankreservoir
22 des Tintentanks 2, als von dort aus wieder verwendbares Schreibmittel 200. In den
Füllkanal 141 sind tankseitig die Tankkanüle 142 und behälterseitig die Behälterkanüle
143 fest eingesetzt, die mittels Anstechspitzen oder Druckschrägen die Tankdichtung
212 im Tankmundstück 23 und die Behälterdichtung 322 in der Behälterhülle 321 durchdringen
und somit den durchgehenden Tintenfluss ermöglichen.
Innerhalb des Tankgehäuses 21, im hermetisch abgeschlossenen Tankraum 211, liegt der
Tintenspeicher 22, begrenzt durch die Speicherhülle 221. Damit beim Nachfüllvorgang
der im Behältergehäuse 31 von der Behälterhülle 321 begrenzte weiche Füllbehälter
32 beim Entleeren ungehindert in sich zusammenfallen kann, sind im Behältergehäuse
31 mindestens eine Behälteröffnung 312 zur Belüftung des Behälterraumes 311 angeordnet.
[0011] Figur 4 zeigt die Vorrichtung gem. Figur 3, mit dem Adapter 1, dem Tintentank 2 und dem Nachfüllbehälter
3, wobei hier ein Schnitt durch das Belüftungssystem 15 gelegt ist, gemäß Linie B-B
in Figur 2. Das im Verteilergehäuse 11 integrierte Belüftungssystem 15 weist hier
zum Tintentank 2 hin eine fest eingesetzte Luftkanüle 151 auf und stellt über eine
Luftöffnung 152 freien Durchgang zur Umgebung her. Dadurch entsteht Druckausgleich
zur Atmosphäre und es entweicht beim Füllvorgang genau so viel Luft aus dem sonst
hermetisch abgeschlossenen Tankraum 211 des Tintentanks 2, wie die nachgefüllte Menge
des Nachfüllmittels 300 aus dem Füllbehälter 32 als neu verfügbares Schreibmittel
200 an Volumen im Tintenspeicher 22 einnimmt. Die Luftkanüle 151 durchdringt mit ihrer
Anstechspitze beim Anschließen die im Luftmundstück 24 fest angeordnete Luftdichtung
213 und öffnet damit den sonst hermetisch abgeschlossenen Tankraum 211 im Tintentank
2. Während der Tintentank 2 über den Tankanschluss 12 mit dem Verteilergehäuse 11
des Adapters 1 reibschlüssig aber lösbar verbunden ist, befindet sich das Behältergehäuse
31 des Nachfüllbehälters 3, abgedichtet aber relativ lose sitzend, im Anschlussgehäuse
131 des Behälteranschlusses 13.
[0012] Die vorgeschlagene Vorrichtung zum Befüllen eines Tintentanks, insbesondere eines
Tintenspeichers bei einem Ink-Jet-System, einem Drucker, Plotter oder einer sonstigen
automatischen Registrier-, Schreib- oder Zeichenanlage, weist einen Nachfüllbehälter
(3) auf und der Tintentank (2) ist mit diesem durch einen Adapter (1) verbunden und
in Füllposition im wesentlichen übereinander angeordnet. Der Adapter weist mindestens
zwei Anschlüsse für die zu verbindenden Behälter 3 und Tanks 2 auf und im Tintentank
2 ist ein Tintenspeicher 22 angeordnet, wobei zwischen dem Tankgehäuse 21 und dem
Tintenspeicher 22 ein hermetisch abgeschlossener Tankraum 211 ausgebildet ist. Bei
einer derartigen Vorrichtung soll vorzugsweise der Adapter 1 derart gestaltet und
bemessen sein, dass er zusammen mit einem nachzufüllenden Tintentank 2 und einem geeigneten
Nachfüllbehälter 3 in Füllposition, das heißt, in zusammengesetztem Zustand, ein in
sich hermetisch abgeschlossenes Füllsystem 14 enthält bzw. bildet und ein zusätzliches
Luftsystem 15 aufweist.
[0013] Weiterhin von Vorteil ist es, wenn das Füllsystem 14 mindestens eine, in einem Füllkanal
141 angeordnete, Tankkanüle 142 und eine Behälterkanüle 143 aufweist, die bei angeschlossenem
Tintentank 2 und bei eingesetztem Nachfüllbehälter 3 in Füllposition eine fluidische
Verbindung zwischen dem Inneren des Füllbehälters 32 und des Tintenspeichers 22 bildet.
Das Luftsystem 15 soll vorzugsweise eine Luftkanüle 151 aufweisen, die in Füllposition,
ggf. über eine Luftöffnung 152, einen Luftdurchlass zwischen dem Inneren eines hermetisch
abgeriegelten Tankraumes 211 und der Atmosphäre bildet.
[0014] Wenn der Adapter 1 ein festes biegesteifes Verteilergehäuse 11 und mindestens einen
ebensolchen Tankanschluss 12 und/oder Behälteranschluss 13 aufweist und wenn der Tintentank
2 und/oder der Nachfüllbehälter 3 ebenfalls aus festem biegesteifen Material besteht
oder bestehen lässt sich die ganze Vorrichtung besonders stabil ausbilden und leicht
handhaben.
[0015] Die Dichtungselemente 212, 213, 322 sollen am Tintenspeicher 22, im Tintentank 2,
im Nachfüllbehälter 3 und/oder in den Anschlussbereichen des Adapters 1 an diesem
selbst angeordnet sein und beim Nachfüllvorgang soll zwischen den Dichtungselementen
212, 213, 322 und den im Adapter 1 angeordneten Kanülen 142, 143, 151 mindestens jeweils
eine dichtende Verbindung ausgebildet sein.
[0016] Wenn die Kanülen 142, 143, 151 mindestens jeweils eine biegesteife Anstechspitze
aufweisen, lässt sich der jeweils zugehörige Verschluss am Tintentank 2 und/oder am
Nachfüllbehälter 3 besonders einfach und leicht Öffnen.
[0017] Günstig ist es bei diesen Systemen auch, wenn der Tintenspeicher 22 des Tintentanks
2 und/oder der Füllbehälter 32 des Nachfüllbehälters 3 eine leicht verformbare Hülle
221, 321 aufweisen, wobei z.B. die Speicherhülle 221 und/oder die Behälterhülle 321
aus einem flexiblen, elastischen Material, vorzugsweise aus einem hochflexiblen Polymermaterial
besteht sollten.
[0018] Die Dichtungselemente 212, 213, 322 können bzw. sollten aus Gummi oder weichem Kunststoff
und als Scheiben oder Ringe und/oder als selbstschießende Ventile ausgebildet sein.
[0019] Die Verbindungsmittel am Tankanschluss 12 und/oder am Behälteranschluss 13 des Adapters
1, sollen jeweils komplementär zu den zu verbindenden Tintentanks 2 und Nachfüllbehältern
3 als Steckverbindungen, formschlüssige Verbindungen oder als Gewindeanschlüsse ausgebildet
sein.
[0020] Erfindungsgemäß wurde eine Vorrichtung geschaffen, die als Adapter 1 eine fluidische
Verbindung über ein Füllsystem 14 zwischen einem nachzufüllenden Tintentank 2 und
einem Nachfüllbehälter 3 über Kupplungselemente herstellt. Beim Nachfüllen liegt das
Flüssigkeitsniveau des Nachfüllbehälters 3 über dem Niveau des Tintentanks 2, damit
der Nachfüllvorgang durch Schwerkraft abläuft. Für einen reibungslosen Füllvorgang
muss gleichzeitig mit der fluidischen Verbindung ein Druckausgleich bzw. ein Öffnen
des hermetisch abgeschlossenen Tankraumes 211, der zwischen der äußeren Oberfläche
des Tintenspeichers 22 und der Innenfläche des Tankgehäuse 21 liegt, zur Atmosphäre
hergestellt werden. Diese Verbindung erfolgt über ein Belüftungssystem 15 im Adapter
1.
[0021] Damit erfüllt der Adapter 1 gleichzeitig die Funktionen der Herstellung einer fluidischen
Verbindung und die Schaffung eines Luftausgleichs.
Sowohl bei dem Nachfüllbehälter 3 als auch beim Tintentank 2 mit dem Tintenspeicher
22, sind die Anschlüsse mit Dichtelementen 212, 213 und 322, wie beispielsweise mit
Septen oder Ventilen verschlossen. Diese Dichtelemente 212, 213, 322 werden beim Andocken
des Nachfüllbehälters 3 mit dem Füllbehälter 32 und des Tintentanks 2 mit dem Tintenspeicher
22 an den Adapter 1 von den Kanülen 1142, 143 und 151 durchstochen.
Werden nach dem Nachfüllvorgang der befüllte Tintenspeicher 22 und der entleerte oder
auch nur teilentleerte Füllbehälter 32 vom Adapter 1 getrennt bzw. abgezogen, schließen
die Dichtelemente 212,213,322 selbsttätig, sobald die Kupplungselemente abgezogen
sind. Auf diese Weise wird ein unbeabsichtigtes Austreten von Flüssigkeit wie Tinte
200 oder sonstiges Nachfüllmittel 300 und damit verbundene Verschmutzungen sicher
verhindert.
Um Verwechslungen beim einsetzen eines Nachfüllbehälters 3 oder des Tintentanks 2,
die unterschiedlich gefärbte Tinten oder Tinten für unterschiedliche Anwendungen enthalten,
in den Adapter 1 zu vermeiden, können die Behälteranschlüsse 13 des Adapters 1, Elemente
wie Führungsnuten 132 aufweisen, die mit korrespondierenden Elementen am Nachfüllbehälter
3 oder am Tintentank 2 wie beispielsweise Nasen oder Nocken zusammen wirken, z.B.
nach dem sogenannten Nut- und Feder-Prinzip.
[0022] Der Nachfüllvorgang sollte zweckmäßigerweise damit begonnen werden, dass zunächst
der leere Tintentank 2 mit dem Adapter 1 sicher verbunden und geöffnet wird und dass
dann erst der Nachfüllbehälter 3 eingesetzt und geöffnet wird.
Die Füllmengen von Tintentank 2 und Nachfüllbehälter 3 sollten so aufeinander abgestimmt
sein, dass der Inhalt des Nachfüllbehälters 3 bei einem Befüllungsvorgang vollständig
in den Tintentank 2 eingefüllt werden kann. Andernfalls sind vorteilhaft Absperrventile
oder sonstige Portionierungshilfen und/oder Inhalts- und Füllanzeigen anzubringen.
[0023] Nach dem Füllvorgang werden die drei Komponenten Adapter 1, Tintentank 2 und Nachfüllbehälter
3 - vorzugsweise durch senkrechte Abzugsbewegungen - wieder voneinander getrennt.
Hierbei verschließen sich vorteilhafter weise die drei Dichtungen 213, 212, und 322
- möglichst auch in dieser Reihenfolge - selbsttätig luft- und flüssigkeitsdicht.
Wenn - bei gleichen Anschlusslängen des Tankmundstückes 23 und des Luftmundstückes
24 - die freie Kontaktlänge der Luftkanüle 151 kürzer ist als die freie Anschlusslänge
der Tankkanüle 142 wird ein relativ verschmutzungssicheres Lösen des Tintentanks 2
in der vorgegebenen Verschlussfolge ermöglicht, wenn der Tintentank 2 vor dem Nachfüllbehälter
3 entfernt wird.
Positionen: |
1 |
Adapter |
|
11 |
Verteilergehäuse, |
|
12 |
Tankanschluss (hier als Steckverbindung), |
|
121 |
Anschlusskörper, |
|
123 |
Füllanschluss, |
|
124 |
Luftanschluss, |
|
13 |
Behälteranschluss (Steckverbindung), |
|
131 |
Anschlussgehäuse, |
|
132 |
Führungsnuten, |
|
14 |
Füllsystem, |
|
141 |
Füllkanal, |
|
142 |
Tankkanüle, |
|
143 |
Behälterkanüle, |
|
15 |
Luftsystem, |
|
151 |
Luftkanüle, |
|
152 |
Luftöffnung, |
2 |
Tintentank |
|
200 |
Tinte/Schreibmittel (in 22), |
|
21 |
Tankgehäuse, |
|
211 |
Tankraum (hermetisch abgeschlossen), |
|
212 |
Tankdichtung, |
|
213 |
Luftdichtung, |
|
22 |
Tintenspeicher, |
|
221 |
Speicherhülle, |
|
23 |
Tankmundstück, |
|
24 |
Luftmundstück; |
3 |
Nachfüllbehälter |
|
300 |
Nachfüllmittel (in 32), |
|
31 |
Behältergehäuse, |
|
311 |
Behälterraum, |
|
312 |
Behälteröffnung, |
|
32 |
Füllbehälter, |
|
321 |
Behälterhülle |
|
322 |
Behälterdichtung |
1. Vorrichtung zum Befüllen eines Tintentanks, insbesondere eines Tintenspeichers bei einem Ink-Jet-System,
einem Drucker, Plotter oder einer sonstigen automatischen Registrier-, Schreib- oder
Zeichenanlage, wobei ein Nachfüllbehälter (3) und der Tintentank (2) durch einen Adapter
(1) verbunden werden und in Füllposition im wesentlichen übereinander angeordnet sind
und wobei der Adapter mindestens zwei Anschlüsse für die zu verbindenden Behälter
und Tanks aufweist, wobei im Tintentank ein Tintenspeicher angeordnet ist und wobei
zwischen dem Tankgehäuse und dem Tintenspeicher ein hermetisch abgeschlossener Raum
ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Adapter (1) derart gestaltet und bemessen ist, dass er zusammen mit einem nachzufüllenden
Tintentank (2) und einem geeigneten Nachfüllbehälter (3) in Füllposition, das heißt,
in zusammengesetztem Zustand, ein in sich hermetisch abgeschlossenes Füllsystem (14)
bildet und ein zusätzliches Luftsystem (15) aufweist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet
dass das Füllsystem (14) mindestens eine in einem Füllkanal (141) angeordnete Tankkanüle
(142) und eine Behälterkanüle (143) aufweist, die bei angeschlossenem Tintentank (2)
und bei eingesetztem Nachfüllbehälter (3) in Füllposition eine fluidische Verbindung
zwischen dem Inneren des Füllbehälters (32) und des Tintenspeichers (22) bildet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet
dass das Luftsystem (15) eine Luftkanüle (151) aufweist, die in Füllposition, ggf. über
eine Luftöffnung (152), einen Luftdurchlass zwischen dem Inneren eines hermetisch
abgeriegelten Tankraumes (211) und der Atmosphäre bildet.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Adapter (1) ein festes biegesteifes Verteilergehäuse (11) und mindestens einen
ebensolchen Tankanschluss (12) und/oder Behälteranschluss (13) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tintentank (2) und/oder der Nachfüllbehälter (3) aus festem biegesteifen Material
besteht oder bestehen.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass Dichtungselemente (212, 213, 322) am Tintenspeicher (22), im Tintentank (2), im Nachfüllbehälter
(3) und/oder in den Anschlussbereichen des Adapters (1) an diesem selbst angeordnet
sind
und dass beim Nachfüllvorgang zwischen den Dichtungselementen (212, 213, 322) und den im Adapter
(1) angeordneten Kanülen (142, 143, 151) mindestens jeweils eine dichtende Verbindung
ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Kanülen (142, 143, 151) mindestens eine biegesteife Anstechspitze aufweisen,
zur Öffnung des jeweils zugehörigen Verschlusses am Tintentank (2) und/oder am Nachfüllbehälter
(3).
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Tintenspeicher (22) des Tintentanks (2) und/oder der Füllbehälter (32) des Nachfüllbehälters
(3) eine leicht verformbare Hülle(221, 321) aufweist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Speicherhülle (221) und/oder die Behälterhülle (321) aus einem flexiblen, elastischen
Material, vorzugsweise aus einem hochflexiblen Polymermaterial besteht.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Dichtungselemente (212, 213, 322) aus Gummi oder weichem Kunststoff als Scheiben
oder Ringe und/oder als selbstschießende Ventile ausgebildet sind.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Verbindungsmittel am Tankanschluss (12) und/oder am Behälteranschluss (13) des
Adapters (1), komplementär zu den zu verbindenden Tintentanks (2) und Nachfüllbehältern
(3) als Steckverbindungen, formschlüssige Verbindungen oder als Gewindeanschlüsse
ausgebildet sind.