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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Antriebssystem, das kostengünstige Lösungen für Probleme
bietet, die mit der Ausrichtung, dem Auswechseln und dem Transport
von Instrumentalität zusammenhängen. Ein
derartiges Antriebssystem erwies sich bisher vor allem bei Anwendungen
als nützlich,
die auf das Warten eines Druckkopfes bei einem Drucker bezogen sind,
und wird hierin allgemein als solches beschrieben.
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Bei
einem herkömmlichen
Drucker wird eine Wartung eines Druckkopfes bewerkstelligt, indem
der Druckkopf des Druckers zu einer vorbestimmten Wartungsposition
bewegt wird, indem der Wartungsmechanismus zu einem vorbestimmten
Schnittstellenpunkt geschoben wird und indem die gewünschte Wartungsaufgabe
durchgeführt
wird. Der Wartungsmechanismus bildet allgemein einen Bestandteil
einer Wartungsstation, wobei die Wartungsstation in dem Chassis
des Druckers beherbergt ist, um die Station vor unbeabsichtigten
Schäden
abzuschirmen. Um den Wartungsmechanismus in eine Schnittstelle mit
dem Druckkopf zu bringen, wirkt man herkömmlicher Weise unter Verwendung
eines Wagens, der den Druckkopf in seine Wartungsposition bewegt, auf
die Station ein. Ein derartiger Wagen wirkt allgemein durch eine
mit Hilfe eines Nockens bewirkte Ineingriffnahme der Station auf
dieselbe ein, wobei der Wartungsmechanismus in die gewünschte Schnittstellenposition
bewegt wird. Auf Grund der Ineingriffnahme des Wagens und der Wartungsstation
wird der Wartungsmechanismus während
der Operation der Wartungsaufgabe wahlweise verriegelt oder in seiner
Position gehalten. Nachdem die Wartungsaufgabe durchgeführt wurde,
bringt der Druckkopfwagen die Station außer Eingriff, und der Wartungsmechanismus
darf in seine anfängliche
Position zurückfallen.
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Obwohl
die soeben beschriebene Anordnung relativ einfach und somit kostengünstig ist,
war sie bisher durch eine nicht sehr genaue Ausrichtung zwischen
dem Wartungsmechanismus und dem zu wartenden Druckkopf gekennzeichnet.
Derartige Ungenauigkeiten sind zu einem großen Teil auf das Verfahren
des Wartungsstationstransports zurückzuführen, hängen jedoch auch mit der Art
und Weise zusammen, wie der Wartungsmechanismus während der
Operation der Wartungsaufgabe verriegelt oder in seiner Position
gehalten wird. Beispielsweise schafften es bekannte Anordnungen
bisher nicht, eine ausreichende Ausrichtung der Wartungsstation zu
liefern, wobei allgemein eine Bewegung in allen außer einem
der sechs linearen und rotatorischen Freiheitsgraden eine Bewegung
ermöglicht
wurde. Diese Bewegung führte
wiederum zu einer ineffektiven Abdeckung von Druckköpfen, eine
Wartungsaufgabe, die üblicherweise
bei Tintenstrahldruckern, Druckern, bei denen Nasstintendruckköpfe (Stifte) verwendet
werden, durchgeführt
wird.
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Ein
weiterer Bereich, in dem bekannte Wartungsanordnungen Spielraum
für Verbesserungen bieten,
ist der Bereich der Anpassungsfähigkeit
und Auswechselbarkeit der Wartungsstation, Merkmale, die eine Verwendung
eines einzigen Druckerchassis und/oder einer einzigen Wartungsstation
bei unterschiedlichen Druckeranwendungen ermöglichen. Es kann beispielsweise
wünschenswert
sein, ein Chassis oder eine Wartungsstation bereitzustellen, das bzw.
die eine Wartung verschiedener Druckkopfkonfigurationen (z. B. für Anwendungen
mit einem einzigen oder mit mehreren Druckköpfen) ermöglicht. Eine derartige Anpassungsfähigkeit
würde wahrscheinlich
zu niedrigeren Herstellungs- und Entwurfskosten und somit zu einem
niedrigeren Kaufpreis für
den Endbenutzer führen.
Trotz der vorhersehbaren Vorteile sehen bekannte Drucker keine ausreichende
Anpassung oder Ersetzung von Druckkopfwartungsstationen vor. Drucker
des Standes der Technik verwenden statt dessen Wartungsstationen, die
als fester Bestandteil des Chassis des Druckers hergestellt werden
und somit nicht für
einen einfachen Ersatz geeignet sind, wenn eine alternative Druckeranwendung
gewünscht
wird.
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In
der DE-A-27 42 963 ist ein Antriebssystem gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 offenbart.
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Das
erfundene Antriebssystem ist in den Patentansprüchen definiert.
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Das
Antriebssystem ist in der Lage, eine Instrumentalität wie z.
B. den Schlitten und den Wartungsmechanismus auf effektive Weise
in Positionen zu verriegeln, die relativ zu der Referenzstruktur,
z. B. dem Chassis des Druckers, vordefiniert sind.
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Das
Antriebssystem besteht allgemein aus einem eine Instrumentalität tragenden
Gestell, einem sich drehenden Ritzel und einem Schneckengetriebe,
wobei diese Komponenten in einer Anordnung konfiguriert sind, um
ein Verriegeln der Instrumentalität auf ein entsprechendes Verriegeln
des Schneckengetriebes hin zu bewirken. Das Gestell, das mit dem
Ritzelzahnrad gekoppelt ist, wird relativ zu der Referenzstruktur
entlang einem vorbestimmten Weg in einer ersten Richtung selektiv
bewegt, wobei diese Bewegung selektiv durch einen beweglichen Anschlag
begrenzt ist. Die Begrenzungswirkung wird durch eine ausgewählte Platzierung
des Anschlags in einer ersten Position bewirkt, bei der der Anschlag auf
eine Bewegung des Gestells hin in Eingriff genommen wird, um in
dem antreibenden Ritzelzahnrad ein Drehmoment aufzubauen. Jedoch
ist der Anschlag auf gezielte Weise zu einer Position beweglich,
in der das Ritzelzahnraddrehmoment abgemildert ist, was es dem Gestell
und somit der durch dasselbe getragenen Instrumentalität ermöglicht,
entlang dem vorbestimmten Weg in der ersten Richtung weiterzulaufen.
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Auf
Grund der verschiedenen Adaptationen, die bei dem derzeit verbesserten
modularen Wartungsstationsentwurf möglich sind, ist es allgemein notwendig,
die gewünschte
Wartungsaufgabe zu identifizieren, bevor ein Druckkopf gewartet
wird. Nachdem dies erfolgte, ist es ferner notwendig, zu bestimmen,
welche relativen Positionen des Druckkopfes und des Schlittens notwendig
sind, um die Aufgabe zu erfüllen.
Der Druckkopf wird dann zu der entsprechenden Wartungsposition bewegt,
und die Aufgabe wird durchgeführt.
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Bei
bestimmten Gelegenheiten ist es wichtig, zu gewährleisten, dass präzise relative
Positionen des Wartungsmechanismus und des Druckkopfes während des
Verlaufs einer Wartungsaufgabe wie z. B. des Abdeckens eines Druckkopfes
erzielt und aufrecht erhalten werden. Aus diesem Grund verwendet die
hierin offenbarte verbesserte Wartungsstation ein Ausrichtungssystem,
das eine relative Drehung zwischen dem Druckkopf und dem Wartungsmechanismus
um eine Achse, die der Richtung der relativen Annäherung entspricht,
begrenzt. Dies wird bewerkstelligt, indem der Druckkopfwagen mit
einer Mehrzahl von beabstandeten Arretierungen versehen wird und
indem der Schlitten der Wartungsstation (an dem der Wartungsmechanismus
befestigt ist) mit einer Mehrzahl von entsprechend beabstandeten
Pfosten versehen wird.
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Der
Schlitten wird allgemein durch ein Klemmbauglied gehalten, das wiederum
an dem Gestell befestigt ist, so dass die Schlittenbewegung bewerkstelligt
werden kann. Um den Schlitten aus dem Klemmbauglied zu entfernen,
drückt
die Bedienperson des Druckers einfach gegen einen Vorsprung, der
sich von der Basis des Schlittens auf winkelförmige Weise nach oben erstreckt.
Der Vorsprung wird relativ zu einem Finger gedrückt, der sich von der Klemme
nach oben erstreckt, wobei dieses Vorgehen, wenn die Klemme und
der Schlitten kombiniert sind, den Schlitten gegen ein nachgiebiges
Bauglied drückt,
um eine nach oben gerichtete, vorgespannte Freigabe des Schlittens
zu bewirken. Eine feste, lockerungssichere, lösbare Kopplung des Schlittens (und
somit des Wartungsmechanismus) mit der Klemme wird dadurch bereitgestellt.
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Diese
und weitere Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
bei Betrachtung der Zeichnungen und der ausführlichen Beschreibung des bevorzugten
Ausführungsbeispiels,
das nachstehend dargelegt wird, leichter verständlich.
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1 ist
eine isometrische Ansicht eines Druckers, wobei dieser Drucker eine
Druckkopfwartungsstation des hierin beschriebenen Typs verwendet.
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2 ist
eine vergrößerte isometrische
Ansicht der verbesserten Wartungsstation, wobei die Wartungsstation
isoliert gezeigt ist.
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3 zeigt
die Wartungsstation der 3, bei der mehrere Komponenten
entfernt sind, um das Antriebssystem der Station besser darzulegen.
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4 zeigt
das Antriebssystem der 3 in isolierter Darstellung.
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5A und 5B veranschaulichen
einen Betrieb des bei 3 gezeigten Antriebssystems, wobei
diese Ansicht vereinfacht wurde, um den Mechanismus, durch den das
Antriebssystem angehalten wird, freizulegen.
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6A bis 6D zeigen
eine Kombination aus Schlitten/Klemme, die einen Bestandteil der
Wartungsstation der 2 bildet, wobei eine Trennung des
Schlittens und der Klemme veranschaulicht ist.
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7 zeigt
die verbesserte Wartungsstation, bei der der Schlitten der Wartungsstation
in dem Druckkopfwagen des Druckers ausgerichtet wurde.
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Es
sei mit einem allgemeinen Überblick über die
Erfindung begonnen, wobei unter anfänglicher Bezugnahme auf 1 zunächst auf
die Tatsache verwiesen wird, dass das erfundene Verfahren und die
erfundene Vorrichtung für
eine Verwendung bei einem Tintenstrahldrucker 10 eines
gewissermaßen herkömmlichen
Entwurfs geeignet sind. Man sollte jedoch erkennen, dass dieses
Verfahren und diese Vorrichtung desgleichen bei Druckern eines anderen Stils
verwendet werden können,
z. B. bei Druckern mit angetriebenen Stiften, bei Punkt-Matrix-Druckern oder
bei anderen, etwas unterschiedlichen Vorrichtungen. Trotz ihrer
Anpassungsfähigkeit
werden das Verfahren und die Vorrichtung hierin speziell im Kontext
eines Tintenstrahldruckers, eines Druckers, bei dem sie sich als
besonders nützlich
erwiesen haben, beschrieben.
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Wie
gezeigt ist, umfasst der Drucker 10 ein Chassis 12,
wobei dieses Chassis eine Referenzstruktur definiert, relativ zu
der verschiedene Instrumentalitäten
bewegt werden, wie nachstehend näher beschrieben
wird. Der gezeigte Drucker umfasst ferner (wie in vereinfachter
Form durch eine teilweise Loslösung
seines Chassis dargelegt ist) einen sich hin- und herbewegenden
Wagen 14, der ein Paar von Druckköpfen 14a , 14b hält. Bei
dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Druckkopf 14a ein monochromer (schwarzer)
Stift, und der Druckkopf 14b ist
ein Drei-Farben-Stift (Cyan, Magenta, Gelb). Während eines Druckvorgangs bewegt
sich der Wagen entlang einer Wagenwelle 15 in dem Chassis
des Druckers horizontal hin und her, wobei die Druckköpfe gezielt
Tinte auf ein Druckmedium, das querüber hinweg läuft, aufbringen.
Obwohl der Drucker 10 in 1 mit einem
mehrere Druckköpfe
aufweisenden Wagen ausgestattet ist, werden Fachleute erkennen, dass
der Drucker durch einen relativ einfachen Vorgang modifiziert werden
kann, um einen mit einem einzigen Druckkopf versehenen Wagen zu
verwenden. In beiden Fällen
erfordert der Druckkopf bzw. erfordern die Druckköpfe ein
regelmäßiges Warten durch
einen Mechanismus wie z. B. denjenigen, der in der verbesserten
Wartungssta tion, die in einer allgemein vereinfachten Form bei 16 gezeigt
ist, enthalten ist.
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Bei
einem herkömmlichen
Tintenstrahldrucker wie z. B. dem Drucker 10 werden Druckköpfe durch
die Durchführung
verschiedener Wartungsaufgaben gewartet, wobei derartige Aufgaben
allgemein notwendig sind, um die Funktionstüchtigkeit von Druckköpfen zu
bewahren. Eine derartige Wartungsaufgabe bezieht sich auf das periodische
Abwischen von Druckköpfen,
eine Aufgabe, die allgemein in einer entsprechenden US-Patentanmeldung,
die den Titel „Synchronized
Carriage and Wiper Motion Method and Apparatus for Ink-jet Printers" trägt, Gast
et al. als Erfinder nennt und der gleichen Anmelderin wie das vorliegende
Dokument gehört,
beschrieben ist. Eine weitere Wartungsaufgabe betrifft ein Abdecken
von Druckköpfen,
wobei ein Beispiel eines derartigen Vorgangs in der US-Patentschrift
Nr. 5,027,134 mit dem Titel „Non-Clogging Cap and
Service Station for Ink-jet Printers", die am 25. Juni 1991 erteilt wurde
und die ebenfalls derselben Anmelderin wie das vorliegende Dokument
gehört,
angegeben ist. Obwohl beide Aufgaben wichtig sind und beide Aufgaben
durch die hierin beschriebene verbesserte Wartungsstation durchgeführt werden,
wird die Abdeckungsaufgabe als Hauptbeispiel gewählt, anhand dessen die Vorrichtung
und Methodologie, die die vorliegende Erfindung bilden, erläutert werden
soll.
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Um
ein Warten des Druckkopfes des Druckers durchzuführen, wird gewünscht, ein
neu entwickeltes Druckkopfwartungsverfahren einzusetzen, das es
dem Drucker auf wirtschaftliche Weise ermöglicht, Aufgaben wie z. B.
die oben genannten auszuführen.
Wie man erkennen wird, ist ein derartiges Verfahren äußerst nützlich beim
Bewirken einer ordnungsgemäßen Druckkopfabdeckung,
insbesondere dort, wo die Abdeckung in einem Drucker durchgeführt werden
soll, der eventuell modifiziert wird, um entweder einen Wagen mit
einem einzelnen oder mit mehreren Druckköpfen zu verwenden. Unterschiedliche
Wagenkonfigurationen erforderten in der Vergangenheit entsprechend
unterschiedliche Abdeckungskonfigurationen und machten somit die
Druckkopfabdeckung zu einer unnötig
komplexen Aufgabe. Jedoch kann ein Druckkopfabdecken angesichts
der Tatsache, dass üblicherweise
lediglich drei Wagenkonfigurationen verwendet werden, vereinfacht
werden. Derartige Konfigurationen umfassen die Verwendung: (1) eines
einzelnen monochromen Druckkopfes; (2) eines einzelnen Drei-Farben-Druckkopfes;
oder (3) sowohl eines monochromen Druckkopfes als auch eines Drei-Farben-Druckkopfes.
Druckköpfe,
die bei jeglichen dieser Konfigurationen verwendet werden, können unter
Verwendung derselben Wartungsstationsanordnung (nachstehend näher beschrieben)
abgedeckt werden, indem über
den Wagen eine Kontrolle ausgeübt
wird, wenn die Abdeckungsaufgabe ausgeführt werden soll. Desgleichen kann
durch ein synchrones Wirken des Wagens mit den Wischvorrichtungen
ein Abwischen des Druckkopfes auf steuerbare Weise bewirkt werden,
ohne den Entwurf oder die Konfiguration der Wartungsstation zu ändern.
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Folglich
wird die Druckkopfwartung in dem Drucker 10 unter Verwendung
eines Verfahrens bewerkstelligt, das damit beginnt, die gewünschte Wartungsaufgabe
(z. B. Abdecken sowohl von monochromen als auch Drei-Farben-Druckköpfen) zu identifizieren.
Nachdem die Aufgabe identifiziert wurde, wird eine Bestimmung durchgeführt, wo
der Druckkopf bzw. die Druckköpfe
während
der Ausführung
der Aufgabe positioniert werden sollte(n), und der Wagen wird bewegt,
um den Druckkopf bzw. die Druckköpfe
in diese Position(en) zu bewegen. An diesem Punkt kann die Aufgabe
ausgeführt
werden. Um einen derartigen Vorgang automatisch durchzuführen, wird
die Wagenbewegung vorzugsweise durch einen Prozessor wie z. B. einen
Mikroprozessor des Typs, der bei Druckern eines herkömmlichen Entwurfs
allgemein verwendet wird, gesteuert. Der Prozessor wird allgemein
mit Informationen bezüglich
der verwendeten Wagenkonfiguration und mit Informationen versorgt,
die es dem Prozessor ermöglichen,
zu bestimmen, wo der Druckkopf während
der anstehenden Druckkopfwartungsaufgabe positioniert werden sollte.
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Nun,
da eine spezifischere Beschreibung der verbesserten Wartungsstation
geliefert wird und da zu diesem Zweck anfänglich auf 2 verwiesen wird,
wird dem Leser eine isometrische Veranschaulichung der Wartungsstation 16 an
die Hand gegeben, wobei diese Vorrichtung unabhängig von dem Drucker gezeigt
ist. Wie angegeben ist, umfasst die Wartungsstation einen Rahmen 18,
wobei dieser Rahmen die Wartungsstation effektiv enthält, um ein Entnehmen
und Wiedereinsetzen der Wartungsstation als Ganzes zu ermöglichen.
Der Rahmen ist für eine
starre Befestigung an dem Chassis des Druckers konfiguriert, wobei
dieser Rahmen ein Paar von horizontal vorspringenden Niederhaltungsanbringungen
umfasst, von denen eine bei 18a in 2 gezeigt ist.
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Wie
man verstehen wird, ermöglichen
die Niederhaltungsanbringungen eine Befestigung der Wartungsstation
an Erhebungen des Bodens des Chassis, wobei eine derartige Befestigung über geeignete
Befestigungsmittel wie z. B. Schrauben (nicht gezeigt) erzielt wird.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
erstrecken sich die Niederhaltungsanbringungen von benachbarten
gegenüberliegenden Ecken
des Rahmens, und der Rahmen entspricht der Innenstruktur des Chassis,
um eine stabile Kombination aus Wartungsstation und Chassis zu gewährleisten.
Somit ist der Rahmen entworfen, um eine einzigartige modulare Druckerorganisation
zu liefern und gleichzeitig eine starre Positionssteuerung von Merkmalen
aufrechtzuerhalten, die kritisch für den Betrieb der Wartungsstation
sind, wie bei weiterer Lektüre verständlich wird.
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Unter
weiterer Bezugnahme auf 2, wobei jedoch ein stärkeres Augenmerk
auf die Merkmale gerichtet wird, die ein Warten von Druckköpfen bewerkstelligen,
wird man erkennen, dass die gezeigte Wartungsstation einen die Wartung
bei dem Druckkopf bzw. den Druckköpfen durchführenden Schlitten 20 umfasst,
wobei dieser Schlitten relativ zu dem Rahmen der Station (und somit
zu dem Chassis des Druckers) beweglich ist, um ein Warten der Druckköpfe des
Druckers zu bewirken. Wie man erkennen wird, trägt der Schlitten verschiedene
Instrumentalitäten,
einschließlich
eines Druckkopfwartungsmechanismus wie z. B. Abdeckungen 22a , 22b und Wischvorrichtungen 24a , 24b . Ein derartiger Wartungsmechanismus,
wie er durch die relevante Nomenklatur nahe gelegt wird, ist sowohl
beim Abwischen der Druckköpfe
des Druckers (unter Verwendung der Wischvorrichtungen 24a , 24b ) als auch beim Abdecken der Druckköpfe des
Druckers (unter Verwendung der Abdeckungen 22a , 22b )
nützlich, wie
allgemein bei den Erfindungsoffenbarungen, auf die oben verwiesen
wurde und die derselben Anmelderin gehören, beschrieben ist. Fachleute
verstehen beispielsweise, dass die Abdeckung 22a konfiguriert ist, um ein Abdecken
des monochromen Druckkopfes 14b (siehe 1)
zu bewerkstelligen, und dass die Abdeckung 22b konfiguriert ist, um eine ordnungsgemäße Abdeckung
eines Drei-Farben-Druckkopfes 14a (siehe 1)
zu bewirken. Die Abdeckungen sind an dem Prozessor des Druckers
bekannten Positionen an dem Schlitten angebracht, so dass eine ordnungsgemäße Wagenpositionierung
erreicht werden kann, wenn eine beliebige der oben identifizierten
Wagenkonfigurationen verwendet wird.
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Um
in dem Chassis des Druckers Raum zu sparen, sieht die verbesserte
Wartungsstation die Wartung von Druckköpfen durch eine vertikal angetriebene
Bewegung des Druckkopfwartungsschlittens vor. Eine derartige Bewegung
des Schlittens führt,
wie man noch erkennen wird, zu einer Bewegung des Druckkopfwartungsmechanismus
mit demselben. Wartungsaufgaben werden durchgeführt, während sich der Schlitten in
eine von mehreren Wartungserhöhungen
bewegt. Herkömmlicherweise
bewirkt eine Schlittenbewegung in eine von derartigen Wartungserhöhungen ein
Abdecken oder Abwischen eines Druckkopfes, eine Schlittenbewegung
kann jedoch auch wirksam sein, um die Abwischvorrichtungen der Wartungsstation
unter Verwendung eines Schabers wie z. B. des in 2 bei 26 gezeigten
abzuschaben. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Schlittenbewegung
durch einen Prozessor ge lenkt, was eine präzise Einstellung des Schlittens
ermöglicht.
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Eine
Schlittenbewegung wird durch eine Operation eines einzigartigen
Antriebssystems 30 bewirkt, wobei dieses System in 2 durch
die Motorgehäusestruktur 28a teilweise verdeckt
ist, jedoch in 3 und 4 im Detail
gezeigt ist. Obwohl ein derartiges Antriebssystem zu Veranschaulichungszwecken
in dieser Offenbarung als bei einer Druckerwartungsstation verwendet
gezeigt ist, versteht es sich, dass es sich auch zur Verwendung
bei verschiedenen anderen Vorrichtungen eignet, die in Verbindung
mit Druckern stehen können,
aber nicht müssen.
Derartige alternative Antriebssystemanwendungen können beispielsweise
eine Verwendung bei Fördereinrichtungen
oder anderen Vorrichtungen, wo es wünschenswert ist, den Betrieb
einer Vorrichtung vorübergehend
anzuhalten, umfassen. Das Antriebssystem ist über ein Klemmbauglied 32 wirksam
mit dem Schlitten 20 gekoppelt, wobei ein derartiges Bauglied
eine einzigartige Struktur liefert, durch die der Schlitten ohne
weiteres bewegbar gemacht wird. Eine umfassendere Erläuterung
des Klemmbauglieds erfolgt jedoch erst nach Abschluss der Beschreibung
des Antriebssystems.
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Wenn
er seine Aufmerksamkeit nun auf das Antriebssystem richtet und dabei
speziell auf 3 und 4 Bezug
nimmt, in denen das System am besten gezeigt ist, erkennt der Leser,
dass dieses System einen Antriebszug umfasst, der durch einen Mechanismus
wie z. B. einen Motor 28 selektiv getrieben wird. Wie angegeben
ist, umfasst der Antriebszug ein Gestell 34 und ein Ritzelzahnrad 36,
die zusammen einen Gestell-und-Ritzel-Mechanismus zur Umwandlung
einer Drehbewegung des Ritzels in eine translatorische Bewegung
des Gestells bilden. Das Gestell trägt eine Instrumentalität wie z.
B. den Schlitten und den Wartungsmechanismus, um eine entsprechende
Bewegung derselben zu bewirken. Der Antriebszug umfasst ferner ein
Schneckengetriebe 38, wobei dieses Schneckengetriebe auf
das Ritzelzahnrad einwirkt, um eine Drehung desselben zu bewirken.
Alle drei Antriebszugkomponenten werden wirksam durch den Motor 28 getrieben,
jedoch ist das Schneckengetriebe über eine Motorwelle 28b am direktesten mit
dem Motor verbunden. Wie Fachleute erkennen werden, kann der Motor 28 praktisch
jegliches konventionelle Design aufweisen, ist jedoch vorzugsweise
ein Schrittmotor, so dass eine Instrumentalität wie z. B. der Schlitten auf
die im folgenden beschriebene Weise ohne weiteres inkremental bewegt
werden kann.
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Beginnend
mit einer Überprüfung der
Beziehung zwischen dem Schneckengetriebe 38 und dem Ritzelzahnrad 36 wird
man erkennen, dass dieses Schneckengetriebe einen wendelförmigen Steg
aufweist, der mit den Zähnen
eines zentralen Kettenrads an dem Ritzelzahnrad 36 arbeitet,
um eine Drehung desselben zu bewirken. Ein Paar von kleineren Kettenrädern, die
mit dem zentralen Kettenrad verbunden sind, werden dementsprechend
gedreht, wobei sie das Gestell in Eingriff nehmen, um eine Verschiebung
desselben zu bewirken. Auf diese Weise wird das Schneckengetriebe über das
Ritzelzahnrad wirksam mit dem Gestell gekoppelt. Auf eine Drehung des
Schneckengetriebes hin wird das Gestell verschoben, und auf eine
Verriegelung des Schneckengetriebes hin wird das Gestell verriegelt.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel,
bei dem der Motor 28 mit dem Schneckengetriebe gekoppelt
ist, um einen Antrieb desselben zu bewirken, wird der Motor gleichermaßen verwendet,
um das Gestell in seiner Position zu verriegeln, indem der Motor
abgeschaltet wird. Dort, wo der Motor ein Schrittmotor ist, wie
bevorzugt ist, kann das Gestell nach jedem Motorschritt in seiner
Position verriegelt werden. Bei dem vorliegenden Wartungsstationsausführungsbeispiel
ist ein Verriegeln des Antriebssystems besonders vorteilhaft, wenn
die Druckköpfe
abgedeckt sind, um eine Aufrechterhaltung einer ordnungsgemäßen Abdichtung
zu gewährleisten.
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Wie
am besten in 3 gezeigt ist, wie jedoch auch
in 5A und 5B gezeigt
ist, wird das Gestell 34 durch ein Paar von einander zugewandten
Rillen in dem Wartungsstationsrahmen erfasst, um eine gezielte vertikale
Hin- und Herverschiebung des Gestells relativ zu dem Rahmen und somit
relativ zu dem Chassis des Druckers zu fördern. Das Gestell ergreift
auf drehbare Weise das Klemmbauglied 32, und das Klemmbauglied
greift auf stationäre
Weise den Schlitten 20, um einen Hin- und Hertransport
des Schlittens durch das Gestell zu bewirken. Die Kombination aus
Klemme/Schlitten folgt einer Spur, die durch eine Nockenineingriffnahme
zwischen der Klemme und dem Rahmen definiert ist, wobei die Klemme
ein Paar von Zapfen 32a umfasst,
die einem Paar von entsprechenden Rahmenschlitzen folgen, von denen
einer bei 18b gezeigt ist.
Wie man erkennen wird, bewirkt dieser Schlitz während eines ersten Abschnitts
des Hin- und Herbewegungszyklus des Gestells (während der horizontalen Bewegung
des Zapfens durch den Schlitz) ein Schwenken der Kombination aus
Klemme/Schlitten und bewirkt während
eines zweiten Abschnitts des Hin- und Herbewegungszyklus des Gestells
(während
einer vertikal durch den Schlitten und darüber hinaus erfolgenden Bewegung)
eine lineare, vertikale Verschiebung. Die vertikale Klemme-/Schlittenbewegung
wird somit allgemein während
des Abdeckens und Abwischens von Druckköpfen bewerkstelligt, und eine
Schwenkbewegung der Klemme/des Schlittens wird allgemein während eines
Abschabens der Wischvorrichtung bewirkt.
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Ein
weiteres wichtiges Merkmal des Antriebssystems 30 betrifft
seine Fähigkeit,
ein momentanes Anhalten des Gestells zu bewirken, ohne ein Stauen
des Schneckengetriebes oder des Ritzelzahnrads hervorzurufen. Dieses
Merkmal wird am besten bei Bezugnahme auf 5A und 5B verständlich.
Ein Anhalten des Gestells wird durch Bereitstellung eines beweglichen
Anschlags, wie z. B. des durch das Ende 40a des Hebels 40 in 5A bereitgestellten,
bewirkt. Wie angegeben ist, befindet sich das Ende 40a , wenn der Hebel in einer ersten Position
ist (in 5A gezeigt) in einer entsprechenden
ersten Position, um eine Bewegung des Gestells in einer ersten Richtung
P zu begrenzen. Eine derartige Be grenzung wird durch eine Ineingriffnahme
zwischen dem Hebelende 40a und
dem Gestell 34 in einem Kontaktbereich 34a bewirkt. Wie man erkennen wird,
wird das Ende 40a durch
seine Ausdehnung durch eine Apertur 18c in dem Rahmen 18 in einen derartigen
Kontakt versetzt. Das Gestell, das gelenkt wird, um sich in eine
erste vertikale Richtung P zu bewegen, nimmt das Ende 40a in Eingriff und schränkt somit
eine weitere Bewegung des Gestells in der Richtung P ein. Da das
Gestell motorbetrieben ist und da der Antriebszug zwischen dem Gestell
und dem Motor einen Ineingriffsnahmemechanismus wie z. B. Zahnradzähne (und
einen wendelförmigen
Steg an dem Schneckengetriebe) umfasst, entsteht in dem Ritzelzahnrad
und dem Schneckengetriebe ein Drehmoment, um einen Antriebszugstau
zu bewirken. Durch eine Wirkung des Hebels, um das Ende 40a aus dem Pfad des Gestells
heraus zu bewegen, kann das Antriebssystem an diesem Punkt von seinem
Stau befreit werden, und es kann dem Gestell ermöglicht werden, entlang seinem
Pfad in der Richtung P fortzufahren. Eine derartige zweite Hebelposition,
wie sie in 5B am besten veranschaulicht
ist, ermöglicht
ein Durchgelangen des Endes 40a durch eine
Apertur 18c in eine
zweite Position, die ein Durchgelangen des Gestells in der Richtung
P ermöglicht
und ein Drehmoment, das zuvor in dem Antriebszug entstanden ist,
abmildert.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
der Hebel zu der ersten Position hin vorgespannt, wobei das Ende 40a in einer derartigen
Position platziert wird, dass das Gestell dasselbe berührt, um
das Gestell in dieser Position anzuhalten. Diese Vorspannung wird,
wie am besten in 4 gezeigt ist, durch eine Wirkung
einer Torsionsfeder 42 verursacht. Um den Hebel von seiner
ersten Position zu seiner zweiten Position zu bewegen, wird ein
prozessorgesteuertes Betätigungsglied
verwendet. Dieses Betätigungsglied
kann verschiedene Formen annehmen, ist jedoch vorzugsweise der Druckkopfwagen
des Druckers, wobei dieser Wagen 14 den Hebel selektiv in
Eingriff nimmt, während
er in eine Druck kopfwartungsposition, wie sie oben beschrieben wurde,
gelangt.
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Nach
dem Start des Systems wird das Gestell angehoben, um den Anschlag
in Eingriff zu nehmen, wobei das Schneckengetriebe in eine relativ
zu dem Ritzelzahnrad verkeilte Ausrichtung getrieben wird, was zum
Entstehen eines Drehmoments und schließlich zu einem Anhalten des
Schrittmotors führt.
Durch die Wirkung des Betätigungsglieds,
das den Hebel in Eingriff nimmt, wird der Anschlag anschließend entfernt.
Dies mildert das in den Getrieben entstandene Drehmoment ab und
ermöglicht
es dem System, in der ersten Richtung auf die Druckköpfe zu fortzufahren.
Nach einem Anhalten des Motors kann der Prozessor gelenkt werden,
um die Position des Gestells aufzuzeichnen, wobei diese Position
als Referenz definiert wird, in Bezug auf die Bewegungen anschließend gemessen
werden.
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Wie
oben angedeutet wurde, wird die Wartungsstation 16 durch
Aufnahme eines Merkmals, das eine rasche Freigabe des Schlittens 20 und
somit eine rasche Freigabe des an demselben befestigten Druckkopfwartungsmechanismus
ermöglicht,
weiter anpassbar und leichter reparierbar. Dieses Merkmal ist am
besten in 6A bis 6D gezeigt,
wobei 6A und 6B den
Schlitten an der Klemme 32 befestigt zeigen, und die dann
eine Freigabe des Schlittens durch einen Druckvorgang zeigen, der
allgemein durch Kraftpfeile Fa und
Fb dargestellt ist.
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen wird man erkennen, dass der Schlitten
unter Verwendung eines Paares von länglichen, starren Klemmfingern 32b und eines Paares von
länglichen,
nachgiebigen Baugliedern 32f durch
das Klemmbauglied allgemein festgehalten wird. Die Klemmfinger erstrecken
sich von der Basis der Klemme in einer Vorwärtsrichtung (aus der Perspektive
des Benutzers, der in den Drucker blickt) nach oben, und die nachgiebigen
Bauglieder erstrecken sich von der Basis der Klemme in einer Rückwärtsrich tung
(wiederum aus der Perspektive des Benutzers, der in den Drucker
blickt) nach oben. Die Finger und nachgiebigen Bauglieder sind ausreichend
beabstandet, um ein sicheres Erfassen des Schlittens zwischen denselben zu
ermöglichen.
Im Einzelnen stützen
sich die Finger und nachgiebigen Bauglieder auf die Basis 20a des Schlittens, wobei
die nachgiebigen Bauglieder den Schlitten in eine Ineingriffnahme
mit den Klemmfingern zwingen, wie gezeigt ist. Um eine ordnungsgemäß ausgerichtete
Kombination zu gewährleisten, sind
die Finger mit einem Steg 32d (am
besten in 6D gezeigt) gebildet, der die
Basis des Schlittens in Eingriff nimmt. Die Klemme kann auch mit
einem Höcker 32c gebildet sein, der
mit einer Apertur 32e gebildet
ist, durch die sich ein laterales Gelenkbauglied 20b erstreckt.
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Der
Schlitten, der speziell entworfen ist, um ein problemloses Greifen
und ein schnelles Entfernen desselben zu ermöglichen, umfasst eine Reihe von
länglichen
Vorsprüngen 20c , die sich von dem Körper des
Schlittens winkelförmig
nach oben erstrecken. Wie man verstehen wird, sind diese Vorsprünge in Paaren
angeordnet, wobei sich die Vorsprünge jedes derartigen Paares
von benachbarten gegenüberliegenden
Seiten eines entsprechenden Fingers erstrecken, wenn der Schlitten
und die Klemme kombiniert sind. Die Klemmfinger sind mit den Komfort verbessernden
Merkmalen versehen, z. B. Oberflächen,
die in einem ähnlichen
Winkel wie die Vorsprünge
des Schlittens vorliegen, um ein leichtes Entfernen des Schlittens
zu fördern,
wie nun beschrieben wird.
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Um
den Schlitten aus der Klemme zu entfernen, drückt die Bedienperson des Druckers
einfach die Schlittenvorsprünge
zu dem entsprechenden Klemmfinger hin, wie durch die Kraftpfeile
Fa und Fb in 6C angegeben
ist. Der Schlitten bewegt sich rückwärts gegen
die nachgiebigen Bauglieder 32e , wobei
er sie nach hinten ablenkt. Der Steg 32d wird somit aus einer Ineingriffnahme
mit dem Schlittenkörper
heraus bewegt, und es wird dem Schlitten ermöglicht, sich aus der Klemme über dem
Gelenkbauglied 20b heraus
zu dre hen, wie in 6D gezeigt ist. Auf Grund der
Winkelanordnung der Schlittenvorsprünge bewirkt der oben beschriebene
Druckvorgang allgemein ein vorgespanntes Schwenken um die Rückkante
des Schlittens. Die Vorsprünge
können
bei einer derartigen Anordnung als Griff oder Greifeinrichtung verwendet
werden, anhand dessen bzw. derer der Schlitten gehalten wird, ein
Merkmal, das besonders nützlich
ist, wenn Schlitten, die bei Tintenstrahldruckern verwendet werden,
ausgewechselt werden, da sich auf ihren Basen Tinte befinden kann.
Diese Anordnung dient ferner dazu, die relativ zerbrechlichen nachgiebigen
Bauglieder vor der Bedienperson fern zu halten, um sie vor versehentlichen
Schäden zu
schützen.
Somit wird eine feste, lockerungssichere, lösbare Kopplung des Schlittens
(und somit des Wartungsmechanismus) mit der Klemme bereitgestellt.
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Ein
weiteres einzigartiges Merkmal der hierin offenbarten verbesserten
Wartungsstation bezieht sich auf ihr Druckkopfausrichtungssystem.
Wie man erkennen wird, ist ein derartiges System besonders beim
Abdecken von Druckköpfen
nützlich,
einem Vorgang, der eine präzise
und stabile Beziehung zwischen den Druckköpfen und den Druckkopfabdeckungen,
die an dem Schlitten angebracht sind, erfordert. Das verwendete
Ausrichtungssystem ist in 7 veranschaulicht,
wobei der Schlitten 20 der Wartungsstation in dem Druckkopfwagen 14 (der,
wie oben beschrieben wurde, die Druckköpfe starr hält) ausgerichtet ist. Diese
Ausrichtung erfolgt selektiv auf eine vertikale Bewegung des Schlittens
in eine definierte Ineingriffnahme mit dem Wagen hin, beispielsweise
wenn sich dieser Wagen in einer Wartungsposition für ein Druckkopfabdecken
befindet.
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Um
den Drucker mit der Fähigkeit
auszustatten, eine ordnungsgemäße Ausrichtung
zu bewirken, ist der Wagen so definiert, dass er eine Mehrzahl von beabstandeten
Arretierungen 44a bis 44d aufweist, wobei jede
derartige Arretierung so positioniert ist, dass sie auf eine vertikale
Bewegung des Schlittens in eine Ineingriffnahme mit einem Schlitten pfosten 46a bis 46d hin, wie oben beschrieben wurde,
durch den entsprechenden Schlittenpfosten in Eingriff genommen wird.
Wie angegeben ist, bewirkt eine vertikale Bewegung des Schlittens
eine Kombination der Pfosten und Arretierungen, um eine Einschränkung der
relativen Bewegung oder Verschiebung zwischen den zwei Komponenten
um zueinander senkrechte X-, Y- und Z-Achsen zu bewirken. Obwohl
vier Pfosten verwendet werden, werden Fachleute erkennen, dass die
gewünschte
Ausrichtung auch unter Verwendung von lediglich drei derartigen
Pfosten bewerkstelligt werden kann.
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Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
bewirkt der Pfosten 46a durch
seine Ineingriffnahme mit der Arretierung 44a eine Einschränkung der relativen Schlitten-/Wagen-Bewegung
entlang der X-Achse. Eine Ineingriffnahme des Pfostens 46b mit der Arretierung 44b bewirkt eine Begrenzung
der fortgesetzten vertikalen Bewegung entlang der Z-Achse in die Richtung
der relativen Annäherung.
Die Pfosten 46c und 46d schränken eine
Bewegung entlang der Y-Achse ein und tragen zur Einschränkung der
Bewegung in der Z-Richtung bei, die soeben beschrieben wurde. Alle
vier Pfosten wirken zusammen, um dank ihrer beabstandeten Orientierung
relativ zueinander eine Drehung um jede der X-, Y- und Z-Achsen einzuschränken.
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Somit
sollte offensichtlich sein, dass die erfundene Methodologie und
Vorrichtung die verschiedenen Probleme lösen, die mit der Ausrichtung,
dem Tragen und dem Auswechseln einer Instrumentalität verbunden
sind, insbesondere bezüglich
eines Mechanismus, der bei der Wartung von Druckköpfen verwendet
wird. Die Lösungen
eignen sich zur Verwendung bei einer breiten Palette von Vorrichtungen, einschließlich verschiedener
Drucker, insoweit sie in einer modularen Wartungsstationsanordnung
verkörpert
sind, die einen Wartungsmechanismus an einem entfernbaren Schlitten
anbringt. Um die Station an eine Verwendung bei einem anderen Drucker
anzupassen oder um einen beschädigten
oder abgenutzten Wartungsmechanismus zu reparieren oder auszuwechseln,
muss der Benutzer lediglich einen Schlitten entfernen und ihn durch
einen anderen Schlitten, der den gewünschten Mechanismus trägt, ersetzen.
Das Antriebssystem, das ein verbessertes Tragen und verbesserte
Ausrichtungsvorgänge
ermöglicht,
weist eine äußerst breite
industrielle Anwendbarkeit auf und eignet sich zur Verwendung bei praktisch
jeglicher Vorrichtung, bei der es wünschenswert ist, den Vorrichtungsbetrieb
vorübergehend
anzuhalten. Bei diesem Dokument bildet dieses System jedoch einen
Bestandteil der verbesserten Wartungsstation und ist ohne weiteres
mit derselben entfernbar.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die vorstehenden
Betriebsprinzipien und das in den Zeichnungen gezeigte und oben
beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel
offenbart wurde, wird es Fachleuten einleuchten, dass an derselben Änderungen
in Bezug auf Form und Detail vorgenommen werden können, ohne
von dem Schutzumfang der Erfindung, wie er durch die angehängten Patentansprüche definiert
ist, abzuweichen.