DE69801126T2

DE69801126T2 - Tintenversorgungsmodul

Info

Publication number: DE69801126T2
Application number: DE69801126T
Authority: DE
Inventors: Rosa Calatayud; Erich Coiner; Robert Giles; Max S. Gunther; Felix Ruiz; Stephens, Jr.; Mark E. Young; Elizabeth Zapata
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-03-03
Filing date: 1998-03-03
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2018-03-04
Also published as: EP0863017B1; US6239822B1; KR100561997B1; ES2159169T3; KR19980079797A; JPH10244684A; EP0863017A3; DE69801126D1; US6076920A; CN1215662A; EP0863017A2; CN1121322C

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein Tintenvorratsmodul, beispielsweise zur Verwendung in Tintenstrahl-Druckern/Plottern bei Verfahren zum Variieren der Behälterhöhe einer sich nicht auf der Achse befindenden Tintenkassette, um eine Nachfüllzeit einer sich im Wagen befindenden Druckkassette zu verringern, eine Tintennachfüllvolumenzuverlässigkeit sicher zu stellen und den Druckkassettenvakuumdruck einzustellen.
Ein Drucksystem ist in der EP-A-0745482 mit dem Titel "CONTINUOUS REFILL OF SPRING BAG RESERVOIR IN AN INK-JET SWATH PRINTER/PLOTTER" beschrieben, die Tintenbehälter außerhalb des Wagens verwendet, die mit sich im Wagen befinden Druckkassetten durch eine flexible Rohranordnung verbunden sind. Die sich nicht im Wagen befindenden Behälter füllen ununterbrochen den Vorrat von Tinte in den inneren Behältern der sich im Wagen befindenden Druckkassetten auf und halten einen Rückdruck in einem Bereich aufrecht, der zu einer hohen Druckqualität führt. Obwohl dieses System viele Vorteile aufweist, gibt es einige Anwendungen, bei denen die relativ dauerhafte Verbindung der sich außerhalb des Wagens befindenden Kassette und der sich innerhalb des Wagens befindenden Behälter über eine Rohranordnung nicht wünschenswert ist.
Ein neues Tintenliefersystem (IDS; IDS = Ink Delivery System) für Drucker/Plotter (Zeichengeräte) wurde entwickelt, bei dem sich ein im Wagen befindender Federbehälter der Druckkassette lediglich intermittierend bzw. mit Unterbrechungen mit dem sich außerhalb des Wagens befindenden Behälter verbunden ist, um einen "Schluck zu nehmen", und dann von dem sich außerhalb des Wagens befindenden Behälter getrennt wird. Es ist keine Rohranordnung, die dauerhaft die sich im Wagen und sich außerhalb des Wagens befindenden Elemente verbindet, notwendig.
Bestimmte Charakteristika dieses neuen Tintenliefersystems sind in einer Vielfalt von Patentanmeldungen im Namen des Anmelders beschrieben, siehe beispielsweise die US-A- 4967207.
Die vorliegende Erfindung strebt danach, ein verbessertes Drucksystem vorzusehen.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenvorratsmodul gemäß Anspruch 1 vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren des Tintenstrahldruckens gemäß Anspruch 8 vorgesehen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Tintenliefersystem gemäß Anspruch 10 vorgesehen.
Ein beschriebenes Ausführungsbeispiel kann die Leistung dieses neuen sich außerhalb des Wagens befindenden Nimm- einen-Schluck-Tintenliefersystems (IDS) optimieren. Bei diesem Typ eines IDS ist ein Stiftwagen, der eine innere Feder verwendet, um einen Vakuumdruck zu liefern, intermittierend mit einem Tintenbehälter verbunden, der außerhalb der Bewegungswagenachse positioniert ist. Beginnend mit einer "vollen" Stiftkassette wird der Drucker eine Vielfalt von graphischen Darstellungen drucken, während derselbe die Menge der verwendeten Tinte überwacht. Nachdem eine spezifizierte Tintenmenge abgegeben wurde, wird der Stiftwagen zu einer Nachfüllstation für ein Tintenauffüllen bewegt. Bei der Nachfüllstation wird ein Ventil in dem Stift in Eingriff genommen, was folglich den Tintenbehälter mit der Stiftkassette verbindet und einen Weg für die Tinte öffnet, um frei zu fließen. Lediglich unter Verwendung des Vakuumdrucks, der in der Stiftkassette vorhanden ist, wird Tinte in den Stift von dem Behälter "gezogen".
Ein bevorzugtes austauschbares Tintenvorratsmodul zum Liefern eines Auffüllens eines Tintenstrahldruckkopfs umfaßt eine faltbare Tasche, einen Gehäusekasten, ein Verbindungsrohr und ein Ein/Aus-Ventil. Diese vier Komponenten sind in einem zusammengesetzten verschlossenen System enthalten, das während des Versands, der Lagerung, dem Einbau und dem Betrieb intakt bleibt. Die faltbare Tasche ist in dem schützenden Gehäusekasten plaziert und weist einen Endverbindungsauslaß auf, der dauerhaft an einem Ende des Verbindungsrohrs befestigt ist. Das andere Ende des Verbindungsrohrs trägt ein dauerhaft befestigtes Ein/Aus-Ventil, das für eine periodische Ineingriffnahme mit einem Einlaßventil eines Tintenstrahldruckkopfs entworfen ist.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist im folgenden lediglich beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in denen:
Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines Großformat- Drucker/Plotter-Systems ist, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 2 eine vergrößerte Ansicht eines Abschnitts des Systems von Fig. 1 ist, die die Nachfüllstation zeigt.
Fig. 3 eine Draufsicht ist, die den Druckerwagen und die Nachfüllstation zeigt.
Fig. 4 eine dreidimensionale Ansicht einer Tintenstrahldruckkassette, die bei dem System von Fig. 1 verwendbar ist, mit einem Nachfüllplattformgehäuseabschnitt, einem Nadelventil und einem Zuführrohr in einer Explosionsansicht ist.
Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 5-5 von Fig. 4 ist, die die Ventilstruktur in einer aus der Ineingriffnahme gebrachten Position relativ zu einem Nachfülltor an der Druckkassette zeigt.
Fig. 6 eine Querschnittsansicht ähnlich zu Fig. 5 ist, die jedoch die Ventilstruktur in einer in Eingriff genommenen Position relativ zu dem Nachfülltor der Druckkassette zeigt.
Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 7-7 von Fig. 6 ist und eine Struktur des Nadelventils und der Verriegelungsstruktur zum Verriegeln des Ventils in dem Nachfüllsockel bei der Nachfüllstation zeigt.
Fig. 8 eine Querschnittsansicht ähnlich zu Fig. 7 ist, die die Verriegelung in einer gelösten Position zeigt.
Fig. 9 eine vergrößerte Ansicht ist, die die Vorrichtung zum Bewegen der Ventilstruktur zeigt, wobei keine Ventile an derselben angebracht sind.
Fig. 10 ein sich außerhalb des Wagens befindendes Tintenvorratsmodul zeigt, das die vorliegende Erfindung enthält.
Fig. 11 eine schematische Darstellung ist, die eine Mehrzahl von sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenvorratsmodulen zeigt, die mit der Ventilstruktur verbunden sind.
Fig. 12 eine detaillierte Seitenansicht ist, die die Vorrichtung zum Bewegen der Ventilstruktur in eine aus der Ineingriffnahme gebrachten Position mit einer Druckkassette zeigt.
Fig. 13 eine detaillierte Seitenansicht ist, die die Vorrichtung zum Bewegen der Ventilstruktur in eine in Eingriff genommene Position mit einer Druckkassette zeigt.
Fig. 14A und 14B eine dreidimensionale bzw. eine Seitenansicht eines Wartungsstationsmoduls zeigen, das ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung enthält.
Fig. 15 eine dreidimensionale Ansicht einer Kassette zum entfernbaren Anbringen des Wartungsstationsmoduls von Fig. 14A-14B zeigt.
Fig. 16 eine dreidimensionale Ansicht eines Wagens ist, der über eine Druckzone bewegbar ist.
Fig. 17 den Wagen von Fig. 16 in einer Position bei der Nachfüllstation zeigt, wobei sich die Ventilstruktur in einer aus der Ineingriffnahme genommenen Position befindet.
Fig. 18A und 18B den Drucker mit den Nachfüllstations- und Wartungsstations-Türen in geschlossenen bzw. offenen Positionen zeigen.
Fig. 19 eine schematische Explosionsansicht ist, die die integrierte Tintenliefersystemkomponente eines Ausführungsbeispiels der Erfindung (Druckkassette, Tintenvorratsmodul und Wartungsstationsmodul) zeigt, die in einem einzigen Gehäuse enthalten ist.
Fig. 20 sechs exemplarische Schritte zum Austauschen der Druckkassette eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 21 fünf exemplarische Schritte zum Austauschen des Tintenvorratsmoduls eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 22 fünf exemplarische Schritte zum Austauschen des Wartungsstationsmoduls eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung zeigt.
Fig. 23 eine untere Ansicht des sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenvorratsmoduls von Fig. 10 ist.
Fig. 24 eine Draufsicht einer faltbaren Tintentasche ist, die in dem Tintenvorratsmodul mit befestigtem Endverbindungsauslaß derselben enthalten ist.
Fig. 25 eine Vorderansicht des sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenvorratsmoduls von Fig. 10 ist.
Fig. 26 eine Rückansicht des Tintenvorratsmoduls ist.
Fig. 27A und 27B vergrößerte dreidimensionale Innen- bzw. Außenansichten sind, die den Endverbindungsauslaß zeigen.
Fig. 28 eine vergrößerte Draufsicht eines Tintentaschenadapters ist.
Fig. 29 eine vergrößerte Endansicht des Tintentaschenadapters aus der Tintentasche hinausschauend betrachtet ist.
Fig. 30 eine vergrößerte Schnittansicht des Tintentaschenadapters ist.
Fig. 31 eine vergrößerte Endansicht eines diamantförmigen Enddeckels bzw. einer Endkappe für das Tintenvorratsmodul ist.
Fig. 32 den diamantförmigen Enddeckel vor dem Einbau zeigt.
Eine exemplarische Anwendung ist in einem Band- Plotter/Drucker für Großformatdruck- (LFP; LFP = Large Format Printing) Anwendungen. Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines thermischen Tintenstrahl-Großformat- Druckers/Plotters 50. Der Drucker/Plotter 50 umfaßt ein Gehäuse 52, das auf einem Ständer 54 mit linken und rechten Abdeckungen 56 und 58 angebracht ist. Eine Wagenanordnung 60 ist für eine Hin- und Her-Bewegung entlang einer Wagenstange angepaßt, die phantommäßig unter der Abdeckung 58 gezeigt ist. Ein Druckmedium, wie z. B. Papier, ist entlang einer vertikalen Achse oder einer Medienachse durch eine Medienachsenantriebsvorrichtung (nicht gezeigt) positioniert. Wie es in der Technik üblich ist, wird die Medienantriebsachse als die 'x'-Achse und die Wagenbewegungsachse als die 'y'-Achse bezeichnet.
Fig. 3 ist eine graphische Draufsichtdarstellung der Wagenanordnung 60 und der Nachfüllstation. Die Wagenanordnung 60 ist auf den Schieberstangen 94A, 94B verschiebbar. Die Position der Wagenanordnung 60 entlang einer horizontalen Achse oder einer Wagenbewegungsachse ist durch eine Wagenpositionierungsvorrichtung hinsichtlich eines Codiererstreifens 92 bestimmt. Die Wagenpositionierungsvorrichtung umfaßt einen Wagenpositionsmotor 404 (Fig. 15), der einen Riemen 96 antreibt, der an der Wagenanordnung befestigt ist. Die Position der Wagenanordnung entlang der Bewegungsachse ist genau durch die Verwendung des Codiererstreifens bestimmt. Ein optischer Codierer 406 (Fig. 15) ist auf der Wagenanordnung angeordnet und liefert Wagenpositionssignale, die verwendet werden, um eine optimale Bildregistrierung bzw. Bildpassung und eine präzise Wagenpositionierung zu erreichen. Zusätzliche Details einer geeigneten Wagenpositionierungsvorrichtung sind in der '975-Anmeldung, auf die oben Bezug genommen ist, angegeben.
Der Drucker 50 weist vier Tintenstrahldruckkassetten 70, 72, 74 und 76 auf, die Tinte unterschiedlicher Farben, z. B. Schwarz-, Gelb-, Magenta- und Cyan-Tinte, in inneren Federtaschenbehältern speichern. Während sich die Wagenanordnung 60 relativ zu dem Medium entlang der y-Achse verschiebt, werden ausgewählte Düsen in den Tintenstrahlkassetten aktiviert und Tinte wird an dem Medium angebracht.
Die Wagenanordnung 60 positioniert die Druckkassetten 70- 76 und hält die Schaltungsanordnung, die für eine Schnittstelle zu den Heizerschaltungen in den Kassetten erforderlich ist. Die Wagenanordnung umfaßt einen Wagen 62, der für die Hin- und Her-Bewegung auf dem vorderen und dem hinteren Schieber 92A, 92B angepaßt ist. Die Kassetten sind in einer eng gepackten Anordnung befestigt und können jeweils selektiv aus dem Wagen für einen Austausch durch einen frischen Stift entfernt werden. Der Wagen umfaßt ein Paar von gegenüberliegenden Seitenwänden und beabstandeten kurzen inneren Wänden, die die Kassettenabteile bzw. Kassettenfächer definieren. Die Wagenwände sind aus einem starren technischen Kunststoff gefertigt. Die Druckköpfe der Kassetten sind durch Öffnungen in den Kassettenfächern, die dem Druckmedium gegenüber liegen, freigelegt.
Wie im vorhergehenden erwähnt, erfordert ein Voll-Farb- Drucken und ein Plottern bzw. Zeichnen, daß die Farben von den einzelnen Kassetten an dem Medium angebracht werden. Dies bewirkt eine Entleerung der Tinte aus den inneren Kassettenbehältern. Der Drucker 50 umfaßt vier Nimm-einen- Schluck-IDSs, um die Tintenlieferbedürfnisse des Drucksystems zu erfüllen. Jedes IDS umfaßt drei Komponenten, einen sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenbehälter, eine sich im Wagen befindende Druckkassette und einen Kopfreiniger. Der Tintenbehälter umfaßt eine Tasche, die 350 ml Tinte hält, mit einem kurzen Rohr und einem befestigten Nachfüllventil. Details einer Tintenbehältertaschenstruktur, die für den Zweck geeignet ist, sind in einer ebenfalls anhängigen europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0863015, eingereicht am gleichen Tag wie diese Anmeldung, angegeben.
Diese Behälter sind an der linken Seite des Druckers (hinter der Tür des linken Gehäuses 58) befestigt, und die Ventile sind an einem Nachfüllarm 170 ebenfalls hinter der linken Tür, wie es im folgenden beschrieben ist, befestigt. Die Druckkassette umfaßt bei diesem exemplarischen Ausführungsbeispiel einen 300-Düsen-600-dpi-Druckkopf mit einer Öffnung, durch die derselbe nachgefüllt wird. Der Kopfreiniger umfaßt einen Spucknapf zum Fangen von Tinte, der verwendet wird, wenn die Druckköpfe gewartet und kalibriert werden, einen Wischer, der verwendet wird, um die Fläche des Druckkopfs zu wischen, und einen Deckel (der verwendet wird, um den Druckkopf zu schützen, wenn derselbe nicht verwendet wird). Diese drei Komponenten weisen zusammen das IDS für eine gegebene Farbe auf und werden als ein Satz durch den Benutzer ausgetauscht.
Die ordnungsgemäße Position von jeder Komponente ist vorzugsweise durch die Farbe identifiziert. Das Übereinstimmen der Farbe auf der ausgetauschten Komponente mit derselben an dem Rahmen, der diese Komponente aufnimmt, wird die ordnungsgemäße Position dieser Komponente sicherstellen. Alle drei Komponenten werden sich in der gleichen Reihenfolge befinden, mit, bei einem exemplarischen Ausführungsbeispiel, der gelben Komponente ganz links, der Cyan- Komponente in der Mitte-Links-Position, der Magenta- Komponente in der Mitte-Rechts-Position und der Schwarz- Komponente in der Position ganz rechts.
Die Tintenliefersysteme sind Nimm-einen-Schluck-Tintennachfüllsysteme. Das System füllt alle vier Druckkassetten 70- 76 gleichzeitig nach, wenn eines der Tintenvolumen der inneren Behälter der Druckkassette unter einen Schwellenwert gefallen ist. Eine Nachfüllfolge wird unmittelbar nach der Beendigung des Drucks eingeleitet, der bewirkt hat, daß das Druckkassettenbehältertintenvolumen unter die Schwelle gefallen ist, und folglich sollte ein Drucken niemals zum Nachfüllen (mit der Ausnahme, wenn ein langachsiges Drucken durchgeführt wird, das mehr als 5 ccs Tinte einer Farbe verwendet) unterbrochen werden.
Die '975-Anmeldung beschreibt eine Federtaschendruckkassette mit negativem Druck, die für ein ununterbrochenes Nachfüllen angepaßt ist. Fig. 4-8 zeigen eine Tintenstrahldruckkassette 100 ähnlich zu den Kassetten, die in der Anmeldung EP-A-0745482 beschrieben sind, die jedoch für ein intermittierendes Nachfüllen durch Hinzufügen eines selbstverschließenden Nachfülltors in dem Griff der Kassette angepaßt ist. Die Kassette 100 stellt die Kassetten 70-76 des Systems von Fig. 1 dar. Die Kassette 100 umfaßt ein Gehäuse 102, das einen inneren Behälter 104 zum Speichern von Tinte umschließt. Ein Druckkopf 106 mit Tintenstrahldüsen ist an dem Gehäuse angebracht. Der Druckkopf nimmt Tinte von dem Behälter 104 auf und stößt Tintentröpfchen aus, während sich die Kassette hin und her entlang eines Druckwagens während eines Druckbetriebs bewegt. Ein vorstehender Griff 108 erstreckt sich von dem Gehäuse, der einen bequemen Einbau und eine bequeme Entfernung von einem Druckwagen innerhalb eines Tintenstrahldruckers ermöglicht. Der Griff ist an der äußeren Oberfläche des Gehäuses gebildet.
Fig. 5-8 zeigen ein zusätzliches Detail des Griffs 108. Der Griff umfaßt zwei Verbinder 110, 112 an entgegengesetzten Seiten eines zylindrischen Tors 114, das mit dem Behälter 104 kommuniziert. Das Tor ist durch ein Septum 116 verschlossen, das aus einem elastomeren Material gebildet ist. Das Septum 116 weist eine kleine Öffnung 118 auf, die in demselben gebildet ist. Der Griff ist mit seinem Tor 114 entworfen, um intermittierend eine Nadelventilstruktur 120 in Eingriff zu nehmen, die über ein Rohr 122 mit einem sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenbehälter, wie z. B. einer der Behälter 80-86 des Systems von Fig. 1, verbunden ist. Fig. 5 zeigt die Ventilstruktur 120 benachbart zu jedoch nicht mit dem Tor 116 in Eingriff genommen. Fig. 6 zeigt die Ventilstruktur 120 vollständig mit dem Tor in Eingriff genommen. Wie in Fig. 6 gezeigt, umfaßt die Struktur 120 eine hohle Nadel 122 mit einem geschlossenen fernen Ende, jedoch mit einer Mehrzahl von Öffnungen 124, die in derselben benachbart zu dem Ende gebildet sind. Ein verschiebbarer Ventilkragen 128 ist eng um die Nadel gepaßt und ist durch eine Feder 126 zu einer Ventil-Geschlossen- Position, die in Fig. 5 gezeigt ist, vorgespannt. Wenn die Struktur 120 gegen das Tor 116 gezwungen wird, wird der Kragen die Länge der Nadel hinauf gedrückt, was es der Nadelspitze ermöglicht, in die Toröffnung 118, wie in Fig. 6 gezeigt, verschoben zu werden. In dieser Position kann Tinte durch die Nadelöffnungen 124 zwischen dem Behälter 104 und dem Rohr 130 fließen. Wenn die Kassette 100 mit einem sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenbehälter über eine Ventilstruktur, wie z. B. 120, verbunden ist, wird daher ein Fluidweg zwischen der Druckkassette und dem sich außerhalb des Wagens befindenden Behälter eingerichtet. Tinte kann zwischen dem sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenbehälter zu dem Kassettenbehälter 104 fließen. Wenn die Struktur 120 weg von dem Griff 108 gezogen wird, schließt sich die Ventilstruktur 120 automatisch als ein Resultat davon, daß die Feder 126 auf den Kragen 128 wirkt. Die Öffnung 118 wird sich genauso aufgrund der Elastizität des Materials 116 schließen, wodurch ein sich selbst verschließendes Nachfülltor für die Druckkassette vorgesehen wird.
Fig. 4-8 stellen eine Verriegelungsstruktur 172 zum lösbaren Verriegeln des Ventils 120 in den Nachfüllarm 170 bei dem Sockel 174 dar. Die Struktur 172 weist Verriegelungsoberflächen 172B (Fig. 5) auf, die gegen das äußere Gehäuse des Ventilkörpers 120A in Eingriff gehen. Die Struktur ist in die Verriegelungsposition durch das einstückige Federbauglied 172A (Fig. 7 und 8) vorgespannt. Durch Ausüben einer Kraft auf die Struktur 170 an dem Punkt 170C (Fig. 7 und 8) wird die Feder zusammengedrückt, was die Oberfläche 172 aus der Ineingriffnahme mit dem Ventilkörper bewegt und erlaubt, daß das Ventil aus dem Nachfüllarmsockel 174 gezogen wird. Diese lösende Verriegelungsstruktur ermöglicht, daß das Ventil und der Behälter als eine Einheit schnell ausgetauscht werden können.
Die Druckkassetten 70-76 weisen jeweils einen einzigen Kammerkörper auf, der ein Negativdruck-Federtaschen-Tintenliefer-System verwendet, das insbesondere in der Anmeldung EP-A-0745482 beschrieben ist.
Bei dem exemplarischen System von Fig. 1 befindet sich die Nachfüllplattform 150 in dem linken Gehäuse 56 des Druckers 50, wie es in Fig. 2 gezeigt ist. Die vier sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenbehälter 80-86 werden auf der Plattform 150 getragen. Kurze flexible Rohre 150, 152, 154 und 156 sind zwischen die Tore 80A-86A der entsprechenden Behälter 80-86 und die Nadelventilstrukturen 160, 162, 164 und 166, die bei einem Nachfüllstationsgehäuse 170 getragen werden, geschaltet. Diese Nadelventilstrukturen entsprechen jeweils der Ventilstruktur 120 von den Fig. 4- 8.
Die Nachfüllplattform 150 ist ein Aufzug, der die vier Behälter hält und nach oben und nach unten bewegt werden kann.
Um ein Nachfüllen durchzuführen, wird die Wagenanordnung 60 zu der Nachfüllstation bewegt, bei der die vier sich außerhalb des Wagens befindenden Behälter 80-86 mit den entsprechenden Druckkassetten 70-76 über die Absperrventile 160-166 verbunden sind. Die Verbindung der Behälter wird durch Drehen eines Schrittmotors 200, der einen Hebel 202 vorschiebt, auf dem die Ventilstrukturen und das Nachfüllstationsgehäuse 120 angebracht sind, wie in Fig. 3 und 12- 13 gezeigt, erreicht. Ein System, das zum Bewegen der Ventile in und aus der Ineingriffnahme mit den Nachfülltoren geeignet ist, ist vollständiger in der ebenfalls anhängigen europäischen Patentanmeldung Nr. EP-A-0863016, die am gleichen Tag wie diese Anmeldung eingereicht ist und als Erfinder Ignacio Olazabal u. a. nennt, beschrieben. Während die Ventile in den Nachfülltoren der Druckkassetten in Eingriff sind, wird Tinte in den Druckkassettenbehälter aufgrund des leichten Vakuumdrucks (Rückdrucks) in denselben gezogen. Es ist bekannt, daß dieser Rückdruck mit zunehmendem Tintenvolumen abnimmt. Dies führt zu einem selbstregelnden Nachfüllverfahren, bei dem, während mehr Tinte in die Druckkassette eingeführt wird, der Rückdruck zu einem Punkt abnimmt, bei dem die Druckkassette nicht weiter zusätzliche Tinte von der Kassette ziehen kann, und das Nachfüllen stoppt. Der Druck, bei dem der Fluß von Tinte stoppt, wird durch die Strecke bestimmt, mit der die Druckkassette und der sich außerhalb des Wagens befindende Behälter versetzt sind. Je weiter unterhalb der Druckkassette der Behälter positioniert ist, desto größer ist der Enddruck in der Druckkassette und desto niedriger ist das resultierende Volumen von Tinte in dem inneren Behälter der Druckkassette.
Wie es am besten in Fig. 16 gezeigt ist, erfordert das bevorzugte Ausführungsbeispiel nicht, daß die Spezifikationen des Wagens, aufgrund des Schleppens und der Störung, die aus den typischen sich außerhalb des Wagens befindenden Tintensystemen resultieren, bei denen Tintenzuführrohre dauernd mit den Kassetten an dem Wagen während eines Druckbetriebs verbunden bleiben, neu entworfen werden. Im Gegensatz dazu kann sich der Wagen, der in den Zeichnungen gezeigt ist, hin und her über die Druckzone ohne eine Zuführrohrverbindung bewegen. Außerdem gibt es keine Notwendigkeit, die zusätzliche Wagenmasse zu berücksichtigen, die typischerweise daraus resultiert, daß ein austauschbarer ergänzender Tintenvorrat direkt an dem Wagen angebracht ist.
Zusätzliche Details der Vorrichtung, die die periodische Verbindung/Trennung an der Nachfüllstation zwischen dem Druckkassettennachfülltor und dem sich außerhalb des Wagens befindenden Tintenzuführventil liefert, sind im folgenden beschrieben. Bezugnehmend auf die Fig. 9, 12-13 und 17 trägt ein Träger, der die Tintenzuführventile hält, den Motor 200, der Zahnräder 210 dreht, um Zahnarme 212 hin und her zwischen einer Position der Ineingriffnahme der Zuführventile mit den jeweiligen Fülltoren derselben an den Druckkassetten und einer Position der Außereingriffnahme zu bewegen. Primäre Stabilisierungsarme 214 an dem Träger sowie sekundäre Stabilisierungsarme 215 an dem Wagen liefern die notwendige Beschränkung, die erforderlich ist, um eine übermäßige Spannung an den Kassetten zu minimieren, die sonst die präzise Positionierung in dem Wagen verschiebt. Die Start- und Endpunkte der Ineingriffnahme/Außerineingriffnahme sind durch einen optischen Sensor 216 definiert.
Bei dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung bewegen sich alle vier Tintenzuführventile zusammen als eine Einheit, während dieselben in einer festen Position in ihren Öffnungen 218 durch einzelne Verriegelungsknöpfe 219 gehalten werden, die es ermöglichen, daß jedes Ventil getrennt immer dann ausgetauscht werden kann, wenn die erwartete Lebensdauer des integrierten IDS für diese spezielle Tintenfarbe abgelaufen ist. Wenn ein Austausch erforderlich ist, paßt ein pfeilförmiger Ausrichtungsschlüssel 222 zu einem passenden Ausrichtungsschlitz 224 durch eine leichte manuelle Betätigung durch einen Ventilgriff 226.
Ein einziges schmales austauschbares Wartungsstationsmodul 230 für jede Farbtinte ist ein wichtiges Teil des IDS. Bezugnehmend auf die Fig. 14A-14B und 15 umfaßt dieses Wartungsstationsmodul einen vorstehenden Griff 232 an einem Ende und eine Gruppe von Druckkopfwartungskomponenten, die miteinander in einem relativ kleinen Bereich auf dem oberen Ende des Moduls kombiniert sind. An einem Ende befinden sich Doppelwischer 234 und an dem anderen Ende ein Spucknapf 238 mit einem Düsenplattendeckel 236 bei einer Zwischenposition. Ein äußeres Vorfülltor 240 in dem Modul ist durch einen inneren Durchgang mit dem Deckel 236 und in der entgegengesetzten Richtung durch einen kreisförmigen Verschluß 242 mit einer Vakuumquelle verbunden. Ein Wartungsstationswagen 251 umfaßt getrennte Schlitze 244, 246, 248, 250 für jedes Wartungsstationsmodul (das ferner manchmal ein Druckkopfreiniger genannt wird).
Ein federbelastetes Bezugssystem sieht vor, daß das Wartungsstationsmodul ohne weiteres, jedoch genau, in dem Wartungsstationswagen positioniert wird. Entlang eines oberen Abschnitts von jedem Schlitz befindet sich ein z-Bezugssteg 252, der eine entsprechende Bezugsleiste 254 entlang beider oberer Kanten des Moduls in Eingriff nimmt. Ein nach oben vorgespannter Federarm 260 stellt eine sichere Passung entlang dieser Bezugsoberflächen sicher. Eine horizontale Positionierung wird in jedem Schlitz durch ein Paar von vorstehenden Ecken geliefert, die als Riegel gegen die passenden Anschläge 258 an dem Modul wirken. Obwohl es nicht erforderlich ist, kann ein Vorspannarm 262 in einer hinteren Wand von jedem Schlitz verwendet werden.
Fig. 10 zeigt die äußere Grundstruktur eines Tintenvorratsmoduls vor dem Einbau, und Fig. 11 zeigt, wie vier solcher Module an einer Nachfüllplattform an dem Drucker zusammen gruppiert werden, wobei die Ventile derselben manuell an dem Ventilträger angebracht sind.
Fig. 18A und 18B stellten die Zugänglichkeit dar, die für einen Austausch der drei Grundkomponententeile des IDS erforderlich ist. Das vordere Ende der Druckereinheit umfaßt typischerweise eine Rollenzuführeinheit 270, ein Bedienungsfeld 272 und eine Druckzonenzugangstür 274, die benachbart zu einem länglichen Rahmenbauglied 275 ist. Die Wartungsstation ist an dem rechten Ende der Wagenbewegungsachse positioniert, und eine Nachfüllstation 278 ist an dem gegenüberliegenden Ende positioniert. Einfache Reibungsriegel, wie sie z. B. bei 280 gezeigt sind, sind vorgesehen, um ein ordnungsgemäßes Schließen der Türen sicherzustellen, die an Drehgelenken, wie z. B. 281, angebracht sind. Eine Schieberplatte 284 berührt und hilft jegliche nicht vollständig angebrachten Wartungsstationsmodule beim Schließen einer Wartungsstationstür 282 zu positionieren. Eine ähnliche Tür 286 schließt während des normalen Betriebs des Druckers die Nachfüllstation. Die Nachfüllstation umfaßt einen Raum 287 für eine Tintenvorratsplattform und ein Zugangsloch 288 von der Plattform zu am Wagen angebrachten Druckköpfen.
Eine Einbauprozedur ist nun in Verbindung mit den Fig. 19- 22 beschrieben. Ein Tintenliefersystem ist vorzugsweise als eine Einheit in einem Karton 290 verpackt, der eine neue Druckkassette 291A, ein neues Wartungsstationsmodul 293A in einer Kunststofflagertasche 295 und ein neues Tintenvorratsmodul 296A hält. Wie es in der selbsterklärenden Folge der Zeichnungen von Fig. 20 gezeigt ist, kann eine alte Druckkassette 293B ohne weiteres entfernt und durch eine neue ausgetauscht werden. Wie es in der selbsterklärenden Folge der Zeichnungen von Fig. 21 gezeigt ist, wird ein erschöpftes Tintenvorratsmodul 296B ohne Schwierigkeit durch zunächst Öffnen der Tintentür, wie es durch einen Pfeil 302 gezeigt ist, dann Hinunterdrücken auf den Verriegelungsknopf, wie es durch einen Pfeil 304 gezeigt ist, und gleichzeitiges Hinausziehen des Ventils, wie es durch einen Pfeil 306 gezeigt ist, entfernt. Das erschöpfte Tintenmodul 296B kann dann durch ein neues Tintenvorratsmodul 296A ausgetauscht werden. Wie es in der selbsterklärenden Folge der Zeichnungen von Fig. 22 gezeigt ist, kann schließlich, nachdem die Zugangstür geöffnet ist, ein Benutzer den Griff in der Richtung, die durch einen Pfeil 310 gezeigt ist, hinunter drücken, wodurch ein altes Wartungsstationsmodul 293B gelöst wird, und kann dann dasselbe den ganzen Weg, wie es durch einen Pfeil 312 gezeigt ist, hinaus ziehen, gefolgt von einem Einbau eines neuen Wartungsstationsmoduls 293A.
Zusätzliche Details, die sich auf die Form und das Anbringungsverfahren für das Tintenvorratsmodul beziehen, sind in den Fig. 23-31 gezeigt. Ein äußeres Gehäuse 340 ist aus einem symmetrischen Pappkarton gebildet, der teilweise verdreht ist, um ein im Querschnitt diamantförmiges Gehäuse zum Häusen einer faltbaren Tintentasche 356 zu bilden. Ein wichtiges Charakteristikum ist eine diamantförmige Hartkunststoffendplatte 342, die Lappen 344 zum Ineingriffnehmen der angrenzenden Kanten des äußeren Gehäuses aufweist. Ausschnitte 346 sind ferner in dem Gehäuse vorgesehen, um zu Vorständen von der Endplatte zu passen. Ein Adapter 348 erstreckt sich von einem Endauslaß durch ein Tintenzuführloch, das sich außerhalb der Mitte befindet, um eine Entleerung der Tinte von der Tintenvorratstasche zu erleichtern, wenn dieselbe in dem Gehäuse (siehe Fig. 26) gehalten wird.
Zusätzliche Details des Tintenvorratsmoduls umfassen einen Adapter 348, der die Tasche mit einer Endverbindungsanschlußeinheit 350, die mit einem Ende eines Rohrs durch eine Verbindung kommuniziert, die durch ein Metallband 352 dicht gehalten wird, verbindet. Ein Griff 354 ist an der Anschlußeinheit 350 vorgesehen.
Die faltbare Tasche 356 weist einen schmalen Saum 357 um drei Kanten der Tasche auf, der flach ist, wenn dieselbe leer ist. Ein breiterer Saum 358 liefert eine sichere Verbindung mit dem Adapter 348. Die einzigartige Positionierung von einer vollen Tasche wird durch ein diamantförmiges hinteres Ende 360 des Gehäuses erleichtert, das eine direkte Verbindung mit einer Seite des Gehäuses entlang einer Verbindungsstelle 361 aufweist und das eine gebogene Einlage 362 zur Befestigung aufweist. Eine Farbcodierung des Tintenvorratsmoduls ist in allen dunklen Bereichen von Fig. 10 gezeigt, die, nebenbei bemerkt, mit einer ähnlichen ausgefüllten Farbcodierung um den Orientierungsschlitz 224 des Ventilträgers übereinstimmt.
Die Tintennachfüllstation ist detaillierter in den Fig. 27 -31 gezeigt. Ein Basisabschnitt 364 trägt aufrechte gewinkelte Teilungen 366, die getrennte Schlitze oder Fächer 368 für jedes andere Tintenvorratsgehäuse definieren, um dieselben in einer einzigartigen ineinandergreifenden Weise mit einem teilweise Überlappen zu halten, um den Vorteil eines flachen faltbaren Tintenvorratsbehälters ohne den üblichen verschwendeten Raum zu erhalten. Eine vordere Lippe liefert einem Benutzer eine fühlbare Rückkopplung, daß ein Einbau beendet ist, während dieselbe ferner die Behälter in einer festen Position während einer Nachfüllfolge hält. Ein unteres Gehäuse ist ferner vorgesehen, um die Motorvorrichtungen zum Anheben oder Absenken der Tintenvorratsplattform, wie benötigt, zu häusen. Ein oberes Gehäuse 372 ist vorgesehen, um teilweise die Fächer zu bedecken. Dieses obere Gehäuse, das ferner die vorher erwähnten Teilungen liefert, ist an vorderen Löchern 373 durch Lappen 374 und an hinteren Löchern 375 durch hintere Lappen 376 ergänzt durch die federähnliche Greifwirkung der hinteren Haken 377 befestigt.
Zusätzliche Details des Tintenvorratsmoduls sind in den Fig. 27A-27B, 28-32 gezeigt, was es Fachleuten deutlich macht, daß ein sicheres, zuverlässiges, ergänzendes Tintenvorratsmodul gemäß den Zielen der Erfindung geliefert wird.
Es ist dementsprechend für Fachleute offensichtlich, daß die Grundcharakteristika dieses einzigartigen Nimm-einen- Schluck-Tintenauffüllsystems der beschriebenen Ausführungsbeispiele eine einzigartige, jedoch relativ einfache Weise zum Vorsehen eines nicht bewachten Druckens durch ein automatisches Tintenauffüllen liefern. Außerdem können alle tintenbezogenen Komponenten für eine spezielle Farbe von Tinte durch einen Benutzer ohne die Notwendigkeit von speziellen Werkzeugen und ohne die Notwendigkeit des Rufens einer spezialisierten Wartungsperson ausgetauscht werden. Und die effiziente Verwendung von Tintenvorratsstationsraum ermöglicht eine sehr leichte Zugänglichkeit sowie ein sehr genaues Abgeben von Tinte aus den einzigartigen ineinandergreifenden Fähigkeiten der Tintenmodulgehäuse an der Tintennachfüllplattform.

Claims

1. Ein Tintenvorratsmodul zum Zuführen von Tinte zu einem Tintenstrahldruckkopf, mit folgenden Merkmalen:

einer länglichen faltbaren Tasche (356), die eine Öffnung an einem Ende aufweist;

einem Gehäusekasten (340) zum Halten der faltbaren Tasche, der eine untere Wand, eine obere Wand und Seitenwände zum Schützen und Tragen der faltbaren Tasche aufweist;

einem Verbindungsrohr (130) in einer Fluidkommunikation durch das erste Ende desselben mit der faltbaren Tasche durch die Öffnung; und

einem Ein/Aus-Ventil (120), das an einem zweiten Ende des Verbindungsrohrs befestigt ist, wobei sich das Ein/Aus-Ventil in einer Normal-Geschlossen-Position befindet, und wobei die faltbare Tasche, das Verbindungsrohr und das Ein/Aus-Ventil zusammen ein geschlossenes System bilden, das gegenüber der umgebenden Umgebungsluft verschlossen ist, wenn das Ein/Aus- Ventil in der Normal-Geschlossen-Position desselben bleibt.

2. Ein Tintenvorratsmodul gemäß Anspruch 1, bei dem das Verbindungsrohr aus einem flexiblen Material besteht, das es dem Rohr ermöglicht, sich während des Einbaus des Tintenvorratsmoduls in einen Tintenstrahldrucker zu biegen.

3. Ein Tintenvorratsmodul gemäß Anspruch 1 oder 2, das einen Adapter (350) zum Verbinden der Öffnung der faltbaren Tasche mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs aufweist.

4. Ein Tintenvorratsmodul gemäß Anspruch 3, bei dem der Adapter einen primären Fuß zum Verbinden mit der Öffnung der faltbaren Tasche und einen sekundären Fuß zum Verbinden mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs aufweist.

5. Ein Tintenvorratsmodul gemäß Anspruch 4, bei dem sich der sekundäre Fuß in einer Rohrrichtung erstreckt und sich der primäre Fuß in einer Taschenrichtung erstreckt, wobei sich die Rohrrichtung in einem Winkel relativ zu der Taschenrichtung befindet.

6. Ein Tintenvorratsmodul gemäß einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Gehäusekasten (340) die untere Wand, die obere Wand und die Seitenwände sowie die Endwand aufweist, die zusammen aus einem Blatt eines Materials gebildet sind, das vollständig die faltbare Tasche, mit Ausnahme des einen Endes, das die Öffnung aufweist, umgibt.

7. Ein Tintenvorratsmodul gemäß einem vorhergehenden Anspruch, bei dem der Gehäusekasten um die faltbare Tasche zusammengeschlossen oder von der faltbaren Tasche getrennt werden kann, ohne die faltbare Tasche zu durchstechen.

8. Ein Verfahren zum Tintenstrahldrucken unter Verwendung von Druckköpfen, die in einem Wagen angebracht sind, wobei die Druckköpfe ein Tintenstrahlventil aufweisen, mit folgenden Schritten:

Füllen eines Tintenvorratsmoduls mit Tinte, wobei das Tintenvorratsmodul eine längliche faltbare Tasche (356) mit einer Öffnung an einem Ende aufweist, die durch ein Rohr mit einem Ein/Aus-Steuerventil verbunden ist, wobei die Tinte von der Tasche durch das Rohr zu dem Ein/Aus-Steuerventil, das sich in einer Normal- Geschlossen-Position befindet, frei bewegbar ist; und

Übertragen der Tinte des Füllschritts zu dem Druckkopf durch Ineingriffnehmen des Ein/Aus-Steuerventils mit dem Einlaßventil an dem Druckkopf und Öffnen des Steuerventils, um zu ermöglichen, daß Tinte durch das Rohr von der Tasche läuft.

9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem das Volumen von Tinte, das durch den Füllschritt geliefert wird, größer als die Tintenkapazität des Druckkopfs ist, so daß der Schritt des Übertragens eine Mehrzahl von Malen auftritt, die durch mindestens eine Periode des Nichtübertragens von Tinte getrennt ist, wenn sich das Ein/Aus-Ventil in einer geschlossenen Position befindet.

10. Ein Tintenliefersystem zum Liefern von Tinte zu einem Tintenstrahldruckkopf, der an einem Wagen angebracht ist, mit folgenden Merkmalen:

einer rechteckigen, länglichen, faltbaren Tintentasche (356), die vollständig um drei Kanten des Umfangs derselben verschlossen ist und die ein Auslaßtor aufweist, das sich von einer vierten Kante erstreckt;

einem Vorrat von Tinte in der faltbaren Tintentasche;

einem flexiblen Verbindungsrohr (130), das ein Ein/Aus-Steuerventil an einem Ende desselben aufweist;

einem Adapter (350) zum Verbinden eines entgegengesetzten Endes des Verbindungsrohrs mit dem Auslaßtor, um zu ermöglichen, daß der Vorrat von Tinte von der faltbaren Tintentasche durch das Verbindungsrohr in den Tintenstrahldruckkopf läuft, wenn sich das Ein/Aus-Steuerventil in einer geöffneten Position befindet.

11. Ein Tintenliefersystem gemäß Anspruch 10, bei dem die faltbare Tintentasche, der Adapter und das Verbindungsrohr zusammen ein geschlossenes System bilden, das sowohl wenn sich das Ein/Aus-Ventil in einer geschlossenen Position befindet als auch wenn sich das Ein/Aus-Ventil in einer geöffneten Position befindet gegenüber der äußeren Umgebungsluft verschlossen ist.