DE3932462A1 - Vorrichtung zur tintenzufuhr und tintenversorgung fuer den schreibkopf einer tintendruckeinrichtung zum mehrfarbigen bedrucken eines aufzeichnungstraegers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Tintenzufuhr und Tintenversorgung für den Schreibkopf einer Tintendruckeinrich­ tung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Tintendruckeinrichtungen zum mehrfarbigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers sind allgemein bekannt.

So wird in der Europäischen Patentschrift 00 21 389 eine Tintendruckeinrichtung der genannten Art beschrieben, bei der ein Tintendruckkopf verwendet wird, der mehrere Düsen enthält. Jeweils eine vorgegebene Anzahl von Düsen des Tintendruckkopfes wird mit Tinte gleicher Farbe versorgt. Die Tinten sind in Tintenvorratsbehältern enthalten, die senkrecht zum Aufzeichnungsträger hintereinander an der Rückseite des Tintendruckkopfes angeordnet sind. Die Dar­ stellung von Zeichen oder von grafischen Mustern auf einem Aufzeichnungsträger, der sich vor dem Tintendruckkopf befin­ det, erfolgt zeilenweise. Die Tintenvorratsbehälter enthal­ ten Tinte der drei Grundfarben Cyan, Magenta und Gelb bzw. zusätzlich dazu noch Tinte der Farbe Schwarz.

Um den Farbeindruck insbesondere bei der Darstellung von Mischfarben zu verbessern, ist es bekannt, einen Tintendruck­ kopf mit sieben Gruppen von Düsen vorzusehen und diese mit sieben Tintenvorratsbehältern zu verbinden, die jeweils sie­ ben Tinten verschiedener Farbe enthalten (DE-OS 36 22 535).

Damit kann zwar eine Verbesserung bei der mehrfarbigen Dar­ stellung von Zeichen oder grafischen Mustern erreicht werden, doch nimmt auf der anderen Seite der Aufwand erheblich zu, weil eine größere Anzahl von Düsen erforderlich ist, der Schreibkopf dadurch größer und die Ansteuerung komplexer wird.

Auf eine Möglichkeit, diese Nachteile zu reduzieren, wird in der Europäischen Patentschrift 02 55 867 hingewiesen. Daraus ist es bekannt, mindestens zwei Tintendruckköpfe vor­ zusehen, diese so auszugestalten, daß sie auf dem Drucker­ wagen über eine Haltevorrichtung auswechselbar sind, wobei eine erste Art von Tintendruckköpfen dem einfarbigen Tinten­ druck, eine zweite Art von Tintendruckköpfen dem mehrfarbigen Tintendruck zugeordnet sind.

Eine weitere Tintendruckeinrichtung für mehrfarbige Dar­ stellung ist aus der US-Patentschrift 45 11 907 bekannt. In diesem Falle sind mehrere Druckköpfe vorgesehen, die je­ weils über eine Versorgungsleitung mit einem Tintenvorrats­ behälter verbunden sind, der Tinte einer bestimmten Farbe enthält.

Sowohl die Verwendung austauschbarer Druckköpfe als auch die Verwendung mehrerer Druckköpfe ist mit einem Aufwand verbun­ den, der vor allem dann ins Gewicht fällt, wenn die Anzahl der Düsen zunimmt. Das ist aber im Hinblick auf die ständig wachsende Anforderung an die Schriftqualität von Matrix­ druckern in zunehmendem Maße der Fall.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, Maßnahmen für die mehr­ farbige Darstellung von Zeichen oder grafischen Mustern mit Tintendruckeinrichtungen anzugeben, mit denen der genannte Aufwand reduziert und die Handhabung erleichtert wird.

Diese Aufgabe wird mit den in den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen gelöst. Ausgestaltungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekenn­ zeichnet.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Dort zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel für die Umschaltung zwischen den einzelnen Tintenversorgungsbehältern und einem Schreib­ kopf;

Fig. 2 ein Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Schreibköpfe verwendet werden;

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem zwei Schreibköpfe verwendet werden;

Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel für eine zentrale Umschaltung der Tintenversorgung;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel, bei dem ein Schreibkopf mit zu Gruppen zusammengefaßten Tintenkammern und Austritts­ düsen verwendet wird.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 zeigt in Form einer Prinzipdarstellung eine Tintenschreibeinrichtung, von der hier lediglich ein Schreibkopf 1 und vier Tintenvorratsbe­ hälter 2, 3, 4 und 5 dargestellt sind, die jeweils Tinte einer bestimmten Farbe enthalten. Ein weiterer Vorratsbehälter 6 enthält eine Reinigungsflüssigkeit. Der Aufbau des Schreib­ kopfes 1 und der Tintenvorratsbehälter 1 bis 5 einschließlich des die Reinigungsflüssigkeit enthaltenden Behälters 6 sind an sich bekannt. Bei dem Schreibkopf handelt es sich vorzugs­ weise um einen nach dem sog. Drop on demand-Prinzip arbeiten­ den Druckkopf. Ein wesentliches Kennzeichen eines derartigen Druckkopfes ist es, daß aus den einzelnen Düsen 13 des Schreibkopfes aufgrund definierter Ansteuerimpulse einzelne Tintentröpfchen ausgestoßen und gegen einen hier nicht darge­ stellten Aufzeichnungsträger geschleudert werden. Als An­ triebselemente für den tröpfchenweisen Ausstoß finden in der Regel piezoelektrische oder elektrothermische Elemente Verwendung. Die Tintenvorratsbehälter sind in der Regel austauschbare Behälter. Mittels Hohlnadeln, die die Tinten­ vorratsbehälter an ihrer Unterseite beim Einsetzen in ein Gehäuse durchdringen, wird eine Fließverbindung zwischen dem Tintenvorratsbehälter über ein Tintenversorgungssystem 15 zum Schreibkopf hergestellt. Erfindungsgemäß befindet sich in der Zuleitung zwischen den einzelnen Tintenvorratsbehäl­ tern 2, 3, 4 und 5 sowie dem die Reinigungsflüssigkeit ent­ haltenden Behälter 6 und dem Schreibkopf 1 eine steuerbare Umschaltvorrichtung, z. B. Ventile 7, 8, 9, 10 und 11, die über eine zentrale gemeinsame Steuereinrichtung 14 bedarfsweise geöffnet oder geschlossen werden. Die Ventile 7 bis 11 sind an eine gemeinsame, zum Schreibkopf 1 führenden Tintenver­ sorgungskanal 12 angeschlossen. Soll dem Schreibkopf 1 die im Tintenvorratsbehälter 2 enthaltene Tinte einer bestimmten Farbe zugeführt werden, so wird das Ventil 7 geöffnet, die Ventile 8 bis 11 geschlossen. Dem Schreibkopf 1 wird somit lediglich die in diesem Tintenvorratsbehälter enthaltene Tinte zugeführt. In analoger Weise geschieht das, wenn dem Schreibkopf 1 Tinte der in den Tintenvorratsbehältern 3, 4 und 5 enthaltene Tinte zugeführt werden soll, wobei jeweils das die Verbindung zwischen dem betreffenden Tintenvorratsbe­ hälter und der gemeinsamen Tintenversorgungskanal 12 vorge­ sehene Ventil geöffnet, die anderen Ventile geschlossen wer­ den. Die Steuerung der Ventile 7 bis 11 erfolgt über die zentrale Steuereinrichtung 14, in Abhängigkeit von Signalen, die von einer hier nicht dargestellten Schreibkopfsteuerung ausgehen.

Um bei einem Farbwechsel, d. h. bei einer Umschaltung zwischen der Zufuhr von Tinte einer Farbe zur Zufuhr von Tinte einer anderen Farbe ein Vermischen von Farbe in den Kanälen und Düsen des Tintenschreibkopfes zu vermeiden, wird zwischen jeder Umschaltung von einer Tintenfarbe auf die andere dem Schreibkopf 1 eine Reinigungsflüssigkeit zugeführt. Das geschieht in der Weise, daß nach jedem Farbwechsel bzw. zwischen den einzelnen Farbwechseln jeweils die Ventile 7 bis 10 geschlossen und das Ventil 11 geöffnet wird. Auf diese Weise wird sowohl der gemeinsame Tintenversorgungska­ nal 12 als auch die Tintenkanäle und die Düsen des Schreib­ kopfes 1 durchgespült, gereinigt und für die Aufnahme der neuen Farbtinte vorbereitet. Es ist zweckmäßig, diese Proze­ dur durchzuführen, wenn sich der Schreibkopf in einer sog. Reinigungsstation befindet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 sind wiederum die Tintenvorratsbehälter 2, 3, 4 und 5 sowie der die Reinigungsflüssigkeit enthaltende Vorratsbehälter 6 vorge­ sehen. Im Unterschied zu Fig. 1 weist diese Anordnung jedoch zwei Schreibköpfe 1 und 16 auf. Jeder Schreibkopf ist über einen Tintenversorgungskanal 17, 18 an die Tintenvorratsbe­ hälter und an den die Reinigungsflüssigkeit enthaltenden Behälter 6 anschließbar. Das Ausführungsbeispiel zeigt die Möglichkeit, daß beispielsweise die Tintenvorratsbehälter 2 und 3 über die steuerbar umschaltbaren Ventile 7 und 8 und den gemeinsamen Tintenversorgungskanal 17 mit dem Schreib­ kopf 1, die Tintenvorratsbehälter 4 und 5 über die steuerbar umschaltbaren Ventile 9 und 10 und den Tintenversorgungs­ kanal 18 mit dem Schreibkopf 16 verbunden sind. Der die Reinigungsflüssigkeit enthaltende Vorratsbehälter 6 ist über das steuerbar umschaltbare Ventil 11 sowohl mit dem Schreib­ kopf 1 als auch mit dem Schreibkopf 16 verbunden. Damit wird erreicht, daß dem Schreibkopf 1 Tinte aus den Tintenvorrats­ behältern 2 und 3, dem Schreibkopf 16 Tinte aus den Tinten­ vorratsbehältern 4 und 5 zugeführt wird. Wiederum findet zwischen jeder Umschaltung von Tinte einer Farbe auf Tinte anderer Farbe eine Öffnung des steuerbar umschaltbaren Ventils 11 bei gleichzeitigem Schließen der steuerbar um­ schaltbaren Ventile 7 bis 10 statt. Wiederum wird also zwischen jedem Farbwechsel jeder Tintenversorgungskanal 17, 18 und jeder Schreibkopf 1, 16 gesäubert und durchgespült. Selbstverständlich liegt es im Rahmen der Erfindung, die in Fig. 2 gezeigte Anordnung zu variieren. So können z. B. auch die Tintenvorratsbehälter 2 und 4 mit dem Schreibkopf 1 und die Tintenbehälter 3 und 5 mit dem Schreibkopf 16 verbunden sein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel mit zwei Schreibköpfen zeigt Fig. 3. Im Unterschied zu Fig. 2 sind hier als steuerbar umschaltbare Ventile 19, 20, 21, 22 und 23 sog. Mehrwegventilanordnungen vorgesehen. Diese werden wiederum über eine zentrale Steuereinrichtung 14 so umgeschaltet, daß entweder eine Tintenzufuhr zum Schreibkopf 1 oder zum Schreib­ kopf 16 stattfindet, wobei das Ventil in einer dritten Stellung vollkommen geschlossen ist. Mit dieser Ausgestal­ tung ist eine erheblich größere Variation der Tintenzufuhr zu den einzelnen Schreibköpfen möglich.

Ein in Fig. 4 dargestelltes Ausführungsbeispiel zeigt die Möglichkeit, daß die steuerbare Umschaltung auch durch eine zentral angeordnete Ventilanordnung realisiert werden kann. Die von den einzelnen Tintenvorratsbehältern 2, 3, 4 und 5 sowie vom die Reinigungsflüssigkeit enthaltenden Vorratsbehälter 6 ausgehenden Versorgungskanäle 24 bis 28 sind an die Eingangsseite der zentralen Ventilanordnung 29 herangeführt. In dieser wird über die zentrale Steuereinrich­ tung 14 eine steuerbar umschaltbare Fließverbindung zwischen diesen einzelnen Versorgungskanälen 24 bis 28 und dem zum Schreibkopf 1 führenden Kanal geschaltet. Auch in diesem Fall findet zwischen jeder Umschaltung von der Zufuhr einer Farbe auf die Zufuhr einer anderen Farbe die Zufuhr von Reini­ gungsflüssigkeit in den Schreibkopf statt.

Die erfindungsgemäße Umschaltung kann aber auch für eine Tintenschreibeinrichtung vorteilhaft Anwendung finden, in der ein Schreibkopf verwendet wird, bei dem jeweils eine be­ stimmte Anzahl von Düsen zum Ausstoß von Tinte einer bestimm­ ten Farbe vorgesehen ist. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt Fig. 5. Der Schreibkopf 35 enthält Tintenkanalberei­ che 36, 37, 38 und 39, denen jeweils eine bestimmte Anzahl von Schreibdüsen zugeordnet ist. Die Tintenkanalbereiche 36-39 sind über Ventilanordnungen 30, 31, 32 und 33 mit den Tinten­ vorratsbehältern 2 bis 5 sowie über die Ventilanordnung 34 mit dem Voratsbehälter 6 für Reinigungsflüssigkeit verbunden. Die Ventilanordnungen 30 bis 34 sind wiederum über eine Steuerschaltung 14 einstellbar. Befinden sich die Ventilanordnungen jeweils in den Stellungen 30/1, 31/1, 32/1 und 33/1, so wird den Tintenkanalbereichen 36 bis 39 und da­ mit den diesen zugeordneten Düsen des Schreibkopfes 35 Tinte der in den Tintenvorratsbehältern 2, 3, 4 und 5 enthaltenen Tinte zugeführt.

Die steuerbare Umschaltung der Tintenzufuhr gestattet es, jedem der Tintenkanalbereiche 36-39 Tinte aus jedem der Tintenvorratsbehälter 2 bis 5 zuzuführen. Darüber hinaus ist es auch möglich, jeweils mehr als einen Tintenkanalbereich mit Tinte gleicher Farbe zu versorgen. Beispielsweise wird bei der Ventilstellung 30/1, 30/2, 30/3 und 30/4 sämtlichen Tintenkanalbereichen 36 bis 39 Tinte einer Farbe, nämlich Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter 2 zugeführt. In ähn­ licher Weise kann durch Einstellung der Ventilstellungen Tinte aus den Tintenvorratsbehältern 3, 4 oder 5 sämtlichen Tintenkanalbereichen 36 bis 39 zugeführt werden. Auch andere Variationen sind möglich. So können z. B. jeweils zwei Tin­ tenkanalbereiche mit Tinte einer Farbe versorgt werden.

Die Erfindung wurde anhand von Beispielen erläutert, bei denen das Versorgungssystem in Form von Zuführleitungen oder Zu­ führkanälen dargestellt ist. Die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Das Versorgungssystem kann auch ein in Schichtbau­ weise aufgebautes Bauteil sein, das mit dem Schreibkopf und den Tintenvorratsbehältern bzw. dem für Reinigungsflüssig­ keit vorgesehenen Behälter eine konstruktive Einheit bildet.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Tintenzufuhr und Tintenversorgung für Schreibköpfe in Tintenschreibeinrichtungen zum mehrfarbigen Bedrucken eines Aufzeichnungsträgers, bei der mehrere, je­ weils Tinte einer bestimmten Farbe enthaltende Tintenvorrats­ behälter vorgesehen und über ein Versorgungssystem mit dem Schreibkopf verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenzuführung zwischen den Tintenvorratsbehältern (1 bis 5) und mindestens einem Schreibkopf (1) steuerbar umschaltbar ist (7, 8, 9, 10; 18, 19, 20, 21; 23; 29, 30, 31, 32) daß ein zusätzlicher, mit Reinigungsflüssigkeit gefüllter Vor­ ratsbehälter (6) vorgesehen ist, der ebenfalls steuerbar umschaltbar (11; 22; 23) mit dem Tintenversorgungssystem (12, 16, 17) verbunden ist und über den jeweils nach einer Umschaltung der Tintenzufuhr einer Farbe auf die einer anderen Farbe eine Reinigungsflüssigkeit in den Schreibkopf gelangt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Tintenversorgung für Tintenschreib­ einrichtungen mit einem Schreibkopf (1) vorgesehen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Tintenversorgung für Tintenschreib­ einrichtungen mit mehreren Schreibköpfen (1, 16) vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung der Tintenversorgung für Tintenschreib­ einrichtungen mit einem Schreibkopf (35) vorgesehen ist, der mehrere Gruppen von Tintenkanalbereichen (36, 37, 38, 39) und diesen Tintenkanalbereichen jeweils zugeordnete Aus­ trittsdüsen aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung mittels steuerbarer, den einzelnen Tinten­ zuführungen zugeordneter Ventilanordnungen (7 bis 11, 18 bis 22; 29 bis 30) erfolgt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschaltung zentral mittels einer steuerbaren, in der gemeinsamen Tintenzuführung zum Schreibkopf angeordneten Ventilanordnung (23) geschieht.