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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Tintenstrahl-Drucksysteme umfassen Scanning-Type- und Single-Pass-Systeme, die Tinte über Druckköpfe einem bedruckbaren Medium zuführen. Bei Single-Pass-Drucksystemen umfasst eine Druckkopf-Baugruppe mehrere Druckköpfe auf einer Druckleiste, die mithilfe eines innenliegenden Tintenzuführsystems vorbefüllt wird. Die Druckleiste erstreckt sich über die Breite des Mediums und stößt Tinte aus, während das Medium fortlaufend in senkrechter Richtung zur Druckleiste voranbewegt wird. Bei Scanning-Type-Drucksystemen umfassen Druckkopf-Baugruppen einen Druckkopf, der auf einer Patrone in Baueinheit mit dieser ausgebildet ist und ein innenliegendes Tintenzuführsystem besitzt. Eine oder mehrere Patronen werden von einem Scan-Schlitten gehalten, der über dem Medium hin- und herfährt und es scannt, während das Medium schrittweise in senkrechter Richtung zum Scan-Schlitten bewegt wird. In beiden Fällen tritt an den Druckkopf-Baugruppen (d. h. mit Tinte vorbefüllte Druckleiste, einzelne Druckpatronen) beim Transport und bei der Lagerung ein Wasserverlust auf. Wasserverlust kann zu mangelhafter Druckqualität und einer verkürzten Lebensdauer des Druckkopfs führen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen
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1 ein Tintenstrahl-Drucksystem zeigt, das zum Umsetzen von Druckkopf-Baugruppen mit luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckungen für Fluid-Verbindungen nach einer beispielhaften Ausführungsform geeignet ist;
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2 eine Blockdiagramm-Ansicht einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe ist, die als seitenbreite Array-Druckleiste nach einer beispielhaften Ausführungsform umgesetzt ist;
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3 eine perspektivische Ansicht einer seitenbreiten Array-Druckleiste mit Tintenzuführ-Baugruppen ist, die auf Fluid-Verbindungen nach einer beispielhaften Ausführungsform angebracht sind;
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4a und 4b eine luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Abdeckung für Fluid-Verbindungen zeigen, die zum Abdecken von Fluid-Verbindungen von Druckkopf-Baugruppen wie einer seitenbreiten Array-Druckleiste nach einer beispielhaften Ausführungsform geeignet ist;
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5 eine perspektivische Teilansicht ist und eine Druckleiste mit vier luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Stopfen für Fluid-Verbindungen zeigt, die über Fluid-Verbindungen eines Fluid-Einlass-Abschnitts auf einer Druckleiste nach einer beispielhaften Ausführungsform angebracht sind;
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6 eine Querschnittsansicht von der Seite ist und einen luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Stopfen für Fluid-Verbindungen zeigt, der über einer Nadel für Fluid-Verbindungen nach einer beispielhaften Ausführungsform angebracht ist.
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7 eine Querschnittsansicht von der Seite ist und eine luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Abdeckung für Fluid-Verbindungen zeigt, die einen anders geformten Stopfen für Fluid-Verbindungen nach einer beispielhaften Ausführungsform umfasst.
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8 eine Querschnittsansicht von der Seite ist und eine luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige, kastenförmige Abdeckung für Fluid-Verbindungen nach einer beispielhaften Ausführungsform zeigt.
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In allen Zeichnungen bezeichnen identische Bezugsziffern ähnliche, aber nicht notwendigerweise identische Elemente.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Überblick
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Wie oben erwähnt können bei Druckkopf-Baugruppen mit einem oder mehreren Druckköpfen und einem innenliegenden integrierten Tintenzuführsystem (z. B. mit Tinte vorbefüllte Druckleisten, Druckerpatronen) während des Transports und der Lagerung Wasserverluste auftreten, die zu mangelhafter Druckqualität und verkürzter Lebensdauer des Druckkopfs bzw. der Druckköpfe führen. Ein Wasserverlust kann beispielsweise durch die Verdampfung zwischen Dichtungen, die verschiedene Abschnitte der Druckkopf-Baugruppe verbinden, auftreten, wie etwa die Verteiler-, Filter- und Druckregulierungsabschnitte. Außerdem kann aufgrund der Bewegung während des Transports sowie aufgrund von Höhen- und Temperaturschwankungen Tinte oder ein anderes Druckkopf-Fluid aus der Druckkopf-Baugruppe durch die Fluid-Verbindungen austreten oder herausgedrückt werden.
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Beim Verlust von Wasser aus einer Druckkopf-Baugruppe erzeugt das abnehmende Fluid-Volumen innerhalb der Baugruppe einen zunehmenden Unterdruck oder ein Vakuum. Der Unterdruck im Inneren kann durch die Aufnahme von Luft proportional zum Volumen des Wasserverlusts ausgeglichen werden. Bei wiederbefüllbaren Druckkopf-Baugruppen, wie bei vorbefüllten PWA-Druckleisten (von engl. page-wide array), d. h. seitenbreiten Array-Druckleisten, kann die Aufnahme von Luft entweder durch die Druckkopfdüsen oder durch die Fluid-Verbindungsports (z. B. Nadeln für die Fluid-Verbindung) erfolgen. Durch die Druckkopfdüsen aufgenommene Luft kann zu Problemen wie etwa Tintenverstopfung oder schlechter Leistung der Düsen führen. Die durch die Fluid-Verbindungen aufgenommene Luft kann jedoch keine derartigen Probleme verursachen, da sie sich im Allgemeinen in Bereichen des Baugruppengehäuses sammelt, aus denen sie durch verschiedene Reinigungstechniken entfernt werden kann. Deshalb ist es wünschenswert, einen Lufteintritt in die Baugruppe durch die Fluid-Verbindungen zuzulassen, da sie einen durch den Wasserverlust erzeugten Unterdruck im Inneren ausgleicht, aber verhindert, dass Luft durch die Druckkopfdüsen aufgenommen wird.
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Frühere Lösungen für den Wasserverlust und das Austreten von Tinte aus den Druckkopf-Baugruppen betrafen hauptsächlich die Abdichtung der Baugruppen innerhalb eines Beutels und durch Abdichten der Fluid-Verbindungen mit den Baugruppen. Ein Beutel besteht typischerweise aus einem metallisierten Material, das eine hohe Barriere sowohl gegen Wasserverlust als auch gegen Eindringen von Luft bereitstellt, und so für die Druckkopf-Baugruppe eine befeuchtete Umgebung aufrechterhält. Die Beutel-Lösung funktioniert gut bei kleineren einzelnen Druckpatronen mit einem einzelnen Druckkopf und einem innenliegenden/integrierten Tintenzuführsystem. Ein Beutel ist jedoch bei größeren PWA-Druckleisten mit mehreren, in einer Fabrik vorbefüllten Druckköpfen mit einem innenliegenden Tintenzuführsystem nicht praktikabel. Vorbefüllte PWA-Druckleisten beginnen ab dem Zeitpunkt der Befüllung in der Fabrik Wasser zu verlieren, und wie oben erwähnt kann beim Transport Tinte durch die Fluid-Verbindungen austreten. Druckleisten werden typischerweise von einer Fabrik zu einem anderen Ort transportiert, an dem sie dann in Drucker eingebaut werden. Die Drucker mit den eingebauten Druckleisten werden dann zum Kunden transportiert. Weder eine Druckleiste noch ein Drucker mit einer eingebauten Druckleiste eignet sich für den Transport in einem Beutel.
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Um das Austreten von Tinte aus Druckkopf-Baugruppen durch Fluid-Verbindungen während des Transports zu vermeiden, werden Druckleisten typischerweise mit Abdichtungen transportiert, die die Fluid-Verbindungen abdecken, wie etwa Gummi-Stopfen. Frühere Abdichtungen für Fluid-Verbindungen lassen jedoch weder Luft noch Fluid durch, und diese Eigenschaft verhindert leider, dass Luft in die Druckleiste durch die Verbindungen eintritt und den durch Verdampfung bedingten Wasserverlust ausgleicht. Daher sind frühere Abdichtungen für diese Verbindungen keine Lösung für die Aufgabe, die unerwünschte Aufnahme von Luft durch die Druckkopfdüsen zu vermeiden. Des Weiteren hindert die Undurchlässigkeit der früheren Abdichtungen für Fluid-Verbindungen die Abdichtungen häufig daran, das Austreten von Tinte aus der Druckkopf-Baugruppe an den Verbindungen zu verhindern, denn die Abdichtungen können sich während des Transports aufgrund von Höhen- und Temperaturschwankungen lösen, wenn sich die Luft innerhalb der Druckleiste ausdehnt und zusammenzieht.
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Die in diesem Dokument offenbarten Druckkopf-Baugruppen umfassen luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Abdeckungen oder Abdichtungen für Fluid-Verbindungen, die im Vergleich zu früheren Bemühungen zum Reduzieren der schädlichen Auswirkungen des Wasserverlusts eine Verbesserung darstellen, und zugleich auch verhindern, dass Fluid durch die Fluid-Verbindungen aus den Baugruppen austritt. Die luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckungen für Fluid-Verbindungen lassen Luft in die Druckkopf-Baugruppe eintreten, die das Volumen des während des Transports und/oder der Lagerung aufgetretenen Wasserverlusts kompensiert. Die Diffusion der Luft durch die Abdeckungen mindert die Entstehung eines Unterdrucks innerhalb der Baugruppe und vermeidet die schädliche Aufnahme von Luft durch die Druckkopfdüsen. Die luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckungen gestatten, dass sich Luft vor einem Druckregler innerhalb einer Druckleiste sammelt, wo sie mittels standardmäßiger Reinigungsroutinen innerhalb des Druckers entfernt werden kann. Die Luftdurchlässigkeit und Ausdehnbarkeit der Abdeckungen für Fluid-Verbindungen verringern auch das Risiko, dass sich die Abdeckungen bei Höhen- und Temperaturschwankungen lösen, wodurch die Wahrscheinlichkeit sinkt, dass Druckkopf-Fluid (z. B. Tinte) aus der Druckkopf-Baugruppe durch die Fluid-Verbindungen austritt oder ausgestoßen wird.
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In einer beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Druckkopf-Baugruppe einen Fluid-Einlass-Abschnitt, eine in den Fluid-Einlass-Abschnitt integrierte Fluid-Verbindung zum Aufnehmen von Fluid von einer Tintenzuführ-Baugruppe und eine luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Abdeckung für Fluid-Verbindungen, die über der Fluid-Verbindung angebracht ist. Ein Beispiel einer derartigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen umfasst einen luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Fluid-Verbindungsstopfen mit einem Blasenabschnitt, der Luft durch die Blasenwände und in einen inneren Blasenhohlraum diffundieren lässt und aus der Fluid-Verbindung entweichendes Fluid zurückhält.
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In einer anderen beispielhaften Ausführungsform umfasst eine Druckkopf-Baugruppe eine seitenbreite Array-Druckleiste, die folgende Bestandteile beinhaltet: einen Druckkopf-Array-Abschnitt mit mehreren Druckköpfen, einen Verteilerabschnitt zum Leiten der Tinte durch die Druckleiste zu verschiedenen Druckköpfen im Druckkopf-Array-Abschnitt, einen Filterabschnitt zum Filtern der Tinte, einen Druckregulierungsabschnitt zum Regulieren des Tintendrucks innerhalb der Druckleiste, einen Fluid-Einlass-Abschnitt zum Aufnehmen und Leiten der Tinte zum Druckregulierungsabschnitt, eine Fluid-Verbindung auf dem Fluid-Einlass-Abschnitt, und eine luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Abdeckung für Fluid-Verbindungen zum Abdecken der Fluid-Verbindung.
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Dargestellte Ausführungsformen
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1 veranschaulicht ein Tintenstrahl-Drucksystem 100, das zum Umsetzen von Druckkopf-Baugruppen mit luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckungen für Fluid-Verbindungen nach einer beispielhaften Ausführungsform geeignet ist. Das Tintenstrahl-Drucksystem 100 umfasst eine Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102, eine Tintenzuführ-Baugruppe 104, eine Montage-Baugruppe 106, einen Medientransportier-Mechanismus 108, einen elektronischen Controller 110 und mindestens eine Stromversorgung 112, die die verschiedenen elektronischen Komponenten des Tintenstrahl-Drucksystems 100 mit Strom versorgt. Die Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 umfasst mindestens eine luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 zum Abdecken, Verstopfen und/oder Abdichten einer bzw. mehrerer Fluid-Verbindung(en) 113 der Druckkopf-Baugruppe 102, was nachfolgend genauer erläutert wird. Die Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 umfasst auch mindestens einen Druckkopf 114, der Tintentropfen durch eine Vielzahl von Öffnungen oder Düsen 116 zu einer Medienseite 118 hin ausstößt, um auf die Medienseite 118 zu drucken. Der Druckkopf 114 wird beispielsweise als Thermo-Tintenstrahl-Druckkopf (TIJ-Druckkopf) oder als piezoelektrischer Tintenstrahl-Druckkopf (PIJ-Druckkopf) umgesetzt. Ein TIJ-Druckkopf besitzt ein Ausstoßelement mit thermischem Widerstand (Thermistor) zum Verdampfen von Tinte und zum Erzeugen von Blasen, die Tropfen von Tinte oder einem anderen Fluid aus einer Düse 116 herausdrücken, während ein PIJ-Druckkopf einen Aktuator aus piezoelektrischem Material als Ausstoßelement besitzt, um Druckimpulse zu erzeugen, die Tintentropfen aus einer Düse herausdrücken. Typischerweise sind die Düsen 116 in einer oder mehreren Säulen oder Arrays so angeordnet, dass ein Ausstoßen von Tinte aus den Düsen 116 in der richtigen Reihenfolge bewirkt, dass Zeichen, Symbole und/oder andere graphische Darstellungen oder Bilder auf eine Druckseite 118 gedruckt werden und die Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 und die Druckseite 118 relativ zueinander bewegt werden. Eine Druckseite 118 kann eine beliebige Art eines geeigneten fortlaufenden oder geschnittenen Druckmediums in Form einer Rolle oder von Einzelblättern sein, wie etwa Papier, Karton, transparente Materialien, Mylarfolie und dergleichen.
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Die Tintenzuführ-Baugruppe 104 führt der Druckkopf-Baugruppe 102 flüssige Tinte zu und umfasst ein Reservoir 120 zum Bevorraten von Tinte. Die Tinte strömt vom Reservoir 120 zur Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102. In einer Ausführung ist die Tintenzuführ-Baugruppe 104 getrennt von der Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 und sie führt der Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 Tinte über eine Schnittstellenverbindung 113 an der Druckkopf-Baugruppe 102 zu. Beispielsweise kann eine Fluid-Verbindung 113 an der Druckkopf-Baugruppe 102 eine Nadel für Fluid-Verbindungen umfassen, die ein Septum der Tintenzuführ-Baugruppe 104 durchdringt, wenn die Zuführ-Baugruppe 104 in das Drucksystem 100 eingebaut wird, wodurch Tinte von der Zuführ-Baugruppe 104 zur Druckkopf-Baugruppe 102 fließen kann. In einer anderen Ausführung sind die Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 und die Tintenzuführ-Baugruppe 104 zusammen in einer Tintenstrahlpatrone oder einem Tintenstrahl-Pen untergebracht. In diesem Fall umfasst das Reservoir 120 ein lokales Reservoir, das sich innerhalb der Patrone befindet, kann aber auch ein größeres Reservoir umfassen, das separat von der Patrone untergebracht ist, das dem Wiederbefüllen des lokalen Reservoirs durch eine Fluid-Verbindung, wie etwa eine Zuführleitung oder eine Verbindungsnadel, dient. In verschiedenen Ausführungen kann eine Tintenzuführ-Baugruppe 104 und/oder ein Reservoir 120 entfernt, ersetzt und/oder wiederbefüllt werden.
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Die Montage-Baugruppe 106 positioniert die Druckkopf-Baugruppe 102 relativ zum Medientransportier-Mechanismus 108, und der Medientransportier-Mechanismus 108 positioniert eine Medienseite 118 relativ zur Druckkopf-Baugruppe 102. Somit wird eine Druckzone 122 angrenzend an die Düsen 116 in einem Bereich zwischen der Druckkopf-Baugruppe 102 und der Medienseite 118 definiert. In einer Ausführung ist das Tintenstrahl-Drucksystem 100 ein Scan-Drucker, der die Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 hin und her über die Medienseite 118 scannt, während der Medientransportier-Mechanismus 108 die Seite 118 zwischen den Scans schrittweise vorantransportiert. In einer anderen Ausführung ist das Tintenstrahl-Drucksystem 100 ein Single-Pass Drucker, dessen Druckkopf-Baugruppe 102 als PWA-Druckleiste (seitenbreite Array-Druckleiste) mit mehreren Druckköpfen 114 konfiguriert ist, um Tinte auf die Medienseite 118 auszustoßen, während der Medientransportier-Mechanismus 108 die Seite 118 laufend transportiert. So bewegt der Medientransportier-Mechanismus 108 die Medienseite 118 durch den Drucker 100 entlang einer Printmedienbahn, die die Seite 118 relativ zur Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 richtig positioniert, während Tintentropfen auf die Seite 118 ausgestoßen werden. Der Medien-Transportiermechanismus 108 kann beispielsweise verschiedene Medien-Transportierrollen, eine sich bewegende Plattform, einen Motor wie etwa einen Gleichstrom-Servomotor oder einen Schrittmotor zum Antreiben der Medien-Transportierrollen und/oder der sich bewegenden Plattform, oder von Kombinationen derartiger Mechanismen und dergleichen umfassen.
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Weiterhin unter Bezugnahme auf 1 umfasst ein elektronischer Controller einen Prozessor (CPU) 124, einen Speicher 126, Firmware und andere Druckerelektronik zur Kommunikation mit der Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102 und zum Steuern derselben, eine Montage-Baugruppe 102, sowie einen Medien-Transportiermechanismus 108. Der Speicher 126 umfasst ein dauerhaftes computer-/prozessorlesbares Speichermedium, das jede Art einer Vorrichtung oder eines dauerhaften Mediums enthalten kann, das Codes und/oder Daten zur Nutzung durch ein Computersystem speichern kann. So kann der Speicher 126 unter anderem flüchtige (z. B. RAM) und nichtflüchtige (z. B. ROM, Festplatten, Disketten, CD-ROMs usw.) Speicherkomponenten umfassen, zu denen computer-/prozessorlesbare Medien gehören, die die Speicherung von computer-/prozessorlesbaren codierten Anweisungen, Datenstrukturen, Programmmodulen und anderen Daten für das Drucksystem 100 ermöglichen.
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Der elektronische Controller 110 empfängt Daten 128 von einem Host-System, wie etwa einem Computer, und speichert die Daten 128 in einem Speicher 126. Die Bezeichnung Daten 128 steht beispielsweise für eine zu druckende Dokumenten- oder Bilddatei. Als solche bilden die Daten 128 einen Druckauftrag für das Tintenstrahl-Drucksystem 100, der einen oder mehrere Druckauftragsbefehle und/oder Befehlsparameter beinhaltet. So steuert der elektronische Controller 110 unter Verwendung der Daten 128 die Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102, um Tintentropfen aus Düsen 116 auf eine Medienseite 118 auszustoßen, um Muster aus ausgestoßenen Tintentropfen zu definieren, die Zeichen, Symbole und/oder andere Grafiken oder Bilder auf der Seite 118 bilden.
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2 ist eine Blockdiagramm-Ansicht einer beispielhaften Tintenstrahl-Druckkopf-Baugruppe 102, die als PWA-Druckleiste 200 umgesetzt ist. Die Druckleiste 200 umfasst mehrere funktionale Abschnitte, die dazu dienen, Druckkopf-Fluid (z. B. Tinte) aufzunehmen, den Fluiddruck zu regulieren, das Fluid zu filtern, das Fluid zu den dazugehörigen Druckkopfschlitzen zu leiten und das Fluid als Fluidtropfen in gesteuerten Ausstoßsequenzen auszustoßen. Die Abschnitte der Druckleiste 200 umfassen einen Druckkopf-Array-Abschnitt 202, der mehrere Druckköpfe 114 an der Unterseite 204 des Druckkopf-Array-Abschnitts 202 beinhaltet. Oberhalb des Druckkopf-Array-Abschnitts 202 befindet sich ein Verteilerabschnitt 206, der eine oder mehrere Tintenfarben durch das Innere der Druckleiste 200 zu verschiedenen Druckköpfen 114 in dem Druckkopf-Array-Abschnitt 202 leitet. Oberhalb des Druckkopf-Array-Abschnitts 202 befindet sich ein Filterabschnitt 208, der die Tinte filtert, um Schwebstoffe zu entfernen, bevor die Tinte durch den Verteilerabschnitt 206 zu den Druckköpfen 114 geleitet wird. Oberhalb des Filterabschnitts 208 befindet sich ein Druckregulierungsabschnitt 210, der den Fluiddruck innerhalb der Druckleiste 200 reguliert.
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Die Druckleiste 200 umfasst auch einen Fluid-Einlass-Abschnitt 212 oberhalb des Regulierungsabschnitts 210, der Tinte aufnimmt und als oberer Verteiler zum Leiten der Tinte zu den dazugehörigen Reglern innerhalb des Druckregulierungsabschnitts 210 fungiert. Der Fluid-Einlass-Abschnitt 212 nimmt Tinte durch Fluid-Verbindungen 113 von einer oder mehreren Tintenzuführ-Baugruppe(n) 104 auf (nicht in 2 dargestellt). An Stelle der Fluid-Verbindungen 113 und Tintenzuführ-Baugruppen 104 ist in 2 die Druckleiste 200 mit einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 dargestellt. Im Allgemeinen umfasst die Druckleiste 200 eine oder mehrere Abdeckungen für Fluid-Verbindungen 111, die die Fluid-Verbindung(en) 113 während des Transports und der Lagerung der Druckleiste 200 abdecken. Die Abdeckung(en) für Fluid-Verbindungen 111 verbleiben typischerweise auf der Druckleiste 200, bis der Drucker 100 gebrauchsfertig ist, danach wird bzw. werden sie entfernt und eine oder mehrere Tintenzuführ-Baugruppen 104 werden eingebaut.
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3 ist eine perspektivische Ansicht einer beispielhaften Ausführung einer PWA-Druckleiste 200 (d. h. einer Druckkopf-Baugruppe 102), bei der die Abdeckung(en) für Fluid-Verbindungen von den Fluid-Verbindungen 113 entfernt bzw. und an ihrer Stelle Tintenzuführ-Baugruppen 104 eingebaut wurde(n). Ein teilweise aufgeschnittener Abschnitt in 3 zeigt das Innere einer Tintenzuführ-Baugruppe 104, die an der Druckleiste 200 angebracht ist. In diesem Beispiel sind die Tintenzuführ-Baugruppen 104 als Tintenzuführpatronen 104 ausgeführt, und jede Fluid-Verbindung 113 umfasst eine längliche Fluid-Verbindungsnadel 300, die ein Septum 302 in einer entsprechenden Tintenzuführpatrone 104 durchsticht, wenn die Zuführpatrone 104 in den Drucker 100 eingebaut wird. Der Einbau der Tintenzuführpatronen 104 auf diese Weise ermöglicht, dass die Tinte 304 und/oder ein anderes Fluid von den Patronen 104 durch die Fluid-Verbindungsnadeln 300 in den Fluid-Einlass-Abschnitt 212 der Druckleiste 200 fließt bzw. fließen, wie mittels der gestrichelten Richtungspfeile in 3 angedeutet.
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4a und 4b veranschaulichen eine beispielhafte Ausführung einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111, die sich zum Abdecken von Fluid-Verbindungen 113 einer Druckkopf-Baugruppe 102, wie etwa einer PWA-Druckleiste 200, eignet. In diesem Beispiel umfasst die Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 einen luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Stopfen für Fluid-Verbindungen 400, der so konfiguriert ist, dass er eine längliche Fluid-Verbindungsnadel 300 abdeckt. 4a ist eine Seitenansicht der Außenseite des Stopfens für Fluid-Verbindungen 400, während 4b eine Querschnittsansicht des Stopfens für Fluid-Verbindungen 400 von der Seite ist. Im Allgemeinen sind die hier offenbarten luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckungen für Fluid-Verbindungen 111, wie etwa der Stopfen für Fluid-Verbindungen 400 so konfiguriert, dass sie die Auswirkungen des Wasserverlusts aus der Druckkopf-Baugruppe 102 reduzieren und dass sie verhindern, dass Tinte oder ein anderes Fluid durch die Fluid-Verbindungen 113° aus der Baugruppe 102 austritt und von dieser weg gelangt. Zusätzlich ermöglicht es die Nachgiebigkeit des Verbindungsstopfens 400, dass er sich in großen Höhen (z. B. beim Transport der Druckkopf-Baugruppe 102) ausdehnt, wenn der Innendruck der Druckkopf-Baugruppe 102 den Außendruck übersteigt, wodurch der Stopfen 400 an seinem Platz über der Fluid-Verbindungsnadel 300 verbleiben kann.
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5 ist eine perspektivische Teilansicht einer beispielhaften Druckleiste 200 mit vier luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Stopfen für Fluid-Verbindungen 400, die über Fluid-Verbindungen 113 am Fluid-Einlass-Abschnitt 212 der Druckleiste 200 angebracht sind. Jeder Stopfen 400 deckt eine längliche Fluid-Verbindungsnadel 300 (nicht in 5 dargestellt) oder eine andere, ähnlich konfigurierte Fluid-Verbindungsvorrichtung 113 ab. Im Allgemeinen ermöglicht jede Fluid-Verbindung 113, 300 an der Druckleiste 200 die Übertragung von Tinte von einer montierten Tintenzuführ-Baugruppe 104, die eine bestimmte Tintenfarbe enthält. Deshalb ist die in 5 dargestellte beispielhafte Druckleiste 200 zum Aufnehmen von vier verschiedenen Tintenfarben konfiguriert, wobei jede nach Einbau von vier verschiedenen Farbtintenzuführ-Baugruppen 104 durch eine von vier Fluid-Verbindungen 113, 300 aufgenommen werden. Die Fluid-Verbindungsstopfen 400 werden typischerweise über den Fluid-Verbindungsnadeln 300 angebracht, nachdem die Druckleiste 200 mit Fluid vorbefüllt wurde, und sie verbleiben dort, wenn die Druckleiste in einen Drucker 100 eingebaut wird, und zwar bis der Drucker gebrauchsfertig ausgeliefert wurde. 6 ist eine Seitenansicht eines beispielhaften luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Fluid-Verbindungsstopfens 400 im Querschnitt, der über einer Fluid-Verbindungsnadel 300 angebracht ist.
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Allgemein unter Bezugnahme auf 4, 5 und 6 umfasst der luftdurchlässige, flüssigkeitsbeständige Stopfen für Fluid-Verbindungen 400 einen dünnwandigen Blasenabschnitt 402 und einen Halsabschnitt 404. Wie in 6 dargestellt, hält der dünnwandige Blasenabschnitt 402 das Druckkopf-Fluid 600 zurück, das bei Bewegungen wie etwa bei der transportbedingten Bewegung aus der Fluid-Verbindungsnadel 300 entweicht. Aus der Druckleiste 200 durch die Verbindungsnadel 300 entweichendes Fluid 600 wird innerhalb eines innenliegenden Blasenhohlraums 406 des Stopfens 400 zurückgehalten und kann die flüssigkeitsbeständigen Wände 408 nicht passieren. Durch Zurückhalten des Druckkopf-Fluids 600 im Inneren des Blasenhohlraums 406 des Stopfens 400 wird verhindert, dass das Fluid aus der Druckleiste austritt und von ihr weg in andere Bereiche des Druckers 100 gelangt. Der dünnwandige Blasenabschnitt 204 ermöglicht auch das Diffundieren von Luft 602 (dargestellt als gestrichelte Pfeile 602) durch seine Außenwände 408 und in den innenliegenden Blasenhohlraum 406 als Reaktion auf einen sich innerhalb der Druckleiste 200 aufbauenden Unterdruck. Die durch den innenliegenden Blasenhohlraum 406 diffundierende Luft 602 bewegt sich durch die Fluid-Verbindungsnadel(n) 300 und in den Fluid-Einlass-Abschnitt 212 der Druckleiste 200. Dieser Diffusionsprozess verringert den sich innerhalb der Druckleiste 200 durch Verdampfung von Wasser aus der Druckleiste 200 aufbauenden Unterdruck, was dazu beiträgt, die schädliche Aufnahme von Luft durch die Druckkopfdüsen 116 zu verhindern. Ein nachgiebiges Material (unten beschrieben) wird zum Ausbilden des Verbindungsstopfens 400 verwendet, das ermöglicht, dass sich der dünnwandige Blasenabschnitt 402 wie ein kleiner Ballon ausdehnt. Diese Ausdehnungsfähigkeit trägt dazu bei, dass der Stopfen 400 in großer Höhe (z. B. beim Transport), wenn sich Luft innerhalb der Druckleiste 200 ausdehnt, über der Fluid-Verbindung verbleibt. Der Halsabschnitt 404 des Fluid-Verbindungsstopfens 400 hat dickere Wände als der Blasenabschnitt 402. Die Wände des Halsabschnitts 404 sind von unterschiedlicher Dicke und Form, um eine äußere Topographie zu bilden, die für den Nutzer eine einfache Handhabung des Stopfens 400 beim Anbringen und Entfernen ermöglicht.
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Die Abmessungen des luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Fluid-Verbindungsstopfens 400 hängen zumindest teilweise von der Größe der Fluid-Verbindungsnadel 300 (oder einer anderen Fluid-Verbindung 113) ab, die der Stopfen 400 abdecken soll. In einer Ausführung liegt die Länge des Fluid-Verbindungsstopfens 400 bei ca. 20 mm, und der innere Durchmesser im Bereich von etwa 6 bis 2 mm vom innenliegenden Blasenhohlraum 406 zum innenliegenden Halshohlraum 410. Die Dicke der Stopfenwände 408 variieren von einem Ende des Stopfens 400 zum anderen, aber in einigen Ausführungen liegt die Dicke des dünnwandigen Blasenabschnitts 402 etwa bei 0,5 mm. Der Durchmesser des innenliegenden Blasenhohlraums 406 läuft konisch auf einen kleineren Durchmesser innerhalb des innenliegenden Halshohlraums 410 zu. Der kleinere Durchmesser des innenliegenden Halshohlraums 410 ermöglicht, dass sich eine feste fluidische Abdichtung um die Fluid-Verbindungsnadel 300 herum bildet, wenn der Stopfen 400 über der Verbindungsnadel 300 angebracht wird. In einigen Ausführungen läuft der Durchmesser des innenliegenden Halshohlraums 410 noch weiter konisch zu und bildet einen Klemmabschnitt 412, der die Fluid-Verbindungsnadel 300 eng umfasst und noch weiter verhindert, dass Fluid aus dem Stopfen 400 entweicht. Der Fluid-Verbindungsstopfen 400 umfasst auch einen gebördelten Einlassbereich 414, der das Anbringen des Stopfens 400 über der Fluid-Verbindungsnadel 300 erleichtert.
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Der Fluid-Verbindungsstopfen 400 kann aus einem beliebigen luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Material ausgebildet sein, das Luft durch seine Außenwände 408 und in seinen innenliegenden Blasenhohlraum 406 diffundieren lässt, und dabei verhindert, dass Flüssigkeit (z. B. Tinte) die Wände 408 von seinem innenliegenden Hohlraum 406 zur Außenseite des Stopfens 400 passiert. Des Weiteren ist dieses Material nachgiebig und ermöglicht, dass sich der dünnwandige Blasenabschnitt 402 unter Bedingungen, bei denen der Innendruck der Druckkopf-Baugruppe 102 (z. B. Druckleiste 200) den Außendruck übersteigt, wie etwa beim Transport in großer Höhe, wie ein kleiner Ballon ausdehnt. Solche Materialien können beispielsweise Polyisopren, Santopren, Silikon, EPDM (Ethylen-Propylen-Dien-Monomer-Gummi (M-Klasse)), Polyethylen, Teflon, Gore-Tex, Polyvinylidenfluorid, Kombinationen daraus und dergleichen umfassen.
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Im Allgemeinen hängen die Abmessungen und die Materialzusammensetzung einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 von der Menge des erwarteten Wasserverlusts in der Druckkopf-Baugruppe 102 (z. B. Druckleiste 200) ab. Von einer Baugruppe zur anderen kann jedoch die Menge des Wasserverlusts variieren. Außerdem hängt die Menge des Wasserverlusts aus einer Druckkopf-Baugruppe 102 von der Zeit ab, die zwischen dem Vorbefüllen der Baugruppe 102 mit Druckkopf-Fluid und dem Beginn der Benutzung der Baugruppe 102 vergeht. Deshalb wird der Wasserverlust bei einer Baugruppe 102 umso größer sein, je länger diese Baugruppe 102 gelagert und/oder transportiert wird. Wie oben erwähnt, erfolgt der Prozess der Luftdiffusion durch die Wände der Verbindungsabdeckung 111, wenn sich ein Unterdruck innerhalb der Baugruppe 102 aufbaut. Die Luftdiffusion erfolgt jedoch nicht, wenn kein Unterdruck vorliegt. Dementsprechend sollten angesichts der festgestellten Schwierigkeit, die Menge des voraussichtlichen Wasserverlusts aus der Druckkopf-Baugruppe 102 zu bestimmen, die Abmessungen und die Materialzusammensetzung einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 so ausgewählt werden, dass der größte erwartete Wasserverlust aus der Druckkopf-Baugruppe 102 berücksichtigt ist. Im Allgemeinen bieten Abdeckungen für Fluid-Verbindungen 111 mit größeren diffusionsoffenen Oberflächen (z. B. größere Blasenwandbereiche bei einem Fluid-Verbindungsstopfen 400), die aus Materialien mit einer höheren Luftdurchlässigkeit ausgebildet werden (aber immer noch flüssigkeitsbeständig sind), ein ausreichendes Diffusionsvermögen, um für Wasserverluste mit größerem Volumen aus einer Druckkopf-Baugruppe 102 geeignet zu sein. Die Kosten und die Benutzerfreundlichkeit sind Faktoren, die bei den Abmessungen und der Materialzusammensetzung einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 auch zu berücksichtigen sind.
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Es ist zwar ein Beispiel einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 für eine Druckkopf-Baugruppe 102 beschrieben, es kann jedoch jede beliebige Anzahl von anderen Abdeckungen für Fluid-Verbindungen 111 mit anderen Größen, Formen und Konfiguration geeignet sein und sind bei dieser Offenbarung berücksichtigt. Beispielsweise ist 7 eine Seitenansicht einer anderen beispielhaften Ausführung einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 im Querschnitt, die einen anders geformten Fluid-Verbindungsstopfen 700 umfasst. Wie der oben besprochene Verbindungsstopfen 400 ist der Fluid-Verbindungsstopfen 700 so konfiguriert, dass er eine längliche Fluid-Verbindungsnadel 300 abdeckt. Der Fluid-Verbindungsstopfen 700 hat jedoch eine andere Form, die einen kleineren innenliegenden Blasenhohlraum 702 umfasst, der nicht konisch zu einem Ende des Stopfens 700 hin zuläuft. Der Fluid-Verbindungsstopfen 700 umfasst einen dünnwandigen Blasenabschnitt 704 und einen Halsabschnitt 706 mit dickeren Wänden, die in Dicke und Form variieren, um dem Nutzer eine leichte Handhabung des Stopfens 700 beim Anbringen und Entfernen zu ermöglichen. Der Durchmesser des innenliegenden Blasenhohlraums 702 läuft konisch zu und bildet einen Klemmabschnitt 708, der die Fluid-Verbindungsnadel 300 eng umfasst und verhindert, dass Fluid aus dem Stopfen 700 entweicht. Der Stopfen 700 umfasst auch einen gebördelten Einlassbereich 710, der das Anbringen des Stopfens 700 über einer Fluid-Verbindung 111, wie etwa einer Fluid-Verbindungsnadel 300 erleichtert.
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8 ist eine Seitenansicht im Querschnitt und zeigt eine andere beispielhafte Ausführung einer luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Abdeckung für Fluid-Verbindungen 111 für eine Druckkopf-Baugruppe 102 (z. B. Druckleiste 200), die eine kastenförmige Abdeckung 800 umfasst. Die kastenförmige Abdeckung für Fluid-Verbindungen 800 umfasst eine innenliegende Auskleidung 802, die aus einem luftdurchlässigen, flüssigkeitsbeständigen Material, wie etwa einem beliebigen der oben besprochenen Materialien, besteht und ist so konfiguriert, dass sie über einer Fluid-Verbindung 113, wie etwa einer Fluid-Verbindungsnadel 300, angebracht werden kann. Es wird zwar hier die kastenförmige Abdeckung 800 dargestellt und besprochen, es versteht sich jedoch von selbst, dass viele andere Formen von Haltestrukturen, die eine innenliegende Auskleidung aus luftdurchlässigem, flüssigkeitsbeständigem Material aufweisen, auch zur Verwendung als Abdeckung für Fluid-Verbindungen 800 geeignet sein können. Die kastenförmige Abdeckung für Fluid-Verbindungen 800 funktioniert auf die gleiche allgemeine Weise wie oben beschrieben, um das Druckkopf-Fluid 600 zurückzuhalten, das aus der Fluid-Verbindungsnadel 300 während der Bewegung entweicht und zu verhindern, dass das Fluid aus der Druckleiste 200 austritt und in andere Bereiche des Druckers 100 gelangt. Die innenliegende Auskleidung der Verbindungsabdeckung 800 ermöglicht das Diffundieren von Luft 602 (dargestellt als gestrichelte Pfeile 602) durch die Wände der kastenförmigen Abdeckung 800 und in den innenliegenden Hohlraum der Abdeckung 800 als Reaktion auf einen sich innerhalb der Druckleiste 200 aufbauenden Unterdruck. Die durch den innenliegenden Hohlraum diffundierende Luft 602 bewegt sich durch die Fluid-Verbindungsnadel 300 und in den Fluid-Einlass-Abschnitt 212 der Druckleiste 200, wodurch der sich innerhalb der Druckleiste 200 durch den Verlust von Wasser aus der Flüssigtinte aufbauende Unterdruck verringert wird.
