EP0500563A1 - Tintendruckwerk mit austauschbaren druckköpfen. - Google Patents

Tintendruckwerk mit austauschbaren druckköpfen.

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EP0500563A1
EP0500563A1 EP90915307A EP90915307A EP0500563A1 EP 0500563 A1 EP0500563 A1 EP 0500563A1 EP 90915307 A EP90915307 A EP 90915307A EP 90915307 A EP90915307 A EP 90915307A EP 0500563 A1 EP0500563 A1 EP 0500563A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
printing unit
printheads
locking
unit according
Prior art date
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Granted
Application number
EP90915307A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP0500563B1 (de
Inventor
Manfred Lehmann
Peter Koller
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Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0500563A1 publication Critical patent/EP0500563A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0500563B1 publication Critical patent/EP0500563B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J25/00—Actions or mechanisms not otherwise provided for
    • B41J25/34—Bodily-changeable print heads or carriages

Definitions

  • the invention relates to an ink printing unit with interchangeable print heads according to the preamble of patent claim 1.
  • a print head structure is known for use in ink writing devices (DE-OS 28 43 064), in which a large number of outlet nozzles arranged in high density are provided, from which individual ink droplets are ejected and thrown against a recording medium .
  • the droplet ejection in such a drop-on-demand print head takes place under the influence of thermoelectric conversion elements.
  • thermoelectric conversion elements These are arranged in the form of heating resistors on a substrate, can be controlled individually and are assigned to individual ink channels. When a heating resistor is activated, an ink vapor bubble is generated in the relevant ink channel, which leads to the ejection of a single droplet.
  • This method which has become known as bubble jet technology, enables the construction of an ink writing device with high resolution capability, the writing head being able to be constructed with many nozzle openings arranged closely next to one another.
  • Such ink printheads have a limited service life due to signs of wear and aging processes.
  • Causes of possible operational malfunctions which can lead to failures of the ink printing units include, among other things, drying or drying of the writing fluid, - strong changes in the viscosity of the writing fluid or contamination or clogging of the nozzle area by foreign body particles, for example paper dust.
  • Ink engines can also destroy the concave
  • a writing device with an exchangeable writing head having an ink writing mechanism for generating different fonts is known.
  • a locking device is provided on a carriage.
  • the carriage When the carriage returns to the rest position, in which the write head is in a protected position outside the writing area, it can be automatically coupled to a control lever mounted in the frame and is pivotably mounted in two end positions for uncoupling and coupling the write head and the ink container . This enables an easy change of the print head and the printing operation can be continued at any time after this change without any problems.
  • EP 0255 867 A2 shows an ink printing device which, due to interchangeable ink printing heads, is suitable for both multi-color and single-color printing.
  • the ink print head is designed to be exchangeable on the printer carriage via a holding device, a first type of ink printheads associated with monochrome ink printing and a second type of ink printheads associated with multicolored ink printing. is not.
  • a coding matrix is arranged between the actual control circuit of the printing device and the exchangeable ink print head, which automatically links the corresponding connections to the control arrangement when changing from an ink print head of one type to an ink print head of the other type (multi-colored).
  • This coding matrix can be designed as a plug-in connection, the individual plug contacts being connected to plug-in switches which close the corresponding connections when the ink print head is inserted into the holding device.
  • a sensing device is also provided which detects the type of ink print head used and in Depending on this, a coding matrix linking the nozzles to the control circuit is switched and / or a display device is actuated.
  • a further possibility of creating exchangeable ink print heads in a simple manner is to arrange the container for the ink supply directly on the ink print head, so that when such a head is replaced, the complete unit " ink print head " with ink supply is replaced (EP 0 125 742 Bl).
  • this has the advantage that no fluid mechanical connections have to be coupled when replacing such a disposable unit, the time intervals between the individual exchange procedures are small due to the relatively small supply of writing fluid in the reservoir to be moved.
  • the invention is based on the object of providing an ink printer of the type mentioned at the outset which makes it possible to produce printouts in both single and multi-color with high resolution and whose ink print heads can be replaced in a simple manner without adjustment processes. This object is achieved in an ink printing unit of the type mentioned at the outset according to the characterizing features of patent claim 1.
  • the ink writing device In the ink writing device according to the invention, a separation between the lower part of the printing unit and the actual printing heads is easily realized.
  • the ink reservoir with the associated fill level monitoring, the printer carriage guidance with the clock scanning as well as the receptacle for the print heads are housed in the lower part ⁇ direction allows the ink printheads to be changed if necessary When the ink printheads are inserted, a mechanical, electrical and fluid-mechanical coupling of the ink printheads to the lower part of the printing unit is produced at the same time.
  • the ink printheads can be interchanged. For example, only a single ink print head is used in an ink writing device for black printing, or four ink printing heads for the colors black, cyan blue, magenta and yellow are used in an ink writing device provided for color printing.
  • the simple exchange concept also allows the use of any printheads e.g. with different desired colors.
  • the ink printheads are empty before being inserted into the lower part of the printing unit and are filled with a suction pump via a cleaning and sealing station known per se. Filling is also possible by overprinting on the ink reservoir. By rinsing and / or cleaning the ink printheads, each printhead can be used for a different color.
  • FIG. 1 and FIG. 2 show an exemplary embodiment of a spray module in an ink writing device
  • FIG. 3 shows in principle an ink print head arranged on a printing unit with a spray module according to FIGS. 1 and 2,
  • FIG. 4 shows a detached ink printhead which is plugged and locked onto the lower part of the printing unit
  • FIG. 5 shows a perspective view of a fastening part of the printing unit.
  • the spray module 11 consists of a substrate 1 on which ink channels and heating resistors assigned to them are formed.
  • the ink channels 5 can be formed, for example, by dividers 2 and by the formation of a cover 6.
  • the spray module 11 On the side facing a recording medium, the spray module 11 thus has a number of outlet openings or nozzles 3.
  • the ink channels are connected to a common ink chamber 7. This is formed, for example, by a shape in the cover plate 6.
  • the ink is supplied via an ink inlet opening 10, which in the example is carried out through the cover plate 6.
  • Each heating resistor 4 can be controlled from the outside via an individual contact connection 8 and a contact connection 9 common to all heating elements.
  • the contact connections 8, 9 are preferably arranged in the form of conductor tracks on the substrate 1.
  • a heating resistor 4 When a heating resistor 4 is activated, an abrupt temperature increase occurs in the immediate vicinity of this heating resistor, which leads to the formation of an ink vapor bubble in the ink channel 5 and causes an individual droplet to be expelled from the nozzle 3.
  • the ink vapor bubble collapses very quickly, which on the one hand promotes the detachment of the ink droplet from the nozzle 3, and on the other hand leads to the suction of ink and thus to the refilling of the ink channel.
  • FIG. 3 shows an ink printing unit in which a separation between the lower part of the ink printing unit and the actual printing heads is realized.
  • the inkjet print heads 12 are arranged in parallel in the writing line direction next to one another on the inkjet printer lower part 18 and each contain a spray module 11 directed in the direction of a recording medium 20 and described with reference to FIGS. 1 and 2. Cyan and black are provided, of which only one, namely the foremost print head, is shown in the illustration according to FIG. 3.
  • the axis identified by reference numeral 13 within the print head 12 marks the center of the writing field, which can be printed with the spray module 11 during a line scan.
  • the record carrier 20 is transported line by line by a platen roller 19 and serves during of writing as a counterpart.
  • the printing unit can be moved back and forth in the line direction in front of the recording medium 20 on guide rods 21, 22 in a manner not shown here.
  • the ink supply containers 15, 16 are each provided with a device for monitoring the fill level, the electrical connections, of which only one ribbon cable 17 is shown in FIG. 3, the printer carriage guide with clock scanning 14 and the receptacle for the ink print heads .
  • two ink supply containers are provided, one of which is filled with the color black and the other container contains the three primary colors yellow, magenta red and cyan blue in three separate bottles.
  • One or more ink print heads 12 can be plugged and locked into the lower part 18 of the printing unit and are easily exchangeable by the user of the ink printing device.
  • the interchangeable ink print head 12 essentially consists of a carrier plate 23, preferably made of aluminum, with a glued-on spray module 11, an ink feed with a hollow needle 24 for the fluid mechanical coupling and a printed circuit board with a conductor foil 32 for the electrical connection.
  • the carrier plate is designed as a pluggable unit in such a way that guide and latching elements of the lower part 18 of the printing unit come into direct contact with it.
  • Lugs 37, 38 having a rectangular shape are formed, which are inserted into corresponding recesses in a head guide 34, which is realized as a plastic injection-molded part, and then locked.
  • the upper side of the corresponding cap 26 is pierced by the hollow needle 24 belonging to the ink supply and the fluid-mechanical connection with the ink supply containers is established.
  • a ring made of metallic material pressed onto the individual caps 26 prevents any leaks, even with removed ink print heads and thus hollow needles 24.
  • the hollow needles 24 lead on the carrier plates 23 to the injection modules 11, where they pass through a cover plate made of glass an ink chamber opens.
  • the reference numeral 36 designates a sealing ring which seals the connection point between the ink supply and the ink chamber.
  • the printing unit lower part 18 has a comb-like guide element 35 on the end face directed towards the recording medium in addition to the head guide 34 (FIG. 5).
  • this comb part which is preferably implemented as a metal stamped and bent part is, are at the upper edge and at the obtuse-angled counter to the ejection direction of the injection module lower
  • End receiving slots provided with funnel-shaped insertion bevels.
  • One receiving slot each at the upper and lower ends of the comb part serve to guide a carrier plate 23.
  • a comb part for a printing unit with four pairs of receiving slots i.e. shown for ink print heads on four individual carrier plates.
  • the head guide 34 has an upwardly raised wall 42, on the upper edge of which, likewise in the sectional view according to FIG. 4, shaped receiving slots corresponding to the receiving slots in the comb part 35 are formed.
  • the width 43 of the receiving slots 39, 40 is adapted to the thickness of the carrier plates 23 present in the corresponding insertion area and is identical for all receiving slots, so that the individual carrier plates and thus the individual printheads within the existing slots are interchanged can.
  • the parts for the electrical coupling and for locking the ink print heads are also arranged in the head guide 34.
  • the electrical connection of the thermowandler of the spraying module 11 takes place via a conductor foil 32 running on the carrier plate 2 and is contacted when the ink printheads are inserted and locked with a connecting line 17 leading to the central control of the writing device and all ink printheads common.
  • the conductor foil 32 has raised contact pads in the connection area, which are pressed onto corresponding contact points of the connection line 17.
  • a strip made of a rubber-elastic material 33, for example made of elastomer, is embedded in the head guide 34 as a counterbearing. In conjunction with the raised contact pads on the conductor foil, this elastomeric pressure element 33 ensures the necessary contact security.
  • Centering pins 43 in the head receptacle 34 allow a precise position Order of the connecting line 17 to the individual ink printheads 12.
  • a pawl 29 is used, which can be snapped into a not specified recess in the shoulder 38 of the carrier plate 23.
  • the pawl 29 is pivotally arranged on a lever 44 mounted on one side on the printing unit lower part 18 by means of an axis 45.
  • the end of a leaf spring 27 is clamped in the pawl 29 above its fulcrum, the free end of which leads via the lever 44 in the direction of a locking lever 31 arranged on the side of the printing unit.
  • the locking lever 31 is pivotally mounted on the lower part 18 of the printing unit on an axis 46.
  • a cam 28 which is firmly connected to it and is common to all ink print heads, is formed on which the leaf springs 27 rest.
  • a nose-like projection 47 is provided on the lever 44 carrying the pawl 29, which ensures that the leaf spring 27 does not deflect upwards when the ink printheads are locked and the pivoting movement of the locking lever 31 via the leaf spring 27 onto the pawl 29 is secure is transmitted.
  • a pawl 29 is provided for each pluggable ink print head, which is pressed into the latching recess of the corresponding attachment 38 via a leaf spring 27. This ensures that the locking force of the individual ink printheads is independent of one another for all ink printheads despite a single locking lever with a common cam.
  • the projections 37 and 38 protruding from the carrier plate in the plugging direction enter the corresponding receptacles of the head guide 34 and perform a rough demonstration.
  • the hollow needle 24 of the ink supply system pierces the elastic cap 26. In this embodiment, it tolerates a possibly occurring center offset and reliably seals the connection point in any case.
  • the insertion bevels both on the head guide 34 and on the comb 35 facilitate the transition from the rough guide to the exact assignment of the
  • the comb with its finely punched receiving slots 39, 40 takes the lead and positions the carrier plates in the correct position.
  • the carrier plate 23 comes to rest at the points marked with the reference symbols A, B, C.
  • a leaf spring 30 is provided for each ink print head 12 in the area of the attachment 37 between the contact points A and B.
  • This leaf spring compensates for the play occurring perpendicular to the plane of the drawing and is designed so that it only presses laterally against the support plate 23 at the end of the plugging process, so that the lateral force thereby generated does not have to be overcome during the entire plugging process.
  • the locking lever 31 is pivoted clockwise. This also rotates the common cam 28 in the same direction and tensions the leaf spring 27. Since this spring is firmly clamped both on the lever 44 and on the pawl 29 and the lever 44 is rotatably mounted on the lower part 18 of the printing unit, the pawl arranged on this lever becomes 29 pressed with its locking lug into the locking recess of the attachment 38.
  • the contour of the cam is matched to the leaf spring in such a way that there is a dead center rest, i.e. that the
  • Carrier plates are locked and secured via frictional forces.

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  • Ink Jet (AREA)

Description

Tintendruckwerk mit austauschbaren Druckköpfen
Die Erfindung betrifft ein Tintendruckwerk mit austauschbare Druckköpfen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Für den Einsatz in Tintenschreibeinrichtungen ist ein Druck¬ kopfaufbau bekannt (DE-OS 28 43 064), bei dem eine Viel- zahl von in hoher Dichte angeordneter Austrittsdüsen vor¬ gesehen ist, aus denen einzelne Tintentröpfchen ausge¬ stoßen und gegen einen Aufzeichnungsträger geschleudert werden. Der Tröpfchenausstoß in einem solchen sogenannnten Drop on Demand-Druckkopf erfolgt unter dem Einfluß von thermoelektrischen Wandlerelementen. Diese sind in Form von Heizwiderständen auf einem Substrat angeordnet, individuell ansteuerbar und einzelnen Tintenkanälen zugeordnet. Bei An- steuerung eines Heizwiderstandes wird im betreffenden Tin¬ tenkanal eine Tintendampfblase erzeugt, die zum Ausstoß eines einzelnen Tröpfchens führt. Dieses unter dem Begriff Bubble Jet-Technik bekanntgewordene Verfahren ermöglicht den Aufbau einer Tintenschreibeinrichtung mit hoher Auflösungs¬ fähigkeit, wobei der Schreibkopf mit vielen eng nebenein¬ ander angeordneten Düsenöffnungen aufgebaut werden kann.
Solche Tintendruckköpfe weisen aufgrund von Verschleißer¬ scheinungen und Alterungsprozessen eine begrenzte Lebens¬ dauer auf. Ursachen für mögliche Betriebsstörungen, die zu Ausfällen der Tintendruckwerke führen können, sind u.a. auch Ein- oder Antrocknen der Schreibflüssigkeit,- starke Änderun¬ gen der Viskosität der Schreibflüssigkeit oder Verschmutzun¬ gen bzw. Verstopfungen des Düsenbereichs durch Fremdkörper¬ partikel, z.B. Papierstaub. Bei mit Unterdruck arbeitenden Tintendruckwerken kann auch eine Zerstörung des konkaven
Tintenmeniskus am Düsenende zu Störungen und im Extremfall zu Betriebsausfällen führen.
Um einen ungestörten Betrieb solcher Tintenschreibeinrich- tungen sicherzustellen, ist es üblich, die Druckköpfe an¬ nähernd auf die Lebensdauer auszulegen oder eine teure überdimensionierung in Kauf zu nehmen. Ein notwendig werden¬ der Austausch von auf Lebensdauer eingesetzten Druckköpfen kann dann in der Regel nur von einem geschulten Service¬ personal, nicht aber von der Bedienperson der Schreibeinrich¬ tung durchgeführt werden.
Aus der DE 33 42 895 AI ist eine Schreibeinrichtung mit einem auswechselbaren Schreibkopf aufweisenden Tintenschreib¬ werk zur Erzeugung unterschiedlicher Schriftarten bekannt. Um eine sichere Handhabung beim Wechsel des Schreibkopfes zu gewährleisten, insbesondere ein Verschmutzen der Aus¬ trittsdüsen und einen Lufteintritt in das Schreibkopfinnere zu vermeiden, ist eine Verriegelungseinrichtung auf einem Schlitten vorgesehen. Diese ist bei Rückkehr des Schlittens in die Ruhelage, in der sich der Schreibkopf in geschützter Stellung außerhalb des Schreibbereichs befindet, mit einem im Gestell gelagerten Steuerhebel automatisch kuppelbar und ist zum Ent- und Ankuppeln des Schreibkopfes und des Tin¬ tenbehälters in zwei Endlagen schwenkbar gelagert. Hierdurch wird ein leichter Wechsel des Schreibkopfes ermöglicht und der Druckbetrieb kann nach diesem Wechsel jederzeit störungs¬ frei fortgesetzt werden.
Die EP 0255 867 A2 zeigt eine Tintendruckeinrichtung, die durch austauschbare Tintendruckköpfe sowohl zum mehrfarbigen als auch zum einfarbigen Drucken geeignet ist. Der Tinten¬ druckkopf ist auf dem Druckerwagen über eine Haltevorrichtung auswechselbar ausgestaltet, wobei eine erste Art von Tinten- druckköpfen dem einfarbigen Tintendruck und eine zweite Art von Tintendruckköpfen dem mehrfarbigen Tintendruck zugeord-. net ist. Zwischen der eigentlichen Ansteuerschaltung der Druckeinrichtung und dem austauschbaren Tintendruckkopf ist eine Codiermatrix angeordnet, die beim Wechseln von eine Tintendruckkopf der einen Art auf einen Tintendruckkopf der anderen Art (mehrfarbig) automatisch die entsprechenden Ver¬ bindungen zur Ansteueranordnung verknüpft. Diese Codier¬ matrix kann dabei als Steckverbindung ausgeführt sein, wobei die einzelnen Steckkontakte mit Steckschaltern in Verbin¬ dung stehen, die beim Einstecken des Tintendruckkopfes in die Haltevorrichtung die entsprechenden Verbindungen schließ Außerdem ist eine Fühleinrichtung vorgesehen, welche die Art des verwendeten Tintendruckkopfes erfaßt und in Abhängigkeit davon eine die Düsen mit der Ansteuerschaltung verknüpfende Codiermatrix schaltet und/oder eine Anzeigevorrichtung be¬ tätigt.
Eine weitere Möglichkeit, auf einfache Weise austauschbare Tintendruckköpfe zu schaffen, besteht darin, den Behälter für den Tintenvorrat unmittelbar am Tintendruckkopf anzu¬ ordnen, so daß beim Tausch eines solchen Kopfes die komplette Einheit -Tintendruckkopf' mit Tintenvorrat- ersetzt wird (EP 0 125 742 Bl). Dies hat zwar den Vorteil, daß beim Tausch einer solchen Wegwerf-Einheit keine fluidmechanischen Verbindungen zu koppeln sind, aber die Zeitabstände zwischen den einzelnen Austauschprozeduren sind durch den relativ kleinen Vorrat an Schreibflüssigkeit im mitzubewegenden Reservoir gering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Tintendruckwer der eingangs genannten Art bereitzustellen, das es ermöglicht, Ausdrucke sowohl ein- als auch mehrfarbig mit hoher Auflösung zu erstellen und dessen Tintendruckköpfe auf einfache Weise ohne Justiervorgänge ausgetauscht werden können. Diese Aufgabe wird bei einem Tintendruckwerk der eingangs genannten Art gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei dem erfindungsgemäßen Tintenschreibwerk ist auf einfache Weise eine Trennung zwischen Tintendruckwerkunterteil und den eigentlichen Tintendruckkopfen realisiert. Im Unterteil sind die Tintenvorratsbehälter mit den zugehörigen Füll¬ standsüberwachungen, die Druckerwagenführung mit der Takt¬ abtastung sowie die Aufnahme für die Druckköpfe untergebracht Die Vorteile eines solchen Tintenschreibwerkes liegen vor allem in einer besonders aufwandsarmen konstruktiven Gestal¬ tung, die es auch ungeschulten Bedienpersonen der Schreibein¬ richtung erlaubt, die Tintendruckköpfe bei Bedarf zu wechseln Beim Stecken der Tintendruckköpfe wird gleichzeitig eine mechanische, elektrische und fluidmechanische Kopplung der Tintendruckköpfe mit dem Druckwerkunterteil hergestellt.
Da die einzelnen Druckköpfe auf separaten, identischen Trägerplatten angeordnet sind und auch alle Steckplätze für die Trägerplatten identisch ausgestaltet sind, können die Tintendruckköpfe untereinander ausgetauscht werden. So kann z.B. in einer Tintenschreibeinrichtung für Schwarzdruck nur ein einziger Tintendruckkopf oder in eine für Farbdruck vorgesehene Tintenschreibeinrichtung vier Tintendruckköpfe für die Farben Schwarz, Cyanblau, Magentarot und Gelb eingesetzt werden. Das einfache Tauschkonzept gestattet auch die Verwendung beliebiger Druckköpfe z.B. mit verschiedenen Wunschfarben.
Ferner ist eine Anordnung von verschiedenen Druckköpfen für verschiedene Tröpfchengrößen, d.h. unterschiedliche Strich¬ stärken bei sonst gleichen Verhältnissen möglich. Die verschiedenen Steckplätze im Tintendruckwerkunterteil lassen sich mit verschiedenen Druckköpfen und abgestimmten Grau-Tinten (z.B. Schwarz, Dunkel-, Mittel-, Hellgrau) ver¬ sehen. Dadurch wird in besonders einfacher Weise eine Halb- tonwiedergabe mit feinen Grauwertstufen realisierbar.
Die Tintendruckköpfe sind vor dem Stecken in das Druckwerk¬ unterteil leer und werden über eine an sich bekannte Reini- gungs- und Dichtstation mit einer Saugpumpe gefüllt. Das Füllen ist auch durch Überdruck auf den Tintenvorratsbehälte möglich. Durch Spülen und/oder Reinigen der Tintendruckköpfe kann dabei jeder Druckkopf für eine andere Farbe verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbei¬ spiels erläutert, wozu auf die Zeichnungen verwiesen, wird. Dort zeigen
Figur 1 und Figur 2 ein Ausführungsbeispiel für ein Spritz¬ modul in einer Tintenschreibeinrichtung, Figur 3 in Prinzipdarstellung einen auf einem Druckwerk angeordneten Tintendruckkopf mit einem Spritzmodul nach den Figuren 1 und 2,
Figur 4 einen auf dem Druckwerkunterteil gesteckter und ver- rasteter Tintendruckkopf in Detaildarstellung und Figur 5 ein Befestigungsteil des Druckwerkes in perspektivi¬ scher Darstellung.
Gemäß den Figuren 1 und 2 besteht das Spritzmodul 11 aus einem Substrat 1, auf dem Tintenkanäle und diesen zugeordnet Heizwiderstände ausgebildet sind. Die Tintenkanäle 5 können z.B. durch Trennstege 2 und durch die Ausbildung einer Ab¬ deckung 6 gebildet werden. Auf der einem Aufzeichnungsträger zugewandten Seite besitzt das Spritzmodul 11 somit eine Reihe von Austrittsöffnungen oder Düsen 3. Die Tintenkanäle stehen mit einer gemeinsamen Tintenkammer 7 in Verbindung. Diese wird z.B. durch eine Ausformung in der Abdeckplatte 6 gebildet. Die Tintenzufuhr erfolgt über eine Tinteneintritts¬ öffnung 10, die im Beispiel durch die Abdeckplatte 6 hin¬ durchgeführt sit. Es ist aber auch eine Tintenzufuhr durch das Substrat möglich. Jeder Heizwiderstand 4 ist über einen individuellen Kontaktanschluß 8 und einen für alle Heizele¬ mente gemeinsamen Kontaktanschluß 9 von außen her ansteuer¬ bar. Die Kontaktanschlüsse 8,9 sind vorzugsweise in Form von Leiterbahnen auf dem Substrat 1 angeordnet. Bei der An- Steuerung eines Heizwiderstandes 4 erfolgt in der unmittel¬ baren Umgebung dieses Heizwiderstandes eine sprungartige Temperaturerhöhung, die zur Ausbildung einer Tintendampfblase im Tintenkanal 5 führt und den Ausstoß eines Einzeltröpfchens aus der Düse 3 bewirkt. Nach Beendigung eines Heizvorganges bricht die Tintendampfblase sehr schnell zusammen, was einer¬ seits die Ablösung des Tintentröpfchens aus der Düse 3 för¬ dert, andererseits zum Nachsaugen von Tinte und damit zum Wiederauffüllen des Tintenkanals führt.
Die Figur 3 zeigt ein Tintendruckwerk, bei dem eine Trennung zwischen Tintendruckwerkunterteil und den eigentlichen Druck- kδpfen realisiert ist. Die Tintendruckköpfe 12 sind parallel in Schreibzeilenrichtung nebeneinander auf dem Tintendruck¬ werkunterteil 18 auswechselbar angeordnet und beinhalten je ein in Richtung eines Aufzeichnungsträgers 20 gerichtetes und anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenes Spritzmodul 11. Vorzugsweise sind vier solcher Tintendruckkδpfe 12 für die Druckfarben Gelb, Magentarot, Cyanblau und Schwarz vorge¬ sehen, von denen in der Darstellung nach der Figur 3 ledig- lieh einer, nämlich der vorderste Druckkopf gezeigt ist. Die mit dem Bezugszeichen 13 gekennzeichnete Achse innerhalb des Druckkopfes 12 markiert die Mitte des Schriftfeldes, welches mit dem Spritzmodul 11 während eines Zeilendurchlaufes be¬ druckt werden kann. Der Aufzeichnungsträger 20 wird von einer Schreibwalze 19 zeilenweise transportiert und dient während des Schreibens als Druckgegenlager. Das Druckwerk ist in hier nicht näher dargestellter Weise in Zeilenrichtung vor dem Aufzeichnungsträger 20 auf Führungsstangen 21,22 hin- und herbewegbar. Im Druckwerkunterteil 18 sind die Tinten- vorratsbehälter 15,16 mit je einer den Füllstand überwachen¬ den Vorrichtung, die elektrischen Anschlüsse, von denen in der Figur 3 nur eine Flachbandleitung 17 gezeigt ist, die Druckerwagenführung mit Taktabtastung 14 sowie die Aufnahme für die Tintendruckköpfe untergebracht. Bei Verwendung eines solchen Tintendruckwerkes zum Erstellen von mehrfarbigen
Ausdrucken oder Farbgrafiken sind zwei Tintenvorratsbehälter vorgesehen, von denen einer mit der Farbe Schwarz gefüllt ist und der andere Behälter die drei Grundfarben Gelb, Magenta rot und Cyanblau in drei getrennten Flaschen enthält.
In das Druckwerkunterteil 18 sind einer oder mehrere Tinten¬ druckköpfe 12 steck- und arretierbar vom Benutzer der Tin¬ tendruckeinrichtung leicht austauschbar angeordnet.
Zu diesem Zweck ist eine mechanische, elektrische und hydrau¬ lische Trennung zwischen Tintendruckkopf und Druckwerkunter¬ teil realisiert, die im nachfolgenden anhand der Figur 4 näher beschrieben wird.
Diese Darstellung zeigt einen Tintendruckkopf im einge¬ steckten und verriegelten Zustand. Der austauschbare Tinten¬ druckkopf 12 besteht im wesentlichen aus einer vorzugsweise aus Aluminium hergestellten Trägerplatte 23 mit aufgeklebtem Spritzmodul 11, einer Tintenzuführung mit Hohlnadel 24 für die fluidmechanische Kopplung und aus einer Leiterplatte mit Leiterfolie 32 für die elektrische Verbindung. Die Träger- platte ist dabei als steckbare Einheit derart ausgebildet, daß Führungs- und Rastelemente des Druckwerkunterteils 18 unmittelbar mit ihr zur Anlage kommen. Hierzu sind an der Trägerplatte 23 zwei nach unten abragende, im wesentlichen rechteckför ige Gestalt aufweisende Ansätze 37,38 ausge¬ formt, die in entsprechende Ausnehmungen einer als Kunst¬ stoffspritzteil realisierten Kopfführung 34 gesteckt und anschließend verriegelt werden. Diese Ausformungen über- nehmen beim Stecken der Tintendruckköpfe die Grobführung. Zwischen den beiden Ansätzen 37,38 ragen die Spitzen der Hohlnadeln von der Unterseite der Trägerplatte 23 ab. In diesen Bereichen sind an der Kopfführung 34 fest mit ihr verbundene Anschlußstücke 41 in Form von Muffen zur Aufnahme der Hohlnadeln 24 vorgesehen. Die Muffen 41 sind an den Ein¬ trittsstellen für die Hohlnadeln 24 mit einer aus gummi¬ elastischem Material, z.B. einem Elastomer bestehenden Kappen 26 abgedeckt. Diese Kappen sind auf das freie Ende der Muffen aufgesteckt und umgreifen das freie Ende der Muffen in Art einer Überwurfmutter. An den gegenüberliegenden Enden der Muffen 41 können in der Figur nicht dargestellte Schlauch¬ stücke aufgeschoben werden, die zu den Tintenvorratsbehäl¬ tern führen. Beim Einstecken der einzelnen Trägerplatten 23 wird die Oberseite der entsprechenden Kappe 26 durch die zur Tintenzuführung gehörenden Hohlnadel 24 durchstochen und die fluidmechanische Verbindung mit den Tintenvorratsbehältern hergestellt. Ein auf die einzelnen Kappen 26 aufgedrückter Ring aus metallischem Werkstoff verhindert etwaige Undich¬ tigkeiten auch bei entfernten Tintendruckkopfen und damit aus den Kappen gezogene Hohlnadeln 24. Die Hohlnadeln 24 führen auf den Trägerplatten 23 zu den Spritzmodulen 11, wo sie durch eine Deckplatte aus Glas in eine Tintenkammer mündet. In der Figur 4 ist dabei mit dem Bezugszeichen 36 ein Dichtring bezeichnet, der die Verbindungsstelle der Tintenzuführung mit der Tintenkammer abdichtet.
Zur Führung und Halterung der Trägerplatten 23 weist das Druckwerkunterteil 18 an der zum Aufzeichnungsträger gerich¬ teten Stirnseite zusätzlich zu der Kopfführung 34 ein kamm- artiges Führungselement 35 auf (Figur 5). An diesem Kammteil, das bevorzugt als metallisches Stanz-Biegeteil realisiert ist, sind an der Oberkante und an dem stumpfwinklig entgegen der Ausstoßrichtung des Spritzmoduls abgekröpftem unteren
Ende Aufnahmeschlitze mit trichterförmigen Einführschrägen vorgesehen. Je ein Aufnahmeschlitz am oberen und unteren Ende des Kammteils dienen zur Führung einer Trägerplatte 23. In Figur 5 ist ein Kammteil für ein Druckwerk mit vier Paare von Aufnahmeschlitzen, d.h. für Tintendruckköpfe auf vier einzelnen Trägerplatten gezeigt. Die Kopfführung 34 weist an ihrem druckfernen Ende eine nach oben hochgezogene Wandung 42 auf, an deren Oberkante ebenfalls in der Schnittdarstellu nach Figur 4 nicht sichtbare Aufnahmeschlitze entsprechend den Aufnahmeschlitzen im Kammteil 35 ausgeformt sind. Die Breite 43 der Aufnahmeschlitze 39,40 ist dabei der im ent¬ sprechenden Einsteckbereich vorhandenen Dicke der Träger- platten 23 angepaßt und für alle Aufnahmeschlitze identisch, so daß die einzelnen Trägerplatten und damit die einzelnen Druckköpfe innerhalb der vorhandenen Steckplätze, unterein¬ ander ausgetauscht werden können.
In der Kopfführung 34 sind außerdem die Teile für die elek¬ trische Kopplung sowie für die Verriegelung der Tintendruck¬ köpfe angeordnet. Der elektrische Anschluß der Ther owandler des Spritzmoduls 11 erfolgt über eine auf der Trägerplatte 2 verlaufende Leiterfolie 32 und wird beim Einstecken und Verriegeln der Tintendruckköpfe mit einer zur Zentralsteueru der Schreibeinrichtung führenden und allen Tintendruckkopfen gemeinsamen Verbindungsleitung 17 kontaktiert. Hierzu weist die Leiterfolie 32 im Verbindungsbereich erhabene Kontaktpad auf, die auf entsprechende Kontaktstellen der Verbindungs- leitung 17 gedrückt werden. Als Gegenlager ist an der Ver¬ bindungsstelle in der Kopfführung 34 ein Streifen aus einem gummielastischem Material 33 beispielsweise aus Elastomer eingelassen. In Verbindung mit den erhaben angeordneten Kon¬ taktpads auf der Leiterfolie gewährleistet dieses elastomere Andruckelement 33 die nötige Kontaktsicherheit. Zentrier¬ stifte 43 in der Kopfaufnahme 34 erlauben eine lagegenaue Zu Ordnung der Verbindungsleitung 17 zu den einzelnen Tinten¬ druckkopfen 12.
Zur mechanischen Verriegelung der in die Kopfführung 34 und in den Führungskamm 35 eingesteckten Tintendruckköpfe 12 dient eine Klinke 29, die in eine nicht näher bezeichnete Rastaus¬ nehmung im Ansatz 38 der Trägerplatte 23 einrastbar ist. Die Klinke 29 ist auf einem am Druckwerkunterteil 18 mittels einer Achse 45 einseitig gelagerten Hebel 44 schwenkbar an- geordnet. In der Klinke 29 ist oberhalb ihres Drehpunktes das Ende einer Blattfeder 27 eingespannt, dessen freies Ende über den Hebel 44 in Richtung zu einem seitlich des Druck¬ werks angeordneten Verriegelungshebel 31 führt. Der Ver¬ riegelungshebel 31 ist an dem Druckwerkunterteil 18 schwenk- bar auf einer Achse 46 gelagert. Am Fußpunkt dieses Ver¬ riegelungshebels ist eine fest mit ihm verbundene und allen Tintendruckkopfen gemeinsame Nocke 28 ausgeformt, an denen die Blattfedern 27 aufliegen. An dem, die Klinke 29 tragenden Hebel 44 ist ein nasenartiger Vorsprung 47 vorgesehen, der sicherstellt, daß die Blattfeder 27 beim Verriegeln der Tin¬ tendruckköpfe nicht nach oben ausweicht und die Schwenkbe¬ wegung des Verriegelungshebels 31 über die Blattfeder 27 auf die Klinke 29 sicher übertragen wird. Für jeden steckbaren Tintendruckkopf ist je eine Klinke 29 vorgesehen, die über je eine Blattfeder 27 in die Rastausnehmung des entsprechen¬ den Ansatzes 38 gedrückt wird. Dadurch wird erreicht, daß die Verriegelungskraft der einzelnen Tintendruckköpfe trotz eines einzigen Verriegelungshebels mit einer gemeinsamen Nocke für alle Tintendruckköpfe voneinander unabhängig ist. Beim Einstecken einer Trägerplatte 23 gelangen die in Steck¬ richtung von der Trägerplatte abragenden Ansätze 37 und 38 in die entsprechenden Aufnahmen der Kopfführung 34 und über¬ nehmen eine grobe Vorführung. Schon während dieser Grob¬ führung durchstößt die Hohlnadel 24 des Tintenversorgungs- Systems die elastische Kappe 26. Durch ihre oben beschrie- bene Ausgestaltung toleriert sie einen eventuell auftre¬ tenden Mittenversatz und dichtet in jedem Fall die Verbin¬ dungsstelle zuverlässig ab. Die Einführschrägen sowohl an der Kopfführung 34 als auch an dem Kamm 35 erleichtern den Übergang von der Grobführung in die genaue Zuordnung der
Trägerplatten zu dem Tintendruckwerkunterteil und somit auch die Positionslage der Tintendruckköpfe. Gegen Ende des Steckhubes übernimmt der Kamm mit seinen fein gestanzten Aufnahmeschlitzen 39,40 die Führung und positioniert die Trägerplatten lagegenau. In gestecktem Zustand kommt die Trägerplatte 23 an den mit den Bezugszeichen A,B,C gekenn¬ zeichneten Stellen zur Anlage. Um die störende Passungsluft im Befestigungsbereich des Kammes 35 zu beseitigen, ist für jeden Tintendruckkopf 12 im Bereich des Ansatzes 37 zwischen den Anlagestellen A und B je eine Blattfeder 30 vorgesehen. Diese Blattfeder gleicht das auftretende Spiel senkrecht zur Zeichenebene aus und ist so ausgelegt, daß sie erst zum Schluß des Steckvorganges seitlich gegen die Trägerplatte 23 drückt, so daß die dadurch erzeugte seitliche Kraft nicht schon während des gesamten Steckvorganges überwunden werden muß. Zum Verriegeln der eingesteckten Trägerplatten wird der Verriegelungshebel 31 im Uhrzeigersinn verschwenkt. Damit wird auch die gemeinsame Nocke 28 gleichsinnig gedreht und spannt die Blattfeder 27. Da diese Feder sowohl an dem Hebel 44 als auch an der Klinke 29 fest eingespannt und der Hebel 44 auf dem Druckwerkunterteil 18 drehbar gelagert ist, wird die auf diesem Hebel angeordnete Klinke 29 mit seiner Rast¬ nase in die Rastausnehmung des Ansatzes 38 gedrückt. Die Kontur der Nocke ist dabei auf die Blattfeder derart abge- stimmt, daß eine Totpunktrast eintritt, d.h. daß die
Trägerplatten über Reibungskräfte verrastet und gesichert sind.

Claims

Patentansprüche
1. Tintendruckwerk für Tintenschreibeinrichtungen mit mehreren austauschbar angeordneten Tintendruckkopfen (12) zur Darstellung von ein- und/oder mehrfarbigen Zeichen und/ oder grafischen Mustern, das in Schreibzeilenrichtung ent¬ lang eines Aufzeichnungsträgers (20) hin- und herbewegbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß in einem, die steckbaren Tintendruckköpfe (12) aufnehmen- den Druckwerkunterteil (18) Mittel zur mechanischen, elektri¬ schen und fluidmechanischen Kopplung (27,28,29,31,26,41,33) der einzelnen Tintendruckköpfe (12) mit dem Tintendruckwerk- unterteil (18) vorgesehen sind und der Kopplungsvorgang auto¬ matisch während des Einsteckens der Tintendruckköpfe (12) in das Druckwerkunterteil (18) erfolgt.
2. Tintendruckwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Tintendruckköpfe (12) auf einzelnen, im Aufbau iden- tischen Trägerplatten (23) angeordnet sind und die Träger- platten (23) parallel in Schreibzeilenrichtung nebeneinander angeordnet sind.
3. Tintendruckwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckplätze für die einzelnen Trägerplatten (23) in dem Druckwerkunterteil (18) identisch ausgestaltet sind.
4. Tintendruckwerk nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die mechanische Kopplung der Tintendruckköpfe (12) über Führungselemente (34,35) und eine Verriegelungseinrichtung (28,29,27,44,31) erfolgt, welche die Tintendruckköpfe (12) im gesteckten Zustand mittels Rast- und Verriegelungsele¬ menten (29,38,28,31) arretiert.
5. Tintendruckwerk nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Verriegelungseinrichtung einen schwenkbaren Hebel
(44) mit darauf angeordneter, ebenfalls relativ zu dem Hebel (44) schwenkbare Klinke (29) umfaßt, die über eine Blatt¬ feder (27) und einen manuell zu betätigenden Verriegelungs hebel (31) mit zugeordneter Nocke (28) in Rastausnahmen der Trägerplatte (23) gedrückt werden.
6. Tintendruckwerk nach Anspruch 4 und 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Verriegelung aller Tintendruckköpfe (12) ein einziger Verriegelungshebel (31) mit einer gemeinsamen Nocke (28) vorgesehen ist, die auf individuelle, den einzelnen Tintendruckkopfen (12) zugeordnete Blattfedern (27) und
Klinken (29) wirkt, so daß die Verriegelungskraft der einzel¬ nen Tintendruckköpfe (12) voneinander unabhängig ist.
7. Tintendruckwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur elektrischen Kopplung der zu den einzelnen Tinten¬ druckkopfen (12) führenden Leiterfolie (32) auf der Träger- platte (23) mit einem zur Steuerung der Schreibeinrichtung führenden und allen Tintendruckkopfen (12) gemeinsamen Flachbandleitung (17) die jeweiligen Anschlußfahnen der Leitungen beim Verriegelungsvorgang aufeinandergedrückt werden.
8. Tintendruckwerk nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Flachbandleitung (17) im Kontaktierungsbereich über Zentrierelemente (43) den einzelnen Tintendruckkopfen (12) zugeordnet ist und als Druckgegenlager für den Verriegelungs¬ vorgang ein gummielastisches Andruckelement (33) vorgesehen ist.
9. Tintendruckwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur fluidmechanischen Kopplung des Tintendruckkopfes
(12) mit dem Druckwerkunterteil (18) eine in Steckrichtung der Trägerplatte (23) über die Kontur der Trägerplatte (23) hinausragende Hohlnadel (24) vorgesehen ist, die von einer am Druckwerkunterteil (18) angeordneten Kappe (26) aus gummielastischem Material aufgenommen wird und die die Fließverbindung zu den ebenfalls im Druckwerkunterteil (18) vorgesehenen Tintenvorratsbehältern (15,16) herstellt.
10. Tintendruckwerk nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Kappe (26) auf ein die Funktion einer Muffe er- füllendes Verbindungsstück (41) aufgesteckt ist und an deren Oberseite ein metallischer Ring (25) aufgedrückt ist, der eventuelle Undichtigkeiten bei einem entfernten Tintendruck¬ kopf (12) verhindert.
11. Tintendruckwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckplätze in dem Druckwerkunterteil (18) für den Einsatz von Tintendruckkopfen (12) zum Abdruck in ein und derselben Druckfarbe benutzt werden.
12. Tintendruckwerk nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Steckplätze in dem Druckwerkunterteil (18) für den
Einsatz von Tintendruckkopfen (12) zum Ausstoß unterschied- licher Druckfarben oder unterschiedlicher Tropfengrößen genutzt werden.
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