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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Druckelement für eine thermische
Tintenstrahl-Druckvorrichtung und insbesondere ein Druckelement,
das in verschiedenen Druckvorrichtungen und mit verschiedenen Arten
von Tintenzuführungen
verwendet werden kann.
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Die
US-Patente 5,297,336 und
5,519,425 legen einen Tintenverteiler
offen, der mit einer Tintenzuführung
in einer unitären
Tintenversorgungspatrone für
einen thermischen Tintenstrahldrucker ausgebildet wird. Das
US-Patent 4,695,854 legt
einen externen Verteiler für
ein Tintenstrahl-Array offen.
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Das
Dokument
US 4633274 legt
einen Druckkopf gemäß dem Vorspruch
des Anspruches 1 offen.
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Gemäß einem
ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Druckkopf bereitgestellt,
der umfasst:
ein Gehäuse
mit einem Aufnahmebereich zum ablösbaren Aufnehmen wenigstens
eines Tintenbehälters und
einer Öffnung
durch das Gehäuse
und in den Aufnahmebereich; und
ein Druckelement, verbunden
mit dem Gehäuse,
wobei das Druckelement eine thermische Tintenstrahlanordnung, einen
mit der thermischen Tintenstrahlanordnung verbundenen elektrischen
Leiter und eine mit der thermischen Tintenstrahlanordnung verbundene
Tintenverteileranordnung zum Zuführen
von Tinte zu der Düse
umfasst;
wobei die Verteileranordnung wenigstens eine Befestigung
zum abwechselnden Verbinden der Verteileranordnung mit wenigstens
zwei unterschiedlichen Tintenquellen umfasst, wobei sich die Befestigung
durch die Öffnung
in den Aufnahmebereich erstreckt, so dass sich die wenigstens eine
Befestigung in dem Aufnahmebereich des Gehäuses befindet, und dadurch
gekennzeichnet, dass der Druckkopf weiterhin ein Kühlblech
umfasst, das mit der thermischen Tintenstrahlanordnung und der Verteileranordnung
verbunden ist und sich auf einer Außenseite des Gehäuses befindet,
und wobei des Weiteren der elektrische Leiter, die Tintenstrahlanordnung
und die Tintenverteileranordnung durch das Kühlblech an dem Gehäuse gehalten
werden.
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Gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung wird eine Druckkopfanordnung bereitgestellt,
die einen Druckwagen und zwei Druckköpfe, die mit dem Druckwagen
verbunden sind, umfasst. Ein jeder Druckkopf hat ein Gehäuse und
ein mit dem Gehäuse
verbundenes Druckelement. Ein jedes Druckelement weist ein Kühlblech und
eine an dem Kühlblech
angebrachte Tintenverteileranordnung und eine Tintenstrahlanordnung
auf. Ein Abschnitt der Tintenverteileranordnungen ist in den jeweiligen
Gehäuse-Aufnahmebereichen
angeordnet, und die Kühlbleche
sind auf den Außenseiten der
Gehäuse
und zwischen den beiden Gehäusen angeordnet.
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In
einem Verfahren der Herstellung von Tintenstrahl-Druckkomponenten
wird ein Druckelement montiert und wahlweise mit einem Druckkopf-Gehäuse verbunden.
Das verfahren des Montierens des Druckelementes umfasst die Schritte
des Verbindens einer thermischen Tintenstrahlanordnung mit einem Kühlblech;
des Verbindens eines gedruckten Verdrahtungselementes mit dem Kühlblech;
und des Verbindens einer Tintenverteileranordnung mit dem Kühlblech
und der thermischen Tintenstrahlanordnung. Das Druckkopf-Gehäuse weist
einen Aufnahmebereich für
die loslösbare
Aufnahme eines Tintenbehälters
auf. Das Druckelement kann in einer ersten Art von Druckvorrichtung
ohne das Druckkopf-Gehäuse
montiert werden, und eine kombinierte Baugruppe des Druckelementes
und des Druckkopf-Gehäuses
kann in einer zweiten Art von Druckvorrichtung montiert werden.
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Die
vorstehenden Aspekte und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung
werden in der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den anhängenden
Zeichnungen erläutert
werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
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1 ist
eine perspektivische Ansicht einer Druckkopfanordnung, die Merkmale
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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2 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines der Druckköpfe, die
in der in 1 gezeigten Anordnung verwendet
werden.
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3 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des in 2 gezeigten
Druckelementes.
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4 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der Tintenverteileranordnung,
die in dem in 3 gezeigten Druckelement verwendet wird.
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5 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Druckkopfes,
der in der in 1 gezeigten Anordnung verwendet
wird.
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6 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des in 5 gezeigten
Druckelementes.
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7 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht der in dem in 6 gezeigten Druckelement
verwendeten Tintenverteileranordnung.
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Die 8A und 8B sind
schematische Darstellungen von Verfahren, die die gleiche Art von Druckelement
in zwei unterschiedlichen Arten von Druckvorrichtungen verwenden.
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9 ist
eine schematische perspektivische Ansicht von drei Druckelementen,
die in einer versetzten oder abgestuften Anordnung gruppiert oder gemeinsam
angeordnet sind.
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10 ist
eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht eines alternativen
Ausführungsbeispieles
eines Druckkopfes mit einer Doppel-Tintenverteileranordnung; und
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Die 11 bis 13 sind
schematische Darstellungen von Beispielen von alternativen Ausführungsbeispielen
davon, wie Druckelemente gruppiert oder zusammen angeordnet werden
können.
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Unter
Bezugnahme auf 1 wird eine perspektivische
Ansicht einer Druckkopfanordnung 10 gezeigt, die Merkmale
der vorliegenden Erfindung beinhaltet. Wenngleich die vorliegende
Erfindung unter Bezugnahme auf die in den Zeichnungen gezeigten
Ausführungsbeispiele
beschrieben werden wird, ist zu beachten, dass die vorliegende Erfindung
in zahlreichen alternativen Formen von Ausführungsbeispielen ausgeführt werden
kann. Zusätzlich
können
beliebige geeignete Größen, Formen
oder Arten von Elementen oder Materialien verwendet werden.
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Die
Druckkopfanordnung 10 umfasst im Allgemeinen einen Druckwagen 12 und
zwei Druckköpfe 14, 16,
die an dem Druckwagen 12 angebracht sind. Der Druckwagen 12 ist
vorgesehen, um an einem Rahmen einer Druckvorrichtung, wie zum Beispiel
einem thermischen Tintenstrahldrucker für seitliche gleitende Bewegung
an dem Rahmen auf bekannte Art und Weise beweglich angebracht zu
werden. In diesem Ausführungsbeispiel
soll der erste Druckkopf 14 der Druckkopf für schwarze
Tinte sein, und der zweite Druckkopf 16 soll der Druckkopf
für rote
Tinte sein. In den alternativen Ausführungsbeispielen kann die Gestaltung
der Druckkopfanordnung jedoch verändert sein, wie zum Beispiel
ein Druckwagen mit nur einem Druckkopf für schwarze Tinte, ein Druckwagen
mit mehreren Druckköpfen
für schwarze
Tinte, ein Druckwagen mit mehreren Druckköpfen für mehrere Farben oder eine
beliebige andere geeignete Gestaltung.
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Unter
Bezugnahme auf 2 umfasst der erste Druckkopf 14 im
Allgemeinen ein Gehäuse 18, ein
Druckelement 20 und ein Abdichtelement 22. Das Gehäuse 18 ist
vorzugsweise ein einteiliges geformtes Kunststoffelement. In diesem
Ausführungsbeispiel
umfasst das Gehäuse 18 einen
Aufnahmebereich 24, eine aus einem Stück ausgebildete elastische
Sperrklinke 26, im Wesentlichen offene obere und vordere
Enden und eine Öffnung 28,
die sich durch das Gehäuse
erstreckt. Der Aufnahmebereich 24 ist in geeigneter Weise
dimensioniert und geformt, um loslösbar eine Tintenversorgungspatrone
oder einen Tintenbehälter 30 aufzunehmen.
Der Behälter 30 kann
durch im Wesentlichen offene obere und vordere Enden des Gehäuses 18 in
den Aufnahmebereich 24 eingesetzt und aus diesem entnommen
werden. Die Sperrklinke 26 ist ausgelegt, um den Behälter 30 in
dem Aufnahmebereich 24 wie ein Schnappverschluss zu sichern.
Die Sperrklinke 26 kann sich allgemein wie ein Ausleger
biegen. Ein Benutzer kann das obere Ende der Sperrklinke 26 nach
hinten biegen, um den Behälter 30 aus dem
Gehäuse 18 zu entnehmen
oder diesen zu entriegeln. In alternativen Ausführungsbeispielen kann eine
beliebige Art von Arretierungs- oder Verriegelungsmechanismus verwendet
werden, um den Behälter 30 in
dem Gehäuse 18 zu
befestigen. In diesem Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Öffnung 28 durch
eine Ecke des Gehäuses 18;
durch Abschnitte der Bodenwand 32 und der rechten Wand 34.
In alternativen Ausführungsbeispielen
kann sich die Öffnung
jedoch lediglich durch die Bodenwand 32 oder durch wenigstens
eine der Seitenwände
des Gehäuses 18 erstrecken.
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Unter
Bezugnahme auf
3 umfasst das Druckelement
20 im
Allgemeinen ein Kühlblech
36, ein
gedrucktes Verdrahtungselement
38, eine thermische Tintenstrahlanordnung
40,
eine Tintenverteileranordnung
42, eine Flüssigkeitsdichtung
44 und
ein Seitenband
46. In diesem Ausführungsbeispiel weisen die Druckelemente
thermische Tintenstrahlanordnungen auf. Das Kühlblech
36 ist vorzugsweise ein
flaches einteiliges Element, wie zum Beispiel aus Aluminium. Das
gedruckte Verdrahtungselement
38 umfasst elektrisch leitfähige Spuren
auf einem Trägermaterial
mit Kontaktblöcken
48 an
einem Ende und Kontaktflächen
50 an
einem gegenüberliegenden
Ende. Das gedruckte Verdrahtungselement
38 weist eine allgemeine
rechtwinklige L-förmige
Form auf. Das hintere Ende des Kühlbleches
36 und
die Kontaktblöcke
48 sind
dimensioniert und geformt, um mit einem elektrischen Steckverbinder
verbunden zu werden, ähnlich
einem Kartenrand-Steckverbinder, wie er in dem
US-Patent Nr. 4,934,961 offengelegt wird,
das hiermit per Verweis eingearbeitet wird, jedoch als einzelne
Kontaktreihe auf einer Seite des Kartenrand-Aufnahmebereiches. Jedoch
kann eine beliebige geeignete elektrische Verbindung hergestellt
werden. Das Element
38 weist weiterhin da hindurch Löcher auf,
so dass Montageständer
der Tintenverteileranordnung
42 da hindurch gehen können. Die
Ständer
können
in Löcher
in dem Kühlblech
36 hinein
gehen, um die Tintenverteileranordnung
42 an dem Kühlblech
36 zu
befestigen. Die thermische Tintenstrahlanordnung
40 ist
fest an der Seite des Kühlbleches
36 an
seinem unteren Endrand befestigt. Die Tintenstrahlanordnung
40 ist
weiterhin betriebsfähig mit
den Kontaktflächen
50 des
gedruckten Verdrahtungselementes
38 verbunden. Die Flüssigkeitsdichtung
44 bedeckt
eine Seite der Tintenverteileranordnung
42 und weist Schlitze
52 auf,
damit Tinte von einem Auslass der Tintenverteileranordnung
42 zu
der Tintenstrahlanordnung
40 strömen kann. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel
sind das gedruckte Verdrahtungselement
38, die Tintenstrahlanordnung
40 und
die Tintenverteileranordnung
42 auf einer Seite
36a des
Kühlbleches
36 angebracht.
In einem alternativen Aus führungsbeispiel
können
Spiegelbild-Komponenten dieser Elemente
38,
40,
42 (oder deren Äquivalente)
an der gegenüberliegenden
Seite
36b des Kühlbleches
36 angebracht
sein. Somit können
die Kontaktblöcke
48 an
einer ersten Stelle (auf der Seite
36a) angeordnet sein
oder wahlweise an einer zweiten unterschiedlichen Stelle (auf der
Seite
36b) angeordnet sein. In einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel
können
zwei Mengen der Elemente
38,
40,
42 an
dem einem Element
36 angebracht sein, eine Menge auf einer
jeden Seite
36a,
36b.
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Unter
Bezugnahme auf 4 umfasst die Tintenverteileranordnung 42 weiterhin
im Allgemeinen ein Basiselement 54, eine Abdeckung 56 und zwei
Filter 58, 60. Das Basiselement 54 und
die Abdeckung bestehen vorzugsweise aus geformtem Kunststoff. Das
Basiselement 54 umfasst vorzugsweise einen ersten Abschnitt 62 und
einen zweiten Abschnitt 64. Der erste Abschnitt 62 umfasst
Montageständer 66 (von
denen nur einer gezeigt wird), eine Ausnehmung 68 zum Aufnehmen
und Tragen der Tintenstrahlanordnung 40 sowie einen Auslass 70 durch
den ersten Abschnitt 62. Der zweite Abschnitt 64 erstreckt
sich im Allgemeinen senkrecht von dem ersten Abschnitt 62.
Der zweite Abschnitt 64 weist einen Farbkasten 72 auf,
der den ersten Filter 58 aufnimmt und in Verbindung mit
dem Auslass 70 steht. Die Abdeckung 56 ist auf
dem zweiten Abschnitt 64 montiert, wobei der erste Filter 58 dazwischen
angeordnet ist. Die Abdeckung 56 umfasst eine Befestigung 74,
die sich von ihrer Oberseite nach unten erstreckt. Der zweite Filter 60 ist
in der Befestigung 74 angebracht. Der zweite Filter 60 ist
ein gröberer
Filter als der erste Filter 58. Die Befestigung 74 ist
dimensioniert und geformt, um sich in ein Aufnahmeloch 76 in
dem Tintenbehälter 30 zu
erstrecken (siehe 2). Die Befestigung ist weiterhin
in geeigneter Weise dimensioniert und geformt, um einen Schlauch oder
eine Leitung (nicht gezeigt) von einer unterschiedlichen Art Tintenversorgung
aufzuweisen, die dazwischen um den Außenumfang der Befestigung herum
angebracht ist. Die Befestigung 74 erstreckt sich parallel
in Bezug auf das Kühlblech 36.
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Um
den ersten Druckkopf 14 auszubilden, wird das Druckelement 20 hergestellt
und danach mit dem Gehäuse 18 verbunden.
Das Gehäuse 18 weist Montageständer (nicht
gezeigt) auf der Außenseite seiner
rechten Seite auf, die sich in Löcher
des Kühlbleches 36 erstrecken
und das Kühlblech 36 an
der Außenseite
der rechten Seite des Gehäuses 18 befestigen.
Die Tintenverteileranordnung 42 erstreckt sich durch die Öffnung 28 in
den Aufnahmebereich 24 hinein. Das Dichtungselement 22 ist
gegen die innere Bodenwand 32 des Gehäuses 18 angeordnet, wobei
sich die Befestigung 74 durch das Loch 78 erstreckt
(siehe 2). Das Dichtungselement 22 besteht vorzugsweise
aus einem elastomeren Material und umfasst eine elastische nach
oben weisende Riefe 6. Die Riefe 80 wirkt als
Feder. Die Riefe 80 wird elastisch zusammengedrückt oder
gebogen, wenn der Behälter 30 in
den Aufnahmebereich 24 eingeführt wird, und unterstützt die
Verteilung eines Teiles der Montagebeanspruchung von dem Behälter 30,
der in den Aufnahmebereich 24 eingesetzt wird, auf das
Gehäuse 18 anstelle
des Aufbringens der gesamten Beanspruchung auf die Befestigung 74 und das
Druckelement 20. Das Federmerkmal der Riefe 80 spannt
weiterhin den Tintenbehälter 30 zu
der Sperrklinke 26 hin vor, um den Behälter 30 stabil mit dem
Druckkopf 14 zu halten, wobei minimale Kräfte gegen
das Druckelement 20 und die unerwünschte resultierende Bewegung
der Tintenstrahlanordnung 40 während des Einsetzens des Tintenbehälters ausgeübt werden.
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Unter
Bezugnahme auf die 1 und 5 umfasst
der zweite Druckkopf 16 im Allgemeinen ein Gehäuse 188,
ein Druckelement 120 und ein Dichtungselement 122.
Das Gehäuse 118 ist
vorzugsweise ein einteiliges geformtes Kunststoffelement. In diesem
Ausführungsbeispiel
umfasst das Gehäuse 118 einen
Aufnahmebereich 124, drei aus einem Stück ausgebildete elastische
Sperrklinken 126, im Wesentlichen offene obere und vordere
Enden und eine Öffnung 128,
die sich durch das Gehäuse
erstreckt. Der Aufnahmebereich 124 ist in geeigneter Weise
dimensioniert und geformt, um loslösbar drei Tintenversorgungspatronen
oder Behälter ähnlich dem
Behälter 30 für schwarze
Tinte, jedoch kleiner in der Breite und Farbtinten enthaltend, aufzunehmen. Die
Behälter
können
durch die im Wesentlichen offenen oberen und vorderen Enden des
Gehäuses 118 in
den Aufnahmebereich 124 eingesetzt und aus diesem entnommen
werden. Die Sperrklinken 126 sind ausgeführt, um
die Behälter
in dem Aufnahmebereich 124 elastisch wie ein Schnappverschluss
zu verriegeln. Die Sperrklinken 126 können allgemein wie ein Ausleger
gebogen werden. Ein Benutzer kann das obere Ende der Sperrklinken 126 manuell nach
hinten biegen, um die Behälter
zu entriegeln oder aus dem Gehäuse 118 zu
entnehmen. In alternativen Ausführungsbeispielen
können
beliebige geeignete Arten von Verriegelungs- oder Befestigungsmechanismen
verwendet werden, um die Behälter
an dem Gehäuse 118 zu
befestigen. In diesem Ausführungsbeispiel
erstreckt sich die Öffnung 128 durch eine
Ecke des Gehäuses 118 und
durch Abschnitte der durch Abschnitte der Bodenwand 132 und
der linken Seitenwand 133. In alternativen Ausführungsbeispielen
kann sich die Öffnung
jedoch lediglich durch die Bodenwand 132 oder durch wenigstens
eine der Seitenwände
des Gehäuses 118 erstrecken.
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Unter
Bezugnahme auf 6 umfasst das Druckelement 120 weiterhin
im Allgemeinen ein Kühlblech 136,
ein gedrucktes Verdrahtungselement 138, eine Tintenstrahlanordnung 140,
eine Tintenverteileranordnung 142, eine Fluiddichtung 144 und
ein Seitenband 146. Das Kühlblech 136 ist vorzugsweise ein
flaches einteiliges Element, wie zum Beispiel Aluminium. Vorzugsweise
ist das Kühlblech 136 genau dasselbe
wie das Kühlblech 36,
es kann jedoch auch unterschiedlich sein. Das gedruckte Verdrahtungselement 138 umfasst
elektrisch leitfähige
Spuren auf einem Trägermaterial
mit Kontaktblöcken
an einem hinteren Ende und Kontaktflächen an einem gegenüberliegenden
Bodenende. Das gedruckte Verdrahtungselement 138 ist fest
direkt an dem Kühlblech 136 befestigt,
mit den Kontaktblöcken
an einem hinteren Endrand und den Kontaktflächen an einem unteren Endrand.
Somit weist das Element 138 einen allgemeinen rechten Winkel
oder eine L-förmige
Ausgestaltung auf. Das hintere Ende des Kühlbleches 136 und
die Kontaktblöcke
des Elementes 138 sind vorzugsweise ausgelegt, um einen
elektrischen Steckverbinder des Kartenrandtyps aufzuweisen, der loslösbar daran
befestigt ist, ähnlich
dem Kühlblech 36 und
den Kontaktblöcken 48.
In einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann ein einzelner elektrischer Steckverbinder an dem hinteren Ende
der beiden Kühlbleche 36, 136 angebracht
und mit beiden Gruppen von Kontaktblöcken elektrisch verbunden sein. Das
Element 138 weist weiterhin Löcher da hindurch auf, durch
die sich Montageständer
der Tintenverteileranordnung 142 erstrecken. Die Ständer können sich
in Löcher
in dem Kühlblech 136 erstrecken,
um die Tintenverteileranordnung 142 an dem Kühlblech 136 zu
befestigen. Die thermische Tintenstrahlanordnung 140 ist
fest an der Seite des Kühlbleches 136 an
ihrem unteren Endrand befestigt. Die Tintenstrahlanordnung 140 ist
weiterhin betriebsfähig
mit den Kontaktflächen
des gedruckten Verdrahtungselementes 138 verbunden. Die
Fluiddichtung 144 deckt eine Seite der Tintenverteileranordnung 142 ab
und weist Schlitze 152 auf, so dass Tinte von den Auslässen der
Tintenverteileranordnung 142 zu der Tintenstrahlanordnung 140 fließen kann.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 7 umfasst die Tintenverteileranordnung 142 im
Allgemeinen ein Basiselement 154, eine Abdeckung 156 und zwei
Arten von Filtern 158, 160. Das Basiselement 154 und
die Abdeckung 156 bestehen vorzugsweise aus geformtem Kunststoff.
Das Basiselement 154 umfasst im Allgemeinen einen ersten
Abschnitt 162 und einen zweiten Abschnitt 164.
Der erste Abschnitt 162 umfasst Montageständer 166,
eine Ausnahme 168 zum Aufnehmen und Tragen der Tintenstrahlanordnung 140 sowie
drei Auslässe 170a, 170b, 170c durch
den ersten Abschnitt 162. Der zweite Abschnitt 164 erstreckt
sich im Allgemeinen senkrecht von dem ersten Abschnitt 162 mit
den drei Farbkästen 172a, 172b, 172c,
die als die Filter 160 dienen und in Verbindung mit den
Auslässen 170 stehen.
Die Abdeckung 156 ist an dem zweiten Abschnitt 164 befestigt,
wobei die Filter 160 dazwischen angeordnet sind. Die Abdeckung 156 umfasst
drei Befestigungen 174a, 174b, 174c,
die sich von ihrer Oberseite nach oben erstrecken. Die Filter 158 sind
in den Befestigungen 174 angebracht. Die Filter 158 sind
gröbere Filter
als die Filter 160. Die Befestigungen 174 sind dimensioniert
und geformt, um sich in ein Ausnahmeloch in den Tintenbehältern zu
erstrecken (ähnlich
zu 2). Die Befestigungen 174 sind weiterhin
in geeigneter Weise dimensioniert und geformt, um einen Schlauch
oder eine Leitung (nicht gezeigt) von einer unterschiedlichen Art
von Tintenversorgung aufzuweisen, die daran um den Außenumfang
der Befestigungen angebracht ist. Die Befestigungen 174 erstrecken
sich im Allgemeinen parallel im Verhältnis zu dem Kühlblech 136.
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Um
den zweiten Druckkopf 16 auszubilden, wird das Druckelement 120 hergestellt
und danach mit dem Gehäuse 118 verbunden.
Das Gehäuse 118 weist
Montageständer 119 an
der Außenseite
seiner linken Seite 133 auf, die sich in Löcher des
Kühlbleches 136 erstrecken
und das Kühlblech 136 mit
der Außenseite
der linken Seite des Gehäuses 118 verbinden.
Die Tintenverteileranordnung 142 erstreckt sich durch die Öffnung 128 in
den Aufnahmebereich 124 hinein. Das Abdichtelement 122 ist
gegen die Innenseiten-Bodenwand des Gehäuses 118 angeordnet,
wobei sich die Befestigungen 174 durch Löcher 178 erstrecken.
Das Abdichtelement 122 besteht vorzugsweise aus einem elastomeren
Material und umfasst eine elastische nach oben weisende Riefe 180. Die
Riefe 180 wirkt als Feder. Die Riefe 180 wird elastisch
zusammengedrückt
oder gebogen, wenn die Behälter
in den Aufnahmebereich 124 eingesetzt werden, und unterstützt die
Verteilung eines Teiles der Montagebeanspruchung von den Behältern, die in
den Aufnahmebereich 124 eingesetzt werden, auf das Gehäuse 118 anstelle
dass die gesamte Beanspruchung gegen die Befestigungen 174 und
das Druckelement 120 belastet wird. Das Federmerkmal der
Riefe 180 spannt weiterhin die Tintenbehälter zu den
Sperrklinken 126 hin vor, um die Behälter mit dem Druckkopf 16 stabil
zu halten, wobei minimale Kräfte
gegen das Druckelement 120 und die ansonsten unerwünschte resultierende
Bewegung der Tintenstrahlanordnung 140 während des
Einsetzens des Tintenbehälters
ausgeübt
werden. In diesem Ausführungsbeispiel
weist das Gehäuse 118 weiterhin
Aussparungen 129 in seiner rechten Seite 134 auf.
Das distale Ende 165 der Verteileranordnung 142 weist
Ansätze 167 auf.
Wenn das Druckelement 120 in das Gehäuse 118 eingebaut
wird, erstrecken sich die Ansätze 167 in
die Aussparungen 129 hinein, um das distale Ende 165 stabil
an dem Gehäuse 118 zu
befestigen.
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Unter
erneuter Bezugnahme auf 1 ist der erste Druckkopf 14 auf
der linken Seite des Wagens 12 angeordnet. Die beiden Kühlbleche 36, 136 sind
somit nebeneinander zwischen den beiden Gehäusen 18, 119 unter
dem Abschnitt 13 des Wagens 12 angeordnet. Die
Kühlbleche 36, 136 können direkt miteinander
verbunden sein oder alternativ dazu mit einem Teil des Wagens 12 verbunden
sein, der direkt zwischen den beiden Kühlblechen 36, 136 angeordnet
ist. Dies bietet den Vorteil der genauen Anordnung der beiden Druckelemente 20, 120 in
Bezug aufeinander, wenngleich sie zwei getrennte Elemente sind und
ihre eigenen getrennten und beabstandeten Tintenbehälter-Aufnahmegehäuse 18, 118 aufweisen.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Verbindung der beiden Druckelemente 20, 120 zueinander
in Bezug auf die Vorderseite des Wagens 12 versetzt oder
abgestuft, um einen Versatz D, wie zum Beispiel die Länge von
110 Tintenstrahlen, zwischen den vorderen Enden der Tintenstrahlanordnungen 40, 140 bereitzustellen.
In alternativen Ausführungsbeispielen
muss der Versatz D jedoch nicht vorhanden sein oder ein beliebiger
Versatzabstand kann vorhanden sein. In einem alternativen Ausführungsbeispiel
kann das Druckelement ausgelegt sein, um vier damit verbundene Tintenbehälter (einen für Schwarz
und drei für
Farbe) und/oder nur ein Gehäuse
aufzuweisen, das wenigstens vier Tintenbehälter aufnehmen kann. Die schwarze
Tinte kann durch drei Tintenbehälter
ersetzt werden; Rot-Grün-Blau oder
Tinten geringer Dichte für
Fotodruck. Somit können
zwei der drei Farb-Druckelemente 120 in
einer einzelnen Vorrichtung verwendet werden.
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Unter
Bezugnahme auf
8A kann das Druckelement
20 in
einer ersten Art von Druckvorrichtung
200 ohne Verbindung
des Druckelementes
20 mit dem Gehäuse
18 verwendet werden.
Zum Beispiel kann die erste Art von Druckvorrichtung
200 eine Tintenversorgung
202 aufweisen,
die von dem Druckelement
20 beabstandet ist und mit der
Befestigung
74 durch eine Zuführleitung oder einen Zuführschlauch
204 verbunden
ist.
8B veranschaulicht, dass die gleiche Art von Druckelement
20 in
dem Schritt
206 an dem Gehäuse
18 befestigt werden kann,
um den Druckkopf
14 zu bilden, der danach verwendet werden
kann, um die zweite unterschiedliche Art von Druckvorrichtung
208 zu
bilden, die nachfüllbare
Tintenbehälter
verwenden kann, die direkt an der Befestigung
74 angebracht
sind. Während des
Montagevorganges in der Produktionsanlage kann der Druckkopf
20 auf
einer Montagelinie hergestellt werden, und mit dem zusätzlichen
wahlweisen Schritt des Befestigens des Gehäuses
18 an dem Druckelement
20 kann
die eine einzelne Montagelinie zwei unterschiedliche Arten von Komponenten
für zwei
unterschiedliche Arten von Druckvorrichtungen herstellen, die unterschiedliche
Arten von Tintenzuführsystemen
aufweisen, die jedoch die gleiche Art von Druckelementen verwenden.
Indem sie die Tintenverteileranordnung nur an dem Druckelement hält und nicht
das Gehäuse
18 als
Teil des Tintenverteilers verwendet, ermöglicht die vorliegende Erfindung, dass
das Druckelement geprüft
und verworfen werden kann, wenn es defekt ist, bevor es mit dem
Gehäuse
18 verbunden
wird. Wenn somit das Druckelement defekt ist, muss ein Gehäuse
18 nicht
verworfen werden, da das Gehäuse
noch nicht mit dem Druckelement verbunden worden ist. Die vorliegende Erfindung
kann weiterhin das Druckelement umfassen, das dauerhaft mit der
Tintenzuführung
mit einem integrierten Gehäuse
verbunden ist, um eine unitäre Tintenzuführung zu
bilden, und mit der Druckkopfpatrone ähnlich der in dem
US-Patent Nr. 5,519,425 offengelegten
Patrone. Die gleiche oben für
das Druckelement
20 der schwarzen Tinte beschriebene Mehrfachnutzung/-konfiguration
ist gleichermaßen
auf das Farbtinten-Druckelement
120 anwendbar.
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Unter
Bezugnahme auf 9 werden drei der Druckelemente 20 in
einer Gruppe oder einer gruppierten Konfiguration gezeigt. Die drei
Druckelemente 20 sind an einem Wagen 12' befestigt,
wobei die Vorderkanten ihrer Tintenstrahlanordnungen in einer abgestuften
Konfiguration gegen die Vorderkante des Wagens 12' versetzt sind.
Die Befestigungen 74 werden mit einer einzelnen Quelle
schwarzer Tinte durch drei Leitungen (nicht gezeigt) verbunden. Diese
Art von Gruppierung der Druckelemente 20 kann in einer
Vorrichtung, wie zum Beispiel einem Plotter, verwendet werden, der
auf einem sehr großen
Printmedium druckt, wobei die Gruppierung der Druckelemente in einer
abgestuften Konfiguration eine größere Fläche des Printmediums in einem
einzel nen Durchlauf abdecken und dadurch die Druckgeschwindigkeit
erhöhen
kann. In alternativen Ausführungsbeispielen
können
mehr oder weniger als drei der gleichen Arten von Druckelementen
zusammen gruppiert werden, mehrere Gruppen können auf dem gleichen Wagen
montiert werden, ein Druckelement und eine Gruppe oder Gruppen von
Druckelementen können
sich auf dem gleichen Wagen befinden, oder mehrere Mengen einer
Gruppe oder mehrerer Gruppen von Druckelementen können sich
auf dem gleichen Wagen befinden. Beliebige geeignete Gruppierungen
oder Konfigurationen können
bereitgestellt werden. Weiterhin können mehrere Wagen bereitgestellt
werden. Einige Beispiele dieser alternativen Ausführungsbeispiele
werden in den 11, 12 und 13 gezeigt.
In 11 zum Beispiel umfasst der Wagen 400 drei
Baugruppen oder Gruppen 402, 404, 406 auf,
die jeweils drei Druckelemente 408, 409, 410; 411, 412, 413;
sowie 414, 415, 416 aufweisen. Die Druckelemente 408 bis 416 können gleich
oder unterschiedlich sein und können
mit gleichen Farbtinten verbunden oder für Verbindung mit gleichen Farbtinten
gruppiert angeordnet sein. Zum Beispiel können alle Druckelemente 408 bis 416 mit wenigstens
einer Quelle schwarzer Tinte verbunden sein. Als ein weiteres Beispiel
können
die Druckelemente 408, 411, 414 mit wenigstens
einer Quelle schwarzer Tinte verbunden sein, und der Rest der Tintenpatronen
kann mit Farbtintenpatronen verbunden sein. Als ein weiteres Beispiel
können
die Druckelemente in der Gruppierung 402 mit einer Farbtintenquelle
verbunden sein, die Druckelemente in der Gruppierung 404 können mit
einer unterschiedlichen Farbtintenquelle verbunden sein, und die
Druckelemente in der Gruppierung 406 können mit einer unterschiedlichen
Farbtintenquelle verbunden sein. 12 zeigt
ein weiteres Beispiel, bei dem ein Wagen 420 eine Baugruppe
oder Gruppierung 422 oder drei Druckelemente 424, 425, 526 und
ein Druckelement 428, das nicht direkt mit der Gruppierung 422 angeordnet
ist, aufweist. 13 zeigt ein weiteres Beispiel,
bei dem der Wagen 430 zwei Baugruppen 432, 434 aufweist.
Eine jede Baugruppe weist zwei Unterbaugruppen 436, 438 beziehungsweise 440, 442 auf.
Eine jede Unterbaugruppe weist wenigstens ein Druckelement auf.
Diese Ausführungsbeispiele unterstützen die
Veranschaulichung des Modularitätsaspektes
des Druckelementes der vorliegenden Erfindung. Die Druckvorrichtung
kann des Weiteren mehr als einen Wagen aufweisen.
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Unter
Bezugnahme auf 10 wird ein alternatives Ausführungsbeispiel
des Druckkopfes 300 für schwarze
Tinte gezeigt. In diesem Ausführungsbeispiel
umfasst der Druckkopf 300 ein kombiniertes Tintenbehälter-Aufnahmegehäuse sowie
ein Tintenver teilerelement 302, ein Kühlblech 304, eine
Verteilerabdeckung 306, einen Grobfilter 308,
eine Dichtung 310, eine Tintenstrahlanordnung 312,
ein gedrucktes Verdrahtungselement 314, einen Feinfilter 316,
eine Verteiler-Filterabdeckung 318 und eine Seitenplatte 320 auf.
In diesem Ausführungsbeispiel
ist der Tintenbehälter 30 in
dem Element 302 montiert, und Tinte wird durch das Element 302 zu
dem Feinfilter 316 und der Verteiler-Filterabdeckung 318 auf der
gegenüberliegenden
Seite des Kühlbleches 304 geleitet:
Die Tinte wird danach zu der Tintenstrahlanordnung 312 zugeführt. Die
Tintenstrahlanordnung 312 befindet sich auf der gegenüberliegenden
Seite des Kühlbleches 304 von
dem Element 302. Somit werden Kräfte von dem Einsetzen des Tintenbehälters 30 in
das Element 302 nicht direkt auf die Tintenstrahlanordnung 312 übertragen.
Zusätzlich
kann bei dieser Ausführung
Wärme in
der Tinte gespeichert und mit dem Tintentropfen-Ausstoß abgegeben
werden. Bei dieser Art von Ausführung
können
die Tintenstrahlanordnungen fast angrenzend an einander angeordnet
werden, während
lediglich die Verteiler-Filterabdeckungen dazwischen angeordnet
sind. Dieses Ausführungsbeispiel
beschreibt eine Tintenstrahlpatrone, die hergestellt wird, indem
zwei Verteiler 318, 302 verbunden werden. Für den Doppelverteiler-Ansatz
gibt es mehrere Zweckbestimmungen und Vorteile. Der wichtigste besteht
darin, dass der erste Verteiler 318 auf jeder Form platziert
werden kann und dass unterschiedliche Versionen des zweiten Verteilers 302 für unterschiedliche
Produktfamilien ausgelegt werden können. Weiterhin kann die Genauigkeit
geformter Merkmale in dem ersten kleineren Verteiler kontrolliert
werden, und somit können ein
Toleranzprofil und eine breitere Materialauswahl für den zweiten
größeren Verteiler
bereitgestellt werden. Ein Vorteil ist die Fähigkeit, Druckversuche mit der
Form mit dem ersten Verteiler durchzuführen, um Ausschussteile festzustellen,
bevor die Schlussmontage beginnt.
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In
den beiden Verteilerausführungen
werden die Tintenbehälter
in den Anschlussverteiler eingesetzt. Der Druckerwagen hält das Kühlblech
starr an den Bezugspunkten. Frühere
Ausführungen
platzieren den Verteiler gegen die Form und das Kühlblech mit
einem Zweipunktkontakt an der Fluiddichtung und dem dritten Punkt
an dem Verteiler. Dies gewährleistet,
dass die Fluiddichtung gut gegen die Form gedrückt wird und daher eine gute
Abdichtung bereitstellt. Das Einsetzen des Tintenbehälters bringt
daher Beanspruchung auf die Fluiddichtung auf. Die Doppelverteiler-Ausführung trennt
das Einsetzen des Behälters
in die Kühlblechseite
gegenüber
der Form 312 und daher werden keine der Behälter-Einsetzkräfte auf
die Fluiddichtung aufgebracht. Da weiterhin das Zusammendrücken der
Fluiddichtung bei dem Anschlussverteiler kein Problem ist, kann
der Anschlussverteiler gegen das Kühlblech geerdet werden, was
eine steifere Gerätebaugruppe
erzeugt.
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Aufgrund
der kleinen Größe des Feinfilter-Verteilers
kann das Teil präziser
mit geringeren Toleranzen in den kritischen Fluidabdichtungsbereich eingesetzt
werden. Der Anschlussverteiler wird hinzugefügt, nachdem die Druckelement-Baugruppe ausgehärtet ist,
und daher wird der Anschlussverteiler keinen Aushärtungszyklen
bei hohen Temperaturen ausgesetzt.
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Der
Tintenstrahl-Fluidweg hat zahlreiche Anforderungen, wie zum Beispiel
Tintenkompatibilität, Ebenheit,
geringe Wärmeausdehnung
und hohe Verformungstemperatur, die die Materialauswahl drastisch
einschränken.
Der Einzelverteiler-Ansatz kann erforderlich machen, dass ein großes Gehäuse aus einem
kostspieligen Material gefertigt werden muss, das schwer zu verarbeiten
ist, was die Form äußerst kostspielig
und schwer vorzuhalten werden lässt.
Die Gesamtteilgröße macht
es schwierig, kritische Merkmale aufrechtzuerhalten. Der Doppelverteiler-Ansatz verschiebt
die meisten der Anforderungen zu dem Feinfilter-Verteiler. Dieser
Verteiler erfüllt
die Anforderungen an die Ebenheit und die geringe Wärmeausdehnung
in dem Fluidabdichtungsbereich und widersteht den hohen Temperaturen,
die erforderlich sind, um die Fluiddichtung auszuhärten. Der
Doppelverteiler-Ansatz unterstützt
die auslegungstechnischen Anforderungen, da das Teil klein ist und
daher weitaus besser die engen Toleranzen halten kann. Der Anschlussverteiler
erfüllt
die Anforderung der Tintenkompatibilität und bietet daher eine größere Anzahl
von Materialoptionen, einschließlich
von Materialien, die um das Vierfache bis Fünffache kostengünstiger
pro Patrone sind und weitaus besser zu verarbeiten sind, wodurch
die Form kostengünstiger wird.
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Die
Druckelement-Baugruppe kann als eigenständige Einheit einer Druckprüfung unterzogen werden.
Dies bringt zahlreiche Vorteile mit sich. Erstens, wenn ein Fehler
auftritt und die Einheit verworfen wird, sind nur die Kosten des
Druckelementes verloren, nicht die gesamten Kosten der Tintenpatrone.
Zweitens muss nach dem Druckversuch nur das Druckelement gereinigt
werden. Die zusätzliche
benetzte Fläche
des Anschlussverteilers wird nicht mit Tinte eingefärbt und
muss somit auch nicht gereinigt werden. Die Feinfilter-Anschlüsse bieten
ebenfalls einen guten Standort für
den Anschluss der Druckprüfvorrichtung.
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Die
vorliegende Erfindung ermöglicht
eine Ausführung
der Druckpatrone, die hinreichend flexibel ist, um entweder einen
eigenen Behälter,
einen auswechselbare Tintenbehälter
oder eine externe Versorgung aufzuweisen, um einen hohen Grad der möglichen
Wiederverwendbarkeit und Synergie mit einer Reihe von Produkten
aufzuweisen. Eine zusätzliche
Variante könnte
ermöglichen,
dass ein Kopf, der eine integrierte Tintenversorgung aufweist, alternativ
eine externe Tintenversorgung annimmt.
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Ein
höchstes
technisches Merkmal wäre
die Auslegung eines Teiles, das in zahlreichen Anwendungen betriebsfähig ist.
Der hierin beschriebene Vorschlag soll eine grundlegende Druckelement-Einheit
aufweisen, die dauerhafte Tintenbehälter, austauschbare Tintenbehälter oder
eine externe Zuführung
(zum Beispiel über
eine Schlauchleitung) annehmen kann. Der grundlegende Druckkopf
kann der gleiche für
alle Produktfamilien sein, wobei die gleiche Werkzeugausrüstung verwendet
wird.
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Das
grundlegende Gehäuse
beinhaltet alle notwendigen Merkmale, um die Verbindung zu dem Druckwandler
sowie alle erforderlichen elektrischen Verbindungen herzustellen.
Die niedrigste gemeinsame Tintenzuführung wird in dieses Teil eingebaut. Entweder
durch Formeneinsätze
oder durch getrennte Teile werden die Optionen für die unterschiedlichen Zuführmechanismen
eingearbeitet. Die Bezugspunktstrukturen und Werkzeugausrüstungs-Merkmale
werden ausgehend von dem Basisteil entwickelt, so dass die Tintenzuführungs-Variante die
Herstellung des Teiles nicht beeinflusst.
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Eine
Variante dieser Implantierung, die davon unabhängig ist, soll ermöglichen,
dass ein mit Tinte versorgter Tintenbehälter eine damit verbundene
externe Zuführung
abseits des Kopfes aufweist. Zum Beispiel kann eine Entlüftung in
dem Tintenbehälter
ein Merkmal ermöglichen,
einen Schlauchanschluss von einem externen Behälter da hinein einzuführen oder
damit zu verbinden. Dies wird es den Kunden mit großen Grafikanforderungen
ermöglichen,
umfangreiche Druckaufgaben ohne Auswechslung des Druckkopfes auszuführen.