КАРТРИДЖ ПЕЧАТАЮЩЕЙ ГОЛОВКИ С АСИММЕТРИЧНЫМИ КОНТАКТАМИ Российский патент 2005 года по МПК B41J2/175 

Предпосылки создания изобретения

Область техники

Настоящее изобретение относится к картриджу печатающей головки принтера. В частности, в настоящем изобретении описан картридж печатающей головки, имеющий асимметричные контакты, за счет чего уменьшены размеры соответствующей гибкой печатной платы (ГПП), используемой в принтере.

Описание известного уровня техники

На фиг.1 показан вид в перспективе известного из уровня техники картриджа 10 печатающей головки. Такой картридж 10 печатающей головки имеет чернильницу 12 и структуру 14 автоматизированной сборки на ленточном носителе (АСЛН). АСЛН 14 установлена на чернильнице 12 и охватывает ее от передней поверхности 15 до нижней поверхности 19. АСЛН 14 имеет множество контактов 16, каждый из которых имеет соответствующее электрическое соединение, подведенное к печатающей головке 18. Печатающая головка 18 установлена на АСЛН 14 и опирается на нижнюю поверхность 19 чернильницы 12. Картридж 10 печатающей головки имеет симметричную конструкцию относительно линии поперечного сечения А-А. Если рассечь картридж 10 печатающей головки посередине по линии А-А, на каждой его половине будет находиться примерно столько же контактов 16 (в зависимости от четности числа контактов 16), сколько и на половине печатающей головки 18. Чернильница 12 используется для хранения чернил (не показаны) и их подачи в печатающую головку 18. Печатающая головка 18 осуществляет печать путем впрыскивания чернил согласно сигналам, поступающим от контактов 16.

Обратимся теперь к фиг.2 со ссылкой на фиг.1. На фиг.2 показан вид в перспективе известного из уровня техники принтера 20. Картридж 10 печатающей головки рассчитан на использование в принтере 20. Принтер 20 имеет каретку 22, в которой помещаются два картриджа 10 печатающей головки, и которая служит для возвратно-поступательного перемещения картриджей 10 печатающей головки вдоль линии 24 печати. Два картриджа 10 печатающей головки расположены в каретке 22 на минимальном расстоянии друг от друга. При каждом прохождении вдоль линии 24 картриджи 10 печатающей головки оставляют на листе бумаги 21 напечатанную полосу. В общем, один из картриджей 10 печатающей головки осуществляет черно-белую печать, а другой картридж 10 печатающей головки - цветную печать, используя чернила голубого, ярко-красного и желтого цветов. В сочетании оба картриджа 10 печатающей головки способны осуществлять четырехкрасочную печать на бумаге 21.

Обратимся далее к фиг.3 со ссылкой на фиг.1 и фиг.2. На фиг.3 показана принципиальная схема гибкой печатной платы (ГПП) 30, используемой в принтере 20. ГПП 30 помещается внутри каретки 22 и служит для обеспечения электрической связи с картриджами 10 печатающей головки. ГПП 30 имеет множество углублений 36, каждое из которых обеспечивает электрическое соединение с одним из соответствующих контактов 16 картриджей 10 печатающей головки. За этот счет принтер 20 способен управлять печатающей головкой 18 каждого картриджа 10 печатающей головки.

Стоимость ГПП 30 прямо пропорциональна общей площади ее поверхности. Уменьшение размера ГПП 30 должно позволить уменьшить общую стоимость принтера 20.

Краткое изложение сущности изобретения

Таким образом, основной задачей настоящего изобретения является создание картриджа печатающей головки, имеющего асимметрично расположенные контакты, с целью уменьшить площадь соответствующей поверхности контакта в принтере.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения раскрыт картридж печатающей головки, установленный внутри каретки принтера. Каретка перемещается в первом направлении внутри принтера. Картридж печатающей головки имеет чернильницу для хранения чернил, которая имеет переднюю поверхность и нижнюю поверхность, на которой установлена печатающая головка, и множество контактов для приема сигналов, поступающих от принтера, и передачи сигналов печатающей головке. Осевая линия передней поверхности, проходящая перпендикулярно первому направлению, делит переднюю поверхность на равные первую и вторую стороны. Контакты находятся на передней поверхности, при этом число контактов на первой стороне превышает их число на второй стороне.

Преимущество настоящего изобретения заключается в том, что за счет асимметричного распределения контактов на передней поверхности картриджа печатающей головки два таких зеркальных картриджа обеспечивают объединенную концентрацию контактов, увеличивающуюся в направлении их объединенного центра. На поверхности контакта внутри каретки принтера могут быть предусмотрены электрические соединения, проходящие между двумя рядами углублений. За этот счет может быть уменьшена площадь соответствующей поверхности контакта, благодаря чему снизится общая стоимость принтера.

Данная и прочие задачи настоящего изобретения станут очевидными для специалиста в данной области техники по прочтении следующего далее подробного описания предпочтительного варианта осуществления, проиллюстрированного на различных фигурах и чертежах.

Краткое описание чертежей

На фиг.1 показан вид в перспективе известного из уровня техники картриджа печатающей головки,

на фиг.2 - вид в перспективе известного из уровня техники принтера,

на фиг.3 - принципиальная схема гибкой печатной платы (ГПП), используемой в принтере, показанном на фиг.2,

на фиг.4 - вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления картриджа печатающей головки по настоящему изобретению,

на фиг.5 - вид в перспективе принтера по настоящему изобретению,

на фиг.6 - вид в перспективе картриджей печатающей головки по настоящему изобретению для применения в принтере, показанном на фиг.5,

на фиг.7 - принципиальная схема гибкой печатной платы (ГПП), помещающейся в каретке принтера, показанного на фиг.5,

на фиг.8 - вид в перспективе второго варианта осуществления картриджа печатающей головки по настоящему изобретению,

на фиг.9 - вид в перспективе третьего варианта осуществления картриджа печатающей головки по настоящему изобретению.

Описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Обратимся к фиг.4, на которой показан вид в перспективе предпочтительного варианта осуществления картриджа 40а печатающей головки по настоящему изобретению. Картридж 40а печатающей головки имеет чернильницу 42 и структуру 44 автоматизированной сборки на ленточном носителе (АСЛН). Чернильница 42 имеет переднюю поверхность 45 и нижнюю поверхность 49. АСЛН 44 установлена на передней поверхности 45 и охватывает нижнюю поверхность 49. АСЛН 44 имеет множество контактов 46а, каждый из которых электрически соединен с печатающей головкой 48 при помощи электрического соединения 47. Все контакты 46а расположены на передней поверхности 45 чернильницы 42, а печатающая головка 48 расположена на нижней поверхности 49. Контакты 46а образуют множество рядов 46с. Из чернильницы 42 чернила (не показаны) поступают в печатающую головку 48. Печатающая головка 48 впрыскивает чернила согласно сигналам, поступающим от контактов 46а.

Обратимся к фиг.5 со ссылкой на фиг.4. На фиг.5 показан вид в перспективе принтера 50 по настоящему изобретению. Картридж 40а печатающей головки может использоваться в принтере 50. Принтер 50 имеет каретку 52, в которой помещается картридж 40а печатающей головки и которая перемещает картридж 40а печатающей головки в возвратно-поступательном направлении Х вдоль линии 54 печати. При каждом прохождении вдоль линии 54 печати картридж 40а печатающей головки наносит чернила на документ 51, осуществляя печать. Картридж 40а печатающей головки в вертикальном положении расположен внутри каретки 52, при этом нижняя поверхность 49 обращена вниз, таким образом, под действием силы тяжести чернила поступают в печатающую головку 48. Картридж 40а печатающей головки имеет осевую линию, проходящую в направлению У-У, которая делит переднюю поверхность 45 на равные первую сторону 45R и вторую сторону 45L. Данная осевая линия У-У является вертикальной биссектрисой, проходящей перпендикулярно направлению линии 54 печати. Первая сторона 45R занимает около половины общей площади передней поверхности 45, а вторая половина 45L - остальную площадь. Большая часть контактов 46а расположена на первой стороне 45R, в результате чего на первую сторону 45R приходится больше контактов 46с, чем на вторую сторону 45L. Иными словами, число рядов контактов 46с на первой стороне 45R отличается от числа рядов контактов 46с на второй стороне 45L. Таким образом, контакты 46с распределены асимметрично относительно осевой линии У-У. Такое асимметричное распределение не является лишь следствием нечетного числа контактов 46а. На первой стороне 45R должно находиться, по меньшей мере, на 5 процентов больше контактов 46а, чем на второй стороне 45L. Нижняя поверхность 49 также имеет осевую линию В-В, которая делит ее преимущественно на равные части. Важно, что осевая линия В-В совпадает с осевой линией У-У, таким образом, если разрезать картридж 40а печатающей головки на две равные половины, линия разреза будет проходить как по осевой линии У-У, так и по осевой линии В-В. Печатающая головка 48 расположена симметрично вдоль линии В-В.

Картридж 40а печатающей головки предпочтительно рассчитан на работу в сочетании с дополнительным картриджем 40b печатающей головки. Например, в картридж 40а печатающей головки могут поступать только цветные чернила, а в картридж 40b печатающей головки - только черные чернила. Обратимся к фиг.6 со ссылкой на фиг.4 и фиг.5. На фиг.6 показан вид в перспективе картриджей 40а и 40b печатающей головки по настоящему изобретению, используемых в принтере 50. Согласно настоящему изобретению у картриджа 40b печатающей головки также асимметрично распределены контакты 46b, при этом контакты 46b более густо расположены в направлении картриджа 40а печатающей головки. Картридж 40b печатающей головки может представлять собой зеркальное отражение по линии R-R картриджа 40а печатающей головки в том, что касается распределения контактов 46b относительно распределения контактов 46а. Число контактов 46b картриджа 40b печатающей головки может быть больше или меньше числа контактов 46а. Тем не менее, главное заключается в том, что большее число контактов 46а и 46b расположено ближе в направлении воображаемой линии R-R, разделяющей картридж 40а и картридж 40b печатающей головки. За счет переноса большей доли контактов 46а и 46b ближе друг к другу, обеспечивается уменьшение размеров соответствующей гибкой печатной платы (ГПП), используемой в каретке 52.

Обратимся к фиг.7 со ссылкой на фиг.4, фиг.5 и фиг.6. На фиг. 7 показана принципиальная схема гибкой печатной платы (ГПП) 70, помещающейся в каретке 52 принтера 50. ГПП 70 используется в качестве поверхности контакта, служащей для установления электрических соединений с каждым контактом 46а и 46b картриджа 40а и картриджа 40b печатающей головки соответственно. ГПП 70 имеет множество углублений 76а, каждое из которых служит для установления электрического соединения с одним соответствующим контактом 46а, и множество углублений 76b, каждое из которых служит для установления электрического соединения с одним соответствующим контактом 46b. Таким образом, за счет ГПП 70 принтер 50 способен передавать сигналы картриджу 40а и картриджу 40b печатающей головки. За счет дополнительного асимметричного распределения контактов 46а и 46b на соответствующих картриджах 40а и 40b печатающей головки большая часть соответствующих углублений 76а и 76b сосредоточены в направлении центра 75с ГПП 70. Это, в свою очередь, приводит к соответствующему уменьшению числа углублений 76а и 76b на сторонах 75L и 75R ГПП 70. В результате этого большая часть электрических соединений 77 углублений 76а и 76b сосредоточена в центре 75с ГПП 70, при этом вдоль сторон 75L и 75R ГПП 70 проходит меньшее число электрических соединений 77. Электрические соединения 77 также могут проходить между двумя рядами углублений, например между рядами 79а и 79b. Таким образом, стороны 75L и 75R могут быть приближены к центру 75с, за счет чего уменьшаются размеры ГПП 70. Например, если бы все контакты 46а картриджа 40а печатающей головки были расположены на стороне 45R, электрические соединения 77а, 77b, 77с и 77d были бы смещены в направлении центра 75с ГПП 70. Таким образом, область ГПП 70 в настоящее время занятая электрическими соединениями 77a-77d, могла бы быть сокращена, что привело бы к дальнейшему уменьшению размеров ГПП 70.

Для создания асимметричного распределения контактов у картриджа печатающей головки с целью обеспечения соответствующего сокращения поверхности контакта (т.е. ГПП 70) внутри принтера могут использоваться различные способы. На фиг.4 проиллюстрирован предпочтительный вариант осуществления, в котором осевая линия В-В АСЛН 44 совпадает с осевой линией У-У передней поверхности 45. В данном случае по одну сторону осевой лини У-У сосредоточено большее число контактов 46а, чем по другую сторону, за счет чего обеспечивается асимметричное распределение контактов 46а. Тем не менее, в качестве альтернативы, сама АСЛН 44 может быть асимметрично смещена относительно осевой линии У-У. Обратимся к фиг.8. На фиг.8 проиллюстрирован картридж 80 печатающей головки согласно второму варианту осуществления настоящего изобретения. Картридж 80 печатающей головки имеет чернильницу 82 и АСЛН 84. Чернильница 82 имеет переднюю поверхность 85 и нижнюю поверхность 89. Передняя поверхность 85 поровну разделена осевой линией С-С на первую сторону 85R и вторую сторону 85L. Нижняя поверхность 89 аналогичным образом поровну разделена осевой линией Е-Е, совпадающей с осевой линией С-С. АСЛН 84 расположена на передней поверхности 85 и нижней поверхности 89 чернильницы 82, при этом множество контактов 86 расположено на передней поверхности 85, а печатающая головка 88 расположена на нижней поверхности 89. Участок АСЛН 84, находящийся на передней поверхности 85, поровну разделен осевой линией D-D, а участок АСЛН 84, находящийся на нижней поверхности 89, поровну разделен осевой линией F-F. Осевая линия D-D совпадает с осевой линией F-F и поровну делит всю АСЛН 84. Контакты 86 симметрично расположены вокруг осевой линии D-D АСЛН 84 таким образом, что без учета фактора четности по обе стороны от осевой линии D-D находится равное число контактов 86. Тем не менее, осевая линия АСЛН 84 смещена относительно осевой линии С-С передней поверхности 85. За этот счет на стороне 85R расположено большее число контактов 86, в результате чего обеспечивается асимметричное распределение контактов 86 на передней поверхности 85 относительно осевой линии С-С. На нижней поверхности 89 находится печатающая головка 88, расположенная соосно с осевой линией Е-Е нижней поверхности 89, а не осевой линии F-F АСЛН 84. За этот счет печатающая головка 88 остается совмещенной с осевой линией нижней поверхности 89, что является предпочтительным, поскольку при этом должна использоваться лишь чернильница 82 одного типа.

Тем не менее, печатающая головка, совмещенная с осевой линией нижней поверхности чернильницы, не является необходимым условием настоящего изобретения. Обратимся к фиг.9. На фиг.9 проиллюстрирован картридж 90 печатающей головки согласно третьему варианту осуществления настоящего изобретения. В данном варианте осуществления, как и в предыдущем варианте осуществления, осевые линии Н-Н и J-J АСЛН 94 смещены относительно осевых линий G-G и I-I чернильницы 92. Тем не менее, печатающая головка 98 совмещена с осевой линией J-J АСЛН 94 нижней поверхности 99. Следовательно, как контакты 96, так печатающая головка 98 расположены симметрично АСЛН 94, но асимметрично чернильнице 92. Тем не менее, данная конструкция считается в чем-то худшей, поскольку в ней требуются чернильницы 92 двух различных типов: одна, обеспечивающая более высокую концентрацию контактов 96 на стороне 95R, и другая, обеспечивающая более высокую концентрацию контактов 96 на стороне 95L.

В отличие от известного уровня техники в настоящем изобретении используется асимметричное распределение контактов на передней поверхности чернильницы. В случае использования двух картриджей с зеркальным распределением контактов большее число контактов оказывается расположенным вблизи друг друга у таких сдвоенных картриджей печатающей головки. Соответствующие углубления сконцентрированы ближе к центру поверхности контакта внутри принтера, служащей для установления связи со сдвоенными картриджами печатающей головки (т.е. ГПП). Тем самым, наружные края поверхности могут быть срезаны, за счет чего сокращается площадь поверхности и, следовательно, уменьшается стоимость принтера.

Специалистам в данной области техники не составит труда понять, что в изобретение может быть внесено множество модификаций и изменений, соответствующих идее изобретения. Например, может быть обрезан, по меньшей мере, один угол АСЛН или АСЛН может быть придана волнистая форма. Соответственно вышеизложенное описание следует считать ограниченным лишь объемом приложенных патентных притязаний.

Изобретение относится к картриджу печатающей головки, способу уменьшения размеров поверхности контактов принтера, служащей для установления электрических соединений с картриджем печатающей головки, а также к струйному печатающему устройству и гибкой печатной плате струйного печатающего устройства. Картридж печатающей головки, установленный внутри каретки принтера, может перемещаться вместе с кареткой в первом направлении внутри принтера. Картридж печатающей головки содержит чернильницу для хранения чернил, которая имеет переднюю поверхность и нижнюю поверхность, на которой установлена печатающая головка, и множество контактов для приема сигналов, поступающих от принтера, и передачи сигналов печатающей головке. Осевая линия передней поверхности, проходящая перпендикулярно первому направлению, делит переднюю поверхность на равные первую и вторую стороны. Контакты находятся на передней поверхности, при этом число контактов на первой стороне превышает их число на второй стороне. Это обеспечивает уменьшение площади поверхности контакта и соответственно стоимости струйного картриджа, гибкой печатной платы, струйного печатающего устройства и принтера в целом. 4 н. и 35 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Картридж печатающей головки, установленный внутри каретки принтера, которая способна перемещаться в первом направлении, имеющий чернильницу для хранения чернил, имеющую переднюю поверхность и нижнюю поверхность, при этом первая осевая линия передней поверхности проходит перпендикулярно первому направлению и делит переднюю поверхность на первую сторону и вторую сторону, а соответствующие площади поверхности первой стороны и второй стороны примерно равны, печатающую головку, расположенную на нижней поверхности, и множество контактов, служащих для приема сигналов, поступающих от принтера, и передачи сигналов печатающей головке, которые находятся на передней поверхности, при этом число контактов на первой стороне превышает их число на второй стороне.2. Картридж печатающей головки по п.1, в котором число контактов на первой стороне, по меньшей мере, на 5% превышает их число на второй стороне.3. Картридж печатающей головки по п.1, дополнительно имеющий устройство автоматизированной сборки на ленточном носителе (АСЛН), при этом контакты и печатающая головка установлены на устройстве АСЛН, а осевая линия устройства АСЛН проходит преимущественно параллельно первой осевой линии.4. Картридж печатающей головки по п.3, в котором контакты распределены примерно равномерно по обе стороны от осевой линии устройства АСЛН, а осевая линия устройства АСЛН смещена относительно первой осевой линии.5. Картридж печатающей головки по п.4, в котором нижняя поверхность имеет вторую осевую линию, которая делит ее преимущественно пополам, при этом вторая осевая линия совмещена с первой осевой линией, а центр печатающей головки совмещен со второй осевой линией.6. Картридж печатающей головки по п.4, в котором нижняя поверхность имеет вторую осевую линию, которая делит ее преимущественно пополам, при этом вторая осевая линия совмещена с первой осевой линией, а печатающая головка смещена относительно второй осевой линии.7. Картридж печатающей головки по п.3, в котором контакты распределены неравномерно по обе стороны от осевой линии устройства АСЛН, а осевая линия устройства АСЛН совмещена с первой осевой линией.8. Картридж печатающей головки по п.7, в котором нижняя поверхность имеет вторую осевую линию, которая делит ее преимущественно пополам, при этом вторая осевая линия совмещена с первой осевой линией, а центр печатающей головки совмещен со второй осевой линией.9. Картридж печатающей головки по п.1, в котором контакты служат для приема сигналов, поступающих от гибкой печатной платы (ГПП), используемой в принтере.10. Картридж печатающей головки по п.1, в котором контакты, находящиеся на передней поверхности, образуют множество рядов.11. Картридж печатающей головки по п.10, в котором число рядов на первой стороне отличается от их числа на второй стороне.12. Способ уменьшения размеров поверхности контакта принтера, служащей для установления электрических соединений с картриджем печатающей головки, установленным внутри каретки принтера, которая способна перемещаться в первом направлении, в ходе осуществления которого используют картридж печатающей головки, имеющий чернильницу для хранения чернил, имеющую переднюю поверхность и нижнюю поверхность, при этом первая осевая линия передней поверхности проходит перпендикулярно первому направлению и делит переднюю поверхность на первую сторону и вторую сторону, а соответствующие площади поверхности первой стороны и второй стороны примерно равны, печатающую головку, расположенную на нижней поверхности, и множество контактов, служащих для приема сигналов, поступающих от принтера, и передачи сигналов печатающей головке, которые находятся на передней поверхности, при этом число контактов на первой стороне превышает их число на второй стороне, и используют поверхность контакта принтера для установления электрических соединений с картриджем печатающей головки,

в котором за счет большего числа контактов на первой стороне, чем на второй стороне обеспечивается большее число электрических соединений на центральном участке поверхности контакта и меньшее число электрических соединений на наружном участке поверхности контакта и, тем самым, уменьшение размеров поверхности контакта.