DE69418767T2

DE69418767T2 - Gemeinsame Farbkassettenplattform für verschiedene Druckköpfe

Info

Publication number: DE69418767T2
Application number: DE69418767T
Authority: DE
Inventors: Timothy J. Carlin; George T. Kaplinsky; David W. Swanson
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1994-04-07
Publication date: 1999-10-07
Anticipated expiration: 2014-04-08
Also published as: US6030075A; SG75088A1; JPH06320720A; EP0622207A3; EP0622207A2; US5712669A; DE69418767D1; EP0622207B1

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucker und insbesondere auf Verbesserungen bei einer gewöhnlichen Kassettenplattform, die für unterschiedliche Druckköpfe verwendet wird.
Tintenstrahldrucker werden heutzutage für Druckfunktionen bei Personalcomputern, Faksimile-Geräten und anderen Anwendungen weit verbreitet verwendet. Derartige Drucker umfassen typischerweise austauschbare Druckkassetten, die einen Tintenvorrat halten und den Tintenstrahldruckkopf tragen. Die Kassette ist typischerweise in einem Druckerwagen befestigt, der eine oder eine Mehrzahl von Kassetten über dem Druckmedium trägt und das Medium in einer Richtung quer zu der Richtung der Medienbewegung durch den Drucker überquert. Elektrische Verbindungen werden mit dem Druckkopf durch flexible Verdrahtungsschaltungen, die an dem Äußeren der Kassette befestigt sind, gebildet. Jeder Druckkopf umfaßt eine Anzahl von winzigen Düsen, die in einem Substrat und einer Düsenplattenstruktur definiert sind, die selektiv durch elektrische Signale abgefeuert werden, die an Verbindungsanschlußflächen angelegt werden, um Tintentröpfchen auf eine gesteuerte Art und Weise auf das Druckmedium auszustoßen.
Um eine genaue Druckqualität zu erreichen, umfaßt jede entfernbare Kassette Bezugsoberflächen, die gegen entsprechende Wagenoberflächen in Eingriff gehen, um die Kassette genau zu positionieren, wenn dieselbe in den Wagen eingebracht wird. Auf diese Art und Weise kann, wenn ein Kassettentintenvorrat verbraucht ist, die Kassette durch eine frische Kassette ausgetauscht werden, und der Druckkopf der neuen Kassette wird genau relativ zu dem Wagen positioniert.
So wie Verbesserungen bei dem Druckkopfentwurf oder bei dem Tintenzuführsystem für Kassetten vorgenommen wurden, ist es eine übliche Entwurfspraxis, vollständig neue Druckerkassetten zu entwerfen, was Kosten bezüglich des Entwurfes und der Herstellung neuer Kassetten mit sich bringt. Folglich stand die übliche Praxis, wenn ein neuer Druckkopf entwickelt wird, der unterschiedliche physische Größenparameter bezüglich eines früheren Entwurfes eines Druckkopfes aufweist, wenn z. B. von einer 180-DPI zu einer 300-DPI-Auflösung fortgeschritten wird, darin, eine vollständig neue Kassettenplattform zu entwickeln, um den neuen Druckkopf zu unterstützen, die unterschiedliche Bezugsoberflächen aufweist, wodurch tatsächlich ein neuer Druckerwagen erforderlich ist, um die Kassette zu tragen.
Es ist bekannt, bei einer 1-Kassetten-Druckeranwendung die Düsenabfeuerfrequenz zusammen mit der Breite der Tintenzuführschlitze in dem Substratchip zu ändern, ohne die Bezugsstruktur oder das Tintenzuführsystem in einer Tintenstrahlkassette zu ändern, um eine verbesserte Druckleistung zu erreichen.
Bei einer Serie von Druckern, die durch die Hewlett-Packard Company vermarktet werden, d. h. der "Desk Jet"-Serie, sind zwei unterschiedliche Kassetten zur Verwendung in dem gleichen Drucker verfügbar, wobei eine derselben eine relativ niedrigere Tintenkapazität als die andere aufweist. In diesem Fall verwenden die Kassetten mit hoher und niedriger Tintenkapazität die gleiche Bezugsstruktur, jedoch unterschiedliche Zuführsysteme.
Bei einem Beispiel wurden, obwohl die Form und die Konfiguration der Düsenplatte und des Substrats nicht geändert wurden, die Größe der Düsenplattenöffnungen und der Substratabfeuerwiderstände geändert, um einen speziellen Tintenstrahlkassettenentwurf an eine neue Tinte mit unterschiedlicher Viskosität anzupassen. Bei einem weiteren Beispiel wurde eine existierende Kassette, die für schwarze Tinte entworfen ist, modifiziert, um mit Farbtinte zu arbeiten, indem die Düsenöffnungsgröße und die Substratabfeuerwiderstandsgröße geändert werden, was die Anzahl der aktiven Düsen reduziert, indem kleine Abmessungsvariationen an dem Substratchip und der Düsenplatte vorgenommen werden, um den Druckkopf an die unterschiedlichen fluidspezifischen Eigenschaften einer anderen Tinte anzupassen, während die gleiche Bezugsstruktur und das gleiche Tintenbehältersystem verwendet werden.
Das U. S. Patent 4,872,027, das demselben Bevollmächtigten wie bei der vorliegenden Anmeldung übertragen ist, beschreibt einen Tintenstrahldrucker mit identifizierbaren auswechselbaren Druckköpfen, die auswechselbar an dem Druckerwagen befestigbar sind. Die Köpfe sind mit einzelnen Codes versehen, die durch das Druckersteuersystem gelesen werden, um die Steuerfunktion desselben neu zu konfigurieren, um dieselben an die Steuererfordernisse des identifizierten Kopfes anzupassen.
IBM Technical Disclosure Bulletin Band Nr. 7A, S. 2700-2702 offenbart einen Doppelauflösungstintenstrahltrommeldrucker mit Druckköpfen mit unterschiedlichen Auflösungsfähigkeiten. Die unterschiedlichen Druckköpfe können in verschiedenen Modi (z. B. Entwurfsmodus, Niederauflösungsmodus etc.) betrieben werden, bei denen die Druckköpfe zum Drucken von Daten in einer verschachtelten Art und Weise verwendet werden.
Das U. S. Patent Nr. 4,736,213 offenbart einen Mehrdruckkassettentintenstrahldrucker mit einer vertikalen Zwischenpositionierung, der eine Anzahl von Druckkassetten mit der gleichen Struktur und Konfiguration verwendet, und die in Wagenfächern innerhalb eines Druckerwagens eingebaut sind. Positionierungsnasen werden verwendet, um jede Druckkassette innerhalb ihres Wagenfachs grob auszurichten.
Es ist daher die Aufgabe dieser Erfindung, ein Verfahren zum Entwerfen einer Kassette zu schaffen, die eine allgemeine Bezugsstruktur und ein Tintenzuführsystem von einem weiteren Kassettenentwurf enthält, um einen unterschiedlichen Druckkopf mit unterschiedlichen Druckcharakteristika zu unterstützen, wodurch es ermöglicht wird, daß die Entwicklungskosten und die Herstellungskosten für die allgemeine Struktur über mehr als eine Kassette verteilt werden.
Ein weiteres Ziel besteht darin, eine Familie von Tintenkassetten zu schaffen, die eine gemeinsame Bezugsstruktur und ein gemeinsames Tintenbehältersystem verwenden, jedoch physisch unterschiedliche Druckköpfe haben.

Zusammenfassung der Erfindung

Diese Erfindung ist allgemein ein Verfahren zum Herstellen einer Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker, der eine gemeinsame Struktur bezüglich einer weiteren Tintenkassette verwendet, um Einsparungen bezüglich der Entwicklungs- und der Herstellungskosten zu realisieren. Das Verfahren umfaßt den Schritt des Auswählens eines ersten vorher existierenden Kassettenentwurfs für eine Tintenstrahlkassette, wobei der erste Entwurf durch eine erste Bezugsstruktur, ein erstes Tintenbehältersystem und eine erste Druckkopfstruktur gekennzeichnet ist. Die Druckkopfstruktur umfaßt den Tintenkanal, der von dem Tintenbehältersystem führt, die Kopflandstruktur, das Druckkopfsubstrat und die Düsenplatte und die elektrische Verbindungsschaltung zum Liefern von Steuersignalen zu dem Substrat. Das Verfahren umfaßt ferner den Schritt des Verwendens der ersten Bezugsstruktur und des ersten Tintenzuführsystems in einem zweiten Tintenkassettenentwurf, der ferner durch eine zweite Druckkopfstruktur gekennzeichnet ist, wobei der erste und der zweite Kassettenentwurf gemeinsame Bezugsstrukturen und gemeinsame Tintenzuführsysteme verwenden. Eine neue Druckkopfstruktur ist für die zweite Kassette vorgesehen, die sich physisch bezüglich der Form oder der Konfiguration von der Druckkopfstruktur für die erste Kassette unterscheidet. Bei einer bevorzugten Anwendung wird die neue Druckkopfstruktur entworfen, um eine Druckauflösung zu liefern, die größer als die Druckauflösung ist, die durch die erste Tintenkassette vorgesehen wird. Die speziellen Änderungen, die an der Druckkopfstruktur vorgenommen werden können, um die Auflösung zu erhöhen, umfassen das Verringern des Abstands zwischen den Düsen und das Erhöhen der Anzahl von aktiven Düsen. Diese Änderungen umfassen allgemein jedoch nicht notwendigerweise eine Änderung der Größe des Substratchips.
Die Erfindung ist ferner durch eine Familie von Tintenkassetten für Tintenstrahldrucker mit einer gemeinsamen Plattform gekennzeichnet. Die Familie umfaßt eine erste Tintenkassette, die eine erste Ausrichtungsbezugsstruktur zum Ausrichten der Position der ersten Tintenkassette in einem Druckerwagen, ein erstes Tintenbehältersystem und eine erste Druckkopfstruktur aufweist. Eine zweite Tintenkassette umfaßt eine zweite Ausrichtungsbezugsstruktur zum Ausrichten der Position der Kassette in einem Druckerwagen, ein zweites Tintenbehältersystem und eine zweite Druckkopfstruktur. Die erste und die zweite Ausrichtungsbezugsstruktur und das erste und das zweite Tintenbehältersystem sind im wesentlichen identisch. Die zweite Druckkopfstruktur ist physisch bezüglich der Form oder der Konfiguration von der ersten Druckkopfstruktur unterschiedlich.
Als Resultat des neuen Verfahrens und des neuen Kassettensystems können wesentliche Einsparungen bezüglich der Entwicklungs- und Herstellungskosten erreicht werden, und die Zeit, die notwendig ist, um eine neue Kassette mit unterschiedlichen Druckcharakteristika auf den Markt zu bringen, kann wesentlich reduziert werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Diese und weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung eines exemplarischen Ausführungsbeispiels derselben offensichtlich werden, wie es in den beigefügten Zeichnungen dargestellt ist, in denen:
Fig. 1 eine isometrische Ansicht einer ersten Tintenstrahlkassette ist, die eine gegebene Bezugsstruktur und ein gegebenes Tintenzuführsystem mit einer ersten Druckkopfstruktur verwendet.
Fig. 2 eine teilweise aufgebrochene isometrische Ansicht einer zweiten Tintenstrahlkassette ist, die die gleiche Bezugsstruktur und das gleiche Tintenzuführsystem wie die Kassette von Fig. 1 verwendet, jedoch eine unterschiedliche Druckkopfkonfiguration aufweist.
Fig. 3 die Kopflandstruktur der Kassette von Fig. 1 darstellt.
Fig. 4 die Kopflandstruktur der Kassette von Fig. 2 darstellt.
Fig. 5 und 6 Endansichten sind, die eine vereinfachte Düsenplatte zeigen, die an der Struktur der Schnauzenregionen der Kassetten von Fig. 1 und 2 befestigt sind.
Fig. 7 eine Endansicht der Schnauzenregion einer dritten Kassette ist, die die gleiche Bezugsstruktur und das gleiche Tintenzuführsystem der Kassetten von Fig. 1 und 2 verwendet, jedoch eine andere Druckkopfkonfiguration verwendet.
Fig. 8 eine Draufsicht einer Tintenstrahlkassette gemäß Fig. 1 ist, die die allgemeine Struktur der Kassette von Fig. 1, 2 und 3 zeigt, und die einen Druckkopf-Kopflandstrukturbereich zeigt, der den drei Kassetten nicht gemeinsam ist.
Fig. 9 ein schematisches Diagramm ist, das die gemeinsame und variable Struktur in einer Familie von Kassetten darstellt, die diese Erfindung verwenden.
Fig. 10A und 10B isometrische Ansichten eines Kassettenumfangsgehäusestrukturbauglieds sind, das ein exemplarisches Ausführungsbeispiel von Bezugsstrukturen für eine Kassette darstellt.

Detaillierte Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Fig. 1 stellt eine isometrische Ansicht einer ersten Tintenstrahlkassette 50 dar, die allgemein ein Gehäuse 52 umfaßt, das ein Tintenzuführsystem, das einen Tintenbehälter (nicht gezeigt) umfaßt, häust.
Die Gehäusestruktur 52 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine Umfangsgehäusestruktur 52 auf, die aus einem geformten technischen Kunststoff gefertigt ist. Metallabdeckplatten 52B sind an der Struktur 52A angeordnet, um die Gehäusehülle zu vervollständigen. Die Gehäusestruktur 52 definiert eine Anzahl von Bezugsoberflächen, die verwendet werden, um die Kassette 50 innerhalb eines Druckerwagens genau zu positionieren. Die Struktur 52 ist getrennt in der dreidimensionalen Ansicht von Fig. 10A und 10B gezeigt. Wie darin gezeigt, umfaßt die Struktur 52 drei X-Achsen-Bezugsstrukturen X1, X2 und X3, zwei Y-Achsen-Bezugsstrukturen Y1 und Y2 und eine Z-Achsen-Bezugsstruktur. Eine Kassette, die diese Bezugsstruktur verwendet, ist in der Europäischen Patentanmeldung 94105409.0, die dem gleichen Bevollmächtigten wie bei der vorliegenden Anmeldung übertragen ist, beschrieben, die an dem gleichen Tag wie diese Anmeldung durch die vorliegende Anmelderin eingereicht wurde, und als EP-A-0622208 am 2.11.94 veröffentlicht wurde. Die Bezugsstrukturen stoßen typischerweise gegen entsprechende Bezugsstrukturen an, die an dem Druckerwagen definiert sind, wenn die Kassette an Ort und Stelle in den Wagen geschoben wird. Die Kassette 50 weist ferner eine vorstehende Schnauzenregion 56 und eine Kopflandregion 62 auf, die sich an dem Schnauzenende erstreckt, an dem der Kassettentintenstrahldruckkopf 70 angebracht ist. Die Bezugsstrukturen für die Kassette sind weg von der Kopflandstruktur positioniert, was Variationen der Kopflandstruktur erlaubt, ohne daß Modifikationen an einer der Bezugsstrukturen erforderlich sind. Ein Druckkopf 70 umfaßt einen dünnen flexiblen Verbindungsschaltungsträger 72, der eine Mehrzahl von elektrischen Verbindungsanschlußflächen 74 trägt, die einen elektrischen Kontakt mit entsprechenden Anschlußflächen bilden, die in dem Druckwagensockel für die Kassette gebildet sind, wenn die Kassette in dem Sockel eingebaut ist. Die Anschlußflächen 74 sind über Verdrahtungsleiterbahnen, die in oder an der Schaltung 72 definiert sind, mit aktiven Tintenstrahlabfeuerelementen verbunden, die die Anordnung aufweisen, die allgemein als Anordnung 76 in Fig. 1 gezeigt ist. Ein Druckkopfsubstrat 76A und eine Düsenplatte 76B, die schematisch in Fig. 9 dargestellt sind, sind aneinander befestigt, um die Anordnung 76 zu bilden. Die Substrat/Düsenplatten-Anordnung 76 ist an dem flexiblen Träger 72 befestigt. Bei diesem Kassettenausführungsbeispiel ist der Träger 72 um die Kopflandregion gewickelt und in seiner Position während der Anordnung relativ zu der Bezugsstruktur unter Verwendung der Löcher 64 ausgerichtet. Flexible Träger sind direkt an der Kopfland- und Gehäuse-Struktur durch thermisches Verbinden durch die Hinzufügung eines Verbindungsmaterials, wie z. B. von Heißschmelzmaterialien und thermischen Kunststoffilmen, oder durch thermisch- und UV-aushärtende Epoxidharze befestigt.
Wie in Fig. 9 gezeigt, wird eine Fluidverbindung mit dem Substrat 76A von dem Tintenbehältersystem 55 gebildet, das die Kassette 50 aufweist, sowie der flexible Schaltungsträger 72 an Ort und Stelle an der Kopflandstruktur befestigt wird. Dies liefert eine Einrichtung zum Zuführen von Tinte durch den Tintenkanal 57 von dem Behälter 55 zu der Substrat/Düsenplatten-Anordnung 76 und zu den winzigen Tintenstrahldüsen in der Düsenplatte 76B. Durch selektives Aktivieren der aktiven Druckkopfelemente, was in der Technik gut bekannt ist, können winzige Tintentröpfen durch die Düsen ausgeworfen werden, um auf das Medium zu drucken.
Fig. 2 ist eine isometrische Teilansicht einer zweiten Tintenstrahlkassette 100, die eine Gehäusestruktur 102 umfaßt, die identisch zu dem Gehäuse 52 der Kassette 50 ist, mit identischen Bezugsstrukturen, die in derselben definiert sind. Beispielsweise ist die Bezugsstruktur X1' der Kassette 100 identisch zu der Bezugsstruktur X1 von Kassette 50, die Bezugsstruktur X3' ist identisch zu der Bezugsstruktur X3 usw. Das Tintenbehältersystem für die Kassette 100 ist identisch zu demselben der Kassette 50. Die Merkmale der Kassette 100, die sich von entsprechenden Merkmalen der Kassette 50 unterscheiden, sind der Tintenkanal 117 (Fig. 4) und die Druckkopfstruktur.
Im Vergleich zu der Struktur der elektrischen Verbindungsanschlußflächen 74 des flexiblen Trägers 70, weist die Struktur der Anschlußflächen 124 des flexiblen Trägers 120, der in Fig. 2 gezeigt ist, eine größere Anzahl von Anschlußflächen auf, d. h. zusätzlich zwei verkürzte Reihen von Anschlußflächen. Dies erlaubt eine größere Anzahl von Düsen, die der Düsenplattenabschnitt 126, der gesteuert werden soll, aufweist. Beispielsweise kann der Druckkopf der Kassette 50 eine Düsenstruktur zum Erzeugen einer 300-Punktepro-Zoll-Druckauflösung umfassen, und der Druckkopf der Kas sette 100 kann eine Düsenstruktur zum Erzeugen einer 600- Punktepro-Zoll-Druckauflösung umfassen. Die Anzahl von Düsen, die in der Düsenplattenanordnung 126 definiert sind, ist größer als die Anzahl von Düsen, die in der Platte 76 definiert sind, und die Düsenplattenbeabstandung ist unterschiedlich. Außerdem ist es sichtbar, daß die Fläche der Substrat/Düsenplatten-Anordnung 126, die die Druckkopfstruktur der Kassette 100 aufweist, etwas größer als die Fläche der Substrat/Düsenplatten-Anordnung 76 ist, die die Kassette 50 aufweist.
Die Kopflandoberflächen, die die jeweiligen Anordnungen 76 und 126 der zwei Kassetten 150 und 100 tragen, sind in Fig. 3 bzw. 4 gezeigt. In Fig. 3 weist die Kopflandregion 62 einen flachen Oberflächenbereich 62A, einen ausgenommenen flachen Bereich 62C, der durch eine im allgemeinen geradlinige Grenze 62B begrenzt ist, und ein Paar von Rippenvorständen 62D auf, die sich nach oben von dem ausgenommenen Bereich 62C erstrecken. Eine Kanalöffnung 57 sieht eine Kommunikation zwischen der Druckkopf-Substrat/Düsenplatten-Anordnung 76 und dem Tintenbehältersystem 55 vor. Der Druckkopf 70 ist über der ausgenommenen Region 62C befestigt, und Kanten des Druckkopfes sind vollständig um die Umfangsregion 62A vorgesehen, um eine auslaufsichere Abdichtung des Druckkopfes mit der Kopflandregion 62 vorzusehen.
In Fig. 4 umfaßt die Kopflandregion 112 der Kassette 100 eine allgemein flache Umfangsregion 112A, die eine geradlinige ausgenommene Region 112C umgibt, die durch eine Grenze 112B begrenzt ist. Die Rippenbauglieder 112E erstrecken sich nach oben von dem ausgenommenen Bereich 112C, um den Druckkopf 120 zu tragen. Eine verjüngte Region 112D verjüngt den Tintenkanal 117. Die Region 112C der Kassette 100 ist flächenmäßig etwas größer als die Region 62C der Kassette 50. Die Anordnung 126 ist bei diesem Beispiel flächenmäßig etwas größer als die Anordnung 76 von Fig. 1 und umfaßt eine etwas größere Anzahl von Düsen, wodurch ferner eine größere Anzahl von Verbindungsanschlußflächen 114 erforderlich ist, um eine Steuerung des Betriebs der Düsen vorzusehen.
Fig. 5 und 6 sind Endansichten, die eine vereinfachte Substrat/Düsenplatten-Anordnung der Kassetten 50 und 100 von Fig. 1 bzw. 2 zeigen. Entsprechende identische Bezugsstrukturen Y1 und Y1' und 118 sind in diesen Draufsichten gezeigt, die ferner die Gemeinsamkeit der Kassettenstruktur darstellen. Die Druckköpfe 76 und 120 sind an den jeweiligen Kopflandregionen angeordnet gezeigt. Die etwas größere Länge dieser Düsenanordnung 126 im Vergleich zu der Düsenanordnung 76 ist aus den Fig. 5 und 6 offensichtlich.
Fig. 7 zeigt ein drittes Beispiel der Kassette, die eine gemeinsame Plattform mit der Kassette 50 von Fig. 1 verwendet. Das Gehäuse 152 ist identisch zu dem Gehäuse 50 von Fig. 1 und verwendet identische Bezugsstrukturen wie jene Strukturen, die das Gehäuse 50 aufweist. Die Bezugsstruktur Y1" z. B. ist identisch zu der Struktur Y1. Außerdem verwendet die Kassette 150 das gleiche Tintenbehältersystem, das bei der Kassette 50 verwendet wird. Lediglich die Kopflandregion 162 und der Druckkopf 170 sind bezüglich der entsprechenden Elemente 62 und 70 geändert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Düsenanordnung 176 90º relativ zu der Ausrichtung der Düsenanordnung 76 in Fig. 1 gedreht, z. B. um einen Drucker mit niedrigem Profil zu schaffen. Bei einer anderen Anwendung kann die Düsenanordnung 176 in einem Winkel ausgerichtet sein, der sich von 90º unterscheidet.
Die drei Tintenstrahlkassetten 50, 100 und 150 sind konfiguriert, um mit drei unterschiedlichen Druckern A, B und C, wie in den Fig. 5, 6 und 7 gezeigt, verwendet zu werden. Bei einer typischen Anwendung, bei der die Kassetten 50, 100 und 150 physisch unterschiedliche elektrische Verbindungen aufweisen, wird der Drucker eine unterschiedliche elektrische Kassettenverbindungsschaltungsanordnung erfordern, um die notwendigen Steuersignale zu den unterschiedlichen Kas setten 50, 100 und 150 zu liefern.
Fig. 8 ist eine Seitenansicht der Kassette 50 von Fig. 1, die die Struktur zeigt, die bezüglich des Entwurfs der Kassetten 100 und 150 unverändert ist. Bei den drei Kassetten 50, 100 und 150 verwenden die Kassetten gemeinsam den gleichen Tintenbehältersystementwurf, die gleiche Schnauze und den gleichen Bezugsstrukturentwurf. Lediglich die Struktur des Kopflands und des Druckkopfes ist geändert. Die Gemeinsamkeit der Entwurfselemente zwischen den drei Typen von Kassetten schafft Einsparungen bezüglich der Entwicklungskosten und der Entwicklungszeit sowie bezüglich der Herstellungskosten. Folglich bilden die drei Kassetten 50, 100 und 150 eine Familie von Tintenstrahlkassetten, die zusammen eine gemeinsame Kassettenplattform verwenden, die jedoch unterschiedliche Druckkopfstrukturen aufweisen, die sich physisch bezüglich der Form oder Konfiguration unterscheiden, um unterschiedliche Druckcharakteristika zu erreichen.
Fig. 9 ist ein schematisches Blockdiagramm, das in einem funktionellen Sinn die Kassette 50 von Fig. 1 und einen exemplarischen Druckerwagen 50 darstellt. Die Kassette 50 ist innerhalb des Wagens durch eine physische Trägerstruktur 42 befestigt, die den Wagen 40 aufweist. Der Wagen umfaßt ferner Kassettenbezugsstrukturen 44, die mit dem Gehäuse 52 oder Bezugsstrukturen der Kassette 50 wechselwirken, um die Position der Kassette innerhalb des Wagens präzise auszurichten. Der Wagen umfaßt ferner eine elektrische Verbindungsschaltung 46, um einen elektrischen Kontakt mit der flexiblen Verbindungsschaltung 72 der Kassette 50 zu bilden. Diese elektrische Verbindungsschaltungsanordnung ist eine variable Struktur dahingehend, daß der Entwurf derselben abhängig von der Kassettenverbindungsschaltungsanordnungskonfiguration variiert wird.
Weiterhin bezugnehmend auf Fig. 9 umfaßt die gemeinsame Plattform, die die Kassette 50 aufweist, die Gehäusestruktur 52, die Bezugsstruktur X1, X2, X3, Y1, Y2 und Z, und das Tintenbehältersystem 55. Die variable Struktur der Kassette 50, die bezüglich der Form oder der Konfiguration gemäß der Erfindung modifiziert werden kann, um neue Kassetten mit unterschiedlichen oder verbesserten Druckcharakteristika zu erzeugen, ist die Druckkopfstruktur, die das Kopfland 62, das Substrat 76A, die Düsenplatte 76B und die flexible Verbindungsschaltung 72 aufweist. Eine oder alle variablen Merkmale können physisch bezüglich der Form oder Konfiguration gemäß der Erfindung verändert werden, um eine gewünschte Änderung oder Verbesserung der Druckcharakteristika der Kassette zu erreichen. Eine bevorzugte Druckcharakteristik, die verbessert wird, ist die Druckauflösung, die z. B. durch Verringern der Beabstandung zwischen Düsen und Erhöhen der Anzahl von aktiven Düsen verbessert wird.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung kann eine Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker teilweise basierend auf dem gemeinsamen Strukturentwurf einer weiteren Kassette entworfen werden. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
Auswählen eines ersten Kassettenentwurfs, der durch eine erste Bezugsstruktur, ein erstes Tintenbehältersystem und eine erste Druckkopfstruktur gekennzeichnet ist;
Verwenden der ersten Bezugsstruktur und des ersten Tintenbehältersystems in einem zweiten Tintenkassettenentwurf, der ferner durch eine zweite Druckkopfstruktur gekennzeichnet ist, wobei der erste und der zweite Kassettenentwurf gemeinsame Bezugsstrukturen und gemeinsame Tintenbehältersysteme gemeinsam verwenden, und wobei sich die zweite Druckkopfstruktur bezüglich der Form oder der Konfiguration von der ersten Druckkopfstruktur physisch unterscheidet; und
Aufbauen einer zweiten Tintenkassette gemäß dem zweiten Kassettenentwurf, wobei die Tintenkassette durch eine Bezugsstruktur und eine Tintenbehälterstruktur gekennzeichnet ist, die praktisch identisch zu der ersten Bezugsstruktur und dem ersten Tintenbehältersystem ist, und wobei sich die zweite Druckkopfstruktur bezüglich der Form oder der Konfiguration von der ersten Druckkopfstruktur physisch unterscheidet.
Die Erfindung ermöglicht, daß die Investitionen in Forschung und Entwicklung und Herstellung der gemeinsamen Plattform in unterschiedliche Sektoren des Tintenstrahldruckmarkts gebracht wird. Das gemeinsame Tintenzuführsystem senkt ferner die Entwicklungs- und Herstellungsunterstützungskosten im Vergleich zu dem herkömmlichen Ein-Druckkopf-Ein-Tinten-Zuführsystem-Typ des Entwurfs, der bisher bei dem Entwurf und der Herstellung von Kassetten verwendet wurde. Beispielsweise ermöglicht die Erfindung die Einsparung von Zeit, um ein Herstellungsfließband zu entwerfen und zu bauen, um die Kassetten aufzubauen. Tatsächlich kann das gleiche Fließband in manchen Fällen verwendet werden, um unterschiedliche Kassetten zu bauen, die gemäß der Erfindung entworfen sind. Da die gleiche oder eine ähnliche Erzeugungsausrüstung für ein gegebenes Kassettenerzeugungsfließband verwendet werden können, um eine andere Kassette der gleichen Familie zu erzeugen, kann die Ausrüstung typischerweise in einer kürzeren Zeit und mit geringeren Kosten erhalten werden, als wenn ein gesamtes neues Fließband entworfen und eingerichtet werden muß.
Es ist offensichtlich, daß die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele lediglich die möglichen spezifischen Ausführungsbeispiele darstellen, die Prinzipien der vorliegenden Erfindung darstellen. Die Erfindung ist nicht auf spezifisch offenbarte Ausführungsbeispiele der Kopflandstrukturen, des Substrats oder der Düsenplattenkonfigurationen, der Verbindungsschaltungen, der Bezugsstrukturen, des Tintenzuführsystems oder dergleichen begrenzt. Andere Anordnungen können gemäß dieser Prinzipien durch Fachleute ohne weiteres entwickelt werden, ohne von dem Schutzbereich der beigefügten Ansprüche abzuweichen.

Claims

1. Eine Familie von Tintenkassetten für Tintenstrahldrucker, mit folgenden Merkmalen:

einer ersten Tintenkassette (50), die eine erste Ausrichtungsbezugsstruktur (54) zum Ausrichten der Position der ersten Tintenkassette, eine erste Druckkopfstruktur (62, 72, 76) und ein erstes Tintenbehältersystem (55) aufweist, zum Zuführen von Tinte zu der Druckkopfstruktur; und

einer zweiten Tintenkassette (100), die eine zweite Ausrichtungsbezugsstruktur (X1', X2', X3', Y1', Y2', Z') zum Ausrichten der Position der zweiten Tintenkassette, eine zweite Druckkopfstruktur (112, 120, 126) und ein zweites Tintenbehältersystem aufweist, zum Zuführen von Tinte zu der zweiten Druckkopfstruktur, wobei die erste und die zweite Ausrichtungsbezugstruktur und das erste und das zweite Tintenbehältersystem im wesentlichen identisch sind, und wobei sich die zweite Druckkopfstruktur bezüglich der Form oder der Konfiguration von der ersten Druckkopfstruktur physisch unterscheidet, um eine erhöhte Druckauflösungscharakteristik der zweiten Tintenkassette bezüglich einer Druckauflösungscharakteristik der ersten Tintenkassette zu schaffen.

2. Eine Kassettenfamilie gemäß Anspruch 1, bei der die erste und die zweite Druckkopfstruktur jeweils eine erste und eine zweite Kopflandstruktur (76, 126) aufweisen, und bei der sich die erste Kopflandstruktur (76) von der zweiten Kopflandstruktur (126) physisch unterscheidet.

3. Eine Kassettenfamilie gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei der die erste und die zweite Druckkopfstruktur (76, 126) jeweils eine erste und eine zweite Substratdüsenplatte aufweisen, und bei der sich die erste Düsenplatte von der zweiten Düsenplatte physisch unterscheidet.

4. Eine Kassettenfamilie gemäß Anspruch 3, bei der die erste Düsenplatte eine erste Düsenstruktur zum Erzeugen einer ersten Druckauflösung aufweist, und bei der die zweite Düsenplatte eine zweite Düsenstruktur zum Erzeugen einer zweiten Druckauflösung aufweist, die größer als die erste Auflösung ist.

5. Eine Kassettenfamilie gemäß einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, bei der die erste und die zweite Druckkopfstruktur (76, 126) eine erste bzw. eine zweite flexible Verbindungsschaltung (72, 120) aufweisen, und bei der sich die erste Verbindungsschaltung (72) von der zweiten Verbindungsschaltung (120) physisch unterscheidet.

6. Eine Kassettenfamilie gemäß einem beliebigen vorhergehenden Anspruch, bei der die erste Kassette (50) zur Verwendung mit einem Drucker (A) angepaßt ist, und bei der die zweite Kassette (100) zur Verwendung mit einem zweiten physisch unterschiedlichen Drucker (B) angepaßt ist.

7. Eine Kassettenfamilie gemäß Anspruch 6, bei der der erste Drucker (A) einen ersten Wagen zum Aufnehmen und Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Tintenkassette aufweist, die gemäß dem Entwurf hergestellt ist, und bei der der zweite Drucker (B) einen zweiten Wagen zum Aufnehmen und Herstellen eines elektrischen Kontakts mit der zweiten Kassette aufweist, wobei sich der zweite Wagen von dem ersten Druckerwagen physisch unterscheidet.

8. Ein Verfahren zum Aufbauen einer Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker, die eine gemeinsame Struktur mit einer weiteren Tintenkassette verwendet, um Einsparungen bezüglich der Entwicklungs- und Herstellungskosten zu realisieren, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

Auswählen eines ersten Kassettenentwurfs für eine Tintenstrahlkassette (100), wobei der erste Kassettenentwurf eine erste Bezugsstruktur (X1, X2, X3, Y1, Y2, Z), ein erstes Tintenbehältersystem (55) und eine erste Druckkopfstruktur (62, 72, 76) aufweist;

Verwenden der ersten Bezugsstruktur und des ersten Tintenbehältersystems in einem zweiten Tintenkassettenentwurf, der ferner eine zweite Druckkopfstruktur aufweist, wobei der erste und der zweite Kassettenentwurf gemeinsame Bezugsoberflächen und gemeinsame Tintenbehältersysteme verwenden, und wobei sich die zweite Druckkopfstruktur bezüglich der Form und der Konfiguration von der ersten Druckkopfstruktur physisch unterscheidet, wobei die physischen Unterschiede dazu dienen, um eine Erhöhung bezüglich einer Druckauflösungscharakteristik des zweiten Kassettenentwurfs bezüglich einer Druckauflösungscharakteristik des ersten Kassettenentwurfs zu erreichen; und

Aufbauen einer zweiten Tintenkassette (100) gemäß dem zweiten Kassettenentwurf, wobei die zweite Tintenkassette eine Bezugsstruktur (X1', X2', X3', Y1', Y2', Z') und ein Tintenbehältersystem aufweist, die praktisch identisch zu der ersten Bezugsstruktur und dem ersten Tintenbehältersystem sind, und wobei sich die zweite Druckkopfstruktur (112, 120, 126) bezüglich der Form oder der Konfiguration von der ersten Druckkopfstruktur physisch unterscheidet und eine erhöhte Druckauflösung schafft.

9. Ein Verfahren gemäß Anspruch 8, bei dem die Druckkopfstruktur des ersten und des zweiten Kassettenentwurfs eine Kopflandstruktur, ein Substrat, eine Düsenplatte, eine flexible Verbindungsschaltung und einen Tintenkanal aufweist, wobei die Druckkopfstruktur des zweiten Kassettenentwurfs von der Druckkopfstruktur des ersten Entwurfs bezüglich mindestens einem Element aus der Gruppe, die eine Kopflinienstruktur, das Substrat, die Düsenplatte und die Verbindungsschaltung und den Tintenkanal umfaßt, abweicht.

10. Ein Verfahren gemäß Anspruch 9, bei dem sich die Kopflandstruktur (126) der zweiten Kassette von der Kopflandstruktur (76) des ersten Kassettenentwurfs physisch unterscheidet.

11. Ein Verfahren gemäß Anspruch 9 oder Anspruch 10, bei dem sich das Substrat der zweiten Kassette (100) von dem Substrat des ersten Kassettenentwurfs (50) physisch unterscheidet.

12. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 9, 10 oder 11, bei dem sich die Düsenplatte der zweiten Kassette (100) von der Düsenplatte des ersten Kassettenentwurfs (50) physisch unterscheidet.

13. Ein Verfahren gemäß Anspruch 12, bei dem die erste und die zweite Druckkopfstruktur eine erste bzw. eine zweite Düsenplatte aufweisen, und bei dem die zweite Düsenplatte an der zweiten Druckkopfstruktur bezüglich einer Ausrichtung der ersten Düsenplatte an der ersten Druckkopfstruktur orthogonal ausgerichtet ist.

14. Ein Verfahren gemäß Anspruch 13, bei dem die zweite Düsenplatte in einem Versatzwinkel relativ zu einer Aus richtung der ersten Düsenplatte ausgerichtet ist.

15. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 12 - 14, bei dem die Düsenplatte der ersten Tintenkassette (50) eine Düsenstruktur zum Erzeugen einer ersten Druckauflösung aufweist, und bei dem die zweite Düsenplatte der zweiten Tintenkassette (100) eine Düsenstruktur zum Erzeugen einer zweiten Druckauflösung aufweist, die größer als die erste Druckauflösung der ersten Kassette ist.

16. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 9 - 15, bei dem sich die flexible Verbindungsschaltung der zweiten Kassette (100) von der flexiblen Verbindungsschaltung des ersten Kassettenentwurfs (50) physisch unterscheidet.

17. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 9 - 16, bei dem sich der Tintenkanal der zweiten Tintenkassette (100) von dem Tintenkanal der ersten Tintenkassette (50) physisch unterscheidet.

18. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 8 - 17, bei dem die Bezugsstrukturen der ersten und der zweiten Tintenkassette ausreichend weit von der Druckkopfstruktur angeordnet sind, was Modifikationen an der ersten Druckkopfstruktur ohne entsprechende Modifikationen an einer beliebigen der Bezugsstrukturen erlaubt.

19. Ein Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche 8 - 18, bei dem der erste Kassettenentwurf (50) zur Verwendung mit einem ersten Drucker (A) angepaßt ist, und bei dem die zweite Kassette (100) zur Verwendung mit einem zweiten, physisch unterschiedlichen Drucker (B) angepaßt ist.

20. Ein Verfahren gemäß Anspruch 19, bei dem der erste Drucker (A) einen ersten Wagen zum Aufnehmen und Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Tintenkassette aufweist, die gemäß dem Entwurf hergestellt ist, und bei dem der zweite Drucker (B) einen zweiten Wagen zum Aufnehmen und Herstellen eines elektrischen Kontakts mit der zweiten Kassette aufweist, wobei sich der zweite Wagen von dem ersten Druckerwagen physisch unterscheidet.