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Technisches
Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf austauschbare Tintenvorratsbehälter zum
Liefern von Tinte zu einem Tintenliefersystem mit hoher Flussrate.
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Hintergrund
der Erfindung
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Drucksysteme
mit hohem Durchsatz, wie z. B. jene, die in Hochgeschwindigkeitsdruckern
und Farbdruckern verwendet werden, oder Großformatvorrichtungen, stellen
einen hohen Bedarf an ein Tintenliefersystem. Der Druckkopf muss
bei einer sehr hohen Frequenz arbeiten. Gleichzeitig steigen die Druckqualitätserwartungen
ständig
an. Um eine hohe Druckqualität
beizubehalten, muss der Druckkopf in der Lage sein, Tinte schnell
auszustoßen,
ohne hohe Fluktuationen bei dem Druckkopf-Druckpegel zu verursachen.
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Ein
Lösungsansatz
hierfür
ist das Bereitstellen eines Druckreglers innerhalb des Druckkopfs. Der
Regler empfängt
Tinte bei einem ersten Druck und liefert Tinte zu dem Druckkopf
bei einem gesteuerten zweiten Druck. Damit diese Steuerung funktioniert,
muss der erste Druck immer höher
sein als der zweite Druck. Aufgrund von dynamischen Druckabfällen erfordert
ein Drucken bei sehr hoher Pixelrate, dass der erste Druck auf einem
positiven Überdruck ist.
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Ein
Beispiel einer Tintenkassette, die unter Druck gesetzt werden kann,
ist in dem U.S.-Patent 4,568,954 beschrieben. Andere Referenzen
umfassen die U.S.-Patente Nrn. 4,558,326; 4,604,633; 4,714,937;
4,977,413; Saito 4,422,084 und 4,342,041.
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Eine
einfache Möglichkeit,
einen Druck bereitzustellen, ist das Umgeben eines zusammenfallfähigen Beutels
mit einer unter Druck setzbaren Hülle. In der Theorie kann eine
solche Hülle
von einer einfachen Konstruktion sein. Das Äußere des Tintenbehälters sollte
jedoch eine Anzahl von Funktionen ausführen. Es muss eine Schlüssel-, Ausrichtungs- und
Verriegelungs-Funktion bereitstellen, um die mechanische Schnittstelle
zu dem Produkt bereitzustellen. Sie sollte bestimmte Tintenbehältermerkmale schützen, die
leicht beschädigt
oder verschmutzt werden. Sie sollte benutzerfreundliche Greifoberflächen liefern.
Wenn diese Anforderungen bei den Druckkammeranforderungen umfasst
sind, wird die Außenseite
des Tintenbehälters
sehr schwierig zu entwerfen und herzustellen. Was gebraucht wird,
ist eine Möglichkeit
zum Bereitstellen der soeben beschriebenen Funktionalität, während eine
effiziente Formgebung und Anordnung bereitgestellt wird.
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Die
EP0623471 offenbart ein Schema zum Verhindern einer unbeabsichtigten
Verwendung von Druckkassetten, d. h. Druckkassetten, die Druckköpfe umfassen,
die an denselben gebildet sind. Das Schema verwendet einen Satz
von Kassettenmarkierungen, um die Druckkassetten voneinander zu
unterscheiden.
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Die
US4853708 offenbart eine Tintenkassette und eine Gehäusekonstruktion
für eine
mehrfarbige Tintenstrahldruckvorrichtung. Jede Kassette wird derart
beschrieben, dass sie eine Schlüsselsystemkomponente
umfasst, die an einem ihrer Wandelemente gebildet ist.
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Die
US5530531 offenbart eine Mehrkassetten-Schlüsselvorrichtung. Die Vorrichtung
weist eine Anzahl von Aufnahmeeinrichtungen auf, wobei jede derselben
eine eindeutige Schlüsselaufnahmeeinrichtung
aufweist. Jede Kassette ist aus einem gemeinsamen Körper aufgebaut,
an den eine Endabdeckung angebracht ist. Die Endabdeckung weist
einen ein deutigen Schlüssel
auf, der mit einer der eindeutigen Schlüsselaufnahmeeinrichtungen zusammenpasst.
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Die
EP0739740 offenbart einen Tintenvorrat, der eine harte Schutzhülle aufweist,
die ein flexibles Reservoir, ein Chassis und eine Schutzabdeckung enthält. Die
Abdeckung umfasst Verriegelungs- und Schlüsselmerkmale und schützt eine
Pumpe und einen Fluidauslass, die an dem Chassis vorgesehen sind.
Einer oder mehrere der Schlüssel
an der Abdeckung können
optional weggelassen werden, wodurch eine Mehrzahl von Abdeckungen
bereitgestellt wird, zur Verwendung beim Identifizieren des Tintenvorratstyps
oder der Tintenfarbe.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Ein
Tintenbehälter
wird gemäß den beiliegenden
Ansprüchen
für ein
Tintenstrahldrucksystem geschaffen. Der Tintenbehälter umfasst
in einer bevorzugten Form eine Anordnung eines einfachen Gehäuses mit
Abdeckungen, die Indizes tragen, und Schutzoberflächen, um
eine effektive Handhabung, Ausrichtung, Verschließen und
Verriegeln des Tintenbehälters
zu ermöglichen.
Der Tintenbehälter
ist bei einer exemplarischen Anwendung für ein Tintenstrahldrucksystem,
wobei das Drucksystem einen querenden Wagen, der zumindest einen
Druckkopf umfasst, und eine Tintenvorratsstation, in der der Tintenbehälter entfernbar
angebracht ist, umfasst. Der Tintenbehälter umfasst ein Tintenbehältergehäuse, wobei
das Gehäuse
ein Tintenreservoir und einen Fluidauslass in Fluidkommunikation
mit dem Reservoir umfasst. Der Fluidauslass ist zum Liefern von Tinte
zu dem Druckkopf. Der Behälter
umfasst ferner eine separat hergestellte erste Abdeckung, die an
ein Ende des Gehäuses
angebracht ist, wobei die erste Abdeckung eine Mehrzahl von mechanischen
Merkmalen aufweist, die mechanische Funktionen für den Tintenbehälter bereitstellen.
Der Behälter
umfasst ferner eine separat hergestellte zweite Abdeckung, die an
das andere Ende des Gehäuses
angebracht ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist das Ende des Gehäuses ein
Vorderende relativ zu einer Richtung der Einfügung des Tintenbehälters in das
Drucksystem. Die mechanischen Funktionen können ein Positionieren des
Tintenbehälters
relativ zu der Vorratsstation und eine Schlüsselfunktion zum Verhindern
einer Installation eines Tintenbehälters in der Vorratsstation
ohne eine Abdeckung, die eine Schlüsselfunktion bereitstellt,
umfassen. Die mechanischen Merkmale können einen Vorsprung zum Schützen der
vorderen Oberfläche
des Tintenbehälters
und des Fluidauslasses vor einem physischen Schaden umfassen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist das andere Ende des Gehäuses ein
Hinterende relativ zu einer Richtung der Einfügung des Tintenbehälters in
das Drucksystem.
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Die
mechanischen Merkmale können
zumindest ein Verriegelungsmerkmal zum Verriegeln des Tintenbehälters in
der Vorratsstation und einen überdimensionierten
Griff umfassen, der eine Rückwärtseinfügung verhindert.
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Das
Gehäuse
umfasst ein Druckgefäß, das das
Tintenreservoir umgibt, und die erste Abdeckung ist an dem Druckgefäß gesichert.
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Gemäß einem
wiederum anderen Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur effizienten
Anordnung eines Tintenbehälters
gemäß Anspruch
12 beschrieben, wie hierin nachfolgend ausgeführt ist.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Diese
und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden detaillierten Be schreibung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels
derselben besser offensichtlich, wie in den beiliegenden Zeichnungen
dargestellt ist, in denen:
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1 ein
schematisches Blockdiagramm eines Drucker/Plotter-Systems gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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2 ein
schematisches Blockdiagramm ist, das in einer vereinfachten Weise
einen exemplarischen, vom Wagen getrennten Tintenbehälter, mit
einer Verbindung zu einer auf dem Wagen angeordneten Druckkassette,
und einen Luftkompressor darstellt, zum Unterdrucksetzen des vom
Wagen getrennten Druckbehälters,
der den vom Wagen getrennten Tintenbehälter aufweist.
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3 eine
vereinfachte isometrische Ansicht eines Druckers/Plotters ist, der
die vorliegende Erfindung verwendet.
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4 eine
auseinandergezogene isometrische Ansicht des vom Wagen getrennten
Tintenbehälters
ist.
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5A eine
auseinandergezogene isometrische Ansicht von unten eines Tintenbehälters gemäß der vorliegenden
Erfindung ist.
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5B eine
auseinandergezogene isometrische Ansicht von oben des Tintenbehälters aus 5A ist.
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6 eine
isometrische Ansicht von oben des vom Wagen getrennten Tintenbehälters ist.
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7 eine
Seitenansicht des vom Wagen getrennten Tintenbehälters ist.
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8 eine
Teilfrontansicht der Chassisstruktur und des Druckgefäßes ist,
das den Außerachsen-Tintenbehälter aufweist.
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9 eine
Endansicht des vom Wagen getrennten Tintenbehälters ist, ohne die vordere
Abdeckung.
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10 eine
Querschnittsansicht des vom Wagen getrennten Tintenbehälters ist,
entnommen entlang der Linie 10-10 aus 9.
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11 eine
Querschnittsansicht des vom Wagen getrennten Tintenbehälters ist,
entnommen entlang der Linie 11-11 aus 9.
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12 eine
Querschnittsansicht der Chassisstruktur ist, entnommen entlang der
Linie 12-12 aus 11.
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13 eine
Draufsicht einer Tintenpegelerfassungsspule ist, die an dem Tintenreservoirbeutel angebracht
ist, der den vom Wagen getrennten Behälter aufweist, in dem Bereich,
gezeigt durch Linie 13-13 aus 10.
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14 eine
isometrische Ansicht des Chassisbauglieds mit den Sensoranschlussflächen vor
Ort ist.
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15 eine
umgekehrte isometrische Ansicht des Chassisbauglieds aus 14 ist.
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16A eine Draufsicht der flexiblen Schaltung ist,
die die Tintenpegelerfassungsschaltungsanordnung trägt, die
mit dem Tintenbehälter
angeordnet ist.
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16B eine isometrische Ansicht des Reservoirs mit
dem Chassis und der flexiblen Schaltung ist.
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17 eine
Seitenansicht des Halsbereichs des Druckgefäßes ist, die die angebrachte
Vorderendenabdeckung im Querschnitt zeigt.
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18 eine
Querschnittsansicht entnommen entlang der Linie 18-18 aus 17 ist,
die ein Verriegelungsmerkmal zum Verriegeln der vorderen Abdeckung
in Position an dem Druckgefäß zeigt.
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19 eine
Unteransicht der vorderen Abdeckung des Tintenreservoirs entnommen
entlang der Linie 19-19
aus 17 ist.
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20 eine
Querschnittsansicht ist, die das Hinterende des Druckgefäßes mit
der hinteren Abdeckung zeigt.
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21 eine
vergrößerte Ansicht
des Bereichs ist, angezeigt als Bereich 21 in 20,
die die haftende Anbringung der hinteren Abdeckung des Druckgefäßes zeigt.
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22 eine
isometrische Ansicht der vom Wagen getrennten Andockstation für die vom
Wagen getrennten Tintenreservoirs ist, die das Drucker/Plotter-System aus 3 aufweisen.
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23 eine
isometrische Ansicht eines Abschnitts der Vorderkantenabdeckung
ist, die die Verriegelungsmerkmale zeigt.
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24 die
Schlüsselmerkmale
für die
Vorderendenabdeckung für
unterschiedliche Tintenfarben zeigt.
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25 Schlüsselmerkmale
für die
Vorderendenabdeckung für
unterschiedliche Produkttypen zeigt.
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26 ein
Anordnungsflussdiagramm ist, das einen Anordnungsprozess zum Anordnen
des Tintenbehälters
darstellt.
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27 eine
auseinandergezogene Teilseiten-Querschnittsansicht der Anordnung
ist, die den Tintenbehälter
darstellt.
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28 eine
auseinandergezogene isometrische Ansicht ist, die das angeordnete
Druckgefäß/Reservoir
mit der Vorderenden- und Hinterenden-Abdeckung zeigt.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Überblick über das
System
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1 zeigt
ein Gesamtblockdiagramm eines Drucker/Plotter-Systems 50, das die Erfindung
verkörpert.
Ein beweglicher Wagen 52 hält eine Mehrzahl von Hochleistungs-Druckkassetten 60–66,
die fluidisch mit einer Tintenvorratsstation 100 gekoppelt sind.
Die Vorratsstation liefert unter Druck gesetzte Tinte zu den Druckkassetten.
Jede Kassette weist ein Reglerventil auf, das sich öffnet und
schließt,
um einen leichten negativen Unterdruck in der Kassette beizubehalten,
der optimal für
ein Druckkopfverhalten ist. Die Tinte, die empfangen wird, wird
unter Druck gesetzt, um Wirkungen von dynamischen Druckabfällen zu
beseitigen.
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Die
Tintenvorratsstation 100 enthält Aufnahmeeinrichtungen oder
Buchten zum gleitbaren Befestigen von Tintenbehältern 110–116.
Jeder Tintenbehälter
weist ein zusammenfallfähiges
Tintenreservoir auf, wie z. B. das Reservoir 110A, das
von einer Luftdruckkammer 110B umgeben ist. Eine Luftdruckquelle
oder Pumpe 70 ist in Kommunikation mit der Luftdruckkammer
zum Unterdrucksetzen des zusammenfallfähigen Reservoirs. Unter Druck
gesetzte Tinte wird dann zu der Druckkassette geliefert, z. B. Kassette 66,
durch einen Tintenflussweg. Eine Luftpumpe liefert unter Druck gesetzte
Luft für
alle Tintenbehälter
in dem System. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel liefert die
Pumpe einen positiven Druck von 2 psi, um Tintenflussraten im Bereich von
25 cc/min zu erfüllen.
Natürlich
ist für
Systeme, die eine niedrigere Tintenflussratenanforderung aufweisen,
ein niedrigerer Druck ausreichend, und einige Fälle mit niedrigen Durchsatzraten
erfordern überhaupt
keinen positiven Luftdruck.
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2 ist
eine vereinfachte diagrammartige Ansicht, die die Druckquelle 70,
die Kassette 66 und das Reservoir 110A und die
Druckkammer 110B darstellt. Während Leerlaufperioden wird
ermöglicht, dass
der Druck der Region zwischen dem Reservoirbeutel und dem Druckgefäß abfällt. Während der
Zustellung des Tintenbehälters 110A ist
der Vorrat nicht unter Druck gesetzt.
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Der
bewegliche Wagen 52 und die Druckkassetten 60–66 werden
durch die Druckersteuerung 80 gesteuert, die die Druckerfirmware
und den Mikroprozessor umfasst. Die Steuerung 80 steuert
somit das Antriebssystem des beweglichen Wagens und die Druckköpfe an der
Druckkassette, um die Druckköpfe
selektiv mit Energie zu versorgen, um zu verursachen, dass Tintentröpfchen auf
gesteuerte Weise auf das Druckmedium 40 ausgestoßen werden.
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Das
System 50 empfängt üblicherweise Druckaufträge und Befehle
von einer Computerarbeitsstation oder einem Personalcomputer 82,
der eine CPU 82A und einen Druckertreiber 82B zum schnittstellenmäßigen Verbinden
mit dem Drucksystem 50 umfasst. Die Arbeitsstation umfasst
ferner einen Monitor 84.
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3 zeigt
in isometrischer Ansicht eine exemplarische Form eines Großformat-Drucker/Plotter-Systems 50,
bei dem vier vom Wagen getrennte Tintenbehälter 110, 112, 114, 116 anstelle
der Tintenvorratsstation gezeigt sind. Das System umfasst ein Gehäuse 54,
ein vorderes Steuerungsbedienfeld 56, das Benutzersteuerungsschalter
bereitstellt, und einen Medienausgabeschlitz 58, durch
den die Medien aus dem System nach der Druckoperation ausgegeben
werden. Dieses exemplarische System wird von einer Medienrolle gespeist;
alternativ können
ebenfalls Blattzuführsysteme
verwendet werden.
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Überblick über die
Erfindung
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Aspekte
der Erfindung sind in einem allgemeinen Sinn in den vereinfachten
diagrammartigen Ansichten von 4, 5A und 5B dargestellt.
Ein Aspekt dieser Erfindung bezieht sich auf einen Tintenbehälter, der
an der Tintenvorratsstation 100 verwendet wird, die ein
Druckgefäß 1102 aufweist,
das ein zusammenfallfähiges
Reservoir 114 umgibt, das einen Tintenvorrat und eine Sensorschaltung 1170 enthält, die
ein Signal liefern kann, das das Volumen der Tinte in dem zusammenfallfähigen Reservoir
anzeigt. Anschlussleitungen 1142, 1144 zum Verbinden
mit der Sensorschaltungsanordnung sind an Kontakten (angezeigt allgemein
als 1138 in 4) an der Außenseite des Behälters elektrisch
zugreifbar. Um dies zu erreichen, werden die Anschlussleitungen
von den Kontakten an der Außenseite
und zu der Sensorschaltungsanordnung an der Innenseite des Druckgefäßes geleitet.
Die Anschlussleitungen verlaufen durch eine Abdichtzone 20,
die eine Außenatmosphäre von der
unter Druck gesetzten Region zwischen dem Druckgefäß und dem
zusammenfallfähigen
Reservoir trennt. Vorteile des Systems umfassen das direkte Erfassen
der Beutelposition, was genauer ist als andere Verfahren, wie z.
B. das Messen des Tintenwiderstandsvermögens, das von Tinteneigenschaften
abhängt.
Ferner ist der Sensor außer
Kontakt von der Tinte; somit wird er nicht durch Tinte korrodiert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
wird die Abdichtzone durch ein elastisches Bau glied unter Kompression vorgesehen
das als eine Dichtung wirkt. Dieses bevorzugte Ausführungsbeispiel
weist Herstellungs- und Zuverlässigkeits-Vorteile
auf.
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Wie
in 4 gezeigt ist, umfasst ein zweiter Aspekt der
Erfindung ein Chassis 1120, das Funktions- und Herstellungs-Vorteile
für den
Tintenbehälter bietet.
Der Tintenbehälter 110 weist
ein vorderes und hinteres Ende relativ zu einer Richtung der Installation
des Tintenbehälters 110 in
die Vorratsstation 100 auf. Das Chassis umfasst einen turmförmigen Lufteinlass 1108 zum
Empfangen unter Druck gesetzter Luft von einem Drucksystem, und
einen turmförmigen
Tintenauslass 1110 zum Liefern unter Druck gesetzter Tinte
zu dem System. Der Lufteinlass und der Tintenauslass sind an der
Vorderkante des Behälters 110 zugreifbar
und erstrecken sich ungefähr
in gleichen Distanzen über
eine äußere Oberfläche des Tintenbehälters 110 hinaus.
Der Tintenauslass ist in Fluidkommunikation mit einem zusammenfallfähigen Reservoir 114.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfasst das Chassis eine Anbringoberfläche 1122, die in einer Öffnung 114A des
zusammenfallfähigen
Reservoirs aufgenommen werden soll. Diese Anbringoberfläche ermöglicht,
dass eine volumetrisch effizient gefaltete Beutelkonstruktion für das zusammenfallfähige Reservoir 114 verwendet
wird, durch Bereitstellen einer Oberfläche, deren Normale im Wesentlichen
parallel zu der Längsachse
des Beutels ist. Das Chassis, in Kombination mit einem separaten
Gehäuse 1102,
schafft ein Druckgefäß, das das
zusammenfallfähige
Reservoir 114 umgibt. In einer exemplarischen Form ist
das Gehäuse 1102 eine
flaschenförmige
Struktur mit einer Öffnung
zum Aufnehmen einer Peripherieoberfläche des Chassis. Das Chassis
schafft eine Oberfläche
für elektrische Behälterkontakte,
die dem Drucksystem zugeordnet sind. Das Chassis schafft eine Oberfläche zum
Routen eines elektrischen Übertragungswegs,
wie z. B. der Übertragungswege 1156, 1158 zwischen
dem Sensor und einigen der elektrischen Behälterkontakte 1138.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel liefert
das Chassis diese gesamte Funktionalität mit einem einzigen einstückigen Teil.
Das Verwenden eines einstückigen
Teils verbessert die Herstellbarkeit und die relative Positionierungsgenauigkeit
der Teile, die in dem Chassis umfasst sind.
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Wie
in 5A und 5B gezeigt
ist, bezieht sich ein dritter Aspekt der Erfindung auf zumindest
eine separat angebrachte Abdeckung, die mechanische Funktionen liefert.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden zwei Abdeckungen 1104, 1106 separat an
das Druckgefäß 1102 angebracht.
Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen
die mechanischen Funktionen für
eine hintere Endabdeckung (i) Verriegelungsmerkmale 1232 zum
Sichern des Tintenbehälters 110 in
der Vorratsstation 100 und (ii) ein überdimensioniertes Ende 1106A,
das eine Rückwärtseinfügung des
Tintenbehälters
in die Vorratsstation verhindert. Für eine vordere Endabdeckung
umfassen die mechanischen Funktionen (i) einen Vorsprung 1258 zum
Schützen der
Behälterzwischenverbindungen,
(ii) Schlüsselmerkmale
zum Sicherstellen, dass der Tintenbehälter 110 in der richtigen
Tintenvorratsstationsposition installiert ist, und (iii) Ausrichtungsmerkmale,
um eine ordnungsgemäße Positionierung
des Tintenbehälters
in der Vorratsstation sicherzustellen. Durch Bereitstellen all dieser
Funktionen an einer oder mehreren Endabdeckungen kann die Druckgefäßkonfiguration
vereinfacht werden und ohne jegliche der vorangehenden mechanischen
Funktionsanforderungen entworfen werden.
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Ein bevorzugtes
Ausführungsbeispiel
des Tintenbehälters
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Ein
exemplarisches Ausführungsbeispiel
der Tintenbehälter 110–116 wird
nun Bezug nehmend auf 6–28 beschrieben;
nur ein Behälter
muss beschrieben werden, da alle Behälter identisch sind, außer die
Schlüsselmerkmale
an einer Abdeckung, die nachfolgend beschrieben werden. Im allgemeinen
ist der Behälter
eine Anordnung eines Druckgefäßes, das
eine Druckkammer, ein zusammenfallfähiges Tin tenreservoir, das
einen schlaffen Beutel umfasst, eine Tintenpegelerfassungsschaltung (ILS-Schaltung)
und ein Multifunktionschassiselement, an dem der Beutel abgedichtet
ist, wobei das Chassis einen Tintenübertragungsweg von einem Auslasstor
zu dem Reservoir und dem Lufteinlasstor liefert und der Übertragungsweg
zu einer Region der Druckkammer außerhalb des Reservoirs führt, und Vorderenden-
und Hinterendenabdeckungen definiert.
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Das Druckgefäß
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Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist das Druckgefäß 1102 eine
flaschenförmige Struktur,
die eine Halsregion aufweist, durch die sich eine Öffnung zu
dem Inneren des Gefäßes erstreckt. Ein
geeignetes Verfahren zum Herstellen des Gefäßes mit niedrigen Kosten ist
ein kombinierter Prozess aus Blasformen und Einspritzformen, bei
dem relativ gesehen höhere
Toleranzen für
die inneren Umfangsoberflächen
an der Halsregion des Gefäßes erhalten
werden und relativ gesehen niedrige Toleranzen für den Rest des Gefäßes. Ein
exemplarisches Material, das für
das Gefäß bei Anwendungen
mit hohen Volumen geeignet ist, ist Polyethylen, Einspritz-Blaseform-Qualität; eine übliche Dicke
des Materials für
das Gefäß ist 2
mm.
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Das
Druckgefäß 1102 ist
in der unterbrochenen Seitenansicht aus 8 gezeigt,
mit dem Luftturm 1108 und dem Tintenturm 1110,
die durch ein Chassisbauglied definiert sind, an Ort und Stelle
gesichert durch einen Quetschring 1280, wie nachfolgend
erörtert
wird. Hier erscheint die Halsregion 1102A des Gefäßes, die
eine innere Umfangsoberfläche
des Halses des Druckgefäßes definiert.
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Das Äußere der
Halsregion umfasst physische Merkmale zum Sichern des internen Tintenbehälters innerhalb
des Druckgefäßes und
zum Sichern einer Vorderendabdeckung. Diese Merkmale umfassen eine
Mehrzahl von Flanschen (1252A–1252C), die in der
externen Oberfläche
der Halsregion gebildet sind.
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Das
Volumen der inneren Druckkammer des Gefäßes ist unabhängig von
der gewünschten
Tintenkapazität
des Tintenbehälters.
Produkte mit unterschiedlicher Tintenkapazität können bereitgestellt werden,
durch Verwenden von Druckgefäßen, die eine ähnliche
Querschnittskonfiguration aufweisen, aber mit unterschiedlichen
Gefäßlängen in
einer Richtung entlang der Längsachse
des Behälters,
und mit entsprechenden Unterschieden in der Größe des Tintenreservoirbeutels.
Bei einer exemplarischen Anwendung ist das Gefäßprofil 50 mm mal 100 mm, wobei
die Gefäßlänge eine
Funktion der Behältervorratskapazität ist. Exemplarische
Tintenkapazitäten für unterschiedliche
Produkte sind 350 cc und 750 cc. Tinten unterschiedlicher Farben
und Tintentypen können
in den Tintenbehältern
gespeichert werden, zur Verwendung in den Farbdrucksystemen, wie
in 1 gezeigt ist. Die Gefäßstruktur muss sich nicht ändern, um
unterschiedliche Tintenfarben oder Typen unterzubringen. Während der
Herstellung werden Inventar- und Form-Kosten durch Verwenden desselben
Druckgefäßes für die verschiedenen
Tintentypen und -farben verwaltet.
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Während das
Druckgefäß 1102,
das in den Zeichnungen dargestellt ist, einen rechteckigen Querschnitt
aufweist, wird darauf hingewiesen, dass andere Gefäßkonfigurationen
ebenfalls verwendet werden können,
wie z. B. zylindrisch.
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Das Tintenreservoir
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Das
Tintenreservoir für
den Tintenbehälter wird
bei diesem Ausführungsbeispiel
durch einen schlaffen Beutel bereitgestellt, der in einem mit Tinte gefüllten Zustand
im Wesentlichen das offene Volumen innerhalb des Druckgefäßes einnimmt. 10 stellt
das zusammenfallfähige
Flüssigtintenreservoir 114 dar,
das von dem Druckgefäß 1102 umgeben
ist. Bei einer Implementierung wird eine längliche Lage des Beutelmaterials
derart gefaltet, dass gegenüberliegende
seitliche Kanten der Lage überlappen
oder zusammengebracht werden, wodurch ein länglicher Zylinder gebildet
wird. Diese seitlichen Kanten werden miteinan der abgedichtet. Falten
werden in dieser resultierenden Struktur gebildet, und der Boden
des Reservoirbeutels wird gebildet durch Wärmeabdichten des gefalteten
Zylinders entlang einer Naht quer zu der Abdichtung der seitlichen
Kanten. Die Oberseite des Reservoirbeutels ist auf ähnliche
Weise gebildet, während
eine Öffnung
gelassen wird, damit der Beutel mit dem Chassisbauglied abgedichtet werden
kann. Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel ist das Beutelmaterial
eine Mehrschichtlage, hergestellt aus Polyethylen, metallisiertem
Polyester und Nylon. Starre Beutelversteifungselemente 1134, 1136 sind
jeweils an der Außenseite des
flexiblen Beutels des Reservoirs angebracht, d. h. an gegenüberliegenden
Wandseitenabschnitten 1114, 1116 des Reservoirs.
Die Versteifungselemente verbessern die Wiederholbarkeit der Zusammenfallgeometrie
der Seiten des Beutels, so dass das Tintenpegelerfassungssignal,
das durch den Tintenpegelsensor geliefert wird, die Wiederholbarkeit
verbessert hat.
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Tintenpegelerfassungsschaltung
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Die
Tintenpegelerfassungsschaltung umfasst induktive Spulen 1130 und 1132,
die an flexiblen Schaltungssubstratabschnitten gebildet sind, die
an gegenüberliegenden
Seitenwandabschnitten des Reservoirbeutels angeordnet sind. Ein
AC-Signal wird durch eine Spule geleitet, was eine Spannung in der
anderen Spule induziert, deren Größe variiert, wenn die Wandtrennungsdistanz
variiert. Wenn Tinte verwendet wird, fallen die gegenüberliegenden
Seitenwandabschnitte 1114, 1116 zusammen, wodurch die
elektrische oder elektromagnetische Kopplung geändert wird, z. B. Gegeninduktivität, des Spulenpaars.
Diese Änderung
bei der Kopplung wird durch das Drucksystem erfasst, das dadurch
einen Tintenpegel ableitet.
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Die
Spulen 1130, 1132 sind mit Kontaktanschlussflächen 1138, 1140 verbunden,
die an der Außenseite
des abgedichteten Behälters
zugreifbar sind (6 und 9). Flexible
Schaltungsanschlussleitungen 1142, 1144 verbinden
jeweils diese Tintenpegelerfassungsanschlussflächen mit den Spulen 1130, 1132;
diese Anschlussleitungen laufen durch eine Abdichtzone, die eine
Außenatmosphäre von der
Druckkammer trennt. Genauer gesagt schafft jedes Paar von Anschlussflächen 1138A, 1138B und 1140A, 1140B ein
unabhängiges
Paar von Verbindungen für
jede der zwei gegenüberliegenden
Spulen. Dies ermöglicht,
dass ein Erregungssignal an eine Spule angelegt wird, und dass die
entsprechende Spannung, die aus der elektrischen Kopplung resultiert,
durch das Drucksystem erfasst wird. Die Spannung, die durch die
ILS-Schaltung erfasst
wird, wird einfach auf einen entsprechenden Tintenpegel bezogen,
z. B. durch Werte, die in Nachschlagtabellen in dem Systemspeicher
gespeichert sind.
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13 und 16A zeigen die flexible Einheitsschaltung 1170,
die die ILS-Anschlussleitungen und ILS-Spulen trägt. Jedes Paar von ILS-Anschlussflächen 1138A/B, 1140A/B (an
jeder Seite der Speicherelementkontakte 1172A, 1172B,
wenn sie an dem Chassis angeordnet sind) stellt einen Kontakt für eine Spule
bereit. Ein Jumper verbindet die Mitte jeder Spule mit einer ihrer
Anschlussleitungen, um die Schaltung zu schließen. Dies ist in 13 gezeigt,
in der die Spule 1130 einen Jumper 1174 aufweist,
der von der Anschlussleitung 1176 zu dem Spulenmittelanschluss 1178 verbindet.
Natürlich ist
eine Isoliererschicht 1180 erforderlich, um den Jumper 1174 von
dem darunter liegenden Leiter zu isolieren, um ein Kurzschließen der
Spule zu vermieden. Die Anschlussleitungen 1176 und 1182 und
die Spule 1130 sind auf einem flexiblen dielektrischen Substrat 1182 gebildet.
Ein Einheitssubstrat kann verwendet werden, zum Stützen der
Spulen und Anschlussleitungen für
beide Seiten des Beutels, wie in 16A gezeigt
ist. Die Anschlussleitungen und das Substrat können benachbart im rechten
Winkel gefaltet werden, um die Spulen in Position für eine Anbringung
an die Beutelseiten zu bringen. Die ILS wird ausführlicher
in den oben durch Bezugnahme aufgenommenen Anmeldungen beschrieben,
Anwaltsaktenzeichen 10970427, INK CONTAINER WITH AN INDUCTIVE INK
LEVEL SENSE, und Anwaltsaktenzeichen 10970428, INK LEVEL ESTIMATION
USING DROP COUNT AND INK LEVEL SENSE.
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Das Chassisbauglied
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Ein
Aspekt der Erfindung ist ein Multifunktions-Chassisbauglied 1120,
das einen Tintenbehälter mit
einem hohen Grad an Funktionalität
ermöglicht, während derselbe
einen effizienten Anordnungsprozess aufweist. Dieses Teil unterstützt den
Lufteinlass, den Fluidauslass, das zusammenfallfähige Tintenreservoir, die Tintenpegelerfassungsschaltung (ILS-Schaltungsanordnung),
die ILS-Spurleitung, und stellt die Oberfläche bereit, die das Druckgefäß von der
Außenatmosphäre abdichtet.
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Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist das Chassisbauglied 1120 ein Einheitselement, hergestellt
aus Polyethylen durch Einspritzformen. Das Material ist ausgewählt, um
ein solches zu sein, das relativ kostengünstig, chemisch reaktionsträge gegenüber der
Flüssigtinte
und ähnlich
zu der Schicht des Beutelmaterials ist, die gegen das Chassis wärmemäßig abgedichtet
ist. Eine andere erwünschte
Charakteristik des Chassismaterials ist, dass das Material bei relativ
niedrigen Temperaturen wärmefügbar ist.
Das Chassis ist einspritzgeformt, um eine hohe Komplexität bei niedrigen
Kosten zu ermöglichen.
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Wie
in 10 gezeigt ist, umgibt das Druckgefäß 1102 das
zusammenfallfähige
Tintenreservoir 1112. Der Reservoirkunststofffilm ist gefaltet
und entlang der Kanten wärmeabgedichtet
und abgedichtet, um Oberflächen 1122 und 1124 an
dem Chassis 1120 zu fügen
oder anzubringen, um die flexiblen Wände 1114 und 1116 zu
bilden.
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Wie
in 11 gezeigt ist, stellt das Chassis 1120 ferner
einen Lufteinlass- und einen Fluidauslass-Septumturm 1108, 1110 bereit.
Der Lufteinlassturm 1108 definiert einen Durchgang 1200 durch das
Chassis, der in Fluidkommunikation mit einer Region der Druckkammer
ist, die außerhalb
des Reservoirs 1112 ist (11 und 14).
Der Fluidauslassturm 1110 definiert einen Durchgang 1202 durch das
Chassisbauglied, der in Fluidkommunikation mit dem internen zusammenfallfähigen Reservoir 1112 ist.
Die Türme
erstrecken sich bei diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel in einer Richtung
im Allgemeinen parallel zu der Längsachse
des Behälters.
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Nach
der Installation des Chassis 1120 in der Druckgefäßöffnung stehen
die Türme 1108 und 1110 über das Öffnungsende
des Druckgefäßes hervor. Mit
ihrer Erweiterung über
der Oberfläche 1204 des Chassis
und über
dem Hals des Druckgefäßes sind die
Türme für eine Verbindung
mit einer Tintenwegverbindung und einer Luftversorgungsverbindung
zugreifbar, wenn der Tintenbehälter
in seiner Bucht an der Tintenvorratsstation des Drucksystems installiert ist.
Die Verbindung des Tintenwegs und der Luftversorgung ist umfassender
in den oben durch Bezugnahme aufgenommenen Anmeldungen beschrieben, Anwaltsaktenzeichen
10970426 mit dem Titel REPLACEABLE INK CONTAINER ADAPTED TO FORM
RELIABLE FLUID, AIR AND ELECTRICAL CONNECTION TO A PRINTING SYSTEM.
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Das
Chassis 1120 stellt ferner eine flache Oberfläche 1204 zum
Tragen eines Speicherelementchipgehäuses 1206 (9)
und der zwei Paare von Anschlussflächen bereit, die eine Verbindung
zu den induktiven Spulen herstellen, zum Erfassen des Tintenpegels,
der nachfolgend detaillierter beschrieben ist. Der Speicherchip
hat seine eigene kleine Schaltungstafel mit vier elektrischen Kontakten
und ist mit der Systemsteuerung verbunden, wenn der Tintenbehälter an
der Vorratsstation installiert ist. Die Schaltung für den Speicherchip
ist an der Oberfläche 1204 durch
ein druckempfindliches Haftmittel angebracht. Die Steuerung kann
Daten in den Speicher schreiben, z. B., um das aktuelle Tintenvolumen,
das verbleibt, zu identifizieren. Somit, sogar wenn ein Behälter aus
der Vorratsstation entfernt wird, bevor Tinte aus demselben entleert
ist, und nachfolgend in Verwendung platziert wird, kann die Drucksystemsteuerung
den Tintenbetrag sicherstellen, der bereits aus dem Behälter verwendet
wurde. Zusätzlich
zu dem Tragen des Speicherelements stellt das Chassis 1120 ein
aufrechtes Bauglied 1208 bereit (14), das
Oberflächen
an einem zusammenpassenden elektrischen Verbinder in Eingriff nimmt
(der an der Tintenvorratsstationsbucht angeordnet ist), um eine Ausrichtung
zwischen beiden Seiten der elektrischen Verbindung bereitzustellen.
Dieser Verbinder stellt eine gleichzeitige Flächen-Typ-Verbindung mit allen acht
Anschlussflächen
her, d. h. vier Anschlussflächen
für das
Speicherelement und zwei Paare von Anschlussflächen für die induktiven Spulen.
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Das
Chassisbauglied 1120 umfasst einen Kielabschnitt 1292,
der die Abdichtungs- oder Anbringoberflächen 1122, 1124 für eine Verbindung
mit dem zusammenfallfähigen
Reservoir (11) bereitstellt. Die Beutelmembranen
können
gegen die Abdichtungsoberflächen
auf eine Vielzahl von Weisen abgedichtet werden, z. B. durch Wärmefügen, Haftmittel
oder Ultraschallschweißen.
Bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
werden die Beutelmembrane durch Wärmefügen angebracht. Die untere
Oberfläche 1294 des
Kiels weist eine Verbundkrümmung
auf, um eine Konzentration von Belastung zu vermeiden, sollte der
Tintenbehälter
fallengelassen werden. Ferner dienen die hervorstehenden Markierungsmerkmale 1296 um
den Einlass zu dem Tintenflussweg dazu, zu verhindern, dass das
Zusammenfallen des Beutels den Einlass abdichtet, bevor die gesamte
Tinte aus dem Reservoir entfernt ist. Aufgrund der Verlängerung
des Kiels erstrecken sich die Abdichtoberflächen im allgemeinen parallel,
mit einem leichten Winkelversatz, relativ zu der Längsachse
des Tintenbehälters.
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Die
Chassisabdichtoberflächen
weisen hervorstehende Rippen auf, die sich von denselben erstrecken,
um die Qualität
der Abdichtung zu verbessern. Diese Rippen, z. B. Rippen 1282, 1284, 1286 (15),
erstrecken sich im Allgemeinen quer zu der Längsachse des Reservoirs. Die
Rippen konzentrieren die Wärmefügekraft
während
der Wärmefügeoperation,
um die Beutelfilme anzubringen, um die Wärmefügeanbringung zu verbessern.
Die Räume zwischen
den Rippen liefern ferner einen Raum, so dass geschmolzenes Chassismaterial
während
der Wärmefügung fließt. Mehrere
Rippen sind vorgesehen, um redundante Anbringmerkmale und -festigkeit bereitzustellen.
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14 zeigt
das Chassis vor der Anbringung der Septa 1214 und 1216.
Wie in 11 gezeigt ist, sind die Septa 1214 und 1216 an
den jeweiligen Enden der Türme 1108 und 1110 gesichert,
durch Quetschabdeckungen 1218, 1220. Für den Tintenauslass drückt eine
Feder 1222 eine Abdichtkugel 1224 gegen das Septum 1216.
Der Grund dafür
ist, dass die Tintenabdichtung äußerst wichtig
ist; wenn das Septum 1216 eine Druckverformung annimmt,
ist es wichtig, dass der Fluidauslass nicht leckt. Im Gegensatz
dazu kann der Lufteinlass eine Verformung ohne Probleme annehmen,
und somit wird bei diesem Ausführungsbeispiel
keine zusätzliche
Abdichtungsstruktur verwendet.
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Die
Leitungsführung
der ILS-Anschlussleitungen oder -Spuren 1148, 1150 von
den Kontaktanschlussflächen 1138A, 1138B und 1140A und 1140B hin
zu den ILS-Spulen 1130, 1132 ist in 9, 10, 14 und 15 dargestellt.
Das Chassis 1120 unterstützt die flexiblen Schaltungsabschnitte 1148 und 1150;
eine O-Ring-Abdichtung 1152 schafft eine Abdichtung zwischen
dem Chassisumfang und dem Hals 1154 des flaschenförmigen Druckgefäßes 1102.
Wie in 10, 14 und 15 gezeigt
ist, sind entsprechende Leitungsführungsoberflächen 1156, 1158 in
dem Chassis 1120 vorgesehen, zum Leiten der flexiblen ILS-Schaltungsspuren 1148, 1150 zwischen
dem O-Ring 1152 und dem Chassis. 10 zeigt
die flachen Zonen 1160, 1162, die an der Innenoberfläche des
Halses 1154 des Druckgefäßes gebildet sind, um mit den
flachen Abschnitten der Leitwegoberfläche 1156, 1158 zusammenzupassen.
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Es
gibt Alternativen für
dieses Leitwegschema. Zum Beispiel könnte ein Haftmittel verwendet werden,
um die Dichtungszone zu schließen,
durch die die Anschlussleitungen laufen. Dies würde jedoch Schritte des Aushärtens von
Haftmittel erfordern, wodurch diese Alternative weniger gut herstellbar
ist. Zusätzlich
dazu neigen Haftmittel dazu, weniger robust zu sein als ein komprimierter
O-Ring.
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Das
Chassis 1120 definiert einen Umfangskanal 1226 (11, 14, 15),
der den O-Ring 1228 unterstützt, wodurch eine Abdichtung zwischen
dem Chassis und dem Druckgefäß bereitgestellt
wird. Wie oben beschrieben wurde, schafft das Chassis 1120 ferner
flexible Schaltungsleitwegoberflächen 1156, 1158 für die flexible
Schaltung 1170, um von der flachen Außenoberfläche 1204 des Chassis
zwischen dem O-Ring
und der flexiblen Leitwegoberfläche
und in das Druckgefäß zu verlaufen.
Das Druckgefäß weist
eine Innenoberfläche
auf, deren Form mit einer Außenoberfläche an dem
Chassis übereinstimmt.
Abschnitte des Chassis sind flach, zum Leiten der flexiblen Schaltungsleiterbahnen;
das Gefäß weist
flache Abschnitte oder Zonen 1160, 1162 auf, die
mit den flachen Abschnitten des Chassis übereinstimmen.
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Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist das O-Ring-Material
ein relativ steifes Material, wie z. B. EPDM, Siliziumgummi oder
Neopren, mit einer Shore-A-Härte
von 70. Eine Verbesserung der Abdichtung im Bereich der ILS-Anschlussleitungsübertragungswege,
d. h. wo der O-Ring über die
flexible Schaltung geleitet wird, wird erreicht unter Verwendung
eines steifen Materials, da es in Kombination mit einem druckempfindlichen
Haftmittel funktioniert, das verwendet wird, um die ILS-Anschlussleitungen
anzubringen. Das feste O-Ring-Material drückt das Haftmittel um die Kanten
der ILS-Anschlussleitungen angeblich heraus und füllt kleine Unterbrechungshohlräume benachbart
zu diesen Kanten. Die Unterseite der flexiblen Schaltung 1170 weist
eine Beschichtung eines druckempfindlichen Haftmittels auf, das
spezifischen Bereichen der flexiblen Schaltung zugrunde liegt. Ein
Haftmittel liegt den Spulen und Bereichen zugrunde, die in Kontakt mit
dem Chassisbauglied kommen. Das Haftmittel wird somit verwendet,
um die Spulen an die Versteifungselemente an den Reservoirwänden anzubringen, und
um die flexible ILS-Schaltung an das Chassisbauglied 1120 anzubringen. 16B ist eine isometrische Ansicht des zusammenfallfähigen Reservoirs 114,
angebracht an das Chassis 1120, wobei die flexible ILS-Schaltung
an das Reservoir und an das Chassis angebracht ist.
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Sobald
der Reservoirbeutel an das Chassis angebracht ist und die Spulen 1130, 1132 an
die zusammenfallfähigen
Wände 1114, 1116 angebracht sind,
wird die Reservoiranordnung in die Druckkammer durch die Gefäßöffnung eingefügt. Der
O-Ring schafft eine
Abdichtung, eingepasst gegen die Innenoberfläche 1162 des Druckgefäßes. Ein
Aluminiumquetschring 1280 (10) ist
installiert, um das Chassis 1120 und die Reservoirstruktur
vor Ort zu sichern.
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Das
Chassis 1120 ist ein einstückig geformtes thermoplastisches
Teil, das einen O-Ring-Träger und
eine Abdichtungsoberfläche 1226,
Leitwegoberflächen 1156, 1158 für ILS-Spuren, zwei Septumtürme 1108, 1110 und
ihre entsprechenden Kommunikationsleitungen 1200, 1202,
eine Oberfläche 1204 zum
Tragen einer elektrischen Verbindung, das aufrechte Bauglied 1208 und
Trage- und Abdichtoberflächen 1210, 1212 für den zusammenfallfähigen Beutel
bereitstellt. Durch Bieten von so viel Funktionalität an einem
geformten Teil werden die Gesamtkosten der Behälter 110–116 minimiert
und zusätzliche
Abdichtmechanismen werden vermieden. Ein anderer Vorteil eines einstückig geformten
Chassis ist die Abmessungsgenauigkeit. Wenn der Tintenbehälter 110 in
einem Drucksystem installiert ist, müssen die elektrischen, Luft- und Fluid-Verbinder
entsprechende Verbinder in Eingriff nehmen, die dem Drucksystem an
der Tintenvorratsstation 100 zugeordnet sind. Das einstückig geformte
Chassis minimiert eine Positionsabweichung dieser Verbinder relativ
zueinander und verbessert somit die Wahrscheinlichkeit der Bereitstellung
von zuverlässigen
Verbindungen.
-
Die vordere Endabdeckung
-
Die
Endabdeckung 1104 liefert verschiedene Funktionen. Diese
umfassen Schlüsselfunktionen zum
Verhindern der Einfügung
eines Tintenbehälters des
falschen Typs, z. B. des falschen Tintentyps oder der falschen Tintenfarbe
oder Tintenreservoirgröße, in eine
bestimmte Vorratsstationsbucht. Die Abdeckung liefert ferner Ausrichtungsfunktionen
zum Sicherstellen einer ordnungsgemäßen Ausrichtung eines Tintenbehälters mit
den Vorratsstationsbucht-Strukturkomponenten. Die Abdeckung umfasst ferner
eine Schutzstruktur, die den Tinten- und Luftturm des Chassis vor
einer physischen Beschädigung
schützt.
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Bei
einem exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist die vordere Endabdeckung 1104 ein einspritzgeformtes
Teil, hergestellt aus Polypropylen.
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Wie
in 5A gezeigt ist, mit zusätzlichen Details in 19 und 23,
ist die vordere Endabdeckung 1104 an dem Hals des Druckgefäßes gesichert,
durch Ineingriffnahme der Verriegelungsmerkmale an der Abdeckung
und der Halsregion des Druckgefäßes. Somit
umfasst die Abdeckung 1104 eine zylindrische Eingriffnahmestruktur 1244 (19, 23)
mit zwei Paaren 1246A, 1246B von nach innen hervorstehenden
Eingriffsoberflächen zum
Ineingriffnehmen eines entsprechenden Flanschs 1252B des
Halses des Druckgefäßes, um die
Abdeckung 1104 in eine ausgerichtete Position an dem Druckgefäß zu sichern.
Die Oberflächen 1246A, 1246B sind
um den Umfang der Eingriffnahmestruktur 1244 beabstandet.
Jede Eingriffnahmeoberfläche 1246A, 1246B umfasst
eine Rampenoberfläche 1248A, 1248B zum
Gleiten über
den Flansch 1252B, wenn die Abdeckung auf den Hals des
Druckgefäßes gedrückt wird.
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Wie
in 28 gezeigt ist, mit zusätzlichen gezeigten Details,
z. B. in 17, umfasst das Querende (in
Bezug auf die Längsachse
des Behälters) der
Abdeckung 1104 ferner eine flache Oberfläche 1256,
in die Öffnungen 1254 gebildet
sind. Um die Öffnung 1254 ist
ein schlüsselförmiger Vorsprung oder
eine Wandstruktur 1258. Die Wandstruktur 1258 schafft
eine schützende
Wand um die Türme 1108 und 1110 und elektrische
Verbindungskontakte nach einer Installation der Abdeckung, wodurch
diese Komponenten vor einer physischen Beschädigung geschützt werden.
Ferner stellt die Unterseite der flachen Oberfläche 1256 eine Stoppoberfläche bereit, gegen
die sich der Rand des Druckgefäßes ausrichtet,
wenn die Abdeckung 1104 aufgedrückt wird. Sobald die Oberflächen 1246 den
Gefäßrand 1250 in Eingriff
genommen haben, ist die Abdeckung sicher in Position an dem Druckgefäß verriegelt
und kann nicht entfernt werden, ohne die Verriegelungsmerkmale zu
brechen.
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Wie
in 6 und 28 gezeigt ist, sind entsprechende
Schlüssel-
und Ausrichtungsmerkmale 1240 und 1242 an gegenüberliegenden
Seiten der vorderen Abdeckung 1104 vorgesehen. Diese Merkmale
verhindern Haupttinteninkompatibilitäten. Durch ihre Asymmetrie
verhindern sie eine Rückwärtseinfügungsinstallation
(180 Grad) in die Tintenvorratsstation relativ zu einer Installationsrichtung.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist der Merkmalssatz 1240 ein variables Merkmal zum Definieren
der Farbe der Tinte, die in dem Behälterreservoir angeordnet ist.
Dies wird erreicht durch die Geometrie des Merkmals 1240. 25 stellt
sechs mögliche
Abdeckungs-/Merkmals-Konfigurationen dar. Die Abdeckung 1104-1 verwendet
ein Farbidentifizierungsmerkmal 1240A, das in diesem Fall
die Farbe Gelb spezifiziert. Auf ähnliche Weise verwendet die Abdeckung 1104-2 ein
Merkmal 1240B (Magenta), Abdeckung 1104-3 verwendet
ein Merkmal 1240C (Cyan), Abdeckung 1104-4 verwendet
ein Merkmal 1240D (Schwarz), Abdeckung 1104-5 verwendet
ein Merkmal 1240E (erste andere Farbe) und Abdeckung 1104-6 verwendet
ein Merkmal 1240F. Jede Tintenvorratsstationsbucht weist
in derselben entsprechende Merkmale auf, die ermöglichen, dass nur ein Tintenbehälter mit
dem richtigen Farbmerkmalssatz an der Bucht angedockt wird. Die
Wechselwirkung der entsprechenden Merkmale an der Abdeckung und
der Vorratsstationsbucht liefern ferner Ausrichtungsfunktionen,
um die Abdeckung und den Behälter
ordnungsgemäß mit der
Bucht auszurichten. Dies erhöht
die Zuverlässigkeit
der Tinte, des unter Druck gesetzten Luftsystems und der elektrischen Verbindungen,
die zwischen der Tintenvorratsstationsbucht und dem Tintenbehälter hergestellt
sind.
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Die
zweiten Schlüsselmerkmale 1242 werden
ebenfalls verwendet, um Schlüssel-
und Identifizierungs-Funktionen zu liefern. Die Merkmale 1242 weisen
einen Satz von dünnen
Rippen auf, die von der Seite der Abdeckung hervorstehen. Die Anzahl von
Rippen und die Beabstandung zwischen den Rippen stellen einen Codeidentifizierungsprodukttyp dar,
der Tintentyp, Reservoirkapazität
und ähnliches umfassen
kann. Hier weist wiederum jede Tintenvorratsstationsbucht in derselben
entsprechende Merkmale auf, die ermöglichen, dass nur ein Tintenbehälter mit
dem ordnungsgemäßen Produkttyp-Merkmalssatz
vollständig
in eine Bucht eingefügt
wird, für eine
Zusammenpassungsverbindung mit dem Tintensystem. Dies verhindert
z. B. eine Verschmutzung des Systems mit ungeeigneten Tintentypen.
Ferner liefern die Merkmale 1242 Ausrichtungsfunktionen, auf
die selbe Weise, die oben im Hinblick auf die Merkmale 1240 beschrieben
wurde.
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24 stellt
verschiedene unterschiedliche mögliche
Konfigurationen des Merkmalsatzes 1242 dar, wobei Merkmalssätze 1242A–1242F für unterschiedliche
Konfigurationen von Abdeckungen 1104-7 bis 1104-12 gezeigt
sind.
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Wie
bei dem Merkmal 1240 ist die Tintenvorratsstationsbucht
mit Schlüsselmerkmalen
versehen, die dem Merkmal 1242 entsprechen, die die Einfügung eines
Tintenbehälters
verhindern, der kein entsprechendes Schlüsselmerkmal aufweist, wodurch ein
Andocken des Tintenbehälters
des falschen Produkttyps in einer gegebenen Vorratsstationsbucht verhindert
wird.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass ein Satz von Abdeckungen identische
Merkmale 1242 aufweisen kann, die einen bestimmten Produkttyp
darstellen, während
sie unterschiedliche Merkmale 1240 aufweisen, die unterschiedliche
Tintenfarben für
Behälter
desselben Produkttyps darstellen.
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Die hintere Endabdeckung
-
Wie
in 6 und 7 gezeigt ist, stellt die hintere
Endabdeckung 1106 eine Mehrzahl von mechanischen Funktionen
bereit. Die hintere Abdeckung 1106 schafft einen vergrößerten Kopf,
um eine Rückwärtseinfügung in
die Tintenvorratsstation 100 zu verhindern. Zusätzlich dazu
schafft die hintere Abdeckung Verriegelungsoberflächen 1230 und 1232 (6),
die entsprechende Merkmale an der Tintenvorratsstation in Eingriff
nehmen, wenn der Behälter angedockt
ist, um den Behälter
in einer verriegelten Position zu sichern, wie umfassender in der
oben durch Bezugnahme aufgenommenen, mitanhängigen Anmeldung beschrieben
ist, mit dem Titel METHOD AND APPARATUS FOR SECURING AN INK CONTAINER,
Anwaltsaktenzeichen 10970424. Diese Vorratsstationsmerkmale sind
allgemein dargestellt in 22 als
Merkmale 1270.
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Die
hintere Abdeckung ist bei diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel
an dem Druckgefäß durch
Haftmittel angebracht. Dies ist in 20 und 21 dargestellt.
Das hintere Ende des Druckgefäßes ist
in seiner Breitenabmessung reduziert, und die Abdeckung 1106 ist
angemessen dimensioniert, um über
das Ende mit reduzierter Größe des Gefäßes zu passen
(21). Die Abdeckung 1106 ist bei diesem exemplarischen
Ausführungsbeispiel
vor Ort durch eine Schicht 1290 aus Haftmittel gesichert.
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Die
hintere Abdeckung umfasst alle vom Benutzer sichtbaren Oberflächen des
Behälters,
wenn derselbe in die Tintenvorratsstationsbucht eingefügt ist.
Für dieses
exemplarische Ausführungsbeispiel
ist nur die Oberfläche 1106B (22)
sichtbar, wenn der Behälter
in die Bucht eingefügt
ist. Der Vorteil dieses Merkmals ist, dass zwingende kosmetische
Anforderungen für
ein Verbraucherprodukt, wie z. B. den Tintenbehälter, auf ein einzelnes Teil
(d. h. die Abdeckung 1106) mit beschränktem Oberflächenbereich
eingeschränkt sind.
Ein anderer Vorteil ist, dass die hintere Abdeckung 1106 an
dem Ende des Anordnungsprozesses hinzugefügt wird, so dass sie während der
vorangehenden Schritte der Anordnung nicht beschädigt oder verkratzt wird.
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Ein
anderes Merkmal der hinteren Endabdeckung ist ein sichtbares Farbindexmuster
oder Element 1288 an der Endoberfläche 1106B. Dieses Muster
ist eine visuelle Anzeige der Farbe der Tinte, die in dem Behälter angeordnet
ist, und stimmt mit einem entsprechenden Muster 1002 überein,
das an dem Gehäuse
für die
Vorratsstationsbucht angeordnet ist, wie in 22 gezeigt
ist. Die Muster 1288 und 1002 können Etiketten
sein, die haftend bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel angebracht sind.
Alternativ können
die Elemente 1288, 1002 Text sein, der die Farbe
beschreibt.
-
Anordnung des Tintenbehälters
-
Der
Tintenbehälter
kann auf hocheffiziente Weise angeordnet werden, als Ergebnis der
mehreren Funktionen, die durch das Chassisbauglied bereitgestellt
werden. Mit einer effizienten Anordnung können die Kosten minimiert werden
und die Zuverlässigkeit
des Endprodukts wird verbessert.
-
26 ist
ein Flussdiagramm, das darstellende Schritte bei der Anordnung eines
Tintenbehälters
gemäß der Erfindung
zeigt. Zuerst werden ein Chassiselement 1120 und ein Reservoirbeutel
mit einem offenen Ende bereitgestellt (Schritt 1502). Das offene
Ende des Beutels wird dann an dem Kiel des Chassisbauglieds durch
einen Wärmefügeprozess abgedichtet
(Schritt 1504), die Septa 1214, 1216 werden
an das Chassisbauglied angebracht (Schritt 1506) und die
Beutel/Chassis-Anordnung wird nach Lecks getestet (Schritt 1508).
Die flexible ILS-Schaltung wird nun an die flache Chassisoberfläche 1204 angebracht,
unter Verwendung des druckempfindlichen Haftmittels, das an die
entsprechende Oberflächenregion
des Schaltungssubstrats angebracht wird (Schritt 1510).
Nach der Anbringung der ILS-Schaltung an der Oberfläche 1204 wird
die flexible ILS-Schaltung gebo gen, um den elektrischen Übertragungswegen 1156, 1158 zu
folgen, die durch das Chassisbauglied 1120 bereitgestellt
werden, und die Spulen und Versteifungselemente werden an die Seitenwände des
Beutels angebracht, wiederum mit druckempfindlichem Haftmittel (Schritt 1512).
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Nachdem
die ILS-Schaltung angebracht ist, wird der O-Ring 1152 über die
Vorderseite des Chassisbauglieds gestreckt und in seinem Kanal platziert, der
durch das Chassisbauglied bereitgestellt wird (Schritt 1514).
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Der
Reservoirbeutel der Chassis/Beutel/ILS-Teilanordnung wird nun in
eine C-Form gefaltet, um die Einfügung der Teilanordnung in ein
Druckgefäß zu ermöglichen
(Schritt 1516). Ein Druckgefäß mit einer Vorderendenöffnung wird
bereitgestellt (Schritt 1518) und die Chassis/Beutel/ILS-Teilanordnung wird
vollständig
in das Druckgefäß durch
die Öffnung
eingefügt
(Schritt 1520). 27 zeigt
die Einfügung
der Chassis/Beutel/ILS-Teilanordnung in die Öffnung des Druckgefäßes 1102 an.
Nach der Einfügung
der Teilanordnung in das Druckgefäß wird ein Aluminiumquetschring 1280 installiert,
um das Chassis in der eingefügten
Position zu sichern (Schritt 1522). Der Ring wird über das
obere Flansch 1252A des Gefäßes gequetscht. Das Speicherchipgehäuse wird
an dem Chassis angebracht (Schritt 1524).
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An
diesem Punkt ist das Tintenreservoir vollständig innerhalb des Druckgefäßes angeordnet
und es bleiben nur die Aufgaben des Anbringens der vorderen und
der hinteren Endabdeckung 1104, 1106. 28 zeigt
das angeordnete Druckgefäß und den Tintenbehälter in
auseinandergezogener Ansicht mit den Abdeckungen 1104, 1106.
Die vordere und hintere Abdeckung werden an dem Druckgefäß auf die oben
beschriebene Weise angebracht (Schritt 1526). Das Reservoir
wird mit Tinte durch den Tintenturm-Durchgang gefüllt (Schritt 1528),
um den Anordnungsprozess abzuschließen.
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Ein
Tintenbehälter
und ein Anordnungsverfahren wurden beschrieben, die viele Vorteile
liefern. Der Tintenbehälter
unterstützt
hohe Tintenflussraten, z. B. für
Großformat-Druck- und -Plotter-Anwendungen,
Hochgeschwindigkeits-Farbkopierer,
Liniendrucker etc. Das Risiko eines beträchtlichen Tintenlecks wird
bedeutend reduziert, da das schlaffe Beuteltintenreservoir innerhalb
des luftdichten Druckgefäßes enthalten
ist. Die Anzahl von hermetischen Abdichtungen wird reduziert, aufgrund
des Multifunktions-Chassisbauglieds.
Der Tintenpegel innerhalb des Behälters kann erfasst werden,
durch die Verwendung der induktiven Spulen und der Tintenpegelerfassungsschaltungen.
Eine Anordnung von oben nach unten des Behälters wird erreicht. Die Zuverlässigkeit
des Tintenbehälters
ist sehr hoch. Wasserdampfverlust durch Diffusion von einer externen
Umgebung in das Tintenreservoir wird reduziert, da die Region zwischen
dem schlaffen Beutel und dem Druckgefäß feucht wird. Tinte kann aus
dem Reservoir gezogen werden, mit dem Behälter in einer beliebigen Ausrichtung.
Die Behälter
müssen
keine integrierte Luft- oder Tintenpumpe aufweisen, und so kann
eine Reihe von Durchsatzbedürfnissen
durch den Tintenbehälter
erfüllt
werden. Die Belastungen aufgrund von Unterdrucksetzen des schlaffen
Beutels werden reduziert, da Kräfte über den
Beutelbereich ausgeglichen werden, im Vergleich zu Drucksystemen,
die auf den Beutelfilm drücken,
wie z. B. Federbeutelsysteme. Druckabfallerscheinungen durch das
System sind relativ niedrig. Das Tintenreservoir kann mit Tinte
durch dasselbe Tintentor gefüllt werden,
das verwendet wird, um eine Verbindung mit dem System herzustellen,
und so wird kein zusätzliches
Fülltor
benötigt.
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Es
wird darauf hingewiesen, dass die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele
ausschließlich darstellend
für die
möglichen
spezifischen Ausführungsbeispiele
sind, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellen können. Andere
Anordnungen können
ohne weiteres gemäß diesen
Prinzipien durch Fachleute auf dem Gebiet erdacht werden, ohne von
dem Schutzbereich der Erfindung abzuweichen, wie er in den beiliegenden
Ansprüchen
definiert ist.