DE60224960T2

DE60224960T2 - System und Verfahren zum Zuführen von Tinte in einen Tintenstrahldruckapparat

Info

Publication number: DE60224960T2
Application number: DE60224960T
Authority: DE
Inventors: Daniel D. Albany Dowell
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2002-08-16
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2022-08-17
Also published as: EP1287999A2; US6773097B2; EP1287999A3; JP3684220B2; JP2003094683A; EP1287999B1; DE60224960D1; US20030043240A1

Description

Technisches Gebiet der Offenbarung
Diese Erfindung bezieht sich auf Tintenzuführtechniken zum Tintenstrahldrucken.
Hintergrund der Offenbarung
Ein Kapillarmaterial, wie z. B. Polyurethanschaum, wird üblicherweise verwendet, um in Tintenstrahlstiften einen Gegendruck aufrechtzuerhalten. Obwohl dieses Material zu diesem Zwecke gut arbeitet, tendiert dasselbe dazu, die Leistungsfähigkeit des Tintenzuführsystems einzuschränken. Während eines Druckens wird Tinte aus dem Schaum extrahiert und der Gegendruck in dem Stift steigt. Die Rate, mit der der Gegendruck steigt, hängt von der Extraktionsrate ab. Die Druckqualität leidet, wenn der Gegendruck zu schnell steigt, so dass ein zulässiger Tintenfluss durch ein schaumbasiertes Tintenzuführsystem inhärent beschränkt ist.
Ein anderer schauminhärenter Nachteil ist die Extraktionswirksamkeit. Ein Einschränken des Tintenflusses durch ein schaumbasiertes Tintenzuführsystem steuert die Rate, mit der der Gegendruck steigt, aber dasselbe verhindert nicht, dass die Größe des Gegendrucks steigt. Wenn die Größe des Gegendrucks zu hoch wird, entladen sich die Düsen und der Stift druckt nicht. Leider wird der maximal zulässige Gegendruck erreicht, bevor all die Tinte aus dem Schaum extrahiert wird. Schaumbasierte Tintenzuführsysteme sind als Wegwerfstifte und auf Achse befindliche, auswechselbare Tintenvorräte implementiert worden, aber die Ineffizienz beider Systeme erhöht die Kosten pro gedruckte Seite. Wenn ein schaumbasierter auswechselbarer Tintenvorrat von dem Stift getrennt ist, sind zusätzlich ein Düsengegendruck und eine Umgebungsnachgiebigkeit verloren. In diesem Zustand könnten ein Lichteinfall oder Umgebungsänderungen bewirken, dass der Stift ausläuft. Es werden Regler und Federbeutel verwendet, um bei Tintenstrahlstiften einen Gegendruck aufrechtzuerhalten und eine Umgebungsnachgiebigkeit bereitzustellen, aber diese Systeme resultieren in höheren direkten Materialkosten und einer erhöhten Herstellungskomplexität. Auch sind diese Systeme abgedichtet und werden schließlich voll von Luft, was in einem Stiftversagen resultiert.
WO 97/42035 offenbart einen Hilfstintenvorrat für einen Tintenstrahldrucker. Eine Standardkassette enthält einen Kapillarkörper, um einen ersten Vorrat an Tinte zu halten. Ein zweiter Vorrat an Tinte wird in einem Hilfstintenreservoir gehalten, der von der Kassette entfernt ist, aber fluidisch mit derselben verbunden ist. Die fluidische Verbindung umfasst ein Lumen, das in die Kassette eingefügt ist, und ein Rückschlagventil, um den negativen Druck aus dem Kapillarkörper auszugleichen und eine Tinteneinspeisung aus dem Hilfsreservoir zu erlauben.
US 6,019,459 offenbart eine Tintenstrahlkassette, die ein erstes Abteil zum Enthalten von freier Tinte und Gas und ein zweites Abteil einschließlich eines Kapillarkörpers, mit dem ersten Abteil gekoppelt, umfasst. Ein Hilfstintenvorrat ist an die Kassette anbringbar, um Tinte an das erste Abteil zu liefern. Die Kapillarwassersäule des Kapillarkörpers ist größer als eine Kapillarwassersäule, die durch den Hilfstintenvorrat erzeugt wird.
Zusammenfassung der Offenbarung
Gemäß der Erfindung wird ein Tintenzuführsystem zum Tintenstrahldrucken geschaffen, wie in dem zugehörigen Anspruch 1 dargelegt.
Gemäß der Erfindung wird ferner ein Verfahren zum Liefern von Tinte an einen Tintenstrahldruckkopf geschaffen, wie in dem zugehörigen Anspruch 13 dargelegt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines beispielhaften Ausführungsbeispiels derselben ersichtlicher, wie dasselbe in den zugehörigen Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
1A eine isometrische Ansicht ist, die für ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel eines Tintenzuführsystems für eine Tintenstrahldruckkassette gemäß Aspekten der vorliegenden Erfindung darstellend ist.
1B eine diagrammatische Querschnittsansicht des Systems von 1A ist.
2 ein Graph ist, der die Änderung bei einem Standrohrgegendruck gegen eine Flussrate für ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel aufträgt.
3 eine diagrammatische Querschnittsansicht ist, die Aspekte einer Wegwerfdruckkassette zeigt, die eine Kammer mit einem Hochkapillarwassersäulenmaterial und eine Kammer mit einem Niedrigkapillarwassersäulenmaterial einsetzt.
4 eine diagrammatische Querschnittsansicht ist, die Aspekte einer Wegwerfdruckkassette zeigt, die eine Kammer mit einem Hochkapillarwassersäulenmaterial und eine Freitintenkammer einsetzt.
5 eine diagrammatische Querschnittsansicht ist, die Aspekte einer Wegwerfdruckkassette zeigt, die eine Kammer mit einem Hochkapillarwassersäulenmaterial und drei Freitintenkammern einsetzt.
6–9 die Druckkassette von 5 in aufeinanderfolgenden Zuständen während des Lebens der Druckkassette zeigen.
10–11 Graphen sind, die ein verdrängtes Tintenvolumen als eine Funktion/abhängig von Luftvolumen in einer Freitintenkammer darstellen.
Detaillierte Beschreibung der Offenbarung
1A–1B zeigen ein darstellendes Ausführungsbeispiel eines Tintenzuführsystems zum Tintenstrahldrucken. Dieses beispielhafte Ausführungsbeispiel ist ein auf Achse befindliches auswechselbares Tintenzuführsystem für einen Tintenstrahlstift 50; d. h. das Tintenzuführsystem wird typischerweise auf einem durchquerenden Wagen mit dem Stift getragen. Jedoch ist diese Anwendung auch für Wegwerf- und außeraxiale auswechsselbare Tintenzuführsysteme anwendbar.
Der Stift 50 weist eine Körperstruktur 90 auf, die eine Schnauzenregion 90A und eine Wand 92 definiert. Ein Druckkopf 54 ist an der Schnauzenregion 90A befestigt und weist typischerweise ein Düsenarray und eine Schaltungsanordnung zum Aktivieren des Düsenarrays auf. Der Stift 50 umfasst ein Standrohr 52 und den Druckkopf 54, die von einer Schaumkammer 58 und einer Freitintenkammer 62 durch ein Filter 64 bzw. ein Rückschlagventil 66 getrennt sind. Das Filter 64 kann z. B. aus einer feinen Metallmasche gefertigt sein. Das Rückschlagventil ist in eine Öffnung in einer Mittenplatte 93 eingepasst und kann ein Elastomer-Rückschlagventil vom Schirmtyp sein, obwohl andere Typen von Fluidsteuervorrichtungen alternativ als Ersatz dienen könnten, wie z. B. ein Tellerventil oder sogar ein elektromechanisches Ventil.
Die Schaumkammer 58 weist einen in derselben angeordneten Körper aus einem Kapillarmaterial auf, bei diesem Beispiel einen Hochkapillaritätsschaumkörper 60. Die Verwendung von Schaumstrukturen bei Tintenstrahlstiften ist gut bekannt. Andere Typen von Kapillaritätsstrukturen könnten ebenfalls eingesetzt werden, wie z. B. ein Körper aus gebundenen Polyesterfasern.
Die Körperstruktur 90 umfasst eine Innenwand 98A, die die Kapillarkammer 58 von einer offenen Kammer 96 trennt, die allgemein zwischen der Innenwand 98A und einer externen Wand 98B definiert ist. Eine untere Wand 98C trennt die offene Kammer 96 von der Freitintenkammer 62. Die Kapillarkammer 58 und die offene Kammer 96 werden über eine Labyrinth-Lüftungsöffnung 70, die in einem Abdeckungsbauglied 94 gebildet ist, zu einem atmosphärischen Druck belüftet. Die Lüftungsöffnung ermöglicht, dass die Kapillarkammer und die offene Kammer 96 Luft aufnehmen und ausstoßen, wie es notwendig ist, während die Tinte gegen einem übermäßigen Wasserverlust aufgrund einer Verdunstung geschützt wird.
Eine Kopplungsaustrittsöffnung 74 ist in der unteren Wand 98C gebildet, in Kommunikation mit der Freitintenkammer 62 und der offenen Kammer 96. Der Durchmesser der Austrittsöffnung ist relativ klein, z. B. in der Größenordnung von, 5 mm, mit einer Austrittsöffnungslänge in der Größenordnung von 1 mm (d. h. der Dicke der Wand 98C) bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
Die Freitintenkammer 62 weist zwei in derselben bereitgestellte Fluidverbindungsstrukturen 76A und 77A, wobei jede eine Hälfte einer jeweiligen erneut abdichtbaren Einschalt-Ausschalt-Fluidverbindung 76, 77 aufweist, und ein zweites Filter 78 auf. Bei diesem beispielhaften Ausführungsbei spiel werden zwei Fluidverbindungen eingesetzt, von denen eine Tinte und die andere Luft trägt.
Bei diesem beispielhaften Ausführungsbeispiel weisen die Verbindungen 76, 77 Nadel/Septum-Verbindungen von dem Typ auf, der in US 5,815,182 detaillierter beschrieben ist. Somit sind die Strukturen 76A, 77A hohle Nadelstrukturen, die an der Wand 92 befestigt sind. Natürlich können alternativ andere Typen von Einschalt-Ausschalt-Verbindungen eingesetzt werden, z. B. eine Gleitabdichtung, die durch einen federgeladenen Ball gebildet wird, der durch eine Nadel verdrängt wird.
Eine Öffnung 75 ist in der Wand 98A zwischen der Freitintenkammer 62 und der Kapillarkammer 58 gebildet. Eine typische Abmessung für die Öffnung beträgt 2 mm Höhe mal 1 mm Breite. Die Öffnung 75 liefert einen Fluiddurchgang, damit Tinte von der Freikammer 62 zu der Schaumkammer 58 fließt. Die offene Kammer 96 stellt Raum bereit, um eine Luftblasenausdehnung in Freitintenkammern aufzunehmen, die das System aufweisen. Wenn sich Luftblasen ausdehnen, werden dieselben dazu tendieren, freie Tinte zu verdrängen, die in die Kammer 96 und auch durch die Öffnung 75 in die Kammer 58 verdrängt werden kann.
Das Tintenzuführsystem umfasst ferner einen Tintenvorrat 100 mit Fluidverbindungsstrukturen 76B, 77B, die die andere Hälfte der erneut abdichtbaren Einschalt-Ausschalt-Fluidverbindung 76, 77 definieren. Der Tintenvorrat 100 weist eine oder mehrere Freitintenkammern auf; drei Kammern 102, 104, 106 sind bei dem beispielhaften Ausführungsbeispiel von 1A–1B bereitgestellt. Jede Freitintenkammer ist von der anderen durch eine Teilungswand und eine Öffnung getrennt. So sind die Kammern 102 und 104 durch eine Wand 108 getrennt, die eine Öffnung 110 aufweist, die in derselben gebildet ist. Die Kammern 104 und 106 sind durch eine Wand 112 getrennt, die eine Öffnung 114 aufweist, die in derselben gebildet ist. Die Öffnungen 110, 114 können eine Größe in der Größenordnung der Öffnung 75 aufweisen, d. h. 2 mm Höhe mal 1 mm Breite bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel.
Die auswechselbare Tintenkassette 100 ermöglicht, dass der Benutzer den Tintenvorrat für den Stift 50 auswechselt, was die Kosten eines Besitzes senken kann, da der Stift 50 nicht so oft ausgewechselt wird, falls überhaupt.
Während eines Betriebs wird Tinte aus dem Druckkopf 54 durch die Düsen des Düsenarrays ausgestoßen, das den Druckkopf aufweist. Wenn die Ausstoßrate niedrig ist, ist die Änderung bei einem Standrohrgegendruck klein und das Rückschlagventil 66 bleibt geschlossen. Aus der Kapillarkammer 58 wird durch das Filter 64 und in das Standrohr 52 Tinte entlang eines primären Tintenvorratsweges 80 gezogen. Wenn die Tinte ausgestoßen wird, ziehen die Kapillarkräfte in dem Kapillarmaterial 60 Tinte aus dem Tintenvorrat in die Freitintenkammer 62 durch die Öffnung 75, wobei das Kapillarreservoir nachgefüllt wird. Wenn dies stattfindet, entsteht eine Druckdifferenz zwischen dem Tintenvorrat (der die Freitinte in der Kammer 62 und die Tinte in dem Vorrat 100 aufweist) und der offenen Kammer 96, und die Größe steigt weiter, bis eine Luftblase durch die Kopplungsaustrittsöffnung 74 in die Freitintenkammer 62 und in den Tintenvorrat 100 gezogen wird. Sobald die Blase durchläuft, ist die Druckdifferenz beseitigt und der Prozess wiederholt sich, wie es erforderlich ist.
Man betrachte nun den Fall, wenn die Rate eines Tintenausstoßes aus dem Druckkopf 54 hoch ist. Die Änderung bei dem Standrohrgegendruck ist groß genug, um den Aufbrechdruck des Rückschlagventils 66 zu überschreiten, und das Rückschlagventil öffnet sich. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der Aufbrechdruck des Rückschlagventils in der Größenordnung von 4 bis 5 Zoll Wasser. Sobald sich das Ventil 66 öffnet, ermöglicht dies, dass Tinte von dem Tintenvorrat 100 durch das zweite Filter 78 und in das Standrohr 52 entlang eines sekundären Tintenvorratsweges 82 fließt, wobei die Kapillarkammer 58 vollständig umgangen wird. Wie bei der relativ niedrigen Ausstoßrate entwickelt sich eine Druckdifferenz zwischen dem Freitintenvorrat und der offenen Kammer 96, wobei bewirkt wird, dass eine Luftblase durch die Kopplungsaustrittsöffnung 74 und in die Freitintenkammer 62 läuft. Ein Blasenauftrieb wird verwendet, um dabei zu helfen, die Blase zu dem unteren Ende der Nadel 76A zu leiten, wo dieselbe in die Freitintenkammer 102 eintritt. Die Blase muss ihren Weg in den Tintenvorrat finden, so dass dieselbe das Volumen an Tinte ersetzen kann, das während eines Druckens aus dem Tintenvorrat entfernt wird. Es ist schwierig, Luft und Tinte durch dieselbe Nadel durchlaufen zu lassen, also wird Tinte aus der dritten Kammer 106 durch die Verbindung 77 entfernt und Luft läuft aus dem Stift 50 in die Kammer 102 des Tintenvorrats durch die Verbindung 76. Wenn das Drucken fortschreitet, wird Tinte, die aus der Kammer 106 abgezogen wird, durch die Öffnung 114 aus der Kammer 104 nachgefüllt, und die Kammer 104 wird mit Tinte nachgefüllt, die durch die Öffnung 110 aus der ersten Kammer 102 abgezogen wird. So ist die erste Kammer, die von Tinte entleert wird, die Kammer 102, dann die Kammer 104 und schließlich die Kammer 106.
Der sekundäre Tintenflussweg 82 durch die Freitintenkammer 62 weist gegenüber einem Fluss nicht so viel Widerstand auf wie der primäre Tintenflussweg 80 durch die Schaumkammer 58, also ist die Rate, mit der sich der Standrohrgegendruck verändert, verringert. Dies bedeutet, dass der Stift höhere Flussraten aushalten kann, ohne dass eine Druckqualität nachteilig beeinflusst wird. Dies wird für ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel visuell durch ein Auftragen der Änderung bei einem Standrohrgegendruck gegen eine Flussrate offensichtlich, wie es in 2 dargestellt ist.
3 stellt einen Vorschlag eines Tintenzuführsystems dar, das nicht gemäß Aspekten der Erfindung ist. Darin gezeigt ist ein vertikaler Querschnitt durch eine Wegwerfdruckkassette 150, die eine Körperstruktur 152 und eine Schnauze 152A umfasst, die fluidisch und mechanisch mit der unteren Seite der Druckkassettenkörperstruktur 152 gekoppelt ist. Ein Tintenstrahldruckkopf 170 ist an der Schnauzenregion 152A angebracht.
Die Körperstruktur 152 umfasst eine Innenwand 156, die den Innenraum in zwei Kammern 160, 164 unterteilt, von denen jede ein in derselben angeordnetes Kapillarmaterial aufweist. Die Druckkassette 150 umfasst zwei Kapillarmaterialien, wobei eines eine größere Kapillarwassersäule als das andere aufweist. Bei diesem beispielhaften Vorschlag weist die Kapillarkammer 160 einen in derselben angeordneten Körper 162 aus einem Hochkapillarwassersäulenmaterial auf, wie z. B. Schaum, während die Kammer 164 einen in derselben angeordneten Körper 166 aus einem Relativ-Niedrige-Kapillarwassersäule-Material aufweist. „Kapillarwassersäule" ist als die Höhe einer flüssigen Säule definiert, die aufgrund des Unterdrucks, der durch den Meniskus an der oberen Oberfläche der Flüssigkeit erzeugt wird, durch das Kapillarmaterial gestützt werden kann. Die Kapillarmaterialien können aus Schaum gefertigt sein, wobei das Schaummaterial 162 von einer kleineren Porengröße ist als die Porengröße des Materials 162. Alternativ könnte der Schaum durch irgendein Kapillarmaterial, wie z. B. Glaswulste von unterschiedlichen Durchmessern, ersetzt werden.
Eine Abdeckungsstruktur 154 wird zu dem oberen Ende der Körperstruktur eingepasst, nachdem die Kapillarmaterialien 162, 164 in derselben angeordnet worden sind. Ein offener Raum 168 ist oberhalb der Kapillarkörper 162, 164 und oberhalb der oberen Kante der Innenwand 156 gebildet, wobei ein Ausdehnungsraum für Luftblasen bereitgestellt wird. Die Abdeckung enthält eine Lüftungsöffnung 155, die ermöglicht, dass die Druckkassette Luft aufnimmt oder ausstößt, wie es notwendig ist, während die Tinte gegen einen übermäßigen Wasserverlust aufgrund einer Verdunstung geschützt wird (d. h. ein Labyrinth).
Die Kammer 160 kommuniziert mit dem Standrohr 178 durch eine Öffnung 180 in der unteren Wand 158. Ein Maschenfilter 172 ist über der Öffnung 180 an einem aufrechtstehenden Vorsprung 158A positioniert. Ein Rückschlagventil 174 ist in einer Öffnung 182 positioniert, die in der unteren Wand 158 gebildet ist, zwischen dem Standrohr 178 und der Niedrigkapillaritätskammer 164. Ein zweites Filter 176 ist an einer Aufrechtstehender-Vorsprung-Struktur 158B über der zweiten Öffnung positioniert.
Kapillarmaterial (wie z. B. Schaum) wird oft verwendet, um in einer Druckkassette einen Gegendruck über das verwendbare Leben derselben aufrechtzuerhalten. Wenn Tinte aus dem Kapillarmaterial extrahiert wird, erhöht sich der statistische und dynamische Gegendruck in dem Standrohr. Schließlich erreicht der Gegendruck eine Größe, die die Druckkopfdüsen entlädt. Leider findet die Entladung statt, bevor all die Tinte aus dem Kapillarmaterial extrahiert worden ist, was die Druckkassette volumetrisch ineffizient macht. Es ist wünschenswert, dass das Kapillarmaterial eine Niedrigkapillarwassersäule aufweist, da die volumetrische Effizienz (Volumen von extrahierbarer Tinte geteilt durch Volumen von tatsächlicher Tinte) steigt, wenn sich die Kapillarwassersäule verringert. Bei einem Drucken steigt der Gegendruck in dem Standrohr mit einer schnelleren Rate, wenn ein hochkapillares Material verwendet wird, als dies der Fall ist, wenn ein niedrigkapillares Material verwendet wird, also beschränkt ein hochkapillares Material inhärent die zulässige Tropfenausstoßfrequenz. Umgekehrt sind Materialien mit einer Niedrigkapillarwassersäule oft nicht fähig, einen adäquaten Gegendruck für den Druckkopf bereitzustellen, insbesondere, wenn das Material ein großes Volumen an Tinte hält oder wenn eine Umgebungsänderung wie z. B. Temperatur oder Höhe angetroffen wird. Diese Materialien sind auch für ein „Verlieren oder Gehenlassen" von etwas der Tinte bekannt, wenn die Druckkassette einen kleinen Stoß erfährt. Im Ergebnis werden herkömmlicherweise Materialien mit einer höheren Kapillarwassersäule auf Kosten einer volumetrischen Effizienz verwendet.
Die Druckkassette 150 spricht das Problem durch ein Verwenden einer kleinen Menge an hochkapillarem Material 162 (wie z. B. Polyurethanschaum) und einer großen Menge an niedrigkapillarem Material 164 (auch Polyurethanschaum, aber mit größeren Kapillaren) an. Das hochkapillare Material 162 kommuniziert mit dem Standrohr 178 durch das Filter 172 entlang eines primären Flussweges 184 und ist zu einem Stützen der Tintensäule fähig, die in demselben enthalten ist, sogar wenn ein kleiner Stoß auftritt. Das niedrigkapillare Material 164 kommuniziert mit dem Standrohr 178 durch ein zweites Filter 176 entlang eines zweiten Flussweges 186, aber ein Rückschlagventil 174 ist zwischen dem Kapillarmaterial 164 und dem Druckkopf 170 platziert. Das Rückschlagventil 174 kann einen Aufbrechdruck in der Größenordnung von 4–6 Zoll Wasser aufweisen. Wenn die Druckkassette 150 einen Stoß erfahren sollte, könnte das niedrigkapillare Material gegebenenfalls nicht in der Lage sein, die Säulen an Tinte, die in demselben beinhaltet sind, zu stützen, aber das Rückschlagventil verhindert, dass Tinte in das Standrohr eintritt, wodurch das Risiko eines Auslaufens beseitigt wird.
Wenn die Druckkassette 150 neu ist, sind beide Kapillarkammern voll von Tinte und das hochkapillare Material 164 wird verwendet, um den statischen Gegendruck in dem Standrohr 178 einzustellen. Der Standrohrgegendruck muss in einem spezifischen Bereich gehalten werden, oder die Druckqualität wird leiden. Während eines Druckens steigt dieser Gegendruck. Die Rate, mit der derselbe steigt, hängt von der Frequenz eines Tropfenausstoßes und den Dynamischer-Druck-Verlusten ab, die einem Saugen von Tinte aus dem Kapillarmaterial zugeordnet sind. Wenn ein Drucken beginnt, wird Tinte aus dem hochkapillaren Material gesaugt und der Standrohrgegendruck beginnt zu steigen. Wenn die Frequenz eines Tropfenausstoßes hoch genug ist, steigt der Gegendruck bis zu einem Punkt, wo das Rückschlagventil sich öffnet und Tinte beginnt, aus dem niedrigkapillaren Material 164 zu fließen. Es ist einfacher, Tinte aus dem niedrigkapillaren Material abzuziehen, so dass die Rate, mit der Standrohrgegendruck steigt, sich verlangsamt. Dies bedeutet, dass der Druckkopf zu einem Tropfenausstoß mit einer höheren Frequenz fähig ist, bevor der Gegendruck in dem Standrohr den Punkt erreicht, an dem eine Druckqualität verschlechtert wird.
Wenn der Tintenpegel in dem hochkapillaren Material fällt, erhöht sich der statische Gegendruck in dem Standrohr. Schließlich wird ein weiteres Drucken bewirken, dass der Tintenpegel in dem hochkapillaren Material auf einen Punkt abfällt, an dem, sobald das Drucken aufhört, der Gegendruck in dem Standrohr den Öffnungsdruck des Rückschlagventils immer noch übersteigt. Wenn dies eintritt, füllt das hochkapillare Material aus dem niedrigkapillaren Material nach, wobei Tinte aus dem Standrohr 178 durch das Filter 172 in die Kammer 160 geleitet wird, bis der Gegendruck unter den Öffnungsdruck des Rückschlagventils fällt. Von diesem Punkt an stellt das Rückschlagventil den statischen Gegendruck in dem Standrohr ein. Schließlich fällt der Tintenpegel in dem niedrigkapillaren Material auf einen Pegel, wo es gleichermaßen schwierig wird, Tinte aus beiden Materialien zu extrahieren. Wenn das eintritt, bleibt das Rückschlagventil für das verbleibende Leben der Druckkassette geöffnet und der Standrohrgegendruck steigt, bis eine Düsenentladung stattfindet.
4 stellt ein weiteres abwechselndes Ausführungsbeispiel einer Druckkassette dar, die Aspekte der Erfindung ausführt. In 4 ist eine Wegwerfdruckkassette 200 offenbart und umfasst eine Körperstruktur 202, die eine Kapillarkammer 210 und eine Freitintenkammer 214 definiert. Die Kapillarkammer hält ein Kapillarmaterial 212 (wie z. B. Polyurethanschaum), das mit der Freitintenkammer durch eine Öffnung 208 in der Wand 206 kommuniziert, die die zwei Kammern trennt.
Die Druckkassette 200 umfasst einen Druckkopf 220, der an einer Schnauze 204 befestigt ist. Die Schnauze ist fluidisch und mechanisch mit dem unteren Ende einer Mittenplatte 203 gekoppelt, die die Körperstruktur 202 aufweist. Die Mittenplatte stützt ein Rückschlagventil 230 und zwei Filter 232 und 234. Das Volumen zwischen dem Druckkopf 220 und den Filtern bildet ein Standrohr 236. Die Mittenplatte ist fluidisch und mechanisch mit dem oberen Abschnitt des Druckkassettenkörpers 202 gekoppelt. Eine Abdeckung 240 umfasst eine Lüftungsöffnung 242, die ermöglicht, dass die Kapillarkammer 210 Luft aufnimmt oder ausstößt, wie es notwendig ist, während die Tinte gegen einen übermäßigen Wasserverlust aufgrund einer Verdunstung geschützt ist (d. h. ein Labyrinth). Die Freitintenkammer 214 ist durch eine Innenwand 207 abgedichtet.
Dieses Ausführungsbeispiel setzt das hochkapillare Material 212 ein, um einen Gegendruck in dem Standrohr 236 aufrechtzuerhalten, und umfasst das Rückschlagventil 230 für einen Hochtintenflussweg 246. Die Freitintenkammer 214 verbessert die volumetrische Effizienz der Druckkassette gegenüber der „Alles-Schaum"-Lösung, die in 3 gezeigt ist.
Während eines Druckens zieht der Druckkopf Tinte aus der Freitintenkammer 214 durch die Öffnung 208 in das hochkapillare Material 212, durch das Filter 232 und in das Standrohr 236, entlang eines primären Tintenflussweges 244. Die Freitintenkammer ist durch die Innenwand 207 abgedichtet, also wird, wenn Tinte entfernt wird, der Druck in der Kammer 214 negativer. Schließlich wird der Druck so negativ, dass der Meniskus, der in der Kopplungsaustrittsöffnung 211 gebildet ist, zusammenbricht und eine Luftblase in die Freitintenkammer eintritt. Dies ist als ein Überschreiten des Blasendruckes der Kopplungsaustrittsöffnung 211 bekannt. Nachdem die Blase in die Freitintenkammer eintritt, kehrt der Druck zu einem Punkt unterhalb des Blasendruckes der Kopplungsaustrittsöffnung zurück, und der Meniskus verbessert sich. Dieser Prozess wird wiederholt, wenn das Drucken fortschreitet. Wenn der Gegendruck in der Druckkopfdüse zu irgendeiner Zeit während eines Druckens den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 230 überschreitet, fließt Tinte direkt aus der Freitintenkammer zu dem Standrohr entlang eines des Tintenflussweges 246. Diese Umgehung reduziert die Rate, mit der der Gegendruck steigt, da es weniger schwierig ist, Tinte aus der Freitintenkammer zu ziehen als Tinte durch das hochkapillare Material zu ziehen.
Wenn die Tinte 216 aus der Freitintenkammer 214 entfernt wird, wird Luft aufgenommen. Die Luft wird sich ausdehnen, wenn ein Temperaturanstieg oder ein Druckabfall auftreten sollten, also muss das hochkapillare Material dazu fähig sein, die verdrängte Tinte, die aus dieser Ausdehnung resultiert, temporär zu halten. Die Proportionierung der Freitintenkammer und die Größe des Kapillarmaterials sind unten bezüglich der 10–11 erörtert.
5–9 sind diagrammatische Querschnittsdarstellungen eines anderen abwechselnden Ausführungsbeispiels einer Druckkassette, die Aspekte der Erfindung ausführt. Eine Wegwerfdruckkassette 250 umfasst eine Kapillarkammer 284 und drei Freitintenkammern 290, 292, 294. Die Kapillarkammer 284 hält ein Kapillarmaterial 286 (wie z. B. Polyurethanschaum), das mit der ersten Freitintenkammer durch eine Öffnung in der Wand kommuniziert, die die zwei Kammern trennt. In gleicher Weise kommuniziert jede der Freitintenkammern mit irgendeiner benachbarten Freitintenkammer durch eine Öffnung 272, 274 in der Wand 264, 266, die die jeweiligen Kammern trennt.
Die Druckkassette umfasst einen Druckkopf 258, der an einer Schnauze 254 befestigt ist. Die Schnauze ist fluidisch und mechanisch mit dem unteren Ende einer Mittenplatte 256 gekoppelt. Die Mittenplatte stützt zwei Filter 296, 298 und ein Rückschlagventil 276, wie z. B. ein Schirmventil, obwohl andere Typen von Ventilen alternativ eingesetzt werden können. Das Innenvolumen zwischen dem Druckkopf und den Filtern ist das Standrohr 278. Die Mittenplatte ist fluidisch und mechanisch mit einer Druckkassettenkörperstruktur 252 gekoppelt, die Innenwände 260, 262, die eine offene Region 263 zwischen denselben definieren, und Innenwände 264, 266 umfasst. Eine Kopplungsaustrittsöffnung 270 ist benachbart zu einer Überschneidung der Innenwände 260, 262 gebildet und steht in Kommunikation mit der Kammer 290.
Eine Abdeckung 280 ist mit dem oberen Ende der Körperstruktur 252 verbunden und umfasst ein Ventil 282, wie z. B. ein Labyrinth, das ermöglicht, dass die Kapillarkammer Luft aufnimmt oder ausstößt, wie es notwendig ist, während die Tinte gegen einen übermäßigen Wasserverlust aufgrund einer Verdunstung geschützt wird. Die Wand 260 ist eine Teilwand, die eine Fluidkommunikation des offenen Raumes 263 mit der Lüftungsöffnung 282 ermöglicht.
Das Ausführungsbeispiel von 5–9 setzt ein Hochkapillarwassersäulenmaterial ein, um einen Gegendruck in dem Standrohr 278 aufrechtzuerhalten, und umfasst das Rückschlagventil 276, wobei ein Hochtintenflussweg bereitgestellt wird. Die drei Freitintenkammern verbessern die volumetrische Effizienz der Druckkassette gegenüber den Ausführungsbeispielen der „Alles-Schaum"- und „Einzel"-Freitintenkammer von 2–4, da der Schaum kleiner sein kann, da derselbe lediglich eine Luftausdehnung aus einer (kleineren) Freitintenkammer Puffern muss.
Während eines Druckens zieht der Druckkopf 258 Tinte aus der ersten Freitintenkammer 290 ab, durch die Öffnung 271, die in der Wand 260 in die Kammer 284 gebildet ist, durch das hochkapillare Material 286, durch das Filter 296 und in das Standrohr 278. Alle der Freitintenkammern 290, 292, 294 sind abgedichtet, wobei die oberen Enden der Wände 262, 264, 266 zu der Abdeckung 280 abgedichtet sind, so dass der Druck innen negativer wird, wenn Tinte aus der ersten Freitintenkammer 290 entfernt wird. Schließlich wird der Druck so negativ, dass der Blasendruck der Kopplungsaustrittsöffnung 270 überschritten wird und der Meniskus, der in der Kopplungsaustrittsöffnung gebildet ist, zusammenbricht und eine Blase aus der offenen Region 263 in die Kammer 290 eintritt. Nachdem die Blase in die Kammer 290 eintritt, kehrt der Druck zu einem Punkt unterhalb des Blasendruckes der Kopplungsaustrittsöffnung zurück und der Meniskus verbessert sich. 6 zeigt die Druckkassette 250 in einem Zustand, in dem die Kammer 290 teilweise von Tinte entleert worden ist. Dieser Prozess wird wiederholt, wenn sich das Drucken fortsetzt, bis der Tintenpegel in der ersten Freitintenkammer 290 auf einen Punkt fällt, an dem die Öffnung 272 in der Wand zwischen der ersten und zweiten Freitintenkammer erreicht wird. Sobald dies eintritt, wird während eines Druckens die Tinte in der zweiten Freitintenkammer 292 verwendet und Luft, die in die Kopplungsaustrittsöffnung 270 eintritt, wird von der ersten Freitintenkammer 290 zu der zweiten Freitintenkammer 292 durch die Öffnung 272 in der Wand, die die zwei Kammern trennt, geleitet. Dieser Zustand der Druckkassette 250 ist in 7 gezeigt. Es ist zu beachten, dass noch immer genug Tinte in der ersten Freitintenkammer 290 vorhanden ist, um die Kopplungsaustrittsöffnung „nass" zu halten, so dass dieselbe immer noch als ein „Bubbler" (Blasenbilder) funktioniert. In ähnlicher Weise fällt der Tintenpegel in der zweiten Freitintenkammer 292 ab, bis die Öffnung 274 in der Wand zwischen der zweiten und dritten Freitintenkammer erreicht wird. Zu dieser Zeit wird während des Druckens die Tinte in der dritten Freitintenkammer 294 verwendet und Luft, die durch die Kopplungsaustrittsöffnung 270 eintritt, wird zu der dritten Freitintenkammer durch die Öffnungen in den Wänden, die die Kammern trennen, geleitet. 8 zeigt den Zustand, in dem der Tintenpegel in den Kammern 290, 292 die Wandöffnungen erreicht hat und die Kammer 294 teilweise von Tinte entleert worden ist. 9 zeigt den Zustand, in dem alle der Freitintenkammern entleert worden sind.
Wenn zu irgendeiner Zeit während eines Druckens der Gegendruck in dem Standrohr 278 den Öffnungsdruck des Rückschlagventils 276 überschreitet, fließt Tinte direkt von der dritten Freitintenkammer 294 zu dem Standrohr. Diese Umgehung reduziert die Rate, mit der der Gegendruck steigt, da es weniger schwierig ist, Tinte aus der Freitintenkammer zu ziehen als Tinte durch das hochkapillare Material 286 zu ziehen. Wenn Tinte aus der dritten Freitintenkammer 294 entfernt wird, wird der Druck in der Kammer 294 negativer und Tinte oder Luft läuft aus der zweiten Freitintenkammer 292 zu der dritten Kammer 294. Dies wiederum bewirkt, dass der Druck in der zweiten Freitintenkammer negativer wird, und Tinte oder Luft läuft aus der ersten Freitintenkammer 290 zu der zweiten Kammer 292. Ein Entfernen von Tinte oder Luft aus der ersten Freitintenkammer bewirkt, dass der Druck innen negativer wird, bis eine Blase durch die Kopplungsaustrittsöffnung 270 eingeführt wird.
6 stellt dar, dass die erste Freitintenkammer 290 an irgendeinen Punkt während des verwendbaren Lebens der Druckkassette sowohl Luft als auch Tinte beinhaltet, während die zweite und dritte Freitintenkammer lediglich Tinte beinhalten. Die Luft in der ersten Freitintenkammer dehnt sich aus, wenn ein Temperaturanstieg oder Druckabfall auftreten sollten, somit sollte das hochkapillare Material dazu fähig sein, die verdrängte Tinte, die aus dieser Ausdehnung resultiert, temporär zu halten. Luftblasen in den Freitintenkammern werden aufgrund eines Auftriebs an dem oberen Ende der Kammer gehalten, so dass die Tinte in der Kammer aus der Kammer gedrückt wird, wenn die Luft sich aufgrund einer Umgebungsänderung ausdehnt. Lediglich wenn die Kammer von freier Tinte leer ist, läuft Luft direkt zu der Lüftungsöffnung durch.
Wie unten weiter detailliert erklärt ist, ist das Kapillarmaterial in Relation zu der Größe der Freitintenkammer proportioniert, um eine Luftausdehnung zu Puffern. Bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch sind die Freitintenkammern relativ klein, und da lediglich eine der Freitintenkammern zu irgendeiner gegebenen Zeit sowohl Tinte als auch Luft beinhalten wird, ist die Größe des volumetrisch ineffizienten Kapillarmaterials im Vergleich zu dem Ausführungsbeispiel von 4 ebenfalls klein.
Es ist eine Beziehung vorhanden, die zwischen dem Volumen des Kapillarmaterials und dem Volumen der Freitintenkammer für das Ausführungsbeispiel, das in 4 gezeigt ist, aufrechterhalten werden sollte. Das Kapillarmaterial 212 wirkt als ein temporärer Puffer für irgendeine Tinte, die während eines Höhen- oder eines Temperaturausschlags aus der Freitintenkammer 214 verdrängt wird, und sollte somit entsprechend proportioniert sein. Zu Beispielzwecken sei angenommen, dass das Freitintenkammervolumen 5 Kubikzentimeter beträgt. Während des Lebens der Druckkassette; sinkt das Tintenvolumen in der Kammer, wenn das Luftvolumen in der Kammer steigt. Das Tintenvolumen, das während eines Umgebungsausschlags verdrängt wird, hängt davon ab, wie viel Luft sich in der Freitintenkammer befindet. Diese Beziehung ist in 10 gezeigt, die zeigt, dass das verdrängte Tintenvolumen ein Maximum erreicht, wenn das Luftvolumen in der Freitintenkammer 3,7 Kubikzentimeter beträgt. Zu diesem Punkt beträgt das verdrängte Tintenvolumen 1,2 Kubikzentimeter und repräsentiert das Volumen, das das Kapillarmaterial während eines Umgebungsausschlags Puffern muss.
Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel ist bestimmt, um die Größe des Kapillarmaterials durch ein Reduzieren des Puffervolumens, das erforderlich ist, zu reduzieren. Dies wird durch ein Ersetzen der einzigen Freitintenkammer des vorhergehenden Ausführungsbeispiels durch drei kleinere Freitintenkammern erreicht. Die Reihenfolge, in der die Tinte aus diesen Kammern verwendet wird, ist in den 6–9 gezeigt. Es ist gezeigt, dass während des Lebens des Stiftes lediglich eine Kammer sowohl Luft als auch Tinte beinhaltet. Dies bedeutet, dass das Puffervolumen relativ zu einem kleineren Freitintenvolumen proportioniert und somit reduziert ist. Für Beispielzwecke sei angenommen, dass das Volumen von 5 Kubikzentimetern aus dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel in drei gleich proportionierte Kammern unterteilt ist. Jede Kammer würde ungefähr 1,67 Kubikzentimeter betragen. Das Volumen an Tinte, das während eines Umgebungsausschlags verdrängt wird, hängt davon ab, wie viel Luft sich in der Freitintenkammer befindet, die gegenwärtig durch den Stift verwendet wird. Diese Beziehung ist in 11 gezeigt, die zeigt, dass das verdrängte Tintenvolumen ein Maximum erreicht, wenn das Luftvolumen in der Freitintenkammer 1,2 Kubikzentimeter beträgt. Zu diesem Punkt beträgt das verdrängte Tintenvolumen 0,4 Kubikzentimeter und repräsentiert das Volumen, das das Kapillarmaterial während eines Umgebungsausschlags Puffern muss. Das Puffervolumen, das für die kleineren Freitintenkammern 290, 292 und 294 erforderlich ist, ist 2/3-mal kleiner als dasjenige der größeren Freitintenkammer. Da das Puffervolumen kleiner ist, ist das Volumen des Kapillarmaterials 286 ebenfalls kleiner und das Ausführungsbeispiel ist somit volumetrisch effizienter. Wenn die Freitintenkammer 290 in dem Zustand ist, der in 7 gezeigt ist, kann die Luft in dieser Kammer durch die Lüftungsöffnung entweichen und wird somit bei der Proportionierung des Tintenpuffers nicht berücksichtigt. Dies gilt auch, wenn die Freitintenkammer 292 in dem Zustand ist, der in 8 gezeigt ist.
Die hierin offenbarten Techniken ermöglichen die Verwendung eines kapillarbasierten Tintenzuführsystems, während eine Leistungsfähigkeit der Druckkassette verbessert und die volumetrische Effizienz des Tintenvorrats erhöht wird. Zusätzlich erhöhen Aspekte dieser Erfindung eine Stiftro bustheit für auf Achse befindliche auswechselbare Tintenzuführsysteme.
Ein Vorteil besteht in der Leistungsverbesserung, die aus einem abwechselnden fluidischen Weg gewonnen wird, der dem Druckkopf Tinte zuführt, wenn ein Hohe-Flussrate-Drucken erforderlich ist. Andere kapillarbasierte Tintenzuführsysteme verwenden einen einzigen Weg, der das Kapillarmaterial umfasst, um dem Druckkopf einte zuzuführen. Das Kapillarmaterial schränkt den maximalen zulässigen Tintenfluss ein und schränkt somit die Gesamtgeschwindigkeit des Druckers ein. Durch ein Bereitstellen eines alternativen Weges kann ein Kapillarmaterial zu niedrigen Kosten für eine Gegendruck- und Umgebungsnachgiebigkeit verwendet werden, während eine Leistungsfähigkeit eines Systems bereitgestellt wird, die typischerweise teurer und schwieriger herzustellen ist. Diese Erfindung ist für Wegwerf-, auf Achse befindliche auswechselbare und außeraxiale auswechselbare Tintenzuführsysteme nützlich.
Ein anderer Vorteil besteht in der volumetrischen Effizienz des Tintenreservoirs, insbesondere, wenn dasselbe als auswechselbar auf Achse befindlich oder auswechselbar außeraxial implementiert ist. Andere Systeme haben das Kapillarmaterial als Teil des auswechselbaren Tintenvorrats umfasst, was die Druckkassette in einem verletzbaren Zustand lässt, wenn die zwei getrennt sind. Bei einem beispielhaften Ausführungsbeispiel gemäß einem Aspekt dieser Erfindung liefert das Kapillarmaterial einen Gegendruck, aber dasselbe ist nicht in den auswechselbaren Tintenvorrat integriert. Stattdessen ist das Kapillarmaterial Teil der Druckkassette und der Tintenvorrat ist ein „Freitinte"-Entwurf, was in einer Erhöhung der volumetrischen Effizienz resultiert. Diese Effizienzverbesserung ermöglicht kleinere Entwürfe und/oder niedrigere Kosten pro gedruckte Seite.
Es sei darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich darstellend für die mögli chen spezifischen Ausführungsbeispiele sind, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung repräsentieren können. Andere Anordnungen können gemäß diesen Prinzipien durch Fachleute ohne Weiteres erdacht werden, ohne von dem Schutzbereich der Erfindung, wie derselbe beansprucht wird, abzuweichen.

Claims

Ein Tintenzuführsystem zum Tintenstrahldrucken, das folgende Merkmale aufweist: einen Druckkopf (54), der eine Mehrzahl von Tintenausstoßelementen umfasst; einen ersten Tintenvorrat (58), der einen in demselben angeordneten Kapillarkörper aufweist, zum Halten eines ersten Tintenvolumens, der fluidisch mit dem Druckkopf gekoppelt ist; einen zweiten Tintenvorrat (62 oder 166 oder 214 oder 294, 292, 290) zum Halten eines zweiten Tintenvolumens, der durch einen Freiflussweg (82; 186; 246) fluidisch mit dem Druckkopf gekoppelt ist, wobei der zweite Tintenvorrat durch den Freiflussweg (82; 186; 246) Tinte an den Druckkopf liefert, wenn ein Differenzdruck zwischen dem Druckkopf und dem zweiten Vorrat einen vorbestimmten Druck überschreitet; und eine Flusssteuervorrichtung (66), die auf den Differenzdruck anspricht, wobei ermöglicht wird, dass Tinte durch den Freiflussweg (82; 186; 246) von dem zweiten Tintenvorrat zu dem Druckkopf (54) fließt, wobei das System ferner folgende Merkmale aufweist: ein Standrohr (52, 178, 278) in einer Fluidkommunikation mit dem Druckkopf; und einen Kapillartintenflussweg (80, 184), der von dem zweiten Tintenvorrat durch den ersten Tintenvorrat und das Standrohr zu dem Druckkopf läuft; und wobei der Freiflussweg (82, 186, 246) von der Zweiter-Tintenvorrat-Kammer und dem Standrohr zu dem Druckkopf läuft.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem die Flusssteuervorrichtung (66) ein Rückschlagventil ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem die Flusssteuervorrichtung (66) ein Tellerventil ist.
Ein System gemäß Anspruch 1, bei dem die Flusssteuervorrichtung (66) ein elektromechanisches Ventil ist.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Tintenvorrat (166) ein in demselben angeordnetes zweites Kapillarmaterial (166) aufweist, wobei das zweite Kapillarmaterial eine niedrigere Kapillarität als das Kapillarmaterial in dem ersten Tintenvorrat aufweist.
Ein System gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der zweite Tintenvorrat (62, 294, 292, 290) ein Freitintenvorrat ist.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Tintenvorrat fluidisch mit dem ersten Tintenvorrat gekoppelt ist, um Tinte in dem ersten Tintenvorrat nachzufüllen.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner eine Körperstruktur (90) aufweist und bei dem der erste und zweite Vorrat in die Körperstruktur integriert sind und der Druckkopf an einem Druckkopfbefestigungsbereich an der Körperstruktur befestigt ist.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kapillarmaterial einen Schaumkörper aufweist.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner einen Freitintenvorratsbehälter (100) zum Halten eines Hilfsvorrats von Freitinte und eine Fluidverbindungsstruktur (76, 77) zum Bereitstellen eines Fluidverbindungsweges zwischen dem Behälter und dem zweiten Freitintenvorrat, um eine Tintennachfüllung zu ermöglichen, aufweist.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der zweite Tintenvorrat eine Mehrzahl von fluidisch gekoppelten Freitintenkammern (106, 104, 102 oder 294, 292, 290) aufweist.
Ein System gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, das ferner eine Lüftungsöffnung (70) zum Lüften des ersten Tintenvorrats bezüglich der umgebenden Atmosphäre aufweist.
Ein Verfahren zum Liefern von Tinte an einen Tintenstrahldruckkopf (54), das folgende Schritte aufweist: Bereitstellen eines ersten Tintenvorrats (58), der ein in demselben angeordnetes Kapillarmaterial (60) aufweist, zum Halten eines ersten Tintenvolumens in demselben, der fluidisch mit dem Druckkopf gekoppelt ist; Bereitstellen eines zweiten Tintenvorrats (62), der ein zweites Tintenvolumen aufweist und durch einen Freiflussweg (82; 186; 246) fluidisch mit dem Druckkopf gekoppelt ist; Bereitstellen eines Standrohrs (52, 178, 278) in einer Fluidkommunikation mit dem Druckkopf; Bereitstellen eines Kapillartintenflussweges (80, 184), der von dem zweiten Tintenvorrat durch den ersten Tintenvorrat und das Standrohr zu dem Druckkopf läuft; Bereitstellen einer Flusssteuervorrichtung (66), die auf einen Differenzdruck zwischen dem Druckkopf und dem zweiten Tintenvorrat anspricht, wobei ermöglicht wird, dass Tinte durch den Freiflussweg (82; 186; 246) von dem zweiten Tintenvorrat zu dem Druckkopf (54) fließt, wobei der Freiflussweg (82, 186, 246) von dem zweiten Tintenvorrat und dem Standrohr zu dem Druckkopf läuft; Liefern von Tinte an den Druckkopf aus lediglich dem ersten Tintenvorrat unter Niedrigratendruckbedingungen; Liefern von Tinte an den Druckkopf aus dem zweiten Tintenvorrat durch den Flussweg (82, 186, 246) unter Hochratendruckbedingungen, wenn der Differenzdruck einen vorbestimmten Druck überschreitet.