DE69417990T2

DE69417990T2 - Paralleldrucker in modularer Struktur und sein Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE69417990T2
Application number: DE69417990T
Authority: DE
Inventors: Franco Fabbri
Original assignee: Olivetti Lexikon SpA
Current assignee: Olivetti Tecnost SpA
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1994-10-19
Publication date: 1999-10-14
Anticipated expiration: 2014-10-20
Also published as: EP0652107A3; DE69417990D1; JP3542389B2; JPH07186386A; IT1272050B; EP0652107B1; EP0652107A2; US6068367A; ITTO930852A0; ITTO930852A1

Description

PARALLELE DRUCKVORRICHTUNG MIT MODULAREM AUFBAU UND RELATIVES VERFAHREN FÜR DEREN HERSTELLUNG

Bereich der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft Tintenstrahldruckvorrichtungen und insbesondere eine parallele Druckvorrichtung (Kopf) gemäß Definition im einleitenden Teil von Anspruch 1.

Hintergrund der Erfindung

Die überwiegende Mehrheit von Tintenstrahldruckvorrichtungen läßt sich in zwei Grundkategorien unterteilen:
- Vorrichtungen, bei denen ein Meßwandler (gewöhnlich vom piezoelektrischen oder einem ähnlichen Typ) einen Druckimpuls erzeugt, der den Ausstoß von wenigstens einem Tropfen Tinte aus einer Düse bewirken soll, und
- Vorrichtungen, bei denen Wärmeenergie benutzt wird, um eine Dampfblase in einem Kanal oder einer Kammer zu erzeugen, der/die mit Tinte gefüllt ist, um den Ausstoß von wenigstens einem Tropfen Tinte zu bewirken.
Die vorliegende Erfindung wurde mit besonderer Aufmerksamkeit auf den möglichen Einsatz in einer Druckvorrichtung dieses letzteren Typs entwickelt, der gewöhnlich als thermische Tintenstrahldruckvorrichtung definiert wird.
Eine ausführliche Beschreibung der Funktionsprinzipien und zahlreicher möglicher Strukturen von Druckvorrichtungen dieses Typs befindet sich in dem Dokument US-A-4463 359.
Vorrichtungen dieser Art sind Gegenstand eines recht großen Umfangs von Patentliteratur, wie z. B. durch die Dokumente US-A-4 985 710 und US-A-5 160 945 sowie in den anderen hierin zitierten Patentdokumenten demonstriert wird.
Thermische Tintenstrahldruckvorrichtungen lassen sich gewöhnlich wiederum grob in zwei Kategorien unterteilen, die jeweils mit "Roofshooter" (Dachschießer) und "Edgeshooter" (Randschießer) je nach dem Verfahren zur Herstellung der Tintenstrahldüsen bezeichnet werden. Wie einer Fachperson in diesem Bereich sofort klar wird, bezieht sich die nachfolgende ausführliche und beispielhafte Beschreibung auf eine Vorrichtung des "Roofshooter"-Typs. Dabei ist jedoch klar, daß die Erfindung nicht auf eine solche spezifische Konstruktion begrenzt ist, sondern auch für die Herstellung von Vorrichtungen mit einem Aufbau des "Edgeshooter"-Typs oder eines anderen Typs eingesetzt werden kann.
Thermische Tintenstrahldruckvorrichtungen werden gewöhnlich mit Halbleiterwafern und einer Verarbeitungstechnik hergestellt, die für die Herstellung von integrierten Schaltungen und/oder Hybridschaltungen typisch sind. Dies ermöglicht unter anderem die Produktion mehrerer Heizelemente (Widerstände) mit äußerst geringen Abmessungen und zugehörigen relativen Steuerschaltungen (zur Erregung der Heizwiderstände) und dem relativen Hydrauliksystem für die Tintenzufuhr.
Diese Lösung ist ideal für die Herstellung von Druckvorrichtungen (Köpfen) mit geringen Abmessungen, die mit einer einen Tintenvorrat enthaltenden Patrone verbunden sind und auf einem Schlitten montiert werden können, der während des Betriebs quer zu der zu bedruckenden Oberfläche bewegt wird, alles nach einem gewöhnlichen seriellen Druckverfahren.
In der Praxis wird die Druckfläche, wenn der Kopf quer zur Druckfläche verschoben wurde, um eine Zeile oder einen Streifen (nachfolgend als "Durchgang" bezeichnet) zu drucken, um einen entsprechenden Betrag vorbewegt, und eine Querbewegung wird somit nochmals auf den Kopf übertragen, um eine(n) weitere(n) Zeile oder Streifen zu drucken.
Dieselbe Technik ist, wenigstens prinzipiell, auch für die Herstellung von parallelen Druckvorrichtungen (gewöhnlich "Seitenbreiten"-Typ genannt) geeignet, die in der Lage sind, eine Zeile oder einen Streifen in einem einzigen Arbeitsgang zu drucken, d. h. ohne eine Abtastbewegung über die soeben bedruckte Oberfläche zu erfordern.
Es ist in diesem Zusammenhang klar, daß der potentielle Anwendungsbereich der fraglichen Druckvorrichtungen nicht auf die traditionellen Bereiche von Informations- und Bürotechnik (Drucker für Verarbeitungssysteme, Schreibmaschinen, Fotokopierer, Faxmaschinen usw.) begrenzt ist, sondern, vor allem aufgrund der Tatsache, daß er auch auf Farbdrucker ausgedehnt werden kann, zahlreiche verschiedene Bereiche umfaßt, wie z. B. das Bedrucken von Textilien und dekorativen Bogenunterlagen im allgemeinen. Dieser letztere Anwendungsbereich ist sehr breit und vielversprechend, besonders infolge der durch Tintenstrahlvorrichtungen gegebenen Möglichkeit, nicht mehr auf relativ unflexible und unwirtschaftliche traditionelle Druckverfahren (mit Vorbereitung von Formularen usw.) zurückgreifen zu müssen, wenn sehr kleine Serien gleichartiger Produkte erzeugt werden sollen (z. B. zur Erzeugung von Textilmustern oder dergleichen).
Wie in der oben bereits erwähnten US-A-4 985 710 gut illustriert ist (s. insbesondere Spalte 2, Zeilen 40-56), ist die Möglichkeit der Herstellung von thermischen Tintenstrahldruckvorrichtungen, die mit einem parallelen Format arbeiten, mit verschiedenen Schwierigkeiten technischer Art behaftet, z. B.:
- das Problem der Herstellung mängelfreier Halbleiterwafer mit großen Abmessungen mit einem ausreichenden Ertrag, damit wirtschaftliche Komponenten erhalten werden können, und
- das Risiko, daß die Vorrichtung möglicherweise am Ende des Herstellungsprozesses defekt ist, einfach aufgrund der Tatsache, daß eine einzige der vielen Tintenstrahldüsen und der relativen Heizelemente (die ebenfalls in Mengen von mehreren Tausend in einer parallelen Vorrichtung vorliegen) nicht funktioniert. Diese Probleme waren bisher derart, daß sie die Herstellung von Vorrichtungen dieser Art vom wirtschaftlichen Standpunkt hergesehen relativ unattraktiv machten.
Und um dieses Problem zu überwinden, wurde bereits vorgeschlagen, mehrere kleinere Elementarmodule zusammenzufassen, um parallele Vorrichtungen herzustellen. Es ist möglicherweise nützlich, in diesem Zusammenhang auf Fig. 17 der US-A-4 463 359 und auf die relative Beschreibung sowie auf die gesamte Beschreibung und die Zeichnungen der US-A-4 985 710 und der US-A-5 160 945 zu verweisen, die alle oben bereits erwähnt wurden.
Es entstehen jedoch bei Verwendung eines modularen Aufbaus weitere Probleme, z. B. dadurch, daß eine genaue Ausrichtung der Tintenstrahldüsen der verschiedenen Module erzielt werden muß, oder dadurch, daß gewährleistet werden muß, daß zur Bildung einer parallelen Vorrichtung zusammengefaßte Module tatsächlich funktionieren.
Zu diesem Zweck schlägt die US-A-5 160 945 die Erzielung des parallelen Aufbaus mit Modulen (oder Subeinheiten) vor, die als "voll funktionell" definiert sind. Dieses Konzept ist zwar nicht genauer definiert, aber die Beschreibung und die Zeichnungen der US-A-5 160 945 beziehen sich auf einen Aufbau, bei dem eine Mehrzahl von Druckuntereinheiten (vorzugsweise vom Roofshooter-Typ) auf der Oberfläche einer Seite einer strukturellen Bodenplatte oder Unterlage montiert sind. In der Platte ist ein Kanal ausgebildet, und neben der Seitenfläche mit den Druckeinheiten sind Öffnungen zwischen dem genannten Kanal und den Tinteneinlässen der einzelnen Druckeinheiten vorgesehen, die auf der Platte auf eine solche Weise montiert sind, daß die dem Kanal in der Platte zugeführte Tinte zu den verschiedenen Druckeinheiten verteilt wird.
Und eben aufgrund dieses Aufbaus kann die Lösung gemäß der US-A-5 160 945 das Problem der Zuverlässigkeit der Druckvorrichtung in ihrer Gesamtheit in bezug auf die Hydraulikversorgung und den Tintenausstoß nicht vollständig lösen.
Aus dem US-Patent Nr. 5,148,194 ist auch eine parallele Tintenstrahl-Schreibapparatur bekannt, umfassend eine Mehrzahl von benachbarten Schreibköpfen, wobei jeder Kopf Düsen für den Tintenausstoß und einen Tintenvorrat zur Aufnahme von auszustoßender Tinte aufweist, wobei die Schreibköpfe Eingriffsteile aufweisen, die an verschiedenen Positionen darauf angeordnet sind, um jeden Kopf in einer bestimmten Position relativ zu den anderen für eine präzise Ausrichtung der Düse zu positionieren. Wenn der Tintenvorrat in dem Reservoir in Verbindung mit einem bestimmten Schreibkopf zur Neige geht, dann wird der Kopf von der Apparatur genommen und einfach ausgewechselt.
Es bleibt jedoch ein Problem bestehen, nämlich daß es nicht wirtschaftlich ist, einen Schreibkopf nur wegen Tintenmangel zu entsorgen, und somit besteht weiterhin Bedarf an einer parallelen Tintenstrahldruckvorrichtung, die in der Lage ist, die Probleme der Düsenausrichtung und der praktischen Tintennachfüllung für jeden individuellen modularen Kopf zu lösen, um die Betriebskosten niedrig zu halten.

Zusammenfassung der Erfindung

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Tintenstrahldruckvorrichtung bereitzustellen, bei der die oben erwähnten Nachteile und/oder Probleme auf radikale Weise überwunden werden.
Die Erfindung ist in ihren verschiedenen Aspekten in den beiliegenden Ansprüchen definiert, auf die jetzt Bezug genommen werden sollte.
Zusammenfassend sei gesagt, daß eine Ausgestaltung der Erfindung für die Herstellung einer Druckvorrichtung (Kopf) des modularen Typs, bei der jedes Modul vor dem Zusammenbau einer parallelen Struktur sowohl vom elektrischen als auch vom hydraulischen Standpunkt her, d. h. in bezug auf den Ausstoß der Tröpfchen, vollständig geprüft (getestet) werden kann. Diese Möglichkeit ist mit dieser Ausgestaltung aufgrund der Anwesenheit eines jeweiligen Reservoirs in jedem Modul gegeben, das auf einfache Weise mit einem Hauptreservoir verbunden werden kann, das vor dem Zusammenbauen der Struktur mit Tinte gefüllt wird. Es ist somit möglich (gemäß dem Stand der Technik, z. B. mit Prüfrobotern), den Betrieb der einzelnen Module vollständig zu prüfen, bevor sie in die parallele Struktur eingesetzt werden. Das obengenannte Reservoir wird vorteilhafterweise durch einen profilierten Körper definiert, der unter präzisen Kupplungsbedingungen in das Innere einer entsprechenden Öffnung eingesetzt werden kann, die im Grundrahmen der Vorrichtung ausgebildet ist. Die Präzision, die beim Herstellen von Öffnungen oder Löchern dieser Art im Rahmen erzielt werden kann, zusammen mit der Präzision, die beim Verbinden der individuellen Module (vor allem bei Anwendung automatisierter visueller Kontrolle oder Justage) erzielt werden kann, mit dem jeweiligen Loch bedeuten, daß eine genaue Ausrichtung der Tintenstrahldüsen in der endgültigen Vorrichtung auf einfache und zuverlässige Weise gewährleistet werden kann.
Die verschiedenen Module können in der Tat per Roboter im unteren Teil des Rahmens montiert werden, und die Module können mit Hilfe visueller Systeme in bezug auf die Position der Anordnung der Düsen ausgerichtet werden, wobei die letzteren mit Hilfe eines thermoplastischen Klebstoffs am Rahmen befestigt werden.
Das Maß an vollständiger Modularität, das auf diese Weise erzielt wird (obwohl sich diese Forderung durch die Möglichkeit eines vollständigen Tests des Betriebs der Module vor dem Zusammenbau und durch die Präzision der erzielbaren Verbindung erübrigt), ermöglicht in diesem Fall eine Montage der individuellen Module auf dem Grundrahmen auf entfernbare Weise (z. B. durch Einbringen eines thermoplastischen Klebstoffs), so daß jedes Modul, das sich nach dem Zusammenbauen der Vorrichtung als nicht voll funktionsfähig erweist, z. B. wenn das Modul während des Zusammenbauvorgangs versehentlich beschädigt wurde, entfernt und ausgewechselt werden kann.
Natürlich bedeutet die Aussage, daß jedes Modul ein zugehöriges jeweiliges Tintenreservoir hat, nicht, daß jedes Modul ein zugehöriges Reservoir mit einer ausreichenden Tintenmenge für die gesamte Lebensdauer der Druckvorrichtung hat. In der Tat wird das oben erwähnte Reservoir in der im wesentlichen bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung durch einen Hohlraum definiert, der sich unmittelbar hinter den Düsen befindet und mit einer ausreichenden Menge Tinte gefüllt wird, um den Betrieb des Moduls vor dem Zusammensetzen zu prüfen, oder, wenn der Test längere Zeit (Einbrennen) dauert, um es auf einfache Weise mit einem Hauptreservoir zu verbinden. In der zusammengebauten Vorrichtung kommuniziert das Reservoir jeder Düse (mit Hilfe eines Kapillarversorgungssystems, z. B. mit einer sogenannten Spitzen- und Schwammstruktur der wohlbekannten Art) mit einem Hauptreservoir oder einer Patrone für die Tinte. Das/die letztere bedient eine bestimmte Zahl von Modulen gleichzeitig (z. B. alle Module in der Vorrichtung) und kann in regelmäßigen Abständen auf eine Weise ausgewechselt werden, die vollkommen mit der analog ist, die zum Auswechseln der Tintenpatronen in Druckvorrichtungen des bekannten Typs, z. B. in seriellen Druckvorrichtungen, angewendet wird.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in keiner Weise beschränkenden Beispiels unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben. Dabei zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Teils der modularen Struktur einer die Erfindung ausgestaltenden Druckvorrichtung;
Fig. 2 eine Schnittansicht in einem vergrößerten Maßstab entlang der Linie II-II von Fig. 1,
Fig. 3 eine weitere mögliche Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Erfindung.

Ausführliche Beschreibung bevorzugter Ausgestaltungen

Es sollte zunächst nochmal ins Gedächtnis zurückgerufen werden, daß in bezug auf die spezifischen technischen Lösungen für die Herstellung der einzelnen Module die Erfindung im wesentlichen den bekannten Stand der Technik betrifft, wie er beispielsweise aus den im einleitenden Teil der Beschreibung zitierten früheren Patenten abgeleitet werden kann. Diese technischen Einzelheiten werden daher in der nachfolgenden Beschreibung nicht mehr ausführlich erläutert, da sie für das Verständnis der Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung an sich nicht relevant sind.
Zu diesem Zweck zeigen die beiliegenden Zeichnungen, und insbesondere Fig. 1 und 2, mit Absicht stark schematisierte Ansichten der spezifischen Elemente, die für die die Erfindung ausgestaltende Lösung charakteristisch sind und die Vorzug gegenüber der Darstellung von in der Technik wohlbekannten Details haben.
Wie bereits im einleitenden Teil der Beschreibung angedeutet, betreffen die nachfolgenden Ausgestaltungen eine Vorrichtung mit einer "Roofshooter"-Konstruktion.
Es ist jedoch klar, daß die Lösung gemäß der vorliegenden Erfindung, mit Varianten, die der Fachperson offensichtlich sein werden, auch für die "Edgeshooter"- Konstruktion oder für andere Konstruktionen geeignet ist.
In Fig. 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 allgemein eine thermische Tintenstrahldruckvorrichtung (Kopf) mit einer parallelen Struktur, d. h. umfassend eine oder mehrere Reihen von Düsen 2, die in der zusammengebauten Vorrichtung 1 in einer Hauptrichtung verlaufen, die beim Betrieb dem Druckelement (Durchgang) entsprechen, das gleichzeitig mit jeder Betätigung der Vorrichtung gedruckt werden soll.
Die Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Grundrahmen 3, der durch eine flache Platte aus einem Material wie Aluminium gebildet wird und in dem eine Mehrzahl von Öffnungen oder Löchern 4 auf präzise Weise in einer regelmäßigen Anordnung ausgebildet sind. Jede Öffnung 4 bildet (auf eine nachfolgend deutlicher illustrierte Weise) einen Sitz zum Aufnehmen und Verbinden eines jeweiligen Moduls 5.
Weitere zwei laterale Platten 6, die sogenannte PCB- Busse bilden, d. h. gedruckte Leiterplatten, befinden sich an zwei Flanken des Grundrahmens 3, auf dem Verteilungsleiter für die Signale und Stromversorgungen 7 ausgebildet sind (gemäß dem bekannten Stand der Technik), die mit Hilfe von Kontaktstiften 8 und 8a gewährleisten sollen, daß die Signale für die Betätigungen der jeweiligen Druckdüsen 2 zu den Modulen 5 gesendet werden.
Die vom Hauptrahmen 3 und den PCBs 6 (gewöhnlich halbstarr) gebildete Baugruppe wird dann mit einem Hauptreservoir (Patrone) für die Tinte 9 verbunden (siehe Fig. 2). Die genannte Fig. 2 zeigt auch die Verfahren, mit denen die PCBs 6 am Rahmen 3 befestigt sind, um ein stabilisiertes starres Substrat zu bilden. In dem gezeigten Beispiel werden die PCBs 6 mit Platten 10, die bei 11 auf die Platte 3 geschraubt sind, und mit einem flexiblen Zwischenelement, das durch Druck die elektrischen Kontakte 8, 8a zwischen den beiden gedruckten Schaltungen (Modul mit Bus) erzeugt, am Rahmen 3 gehalten.
Wie deutlicher im Abschnitt von Fig. 2 sichtbar ist, wird jedes Modul 5 durch einen flachen Plattenteil 12 aus Kunststoff gebildet, auf dem die eigentliche Druckeinheit 13 in Übereinstimmung mit einer jeweiligen Öffnung 12a montiert ist, wobei die genannte Druckeinheit durch eine dünne Platte aus vergoldetem Nickel oder Kunststoff (z. B. Mylar) ausgebildet ist, und auf der die auf einer Siliziumbasisplatte 14 montierten Düsen 2 vorgesehen sind. Die Basisplatte 14 ist mit einem mittleren Schlitz 15 versehen, durch den die Tinte, die in einem allgemein mit der Bezugsziffer 16 bezeichneten Reservoir enthalten ist, zu den Düsen 2 fließt. Die Heizelemente zum Aktivieren des Mechanismus zum Erzeugen der Blasen und für den nachfolgenden selektiven Ausstoß der Tintentropfen aus den Düsen 2 sind auf der Platte 14 in Übereinstimmung mit jeder Düse 2 (gemäß dem Stand der Technik) vorgesehen. Diese Heizelemente (in den Zeichnungen nicht deutlich sichtbar, insbesondere aufgrund des Maßstabs) führen zu einem jeweiligen Stromversorgungsnetz, das durch metallisierte Leiter (wiederum in den Zeichnungen aus Maßstabsgründen nicht deutlich sichtbar) gebildet wird, und diese führen über jeweilige Versorgungsleitungen 17, die durch eine flexible Schaltung (flach) erzeugt werden, zu einer oder mehreren elektronischen Steuereinheiten (Treibern) 18.
Die Einheiten 18 werden gewöhnlich in das Innere der jeweiligen Hohlräume eingesetzt, die im Inneren des flachen Teils 12 in einer allgemein abgeschirmten Position in bezug auf die Vorderseite der Vorrichtung ausgebildet sind.
Der Zusammenbau erfolgt vorzugsweise auf der Außenseite, um die Treiber 18 vor der Wirkung von Reinigungs- oder Ätzmitteln zu schützen, die auf der Fläche der Platte 3 benutzt werden.
Die Treiber 18 werden durch Kontakte 7 gespeist, die über die Kontaktstifte 8, 8a an den PCBs 6 vorgesehen sind.
Art, Anzahl und Anordnung der Einheiten 18 kann in Abhängigkeit von den jeweils gewählten Optionen beträchtlich variieren.
Es ist wenigstens prinzipiell möglich, von einer Lösung, in der keine Steuereinheiten 18 an den Modulen 5 vorhanden sind, so daß die Signale zur Erregung des Tintenausstoßes von der Außenseite durch den Bus 7 und die Stifte 8, 8a kommen (d. h. eine Lösung, bei der keinerlei "Intelligenz" in den Modulen 5 vorhanden ist) zu einer gegensätzlichen Lösung zu gehen, bei der die Steuereinheiten 18 durch sehr hochentwickelte Verarbeitungselemente gebildet werden, so daß nur wenige allgemeine funktionelle Befehle in jedem Modul 5 über die Leitungen 7 und die Stifte 8, 8a eingehen, während die Steuereinheiten 18 an den Modulen 5, abweichend von diesen Befehlen, die Verarbeitung der spezifischen Steuersignale für die aktiven Elemente übernehmen, die den Tintenausstoß steuern, ohne die Lösung zu vergessen, bei der die Steuerschaltungen der Widerstände, Auswahl- und Intelligenzschaltungen in der Siliziumplatte integriert sind.
Die erste beschriebene Lösung hat den Vorteil, daß die Struktur jedes Moduls 5 äußerst einfach gemacht werden kann, während die Topologie der Leitungen 7 und der Kontakte 8, 8a sehr komplex und dicht sein muß. Die zweite Lösung vereinfacht die Struktur der Leitungen 7 und der Stifte 8, 8a beträchtlich, so daß die Komplexität und somit die Kosten des genannten Moduls durch das höhere Maß an Komplexität der Intelligenz (Einheit 18) in Zusammenhang mit jedem. Modul 5 bestimmt werden.
Der vorherrschende Trend für die Lösung besteht somit darin, daß sich die Steuereinheiten und die Intelligenz im Kopf befinden.
Auf jeden Fall kann die die Erfindung ausgestaltende Lösung für eine dieser Lösungen verwendet werden.
Insbesondere ändert sich das Konzept des individuellen Moduls 5 nicht, wenn eine Diodenmatrix in den jeweiligen Siliziumkopf 13 integriert wird und die Steuerschaltungen (Treiber 18) der Diodenmatrix auf dem flachen Teil 12 montiert werden, oder wenn die n-MOS-Leistungstreiber der Anordnung von Widerständen des Kopfes bereits auf dem Siliziumchip 14 integriert sind. [sic...*2]
Wie aus der Schnittansicht von Fig. 2 deutlicher wird, wird das Reservoir 16 in Zusammenhang mit dem Modul 5 in der Praxis durch einen Hohlraum mit profilierten Wänden gebildet, der mit einer entsprechenden Öffnung 4 in der Platte 3 verbunden werden soll.
In den beiden in den Fig. 1 und 3 gezeigten Ausgestaltungen wird das Reservoir 16 durch eine prismaförmige Wand mit einem im wesentlichen rechteckigen Verlauf komplementär zum Verlauf der Öffnungen 4 definiert. Dies ist natürlich nur ein Beispiel. Es ist in der Tat denkbar, die Öffnungen 4 und dementsprechend das Reservoir 16 andersförmig auszugestalten, z. B. mit einem polygonalen oder auch gemischtlinearen Verlauf.
Das Reservoir 16 hat gewöhnlich eine im wesentlichen röhrenförmige Struktur mit einem äußeren Ende (in bezug auf das Modul 5), das sich neben der Platte 14 befindet und daher mit der Öffnung 15 zusammenwirkt, um die Tinte zu den Düsen 2 zu leiten, und einem inneren Ende, das zu einer entsprechenden Öffnung 19 in den Wänden des Hauptreservoirs 9 hin öffnet.
Der vordere Teil des allgemein mit der Bezugsziffer 16a bezeichneten Reservoirs ist vorzugsweise frei, während der hintere Teil 16b von einer absorptionsfähigen Masse (als Spitze bezeichnet) eingenommen wird, die durch Kapillarität absorbiert, wodurch die im Inneren des Hauptreservoirs 9 enthaltene Tinte allmählich zur vorderen Kammer 16a transportiert wird. Zu diesem Zweck umfaßt das Reservoir 9 gewöhnlich einen im vorderen Teil befindlichen Schwamm 20, der zum Modul 5 hin gerichtet ist und sich in Kontakt mit der Spitze befindet, die sich in der Kammer 16b befindet, und ein Tintennachfüllvolumen 21, das über ein Filtersystem 22 von dem Schwamm 20 getrennt ist. Ein analoges Filtersystem 23 ist fest zwischen der Spitze in der Kammer 16b und der vorderen Kammer 16a des Reservoirs jedes Moduls 5 angeordnet.
Komplementäre Nut- und Federausbildungen (oder ähnliche Elemente) sind mit der Bezugsziffer 24 bezeichnet und lassen es zu, daß das Hauptreservoir 9 der Vorrichtung (das mehreren Modulen 5 gemeinsam ist und periodisch wie Nachfüllpatronen aufgefüllt werden soll) genau mit den einzelnen Reservoirs 16 jedes Moduls 5 verbunden wird.
Die beiden Lösungen gemäß den Fig. 1 und 3 sind vom Konzept her in bezug auf die Art der Module 5 und das Verfahren identisch, mit dem sich auf der Platte oder dem Rahmen 3 monitiert werden.
Im Falle der Lösung gemäß Fig. 1 wird jedes Modul 5 in der Praxis durch einen Stab gebildet, der quer über den Rahmen 3 verläuft und an beiden Enden Kontaktelemente Sa trägt, die an die Stifte 8 der PCBs 6 angeschlossen werden sollen. Gemäß der Lösung von Fig. 1 ist der flache Teil jedes Moduls 5 vorzugsweise gemischtlinear ausgestaltet, um das Verbinden der verschiedenen Module 5 zu einer abwechselnden Folge von Modulen 5 zu ermöglichen, die in Öffnungen 4 in zwei gegenüberliegenden Reihen in einer allgemeinen Zickzack-Anordnung in entgegengesetzte Richtungen zeigen. In diesem Fall nimmt das Reservoir 16 eine im wesentlichen mittlere Position in dem jeweiligen Modul ein (obwohl es tatsächlich exzentrisch ist, um eine abwechselnde Verbindung der verschiedenen Module 5 zu ermöglichen).
In der Lösung nach Fig. 3 andererseits nimmt das Reservoir 16 eine laterale Position oder vorzugsweise eine Endposition in bezug auf das entsprechende Modul 5 ein. In diesem Fall sind die Kontaktelemente 8a auf einer einzigen Seite (der Außenseite in bezug auf das Modul 5 in der fertig montierten Anordnung) vorgesehen.
Aus dem oben Gesagten geht deutlich hervor, wie die die Erfindung ausgestaltende Lösung die im einleitenden Teil der Beschreibung beschriebenen Probleme und Schwierigkeiten auf ausgezeichnete Weise überwindet.
Die einzelnen Module 5 können so hergestellt und montiert (gemäß dem Stand der Technik) werden, daß sie in bezug auf ihre elektrischen Eigenschaften und ihre hydraulischen Eigenschaften geprüft werden können, bevor sie zu der modularen Struktur zusammengebaut werden. Der elektrische Betrieb wird mit dem Stand der Technik mit Hilfe von Prüfsignalkonfigurationen an den Anschlußklemmen 8a und/oder anderen elektrischen Anschlußklemmen geprüft, die für die Vorrichtung zugängig sind.
Um das Prüfen auch vom hydraulischen Standpunkt her im Reservoir 16 in Verbindung mit jedem Modul und insbesondere wenigstens in der Kammer 16a zu ermöglichen, wird eine bestimmte Menge Tinte eingeleitet. Das Reservoir 16 wird vorzugsweise auf eine an sich bekannte Weise mit vakuumgesteuerter Nachfülltechnik gefüllt.
An dieser Stelle ist es durch Anlegen spezieller Steuersignale an die Anschlußklemmen 8a (und/oder die Steuereinheiten 18) möglich, die verschiedenen thermischen Tintenstrahlmodule zu aktivieren, die in Übereinstimmung mit den Düsen 2 angeordnet sind, um so zu prüfen, ob ein Ausstoß korrekt erfolgt, und um möglicherweise Module 5 zurückzuweisen, deren Leistung nicht als zufriedenstellend angesehen wird.
Es ist somit möglich, die verschiedenen Module 5 an dem Rahmen 3 zu montieren.
Zu diesem Zweck wird jedes Modul 5 in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Loch 4 montiert und dringt so in einen jeweiligen profilierten Teil (der vorzugsweise durch das Reservoir 16 selbst gebildet wird) im Inneren des genannten Loches 4 ein.
Die verschiedenen Module 5 werden vorzugsweise mit Roboterhilfe im unteren Teil des Rahmens 3 zusammengebaut, und die Ausrichtung zwischen den Modulen 5 wird durch ein visuelles System in bezug auf die Position der Anordnung von Düsen gewährleistet, wobei jedes Modul 5 dann an dem Rahmen 3 befestigt wird.
Die Module 5 werden vorzugsweise mit Hilfe eines thermoplastischen Klebstoffs am Rahmen 3 befestigt, so daß eventuell ein Modul herausgenommen und ausgewechselt werden kann, das aus irgendeinem Grund (obwohl davon ausgegangen wird, daß ein solcher Fall recht unwahrscheinlich ist) beschädigt ist und in der fertigen Vorrichtung nicht perfekt funktioniert. Wie angegeben, wird durch die Möglichkeit, jedes Modul 5 sowohl in bezug auf die elektrischen Eigenschaften als auch in bezug auf die hydraulischen Eigenschaften vorher zu testen, diese Eventualität auf ein Minimum reduziert. Der Zusammenbau der Vorrichtung wird dadurch abgeschlossen, daß das Reservoir 9, das die jeweiligen Reservoirs 16 der verschiedenen Module 5 gemäß den oben beschriebenen Kriterien in Übereinstimmung mit der Rückseite der Platte 3 versorgen soll, montiert wird.
Natürlich können ohne Beeinträchtigung des Prinzips der Erfindung die Merkmale und Ausgestaltungen beträchtlich von den beschriebenen und illustrierten abweichen, ohne daß dies über den Umfang der vorliegenden Erfindung hinausginge.

Claims

1. Parallele Tintenstrahldruckvorrichtung, umfassend:

eine Mehrzahl von Druckmodulen (5) mit Düsen (2) für den Tintenausstoß;

elektrisches Steuermittel (18) zum selektiven Steuern des genannten Tintenausstoßes aus den genannten Düsen; und

jeweilige Reservoire (16) in jedem Modul aus der genannten Mehrzahl von Modulen (S) zur Aufnahme einer Tintenfüllung,

dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner einen Rahmen (3) mit Öffnungen (4), auf dem die genannten Druckmodule (5) montiert sind, und ein Hauptreservoir (9) für die genannte Tinte umfaßt, das mit dem genannten Rahmen gekoppelt ist, wobei das genannte Hauptreservoir (9) ein poröses Element (20) umfaßt, das mit der genannten Tinte vollgesogen ist, und wobei die genannten jeweiligen Reservoire (16) eine absorptionsfähige Dochtmasse (16b) umfassen, die mit dem genannten porösen Element in Kontakt kommt, wenn das genannte Hauptreservoir mit dem genannten Rahmen gekoppelt ist, so daß die genannte Tinte durch Kapillarität von dem genannten Hauptreservoir zu den genannten jeweiligen Reservoiren übertragen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte elektrische Steuermittel (18) den Ausstoß der genannten Tinte durch die thermische Generation von Blasen in der genannten Tinte steuert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte Hauptreservoir (9) selektiv von dem genannten Rahmen (3) entfernt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem die genannten Module (5) mit Hilfe eines Thermoplast-Klebstoffs auf dem genannten Rahmen (3) montiert sind, wodurch die genannten Module selektiv von dem genannten Rahmen entfernt werden können.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das genannte elektrische Steuermittel (18) zum Steuern des Ausstoßes von Tinte durch die genannten Düsen auf den genannten Modulen (5) montiert ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die genannte absorptionsfähige Dochtmasse (16b) teilweise einen Hohlraum ausfüllt, der durch profilierte Wände der genannten jeweiligen Reservoire (16) definiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten profilierten Wände mit den genannten Öffnungen (4) des genannten Rahmens (3) gekoppelt werden sollen.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Modul aus der genannten Mehrzahl von Modulen (5) wenigstens einen jeweiligen profilierten Teil zum Ankuppeln an eine jeweilige der genannten Öffnungen (4) in dem genannten Rahmen (3) umfaßt, wobei die genannten, von den genannten Modulen getragenen Tintenausstoßdüsen aufeinander fluchten.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten jeweiligen Reservoire (16) wenigstens teilweise den genannten wenigstens einen jeweiligen profilierten Teil bilden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Module (5) einen im wesentlichen flachen Teil (12) umfassen, der in der zusammengebauten Vorrichtung mit dem genannten Rahmen (3) im wesentlichen koexistent ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die genannten Steuereinheiten (18) auf dem genannten im wesentlichen flachen Teil (12) entsprechend der dem genannten Rahmen (3) gegenüberliegenden Fläche montiert sind.