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QUERVERWEIS
AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich allgemein auf Tintenstrahldrucker
und insbesondere auf Komponenten und Teilsysteme in denselben.
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Die
vorliegende Anmeldung bezieht sich auf die folgenden gleichzeitig
anhängigen
Gebrauchspatentanmeldungen, die alle gleichzeitig am 5. Januar 2000
eingereicht wurden:
Seriennr.: 09/477,644 von Junji Yamamoto
et al., mit dem Titel „Horizontally
Loadable Carriage For An Ink-Jet Printer";
Seriennr.: 09/477,645 von Ram
Santhanam et al. mit dem Titel „Vent For An Ink-Jet Print
Cartridge";
Seriennr.:
09/477,646 von Ram Santhanam et al. mit dem Titel „Ink-Jet
Print Cartridge Having A Low Profile", nun als US-Patentschrift Nr. 6,227,663
erteilt;
Seriennr.: 09/477,648 von Matt Shepherd et al. mit dem
Titel „New
Method of Propelling An Inkjet Printer Carriage";
Seriennr.: 09/477,649 von Junji
Yamamoto et al. mit dem Titel "Method
And Apparatus For Horizontally Loading And Unloading An Ink-Jet
Print Cartridge From A Carriage";
Seriennr.:
09/477,843 von Ram Santhanam et al. mit dem Titel „Techniques
For Adapting A Small Form Factor Ink-Jet Cartridge For Use In A
Carriage Sized For A Large Form Factor Cartridge";
Seriennr.: 09/477,860 von Keng
Leong Ng mit dem Titel "Low
Height Inkjet Service Station";
Seriennr.:
09/477,940 von Ram Santhanam et al. mit dem Titel „Multiple
Bit Matrix Configuration For Key-Latched Printheads";
Seriennr.:
09/478,148 von Richard A. Becker et al. mit dem Titel „Techniques
For Providing Ink-Jet Cartridges With A Universal Body Structure";
Seriennr.:
09/478,190 von James M. Osmus mit dem Titel "Printer With A Two Roller, Two Motor
Paper Delivery System";
und
Seriennr.: 29/116,564 von Ram Santhanam et al. mit dem
Titel „Ink
Jet Print Cartridge".
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Der
allgemeine Aufbau und die allgemeine Funktionsweise einer Tintenstrahldruckkassette,
die retikulierten Polyurethanschaum verwendet, ist in der US-Patentschrift
4,771,295 mit dem Titel „Thermal Ink
Jet Pen Body Construction Having Improved Ink Storage and Feed Capacity" von Baker et al.,
die am 13. September 1988 erteilt wurde, offenbart.
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Der
allgemeine Entwurf und Aufbau von Wagen, die Tintenstrahldruckkassetten
in Druckern zurückhalten
und ausrichten und diese Druckkassetten durch Druckzonen abtasten,
ist hinreichend bekannt. Beispiele der Patentschriften, die auf
diesem Technologiegebiet erteilt wurden, umfassen:
US-Patentschrift
4,755,836 mit dem Titel „Printhead Cartridges
and Carriage Assembly" von
Ta et al., am 5. Juli 1988 erteilt
US-Patentschrift Nr. 4,872,026
mit dem Titel „Ink-jet Printer
with Printhead Carriage Alignment Mechanism" von Rasmussen et al., am 3. Oktober
1989 erteilt
US-Patentschrift 4,907,018 mit dem Titel „Printhead Carriage
Alignment and Electrical Interconnect Lock-in Mechanisms" von Pinkerpell,
am 6. März 1990
erteilt
US-Patentschrift 5,392,063 mit dem Titel „Spring Cartridge
Clamp for Inkjet Printer Carriage" von Rhodes, am 21. Februar 1995 erteilt.
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Ferner
nimmt man an, dass die US-Patentschrift 5,815,183 eine Vorrichtung
zum Laden einer Druckkassette in einen Wagen offenbart, bei der
die Druckkassette allgemein rechteckig ist.
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Ferner
nimmt man an, dass die EP-Patentveröffentlichung A-0519457 einen Druckermechanismus
offenbart, wobei der Mechanismus in einer Vielzahl verschiedener
Orientierungen relativ zur horizontalen und vertikalen Richtung
verwendet werden kann.
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Bekannte
Druckkassetten sind bisher dazu entworfen, entweder vertikal oder
mit einer steilen, geneigten, bogenförmigen Bewegung geladen und entladen
zu werden. Derartige Wagen erwiesen sich bisher als zufrieden stellend,
solange ein vertikaler Zugriff auf den Drucker gegeben ist. Bisher
bedeutete dies jedoch, dass nichts permanent auf dem Drucker gestapelt
werden konnte.
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Ferner
begünstigen
bisherige von oben ladbare Tintenstrahldruckerentwürfe eine
ständig
zunehmende Druckerhöhe,
so dass das Profil des Produktes mit jedem neuen Druckerentwurf
wuchs und wuchs.
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Außerdem wird
angenommen, dass Endbenutzer zur Verwendung zu Hause einen Drucker möchten, der
in einer Unterhaltungsanlage gestapelt oder im Wohnzimmer verwendet
werden kann. Dies ist ein Drucker, der eine flache obere und eine
flache untere Wand aufweist, der von vorne ladbar ist, bei dem sich
alle Steuerungen und Statusindikatoren an der Vorderwand befinden
und der etwa dieselbe Größe aufweist
wie ein herkömmlicher
Stereoverstärker oder
ein Videorekorder (VCR – video
cassette recorder). Mit anderen Worten ist dies ein horizontal ladbarer
Tintenstrahldrucker mit einer Gesamthöhe von weniger als 10,16 cm
(4 Zoll, 4'').
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Derartige
Anforderungen führen
zu zahlreichen Entwurfsherausforderungen. Erstens sind nahezu alle
existierenden Bezugsflächenstrukturen
auf modernen Tintenstrahldruckkassetten zur vertikalen oder nahezu
vertikalen Installation entworfen. Somit wurde ein Front- oder horizontales
Laden nicht in Erwägung
gezogen, so dass, wenn eine existierende Bezugsflächenstruktur
verwendet werden soll, die Druckkassette auf völlig neue Weise positioniert
werden muss. Zweitens ist bei einem Frontladedrucker das Sichtfeld,
das einem Benutzer während
einer Kassetteninstallation zur Verfügung steht, ziemlich eingeschränkt. Der
Benutzer sieht weniger von dem Wagen und weniger von dem Ladevorgang.
Drittens ist der physische Zugriff auf den Wagen stärker eingeschränkt. Viertens
gilt, dass, wenn mehrere Druckkassetten verwendet werden, sie so
nahe beieinander liegen müssen,
dass ein Großteil
ihrer Greifoberflächen
zum Entladen der Druckkassette aus dem Drucker nicht zur Verfügung steht.
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Somit
ist aus dem Vorstehenden offensichtlich, dass, obwohl es viele verschiedene
Wagenentwürfe
gibt, ein Entwerfen eines stapelbaren Frontlade-Tintenstrahldruckers
mit niedriger Höhe
viele Herausforderungen mit sich bringt.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Kurz
und allgemein gesagt umfasst eine Vorrichtung gemäß der Erfindung
eine allgemein rechteckige Druckkassette, eine längliche Tragelippe, die an
einer Seitenwand der Druckkassette positioniert ist, einen Wagenkörper, einen
an dem Wagen angebrachten Schacht zum Aufnehmen der Druckkassette
und eine allgemein horizontale Schiene an einer Seitenwand des Schachtes
zum Führen
der Druckkassette in den Wagen.
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Im
Betrieb lädt
die Vorrichtung eine Druckkassette horizontal in einen Wagen, indem
sie die Druckkassette horizontal nach vorne in einen Wagen schiebt,
eine Lippe an der Druckkassette mit einer Führungsschiene an dem Wagen
in Eingriff bringt, die Druckkassette nach oben und über eine
Bezugsfläche
an dem Wagen mit der Führungsschiene schiebt
und die Druckkassette in dem Wagen verriegelt. Die Vorrichtung entlädt eine
Druckkassette aus einem Wagen, indem sie die Druckkassette um eine Bezugsfläche an der
Kassette dreht, die Druckkassette aus dem Wagen entriegelt und die
Druckkassette horizontal aus dem Wagen herausschiebt.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden
ausführlichen
Beschreibung, die in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen
zu sehen ist, die die Prinzipien der Erfindung beispielhaft veranschaulichen.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, im Schnitt und teilweise weggeschnitten,
eines Tintenstrahldruckers, der die Prinzipien der Erfindung verkörpert.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht der Tintenstrahldruckkassette der 1.
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3 ist
ein Aufriss der rechten Seite der Druckkassette der 2.
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4 ist
ein Aufriss der Rückseite
der Druckkassette der 2.
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5 ist
ein Aufriss der Vorderseite der Druckkassette der 2.
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6 ist
ein Aufriss der linken Seite der Druckkassette der 2.
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7 ist
eine Unteransicht der Druckkassette der 2.
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8 ist
eine Draufsicht der Druckkassette der 2.
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9 ist
eine perspektivische Ansicht, im Schnitt und teilweise weggeschnitten,
des Wagens und der Tintenstrahldruckkassetten des Tintenstrahldruckers
der 1.
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10 ist
ein Seitenaufriss, im Schnitt, der entlang der Linie 10-10 des Wagens
der 9 genommen ist, wobei die Druckkassetten beseitigt
sind.
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11 ist
eine perspektivische Ansicht der Verriegelungsfeder des Wagens der 9.
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12 und 13 sind
perspektivische Vorderansichten des Wagens der 9,
wobei die Druckkassetten beseitigt sind.
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14 ist
eine perspektivische Rückansicht des
Wagens der 9, wobei die Druckkassetten beseitigt
sind.
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15 bis
einschließlich 21 sind
Seitenaufrisse, im Schnitt und teilweise weggeschnitten, die entlang
der Linie 10-10 des Wagens der 9 genommen
sind und die die Abfolge eines horizontalen Ladens und Entladens
der Tintenstrahldruckkassette der 2 aus dem
Wagen veranschaulichen.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Wie
in den Zeichnungen zu Illustrationszwecken gezeigt ist, ist die
Erfindung in einem stapelbaren Frontlade-Tintenstrahldrucker mit geringer Höhe verkörpert.
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Die
Vorrichtung bietet eine einfache, kostengünstige Lösung, eine leichte, selbsterklärende Funktionsweise
und nutzt die Bezugsflächenstruktur von
einer derzeit in Produktion befindlichen Druckkassette.
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DER DRUCKER
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Unter
Bezugnahme auf 1 gibt das Bezugszeichen 114 allgemein
einen Tintenstrahldrucker an, der teilweise weggeschnitten ist und
dessen Frontladetür
entfernt ist. Der Drucker umfasst einen Gehäuseteil 115 und einen
Gleichstrom-Antriebsmotor 116, der an einem Chassis angebracht
ist. An der Welle des Motors 116 befindet sich eine Rolle 117, der
einen Riemen 118 hin und her treibt, während der Antriebsmotor die
Richtung wechselt. Der Antriebsriemen 118 ist an einem
Wagen 119 befestigt, der lateral von links nach rechts
und rechts nach links hin und her abtastet. Der Wagen 119 enthält zwei
Thermotintenstrahldruckkassetten 11, 11', die nebeneinander
angeordnet sind. Die Druckkassette 11 enthält schwarze
Tinte, und die Druckkassette 11' weist drei Tintenkammern auf,
die magentafarbene, gelbe und cyanfarbene Tinte enthalten. Die horizontale
Abtastbewegung des Wagens wird durch eine Schiebestange 121 geführt. An
der Rückseite
des Wagens 119 befindet sich ein nicht gezeigter Codierer,
der einen Codierstreifen 122 liest, der die elektronischen Schaltungen
in dem Drucker befähigt,
den Wagen 119 entlang seines Abtast- bzw. Bewegungspfades zu
lokalisieren. Nachdem der Drucker 114 ein Medienblatt bedruckt,
wird das Medium in ein Ausgabefach ausgeworfen, an dem ein Griff 123 angebracht ist.
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DIE DRUCKKASSETTE
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Unter
Bezugnahme auf 2–8 gibt das
Bezugszeichen 11 allgemein eine Tintenstrahldruckkassette
mit niedrigem Profil für
einen Drucker an. Die ein niedriges Profil aufweisende Kassette 11 der
vorliegenden Erfindung ermöglicht,
dass der Drucker 114 relativ kürzer und schmaler ist als seine
Vorgänger
und trotzdem eine relativ hohe Tintenaufnahmekapazität in der
Kassette 11 beibehält.
Die Kassette 11 und der Drucker 114 sind miteinander
dazu angepasst, ein horizontales Laden der Kassette 11 zu ermöglichen.
Dadurch wird ermöglicht,
dass Elektronik und andere Posten auch dann auf dem Drucker 114 gestapelt
werden können,
wenn die Kassette 11 ausgetauscht wird. Das Ermöglichen
von stapelbaren und niedrigeren Drucksystemen ermöglicht,
dass derartige Drucksysteme neue Anwendung finden, z.B. als Haushaltsdruckgeräte, die
kritische Stapelbarkeits- und Raumbeschränkungen aufweisen.
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Bei
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist die Druckkassette etwa siebenundvierzig Millimeter
(47 mm) hoch, der Drucker ist weniger als vier Zoll (4'') (102 cm) hoch, und die Kassette enthält zumindest
siebzehn Kubikzentimeter (17 cc) Tinte.
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Die
Druckkassette umfasst einen Druckkassettenkörper 12, der eine
allgemein rechteckige Form mit einer vorderen Wand bzw. Vorderwand 24, einer
linken Seitenwand 25, einer rech ten Seitenwand 26 und
einer hinteren Wand bzw. Rückwand 27 aufweist.
Die Wände 25, 26 sind
horizontal beabstandet und erstrecken sich sowohl horizontal als
auch vertikal. Die Vorderwand 24 und die Rückwand 27 sind
ebenfalls horizontal beabstandet und erstrecken sich sowohl horizontal
als auch vertikal. Der ein niedriges Profil aufweisende Körper 12 weist
drei orthogonale Achsen auf, deren Orientierung relativ zu der vertikalen
und der horizontalen Richtung nachstehend näher erläutert wird und die durch die
Wände definiert
sind, einschließlich
einer Hauptachse oder einer Verlängerungsachse
(Tiefenachse) zwischen der Vorder- und der Rückwand 24, 27.
Diese Längsabmessung
ermöglicht,
dass die Kassette mehr Tinte beherbergt, wobei sie sich trotzdem
nicht auf die Höhe
des Drucksystems (die durch die Höhe der Kassette beeinflusst
wird) oder die Systembreite (die durch die Beabstandung zwischen
der linken und der rechten Seitenwand beeinflusst wird) auswirkt.
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Die
Kassette 11 weist einen Rückwandabschnitt auf, der bei
Betrachtung der 2 allgemein durch das Bezugszeichen 28 angegeben
ist, wobei der Rückwandabschnitt 28 einen „Benutzerabschnitt" oder „Benutzermerkmale" umfasst, einschließlich einer
Rückwand 27 (die
am besten in 3 und 4 zu sehen
ist), und wobei die Benutzermerkmale besonders dazu konfiguriert
sind, dass ein Benutzer dieselben während einer Installation der Kassette 11 in
einen Drucker in die Hand nimmt oder greift. Der „Benutzerabschnitt" oder die „Benutzermerkmale" umfassen insbesondere
benutzerfreundliche ergonomische Merkmale (wie z.B. Greifmerkmale 35),
die nachstehend ausführlicher
erläutert
werden.
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Die
Kassette 11 umfasst eine elektrische Verbindung oder einen
Vorderabschnitt 30, wobei die 2, 5 und 7 eine
vordere Wand 24 umfassen, die eine Mehrzahl von an einer
Schaltung 33 angeordneten elektrischen Kontakten zum Leiten elektrischer
Signale von dem Drucksystem zum Versorgen der Kassette 11 mit
Energie umfasst. Diese Kontakte sind vorzugsweise so weit von dem
Benutzerabschnitt 28 entfernt wie möglich angeordnet, um zu verhindern,
dass ein Benutzer die Kontakte an der Schaltung 33 beispielsweise
durch Fingerabdrücke verschmutzt.
Dieser Aspekt wird dadurch verstärkt, dass
die Verlängerungsachse
zwischen der Vorderwand und der Rückwand liegt.
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Die
Kassette 11 umfasst eine obere Wand 31, die in
einer verbindenden Beziehung zwischen der Rückwand 27 und der
Vorderwand 24 positioniert ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die obere Wand 31 ein Deckel 31. Die obere
Wand 31 verbindet die Seiten-, die Vorder- und die Rückwand entlang
einem seitlichen, vorderen bzw. hinteren Rand. In der oberen Wand
ist ein Verriegelungsmerkmal 50 enthalten, das von dem
vorderen Rand beabstandet ist.
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Der
Druckkassettenkörper 12 umfasst
ferner ein Nasenstück 14,
das per Ultraschall an den Körper geschweißt ist.
Man wird erkennen, dass das Nasenstück 14 eine untere
Wand für
den Kassettenkörper 12 liefert.
Die obere Wand 31 und die untere Wand 14 sind
vertikal beabstandet und erstrecken sich horizontal. Da sich der
Druckkopf 15 allgemein in einer horizontalen Ebene erstrecken
muss, so dass die Düsen 16 während des
Betriebs des Druckers 114 Tintentröpfchen allgemein vertikal nach
unten auf ein Druckmedium in einer unter den Kassetten 11, 11' (man erinnere
sich an 1) angeordneten Zone ausstoßen können, stellt
die Orientierung des Druckkopfes 15 Richtungen für die X-,
die Y- und die Z-Achse
relativ zu der vertikalen und der horizontalen Richtung her (man
erinnere sich an 2). Das Nasenstück enthält drei
Kanäle,
von denen jeder mit einem Standrohr in einer der Tintenkammern verbunden
ist. Die Kanäle
lenken die Tinte aus den Kammern in eine von drei Serien von Düsen 16, 7,
an dem Druckkopf 15. An dem Nasenstück 14, 3 und 6, befinden
sich eine X-Achse-Bezugsfläche 18 und eine
Z-Achse-Bezugsfläche 20.
Diese Bezugsflächen
sind Haltepunkte und sind ausgehend von einer derzeit in Produktion
befindlichen Druckkassette angepasst. Die Y-Achse-Bezugsfläche 19, 2,
wird durch die vordere Wand 24 der Druckkassette bereitgestellt
und ist ein Anschlagpunkt für
die Kassette während
der Einfügung
in den Wagen 119. Die X- und
die Z-Bezugsfläche 18, 20 passen
mit entsprechenden Bezugsflächen 152, 154, 12 und 13,
an dem Wagen 119, 9, zusammen
und richten die Druckkassette 11 in dem Wagen aus, wie nachfolgend
ausführlich
erläutert
wird.
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Unter
Bezugnahme auf 2, 3 und 6 gibt
das Bezugszeichen 22 allgemein zwei Rippen an, die als
Greifoberflächen
dienen, wenn die Druckkassette 11 aus dem Drucker entnommen
wird. Jede Rippe ist vertikal an einer der Seitenwände 25, 26 entlang
der gemeinsamen Ränder
zwischen den Seitenwänden 25 und 26 und
der Rückwand 27 des Druckkassettenkörpers 12 angeordnet.
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Unter
Bezugnahme auf 2, 3, 4, 5 und 6 gibt
das Bezugszeichen 29 allgemein eine längliche Tragelippe an, die
an den zwei Seitenwänden 25, 26 und
der Rückwand 27 des Druckkassettenkörpers 12 angeordnet
ist. Die Lippe befindet sich entlang des Randes zwischen dem Druckkassettenkörper 12 und
dem Deckel 21, nachfolgend ausführlich beschrieben. Die Abschnitte
der Lippe 29, die an den Seitenwänden 25, 26, 4 und 5,
angeordnet sind, tragen und führen
die Druckkassette während
des Ladens und Entladens aus einem Drucker. Diese Abschnitte der
Lippe nehmen ein Paar entsprechender Führungsschienen 140, 10, 12 und 13,
oder Laderampen an dem Wagen 119 des Druckers in Eingriff.
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Ebenfalls
an dem Druckkassettenkörper 12, 2 und 5,
befindet sich eine flexible Schaltung 33 eines herkömmlichen
Aufbaus. Die flexible Schaltung liefert die elektrische Verbindung
zwischen dem Drucker und dem Druckkopf 15, 7,
und leitet während
des Druckens elektrische Energie an die entsprechenden Abfeuerungswiderstände.
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Unter
Bezugnahme auf 2 und 8 gibt Bezugszeichen 35 eine
Mehrzahl von Greifrillen an, die entlang des Randes zwischen dem
Deckel 31, nachfolgend ausführlich beschrieben, und den
Seitenwänden 25, 26 des
Druckkassettenkörpers 12 angeordnet
sind. Die Rillen des Merkmals 35 sind durch die oben beschriebenen
Rippen 22 zusammenwirkend definiert. Die Greifrillen dienen
als Greifoberfläche
an der Druckkassette 11 zum Entfernen der Druckkassette
aus einem Drucker, nachdem die Druckkassette aus dem Wagen entriegelt
wurde. Die Greifrillen dienen auch als visuelle Anzeige bezüglich etwaiger
benachbarter Druckkassetten, dass die betreffende Druckkassette
aus dem Wagen entriegelt wurde.
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Unter
Bezugnahme auf 2, 3, 4, 5 und 6 gibt
das Bezugszeichen 31 allgemein einen Deckel an, der eine
planere äußere Oberfläche aufweist.
Die Ebene der äußeren Oberfläche des
Deckels ist ferner parallel zu der Tragelippe 29. Der Deckel 31 ist
entlang des Randes der Seitenwände 25 und 26,
der Vorderwand 24 und der Rückwand 27 per Ultraschall
an den Druckkassettenkörper 12 geschweißt. Der
Deckel versiegelt die Tinte in den Tintenreservoirkammern in dem
Druckkassettenkörper 12.
Der Deckel enthält
ferner drei Lüftungen 40, 2 und 8,
die ermöglichen,
dass Luft bei atmosphärischem
Druck in jede der Reservoirkammern eintritt.
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Eine
knopfartige Struktur 42 befindet sich auf dem Deckel 31, 2 und 8,
nahe dem Rand zwischen der Rückwand 27 und
dem Deckel. Bei der Draufsicht auf die Druckkassette 11, 8,
weist diese Struktur eine elliptische Form auf. Bei dem Rückseitenaufriss, 4,
weist diese Struktur eine Öffnung
nach außen
auf, die eine kreisförmige
Form hat. Bei den Seitenaufrissen, 3 und 6,
weist diese Struktur die Form einer Sehne eines Kreises auf. Die
Mitte dieser Struktur ist bündig
mit der äußeren Oberfläche des
Deckels 31 und enthält
eine Mehrzahl von Rillen 44. Die Rillen fungieren als Greifoberfläche für den Benutzer.
Diese Struktur weist diese einzigartige Form auf, um dem Benutzer
anzuzeigen, wo die Druckkassette nach unten gedrückt werden soll, um die Kassette
aus dem Wagen eines Druckers zu entriegeln. Eine derartige nach
unten gerichtete Bewegung gibt die Druckkassette aus der Verriegelungsfeder 148, 11,
an dem Wagen 119, 9, frei.
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Unter
Bezugnahme auf 2 und 8 gibt das
Bezugszeichen 48 allgemein eine Insel an, die auf der oberen
Oberfläche
des Deckels 31 angeordnet und von dem Rand zwischen dem
Deckel 31 und der Vorderwand 24 des Druckkassettenkörpers 12 weg
verschoben ist. Die Insel 48 umfasst eine Verriegelung 50 zum
Sichern der Druckkassette 11 in einem Druckerwagen. Unter
Bezugnahme auf 2, 3 und 6 befindet
sich die Verriegelung 50 auf dem Deckel 31 und
nicht an der Vorderwand 24, so dass die Druckkassette mit
einer vorhandenen Ausrüstung
hergestellt werden kann, ohne eine neue Werkzeugeinstellung zu erfordern.
Wie in den 2, 3 und 6 veranschaulicht
ist, weist die Verriegelung einen dreieckigen Querschnitt auf, der
durch eine Verriegelungsrampe 51 und eine Verriegelungswand 52 gebildet
wird. Die Verriegelungsrampe 51 weist drei Funktionen auf:
die Installations- oder Verriegelungskraft, die der Benutzer ausüben muss, wenn
er die Druckkassette 11 in einem Drucker installiert, allmählich zu
erhöhen;
das Öffnen
der Verriegelungsfeder während
der Installation zu erleichtern; und die Druckkassette 11 kontinuierlich
aus dem Drucker herauszudrücken,
bis die Druckkassette präzise
in dem Wagen sitzt. Dieses zuletzt genannte Merkmal verhindert ein „falsches
Verriegeln" der Druckkassette.
Die Verriegelungswand 52 ist senkrecht zu der äußeren Oberfläche des
Deckels 31 angeordnet und ist die Oberfläche, die
durch die Verriegelungsfeder in Eingriff genommen wird, wenn die Druckkassette
in dem Wagen des Druckers präzise sitzt.
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Die
Insel 48, 8, umfasst ferner eine Verriegelungsmulde 54,
die hinter der Verriegelungswand 52 angeordnet ist. Die
Verriegelungsmulde ist eine ausgenommene Fläche in dem Deckel 31,
die ermöglicht,
dass die Verriegelungsfeder 148, 11, nach
Bedarf unter die äußere Oberfläche des
Deckels wandert, um während
der Lebensdauer des Druckers eine konstante Verriegelungskraft aufrechtzuerhalten.
Die Insel 48 weist ferner zwei Sätze von Schlüsseln 56 auf,
die auf beiden Seiten der Verriegelung 50 angeordnet sind
und die die Druckkassette 11 dem Drucker gegenüber identifizieren.
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Obwohl
die oben beschriebene Druckkassette drei Tintenreservoire und drei
Lüftungen 40, 2 und 8,
enthält,
wird in Betracht gezogen, dass auch eine Druckkassette mit einem
oder mehreren Reservoirs mit einer oder mehreren Lüftungen
verwendet werden kann. Bei dem Drucker 114, 1, der
für diese
Druckkassette geplant ist, wird eine Druckkassette 11,
die ein Reservoir aufweist, das lediglich schwarze Tinte enthält, neben
einer zweiten Druckkassette 11' installiert, die drei Reservoire
aufweist, die die drei Primärfarbtöne enthalten.
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Ferner
wird in Betracht gezogen, dass eine Druckkassette verwendet werden
kann, die keinen Deckel 31, oben beschrieben, benötigt. Eine
derartige Kassette würde
lediglich eine obere Wand mit der bzw. den entsprechenden Lüftung(en),
die das eine oder die mehreren Reservoire abdichtet bzw. abdichten,
benötigen.
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DER WAGEN
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In 9 ist
die „X"-Achse parallel zur
Längsachse
der Schiebestange 121, 1. Die „Y"-Achse zeigt auf
das hintere Ende und in den Drucker 114, 1,
und verläuft
in Umkehrrichtung zu dem Pfad des Papiers durch die Druckzone. Die „Z"-Achse zeigt vertikal
nach oben.
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Unter
besonderer Bezugnahme auf 9 und 14 umfasst
der Wagen 119 eine Wagenbasis 126, die die Struktur
trägt.
Die Wagenbasis weist zwei „C"-förmige Bogenträger 128 auf,
die an ihren Enden angeordnet sind. Diese Bogenträger liefern eine
Tragestütze
und nehmen die Schiebestange 121, 1, in Eingriff.
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Unter
Bezugnahme auf 9, 12 und 13 umfasst
der Wagen 119 außerdem
zwei Schächte 131,
die die Tintenstrahldruckkassette 11 jeweils aufnehmen,
halten und ausrichten, wie in 9 veranschaulicht
ist. Beide Schächte
sind auf dieselbe Weise aufgebaut und fungieren auf dieselbe Weise;
der Kürze
halber wird somit lediglich der linke Schacht beschrieben. Der Schacht 131 weist
eine linke Seitenwand 133, eine rechte Seitenwand 134 und eine
Rück- bzw.
Endwand 135 auf. An der Rückwand 135 des Schachtes
befindet sich eine mit Bohrungen versehene Kontaktanschlussfläche 137.
Die Kontaktanschlussfläche
weist eine elastomere rückwärtige Verstärkung auf
und enthält
elektrische Kontakte, die gegen entsprechende Kontakte an der flexiblen Schaltung 33, 2,
an der Druckkassette 11 gedrückt werden. Auf diese Weise
kommt der Drucker 114 während
des Druckens in einen elektrischen Kontakt mit der Druckkassette
und liefert elektrische Energie an die Abfeuerungswiderstände.
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Mit
Bohrungen versehene Kontaktanschlussflächen für Thermotintenstrahldruckkassetten und
Wagen sind in der US-Patentschrift
4,706,097 mit dem Titel „Near-Linear
Spring Connect Structure for Flexible Interconnect Circuits" von Harmon, die am
10. November 1987 erteilt wurde, offenbart.
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Die
mit Bohrungen versehenen Kontaktanschlussflächen 137, 10, 12 und 13 werden
durch sechs Stifte 142, 143, die an der Wagenbasis 126 angeordnet
sind, an der Rückwand 135 jedes
Schachtes 131 in ihrer Position gehalten. Der Stift 142 positioniert
die mit Bohrungen versehene Kontaktanschlussfläche links und rechts und vertikal in
dem Wagen 119. Die anderen fünf Stifte verhindern, dass
sich die Kontaktanschlussfläche
um den mittleren Stift 142 dreht und eine Spannung in der Kontaktanschlussfläche bewirkt.
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Unter
Bezugnahme auf 10, 12 und 13 ist
an jeder Seitenwand 133, 134 des Schachtes 131 eine
Führungsschiene 140 angeordnet.
Die Führungsschienen
sind das Führungsmerkmal
zum Installieren und Entfernen von Druckkassetten aus dem Drucker 114.
Insbesondere unter Bezugnahme auf 10 ist
jede Führungsschiene
allgemein horizontal, gekrümmt,
bogenförmig
und in der positiven „Y"-Richtung leicht
nach oben geneigt, wie in 9 veranschaulicht
ist. Die Führungsschienen 140 nehmen
die Unterseite der Lippen 29, 2 und 3,
die an den Seitenwänden 25, 26 der Druckkassette 11, 2,
angeordnet sind, in Eingriff.
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Ferner
erfüllen
die Führungsschienen 140 in den
Schächten 131, 12 und 13,
viele Funktionen. Erstens fungieren die Schienen als Ziel für den Benutzer,
wenn er anfänglich
eine Druckkassette installiert. Sie unterstützen ein Lokalisieren der Druckkassette 11 in
dem Wagen 119, 1, der für den Benutzer nur teilweise
sichtbar ist.
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Zweitens,
nachdem die Druckkassette auf den Führungsschienen aufliegt und
die Druckkassette seitens des Benutzers horizontal nach vorne geschoben
wird, führen
die Schienen die Druckkassette nach oben und über die primären und
sekundären Wagenbezugsflächen 152, 154, 12, 13 und 14,
die nachfolgend ausführlich
beschrieben sind. Drittens, wenn eine Druckkassette seitens des Benutzers
von dem Wagen entriegelt wird, begrenzen die Führungsschienen die Drehung
oder Schrägstellung
der Druckkassette gemäß der Veranschaulichung
in 20, so dass sie nicht nach vorne und nach unten
aus dem Drucker 114 herausfällt.
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Unter
Bezugnahme auf 10 und 12 befindet
sich eine Auslegerfeder 146 in der rechten Seitenwand 134 jedes
Schachtes 131. Die Feder 146 weist eine Hauptachse
auf, die horizontal ist. Die Auslegerfeder spannt die Druckkassette
horizontal in der negativen „X"-Richtung vor, oder
presst sie in dieser Richtung, wie in 9 veranschaulicht
ist, gegen die primären
Bezugsflächen 152, 13 und 14,
an dem Wagen, wie nachfolgend ausführlich beschrieben wird.
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In 9, 10, 11, 12 und 13 bezeichnet
das Bezugszeichen 148 eine Verriegelungsfeder, die einen
horizontalen Vor sprung aufweist, der entlang der „Y"-Achse nach hinten
in einen Tintenstrahldrucker 114, 1, zeigt,
wie in 9 veranschaulicht ist. Die Feder ist auf diese Weise
gerichtet, um das Entwurfsziel einer geringen Druckerhöhe zu erreichen.
Die Verriegelungsfeder nimmt eine Verriegelung 50, 2,
in Eingriff, die in dem Deckel 31 der Druckkassette geformt
ist, wie in 9 veranschaulicht ist. Für jeden
Schacht 131 liegt eine Verriegelungsfeder vor, und sie
sind aus einem einzigen Metallblechteil hergestellt, wie in 11 veranschaulicht
ist. Das Teil ist an Merkmalen befestigt, die in den äußeren Wänden der
Schächte 131 geformt
sind. Das Teil ist auch an einem Arretierungsfinger 150 befestigt,
der an der mittigen Seitenwand des Wagens 119 angeordnet
ist. Der Arretierungsfinger weist die Form eines „L" auf und verhindert,
dass die mechanische Beanspruchung, die bei der Installation einer
Druckkassette in einem Schacht entsteht, die Druckkassette in dem
Schacht längsseits
beeinflusst.
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Unter
Bezugnahme auf 12, 13, und 14 sind
auf der Innenseite der linken Seitenwand 133 am Boden des
Schachtes 131 die primären
Bezugsflächen 152 des
Wagens 119 angeordnet. Die entsprechenden Bezugsflächen 18, 20 an
der Druckkassette, in 6 veranschaulicht, werden durch
die Auslegerfeder 152 in der rechten Seitenwand 134 des
Schachtes 131 gegen die primären Bezugsflächen 152 in
dem Schacht gedrückt.
An der Innenseite der rechten Seitenwand 134 am Boden des
Schachtes 131 und direkt gegenüber den primären Bezugsflächen 152 befinden
sich die sekundären
Bezugsflächen 154 des
Wagens 119. Die sekundären
Bezugsflächen 154, 12 und 14,
nehmen die entsprechenden Bezugsflächen 18, 20 an
der in 3 veranschaulichten Druckkassette in Eingriff.
In der Rückwand 135 des
Schachtes 131 über
der mit Bohrungen versehenen Kontaktanschlussfläche 137 befindet sich
eine einzige tertiäre
Bezugsfläche 156. Die
tertiäre
Bezugsfläche
lokalisiert die Drehung oder Schrägstellung der Druckkassette
um die „X"-Achse zu einem bekannten
Punkt.
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GESAMTERLÄUTERUNG – GRENZFLÄCHE ZWISCHEN
WAGEN UND DRUCKKASSETTE
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Unter
Bezugnahme auf die Figuren, unter besonderer Bezugnahme auf 15–21,
weist die Druckkassette 11 einen ein niedriges Profil aufweisenden
Körper
mit mechanischen, Grenzflächen bildenden
Merkmalen auf, die eine Installation der Kassette 11 in
eine Aufnahmetasche oder einen aufnehmenden Schacht eines Drucksystemwagens
mit einer vorwiegend horizontalen Bewegung ermöglichen.
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Der
Niedriges-Profil-Aspekt des Druckkassettenkörpers bezieht sich darauf,
dass der Körper eine
Hauptachse aufweist, die im Wesentlichen mit der Installationsrichtung 158 (oder
entlang der y-Achse der 9) ausgerichtet ist. Dadurch
kann die Gesamthöhe
(entlang der z-Achse der 9) des Druckkassettenkörpers minimiert
werden, wodurch die Gesamthöhe
des Wagens 119 und somit des Druckers 114 minimiert
wird. Insbesondere wird die Höhe der
Druckkassette auf weniger als etwa 47 Millimeter gehalten. Der Niedriges-Profil-Aspekt trägt ferner dazu
bei, die Breite (entlang der x-Achse der 9) des Wagens 119 zu
minimieren, was die Breite des Gesamtdruckers 114 verringert.
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Die
mechanischen, Grenzflächen
bildenden Merkmale ermöglichen,
dass die Druckkassette entlang einer durch das Bezugszeichen 158 der 15 angegebenen
Richtung in Schächte
oder Aufnahmetaschen 131 installiert wird. Dies ermöglicht eine „Stapelbarkeit" des Druckers 114 – es ermöglicht, dass
andere Vorrichtungen wie z.B. komplementäre elektronische Vorrichtungen
auf dem Drucker 114 platziert werden können. Dies wiederum ermöglicht, dass
das Drucksystem 114 bei viel mehr Verbraucheranwendungen
eingesetzt werden kann als herkömmliche
Drucker oder Drucksysteme. Die mechanischen Merkmale umfassen die
Verriegelung 50, Bezugsflächen 18 und 20,
Lippen 29 und/oder andere Merkmale, die entsprechende Merkmale
in den Aufnahmeschachten 131 in Eingriff nehmen. Weitere Einzelheiten
der mechanischen, Grenzflächen
bildenden Merkmale werden nachstehend in den Abschnitten mit dem
Titel „horizontales
Laden" und „Entladen" erläutert.
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HORIZONTALES
LADEN
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Unter
Bezugnahme auf 15 verschiebt der Endbenutzer,
um eine Druckkassette 11 in einen Wagen 119 zu
laden, die Druckkassette horizontal nach vorne zu dem Wagen hin,
wie durch den Bewegungspfeil 158 angegeben ist. Die in 12 und 13 veranschaulichten
Führungsschienen 140 fungieren
als Zielobjekte für
den Endbenutzer, da die Sichtbarkeit des Wagens durch das Gehäuse für den Drucker
eingeschränkt
ist.
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Die
Druckkassette 11, 16, weist
in jeder ihrer Seitenwände 25, 26 eine
Lippe 29 auf. Die Unterseite dieser Lippen berührt die
Führungsschienen 140 zuerst
an dem Kontaktpunkt 160, 16. Die Lippen
auf jeder Seite werden durch den Endbenutzer auf den Führungsschienen
des Schachtes 131 platziert, und danach tragen die Führungsschienen die
Kassette vertikal. An diesem Punkt liegt keine Berührung zwischen
den vertikalen Wänden
des Wagens 119 und vertikalen Wänden der Kassette 11 vor. Der
Endbenutzer verschiebt die Kassette weiterhin horizontal nach vorne,
wie durch den Bewegungspfeil 159 angegeben ist.
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Unter
Bezugnahme auf die in 9 veranschaulichte Druckkassette 11 ist
jegliche positive oder rechtsgerichtete Drehung der Druckkassette
um die „X"-Achse gemäß der normalen
nautischen und aeronautischen Konvention der Beschreibung einer Bewegung
eines Objektes als „aufwärts stampfen" bzw. „aufwärts neigen" (engl.: pitching
up) definiert. Desgleichen ist jegliche negative oder nach links
gerichtete Drehung der Druckkassette um die „X"-Achse als „abwärts stampfen" bzw. „abwärts neigen" (engl.: pitching
down) definiert.
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Unter
Bezugnahme insbesondere auf 10 ist
jede Führungsschiene 140 allgemein
horizontal, gekrümmt,
bogenförmig
und in der positiven „Y"-Richtung etwas nach
oben geneigt, wie in 9 veranschaulicht ist.
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Unter
Bezugnahme auf 17 bewirken die Form der Führungsschienen
und die weitere horizontale Verschiebung der Druckkassette 11 durch
den Endbenutzer, wie durch den Bewegungspfeil 162 angezeigt
ist, dass die Druckkassette 11 ..., wie durch den Bewegungspfeil 164 angegeben
ist, und sich außerdem
vertikal nach oben verschiebt, wie durch den Bewegungspfeil 163 angegeben
ist. Während
die Druckkassette 11 entlang der Führungsschienen nach vorne gleitet,
bewirkt die Kombination dieser drei Bewegungen, die durch die Bewegungspfeile 162, 163 und 164 angegeben
sind, dass die Bezugsflächen 18, 20 an
der Druckkassette 11 nach oben und über die primären und
sekundären
Bezugsflächen 152, 154 nach
oben und über
dieselben gebracht werden, am Boden des Wagens 119.
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Die
Bewegung der Druckkassette 11, in 17 veranschaulicht,
setzt sich fort, bis die Verriegelung 50 an der oberen
Wand 31 der Druckkassette die Verriegelungsfeder 148 an
dem Wagen 119 an dem durch das Bezugszeichen 166 angegebenen Kontaktpunkt
berührt.
Die Verriegelungsfeder bewirkt, dass die Druckkassette vertikal
nach unten verschoben wird, wie durch den Bewegungspfeil 168 angegeben
ist. Als Nächstes
berühren
die Bezugsflächen 18, 20 an
der Druckkassette 11 die primäre und sekundäre Bezugsfläche 152, 154 an
dem Wagen 119. And diesem Punkt sitzen die Bezugsflächen noch
nicht, sondern befinden sich lediglich in Kontakt. Die Druckkassette 11 neigt
sich auf Grund der Berührung
zwischen den Bezugsflächen
und der Form der Verriegelung 50 und der Verriegelungsfeder 148 anschließend abwärts, wie
durch den Bewegungspfeil 167 angegeben ist.
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Die
Bewegung der Druckkassette, in 18 veranschaulicht,
setzt sich fort, bis die Bezugsflächen 18, 20 an
der Druckkassette 11 und die Bezugsflächen 152, 154 an
dem Wagen 119 allesamt in ihre Position passend einschnappen
und die Verriegelungsfeder 148 auf der Verriegelung 50 sitzt.
Ein weiteres Abwärtsneigen
der Druckkassette wird durch die Rückwand 135 des Schachtes 131,
das Elastomer hinter der mit Bohrungen versehenen Kontaktanschlussfläche 137 und
die tertiäre
Bezugsfläche 156, 12,
arretiert. Die Druckkassette 11 ist an diesem Punkt vollständig in
den Wagen 119 aufgenommen, wie in 19 veranschaulicht
ist. Man sollte verstehen, dass die Verriegelungsfeder 148 die
Druckkassette kontinuierlich aus dem Drucker herausdrückt, bis
dieser Punkt des Verriegelns oder passenden Koppelns erreicht ist.
Dieses Merkmal ist binär
und verhindert ein falsches Verriegeln.
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ENTLADEN
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Unter
Bezugnahme auf 20 übt der Endbenutzer, um eine
Druckkassette 11 aus einem Wagen 119 zu entladen,
auf die obere Wand oder den Deckel 31 an der Rückseite
der Druckkassette eine nach unten gerichtete Kraft aus. Die Druckkassette erstreckt
sich aus dem Wagen 119 heraus, wie in 9 veranschaulicht
ist, und diese nach unten gerichtete Kraft kann auf das knopfartige
Merkmal 42 auf dem Deckel ausgeübt werden. Die nach unten gerichtete
Kraft bewirkt die durch den Bewegungspfeil 171 angegebene,
nach unten gerichtete Bewegung, und die Druckkassette neigt sich
aufwärts,
wie durch den Bewegungspfeil 172 angegeben ist, während die
Bezugsflächen 18, 20 an
der Druckkassette 11 sich um die primäre und die sekundäre Bezugsfläche 152, 154 an
dem Wagen 119 drehen. Die durch den Bewegungspfeil 171 angegebene,
nach unten gerichtete Bewegung und die durch den Bewegungspfeil 172 angegebene
nach oben gerichtete Aufwärtsneigebewegung
setzen sich fort, bis die Verriegelung 50 aus der Verriegelungsfeder 148 entriegelt wird,
wie in 20 veranschaulicht ist. Die
Führungsschienen 140 nehmen
die Lippen 29 an der Druckkassette 11 in Eingriff
und begrenzen die nach oben gerichtete Aufwärtsneigungsbewegung 172,
so dass sich die Druckkassette nicht dreht oder aus dem Drucker
herausfällt.
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Aus
einem Vergleich der 9, 19 und 20 sollte
man erkennen, dass, wenn eine Druckkassette entriegelt wird, die
obere hintere Ecke 174 der entriegelten Druckkassette über die
Rückwand 27 der
benachbarten, verriegelten Druckkassette hinaus vorsteht. Die entriegelte
Kassette sitzt schief im Vergleich zu der verriegelten Druckkassette.
Dieses Merkmal liefert dem Endbenutzer einen visuellen Hinweis eines
Entriegelns und liefert dem Endbenutzer ferner eine Greifoberfläche.
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Unter
Bezugnahme auf 21 erfasst der Endbenutzer die
Greifoberfläche 174 und
verschiebt die Druckkassette horizontal aus dem Wagen hinaus, wie
durch den Bewegungspfeil 176 angegeben ist, nachdem die
Druckkassette 119 entriegelt ist, aber noch in dem Wagen 119 verbleibt.
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Obwohl
spezifische Ausführungsbeispiele der
Erfindung beschrieben und veranschaulicht wurden, ist die Erfindung
nicht auf die spezifischen Formen oder die spezifische Anordnung
von Teilen, die so beschrieben und veranschaulicht wurden, beschränkt. Die
Erfindung wird lediglich durch die Patentansprüche eingeschränkt.