ITTO970571A1

ITTO970571A1 - Testina di stampa a colori a getto di inchiostro.

Info

Publication number: ITTO970571A1
Application number: IT97TO000571A
Authority: IT
Inventors: Enrico Manini
Original assignee: Olivetti Canon Ind Spa
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1998-12-30
Also published as: EP0888893A3; EP0888893A2; IT1293393B1; DE69820161T2; ITTO970571A0; EP0888893B1; DE69820161D1

Description

Descrizione dell’invenzione industriale avente per titolo:

“Testina di stampa a colori a getto di inchiostro",

TESTO DELLA DESCRIZIONE

Area tecnologica dell'invenzione - L'invenzione e' relativa ad una testina di stampa utilizzata in una apparecchiatura per formare immagini in nero e a colori su di un supporto di stampa, normalmente fila non esclusivamente un foglio di carta, mediante la tecnologia a getto di inchiostro del tipo termico, e, piu' in particolare, ad una testina dotata di un serbatoio contenente gli inchiostri, sia esso del tipo integrato nella testina stessa, che del tipo intercambiabile.

Presupposti tecnici - Sono note nella tecnica apparecchiature del tipo sopra descritto, come ad esempio stampanti, macchine copiatrici, facsimile, ecc., ed in particolare delle stampanti utilizzate per produrre la stampa di un documento, mediante mezzi di stampa generalmente in forma di testine di stampa fisse o intercambiabili.

La costituzione ed il modo di funzionamento generale di una stampante a getto di inchiostro cosi’ come quelli della relativa testina di stampa a getto di inchiostro sono già' ampiamente noti nella tecnica, e pertanto non se ne dara' qui una descrizione dettagliata, limitandosi ad descrivere piu' particolareggiatamente solo alcune caratteristiche rilevanti ai fini della comprensione della presente invenzione.

Una tipica stampante a getto di inchiostro e' schematicamente composta da:

- un sistema, azionato selettivamente da un motore, di alimentazione e di avanzamento del foglio di carta su cui si vuole stampare l'immagine, tale che l’avanzamento avviene in una determinata direzione per passi discreti (interlinea),

- un carrello mobile, scorrevole su guide, in una direzione perpendicolare a quella di avanzamento del foglio, azionato selettivamente da un motore per compiere un moto di andata ed un moto di ritorno attraverso tutta la larghezza del foglio stesso,

- un mezzo di stampa, generalmente, ad esempio, una testina di stampa rimuovibilmente fissata al carrello, comprendente una molteplicità1 di resistori di emissione depositati su di un substrato (solitamente una piastrina di silicio), e disposti all'interno di celle piene di inchiostro, collegate singolarmente ad una corrispondente molteplicità' di ugelli, attraverso i quali la testina e' in grado di emettere delle gocce di inchiostro contenuto in un serbatoio,

- un governo elettronico che, sulla base delle informazione ricevute da un "computer" a cui e' collegato e delle predisposizioni impostate dall'utilizzatore, comanda selettivamente sia i succitati motori che la testina di stampa, provocando in essa, mediante il riscaldamento selettivo dei resistori, l'emissione delle gocce di inchiostro contro la superficie del foglio, generando una immagine visibile.

Le testine di stampa, come precedentemente ricordato, oltre ai resistor! di emissione, comprendono anche un serbatoio contenente una certa quantità di inchiostro, serbatoio che può far parte integrante della testina, nel caso delle testine del tipo cosiddetto “monoblocco” o “usa e getta”; oppure può essere intercambiabile essendo rimuovibilmente montato sulla testina, nel caso delle testine del tipo cosiddetto “refill”. Il serbatoio delle testine per la stampa a colori, a qualunque tipo tra quelli precedentemente descritti esse appartengano, è sgeneralmente uddiviso in almeno tre sezioni indipendenti non comunicanti tra di loro, ciascuna contenente uno dei tre colori primari, giallo, magenta e ciano: un esempio tipico di una testina di stampa di questo tipo è descritto dettagliatamente nel Brevetto No. US 4,771,295.

Nella Fig. 1 è parzialmente rappresentata una testina di stampa 10 secondo gli insegnamenti del Brevetto citato, esplosa nei suoi componenti caratteristici; in particolare è rappresentato un corpo 20 del serbatoio dell’inchiostro che comprende al proprio interno tre sezioni di serbatoio 21, 22 e 23 uguali tra di loro, come indicato dalle linee tratteggiate tracciate sull’esterno del corpo 20 stesso; il corpo 20 comprende inoltre una superficie di supporto 33 su cui viene fissata la testina di stampa vera e propria (non mostrata in figura), o testina di generazione delle gocce di inchiostro, che porta i componenti (resistori) per la generazione delle bolle di inchiostro e gli ugelli da cui le gocce di inchiostro stesse vengono emesse. La superficie di supporto 33 è delimitata da pareti laterali 34 ed è dotata di tre passaggi 35, 36 e 37 per l’inchiostro che comunicano rispettivamente con le tre sezioni di serbatoio 21 , 22 e 23.

Tre corpi spugnosi capillari 30, 31 e 32 di uguali dimensioni e caratteristiche chimico-fisiche, impregnati rispettivamente di inchiostro giallo, magenta e ciano, sono inseriti nelle corrispondenti sezioni di serbatoio 21 , 22 e 23; in queste ultime sono inoltre montati tre filtri per l'inchiostro 25, 26 e 27, tipicamente realizzati in rete di acciaio inossidabile, per filtrare eventuali bolle d’aria o impurità solide quando l’inchiostro fluisce dai corpi spugnosi 30, 31 e 32 verso i tre passaggi 35, 36 e 37.

Sono note nella tecnica anche testine a colori in cui il serbatoio è suddiviso in quattro sezioni indipendenti, la quarta sezione contenendo un inchiostro nero, o in cinque sezioni indipendenti, la quinta sezione contenendo un ulteriore inchiostro nero di un tipo differente dal precedente. In ogni caso, però, le quantità di inchiostro dei tre colori primari contenute nel serbatoio sono sostanzialmente uguali tra di loro.

Riferendoci esemplificativamente al caso della testina a colori 10, illustrata in Fig. 1, con il serbatoio contenente i tre inchiostri con i colori primari, giallo, magenta e ciano, quando anche uno solo di essi è terminato occorre necessariamente o sostituire l’intera testina (nel caso delle testine monoblocco) o l’intero serbatoio (nel caso delle testine refill), pur se è ancora disponibile una certa quantità, talvolta anche cospicua, degli altri due colori: ciò provoca uno spreco che si riflette in un più elevato costo della pagina stampata.

Sommario dell’invenzione - Scopo della presente invenzione è quello di definire una testina di stampa a colori a getto di inchiostro che riduce notevolmente il problema dello spreco di testine (o di serbatoi ancora parzialmente pieni) dovuto all’esaurimento anticipato di uno dei tre colori primari rispetto agli altri due.

Un altro scopo dell'invenzione è quello di definire una testina di stampa a colori a getto di inchiostro in cui il serbatoio degli inchiostri primari (sia esso incorporato o del tipo intercambiabile) contiene una quantità di uno degli inchiostri colorati, in particolare il giallo, maggiore di quella di ciascuno degli altri due.

Si è infatti sperimentalmente riscontrato che, nell'uso corrente mediato su una ampia tipologia di differenti immagini a colori da stampare, l'inchiostro di colore giallo è sempre il primo a finire; una accurata verifica mirata ad individuare dei riscontri numerici a questo fenomeno è stata condotta dall’inventore adottando la seguente metodologia:

- innanzitutto è stato definito un campione di immagini digitalizzate scelte tra quelle commercialmente disponibili in una varietà di formati grafici differenti come raccolte “copyright free” immagazzinate su CD-Rom;

successivamente, di ognuna delle immagini citate precedentemente è stato ricavato un “file” di stampa, utilizzando il normale programma “driver di stampa” commercialmente disponibile per una stampante a getto di inchiostro a colori, ad esempio il "driver" OliChrome® per Windows ‘95™ della stampante JP 790 della Olivetti Lexikon;

- il “file" di stampa così ricavato è stato analizzato mediante una programma specifico per scomporre l’immagine nei tre piani di colore giallo, magenta e ciano e contare, per ciascun piano, il numero totale di “pixel” componenti (e quindi il numero di gocce di inchiostro rispettivamente giallo, ciano e magenta occorrenti per stampare l'immagine stessa).

I risultati della verifica così condotta hanno evidenziato che mediamente il numero di gocce di inchiostro giallo occorrenti per stampare il campione di immagini oscilla tra il 40 ed il 60 % del numero di gocce totali dei tre inchiostri primari giallo, magenta e ciano, con un valore medio intorno al 50 %.

Pertanto, una testina da stampa a colori a getto di inchiostro, caratterizzata come definito nella rivendicazione principale, è in grado di conseguire pienamente i suddetti scopi.

Questi ed altri scopi, caratteristiche e vantaggi dell'invenzione risulteranno evidenti sulla base della seguente descrizione di una sua forma preferita di realizzazione, fatta a titolo esemplificativo e non limitativo, con riferimento agli annessi disegni.

ELENCO DELLE FIGURE

Fig. 1 - Rappresenta schematicamente una vista esplosa parziale di una testina di stampa a colori secondo la tecnica nota.

Fig. 2 - Rappresenta schematicamente una vista esplosa parziale di una testina di stampa a colori secondo l’invenzione.

DESCRIZIONE DELLA FORMA PREFERITA

Nella Fig. 2 è rappresenta schematicamente una vista esplosa parziale di una testina di stampa a colori 40 del tipo "monoblocco” secondo l'invenzione, costruttivamente simile alla testina nota 10 di Fig. 1 ed in cui le parti uguali mantengono la medesima numerazione della testina 10; la testina 40 comprende un corpo 60 di un serbatoio integrato suddiviso internamente in tre sezioni di serbatoio 41, 42 e 43 in cui trovano rispettivamente alloggiamento dei corpi spugnosi 50, 51 e 52, al cui interno sono contenuti per capillarità nell’ordine un inchiostro giallo, un inchiostro magenta ed un inchiostro ciano.

Il volume del corpo spugnoso 50, e corrispondentemente la quantità di inchiostro giallo in esso contenuto per capillarità, è sostanzialmente doppio rispetto al volume dei corpi spugnosi 51 e 52, sostanzialmente uguali tra di loro; analogamente, il volume della sezione di serbatoio 41 del serbatoio 20 è sostanzialmente doppio rispetto al volume delle sezioni di serbatoio 42 e 43, sostanzialmente uguali tra di loro. In tal modo, indicando con Q la quantità totale (intesa come volume del liquido) di inchiostro dei tre colori primari giallo, magenta e ciano contenuti nel corpo 60 del serbatoio, varranno le seguenti uguaglianze:

(1) (2) dove Ogiallo rappresenta la quantità di inchiostro giallo presente nella sezione di serbatoio 41, Qmagenta rappresenta la quantità di inchiostro magenta presente nella sezione di serbatoio 42, e Ociano rappresenta la quantità di inchiostro ciano presente nella sezione di serbatoio 43.

Analogamente alla testina 10 di Fig. 1, l'inchiostro contenuto nei corpi spugnosi 50, 51 e 52 passa attraverso i corrispondenti filtri 25, 26, e 27, e successivamente per mezzo dei tre passaggi 35, 36 e 37 raggiunge la testina di generazione delle gocce di inchiostro (non mostrata in figura) che porta i componenti (resistori) per la generazione delle bolle di inchiostro e gli ugelli da cui le gocce di inchiostro stesse vengono emesse.

La maggior quantità di inchiostro giallo contenuta nella testina di stampa 40 ne compensa il maggior consumo durante la stampa di una molteplicità di immagini a colori, ottenendo come risultato che l’esaurimento dei tre inchiostri primari giallo, magenta e ciano avvenga sostanzialmente contemporaneamente; in tal modo l’impiego dell’inchiostro contenuto nel serbatoio risulta ottimizzato e la durata effettiva della testina risulta aumentata, con evidenti vantaggi economici per l’utilizzatore.

Naturalmente è possibile apportare modifiche all’invenzione sopra descritta, senza per ciò uscire dall’ambito della medesima.

Ad esempio, è possibile modificare le percentuali relative di inchiostro giallo rispetto agli altri due inchiostri primari all'interno di un intervallo delimitato inferiormente dalle seguenti uguaglianze:

(3) (4) θ delimitato superiormente dalle seguenti uguaglianze:

(5) (6) Oppure è possibile, sempre all'interno di un intervallo in cui

(7) suddividere la restante frazione di inchiostro contenuta nel serbatoio in parti non uguali tra inchiostro magenta ed inchiostro ciano.

Inoltre è possibile applicare il medesimo principio dell'invenzione ad una testina di stampa in cui il corpo 60 del serbatoio è fissato rimuovibilmente all testina vera e propria, rappresentando quindi un serbatoio intercambiabile.

E’ anche possibile applicare il medesimo principio dell’invenzione ad una testina di stampa a getto di inchiostro che comprenda, in aggiunta agli inchiostri colorati, uno o più inchiostri neri, compatibili o no fisicamente e chimicamente con gli inchiostri colorati.

Inóltre è possibile applicare il medesimo principio dell’invenzione ad una testina di stampa che sia dotata di un serbatoio, sia esso del tipo integrato che del tipo rimuovibile, in cui l’inchiostro è contenuto non in un corpo spugnoso per capillarità, ma in un contenitore a pareti rigide o flessibili, contenitore che può essere del tutto privo al proprio interno di elementi capillari (ad esempio spugne, feltri, “nib" o “tessuto non tessuto”) oppure essere solo parzialmente riempito con questi ultimi.

Infine è possibile applicare il medesimo principio dell’invenzione ad una testina di stampa a getto di inchiostro che utilizzi la tecnologia piezoelettrica, anziché quella termica, per la generazione delle bolle di inchiostro.

In breve, fermo restando il principio della presente invenzione, i particolari realizzativi e le forme di attuazione potranno essere ampiamente variati rispetto a quanto descritto ed illustrato, senza per questo uscire dallambito dell’invenzione stessa.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Testina di stampa a colori a getto di inchiostro comprendente un serbatoio di detto inchiostro, detto serbatoio avente un corpo suddiviso internamente in una pluralità di sezioni di serbatoio, una prima sezione di detta pluralità di sezioni contenendo una prima quantità Qgiall di un inchiostro giallo, una seconda sezione di detta pluralità di sezioni contenendo una seconda quantità Qmagenta di un inchiostro magenta, ed una terza sezione di detta pluralità di sezioni contenendo una terza quantità Ociano di un inchiostro ciano, caratterizzata dal fatto che detta prima quantità Qgiaiio di detto inchiostro giallo, detta seconda quantità Qmagenta di detto inchiostro magenta , e detta terza quantità Ociano di detto inchiostro ciano sono tali per cui vale la relazione seguente:
2. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che vale la relazione seguente:
3. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta prima quantità Qgiallo di detto inchiostro giallo, detta seconda quantità Qmagenta di detto inchiostro magenta, e detta terza quantità Ociano di detto inchiostro ciano sono contenute per capillarità entro corrispondenti corpi spugnosi.
4. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta prima quantità Ogiallo di detto inchiostro giallo, detta seconda quantità Qmagenta di detto inchiostro magenta, e detta terza quantità Ociano di detto inchiostro ciano sono contenute entro un contenitore a pareti rigide.
5. Testina di stampa secondo la rivendicazione 4, caratterizzata dal fatto che detto contenitore è riempito almeno parzialmente con elementi capillari.
6. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta prima quantità Qgiaiio di detto inchiostro giallo, detta seconda quantità Qmagenta di detto inchiostro magenta, e detta terza quantità Ociano di detto inchiostro ciano sono contenute entro un contenitore a pareti flessibili.
7. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta seconda quantità Qmagenta di detto inchiostro magenta e detta terza quantità Qciano di detto inchiostro ciano sono sostanzialmente uguali tra di loro.
8. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto serbatoio è integrato in detta testina.
9. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto serbatoio è fissato rimuovibilmente a detta testina, cosicché può essere sostituito quando uno di detti inchiostri è esaurito.
10. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una testina di generazione di gocce, caratterizzata dal fatto che detta testina di generazione di gocce è del tipo termico.
11. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, comprendente inoltre una testina di generazione di gocce, caratterizzata dal fatto che detta testina di generazione di gocce è del tipo piezoelettrico.
12. Testina di stampa secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detto serbatoio comprende inoltre una quarta sezione di serbatoio contenente un primo inchiostro nero.
13. Testina di stampa secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detto serbatoio comprende inoltre una quinta sezione di serbatoio contenente un secondo inchiostro nero, diverso da detto primo inchiostro nero.
14. Testina di stampa secondo la rivendicazione 12, caratterizzata dal fatto che detto primo inchiostro nero è fisicamente e chimicamente compatibile con detto inchiostro giallo, con detto inchiostro magenta e con detto inchiostro ciano.