DE4035303C2 - Farbdrucker mit Tintennachfüllvorrichtung - Google Patents
Farbdrucker mit TintennachfüllvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Farbdrucker mit einer Vorrichtung für das Nachfüllen des Tintenstrahl-
Druckkopfes mit Tinte, die in dem Druckkopf vom festen
in den flüssigen Aggregatzustand umgewandelt wird.
Bei Druckern findet die Verwendung von Tinte, die im
allgemeinen als Tinte mit Phasenwechsel oder als heiß
schmelzbare Tinte bekannt ist und die erhitzt wird, um
sie zur Aufbringung auf ein Substrat in flüssigen
Zustand zu setzen, unter Berücksichtigung der Anzahl
von Vorteilen, die derartige Tinten bieten, eine
wachsende Akzeptanz.
Ein Druckkopf für eine derartige Tinte enthält ein
Reservoir zum Speichern eines Tintenvorrats zusammen
mit einem Heizelement, das die Tinte im flüssigen
Zustand hält.
Da die Zeitdauer, in der ein Drucker kontinuierlich
arbeiten kann, von der Menge der in dem Reservoir ge
speicherten Tinte abhängt, sollte die Menge der in dem
Reservoir gespeicherten Tinte aus Gründen der Produkti
vität so groß wie möglich sein. Wie die Tintenspeicher
kapazität des Druckkopfes aber erhöht wird, erhöht sich
gleichsam die zu bewegende Masse des Druckkopfes,
wodurch die Probleme zunehmen, die sich aus dem Ver
schieben des Druckkopfes mit hoher Geschwindigkeit und
der Isolierung der übrigen Teile des Druckkopfes von
den bei diesen Verschiebungen erzeugten Kräften
ergeben.
Wenn aber die Masse der in dem Reservoir gespeicherten
Tinte vergrößert wird, erhöht sich die Energie, die
erforderlich ist, um die Tinte in dem flüssigen Zustand
zu halten.
Diese Probleme stellen sich insbesondere bei Farb
druckern, deren Druckköpfe mit einem Tintenvorrat von
drei oder vier verschiedenen Farben versehen sein
müssen.
In dem Bemühen, den Konflikt zwischen der Forderung
nach einem über einen längeren Zeitraum kontinuierlich
arbeitenden Drucker und der Forderung nach einer Mini
mierung der von dem Druckkopf verkörperten bewegten
Masse zu lösen, wurden verschiedene Vorrichtungen zum
automatischen Nachfüllen des Druckkopfreservoirs vorge
schlagen. Beispiele von derartigen Vorrichtungen sind
in US 4 593 292, 4 636 803 und 4 667 206 beschrieben.
Den in diesen Patenten beschriebenen Vorrichtungen ist
gemeinsam, daß der Nachfüllvorgang einen relativ auf
wendigen Mechanismus erfordert, der störanfällig ist
und der eine begrenzte Speicherkapazität hat. Falls es
aber möglich wäre, eines der bekannten Systeme einem
Farbdrucker anzupassen, würde für jede Tintenfarbe ein
Separates System mit einer separaten Antriebseinheit zwingend
erforderlich sein.
In US 4 870 430 wird eine Farbdrucker-Nachfüllvorrichtung of
fenbart, bei der die Tintenpellets einer Farbe jeweils senk
recht übereinanderstehend in einem Pelletrohr gelagert sind.
Jedes Pelletrohr weist an seinem unterne Ende einen Türmecha
nismus auf. Zum Nachfüllen eines Tintenpellets wird die Tür ge
öffnet, so daß das Tintenpellet durch Schwerkraft aus dem Pel
letrohr heraus in das jeweilige Druckkopf-Tintenreservoir
fällt.
Aus EP 0 178 882 A1 ist ein Einfarb-Druckkopf bekannt, bei dem die
Tintenpellets durch entsprechende Öffnungen, Torverschlüsse
oder Ausstoßmechanismen aus dem Tintenpellet-Speicher heraus in
das Tintenreservoir des Druckkopfes gelangen.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Nachfüllvorrichtung für
Farbdrucker die Tintenpelletzuführung zu dem Druckkopf zu ver
bessern.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im
Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Durch die Erfindung wird ermöglicht, ein schnelles automati
sches Nachfüllen des/der Reservoirs in einem Druckkopf zu ge
währleisten.
Ferner wird in einer vollautomatischen Axt und Weise das Nach
füllen des Reservoirs von derartigen Druckköpfen in einer be
triebssicheren und sehr zuverlässigen Art bewirkt.
Des weiteren wird jedes Reservoir des Druckkopfes eines
Farbdruckers auf Verlangen automatisch nachgefüllt.
Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zwei
Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 den grundlegenden Aufbau der Nachfüllvorrichtung in
Seitenansicht,
Fig. 2 die Vorrichtung von Fig. 1 in Draufsicht.
Fig. 3 die Seitenansicht einer weiteren Ausführungs
form der Pellet-Übertragungsvorrichtung in
teilweise geschnittener Darstellung,
Fig. 4 einen Ausschnitt aus Fig. 3 zur Verdeutlichung
des Betriebs der Vorrichtung und
Fig. 5 ein Blockdiagramm einer Steuervorrichtung für
die Vorrichtungen der Fig. 3 und 4.
Fig. 1 zeigt einen Kanal der Nachfüllvorrichtung für
einen Farbdruckkopf. Der in Fig. 1 gezeigte Aufbau kann
aber auch in einem Tintenstrahldrucker mit einer einzi
gen Farbe Verwendung finden.
Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung weist einen Druck
kopf 2 auf, der mit einem Reservoir 4 zur Aufnahme
eines Tintenvorrats versehen ist, welcher durch eine
geeignete Heizeinrichtung in flüssigem Zustand gehalten
wird. Der Druckkopf 2 kann nach den bekannten Prinzi
pien aufgebaut sein. Das einzige bauliche Merkmal des
Druckkopfes 2 ist eine Drehtür 6 oder
Klappe, die von einem federnden Element 7 getragen
wird, welches sich an zwei Stiften 8 abstützt, um das
Öffnen der Tür 6 durch horizontales Bewegen der Tür
nach rechts zu erlauben. Das federnde Element 7 erzeugt
eine Kraft, die die Tür 6 in ihre in Fig. 1 darge
stellte geschlossene Position drückt. Ein in dem Druck
kopf 2 angebrachter Magnet stellt sicher, daß die Tür 6
vollständig geschlossen wird. Die Tür 6 befindet sich
an der Rückseite des Druckkopfes 2, während sich die
Düsen des Druckkopfes an der Vorderseite befinden, die
in Fig. 1 nicht gezeigt ist und die auf der rechten
Seite des dargestellten Teils des Kopfes 2 liegt.
Der Druckkopf 2 ist vollständig in dem Druckergehäuse
zusammen mit einem fest montierten ortsfesten Kasset
tenhalter 10, der an einer Ladestation in der Nähe
eines Endes des Laufweges des Druckkopfes 2 angebracht
ist. Der Halter 10 ist derart aufgebaut, daß er ein
oder mehrere Kassetten 14 für Festkörper-Tintenpellets
aufnimmt. Jede Kassette 14 ist mit einem Kanal 16
ausgebildet, der eine in Schlangenlinie angeordnete
Folge von geneigten Kanalsegmenten zur Speicherung
einer Serie von Tintenpellets 20 aufweist, die die Form
eines Festkörperzylinders haben. Der Kanal 16 stellt
eine Schwerkraft-Zuführvorrichtung dar, die durch eine
Druckfeder unterstützt wird, welche vor dem höchst
liegenden Abschnitt des Kanals 16 angeordnet ist und
sich zu dem Auslaßende des Kanals in der Nähe des
Kassettenbodens 14 erstreckt.
Wenn die Kassette 14 in den Halter 10 eingesetzt wird,
wird das Auslaßende des Kanals 16 auf den Transport
kanal 24 der Übertragungsvorrichtung 26 ausgerichtet.
Die Vorrichtung 26 ist schwenkbar an einer Welle 30 be
festigt, die drehbar in innerhalb des Druckergehäuses
befestigten Lagern gelagert ist. Die Kassette 14 kann
an dem Auslaßende des Kanals 16 mit einem Verschlußteil
versehen sein, welches automatisch zurückgezogen wird,
wenn die Kassette 14 in den Halter 10 eingesetzt wird.
Die Übertragungsvorrichtung 26 ist derart angeordnet
und aufgebaut, daß sie jeweils nur ein einziges Pellet
20 von der Kassette 14 erhält. Dies wird durch ein
flexibles Plastikrückhalteband 1003 erreicht, das an dem
Kassettenhalter 10 verankert ist. Das Band zieht sich
zurück, sobald sich die Übertragungsvorrichtung 26 im
Uhrzeigersinn dreht. Die Vorrichtung 26 ist in ihrer
zurückgezogenen oder die Pellets aufnehmenden Position
dargestellt. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, wirkt die
Vorrichtung 26 zuerst auf die Tür 6 ein, wenn der
Druckkopf 2 sich in einer Position befindet, in der die
Tür 6 auf die Vorrichtung 26 ausgerichtet ist und die
Vorrichtung 26 im Uhrzeigersinn verschwenkt wird, so
daß das Auslaßende des Kanals 24 an einer Stelle ober
halb des Reservoirs 4 in das Innere des Druckkopfs ein
dringt. Kurz nachdem das Einlaßende des ein Pellet 20
enthaltenden Kanals 24 seine höchste Position erreicht,
wobei in dieser Zeit die Tür 6 zumindest teilweise
geöffnet ist, rollt das im Einlaßende des Kanals 24
enthaltene einzelne Pellet 20 den Kanal entlang und
fällt in das Reservoir 4. In diesem Augenblick befindet
sich die Vorrichtung 26 in ihrer Ausgabeposition.
Dieser Arbeitsgang wird normalerweise als Antwort auf
ein Signal ausgeführt, das in dem Druckkopf erzeugt
wird und das anzeigt, daß der Tintenvorrat in dem
Reservoir 4 auf einen bestimmten Pegel abgefallen ist.
Vorrichtungen zur Anzeige des Tintenpegels in dem
Reservoir gehören zum Stand der Technik.
Während des Schwenkens der Vorrichtung 26 in ihre Aus
gabeposition wird das Auslaßende des Kanals 16 von
einer entsprechend ausgebildeten Sperrfläche 31 ver
schlossen, die Bestandteil der Vorrichtung 26 ist.
Nach Beendigung des Ausgabevorganges wird die Drehrich
tung der Welle 30 umgekehrt, um die Vorrichtung 26 in
die in Fig. 1 gezeigte Aufnahmeposition zurückzubewe
gen. Zu diesem Zeitpunkt ist das Auslaßende des Kanals
16 offen und ein einziges neues Pellet 20 wird durch
Schwerkraft zu dem Einlaßende des Kanals 24 befördert.
Es sei darauf hingewiesen, daß das Rückhalteband (1003) in den
Kanal 24 ragt, um sicherzustellen, daß zu einem be
stimmten Zeitpunkt nur ein einziges Pellet 20 von dem
Kanal 24 aufgenommen werden kann und daß das nächst
folgende Pellet 20 sich in einer Position befindet, in
der es durch die Fläche 31 während der Schwenkbewegung
der Vorrichtung in ihrer Ausgabeposition festgehalten
wird. Die Aufnahmeposition der Vorrichtung 26 wird
durch einen in dem Druckergehäuse fixierten Anschlag 32
festgelegt.
Wie Fig. 1 zeigt, hat die Welle 30 zumindest in dem von
der Vorrichtung 26 eingenommenen Abschnitt einen
D-förmigen Querschnitt. Die Welle 30 trägt zusätzlich
eine Anzahl von Scheiben 34, welche jeweils eine
passende D-förmige Öffnung haben, so daß jede Scheibe
34 sich zusammen mit der Welle 30 dreht. Andererseits
ist die Vorrichtung 26 selbst mit einer kreisförmigen
Öffnung versehen, durch welche sich die Welle 30 er
streckt, so daß die Vorrichtung 26 nicht direkt von der
Welle 30 angetrieben wird. Vielmehr wird die jeweilige
Scheibe 34 gegen jede Seite der Vorrichtung 26 gepreßt,
um eine Reibungskupplung zwischen Welle 30 und Vorrich
tung 26 zu schaffen.
Die Vorrichtung 26 trägt ferner einen Steuerfinger 36,
der an einem Absatz 40 an dem Druckkopf 2 anschlägt,
wenn sich der Druckkopf 2 nicht in einer Position
befindet, in der er ein Pellet von der Vorrichtung 26
aufnehmen kann. Der Absatz 40 ist mit einer Öffnung
versehen, durch welche der Finger 36 bewegt werden
kann, wenn sich der Druckkopf 2 in der zur Aufnahme
eines Pellets 20 geeigneten Position befindet. Wenn der
Druckkopf 2 sich in dieser Position befindet und die
Welle 30 im Uhrzeigersinn gedreht wird, wird der zuvor
beschriebene Ausgabevorgang ausgeführt.
Es ist ersichtlich, daß die in Fig. 1 dargestellte
Vorrichtung die Bewegung der Pellets 20 im wesentlichen
unter Schwerkrafteinfluß bewirkt, wobei die einzige
benötigte Antriebskraft diejenige ist, die auf die
Welle 30 ausgeübt wird.
Die Kassette 14 und der Kanal 16 sind derart ausge
bildet, daß ein großer Pelletvorrat bereitgestellt
wird, um den Betrieb des Druckers für einen relativ
langen Zeitraum ohne Eingriff durch das Bedienungs
personal zu erlauben. Jeder Nachfüllvorgang erfordert
nur einen kurzen Zeitraum und kann normalerweise
zwischen dem Drucken der aufeinanderfolgenden Seiten
ausgeführt werden, ohne dabei eine nennenswerte Unter
brechung des Druckvorgangs zu verursachen.
Von Zeit zu Zeit wird es aber notwendig sein, die
Kassette 14 durch eine neue Kassette zu ersetzen. Daher
sind der Halter 10 und die Kassette 14 zum schnellen
und leichten Kassettenwechsel ausgelegt. Darüber hinaus
werden insbesondere im Fall von Farbdruckern Vor
kehrungen getroffen, um das Einsetzen einer Kassette zu
verhindern, die eine nicht korrekte Tintenart oder
-farbe enthält. Das Einsetzen der Kassette 14 wird
dadurch erreicht, daß zuerst eine Aussparung 44 an der
Rückseite der Kassette 14 mit Stiften 48 in Eingriff
gebracht wird, die an den vertikalen Wänden des Halters
10 befestigt sind und daß die Kassette 14 dann nach
unten in die in Fig. 1 gezeigte Einbauposition ge
schwenkt wird.
Während dieser Bewegung zum Einbau der Kassette 14
kommt eine Öffnung am Boden der Kassette 14 mit einem
Stift 50 in Eingriff, der von der Bodenplatte des
Halters 10 nach oben zeigt. Die Position des Stifts 50
entspricht der an dieser Stelle vorgesehenen Tinten
farbe und dem Tintentyp und die Öffnung am Boden der
Kassette 14 ist in Abhängigkeit von Typ und Farbe der
in der Kassette enthaltenen Tintenpellets entsprechend
angeordnet. Daher kann die Kassette 14 nur dann voll
ständig eingebaut werden, wenn die Tinte in der Kas
sette 14 der Tinte entspricht, die an der jeweiligen
Stelle des Halters 10 eingesetzt wird.
So würde der Halter 10 in einem Tintenstrahldrucker für
Tinten von drei oder vier verschiedenen Farben drei
oder vier verschiedene Aufnahmebereiche umfassen, von
denen jeder einen Stift 50 an einer jeweils unter
schiedlichen Stelle aufweist.
Die Art und Weise, in der die Abgabe der Tintenpellets
mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung gesteuert wird,
wird im einzelnen unter Bezugnahme auf Fig. 2 erläu
tert. Fig. 2 zeigt eine Draufsicht des Halters 10, der
für die Aufnahme von Kassetten 14 ausgelegt ist, die
vier verschiedene Tintenfarben enthalten, die nicht
gezeigten Kassetten sowie vier Übertragungsvorrich
tungen 26 und einen Teil des Druckkopfes 2. Fig. 2
zeigt ferner einen Motor 60, der mit der Welle 30
beispielsweise über ein Schneckenrad und ein Stirnrad
64 verbunden ist. Der Motor 60 wird in bekannter Weise
dann in Gang gesetzt, wenn ein Signal anzeigt, daß ein
oder mehrere der Reservoirs in dem Druckkopf 2 nachge
füllt werden müssen und der Druckkopf 2 in der Lade
station dem Halter, so wie Fig. 2 zeigt, zugeordnet
ist. Ein Signal, das anzeigt, daß einer der Druckkopf
reservoirs nachgefüllt werden muß, wird zusätzlich dazu
benutzt, den Druckkopf so einzustellen, daß das
passende Reservoir auf die entsprechende Übertragungs
vorrichtung 26 ausgerichtet wird. Vorrichtungen, die
den Druckkopf in jede gewünschte Position bewegen, sind
bekannt und werden nicht im einzelnen beschrieben.
Fig. 2 zeigt den Druckkopf 2 in einer Position, um ein
Nachfüllen des Reservoirs an dem linken Ende des Druck
kopfs 2 zu ermöglichen. Zu diesem Zeitpunkt fluchtet
der Finger 36, der mit der linken Übertragungsvorrich
tung 26 zusammenwirkt, mit einer in dem Absatz 40
vorgesehen Öffnung. Die Öffnungen in dem Absatz 40
sind derart angeordnet, daß für jede gegebene Position
des Druckkopfes 2 nur eine dieser Öffnungen mit einem
zugehörigen Finger 36 fluchtet, wie Fig. 2 zeigt.
Wenn sich der Druckkopf 2 in der in Fig. 2 gezeigten
Position befindet, wird der Motor 60 so angetrieben,
daß die Welle 30 in diejenige Richtung dreht, in der
sich die linke Übertragungsvorrichtung 26 aus ihrer
Aufnahmeposition in ihre Abgabeposition bewegt, worauf
hin ein Pellet an das passende Tintenreservoir ge
liefert wird. Die Schwenkbewegung der linken Über
tragungsvorrichtung 26 wird durch die Übertragung der
von der Welle 30 erzeugten Rotationskraft auf diese
Vorrichtung 26 mittels der beiden an diese Über
tragungsvorrichtung 26 angrenzenden Reibscheiben 34
erreicht. Bezüglich der anderen Vorrichtungen 26
hindert das Angreifen ihrer Finger 36 an dem Absatz 40
die Vorrichtungen daran, mehr als eine nur sehr kleine
Schwenkbewegung auszuführen.
Nach einer bestimmten Zeitdauer, die sehr kurz sein
kann, aber ausreichend ist, um sicherzustellen, daß ein
Pellet 20 abgegeben wurde, wird die Drehrichtung des
Motors 60 umgekehrt und die linke Übertragungsvorrich
tung wird in ihre Pelletaufnahmeposition zurückbewegt,
die durch den Anschlag 32 von Fig. 1 festgelegt ist,
woraufhin ein weiteres Pellet automatisch an das Auf
nahmeende des Kanals 24 dieser Übertragungsvorrichtung
befördert wird.
Der Reibkontakt zwischen den Scheiben 34 und den Vor
richtungen 26 wird durch eine Druckfeder 66 aufrecht
erhalten, die an einem Ende des Schafts 30 angebracht
ist und alle Scheiben 34 und Vorrichtungen 26 gegen
einandergedrückt hält. Ein Sicherungsring 68 kann an
dem gegenüberliegenden Ende der aus den Scheiben und
den Übertragungsvorrichtungen bestehenden Baugruppe
vorgesehen sein.
Während eines bestimmten Übertragungsvorgangs kann mehr
als ein Druckkopfreservoir nachgefüllt werden. Um dies
zu erreichen, wird der oben beschriebene Arbeitsgang
ausgeführt, nach welchem der Druckkopf 2 verschoben
wird, um eine andere Öffnung in dem Absatz 40 auf eine
andere Übertragungsvorrichtung auszurichten, wonach der
Motor 60 wieder zuerst in Vorwärtsrichtung und dann
nach einer kurzen Haltezeit in Rückwärtsrichtung
gedreht wird.
Fig. 2 zeigt zusätzlich die Art und Weise, in der die
Stifte 50 angeordnet sein können, um Schlüssel zu
bilden, die nur einem vorgegebenen Kassettentyp er
lauben, in irgendeine der Kassettenaufnahmestellen
eingesetzt zu werden.
Ein wesentlicher Vorteil der in den Fig. 1 und 2
gezeigten Ausführungsform liegt darin, daß die korrekte
Abgabe des Tintenpellets in einer im wesentlichen
ausfallsicheren Art durch einen mechanischen Aufbau
gesteuert wird, der zu jedem Zeitpunkt nur einer Über
tragungsvorrichtung erlaubt, zu arbeiten und dies nur,
wenn der Druckkopf 2 richtig in bezug auf die be
treffende Vorrichtung positioniert ist. Darüber hinaus
liegt ein wesentlicher Vorteil der Erfindung darin, daß
die Abgabe einer Vielzahl von Tintenpellets mit ver
schiedenen Farben durch einen einzigen Antriebsmotor,
Motor 60, erreicht wird, der aufgrund der Übertragung
der Drehbewegung auf die Vorrichtungen über Reib
kupplungen nur die gewünschte Übertragungsvorrichtung
26 dreht, um einen Arbeitsgang für die Abgabe eines
Pellets auszuüben.
Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfin
dungsgemäßen Ausgabevorrichtung. Diese Ausführungsform
unterscheidet sich konzeptionell von der Ausführungs
form nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß sie einen
Reibantrieb zwischen dem einzigen Antrieb und den
einzelnen Ausgabevorrichtungen nicht erfordert, jedoch
ein Steuersignal zur Steuerung der Tintenpellet-Auswahl
erfordert. Die in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform
unterscheidet sich ferner von dem Ausführungsbeispiel
nach den Fig. 1 und 2 dadurch, daß der Zwischenraum
zwischen den einzelnen Pelletausgabevorrichtungen
derselbe ist wie der Zwischenraum zwischen den einzel
nen Tintenreservoirs, so daß der Druckkopf nicht bewegt
werden muß, wenn mehr als ein Tintenpellet geliefert
werden soll.
Die in Fig. 3 gezeigte Ausgabevorrichtung kann den
Tintenzuführkassetten, die in einem Kassettenhalter
angebracht sind, in der gleichen Weise zugeordnet sein,
wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt ist.
Die in Fig. 3 gezeigte Vorrichtung weist eine Pellet-
Übertragungseinheit 70 auf, die an einer Welle 72
befestigt ist, welche entweder über ein Getriebe der in
Fig. 2 gezeigten Art oder über eine Kopplungseinrich
tung anderer Art an einen einzigen Antriebsmotor
gekoppelt ist. Auf diese Weise kann die Antriebswelle
72 (des nicht gezeigten) Motors beliebig angeordnet
sein, wie es tatsächlich bei dem in Fig. 2 gezeigten
Motor 60 der Fall ist. Die Welle 72 ist mit einer
Anzahl von Auswahllöchern 74 versehen, eines für jede
Tintenfarbe, und trägt eine Vielzahl von Auswahlnocken
78, von denen einer in gestrichelten Linien gezeigt
ist, wobei für jede Tintenpelletfarbe jeweils ein
Nocken 78 vorgesehen ist.
Die Einheit 70. umfaßt ein Trägerrohr 80 oder einen
Trägerzylinder, der auf die Welle 72 aufgesetzt ist und
derart dimensioniert ist, daß er um die Welle 72 frei
drehbar ist.
Das Rohr 80 trägt über ein oder mehrere Arme ein
Pelletförderteil mit vier parallelen Kanälen 84, von
denen nur einer sichtbar ist, während die anderen
Kanäle im rechten Winkel zur Zeichenebene dahinter
angeordnet sind.
Jeder Kanal 84 hat an seinem linken Ende einen
Aufnahmebereich, der so bemessen ist, daß er ein
einziges Pellet von der zugehörigen Kassette aufnimmt.
An seinem rechten Ende hat jeder Kanal einen Auslaß,
durch den das Pellet 20 einem zugeordneten Reservoir in
dem Druckkopf zugeführt wird, nachdem die Tür 6 durch
ein geeignetes Wandteil an dem Auslaßende des Kanals
aufgestoßen wurde.
Jeder Kanal 84 ist mit einem einzelnen Sperrelement 88
versehen, das sich durch eine Öffnung an dem Boden des
Kanals erstreckt und dessen Bewegung von einem der
Nocken 78 gesteuert wird. Jedes Sperrelement 88 wird
mit seinem zugehörigen Nocken 78 durch eine Druckfeder
90 in Anlage gehalten, die zwischen dem Kanalboden und
einem an dem Sperrelement 88 befestigten Rückhalteteil
92 gespannt ist. Wenn das Sperrelement 88 sich in der
gezeigten Position befindet, wird der Transport eines
Pellets 20 verhindert.
Jeder Nocken 78 ist mit einem unteren Teil ausgebildet,
der dem Sperrelement 88 erlaubt, zur Freigabe des zuge
hörigen Kanals 84 sich nach unten zu bewegen. Die vier
Nocken 78 sind längs der Achse der Welle 72 um einen
Winkel von 90° gegeneinander versetzt angeordnet, so
daß zu jedem Zeitpunkt nur ein Sperrelement offen sein
kann. Vorzugsweise ist jeder Nocken 78 derart ange
ordnet, daß das untere Teil des Nockens, welches das
Öffnen des Sperrelements bewirkt, sich über einen
Winkel von weniger als 90° erstreckt.
Alle Nocken 78 sind drehfest mit der Welle 72 ver
bunden, während das Rohr 80 frei um die Welle 72 dreh
bar ist. Das Rohr 80 kann aber teilweise an die Welle
72 durch die radiale Innenbewegung eines Auswahlstiftes
96 gekoppelt sein, der sich radial durch das Rohr 80
erstreckt. Die Bewegung des Stiftes 96 wird von einem
zweiarmigen Hebel 98 bewirkt, der drehbar um eine an
dem Rohr 80 fixierte Achse gelagert ist und dessen
Bewegung bezüglich des Rohrs 80 von einem ortsfesten,
an dem Druckergehäuse befestigten Anschlagteil 100
gesteuert wird. Der Hebel 98 ist durch eine Torsions
feder 102 vorgespannt, um den Stift radial nach innen
gegen die Achse der Welle 72 zu drücken.
Da die Auswahl der Tintenpellets von den Nocken 78
bewirkt wird, können die Kanäle 84 denselben gegen
seitigen Abstand wie die Tintenreservoirs des Druck
kopfes haben. Dies bedeutet, daß der Druckkopf an einer
einzigen definierten Position angeordnet sein kann, um
jedes beliebige Reservoir nachzufüllen, und daß mehrere
Reservoirs nacheinander nachgefüllt werden können, ohne
den Druckkopf zu bewegen. Darüber hinaus können die in
dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 verwendeten Türen 6
durch eine einzige Tür 6 ersetzt werden, die alle
Reservoirs abdeckt. Der Einsatz einer einzigen Tür hat
den Vorteil, daß sich geringere Probleme beim Abdichten
der Türkanten ergeben, wenn die Tür geschlossen ist.
Zu Beginn des Ausgabevorganges befindet sich die Ein
heit 70 in der gezeigten Position und alle Türen 6 oder
die einzige Tür des Druckkopfes sind geschlossen.
Im Fall der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungs
form ist die Einheit 70 mit einer Sperrwand
versehen, die das Auslaßende jeder Pelletkassette
wirkungsvoll verschließt, bis die Vorrichtung in ihre
zurückgezogene oder das Pellet aufnehmende Position
zurückkehrt, wobei zu diesem Zeitpunkt der dann leere
Kanal ein neues Pellet aufnehmen kann.
Das Rohr 80 weist ferner ein Transportloch 106 auf, in
welchem ein separater Stift zum Transport des Druckers
eingesetzt werden kann, um die Einheit 70 im Versand
zustand in einer fixierten Position zu halten.
Bevor die Pelletausgabe erfolgt, muß das Tintenpellet
20, das dem Druckkopfreservoir zugeführt werden soll,
ausgewählt werden.
Diese Auswahl wird durch den Betrieb der Motorantriebs
welle 72 unter Steuerung durch eine logische Schaltung
erreicht, um den Stift 96 in das zugehörige Loch 74
einzusetzen.
Der Welle 72 ist ein Umdrehungssensor zugeordnet, der
einen Signalimpuls immer dann erzeugt, wenn die Welle
72 eine Umdrehung um 90° ausführt und die logische
Schaltung enthält zu Beginn eine Information zur Iden
tifizierung der Farbe des zuletzt abgegebenen Tinten
pellets. Daraus ergibt sich, daß diese Information auf
die Winkelstellung des Schaftes nach Beendigung des
vorausgehenden Ladevorganges hinweist. Die Schaltung
enthält ferner eine Information zur Identifizierung der
Farbe des Tintenpellets, das während des nächsten Lade
vorgangs abgegeben werden soll und diese Information
weist auf die Winkelstellung hin, in welcher die Welle
72 gebracht werden muß, um dem Stift 96 zu ermöglichen,
in das richtige Loch 74 einzugreifen.
Diese beiden einzelnen Informationen werden logisch
verarbeitet, um ein Zählsignal zu erzeugen, das die
Anzahl der 90°-Schritte angibt, um die die Welle 72 um
das Rohr 80 zur Auswahl der gewünschten Tintenfarbe
bewegt werden muß.
Bezugnehmend auf Fig. 4 war der Stift 96 während des
ersten Ladevorgangs mit dem Loch 74a in Eingriff und
nach Beendigung dieses Ladevorgangs werden die Welle 72
und das Rohr 80 in den in Fig. 4 gezeigten Winkel
stellungen belassen. In der folgenden Beschreibung wird
die Drehung der Welle 72 und/oder des Rohrs 80 im Uhr
zeigersinn als Vorwärtsdrehung und entgegen dem Uhr
zeigersinn als Rückwärtsdrehung bezeichnet.
Ein Auswahlvorgang wird durch ein Signal eingeleitet,
das anzeigt, daß der Druckkopf sich in der Ladestation
befindet und durch ein Signal, das anzeigt, daß ein
bestimmtes Reservoir nachgefüllt werden soll. Das
letztere Signal wird von den bekannten, den Füllstand
des Reservoirs erfassenden Meßeinrichtungen erzeugt,
die jedem Reservoir zugeordnet sind. Falls das letztere
Signal anzeigt, daß der Stift 96 für den nächsten Lade
vorgang in das Loch 74c eingreifen soll, muß die
logische Schaltung zwei Signalimpulse von dem Um
drehungssensor erhalten, bevor der Ladevorgang ausge
führt wird.
Der Auswahlvorgang wird wie folgt durchgeführt:
Die Welle 72 übt eine Rückwärtsdrehung aus, während das
Rohr 80 dadurch festgehalten wird, daß der Stift 96 auf
der Außenfläche der Welle 72 gleitet und der Hebel 98
gegen den Anschlag 100 stößt, obwohl zu diesem Zeit
punkt der Hebel 98 nicht vollständig durch den Anschlag
100 niedergedrückt ist.
Wenn das Loch 74b mit dem Stift 96 fluchtet, wird der
Hebel 98 nicht mehr durch die Außenfläche der Welle 72
festgehalten. Die Kraft der Druckfeder 102 auf den
Hebel 98 bewirkt, daß der Hebel 98 nicht mehr gegen den
Anschlag 100 drückt und verursacht ein kurzes Vorwärts
drehen des Rohrs 80, so daß der Stift 96 in der Lage
ist, in das Loch 74b einzugreifen.
Das Rohr 80 übt dann eine Rückwärtsdrehung zusammen mit
der Welle 72 aus, bis der Hebel 98 wieder durch den
Anschlag 100 zu einem Punkt gedrückt wird, an welchem
der Stift aus dem Loch 74b zurückgezogen wird. Dieses
Zurückziehen wird durch die Tatsache unterstützt, daß
jedes Loch 74 eine Schrägfläche an der Seite hat,
welche gegen den Stift 96 dann stößt, wenn die Welle 72
eine Rückwärtsdrehung ausübt. Daraufhin dreht sich das
Rohr 80 kurz vorwärts, während der Hebel 98 gegen den
Anschlag 100 drückt. Kurz danach erreicht die sich
weiterhin rückwärts drehende Welle eine Winkelstellung,
in der ein Signalimpuls durch den Umdrehungssensor
erzeugt wird.
Das Rückwärtsdrehen der Welle wird solange fortgesetzt,
bis in der oben beschriebenen Weise der Stift 96 in das
Loch 74c eingreift und dann aus dem Loch zurückgezogen
wird. Der Signalimpuls, der durch den Umdrehungssensor
während der fortgesetzten Rückwärtsdrehung der Welle 72
erzeugt wird, zeigt der logischen Schaltung an, daß das
Loch 74c dasjenige Loch ist, welches mit dem Stift 96
in Eingriff kommen muß, um das gewünschten Tintenpellet
auszugeben. Zu diesem Zeitpunkt wird die Welle 72 mit
dem Loch 74c angehalten, wobei sich das Loch 74c in
einer Position befindet, in der das Loch 74a in Fig. 4
gezeigt ist.
Daraufhin wird die Welle 72 nach vorwärts gedreht,
während der Stift 96 wieder in das Loch 74c eingreift
und die Welle 72 und die Einheit 70 die Drehbewegung in
Vorwärtsrichtung fortsetzen, so daß die Einheit 70 in
die Pelletabgabestellung gedreht wird.
Welle 72 und Einheit 70 werden in der Abgabeposition
für eine bestimmte Zeit gehalten, nach welcher die
Welle 72 eine Rückwärtsdrehung ausübt, der Hebel 98 an
dem Anschlag 100 anschlägt, um den Stift 96 aus dem
Loch 74c zurückzuziehen und die Welle 72 die Rückwärts
drehung fortsetzt, bis der Umdrehungssensor einen
anderen Signalimpuls erzeugt, der ein Anhalten der
Welle 72 bewirkt und den Mechanismus in der Stellung
für den nächste Auswahl- und Ladevorgang beläßt.
Während der Vorwärtsdrehung der Welle 72, um die Ein
heit 70 in ihre Abgabeposition zu bewegen, dreht sich
die Welle 72 um einen Winkel von weniger als 90°, so
daß kein Signalimpuls von dem Umdrehungssensor erzeugt
wird.
Bevor der Druckkopf die Ladestation verläßt, kann eine
andere Abgabeoperation für ein Tintenpellet mit anderer
Farbe ausgeführt werden.
Fig. 5 zeigt eine geeignete Anordnung von Tast- und
Kontrollelementen für die Ausführungsform nach den
Fig. 3 und 4. Diese Elemente umfassen die Winkellage
anzeigende Stifte 110 und 111, die sich radial von der
Welle 72 erstrecken und um 90° gegeneinander versetzt
sind. Die Stifte 110,111 sind derart angeordnet, daß
sie während der Drehung der Welle 72 eine Infrarot
lichtschranke durchkreuzen, die einen IR-Sensor 114
aufweist. Jedesmal, wenn während der Rotation der Welle
72 ein Stift 110 oder 111 die Schranke durchkreuzt,
erzeugt der Infrarotdetektor 114 einen entsprechenden
Signalimpuls. Es ist nur ein Stift 110 vorgesehen, der
breiter als einer der drei Stifte 111 ist, beispiels
weise zwei Mal so breit, so daß das Signal, das von dem
Detektor 114 erzeugt wird, wenn die Schranke von dem
Stift 110 durchkreuzt wird, eine unverwechselbare
Referenzposition der Welle 72 anzeigt. Dieses Signal
kann dazu benutzt werden, die Auswahlschaltung zu
initialisieren.
Die Signalimpulse von dem Detektor 114 werden einer
logischen Auswahlschaltung 118 zugeführt, die auch ein
Signal empfängt, das anzeigt, daß die nächste Tinten
pelletfarbe von der Tintenauswahlschaltung 122 geladen
werden soll, welche die Reservoirfüllstandssignale
erhält.
Die Schaltung 118 kann, wie oben beschrieben wurde,
initialisiert werden, um eine Kennung für die Tinten
farbe zu speichern, die derjenigen Stellung der Welle
72 zugeordnet ist, in der der Stift 110 die Infrarot
lichtschranke durchkreuzt. Diese Kennung verändert sich
in Abhängigkeit von jedem Signalimpuls, der von dem
Detektor 114 während der Rückwärtsdrehung der Welle 72
erzeugt wird.
Sobald ein Signal von der Schaltung 122 eintrifft,
bestimmt die Schaltung 114 die Anzahl der Signal
impulse, die von der Schaltung 114 erzeugt werden
müssen, um die gewünschte Tintenfarbe auszuwählen.
Sofern die Farbe dieselbe wie die während des voraus
gehenden Arbeitsganges abgegebene ist, müssen vier
Signalimpulse erzeugt werden, um die Welle 72 sicher zu
der richtigen Farbauswahlposition zu bringen.
Eine Angabe über die so bestimmte Anzahl von Impulsen
wird dann zugeführt, um einen Rückwärtszähler 126 auf
einen Anfangszählstand zu setzen, der der Anzahl der
Impulse entspricht.
Zu demselben Zeitpunkt wird die Schaltung 118 in einen
Zustand gesetzt, in dem sie den von dem Detektor 114
abgegebenen Signalimpuls ignoriert, nachdem die fest
gesetzte Anzahl von Impulsen erzeugt worden ist. Der
ignorierte Impuls ist derjenige Impuls, der erzeugt
wird, wenn die Vorrichtung 70 am Ende eines Abgabe
vorgangs in ihre Aufnahmestellung zurückkehrt. Die
Schaltung 118 sendet des weiteren ein Startsignal an
eine Motorsteuerschaltung 130 aus, die mit einem an die
Welle 72 gekoppelten Antriebsmotor 134 gekoppelt ist.
Der Ausgang des Detektors 114 ist auch mit dem Zähl
eingang des Zählers 126 verbunden.
Sobald die Schaltung 130 das Startsignal erhält,
bewirkt die Schaltung 130, daß der Motor 134 rückwärts
dreht, während der Zähler 126 als Antwort auf jedes an
seinen Zähleingang gelegtes Signal abwärts zählt, bis
der Zählausgang des Zählers 126 Null wird. Zu diesem
Zeitpunkt führt die Schaltung 130 einen zeitlich
gesteuerten Arbeitsgang aus, in welchem die Welle 72 um
einen bestimmten Winkel von weniger als 90° vorwärts
gedreht wird, und der Motor 134 wird für eine vorbe
stimmte Zeit angehalten, während ein Tintenpellet abge
geben wird. Der Motor 134 wird daraufhin in Rückwärts
richtung gedreht.
Der Ausgang des Zählers 126 ist mit dem Steuereingang
eines Gatters 138 verbunden, das einen mit dem Ausgang
des Detektors 114 verbundenen Signaleingang hat. Das
Gatter 138 hat einen Signalausgang, der mit dem Stop-
Eingang der Schaltung 130 verbunden ist. Wenn der
Zähler 126 den Zählstand Null erreicht, wird das Gatter
138 geöffnet, um den nächsten Signalimpuls von dem
Detektor 114 an den Stop-Eingang der Schaltung 130 zu
legen. Dabei wird der Motor 134 angehalten, bis die
nächste Abgabeoperation ausgeführt werden soll.
Falls verschiedene unterschiedliche Tintenpellets zu
einer bestimmten Zeit ausgegeben werden sollen, kann
der oben beschriebene Arbeitsgang so oft ausgeführt
werden, wie erforderlich ist, während der Druckkopf
sich in einer Stellung befindet, um diese Pellets
aufzunehmen.
Die vollständige Betriebsschaltung umfaßt auch Vorrich
tungen zur Anzeige, daß der Druckkopf in der Lade
station angehalten ist.
Claims (11)
1. Farbdrucker mit einer Nachfüllvorrichtung für Phasenwech
sel-Tintenpellets, mit
einem Druckkopf (2) mit mehreren Druckkopf-Reservoirs (4), von denen jedes für Tinte einer anderen Farbe vorgesehen ist,
mehreren Tintenpellet-Speichereinrichtungen (14) zum Spei chern von Tintenpellets (20) jeweils einer Farbe, wobei die Speichereinrichtungen (14) jeweils einen Zuführkanal (16) zum Zuführen der Pellets (20) und einen Auslaß auf weisen,
mehreren Pellet-Transportkanälen (24), die jeweils einer Speichereinrichtung (14) und dem zugehörigen Druckkopf- Reservoir (4) zugeordnet sind, und
einer Selektionsvorrichtung, die ein Tintenpellet (20) ei ner bestimmten Farbe zur Übertragung zu dem zugehörigen Reservoir (4) selektiert,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Tintenpellet-Übertragungseinrichtung (26) vorge sehen ist, die die Transportkanäle (24) enthält und die zwischen einer Aufnahmeposition, in der sie ein Tintenpel let (20) von dem Auslaß der jeweiligen Speichereinrichtung (14) aufnimmt, und einer Abgabeposition bewegbar ist, in der sie das aufgenommene Tintenpellet (20) durch den Transportkanal (24) in das Druckkopfreservoir (4) abgibt,
daß die Übertragungseinrichtung mehrere unabhängig von einander bewegbare Übertragungsvorrichtungen (26) auf weist, die jeweils einen der Transportkanäle (16) aufwei sen, und
daß eine Antriebsvorrichtung (134) mit einem einzigen An trieb (60) vorgesehen ist, der an die Pellet- Übertragungseinrichtung zum Betrieb der Übertragungs vorrichtungen (26) gekoppelt ist.
einem Druckkopf (2) mit mehreren Druckkopf-Reservoirs (4), von denen jedes für Tinte einer anderen Farbe vorgesehen ist,
mehreren Tintenpellet-Speichereinrichtungen (14) zum Spei chern von Tintenpellets (20) jeweils einer Farbe, wobei die Speichereinrichtungen (14) jeweils einen Zuführkanal (16) zum Zuführen der Pellets (20) und einen Auslaß auf weisen,
mehreren Pellet-Transportkanälen (24), die jeweils einer Speichereinrichtung (14) und dem zugehörigen Druckkopf- Reservoir (4) zugeordnet sind, und
einer Selektionsvorrichtung, die ein Tintenpellet (20) ei ner bestimmten Farbe zur Übertragung zu dem zugehörigen Reservoir (4) selektiert,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Tintenpellet-Übertragungseinrichtung (26) vorge sehen ist, die die Transportkanäle (24) enthält und die zwischen einer Aufnahmeposition, in der sie ein Tintenpel let (20) von dem Auslaß der jeweiligen Speichereinrichtung (14) aufnimmt, und einer Abgabeposition bewegbar ist, in der sie das aufgenommene Tintenpellet (20) durch den Transportkanal (24) in das Druckkopfreservoir (4) abgibt,
daß die Übertragungseinrichtung mehrere unabhängig von einander bewegbare Übertragungsvorrichtungen (26) auf weist, die jeweils einen der Transportkanäle (16) aufwei sen, und
daß eine Antriebsvorrichtung (134) mit einem einzigen An trieb (60) vorgesehen ist, der an die Pellet- Übertragungseinrichtung zum Betrieb der Übertragungs vorrichtungen (26) gekoppelt ist.
2. Farbdrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Antriebsvorrichtung (134) an die Übertragungsvorrich
tungen (26) gekoppelt ist und daß die Selektionsvorrich
tung mit den Übertragungsvorrichtungen (26) derart zusam
menwirkt, daß zu jeder Zeit nur eine einzige Übertragungs
vorrichtung (26) von der Aufnahmeposition in die Abgabepo
sition bewegbar ist.
3. Farbdrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Abstand zwischen den Druckkopfreservoirs
(4) verschieden ist von dem Abstand zwischen den Übertra
gungsvorrichtungen (26),
daß die Selektionsvorrichtung eine Vielzahl von Bewegungs begrenzungsteilen (36) aufweist, die jeweils an einer Übertragungsvorrichtung (26) befestigt sind, und
daß ein Selektionssteuerglied an dem Druckkopf (2) vorge sehen ist, daß nur einer selektierten Übertragungsvorrich tung. (26) die Bewegung in die Abgabeposition erlaubt.
daß die Selektionsvorrichtung eine Vielzahl von Bewegungs begrenzungsteilen (36) aufweist, die jeweils an einer Übertragungsvorrichtung (26) befestigt sind, und
daß ein Selektionssteuerglied an dem Druckkopf (2) vorge sehen ist, daß nur einer selektierten Übertragungsvorrich tung. (26) die Bewegung in die Abgabeposition erlaubt.
4. Farbdrucker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Selektionssteuerglied einen an dem Druckkopf (2) ange
brachten Anschlag (40) aufweist, der auf die Pellet-
Übertragungseinrichtung zeigt, um mit den Bewegungsbegren
zungsteilen (36) in Eingriff zu kommen, wobei der Anschlag
(40) mit mehreren Öffnungen versehen ist, die jeweils der
art angeordnet sind, daß das jeweilige Bewegungsbe
grenzungsteil (36) in die Öffnung eingreift, wenn der
Druckkopf (2) sich in einer Position befindet, in der das
zugeordnete Reservoir (4), auf eine der Übertragungs
vorrichtungen (26) ausgerichtet ist.
5. Farbdrucker nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (134) eine an alle
Übertragungsvorrichtungen (26) gekoppelte Reibungskupplung
aufweist.
6. Farbdrucker nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekenn
zeichnet, daß alle Transportkanäle (24) gleichzeitig zwi
schen den Aufnahme- und Abgabepositionen bewegbar sind,
und
daß die Selektionsvorrichtung Sperrelemente (88) zum ge
trennten Blockieren jeweils einer der Transportkanäle (24)
und eine mit den Sperrelementen (88) gekoppelte Freigabe
vorrichtung aufweist, die ein Sperrelement (88) bewegt, um
jeweils einen Transportkanal (26) freizugeben.
7. Farbdrucker nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (134) eine Welle
(30) antreibt und daß eine Kupplung vorgesehen ist, die
die Welle (30) an die Pellet-Übertragungsvorrichtungen
(26) ankuppelt.
8. Farbdrucker nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich
net, daß die Freigabevorrichtung mehrere Nockenelemente
(78) aufweist, die jeweils an der Welle (72) befestigt
sind und daß jedes Nockenelement (78) derart angeordnet
ist, daß es ein bestimmtes Blockierelement in Abhängigkeit
von der Rotation der Welle (72) relativ zur Pellet-
Übertragungseinrichtung (26) bewegt.
9. Farbdrucker nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich
net, daß die Kupplung eine Verbindungsvorrichtung auf
weist, die zwischen einer Eingriffposition, in der die
Welle (72) mit der Pellet-Übertragungsvorrichtung (26)
verbunden ist, und einer Freigabeposition, in der die Wel
le (72) von der Pellet-Übertragungsvorrichtung (26) ge
trennt ist, bewegbar ist, so daß sich die Welle (72) unab
hängig von der Pellet-Übertragungseinrichtung dreht.
10. Farbdrucker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Welle (30) bei Drehung in Vorwärtsrichtung die Pellet-
Übertragungsvorrichtung (26) aus der Aufnahmeposition in
die Abgabeposition bewegt, und bei Drehung in Rückwärts
richtung die Pellet-Übertragungsvorrichtung (26)aus der
Abgabeposition in die Aufnahmeposition bewegt, und
daß die Verbindungsvorrichtung in die Freigabeposition nur
dann bewegbar ist, wenn sich die Welle (72) in Rückwärts
richtung dreht.
11. Farbdrucker nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Drucker einen eingesetzten Halter auf
weist, der die Speichereinrichtungen (14) hält, und daß
der Zuführkanal (16) jeder Speichereinrichtung (14)
schlangenförmig ausgebildet ist und nach unten zu dem Aus
laß geneigt ist, wenn die Speichereinrichtung in den Hal
ter (10) eingesetzt ist.
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