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Patent Searching and Data


Title:
PRINTER WITH INTERCHANGEABLE PRINTING UNITS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1990/008040
Kind Code:
A1
Abstract:
A printer of extremely simple design, which permits easy switching between a matrix printing process suitable for producing carbon copies, and a virtually silent, economical printing process can be obtained using two printing units consisting of different interchangeable elements. To this end, each interchangeable printing unit consists of a matrix printing head (9) and an ink jet head (15), having the same number of pins and ink jets, respectively, in an arrangement identical to the impression point pattern to be produced. The ink jet head is associated with an adapter circuit which generates suitable voltage pulses for the ink jet head (15) from the driving pulses for the matrix printing head (9).

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Inventors:
LEUTNER LOTHAR (DE)
SCHIMMELPFENNIG HANS (DE)
Application Number:
PCT/DE1989/000749
Publication Date:
July 26, 1990
Filing Date:
November 30, 1989
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B41J25/24; (IPC1-7): B41J25/24
Foreign References:
US4778291A1988-10-18
DE2232590A11974-01-24
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 12, no. 378 (M-751)(3225) 11 Oktober 1988, & JP-A-63 130346 (S. AKIMOTO) 02 Juni 1988, siehe das ganze Dokument
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 7, no. 240 (M-251)(1385) 25 Oktober 1983, & JP-A-58 128859 (T. KOBAYASHI) 01 August 1983, siehe das ganze Dokument
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Claims:
Patentansprüche
1. Druckeinrichtung mit einer Vorschubeinrichtung (1) für einen zu bedruckenden Aufzeichnungsträger (2) und einer dieser gegenüberliegenden Befestigungseinrichtung (7, 8) zur mechanisch lösbaren Befestigung eines von zwei als unterschiedliche, gegen¬ einander austauschbare Baueinheiten ausgebildeten Druckwerken (9, 15), die jeweils über flexible Anschlußleitungen (11) an einer ortsfest in der Druckeinrichtung angeordneten Ansteuer einrichtung (13) elektrisch anschließbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die austauschbaren Druckwerke (9, 15) jeweils aus einem Nadeldruck¬ kopf (9) und einem Tintendruckkopf (15) mit jeweils einer gleichen Anzahl von Drucknadeln (18) bzw. Tintendüsen (19) in jeweils ein übereinstimmendes Druckpunktmuster erzeugenden Anordnung bestehen, daß die elektrische Ansteuereinrichtung (13) Ausgänge (20) zur direkten Ansteuerung des Nadeldruck¬ kopfes (9) aufweist und daß dem Tintendruckkopf (15) eine an die Ausgänge (20) der Ansteuereinrichtung (13) anschließbare Anpaßschaltung zugeordnet ist, die die Ansteuerimpulse für den Nadeldruckkopf (9) in Spannungsimpulse (24) für den Tinten¬ druckkopf (15) umsetzt.
2. Druckeinrichtung 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 bei Anordnung der Befestigungseinrichtung (7,8) auf einem quer zur Vorschubrichtung (3) des AufZeichnungsträgers (2) verfahr¬ baren Wagen (4) der Tintendruckkopf (15) über eine flexible Tintenversorgungsleitung (17) mit einem ortsfest in der Druckeinrichtung angeordneten Tintenvorratsbehälter (16) verbunden ist.
3. Druckeinrichtung 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 Anpaßschaltung eine Torschaltung (23) enthält, die die Ansteuerimpulse an den einzelnen Ausgängen (20) der Ansteuer einrichtung (13) für eine vorgegebenen Zeit an eine entspre¬ chende Anzahl von nachgeordneten Impulsformstufen (22) durch¬ schaltet.
Description:
Druckeinrichtung mit Austauschbaren Druckwerken

Die Erfindung betrifft eine Druckeinrichtung mit einer Vorschub¬ einrichtung für einen zu bedruckenden Aufzeichnungsträger und einer dieser gegenüberliegenden Befestigungseinrichtung zur mechanisch lösbaren Befestigung eines von zwei als unterschied¬ liche, gegeneinander austauschbare Baueinheiten ausgebildeten Druckwerken, die jeweils über flexible Anschlußleitungen an einer ortsfest in der Druckeinrichtung angeordneten Ansteuerein- richtung elektrisch anschließbar sind.

Bei einer derartigen, aus der DE-PS-22 32 590 bekannten Druckeinrichtung ist auf einem quer zur Vorschubrichtung des zu bedruckenden AufZeichnungsträgers verfahrbaren Wagen wahlweise ein Mosaikdruckwerk in Form eines Nadeldruckkopfes oder ein Typenraddruckwerk befestigbar, um den Aufzeichnungsträger je nach Anforderung an die Güte des Schriftbildes und die Druck¬ geschwindigkeit entweder mit hoher Druckgeschwindigkeit in einem Punkteraster oder mit vergleichsweise geringerer Druckge- schwiπdigkeit in dem qualitativ besseren Typendruck bedrucken zu können. Wegen der grundsätzlich unterschiedlichen Druckver¬ fahren unterscheiden sich die Ansteuerbedingungen für das Mosaikdruckwerk und das Typenraddruckwerk in erheblichem Maße, so daß beide Druckwerke über flexible Ansteuerleitungen jeweils mit eigenen individuellen Ansteuereinrichtungen verbunden sind, die innerhalb der Druckeinrichtung an einem ortsfesten Steck¬ platz gegeneinander auswechselbar angeordnet sind.

Sowohl beim Nadeldruck als auch beim Typenraddruck handelt es sich jeweils um ein Schlag-(impact-)Druckverfahren, das zwar den Vorteil bildet, während eines Druckvorganges mehrere Durch¬ schlagskopien erstellen zu können, jedoch trotz zahlreicher Maßnahmen zur Geräuschdämmung immer noch mit einer relativ hohen Geräuschentwicklung verbunden ist. Außerdem sind durch die Verwendung von Farbbändern die Verbrauchskosten relativ hoch. Hinzu kommt, daß die Betriebsfrequenz zur Ansteuerung der

Nadeln und damit die Druckgeschwindigkeit aufgrund der Masse der Nadeln auf etwa 2 kHz beschränkt ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckeinrichtung anzugeben, die bei nur minimalem gerätetechnischen Aufwand einen problemlosen Wechsel zwischen dem zur Erstellung von Durchschl gen geeigneten Nadeldruck und einem weitgehend laut¬ losen und verbrauchskostenar en Druckverfahren ermöglicht.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß bei der Druckeinrichtung der eingangs angegebenen Art die austausch¬ baren Druckwerke jeweils aus einem Nadeldruckkopf und einem Tintendruckkopf mit jeweils einer gleichen Anzahl von Druck¬ nadeln bzw. Tintendüsen in jeweils ein übereinstimmendes Druck- punktmuster erzeugenden Anordnung bestehen, daß die elektrische Ansteuereinrichtung Ausgänge zur direkten Ansteuerung des Nadeldruckkopfes aufweist und daß dem Tintendruckkopf eine an die Ausgänge der Ansteuereinrichtung anschließbare Anpaßschal¬ tung zugeordnet ist, die die Ansteuerimpulse für den Nadeldruck- köpf in Spannungsimpulse für den Tintendruckkopf umsetzt.

Der wesentliche Vorteil der erfindungsgemäßen Druckeinrichtung besteht darin, daß sie sich bei geringstmöglichen gerätetech¬ nischen Aufwand auf einfache Weise durch den Austausch der vor- gesehenen Druckköpfe an die gewünschten Anforderungen anpassen läßt. Dabei wird aufgrund der bezüglich des zu erzeugenden Druckpunktmusters identischen Konfiguration der Drucknadeln und Tintendüsen bei dem Nadeldruckkopf bzw. dem Tintendruckkopf erreicht, daß der Tintendruckkopf mit dem Impulsmuster eines Nadeldruckers angesteuert werden kann, wobei durch die Anpa߬ schaltung lediglich die Ansteuerimpulse für den Nadeldruckkopf in für den Betrieb des Tintendruckkopfes geeignete Spannungs¬ impulse umgesetzt werden. Damit wird ausgehend von dem Geräte¬ konzept eines Nadeldruckers für beide Drucksysteme, nämlich den Nadeldruck und den Tintendruck, eine völlige Kompabilität erreicht, ohne daß weitere Anpassungsmaßnahmen in der Ansteuer-

elektroπik und der Software erforderlich sind. Beim Tintendruck¬ betrieb läßt sich gegenüber dem Nadeldruckbetrieb eine Druck¬ geschwindigkeitserhöhung einfach durch Erhöhung der Betriebs¬ frequenz für die Druckdatenausgabe und den Aufzeichnungsträger- Vorschub erreichen.

Um den Geräteaufbau eines Nadeldruckers ohne konstruktive Ver¬ änderung für die erfindungsgemäße Druckeinrichtung übernehmen zu können, ist bei Anordnung der Befestigungseinrichtung auf einem quer zur Vorschubrichtung des AufZeichnungsträgers verfahrbaren Wagen der Tintendruckkopf gewichtsgleich bzw. mit geringerer Masse als der Nadeldruckkopf ausgebildet. In diesem Zusammenhang ist gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der erfinduπgsgemäßen Druckeinrichtung vorgesehen, daß der Tinten- druckkopf über eine flexible Tintenversorgungsleitung mit einem ortsfest in der Druckeinrichtung angeordneten Tintenvorratsbe¬ hälter verbunden ist. Dadurch wird erreicht, daß die von dem Wagen in der Druckeinrichtung zu beschleunigenden Masse unabhängig von dem verbrauchsabhängigen Tintenvorrat ist. Alternativ hierzu können im Rahmen der Erfindung die Druckwerke auch in Form von Druckzeilen ortsfest in der Druckeinrichtung angeordnet sein.

Zur Erzeugung der Spannungsimpulse für den Tintendruckkopf aus den Ansteuerimpulsen für den Nadeldruckkopf enthält die Anpa߬ schaltung vorzugsweise eine Torschaltung, die Ansteuerimpulse an den einzelnen Ausgängen der Ansteuereinrichtung für eine vorgegebenen Zeit an eine entsprechende Anzahl von nachgeord- neten Impulsformstufen durchschaltet. Da der Tintendruckkopf ohnehin eine für die Kalibrierung der Tintentropfen erforder¬ liche Schaltung benötigt, kann die Anpaßschaltung in diese integriert werden.

Zur Erläuterung der Erfindung wird im folgenden auf die Figuren der Zeichnung Bezug genommen. Im einzelnen zeigen

Figur 1 in vereinfachter Darstellung eine Teilansicht der erfin-

dungsgemäßen Druckeinrichtung mit einem Nadeldruckkopf,

Figur 2 die gleiche Druckeinrichtung mit einem Tintendruckkopf, Figur 3 ein Beispiel für die Konfiguration der Drucknadeln und Tintendüsen des Nadeldruckkopfes bzw. des Tintendruck- kopfes und

Figur 4 ein Ausführungsbeispiel für die Anpaßschaltung zur

Umsetzung der Ansteuerimpulse für den Nadeldruckkopf in geeignete Spannungεi pulse für den Tintendruckkopf.

Figur 1 zeigt als wesentliche Teile der hier nur ausschnitts¬ weise und vereinfacht dargestellten erfindungsgemäßen Druckein¬ richtung eine Druckwalze 1, die als Vorschubeinrichtung zum Transport eines an der Druckwalze 1 anliegenden und zu bedrucken¬ den Aufzeichnungsträgers 2 in Vorschubrichtung 3 dient. Der Druckwalze 1 gegenüberliegend ist ein Wagen 4 auf einer

Führungsstange 5 längs zur Druckwalze 1 verfahrbar gelagert; der Antrieb des Wagens 4 erfolgt über einen Riemenantrieb, von dem hier nur ein Zahnriemen 6 sichtbar ist. Auf dem Wagen 4 ist mittels zweier beispielsweise als Klammern ausgebildeter Be- festigungteile 7 und 8 ein Nadeldruckkopf 9 gehalten, zwischen dem und dem zu bedruckenden Aufzeichnungsträger 2 ein Farbband 10 geführt ist. Der Nadeldruckkopf 9 ist über flexible An¬ steuerleitungen 11, die in einem Steckerteil 12 enden, an einer Ansteuereinrichtung 13 angeschlossen, die als hier lediglich strichpunktiert umrissene elektrische Schaltung auf einer Leiterplatte 14 ortsfest in der Druckeinrichtung an¬ geordnet ist. Der Nadeldruckkopf 9 wird von der Ansteuer¬ einrichtung 13 über das Steckerteil 12 und die Ansteuer¬ leitungen 11 direkt mit den zum Drucken erforderlichen An- Steuerimpulsen angesteuert.

Figur 2 zeigt die gleiche Druckeinrichtung wie Figur 1, aller¬ dings mit einem Tintendruckkopf 15 anstelle des Nadeldruck¬ kopfes. Der Tintendruckkopf 15 ist ebenso wie in Figur 1 der Nadeldruckkopf 9 mittels der beiden Befestigungsteile 7 und 8 auf dem Wagen 4 befestigt und zusammen mit diesem unter Antrieb

durch den Zahnriemen 6 entlang der Führungsstange 5 quer zur Vorschubrichtung 3 des an der Druckwalze 1 anliegenden Auf¬ zeichnungsträgers 2 verfahrbar. Ein zur .Tintenversorgung dienender Tintenvorratsbehälter 16 ist entweder zusammen mit dem Tintendruckkopf 15 auf dem Wagen 4 verfahrbar angeordnet oder entsprechend der strichpunktierten Darstellung ortsfest in der Druckeinrichtung angeordnet und über eine flexible Tinten¬ versorgungsleitung 17 mit dem Tintendruckkopf 15 verbunden. Maßgeblich für diese beiden Anordnungsvafianten des Tinten- vorratsbehälters 16 ist die Masse des Tintendruckkopfes 15, wobei die von dem Wagen 4 zu beschleunigende Masse im Falle des Einsatzes des Nadeldruckkopfes 9 (Figur 1) und des Tiπtendruckkopfes 15 (Figur 2) jedesmal etwa die gleiche sein soll. Dem Tintendruckkopf 15 ist eine in seinem rückwärtigen Teil 16 angeordnete, hier nicht sichtbare Anpaßschaltung zugeordnet, die ebenso wie der Nadeldruckkopf 9 in Figur 1 über die flexiblen Ansteuerleitungen 11 und das Steckerteil 12 mit der Ansteuereinrichtung 13 auf der ortsfest in der Druckein¬ richtung angeordneten Leiterplatte 14 verbunden ist.

Figur 3 zeigt die Konfigurationen der Drucknadeln 18 und Tinten¬ düsen 19 bei dem Nadeldruckkopf 9 bzw. dem Tintendruckkopf 15. Beide Konfigurationen stimmen im Hinblick auf das zu erzeugende Druckpunktmuster bezüglich der Anzahl ihrer Elemente und deren Anordnung zueinander überein. So weist der Nadeldruckkopf 9 insgesamt 24 Drucknadeln 18 auf, die in zwei senkrechten Reihen zu jeweils 12 Drucknadeln 18 angeordnet sind; die beiden Reihen sind um die Hälfte der Teilung zwischen jeweils zwei benach¬ barten Drucknadeln 18 innerhalb einer Reihe versetzt. Wie Figur 3 zeigt, sind auch bei dem Tintendruckkopf 15 die Tinten¬ düsen 19 in zwei senkrechten Reihen zu je 12 Tintendüsen 19 angeordnet, wobei die Reihen ebenfalls um die Hälfte der Teilung zwischen zwei benachbarten Tintendüsen 19 in jeweils einer Reihe versetzt angeordnet sind. Dadurch wird erreicht, daß der Nadeldruckkopf 9 und der Tintendruckkopf 15 jeweils mit demselben Impulsmuster angesteuert werden können.

Figur 4 zeigt die dem Tintendruckkopf 15 zugeordnete Anpaßschal¬ tung, mit Hilfe derer die Ansteuerimpulse an den Ausgängen 20 der Ansteuereinrichtung 13 für den Nadeldruckkopf 9 in geeig¬ nete Spannungsimpulse für den Tintendruckkopf 15 umgesetzt werden. Jeder Tintendüse 19 des Tintendruckkopfes 15 ist jeweils ein mit Tinte gefülltes röhrchenförmiges Piezoantriebs- element 21 zugeordnet, dessen Querschnitt sich beim Anlegen einer elektrischen Spannung ändert und zum Ausstoß eines Tinten¬ tröpfchens aus der entsprechenden Tintendüse 19 führt. Die Piezoantriebsele ente 21 sind einzeln an Impulsformstufen 22 angeschlossen, die eingangsseitig über eine Torschaltung 23 mit den Ausgängen 20 der Ansteuereinrichtung 13 verbunden sind. Die Impulsformstufen 22 sind in an sich bekannter Weise (ver¬ gleiche EP-OS-0 013 918) als Spannungswandlerschaltungen auf- gebaut, die aus einem eingangsseitig zugeführten Rechteckimpuls einen Spannungsimpuls 24 mit einer Impulshöhe von etwa 200 Volt erzeugen. Zur Erzeugung der eingangsseitigen Rechteckimpulse werden die einzeln-en Impulsformstufen 22 für eine vorgegebenen Zeit von etwa 24 μs mit dem Impulsmuster an den Ausgängen 20 der Ansteuereinrichtung 13 beaufschlagt. Hierzu sind die Aus¬ gänge 20 mit Eingängen eines ODER-Gliedes 25 verbunden, das ausgangsseitig an eine erste Zeitablaufstufe 26 (positiv-flan- kengetriggertes Monoflop) mit einer Abiaufzeit von etwa 200 μs angeschlossen ist; der ersten Zeitablaufstufe 26 ist eine weitere Zeitablauf stufe 27 (negativ-flankeπgetriggertes Mono¬ flop) nachgeordnet, das eine Abiaufzeit von 24 μs aufweist und ausgangsseitig mit einem Steuereingang 28 der Torschaltung 23 verbunden ist. Aus den Impulsmuster an den Ausgängen 20 der Ansteuereinrichtung 13 wird daher mit einer Verzögerung von 200 μs ein zeitlicher Ausschnitt von etwa 24 μs ausgeblendet, mit dem die einzelnen Impulsformstufen 22 angesteuert werden.