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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Druckkopfabdeckanordnung für einen
Drucker.
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Insbesondere,
aber nicht ausschließlich,
betrifft die Erfindung eine Druckkopfabdeckanordnung für einen
Drop-on-Demand-Druckkopf für
A4-Seitenbreite, der bis zu 1600 dpi photographischer Qualität bei bis
zu 160 Seiten pro Minute drucken kann.
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GB-A-2 297 521 zeigt
eine beispielhafte Methode zum Abdichten von Tintenstrahl-Druckkopfdüsen eines
Tintenstrahldruckmechanismus. Die vorgesehene Abdeckung ist so konfiguriert,
um die Druckkopfdüsen
in einer Abdeckposition zu umschließen und abzudichten.
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Der
gesamte Aufbau eines Druckers, in der die Anordnung verwendet werden
kann, rotiert um ersetzbare Druckkopfmodule in einer ca. 80 Inch
(20 cm) langen Anordnung. Ein Vorteil eines solchen Systems ist
die Möglichkeit,
defekte Module in einer Druckkopfanordnung leicht zu entfernen und
zu ersetzen. Dadurch muss kein ganzer Druckkopf abgezogen werden,
wenn nur ein Chip defekt ist.
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Ein
Druckkopfmodul in einem solchen Drucker kann einen "Memjet"-Chip umfassen, der
ein Chip ist, der darauf angebracht eine große Zahl an mikromechanischen
und mikroelektromechanischen Systemen (MEMS) aufweist. Solche Elemente
können
solche sein, wie sie im
US-Patent
Nr. 6 044 646 des vorliegenden Anmelders beschrieben sind,
sie können
aber auch andere MEMS-Druckchips sein.
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Der
Druckkopf, der die Umgebung darstellt, in der die erfindungsgemäße Druckkopfabdeckanordnung
anzubringen ist, kann typischerweise sechs Tintenkammern aufweisen
und dazu fähig
sein, Vierfarbenverfahren(CMYK)- sowie Infrarot-Tinte und Fixiermittel
zu drucken.
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Jeder
Druckkopfmodul empfangt Tinte über eine
Verteilungsform, die die Tinte überträgt. Typischerweise
stoßen
zehn Module stumpf zusammen, unter Bildung einer vollständigen 8
Inch-Druckkopfanordnung,
die zum Bedrucken von A4-Papier ohne Notwendigkeit einer Überstreichbewegung
des Druckkopfs über
die Papierbreite geeignet ist.
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Die
Dreckköpfe
selbst sind modular, weshalb vollständige 8 Inch-Druckkopfanordnungen
zur Bildung von Druckköpfen
einer beliebigen Breite konfiguriert werden können.
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Zusätzlich kann
eine zweite Druckkopfanordnung an der gegenüberliegenden Seite eines Papierzuführwegs angebracht
sein, um ein doppelseitiges Hochgeschwindigkeitsdrucken zu ermöglichen.
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ANHÄNGIGE
ANMELDUNGEN
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Verschiedene
Methoden, Systeme und Vorrichtungen, die sich auf die vorliegende
Erfindung beziehen, sind in den folgenden vom Anmelder oder Rechtsnachfolger
der vorliegenden Erfindung gleichzeitig mit der vorliegenden Anmeldung
angemeldeten anhängigen
Anmeldungen beschrieben:
PCT/AU00/00518 ,
PCT/AU00/00519 ,
PCT/AU00/00520 ,
PCT/AU00/00521 ,
PCT/AU00/00522 ,
PCT/AU00/00S23 ,
PCT/AU00/00524 ,
PCT/AU00/00525 ,
PCT/AU00/00526 ,
PCT/AU00/00527 ,
PCT/AU00/00528 ,
PCT/AU00/00S29 ,
PCT/AU00/00530 ,
PCT/AU00/00531 ,
PCT/AU00/00532 ,
PCT/AU00/00533 ,
PCT/AU00/00534 ,
PCT/AU00/00535 ,
PCT/AU00/00536 ,
PCT/AU00/00537 ,
PCT/AU00/00538 ,
PCT/AU00/00539 ,
PCT/AU00/00540 ,
PCT/AU00/00541 ,
PCT/AU00/00542 ,
PCT/AU00/00543 ,
PCT/AU00/00544 ,
PCT/AU00/00545 ,
PCT/AU00/00547 ,
PCT/AU00/00546 ,
PCT/AU00/00554 ,
PCT/AU00/00556 ,
PCT/AU00/00557 ,
PCT/AU00/00558 ,
PCT/AU00/00559 ,
PCT/AU00/00560 ,
PCT/AU00/00561 ,
PCT/AU00/00562 ,
PCT/AU00/00563 ,
PCT/AU00/00564 ,
PCT/AU00/00565 ,
PCT/AU00/00566 ,
PCT/AU00/00567 ,
PCT/AU00/00568 ,
PCT/AU00/00569 ,
PCT/AU00/00570 ,
PCT/AU00/00571 ,
PCT/AU00/00572 ,
PCT/AU00/00573 ,
PCT/AU00/00574 ,
PCT/AU00/00575 ,
PCT/AU00/00576 ,
PCT/AU00/00577 ,
PCT/AU00/00578 ,
PCT/AU00/00579 -
Eine
Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
einer Anordnung zum Reduzieren von Düsenverstopfung für eine Druckkopfanordnung,
an der eine Mehrzahl von Druckchips angebracht ist, von denen jeder
eine Mehrzahl von MEMS-Druckvorrichtungen umfasst.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen Tintenstrahldrucker bereit, der
eine Mehrzahl von Druckdüsen
zum selektiven Ausstoßen
von Tintentropfen gegen ein Druckmedium, das sich an den Düsen vorbei bewegt,
umfasst, einen zwischen den Düsen
und dem Druckmedium so lokalisierten Raum, dass die von den Düsen ausgestoßenen Tintentropfen
durch diesen Raum hindurch laufen, und Mittel zum Aufrechterhalten
einer geschlossenen Atmosphäre
in diesem Raum an einer Oberfläche
der Düsen,
wenn der Drucker in einer Nicht-Druckbetriebsart ist.
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Vorzugsweise
ist der Raum zwischen den Düsen
und einem Düsenwächter (Düsenschutzeinrichtung)
ausgebildet, wobei der Düsenwächter eine Mehrzahl
an Öffnungen
aufweist, die mit den Düsen ausgerichtet
sind, damit aus den Düsen
ausgestoßene
Tintentropfen durch die Öffnungen
hindurch laufen, um auf dem Papier oder anderem Druckmedium abgeschieden
zu werden.
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Vorzugsweise
sind die Düsen
in einer Reihe angeordnet, die sich über eine Papier-Seitenbreite erstreckt,
und die Düsen
umfassen vorzugsweise MEMS-Vorrichtungen. Vorzugsweise sind die
Düsen auf
einer Mehrzahl von Druckmodulen des Druckkopfes angeordnet, jede
mit einem entsprechenden Düsenwächter und
Raum.
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Vorzugsweise
sperrt eine Luftklappeneinrichtung die Luftzufuhr zu den Räumen ab,
wenn der Drucker in einer Nicht-Druckbetriebsart ist.
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Vorzugsweise
weist das Mittel zur Aufrechterhaltung einer geschlossenen Atmosphäre ein Abdeckmittel
auf, das gegen den Druckkopf abdichtet, wobei das Abdeckmittel in
eine Abdeckposition bewegt wird, wenn der Drucker in der Nicht-Druckbetriebsart
ist.
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Vorzugsweise
befindet sich das Abdeckelement auf einem rotierbaren Druckwalzenelement
und umfasst ein Abdichtelement, das den Druckkopf an einem Ort kontaktiert,
der die Düsenwächteröffnungen
umgibt.
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Der
hier verwendete Ausdruck "Tinte" soll irgendein Fluid
bedeuten, das durch den Druckkopf fließt, um auf ein Blatt abgegeben
zu werden. Das Fluid kann ein solches aus vielen verschieden angefärbten Tinten,
Infrarottinte, ein Fixiermittel oder dergleichen sein.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nun beispielhaft unter Bezugnahme
auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, worin bedeuten:
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1 eine
perspektivische Vorderansicht einer Druckmechanismusanordnung;
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2 eine
perspektivische Rückansicht
der Druckmechanismusanordnung der 1;
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3 eine
auseinander genommene perspektivische Ansicht der Druckmechanismusanordnung
der 1;
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4 eine
schematische perspektivische Vorderansicht einer Druckkopfanordnung;
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5 eine
schematische perspektivische Rückansicht
der Druckkopfanordnung der 4;
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6 eine
auseinander genommene perspektivische Darstellung der Druckkopfanordnung;
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7 eine
Stirnansicht im Querschnitt der Druckkopfanordnung der 4 bis 6 mit
dem Schnitt durch die Mitte des Druckkopfs;
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8 eine
schematische Stirnansicht im Querschnitt der Druckkopfanordnung
der 4 bis 6 in der Nähe des linken Endes der 4;
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9A eine
schematische Stirnansicht der Anordnung des Druckchips und des Düsenwächters in
der laminierten Stapelstruktur des Druckkopfs;
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9B eine
vergrößerte Stirnansicht
im Querschnitt der 9A;
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10 ist
eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Druckkopfdeckelanordnung;
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11 eine
schematische perspektivische Ansicht eines Tintenverteilungsformteils;
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12 eine
auseinander gezogene perspektivische Ansicht, die die Schichten
zeigt, die einen Teil der erfindungsgemäßen laminierten Tintenverteilungsstruktur
bilden;
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13 eine
abgestufte Querschnittsansicht von oben der in 9A und 9B dargestellten Struktur;
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14 eine
abgestufte Querschnittsansicht von unten der in 13 dargestellten
Struktur;
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15 eine
schematische perspektivische Darstellung einer ersten Laminatschicht;
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16 eine
schematische perspektivische Darstellung einer zweiten Laminatschicht;
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17 eine
schematische perspektivische Darstellung einer dritten Laminatschicht;
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18 eine
schematische perspektivische Darstellung einer vierten Laminatschicht;
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19 eine
schematische perspektivische Darstellung einer fünften Laminatschicht;
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20 eine
perspektivische Ansicht des Luftventilformteils;
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21 eine
perspektivische Rückansicht des
rechten Endes des Walzenelements;
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22 eine
perspektivische Rückansicht des
linken Endes des Walzenelements;
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23 eine
auseinander gezogene Ansicht des Walzenelements;
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24 eine
transversale Querschnittsansicht des Walzenelements;
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25 eine
perspektivische Vorderansicht der optischen Papiersensoranordnung;
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26 eine
schematische perspektivische Darstellung einer Druckkopfanordnung
und von Tintenleitungen, die an eine Tintenreservoirkassette angeschlossen
sind;
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27 eine
teilweise auseinander gezogene Ansicht der 26.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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In
den 1 bis 3 der anliegenden Zeichnungen
werden die Kernkomponenten einer Druckmechanismusanordnung dargestellt,
die die allgemeine Umgebung zeigen, in der die laminierte Tintenverteilungsstruktur
der vorliegenden Erfindung lokalisiert werden kann. Die Druckmechanismusanordnung
umfasst ein Chassis 10 aus Pressstahl, Aluminium, Kunststoff
oder einem anderen steifen Material. Chassis 10 dient dazu,
um innerhalb des Gehäuses
eines Druckers montiert zu werden, und dient dazu, eine Druckkopfanordnung 11,
einen Papierzuführmechanismus
und andere entsprechende Komponenten innerhalb des externen Kunststoffgehäuses eines
Druckers zu montieren.
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Allgemein
ausgedrückt,
unterstützt
das Chassis 10 die Druckkopfanordnung 11 so, dass
Tinte daraus und auf ein Papierblatt oder ein anderes Druckmedium
ausgestoßen
wird, das unterhalb des Druckkopfs durch den Austrittsspalt 19 durch
den Zuführmechanismus
transportiert wird. Der Papierzuführmechanismus umfasst eine
Zuführwalze 12,
Zuführstützrollen 13,
ein allgemein mit 14 bezeichnetes Walzenelement, Austrittswalzen 15 und
eine Anschlagradanordnung 16, die alle mit einem Schrittmotor
angetrieben werden. Diese Papierzuführkomponenten sind zwischen
einem Lagerteilpaar 18 montiert, das wieder an jedem entsprechenden
Ende davon an das Chassis 10 montiert ist.
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Eine
Druckkopfanordnung 11 ist auf das Chassis 10 mittels
entsprechender Druckkopfabstandhalter 20, die auf das Chassis 10 montiert
sind, montiert. Die Abstandhalterteile 20 erhöhen die
Länge der
Druckkopfanordnung auf 220 mm, was an jeder Seite eines 210 mm breiten
Papiers einen Zwischenraum ermöglicht.
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Die
Druckkopfkonstruktion wird allgemein in den 4 bis 8 gezeigt.
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Die
Druckkopfanordnung 11 umfasst eine Leiterplatte (PCB) 21,
die darauf montiert verschiedene elektronische Komponenten aufweist,
einschließlich
eines 64 MB DRAM 22, eines PEC-Chips 23, einer
QA-Chip-Verbindung 24, eines Mikroreglers 25 und
eines Dualmotortreiberchips 26. Der Druckkopf ist typischerweise
203 mm lang und weist zehn Druckchips 27 (13)
auf, von denen jeder typischerweise 21 mm lang ist. Diese Druckchips 27 sind jeweils
in einem kleinen Winkel zur Längsachse
des Druckkopfs angeordnet (siehe 12), mit
einer leichten Überlappung
zwischen jedem Druckchip, was eine kontinuierliche Übertragung
von Tinte über die
gesamte Länge
der Anordnung ermöglicht.
Jeder Druckchip 27 ist elektronisch an ein Ende eines der bandautomatisierten
Binde(tape automated bond) (TAB)-Filme 28 verbunden, dessen
anderes Ende mittels eines TAB-Film-Stützkissens 29 in
elektrischem Kontakt mit der Unterfläche der Leiterplatte 21 gehalten
wird.
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Die
bevorzugte Druckchipkonstruktion ist die, wie sie im
US-Patent Nr. 6 044 646 des vorliegenden
Anmelders beschrieben ist. Jeder solcher Druckchip
27 ist
ca. 21 mm lang, weniger als 1 mm breit und ca. 0,3 mm hoch und weist
an seiner unteren Fläche
Tausende von MEMS-Tintenstrahldüsen
30 auf,
wie schematisch in den
9A und
9B dargestellt,
im allgemeinen in sechs Leitungen angeordnet – eine für jede zu applizierende Tintenart. Jede
Düsenleitung
kann einem gestaffelten Muster folgen, um einen kleineren Tropfenabstand
zu ermöglichen.
Sechs entsprechende Leitungen von Tintendurchgängen
31 verlaufen
von der Rückseite
des Druckchips, um Tinte zur Rückseite
jeder Düse
zu transportieren. Um die empfindlichen Düsen an der Oberfläche des
Druckchips zu schützen,
weist jeder Druckchip einen Düsenwächter
43 auf,
am besten in
9A zu sehen, mit Mikroöffnungen
44,
die mit den Düsen
30 ausgerichtet
sind, damit die mit hoher Geschwindigkeit aus den Düsen ausge stoßenen Tintentropfen
durch diese Mikroöffnungen
hindurch laufen, um an dem über
das Walzenelement
14 laufenden Papier abgeschieden zu werden.
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Tinte
wird den Druckchips über
ein Verteilungsformteil 35 und eine laminierte Stapelanordnung 36,
die einen Teil des Druckkopfs bilden, zugeführt. Tinte aus einer Tintenkassette 37 (26 und 27)
wird über
individuelle Tintenschläuche 38 zu individuellen
Tinteneinlassöffnungen 34,
die integral mit einem Kunststoffleitungsdeckel 39, der
einen Deckel über
das Kunststoffverteilungsformteil 35 ausbildet, sind, verteilt.
Das Verteilungsformteil 35 umfasst sechs individuelle longitudinale
Tintenleitungen 40 und eine Luftleitung 41, die
sich über
die Länge
der Anordnung erstrecken. Tinte wird von den Einlassöffnungen 34 zu
entsprechenden Tintenleitungen 40 über individuelle Querströmungstintenkanäle 42 übertragen,
wie dies am besten unter Bezugnahme auf die 7 ersichtlich
ist. In dieser Hinsicht ist darauf hinzuweisen, dass, obwohl sechs
Leitungen dargestellt sind, eine verschiedene Anzahl von Leitungen
bereitgestellt werden könnte.
Sechs Leitungen sind für
einen Drucker geeignet, der zum Vierfarbenverfahren(CMYK)-Drucken
sowie von Infrarottinte und einem Fixiermittel geeignet ist.
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Luft
wird zur Luftleitung 41 über eine Lufteinlassöffnung 61 geliefert,
um Luft zu jedem Druckchip 27 zu liefern, wie dies später unter
Bezug auf die 6 bis 8, 20 und 21,
beschrieben wird.
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Innerhalb
einer longitudinal verlaufenden in der Unterseite des Verteilungsformteils 35 ausgebildeten
Stapelaussparung 45 befindet sich eine Anzahl laminierter
Schichten, die einen laminierten Tintenverteilungsstapel 36 ausbilden.
Die Schichten des Laminats sind typischerweise aus mikrogeformtem Kunststoffmaterial.
Der TAB-Film 28 verläuft
von der Unterseite des Druckkopfs PCB 21 um die Rückseite des
Verteilungsformteils 35, um innerhalb einer entsprechenden
TAB-Filmaussparung 46 (21) aufgenommen
zu werden, von denen eine Anzahl entlang der Chipgehäuseschicht 47 des
laminierten Stapels 36 angeordnet sind. Der TAB-Film verteilt
elektrische Signale von der Leiterplatte 21 zu durch die Laminatstruktur
gestützte
individuelle Druckchips 27.
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Das
Verteilungsformteil, der laminierte Stapel 36 und damit
verbundene Komponenten werden am besten unter Bezugnahme auf die 7 bis 19 beschrieben.
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10 zeigt
die Verteilungsformteilabdeckung 37 als Kunststoffform
und mit Positionierzapfen 48, die dazu dienen, um die obere
Druckkopfabdeckung 49 daran zu lokalisieren.
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Wie
in 7 dargestellt, verbindet eine Tintenübertragungsöffnung 50 eine
der Tintenleitungen 39 (die vierte Leitung von links) hinunter
zu einer von sechs unteren Tintenleitungen oder Übergangsleitungen 51 in
der Unterseite des Verteilungsformteils. Alle Tintenleitungen 40 weisen
entsprechende Übertragungsöffnungen 50 auf,
die mit den entsprechenden der Übergangsleitungen 51 kommunizieren.
Die Übergangsleitungen 51 sind
parallel zu einander, aber im spitzen Winkel im Hinblick auf die
Tintenleitungen 40, um mit den Reihen der Tintenlöcher der ersten
Schicht 52 des laminierten Stapels 36, wie nachstehend
beschrieben, ausgerichtet zu sein.
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Die
erste Schicht 52 enthält
24 individuelle Tintenlöcher 53 für jeden
von zehn Druckchips 27. Das heißt, wo zehn solcher Druckchips
vorgesehen sind, umfasst die erste Schicht 52 zweihundertvierzig Tintenlöcher 53.
Die erste Schicht 52 umfasst auch eine Reihe von Luftlöchern 54 entlang
einer Längskante
davon.
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Die
individuellen Gruppen von vierundzwanzig Tintenlöchern 53 sind im allgemeinen
in rechtwinkliger Anordnung mit ausgerichteten Reihen von Tintenlöchern ausgebildet.
Jede Reihe von vier Tintenlöchern
ist mit einer Übergangsleitung 51 ausgerichtet
und ist parallel zu einem entsprechenden Druckchip.
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Die
Unterfläche
der ersten Schicht 52 umfasst Unterseitenaussparungen 55.
Jede Aussparung 55 kommuniziert mit einem der Tintenlöcher der zwei
zentralsten Reihen von vier Löchern 53 (betrachtet
in Richtung transversal zur Schicht 52). Das heißt, die
Löcher 53a (13)
liefern Tinte zu der in 14 gezeigten
rechten Aussparung 55a, während die Löcher 53b Tinte zu
den linksten Unterseitenaussparungen 55b, dargestellt in 14,
liefern.
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Die
zweite Schicht 56 umfasst ein Paar von Schlitzen 57,
von denen jedes Tinte aus einer der unterseitigen Aussparungen 55 der
ersten Schicht empfängt.
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Die
zweite Schicht 56 umfasst auch Tintenlöcher 53, die mit den äußeren zwei
Gruppen von Tintenlöchern 53 der
ersten Schicht 52 ausgerichtet sind. Das heißt, Tinte,
die durch die äußeren sechszehn
Tintenlöcher 53 der
ersten Schicht 52 für
jeden Druckchip hindurch läuft,
läuft direkt
durch die entsprechenden Löcher 53,
die durch die zweite Schicht 56 verlaufen.
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Die
Unterseite der zweiten Schicht 56 hat darin ausgebildet
eine Anzahl von transversal verlaufenden Kanälen 58, um Tinte,
die durch die Tintenlöcher 53c und 53d gegen
das Zentrum läuft,
zu verteilen. Diese Kanäle
verlaufen so, um sich mit einem Paar von Schlitzen 59,
die durch eine dritte Schicht 60 des Laminats ausgebildet
sind, auszurichten. In dieser Hinsicht ist darauf hinzuweisen, dass
die dritte Schicht 60 des Laminats vier Schlitze 59 umfasst,
die jedem Druckchip entsprechen, wobei zwei innere Schlitze mit
dem in der zweiten Schicht 56 ausgebildeten Schlitzenpaar
ausgerichtet sind, und außeren Schlitzen,
zwischen denen die inneren Schlitze liegen.
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Die
dritten Schicht 60 umfasst auch eine Reihe von Luftlöchern 54,
die mit den entsprechenden Luftlochreihen 54, die in den
ersten und zweiten Schichten 52 und 56 vorgesehen
sind, ausgerichtet sind.
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Die
dritte Schicht 60 weist nur acht verbleibende Tintenlöcher 53 auf,
die jedem Druckchip entsprechen. Diese äußersten Löcher 53 sind mit den äußersten
Löchern 53,
die in den ersten und zweiten Laminatschichten vorgesehen sind,
ausgerichtet. Wie in den 9A und 9B gezeigt,
umfasst die dritte Schicht 60 in ihrer unteren Fläche einen
transversal verlaufenden Kanal 61 auf, der jedem Loch 53 entspricht.
Diese Kanäle 61 liefern
Tinte aus dem entsprechenden Loch 53 zu einer Position
unmittelbar außerhalb
der Anordnung der Schlitze 59.
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Wie
dies am besten in den 9A und 9B zu
sehen ist, dienen die oberen drei Schichten des laminierten Stapels 36 somit
dazu, um Tinte (in 9B in unterbrochenen schraffierten
Linien dargestellt) von den weiter beabstandeten Tintenleitungen 40 des
Verteilungsformteils zu Schlitzen zu führen, die mit den Tintendurchlässen 31 durch
die obere Fläche
jedes Druckchips 27 ausgerichtet sind.
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Wie
in 13 dargestellt, die eine Ansicht des laminierten
Stapels von oben ist, können
die Schlitze 57 und 59 tatsächlich aus getrennten co-linear
beabstandeten Schlitzsegmenten bestehen.
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Die
vierte Schicht 62 des laminierten Stapels 36 umfasst
eine Reihe von zehn Chipschlitzen 65, von denen jeder den
oberen Teil eines entsprechenden Druckchips 27 aufnimmt.
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Die
fünfte
und letzte Schicht 64 umfasst ebenfalls eine Reihe von
Chipschlitzen 65, die den Chip und die Düsenwächteranordnung 43 aufnehmen.
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Der
TAB-Film 28 ist zwischen der vierten und fünften Schicht 62 und 64 sandwichartig
angeordnet, von denen eine von beiden mit Aussparungen versehen
sein kann, um die Dicke des TAB-Films aufzunehmen.
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Der
laminierte Stapel ist als Präzisionsmikroformteil
ausgebildet, spritzgegossen aus einem Material vom Acetal-Typ. Er
nimmt die Reihe von Druckchips 27 mit dem bereits angebrachten
TAB-Film auf und passt mit dem früher beschriebenen Abdeckformteil 39 zusammen.
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Rippendetails
in der Unterseite des Mikroformteils liefern eine Stütze für den TAB-Film,
wenn sie zusammen verbunden sind. Der TAB-Film bildet die untere
Wand des Druckkopfmoduls, weil eine ausreichende Strukturintegrität zwischen
der Entfernung der Rippen vorhanden ist, um einen flexiblen Film
zu stützen.
Die Ränder
des TAB-Films dichten an der unteren Wand des Abdeckungsformteils 39 ab.
Der Chip ist auf 100 μm
breite Rippen gebunden, die über
die Länge
des Mikroformteils verlaufen und eine abschließende Tintenzufuhr zu den Druckdüsen bereitstellen.
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Die
Gestalt des Mikroformteils ermöglicht eine
physikalische Überlappung
der Druckchips, wenn sie in einer Reihe angeordnet sind. Weil die Druckkopfchips
nun einen kontinuierlichen Streifen mit reichlicher Toleranz ausbilden,
können
sie digital eingestellt werden, um ein nahezu perfektes Druckmuster
zu ergeben, ohne auf die Formteile mit sehr enger Toleranz und exotische
Materialien vertrauen zu müssen,
um die gleiche Funktion zu erhalten. Der Abstand der Module beträgt typischerweise
20,33 mm.
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Die
individuellen Schichten des laminierten Stapels sowie das Abdeckformteil 39 und
das Verteilungsformteil können
verklebt oder auf andere Weise zusammen verbunden sein, um eine
abgedichtete Einheit zu bilden. Die Tintenwege können durch einen verbundenen
transparenten Kunststofffilm abgedichtet sein, der dazu dient, anzuzeigen,
wenn Tinten in ihren Tintenwegen sind, so dass sie vollständig abgedeckt
werden können,
wenn der obere Teil des Klebefilms darüber gefaltet wird. Die Tintenbeladung ist
dann vollständig.
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Die
vier oberen Schichten 52, 56, 60, 62 des laminierten
Stapels 36 weisen ausgerichtete Luftlöcher 54 auf, die mit
Luftpassagen 63, die als in der Grundfläche der vierten Schicht 62 ausgebildete
Kanäle
ausgebildet sind, kommunizieren, wie in den 9B und 13 gezeigt.
Diese Passagen liefern Druckluft in den Raum zwischen der Druckchipoberfläche und
des Düsenwächters 43 bereit,
während der
Drucker in Betrieb ist. Luft aus dieser unter Druck stehenden Zone
läuft durch
die Mikroöffnungen 44 im Düsenwächter, wodurch
ein Anhäufen
von Staub oder unerwünschten
Verunreinigungen an diesen Öffnungen
verhindert wird. Diese Zufuhr von Druckluft kann abgestellt werden,
um ein Austrocknen der Tinte an den Düsenflächen während der Perioden der Nichtverwendung
des Druckers zu verhindern, wobei diese Luftzufuhr mittels einer
in den 6 bis 8, 20 und 21 gezeigten
Luftventilanordnung kontrolliert wird.
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Unter
Bezugnahme auf die 6 bis 8 ist innerhalb
der Luftleitung 41 des Druckkopfs ein Luftventilformteil 66 lokalisiert,
das als Kanal mit einer Reihe von Öffnungen 67 an seiner
Basis ausgebildet ist. Der Abstand dieser Öffnungen entspricht den in
der Basis der Luftleitung 41 ausgebildeten Luftdurchlässen 68 (siehe 6),
wobei das Luftventilformteil longitudinal innerhalb der Luftleitung
so bewegbar ist, dass die Öffnungen 67 mit
den Durchgängen 68 ausgerichtet
werden können,
um eine Zufuhr der Druckluft durch den laminierten Stapel zum Hohlraum
zwischen dem Druckchip und dem Düsenwächter zu
ermöglichen,
oder zur Ausrichtung zur Schließung
der Luftzufuhr nach außen
bewegt werden kann. Druckfedern 69 halten einen abdichtenden
Eingriff des Bodens des Luftventilformteils 66 mit der
Basis der Luftleitung 41 aufrecht, um ein Auslecken zu verhindern,
wenn das Ventil geschlossen ist.
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Das
Luftventilformteil 66 weist einen Nockenstößel 70 auf,
der sich von einem Ende davon erstreckt und in eine Luftventilnockenfläche 71 an
einer Endabdeckung 74 des Walzenelements 14 eingreift,
um das Luftventilformteil longitudinal innerhalb der Luftleitung 41 entsprechend
der Rotationsposition des Multifunktionswalzenelements selektiv
zu bewegen, das abhängig
vom Betriebszustand des Druckers zwischen Druck-, Abdeck- und Tintenbefleckpositionen
rotiert werden kann, wie dies nachstehend detaillierter unter Bezugnahme
auf die 21 bis 24 beschrieben
wird. Wenn das Walzenelement 14 in seiner Rotationsposition
zum Drucken ist, hält die
Nocke das Luftventil in seiner offenen Position, um Luft an die
Druckchipoberfläche
zu liefern, während,
wenn das Walzenelement zur nicht druckenden Position rotiert wird,
in der es die Mikroöffnungen
des Düsenwächters abdeckt,
die Nocke das Luftventilformteil in die Position des geschlossenen
Ventils bewegt.
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Unter
Bezugnahme auf die 21 bis 24 verläuft das
Walzenelement 14 parallel zum Druckkopf, gestützt durch
einen im Lagerformteil 18 montierten rotierenden Schaft 73 und
mittels eines Zahnrads rotierbar (siehe 3). Der
Schaft ist mit einer rechten Endabdeckung 74 und einer
linken Endabdeckung 75 an den entsprechenden Enden versehen,
die Nocken 76, 77 aufweisen.
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Das
Walzenelement 14 weist eine Walzenoberfläche 78,
eine Abdeckteil 80 und einen exponierten Löschabschnitt 81 entlang
seiner Länge
auf, jeweils durch 120° getrennt.
Während
des Druckens wird das Walzenelement so rotiert, dass die Walzenoberfläche 78 gegenüber dem
Druckkopf positioniert ist, damit die Walzenoberfläche als
Stütze
für den
Teil des Papiers wirkt, der zu dieser Zeit bedruckt wird. Wenn der
Drucker nicht in Verwendung ist, wird das Walzenelement so rotiert,
dass der Abdeckteil 80 den Boden des Druckkopfs kontaktiert,
und einen Ort, der die Mikroöffnungen 44 umgibt,
abdichtet. Dies hält
in Kombination mit dem Schließen
des Luftventils mittels der Luftventilanordnung, wenn das Walzenelement 14 in
seiner Abdeckposition ist, eine geschlossene Atmosphäre an der
Druckdüsenoberfläche aufrecht.
Dies dient dazu, um eine Verdampfung des Tintenlösungsmittels (normalerweise
Wasser) zu verringern und so ein Austrocknen der Tinte an den Druckdüsen zu verhindern,
während
der Drucker nicht verwendet wird.
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Die
dritte Funktion des rotierenden Walzenelements ist ein Tintenlöschblatt,
um Tinte vom Anfüllen
der Druckdüsen
beim Druckerstart oder bei der Wartung des Druckers aufzunehmen.
Während
dieses Druckvorgangs wird das Walzenelement 14 so rotiert,
dass der exponierte Löschabschnitt 81 sich
im Tintenausstoßweg
gegenüber
dem Düsenwächter 43 befindet.
Der exponierte Löschabschnitt 81 ist
ein exponierter Teil einer Löschmaterialmasse 82 innerhalb des
Walzenelements 14, wodurch die an dem exponierten Abschnitt 81 aufgenommene
Tinte in die Masse des Walzenelements gezogen wird.
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Weitere
Einzelheiten der Walzenelementkonstruktion sind aus den 23 und 24 ersichtlich.
Das Walzenelement besteht im allgemeinen aus einem extrudierten
oder geformten Hohlwalzenkörper 83,
der die Walzenoberfläche 78 ausbildet
und die geformte Löschmaterialmasse 82 aufnimmt,
von der ein Teil durch einen länglichen
Spalt im Walzenkörper
hervorragt, um die exponierte Löschoberfläche 81 auszubilden.
Ein flacher Abschnitt 84 des Walzenkörpers 83 dient als
Basis zum Anbringen des Abdeckelements 80, das aus einem
Abdeckungsgehäuse 85,
einem Abdeckungsdichtungselement 86 und einem Schaumelement 87 zum
Kontaktieren des Düsenwächters 43 besteht.
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Wieder
auf 1 bezugnehmend verläuft jedes Lagerformteil 18 auf
einem Paar vertikaler Schienen 101. Das heißt, die
Abdeckanordnung ist auf vier vertikale Schienen 101 montiert,
die es der Anordnung ermöglichen,
sich vertikal zu bewegen. Eine Feder 102 unter jedem Ende
der Abdeckanordnung drückt
die Anordnung in eine gehobene Position und hält die Nocken 76, 77 in
Kontakt mit den Abstandsvorsprüngen 100.
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Der
Druckkopf 11 ist, wenn er nicht verwendet wird, mit dem
Abdeckelement 80 voller Breite unter Verwendung der elastomeren
(oder ähnlichen) Abdichtung 86 abgedeckt.
Um die Walzenanordnung 14 zu rotieren, wird der Hauptwalzenantriebsmotor umgestellt.
Dies bringt ein Umkehrgetriebe in Kontakt mit dem Zahnrad 79 am
Ende der Walzenanordnung und rotiert es in eine der drei funktionellen
Positionen, jeweils um 120° getrennt.
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Die
Nocken 76, 77 an den Walzenendenabdeckungen 74, 75 kooperieren
mit den Vorsprüngen 100 auf
den entsprechenden Druckkopfabstandshaltern 20, um den
Abstand zwischen dem Walzenelement und dem Druckkopf abhängig von
der Drehposition des Walzenelements zu kontrollieren. Auf diese Weise
wird das Walzenelement vom Druckkopf während des Übergangs zwischen den Walzenpositionen wegbewegt,
um ausreichend Abstand vom Druckkopf bereitzustellen, und zu den
geeigneten Abständen
für die
entsprechenden Papierstütz-,
Abdeck- und -löschfunktionen
zurückbewegt.
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Zusätzlich stellt
die Nockenanordnung für
die Rotationswalze einen Mechanismus zur Feineinstellung des Abstandes
zwischen der Walzenoberfläche und
den Druckdüsen
durch leichte Rotation des Walzenelements 14 bereit. Dies
ermöglicht
eine Kompensation des Düsen-Walzen-Abstands
als Reaktion auf die Dicke des Papiers oder eines anderen zu bedruckenden
Materials, wie sie durch die in 25 veranschaulichte
optische Papierdickensensoranordnung bestimmt wird.
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Der
optische Papiersensor umfasst einen optischen Sensor 88,
der auf der unteren Fläche
des PCB 21 montiert ist, und eine auf den aus dem Verteilungsformteil
hervorspringenden Armen 89 montierten Sensorkennzeichnungsanordnung.
Die Kennzeichnungsanordnung umfasst ein Sensorkennzeichnungselement 90,
das auf einem Schaft 91 montiert ist, der mit einer Torsionsfeder 92 beaufschlagt
ist. Wenn Papier die Zuführwalzen
betritt, kontaktiert der unterste Teil des Kennzeichnungselements
das Papier und rotiert gegen die Vorspannung der Feder 92 in
einem von der Papierdicke abhängigen
Ausmaß.
Der optische Sensor bestimmt diese Bewegung des Kennzeichnungselements
und der PCB reagiert auf die festgestellte Papierdicke, indem er
eine kompensatorische Drehung des Walzenelements 14 verursacht,
um den Abstand zwischen der Papieroberfläche und den Düsen zu optimieren.
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26 und 27 zeigen
die Anbringung der dargestellten Druckkopfanordnung an einer austauschbaren
Tintenkassette 93. Sechs verschiedene Tinten werden durch
Schläuche 94,
die von einer Reihe von Tintenhohlventilen 95, die sich
innerhalb des Druckerkörpers
befinden, führen,
zugeführt.
Die austauschbare Kassette 93, die sechs Tintenkammern und
eine entsprechende Positiv-Ventilanordnung enthält, wird in den Drucker eingeführt und
mit den Ventilen 95 verbunden. Die Kassette enthält außerdem einen
Lufteinlass 96 und einen Luftfilter (nicht dargestellt)
und passt zur neben den Tintenventilen gelegenen Lufteinlassverbindung 97,
die zur Luftpumpe 98 führt,
die gefilterte Luft dem Druckkopf zuführt. Ein QA-Chip ist in der
Kassette enthalten. Der QA-Chip trifft auf einen zwischen den Tintenventilen 95 und der
Lufteinlassverbindung 96 im Drucker lokalisierten Kontakt 99,
wenn die Kassette eingeführt
wird, um eine Verbindung zur QA-Chipverbindung 24 am PCB bereitzustellen.