DE60105518T2

DE60105518T2 - Vorrichtung zum ausrichten einer biegsamen leiterplatte auf einem tintenstrahldruckerwagen

Info

Publication number: DE60105518T2
Application number: DE60105518T
Authority: DE
Inventors: M. Karen Rathgar MCARDLE; Marcus Scholz; R. Steven CARD
Original assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Current assignee: Hewlett Packard Development Co LP
Priority date: 2000-04-25
Filing date: 2001-04-20
Publication date: 2005-10-13
Anticipated expiration: 2021-04-21
Also published as: WO2001081088A2; US6273554B1; EP1196293A2; TW496826B; WO2001081088A3; DE60105518D1; WO2001081088A9; EP1196293B1

Description

Querverweis auf Verwandte Anmeldungen
Diese Anmeldung ist auf die folgende ebenfalls anhängige Utility-Patent-Anmeldung bezogen, die gleichzeitig am 25. April 2000 eingereicht wurde: Seriennr. 09/558,308 durch Scholz et al. mit dem Titel „A Spring for Latching a Print Cartridge in a Carriage", Anwaltsaktenzeichen Nr. 10992262.1
Hintergrund der Erfindung
Der allgemeine Entwurf und Aufbau von Wägen, die Druckkassetten in Druckern halten und ausrichten und diese Druckkassetten durch Druckzonen hin- und herbewegen, ist gut bekannt. Beispiele der Patente, die in dem Gebiet einer Tintenstrahldrucktechnologie erteilt wurden, umfassen:
das US-Patent 4,755,836 mit dem Titel „Printhead Cartridge and Carriage Assembly" durch Ta et al., erteilt am 5. Juli 1988;
das US-Patent 4,872,026 mit dem Titel „Ink-jet Printer with Printhead Carriage Alignment Mechanism" durch Rasmussen et al., erteilt am 3. Oktober 1989;
das US-Patent 4,907,018 mit dem Titel „Printhead-Carriage Alignment and Electrical Interconnect Lock-in Mechanism" durch Pinkerpell, erteilt am 6. März 1990; und
das US-Patent 5,392,063 mit dem Titel „Spring Cartridge Clamp for Inkjet Printer Carriage" durch Rhoads, erteilt am 21. Februar 1995.
Elektronik in einem Drucker, die eine Tintenstrahldruckkassette auf Befehl abfeuert, ist mit den elektrischen Kontaktanschlussflächen an einer Druckkassette durch eine flexible Schaltung verbunden. Eine derartige flexible Schaltung ist in dem US-Patent 4,706,097 mit dem Titel „Nearlinear Spring Connect Structure for Flexible Interconnect Circuits" durch Harmon beschrieben. Ein guter elektrischer Kontakt und eine genaue mechanische Ausrichtung sind bei der Schnittstelle zwischen den erhöhten Höckern (Bumps) einer flexiblen Schaltung und Kontaktanschlussflächen an der Druckkassette erforderlich.
Ein Problem, das bei derartigen flexiblen Schaltungen entstanden ist, besteht darin, dass während einer Zusammenfügung des Wagens sich die flexiblen Schaltungen etwas wölben bzw. ausbeulen können. Mit anderen Worten kann die flexible Schaltung hohe und niedrige Bereiche entwickeln und eventuell wird der erforderliche elektrische Kontakt und die mechanische Ausrichtung nicht erreicht.
Aus dem Vorhergehenden wird ersichtlich, dass es einen Bedarf nach einem Ansatz gibt, der ermöglicht, dass die flexible Schaltung während einer Zusammenfügung des Wagens flach wird und dass eine jegliche Unebenheit in der Oberfläche derselben entfernt ist.
Zusammenfassung der Erfindung
Kurz und allgemein gesagt umfasst eine Vorrichtung gemäß der Erfindung eine flexible Schaltung, die ein kreisförmiges Loch und zwei längliche Schlitze aufweist. Jeder Schlitz weist eine Hauptachse auf, die die Mitte des kreisförmigen Lochs schneidet. Der Wagen weist drei Bauglieder auf, die das kreisförmige Loch und die zwei Schlitze empfangen bzw. aufnehmen und ermöglichen, dass sich die flexible Schaltung selbst ausrichtet, wenn dieselbe über den Baugliedern platziert ist.
Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ersichtlich, die durch ein Beispiel die Grundlagen der Erfindung darstellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckermechanismus für eine Faksimilemaschine, die die Grundlagen der Erfindung verkörpert.
2 ist eine perspektivische Ansicht des Wagens in dem Druckermechanismus von 1.
3 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise weggeschnitten, der Wagenbasis in dem Druckermechanismus von 1.
4 ist ein Vorderaufriss, teilweise weggeschnitten, der Wagenbasis in dem Druckermechanismus von 1.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Druckkassette aus dem Druckermechanismus von 1.
Detaillierte Beschreibung des Bevorzugten Ausführungsbeispiels
Wie es in den Zeichnungen für Darstellungszwecke gezeigt ist, ist die Erfindung in drei Baugliedern ausgeführt, die an einer Wand einer Druckkassette gelegen sind. Die Bauglieder sind positioniert, um eine flexible Schaltung zu empfangen bzw. aufzunehmen, die ein kreisförmiges Loch und zwei längliche Schlitze in derselben aufweist. Jeder Schlitz weist eine Hauptachse auf, die die Mitte des kreis förmigen Lochs schneidet. Die Bauglieder ermöglichen, dass die flexible Schaltung während einer Zusammenfügung des Wagens flach wird und das eine jegliche Unebenheit in der Oberfläche derselben entfernt ist.
Die Vorrichtung bietet eine einfache Lösung und erreicht den erforderlichen elektrischen Kontakt und die mechanische Ausrichtung zwischen den erhöhten Höckern einer flexiblen Schaltung und den elektrischen Kontaktanschlussflächen an der Druckkassette.
Unter Bezugnahme auf 1 gibt Bezugszeichen 11 allgemeinen einen Druckermechanismus für eine Faksimilemaschine an. Der Druckermechanismus 11 umfasst ein Chassis 12, das das strukturelle Rückgrat der Vorrichtung bereitstellt, weil die meisten Komponenten des Mechanismus an demselben befestigt sind. Bezugszeichen 14 gibt einen Gleichsignalantriebsmotor bzw. Gleichstromantriebsmotor an, der mit einem Antriebsuntersetzungsgetriebezug 15 verbunden ist. Der Getriebezug 15 ist wiederum mit einem Zahngetrieberiemen 16 verbunden, der durch einen Folger 17 gespannt ist. Der Zahngetrieberiemen 16 ist physisch an einem Wagen 19 angebracht. Der Gleichstrommotor 14, der Antriebsgetriebezug 15 und der Zahngetrieberiemen 16 bewegen den Wagen 19 entlang einem Gleitstab 20 hin und her, der parallel zu der Abtastachse der Faksimilemaschine ist. Der Gleitstab 20 ist stationär mit Bezug auf das Chassis, das die Druckkassette gegen die gegenüberliegende Wand der Rutsche und ein tertiäres Wagenmerkmal 40, 4, drängt. Der Wagen umfasst ferner drei primäre Wagenmerkmale 37 und zwei sekundäre Wagenmerkmale 38. Diese Merkmale 37, 38 und 40 sind durch komplementäre Oberflächen, die Druckkassettenmerkmale 41, 5, an der Druckkassette 30 verriegelt und richten die Druckkassette mit Bezug auf den Wagen 19 in alle Richtungen aus. Mit anderen Worten definieren die Wagenmerkmale die X-, Y- und Z-Ebene, gegen die die Druckkassette 30 sitzt.
3 und 4 stellen die Wagenbasis 33 dar, wobei die Rutsche 34, 2, entfernt ist.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die X-Achse die Abtastachse oder die Längsachse des Gleitstabs 20, 1, oder die Achse, die durch die Mitten der Hülsen 22 definiert ist. Die +Y-Achse ist vertikal aufwärts. Die +Z-Achse ist normal zu der vorderen Seite der Wagenbasis 33.
In 3 gibt Bezugszeichen 44 die vordere Seite der Wagenbasis 33 an. Diese Seite ist planar und definiert die +Z-Achse. Nach einer Zusammenfügung des Wagens liegt die flexible Schaltung 26 flach gegen diese Seite. An der vorderen Seite 44 sind drei zylindrische Bauglieder 46, 47 und 48 oder Stifte positioniert. Diese Bauglieder sind normal zu der vorderen Seite der Wagenbasis und die abschließenden Enden desselben sind etwas verjüngend. Jedes Bauglied ist an einem Scheitelpunkt eines Dreiecks gelegen. Insbesondere ist in 4 das Dreieck ein rechtwinkliges Dreieck, wobei das Bauglied 46 bei dem 90°-Scheitelpunkt gelegen ist. Das Dreieck ist dahingehend unregelmäßig, dass es kein gleichschenkliges Dreieck mit zwei Seiten gleicher Länge ist. An diesen drei Baugliedern 46, 47, 48 ist die flexible Schaltung 26 befestigt und ausgerichtet.
Unter Bezugnahme auf 4 weist die flexible Schaltung 26 ein kreisförmiges Loch 52, einen vertikalen Schlitz 53 und einen horizontalen Schlitz 54 auf. Das kreisförmige Loch ist bei der unteren rechten Ecke der vorderen Seite 44 der Wagenbasis 33 gelegen und ist an dem Bauglied 46 aufgenommen. Der Durchmesser des kreisförmigen Lochs entspricht dem äußeren Durchmesser des Bauglieds 46. Der vertikale Schlitz 53 ist vertikal über dem kreisförmigen Loch 52 entlang der +Y-Achse gelegen und weist eine Hauptachse auf, die die Mitte des kreisförmigen Lochs 52 schneidet. Die Hauptachse ist die Längsachse des Schlitzes oder die längere Abmessung des Schlitzes. Die Nebenachse des Schlitzes oder die kürzere Abmessung des Schlitzes weist eine Länge auf, die dem Durchmesser des Bauglieds 53 entspricht. Der horizontale Schlitz 54 ist horizontal zu der Linken des kreisförmigen Lochs 52 entlang der –Y-Achse gelegen und weist eine Hauptachse auf, die die Mitte des kreisförmigen Lochs 52 schneidet. Die Nebenachse des Schlitzes 54 oder die kürzere Abmessung des Schlitzes weist eine Länge auf, die dem Durchmesser des Bauglieds 48 entspricht.
Unter Bezugnahme auf 3 ist die flexible Schaltung 26 ein kontinuierliches unitäres Teil, das kreisförmig um die Rückseite der Wagenbasis 33 und über die vordere Seite 44 verläuft. Das kreisförmige Loch 52 ist an dem Bauglied 46 aufgenommen, der vertikale Schlitz 53 an dem Bauglied 47 und der horizontale Schlitz 54 an dem Bauglied 48.
Während einer Zusammenfügung wird die flexible Schaltung 26 um die Wagenbasis 33 herumgeführt und an den Baugliedern 46, 47, 48 positioniert. Das kreisförmige Loch 52 positioniert die Struktur von erhöhten Höckern 28 mit einem Freiheitsgrad. Mit anderen Worten begrenzt das kreisförmige Loch 52 eine jegliche Translation der flexiblen Schaltung 26 mit Bezug auf die Ebene der vorderen Seite 44 der Wagenbasis 33. Das kreisförmige Loch beschränkt jedoch eine Drehbewegung der flexiblen Schaltung um die Z-Achse nicht. Der vertikale und der horizontale Schlitz 53, 54 beschränken eine Drehbewegung der flexiblen Schaltung um die Z-Achse, aber ermöglichen, dass sich die flexible Schaltung entlang den jeweiligen Hauptachsen derselben ausdehnt oder zusammenzieht. Eine derartige Ausdehnung und/oder Zusammenziehung ermöglicht, dass die flexible Schaltung flach wird und dass eine jegliche Unebenheit in der Oberfläche derselben entfernt ist, die sich eventuell während einer Herstellung der flexiblen Schaltung oder einer Zusammenfügung des Wagens entwickelt hat. Diese Bewegung entfernt ein jegliches Wölben, das aufgetreten sein kann, und erreicht einen guten elektrischen Kontakt und eine genaue mechanische Ausrichtung bei der Schnittstelle zwischen den erhöhten Hö ckern 28 an der flexiblen Schaltung 26 und den elektrischen Kontaktanschlussflächen 29 an der Druckkassette 30.
Es ist ersichtlich, dass, obwohl die flexible Schaltung 26 und die Ausrichtungsvorrichtung derselben in Verbindung mit einem Druckermechanismus für eine Faksimilemaschine beschrieben wurden, dieselben bei einem jeglichen Tintenstrahldruckermechanismus einer jeglichen Größe oder Konfiguration verwendet werden können.
Ferner wurde die Ausrichtungsvorrichtung mit drei Stiften oder Baugliedern beschrieben, die jeweils bei dem Scheitelpunkt eines rechtwinkligen Dreiecks gelegen sind. Andere Typen von Dreiecken werden als innerhalb des Schutzbereichs dieser Erfindung betrachtet, einschließlich gleichschenkliger Dreiecke und unregelmäßiger Dreiecke.
Obwohl spezifische Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben und dargestellt wurden, ist die Erfindung nicht auf die spezifischen Formen oder eine Anordnung von Teilen begrenzt, die so beschrieben und dargestellt sind. Die Erfindung ist lediglich durch die Ansprüche begrenzt.

Claims

Vorrichtung zum Ausrichten einer flexiblen Schaltung an einem Tintenstrahldruckerwagen, die folgende Merkmale aufweist: 1) eine flexible Schaltung, die ein kreisförmiges Loch und zwei längliche Schlitze in derselben aufweist, wobei das kreisförmige Loch eine Mitte aufweist und jeder Schlitz eine Hauptachse aufweist; 2) eine Wand an einem Druckwagen zum Befestigen der flexiblen Schaltung; und 3) drei Bauglieder, die an der Wand gelegen sind und positioniert sind, um das kreisförmige Loch und die zwei Schlitze in der flexiblen Schaltung zu empfangen, wobei die Bauglieder die flexible Schaltung an dem Wagen ausrichten, wenn dieselben auf denselben plaziert sind; dadurch gekennzeichnet, daß die Hauptachse jedes Schlitzes die Mitte des kreisförmigen Lochs schneidet.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die Wand eine Ebene aufweist und das Bauglied, das das kreisförmige Loch empfängt, eine Translation der flexiblen Schaltung mit Bezug auf die Ebene begrenzt und die zwei Bauglieder, die die Schlitze empfangen, eine Drehbewegung der flexiblen Schaltung um das Bauglied, das das Loch empfängt, begrenzen.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der jedes Bauglied bei einem Scheitelpunkt eines Dreiecks gelegen ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 3, bei der das Dreieck ein rechtwinkliges Dreieck ist, das einen Scheitelpunkt von 90° aufweist, und das Bauglied, das das kreisförmige Loch empfängt, bei dem Scheitelpunkt von 90° gelegen ist.
Die Vorrichtung gemäß Anspruch 1, bei der die zwei Bauglieder, die die Schlitze empfangen, ermöglichen, daß die flexible Schaltung flach wird und daß eine jegliche Unebenheit in der Oberfläche derselben entfernt ist.