KR19980079797A - 잉크젯 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 모듈 및 잉크젯 프린팅 방법 - Google Patents

잉크젯 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 모듈 및 잉크젯 프린팅 방법 Download PDF

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로날드 디 이세 스티븐
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롬니 데이비드 에스
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Abstract

잉크젯 프린트헤드의 보충을 제공하는 교체가능한 잉크 공급 모듈은 접이식 백(bag), 봉입 박스, 연결 튜브 및 온/오프(on/off) 밸브를 포함한다. 이 4개의 구성요소가 적하, 저장, 설치 및 동작중에 본래대로 남게되는 혼합 밀봉 시스템내로 통합된다. 접이식 백은 보호하는 봉입 박스의 내측에 배치되고, 연결 튜브의 하나의 단부에 영구적으로 부착된 단부 연결 출구를 가진다. 연결 튜브의 다른 단부가 잉크젯 프린트헤드의 입구 밸브와 주기적인 결합을 위하여 설계되는 영구적으로 부착된 온/오프 밸브를 지지한다.

Description

잉크젯 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 모듈 및 잉크젯 프린팅 방법
본 발명은 잉크젯 프린터/플로터에 관한 것으로, 특히 온-캐리지 프린트 카트리지 보충 시간을 감소시키고, 신뢰성있는 잉크 보충 체적을 보장하며, 프린트 카트리지 진공압을 설정하도록 편축 잉크 카트리지 저장소를 변형시키는 기술에 관한 것이다.
프린팅 시스템은 가요성 튜빙을 통하여 온-캐리지(on-carriage) 프린트 카트리지와 연결되는 오프-캐리지(off-carriage) 잉크 저장소를 사용하는 잉크젯 스워쓰 프린터/플로터에서의 스프링 백 저장소의 연속적인 보충(continuous refill of spring bag reservoir in an ink-jet swath printer/plotter)이라는 명칭의 특허 출원이 공통으로 양도되어 설명되고 있다. 오프-캐리지 저장소가 온-캐리지 프린트 카트리지의 내부 저장소내에 잉크의 공급을 보충하고, 고도의 프린트 품질을 초래하는 범위내로 후방 압력을 유지한다. 이 시스템은 많은 이점을 가지고 있는 한편, 튜빙을 거쳐 오프-캐리지 및 온-캐리지 저장소의 상당히 영구적인 연결이 바람직하지 않은 다소의 출원이 있다.
프린터/플로터를 위한 새로운 잉크 전달 시스템(IDS)이 개발되어 있고, 프린트 카트리지의 온-캐리지 스프링 저장소가 테이크 어 걸프(take a gulp)로 오프-캐리지 저장소에 단지 주기적으로 연결되고, 다음에 오프-캐리지 저장소로부터 연결되지 않게 된다. 온-캐리지 및 오프-캐리지 요소를 영구적으로 연결하는 튜빙은 필요가 없게 된다. 상술한 명세서는 이러한 새로운 잉크 전달 시스템의 소정의 특징을 설명한 것이다.
본 발명은 이러한 새로운 오프-캐리지, 테이크 어 걸프 잉크 전달 시스템의 수행을 최적화하는 것이다. IDS의 이러한 형태에 있어서, 진공압을 제공하는 내부 스프링의 사용하는 펜 캐리지가 스캐닝 캐리지 축에 편향되어 위치되는 잉크 저장소와 주기적으로 연결된다. 가득한 펜 카트리지가 시작하면, 프린터는 잉크의 총양이 사용되어 모니터링되는 동안 플롯(plots)의 다양함을 프린트할 것이다. 잉크의 일정 양이 분배된 후에, 펜 캐리지가 잉크 공급을 위해 보충 스테이션으로 이동된다. 보충 스테이션에 있어서, 밸브가 펜내로 결합되며, 따라서 잉크 저장소가 펜 카트리지에 연결되고, 잉크가 자유로이 유동하도록 경로를 개방한다. 단지 펜 카트리지내에 나타나는 진공압을 사용하여, 잉크가 저장소로부터 펜내로 당겨지게 된다(pulled).
잉크젯 프린트헤드의 보충을 제공하기 위해 교체가능한 잉크 공급 모듈이 접이식 백, 봉입 박스, 연결 튜브 및 온/오프 밸브를 포함한다. 이러한 4개의 구성요소가 적하, 저장, 설치 및 동작중에 본래대로 남게되는 복합 밀봉 시스템내로 통합된다. 접이식 백이 보호하는 봉입 박스의 내부에 배치되고, 연결 튜브의 일측 단부에 영구적으로 부착되는 단부 연결 출구를 가진다. 연결 튜브의 타측 단부가 잉크젯 프린트헤드의 입구 밸브와 주기적인 결합을 위해 설계되는 영구적으로 부착되는온/오프 밸브를 지지한다.
도 1은 본 발명을 사용하는 큰 형식 프린터/플로터 시스템의 개략도,
도 2는 보충 스테이션을 도시하는 도 1의 시스템의 일부의 확대도,
도 3은 프린터 캐리지 및 보충 스테이션을 도시하는 평면도,
도 4는 도 1의 시스템에서 사용가능한 잉크젯 프린터 캐리지의 개략도로서, 보충 플랫폼 하우징부, 니들 밸브 및 공급 튜브를 갖는 분해도,
도 5는 도 4의 선 5-5를 따라 절개한 단면도로서, 프린트 캐리지상의 보충 포트에 대한 분리 위치에서 밸브 구조체를 도시하는 도면,
도 6은 도 5와 유사한 단면도이되, 프린트 캐리지의 보충 포트에 대한 결합 위치에서 밸브 구조체를 도시하는 도면,
도 7은 도 6의 선 7-7을 따라 절개한 단면도로서, 보충 스테이션에서 보충 소켓내에 밸브를 잠그기 위한 니들 밸브의 구조체와 잠김 구조체를 도시하는 도면,
도 8은 해제된 위치에서의 잠김을 도시하는 도 7과 유사한 단면도,
도 9는 어떤 밸브도 장착되지 않은 밸브 구조체를 이동하기 위한 장치를 도시하는 확대도,
도 10은 본 발명에 통합되는 오프-캐리지 잉크 공급 모듈을 도시하는 도면,
도 11은 밸브 구조체와 결합되는 복수의 오프-캐리지 잉크 공급 모듈을 도시하는 개략도,
도 12는 프린트 카트리지와 분리 위치에서 밸브 구조체를 이동하기 위한 장치를 도시하는 세부 측면도,
도 13은 프린트 카트리지와 결합된 위치에서 밸브 구조체를 이동하기 위한 장치를 도시하는 세부 측면도,
도 14a 및 도 14b는 본 발명에 결합된 서비스 스테이션 모듈의 각각의 개략도와 측면도,
도 15는 도 14a 및 도 14b의 서비스 스테이션 모듈을 제거가능하게 장착하기 위한 캐리지의 등각도,
도 16은 프린트 구역을 가로질러 이동하는 캐리지의 개략도,
도 17은 분리된 위치에서 밸브 구조체를 갖는 보충 스테이션에서의 위치에서 도 16의 캐리지를 도시한 도면,
도 18a 및 도 18b는 각각 폐쇄 및 개방 위치에서 보충 스테이션 및 서비스 스테이션 도어를 갖는 프린터를 도시한 도면,
도 19는 단일 패키지로 일체화되는 본 발명(프린트 카트리지, 잉크 공급 모듈 및 서비스 스테이션 모듈)의 통합식 잉크 전달 시스템 구성요소를 도시하는 분해 개략도,
도 20은 본 발명의 프린트 카트리지를 교체하기 위한 6개의 전형적인 단계를 도시하는 도면,
도 21은 본 발명의 잉크 공급 모듈을 교체하기 위한 5개의 전형적인 단계를 도시하는 도면,
도 22는 본 발명의 서비스 스테이션 모듈을 교체하기 위한 5개의 전형적인 단계를 도시하는 도면,
도 23은 도 10의 오프-캐리지 잉크 공급 모듈의 저면도,
도 24는 부착된 부착된 단부 연결 출구를 갖는 잉크 공급 모듈내에 통합된 접이식 잉크 백의 평면도,
도 25는 도 10의 오프-캐리지 잉크 공급 모듈의 정면도,
도 26은 잉크 공급 모듈의 배면도,
도 27a 및 도 27b는 단부 연결 출구를 도시하는 각각의 내측 및 외측의 확대 등각도,
도 28은 잉크 백 어댑터의 확대 평면도,
도 29는 잉크 백의 외부에서 바라본 것과 같은 잉크 백 어댑터의 확대 단부도(end view),
도 30은 잉크 백 어댑터의 확대 단면도,
도 31은 잉크 공급 모듈을 위한 다이아몬드형 단부 캡의 확대 단부도,
도 32는 설치 전에 다이아몬드형 단부 캡을 도시하는 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
50 : 프린터/플로터 52 : 하우징
54 : 스탠드 56, 58 : 커버
60 : 캐리지 조립체
본 발명의 이러한 다른 특징과 이점은 첨부 도면에서 도시되는 바와 같이 본 발명의 전형적인 실시예의 다음의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.
본 발명의 전형적인 적용은 큰 형식 프린팅(LFP) 적용을 위한 스워쓰 플로터/프린터에 있다. 도 1은 열의 잉크젯 큰 형식 프린터/플로터(50)의 사시도이다. 프린터/플로터(50)가 좌측 및 우측 커버(56 및 58)과 함께 스탠드(54)상에 장착되는 하우징(52)을 포함한다. 캐리지 조립체(60)는 커버(58) 하측에 가상선으로 도시되는 캐리지 바를 따라 상호 이동을 위해 적합하게 된다. 용지와 같은 프린트 매체는 매체 축 구동 장치(도시하지 않음)에 의해 수직 또는 매체 축을 따라 위치설정된다. 기술에서 공통인 바와 같이, 매체 구동 축이 'x'축으로 나타나고, 캐리지 스캔 축이 'y'축으로 나타난다.
도 3은 캐리지 조립체(60)와 보충 스테이션의 개략적이 기술의 평면도이다. 캐리지 조립체(60)는 슬라이더 로드(94A, 94B)상에 미끄러진다. 수평 또는 캐리지 스캔 축을 따라 캐리지 조립체(60)의 위치가 인코더 스트립(92)에 대해 캐리지 위치 장치에 의해 결정된다. 캐리지 위치 장치는 캐리지 조립체에 부착되어 벨트(96)를 구동하는 캐리지 위치 모터(404)(도 15)를 구비한다. 스캔 축을 따라 캐리지 조립체의 위치가 인코더 스트립의 사용에 의해 정밀하게 결정된다. 옵티컬 인코더(406)(도 15)가 캐리지 조립체상에 배치되고, 최적의 이미지 등록과 정확한 캐리지 위치를 얻도록 사용되는 캐리지 위치 신호를 제공한다. 적절한 캐리지 위치의 추가의 세부사항이 상기 참조된 '975 출원서에 제공된다.
프린터(50)는 내부 스프링 백 저장소내에 각각의 상이한 색깔의 잉크, 예를 들면 검정색, 노란색, 자홍색 및 청록색 잉크를 저장하는 4개의 잉크젯 프린트 카트리지(70, 72)를 구비한다. 캐리지 조립체(60)가 y축을 따라 매체에 관하여 이동되어, 잉크젯 카트리지내에 선택된 노즐이 작동되고, 매체에 적용된다.
캐리지 조립체(60)가 프린트 카트리지(70 내지 76)를 위치설정하고, 카트리지내에 히터 회로로 인터페이스를 위해 요구되는 회로를 유지한다. 캐리지 조립체는 전방 및 후방 슬라이드(92A, 92B)상에 상호 이송을 위해 적합한 캐리지(62)를 구비한다. 캐리지가 밀폐된 팩 구조체내에 고정되고, 새로운 펜으로 교체를 위해 캐리지로부터 각기 선택적으로 제거될 수도 있다. 캐리지는 카트리지 격벽을 규정하는 한쌍의 대향 측벽 및 이격된 짧은 내측 벽을 구비한다. 캐리지 벽이 고형의 엔지니어링 플라스틱으로 제조된다. 카트리지의 프린트 헤드가 프린트 매체를 향하는 카트리지 격벽내로 개구를 관통하여 드러난다.
상술한 바와 같이, 많은 색깔의 프린팅 및 플로팅은 개별적인 카트리지로부터의 색깔이 매체에 사용되는 것이 요구된다. 이것은 내측 카트리지 저장소로부터 잉크의 고갈을 야기한다. 프린터(50)는 프린팅 시스템의 잉크 전달 요구에 응하도록 4개의 테이크 어 걸프(take-a-gulp) IDS를 구비한다. 각각의 IDS는 오프-캐리지 잉크 저장소, 온-캐리지 프린트 카트리지 및 헤드 클리너인 3개의 구성요소를 구비한다. 잉크 저장소는 부착된 짧은 튜브 및 보충 밸브를 갖는 잉크의 백 보유 350㎖를 구비한다. 목적에 적절한 잉크 저장 백의 세부사항이 에릭 코이너 등(Erich Coiner et al.)에 의해 복수개의 교체가능한 잉크 공급 백과 함께 네스팅을 위한 공간 효과 봉입물(space-efficient enclosure shape for nesting together a plurality of replaceable ink supply bags)라는 명칭의 출원 계류중인 고유 번호 재＿호, 고객 도켓 번호 제 10960326 호에서 제공된다. 이 저장소는 프린터의 좌측 핸들 측면[좌측 하우징(58)의 도어 후방]상에 끼위지고, 후술하는 바와 같이, 밸브는 좌측 도어 후방에 보충 아암(170)에 부착된다. 이러한 전형적인 실시예에서 프린트 카트리지는 그것이 보충되는 것을 통하여 오리피스를 갖는 300-노즐, 600dpi 프린트헤드를 구비한다. 헤드 클리너는 프린트헤드, 프린트헤드의 페이스를 닦도록 사용되는 와이퍼, 캡(사용하지 않을 경우 프린트헤드를 보호하도록 사용됨)을 서비싱(servicing)하고 구경 측정(calibrating)할 경우 사용되는 잉크를 찾기 위해 타구를 구비한다. 이 구성요소는 소정의 색깔을 위해 IDS를 함께 포함하며, 사용자에 의한 세트와 같이 교체된다.
각각의 구성요소의 적절한 위치는 색깔에 의해 적절하게 일체가 된다. 그 구성요소를 받아들이는 프레임상에 그것과 함께 교체된 구성요소상의 색깔과 정합하는 것이 그 구성요소의 적절한 위치를 보장할 것이다. 모든 3개의 구성요소가 동일한 목적으로, 전형적인 실시예로써, 가장 외쪽의 노란색 구성요소와, 중앙 좌측의 청록색 구성요소와, 중앙 우측의 자홍색 구성요소와, 가장 우측 위치의 검정색 구성요소로 될 것이다.
잉크 전달 시스템은 테이크 어 걸프 잉크 보충 시스템이다. 시스템은 프린트 카트리지 내측 저장소의 잉크 체적이 한계값 아래로 떨어질 경우 유사하게 모든 4개의 프린트 카트리지(70 내지 76)를 보충한다. 보충 시퀀스는 프린트 카트리지 저장소 잉크 체적이 한계 아래로 떨어지도록 야기되는 프린트의 완결 후에 즉시 시작하며, 다음에 프린트는 보충을 위해 결코 중단되지 않을 것이다(소정 색깔의 잉크가 5cc보다 많이 사용되는 장축 프린트로 사용되는 경우는 제외함).
'975 출원서는 연속적인 보충에 적합한 부압, 스프링 백 프린트 카트리지를 설명한다. 도 4 내지 도 8은 '975 출원서에서 설명하는 카트리지와 유사한 잉크젯 프린트 카트리지(100)를 도시한 것이나, 카트리지의 파지시에 자동 밀봉 보충 포트의 추가에 의해 주기적인 보충에 적합하다. 카트리지(100)는 도 1의 시스템의 카트리지(70 내지 76)를 도시한다. 카트리지(100)가 잉크를 저장하기 위한 내측 저장소(104)를 밀폐하는 하우징(102)을 구비한다. 잉크젯 노즐을 갖는 프린트헤드(106)가 하우징에 장착된다. 프린트헤드는 잉크를 저장소(104)로부터 수용하고, 프린팅 작동중에 프린트 캐리지를 따라 후방 및 전방으로 스캔하는 동안에 잉크 비말을 분출한다. 돌출 그립(108)이 잉크젯 프린터내에 프린트 캐리지로부터 편리한 설치와 제거를 가능하도록 하우징으로부터 연장한다. 이 그립은 하우징의 외측 표면상에 형성된다.
도 5 내지 도 8은 그립(108)의 추가의 세부사항을 도시한 것이다. 그립이 저장소(104)와 소통하는 원통형 포트(114)의 대향하는 측면상에 2개의 접속기(110, 112)를 구비한다. 포트는 일래스토메릭(elastomeric)재료로 형성된 격막(116)에 의해 밀봉된다. 격막(116)이 그안에 형성된 작은 개구(118)를 가진다. 그것의 포트(114)를 갖는 그립이 도 1의 시스템의 저장소(80 내지 86)중 하나와 같이 니들 밸브 구조체(120)와 주기적으로 결합되도록 설계된다. 도 5는 포트(116)와 인접한 그러나 결합되지 않은 밸브 구조체(120)를 도시한 것이다. 도 6은 포트와 완전히 결합된 밸브 구조체(120)를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 구조체(120)가 페쇄된 원위의 단부를 갖으나, 그안에 단부와 인접하게 형성된 복수의 개구(124)를 갖는 중공형 니들(122)을 포함한다. 슬라이딩 밸브 칼라부(128)가 니들 둘레에 팽팽하게 끼워지고, 도 5에 도시되는 밸브 폐쇄 위치로 스프링(126)에 의해 바이어스된다. 구조체(120)가 포트(116)에 대해 가압될 경우, 칼라부가 니들의 길이로 가압되며, 도 6에 도시되는 바와 같이, 니들 팁이 포트 개구(118)내로 미끄러지도록 허용하게 된다. 이 위치에서, 잉크가 저장소(104)와 튜브(130) 사이의 니들 개구(124)를 통하여 유동할 수 있다. 따라서, 카트리지(100)가 도면 번호(120)와 같은 밸브 구조체를 거쳐 오프-캐리지 잉크 저장소와 결합되며, 유체 경로가 프린트 카트리지와 오프-캐리지 저장소 사이에 설치된다. 잉크는 오프-캐리지 잉크 저장소 사이에서 카트리지 저장소(104)로 유동할 수 있다. 구조체(120)가 핸들(108)로부터 멀리 당겨질 경우, 밸브 구조체(120)가 칼라부(128)상에 작동하는 스프링(126)으로 말미암아 자동적으로 폐쇄된다. 개구(118)가 재료(116)의 탄성으로 인하여 쉽게 폐쇄되므로써, 프린트 카트리지용 자동 밀봉 보충 포트를 제공할 것이다.
도 4 내지 도 8은 밸브(120)를 소켓(174)에서 보충 아암(170)내로 해제가능하게 잠기도록 록킹 구조체(172)를 도시한 것이다. 구조체(172)가 밸브 본체(120A)의 외측 하우징에 대해 결합되는 록킹 표면(172B)(도 5)을 가진다. 구조체가 일체식 스프링 부재(172A)(도 7 및 도 8)에 의해 록킹 위치내로 바이어스된다. 외력을 점(170C)(도 7 및 도 8)에서 구조체(170)상으로 가하는 것에 의해 스프링이 압축되며, 밸브 본체와 결합하지 않는 표면(172B)이 이동하고, 밸브가 보충 아암 소켓(174)의 외부로 당겨지도록 허용하게 된다. 이 해제 잠김 구조체가 유닛과 같이 신속히 교체되도록 밸브 및 저장소를 가능하게 한다.
프린트 카트리지(70 내지 76)가 부압 스프링 백 잉크 전달 시스템을 이용하는 단일의 챔버 본체를 각기 포함하며, 특히 '975 출원서에 설명된다.
도 1의 전형적인 시스템에 있어서, 보충 플랫폼(150)이 도 2에 도시되는 바와 같이 프린터(50)의 좌측 하우징내에 있다. 4개의 오프-캐리지 잉크 저장소(80 내지 86)가 프랫폼(150)상에 지지된다. 짧은 가요성 튜브(150, 152, 154 및 156)가 보충 스테이션 하우징(170)에 지지되는 대응하는 저장소(80 내지 86)와 니들 밸브 구조체(160, 162, 164 및 166) 사이에 연결된다. 이 니들 밸브 구조체가 도 4 내지 도 8의 밸브 구조체(120)와 각각 대응한다.
보충 플랫폼(150)은 4개의 저장소를 유지하는 엘리베이터이며 상측 및 하측으로 이동될 수 있다.
보충을 실시하기 위하여, 4개의 오프-캐리지 저장소(80 내지 86)가 짧은 오프 밸브(160 내지 166)를 거쳐 대응하는 프린트 카트리지(70 내지 76)와 연결되는 보충 스테이션으로 이동된다. 저장소의 연결이 도 3 , 도 12 및 도 13에 도시되는 바와 같이, 밸브 구조체 및 보충 스테이션 하우징(170)이 장착되는 레버(202)를 전진시키는 스텝퍼 모터(200)를 회전시키는 것에 의해 성취된다. 보충 포트와 결합 및 분리하는 밸브를 이동하기에 적절한 시스템이 이그내셔 올라재블 등(Ignacio Olazabal)에 의해서, 다수의 프린트헤드를 갖는 잉크 공급 밸브의 주기적인 자동 연결용 장치(apparatus for periodic automated connection of ink supply valves with multiful printheads)라는, 계류중인 출원 번호 제＿호, 고객 도켓 번호 제 6096023 호에서 보다 상세히 설명된다. 밸브가 프린트 카트리지의 보충 포트내에 결합될 경우, 잉크가 그 안에 약간의 진공압(후측 압력)으로 인하여 프린트 카트리지 저장소내로 당겨진다. 이 후측 압력이 감소되어 잉크 체적을 증가시키는 것으로 공지되어 있다. 이것은 보다 많은 잉크가 프린트 카트리지내로 유입되는 것처럼 후측 압력이 프린트 카트리지가 추가의 잉크를 카트리지로부터 더 이상 당기지 못하며 보충이 멈추는 점에서 감소시키는 자동 조절 보충 처리를 초래한다. 잉크 유동이 멈추는 압력이 프린트 카트리지 및 오프-캐리지 저장소를 오프셋팅(offsetting)하는 거리에 의해 조절된다. 저장소가 위치되는 프린트 카트리지의 가장 아래에서, 프린트 카트리지에서 최종의 압력이 보다 크게 되고, 프린트 카트리지 내측 저장소에서 더 낮은 잉크의 체적을 초래한다.
도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명은 잉크 공급 튜브가 프린팅 작동중에 캐리지상에 카트리지와 항상 연결되도록 남게되는 전형적인 오프-캐리지 잉크 시스템으로부터 초래되는 견인력 및 간섭으로 인하여 다시 설계되는 캐리지의 사양을 요구하지 않는다. 반면에, 도면에서 도시되는 캐리지가 그위에 어떤 공급 튜브 연결도 없이 프린트 구역을 가로질러 후방 및 전방으로 이동할 수 있다. 더욱이, 캐리지상에 직접 장착된 교체가능한 보충의 잉크 공급기를 통상적으로 갖게 되는 추가의 캐리지 질량을 설명할 필요가 없게 된다.
프린트 카트리지 충전 포트와 오프-캐리지 잉크 공급 밸브 사이의 보충 스테이션에서 주기적인 결합/분리를 제공하는 장치의 추가되는 세부사항이 다음에 설명될 것이다. 도 9, 도 12, 도 13 및 도 17을 참조하면, 잉크 공급 밸브를 고정하는 브래킷이 기어가 회전하여 프린트 카트리지상에 그들과 각각 보충 포트를 갖는 공급 밸브의 결합 위치와, 분리의 위치 사이에 후방 및 전방으로 기어 아암(212)을 이동하는 모터(200)를 지지한다. 캐리지상에 제 2 복원 아암(215)뿐만 아니라 브래킷상의 제 1 복원 아암(214)도 요구되는 필요한 억제력을 제공하므로써 캐리지내에 그들의 정밀한 위치를 다르게 배치시키는 카트리지상에 과도한 응력을 최소화시킨다. 결합/분리의 시작 및 말단 점이 옵티컬 센서(216)에 의해 규정된다.
본 발명의 최근의 바람직한 실시예에 있어서, 모든 4개의 잉크 공급 밸브는 개별적인 록킹 버튼(219)에 의해 그들의 구멍(218)내에 고정된 위치에서 고정되는 유닛처럼 함께 이동되며, 이 개별적인 록킹 버튼은 분배된 IDS의 기대되는 수명이 잉크의 특별한 색깔을 위해 끝날 때마다 분리되게 배치되도록 각각의 밸브를 허용한다. 교체가 요구될 경우, 화살표 형상의 오리엔테이션 키(222)가 밸브 핸들(226)을 통하여 용이한 수동식 조작에 의해 정합 오리엔테이션 슬롯(orientation slot)(224)과 함께 결합시킨다.
각각의 칼라 잉크를 위한 유일한 좁은 교체가능한 서비스 스테이션 모듈(230)은 IDS의 중요한 부분이다. 도 14a, 도 14b 및 도 15를 참조하면, 이러한 서비스 스테이션 모듈이 하나의 단부상에 돌출 핸들(232)과, 모듈의 상측상의 비교적 작은 구역내에 함께 결합되는 한 그룹의 프린트헤드 서비스 구성요소를 포함한다. 하나의 단부에서는 이중의 와이퍼(234)이고, 다른 곳에서는 매개의 위치에서 노즐 판 캡(236)을 갖는 타구(238)이다. 모듈에서 외측의 프라이머 포트(240)는 캡(236)에 내부 경로를 통하여, 진공 공급원에서 원형의 실(242)을 통해 대향하는 방향으로 연결된다. 서비스 스테이션 캐리지(251)가 각각의 서비스 스테이션 모듈(또는 때때로 프린트헤드 클리너로 일컬음)을 위한 분리 슬롯(244, 246, 248 250)을 구비한다.
스프링 부하 자료 시스템이 서비스 스테이션 캐리지내에 용이하게 그러나 정밀하게 위치설정되도록 서비스 스테이션 모듈을 위해 제공된다. 각각의 슬롯의 상측부를 따르는 것은 모듈의 양쪽 상측 에지부를 따르는 대응하는 데이텀 릿즈(254)를 결합하는 z-데이텀 릿즈(254)이다. 스프링 아암(260)을 상측으로 바이어스하는 것은 이 데이텀 표면을 따라 팽팽히 끼우는 것을 보장한다. 수평의 위치설정이 모듈상에 정합 스톱(258)에 걸쇠를 거는 작용의 한쌍의 돌출 코너에 의해 각각의 슬롯에 제공된다. 요구되지는 않지만, 바이어스 아암(262)이 각각의 슬롯의 후방 벽내에 사용될 수도 있다.
도 10은 설치 전에 잉크 공급 모듈의 기초 외부 구조체를 도시한 것이고, 도 11은 밸브 브래킷상에 수동으로 설치되는 그들의 밸브를 갖는 프린터상에 보충 플랫폼상에 함께 그룹을 이루는 그러한 4개의 모듈을 도시한 것이다.
도 18a 도 18b는 IDS의 3개의 기초 구성요소 부분의 교체를 위해 요구되는 도달 가능성을 도시한 것이다. 프린터 유닛의 전방은 통상적으로 롤 이송 유닛(270), 제어 패널(272) 및 길다란 프레임 부재(275)에 인접한 프린트 구역 접속 도어(274)를 구비한다. 서비스 스테이션이 캐리지 스캔 축의 우측 단부와, 대향하는 단부에 보충 스테이션(278)에 위치설정된다. 도면 번호(280)에 지시되는 것과 같은 단순한 마찰 랫치가 도면 번호(281)과 같은 피봇 힌지상에 장착되는 적절한 폐쇄를 보장하도록 제공된다. 푸시 판(284)이 서비스 스테이션 도어(282)의 폐쇄를 위해 서비스 스테이션 모듈에 장착되는 어떤 불완전하게 위치설정되도록 접촉하고 돕는다. 유사한 도어(286)가 프린터의 통상의 동작중에 보충 스테이션을 폐쇄한다. 보충 스테이션이 공급 플랫폼과, 플랫폼으로부터 캐리지 장착 프린트헤드로의 접속 구멍(288)을 구비한다.
설치 순서는 이하 도 19 내지 도 22에 연속적으로 설치될 것이다. 잉크 전달 시스템이 새로운 프린트 카트리지(291A), 플라스틱 저장 백(295)내에 새로운 서비스 스테이션 모듈(293A) 및 새로운 잉크 공급 모듈(296A)을 고정하는 카튼(290)내에 유닛과 같은 적절한 패키지형이다. 도 20의 도면의 자동 설명적인 배열에서 도시되는 바와 같이, 오래된 프린트 카트리지(293B)가 새로운 것으로 용이하게 제거 및 교체된다. 도 21의 도면의 자동 설명적인 배열에서 도시되는 바와 같이, 고갈된 잉크 공급 모듈(296B)이 화살표(302)에 의해 도시되는 것처럼 잉크 도어를 제일 먼저 개방하는 것에 의해 어려움없이 제거되고, 다음에 화살표(304)에 의해 도시되는 것처럼 잠김 버튼상에서 아래로 당기며, 이와 동시에 화살표(306)에 의해 도시되는 것처럼 밸브의 바깥으로 당겨진다. 고갈된 잉크 모듈(296B)이 새로운 잉크 공급 모듈(296A)로 교체될 것이다. 최종적으로, 도 22의 도면의 자동 설명적인 배열에서 도시되는 바와 같이, 접속 도어가 개방된 후에 사용자가 화살표(310)에 의해 도시되는 방향으로 핸들에서 아래로 당기므로써 오래된 서비스 스테이션 모듈(293B)를 제거하고, 다음에 화살표(312)에 이해 지시되는 바와 같은 방식으로 모두 바깥으로 당겨지고, 새로운 서비스 스테이션 모듈(293B)의 설치에 의해 따른다.
잉크 공급 모듈을 위한 유일한 형상 및 장착 기술에 관한 추가의 세부사항이 도 23 내지 도 31에 도시된다. 외부 봉입물(340)이 접이식 잉크 백(356)을 수용하는 다이아몬드형 단면 봉입물을 형성하도록 부분적으로 일그러진 대칭형 마분지 상자로부터 형성된다. 중요한 특징부는 외부 봉입물의 연결 에지부와 결합하도록 탭(344)을 갖는 단단한 플라스틱 다이아몬드형 단부 판(342)이다. 컷아웃(346)이 또한 단부 판으로부터 돌출부와 정합하도록 봉입물내에 제공된다. 어댑터(348)가 잉크 공급 구멍을 통하여 단부 출구로부터 연장하고, 잉크 공급 구멍은 그것이 봉입물의 내부를 고정할 경우(도 26에 도시함) 잉크 공급 백으로부터 잉크의 고갈을 편리하게 하는 오프-센터(off-center)이다.
잉크 공급 모듈의 추가의 세부사항이 금속 밴드(352)에 의해 팽팽한 연결 고정을 통하여 튜브의 일측 단부와 소통되는 백 및 단부 접속 연결 유닛(350)과 연결하는 어댑터(348)를 구비한다. 핸들(354)이 연결 유닛(350)상에 제공된다.
접이식 백(365)이 비어 있을 경우 편평해지는 백의 3개의 에지부 주위에 좁은 심(seam)(357)을 가진다. 넓은 심(358)은 어댑터(348)와 고정 연결을 제공한다. 다소 가득한 백의 유일한 위치설정이 조인트(361)를 따라 봉입물의 하나의 측면과 직접 연결을 가지며, 부착을 위해 절곡 삽입부(362)를 갖는 봉입물의 다이아몬드형 후방 단부(360)에 의해 제조된다. 잉크 공급 모듈의 칼라 코딩이 도 10의 모든 색깔의 역상에 도시되며, 밸브 브래킷의 오리엔테이션 슬롯(224) 둘레에 동일한 고형의 칼라 코딩을 부수적으로 정합한다.
잉크 보충 스테이션이 도 27 내지 도 31에 보다 상세히 도시된다. 베이스부(364)가 직립한 각도의 격벽(366)을 지지하되, 이 격벽은 각각의 상이한 잉크 공급 봉입물을 위해 분리된 슬롯 또는 구성요소(368)를 규정하여 사용한 공간 없이 편평한 접이식 잉크 공급 저장소의 이점을 얻도록 그들을 부분적으로 덮이는 유일한 둥우리 형상(nested fashion)으로 고정한게 된다. 전방 립은 설치가 완료되는 사용자에게 촉각의 피드백을 제공하는 한편, 또한 보충 시퀀스동안 고정 위치에서 저장소를 고정한다. 또한 낮은 하우징은 필요한 만큼 잉크 공급 플랫폼을 상승시키거나 또는 하강시키기 위한 모터 장치를 덮도록 제공된다. 상측 하우징(372)이 구성요소를 부분적으로 덮도록 제공된다. 전술한 격벽이 또한 제공되는 이 상측 하우징은 탭(374)을 관통하는 전방 구멍(373)과 후방 탭(376)을 관통하는 후방 구멍(375)에 부착되며, 후방 후크(377)의 스프링과 같은 파지 작용을 추가한다.
잉크 공급 모듈의 추가의 세부사항은 도 27a, 도27b, 도 28 내지 도 32에 도시되며, 고착된 신뢰성있는 추가의 잉크 공급 모듈이 본 발명의 목적에 대해 제공되는 것을 당업자라면 명확하게 될 것이다.
따라서 본 발명의 유일한 테이크 어 걸프 잉크 보충 시스템의 기본적이 특징부가 유일하게, 그러나 자동적인 잉크 보충을 통하여 의도하지 않은 프린팅을 위해 제공되는 각각의 단순한 방식이 제공된다는 것을 당업자라면 이해할 것이다. 더욱이, 모든 관련된 구성요소가, 특별한 공구의 필요 없이 그리고 특별한 서비스 요원을 부를 필요없이, 사용자에 의해 잉크의 특별한 색깔을 위해 교체할 수 있다. 그리고 잉크 공급 스테이션 공간의 효과적인 사용은 잉크 보충 플랫폼상에 잉크 모듈 봉입물의 유일한 네스팅 능력(nesting capabilities)으로부터 잉크의 정밀한 분배뿐만 아니라 용이한 도달 가능성을 허용한다.
본 발명의 바람직한 실시예가 도시되고 설명되는 한편, 본 발명은 다음의 청구 범위에 의해 규정되는 본 발명의 관점 및 범위내에서 다양한 변형이 가능하다는 것을 당업자라면 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 온-캐리지 프린트 카트리지 보충 시간을 감소시키고, 신뢰성있는 잉크 보충 체적을 보장하며, 프린트 카트리지 진공압을 설정하도록 편축 잉크 카트리지 저장소를 변형시킬 수 있다.

Claims (11)

  1. 잉크젯 프린트헤드에 잉크를 공급하기 위한 잉크 공급 모듈에 있어서, 일측 단부에 개구를 가지는 길다란 접이식 백과, 상기 접이식 백을 보호 및 지지하기 위한 바닥, 상측 및 측면 벽을 구비하는 상기 접이식 백을 고정하기 위한 봉입 박스와, 그 제 1 단부가 상기 접이식 백의 개구와 유체 연통하는 연결 튜브와, 상기 연결 튜브의 제 2 단부에 부착되며 통상 폐쇄 위치에 있는 온/오프 밸브를 포함하며, 상기 접이식 백, 연결 튜브 및 온/오프 밸브는 온/오프 밸브가 폐쇄 위치에 있는 경우 주변 대기로부터 밀봉되는 봉입 시스템을 형성하는, 잉크 공급 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 연결 튜브는, 잉크젯 프린트상에 잉크 공급 모듈을 설치하는 동안 절곡될 수 있도록 가요성 재료로 제조되는 잉크 공급 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 접이식 백의 상기 개구와 상기 연결 튜브의 상기 제 1 단부를 연결하기 위한 어댑터를 더 포함하는 잉크 공급 모듈.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 어댑터가 상기 접이식 백의 상기 개구와 연결하기 위한 제 1 레그와, 상기 연결 튜브의 상기 제 1 단부와 연결하기 위한 제 2 레그를 포함하는 잉크 공급 모듈.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제 2 레그는 튜브 방향으로 연장하고, 상기 제 1 레그는 백 방향으로 연장하며, 상기 튜브 방향은 상기 백 방향에 대해 소정 각도를 갖는 잉크 공급 모듈.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 봉입 박스는, 상기 개구를 갖는 상기 일측 단부를 제외하고는 상기 접이식 백을 완전히 둘러싸는 한 시트의 재료(a sheet of marerial)로 형성된 상기 바닥 벽, 천장 벽, 측면 벽 및 단부 벽을 포함하는, 잉크 공급 모듈.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 봉입 박스는 상기 접이식 백에 구멍을 뚫지 않고 상기 접이식 백 주위에 또는 상기 접이식 벽으로부터 결합되거나 또는 분리될 수 있는 잉크 공급 모듈.
  8. 캐리지내에 장착되며 입구 밸브를 갖는 프린트헤드를 사용하는 잉크젯 프린팅의 방법에 있어서, 잉크 공급 모듈에 잉크를 채우는 단계로서, 상기 잉크 공급 모듈은 튜브를 통하여 온/오프 제어 밸브에 연결되는 일측 단부에 개구를 갖는 길다란 접이식 백을 가지며, 상기 잉크는 상기 튜브를 통해 상기 백으로부터 통상 폐쇄 위치에 있는 상기 온/오프 제어 밸브로 자유롭게 이동가능한, 상기 잉크 공급 모듈에 잉크를 채우는 단계와, 상기 온/오프 제어 밸브를 상기 프린트헤드상의 상기 입구 밸브에 연결하여 잉크가 상기 백으로부터 상기 튜브를 통과하도록 상기 제어 밸브를 개방함으로써, 상기 채워진 잉크를 상기 프린트헤드에 전달하는 단계를 포함하는 잉크젯 프린팅의 방법.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 잉크 채움 단계에 의해 제공되는 잉크의 체적이 프린트헤드의 잉크 용적보다 크므로써, 상기 온/오프 밸브가 폐쇄 위치에 있을 경우 상기 전달 단계에서 적어도 하나의 잉크 비전달(non-transfering) 기간에 의해 분리되는 복수의 시기가 발생하는 잉크젯 프린팅의 방법.
  10. 캐리지상에 장착된 잉크젯 프린트헤드에 잉크를 제공하기 위한 잉크 전달 시스템에 있어서, 그 주위의 3개의 에지부 주위가 완전히 밀봉되며, 제 4 에지부로부터 연장하는 출구 포트를 가지는 직사각형의 길다란 접이식 잉크 백과, 일측 단부에 온/오프 제어 밸브를 가지는 가요성 연결 튜브와, 상기 출구 포트에 연결하여, 상기 연결 튜브의 타측 단부를, 온/오프 제어 밸브가 개방 위치에 있을 경우, 상기 접이식 잉크 백으로부터 상기 연결 튜브를 통하여 잉크젯 프린트헤드내로 잉크가 공급되도록 하는 어댑터를 포함하는 잉크 전달 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 접이식 잉크 백, 상기 어댑터 및 상기 연결 튜브는 상기 온/오프 밸브가 개방 위치에 있을 때뿐만 아니라 폐쇄 위치에 있을 때에도 외부 주변 공기로부터 밀봉되는 폐쇄 시스템을 형성하는 잉크 전달 시스템.
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