DE102007022076A1

DE102007022076A1 - Ink cartridge for use as exchangeable ink tank in inkjet printer, has sensor operating switch connected with sensor element and connected with electrical contact surfaces in conductive manner

Info

Publication number: DE102007022076A1
Application number: DE200710022076
Authority: DE
Inventors: Christoph Rohe
Original assignee: Artech GmbH Design and Production in Plastic
Current assignee: Artech GmbH Design and Production in Plastic
Priority date: 2007-05-11
Filing date: 2007-05-11
Publication date: 2008-11-13

Abstract

The cartridge has an ink container (2) fillable with liquid ink and exhibiting an ink outlet opening (4) which extends outside from inwards. A set of sensor elements (10, 10a, 10b) fitted in the ink container responds to the presence of ink inside the ink container. An electrical contact surface (8) is attached accessibly on the ink container from outside. A sensor operating switch (9) is connected with the sensor element and the electrical contact surfaces in a conductive manner.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Tintenkartusche, umfassend mindestens einen Tintenbehälter, der mit flüssiger Tinte befüllbar ist und der eine Tintenauslassöffnung aufweist, die sich von innen nach aussen erstreckt, mindestens ein Sensorelement, welches in dem Tintenbehälter angebracht ist und auf die Anwesenheit von Tinte im Inneren des Tintenbehälters anspricht, und elektrische Kontaktflächen, die von aussen zugänglich an dem Tintenbehälter angebracht sind.The The present invention relates to an ink cartridge comprising at least one ink container that is liquid Ink is fillable and an ink outlet which extends from the inside to the outside, at least one Sensor element, which is mounted in the ink tank and the presence of ink inside the ink container responds, and electrical contact surfaces, from the outside are attached accessible to the ink container.

Tintenkartuschen der genannten Art dienen als austauschbare Tintentanks zur Tintenversorgung von Tintenstrahl-Druckeinrichtungen. In der Regel weisen sie ein Gehäuse auf, welches zur Anbringung in einer korrespondierenden Aufnahme eines Druckers ausgebildet ist. In dem Gehäuse der Tintenkartusche sind ein einzelner oder mehrere Tintenbehälter ausgebildet, die mit verschiedenen Tinten gefüllt sein können. Jeder Tintenbehälter hat eine Tintenauslassöffnung zur lösbaren Verbindung mit einem Tintenversorgungsanschluss des Druckers. Dadurch wird dem Drucker im Betrieb Tinte zugeführt. Wenn die in dem Tintenbehälter enthaltene Tinte aufgebraucht worden ist, kann die leere Tintenkartusche einfach aus der Aufnahme entnommen werden und durch eine volle Tintenkartusche ersetzt werden. Die leeren Tintenkartuschen werden entweder entsorgt oder zur erneuten Verwendung wieder mit Tinte befüllt.ink cartridges of the type mentioned serve as replaceable ink tanks for ink supply of Inkjet printing devices. As a rule, they have a housing on, which for attachment in a corresponding receptacle a printer is formed. In the housing of the ink cartridge are a single or multiple ink containers formed, which can be filled with different inks. Each ink tank has an ink outlet port for detachable connection to an ink supply port of the printer. This will supply ink to the printer during operation. When the ink contained in the ink tank is used up The empty ink cartridge can be easily removed from the holder be removed and replaced with a full ink cartridge. The empty ink cartridges are either disposed of or for re-use Use refilled with ink.

Für den kontinuierlichen Druckbetrieb eines Tintenstrahldruckers ist es entscheidend, dass dem Drucker jederzeit eine ausreichende Menge von Tinte zur Verfügung steht, um einen Druckauftrag ordnungsgemäss ausführen zu können. Hierzu ist es erforderlich, möglichst verlässliche Informationen über die jeweils aktuell in den Tintenkartuschen befindliche Rest-Tintenmenge zu haben. Bei früheren Druckergenerationen wurde anhand des durchschnittlichen Tintenverbrauchs pro Druckseite und der ursprünglichen Füllmenge der Tintenkartusche eine Abschätzung der Reichweite vorgenommen und der daraus berechnete Rest-Tintenfüllstand in einem Speicher auf der Tintenkartusche gespeichert, wie dies beispielsweise in der EP 812 693 A1 beschrieben ist. Dieses Verfahren führt jedoch häufig dazu, dass Tinten-Restmengen in einer vom Drucker bereits als „leer" gekennzeichneten Tintenkartusche verbleiben, die dann ungenutzt entsorgt werden. Dies ist ärgerlich für den Verbraucher und umweltschädlich.For the continuous printing operation of an inkjet printer, it is crucial that the printer at any time a sufficient amount of ink is available to run a print order properly. For this purpose, it is necessary to have as reliable information as possible about the amount of residual ink currently present in the ink cartridges. In previous generations of printers, an estimate of the range was made on the basis of the average ink consumption per print page and the original capacity of the ink cartridge, and the remaining ink level calculated therefrom was stored in a memory on the ink cartridge, as described, for example, in US Pat EP 812 693 A1 is described. However, this procedure often results in residual ink remaining in an ink cartridge already marked as "empty" by the printer, which is then disposed of unused, which is annoying to the consumer and environmentally damaging.

Bei moderneren Tintenkartuschen ist man deswegen dazu übergegangen, einen Sensor in den Tintenbehälter einzubauen, der direkt auf die Anwesenheit von Tinte reagiert. Anhand der von diesem Sensor abgegebenen Messwerte ist es möglich, unmittelbare Information über den Füllstand bzw. die in der Tintenkartusche enthaltene Rest-Tintenmenge zu erhalten. Eine derartige Tintenkartusche ist im Stand der Technik beispielsweise in der WO 2006/064926 A1 beschrieben. Zur Erfassung des Tinten-Füllstandes wird darin eine piezoelektrische Sensoreinheit vorgeschlagen, die innen in die Wand des Tintenbehälters eingesetzt ist. Über nach aussen herausgeführte elektrische Kontakt-Elektroden kann diese Sensoreinheit direkt mit einer Mess- und Auswerteelektronik des Tintenstrahldruckers verbunden werden. Die piezoelektronische Sensoreinheit ist ein empfindliches mikromechanisches Bauelement, welches einen relativ hohen Herstellungsaufwand erfordert und entsprechend kostspielig ist. Ausserdem ist die flüssigkeitsdichte Montage in dem Tintenbehälter und der elektrische Anschluss an die elektrischen Kontaktflächen relativ kompliziert und arbeitsaufwendig, wie in der DE 10 2006 014 860 A1 erläutert ist.With more modern ink cartridges one has therefore begun to incorporate a sensor in the ink tank, which responds directly to the presence of ink. Based on the readings from this sensor, it is possible to obtain immediate information about the level or remaining amount of ink in the ink cartridge. Such an ink cartridge is in the prior art, for example in the WO 2006/064926 A1 described. For detecting the ink level, a piezoelectric sensor unit is proposed therein, which is inserted inside the wall of the ink container. By way of electrical contact electrodes led out to the outside, this sensor unit can be connected directly to a measuring and evaluation electronics of the inkjet printer. The piezoelectric sensor unit is a sensitive micromechanical component, which requires a relatively high production cost and is correspondingly expensive. In addition, the liquid-tight mounting in the ink container and the electrical connection to the electrical contact surfaces is relatively complicated and laborious, as in the DE 10 2006 014 860 A1 is explained.

Die Nachteile der vorangehend beschriebenen Sensoreinheit sind auch bereits erkannt worden, so dass in der EP 1 203 070 A2 vorgeschlagen worden ist, anstelle der Sensoreinheit ein Sensor-Ersatzmodul vorzusehen, welches anstelle realer Füllstands-Messwerte lediglich geschätzte Daten speichert und an den Drucker übermittelt. Die Vorteile einer realen Messung des tatsächlichen Tinten-Füllstands fallen damit natürlich wieder weg.The disadvantages of the above-described sensor unit have also already been recognized, so that in the EP 1 203 070 A2 has been proposed to provide a sensor replacement module instead of the sensor unit, which stores only estimated data instead of real level readings and transmitted to the printer. Of course, the advantages of a real measurement of the actual ink level will disappear.

Angesichts der vorangehend erläuterten Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Motivation zugrunde, eine Tintenkartusche mit einem Sensorelement zur realen Erfassung von Tinte in dem Tintenbehälter zur Verfügung zu stellen, welche die genannten Nachteile der vorangehend erläuterten Sensoren vermeidet. Insbesondere soll die Verwendung eines einfacheren und weniger aufwendig herzustellenden Sensorelements in einem Drucker ermöglicht werden, der für den Betrieb mit einem aufwendigeren Sensor ausgelegt ist.in view of the problems of the prior art explained above The invention is based on the motivation, an ink cartridge with a sensor element for real detection of ink in the ink container to provide, which the mentioned disadvantages avoids the previously explained sensors. Especially intended to make use of a simpler and less expensive to manufacture Sensor element can be enabled in a printer, the designed for operation with a more complex sensor is.

Zur Lösung der vorgenannten Problematik wird erfindungsgemäss vorgeschlagen, eine Sensor-Betriebsschaltung an der Tintenkartusche anzuordnen, an die das mindestens eine Sensorelement angeschlossen ist und die leitend mit den elektrischen Kontaktflächen verbunden ist.to Solution of the aforementioned problem is according to the invention proposed a sensor operating circuit on the ink cartridge to be arranged, to which the at least one sensor element connected is and the conductive with the electrical contact surfaces connected is.

Bei der Erfindung ist im Gegensatz zu der aus der oben zitierten DE 10 2006 014 860 A1 bzw. WO 2006/064926 A1 das eigentliche Sensorelement nicht direkt mit den nach aussen herausgeführten Kontaktflächen verbunden, der Drucker greift also nicht direkt auf das Sensorelement zu. Ein wesentlicher Aspekt der Erfindung ist, dass das Sensorelement an eine Sensor-Betriebsschaltung angeschlossen ist, die an der Tintenkartusche angebracht ist.In the invention, in contrast to that of the above-cited DE 10 2006 014 860 A1 respectively. WO 2006/064926 A1 the actual sensor element is not connected directly to the outwardly led out contact surfaces, so the printer does not access directly to the sensor element. An essential aspect of the invention is that the sensor element is connected to a sensor operating circuit which is attached to the ink cartridge.

Die erste Funktion dieser Sensor-Betriebsschaltung besteht darin, das bzw. die Sensorelemente mit elektrischer Energie und gegebenenfalls zum Betrieb erforderlichen speziellen elektrischen Signalformen zu speisen. Die zweite Funktion der Sensor-Betriebsschaltung besteht darin, die von den Sensorelementen abgegebenen Mess-Signale zu erfassen, und elektronisch so aufzubereiten, dass sie vom Drucker als gültige Sensor-Messwerte akzeptiert werden. Hierzu ist die Sensor-Betriebsschaltung mit den Kontaktflächen der Tintenkartusche verbunden, die zum Anschluss an den Drucker dienen. Zusammenfassend kann man sagen, dass der Drucker nicht mehr direkt mit den Sensorelementen kommuniziert, sondern nur mit der Sensor-Betriebsschaltung, die ihrerseits mit den eigentlichen Sensorelementen verbunden ist. Die Sensor-Betriebsschaltung dient als Mess- und Auswerteschaltung und sorgt für eine Umsetzung (Transformation) oder Anpassung der Signale beliebiger Sensorelemente zur Detektierung von Tinte in dem Tintenbehälter an einen Drucker, der für einen bestimmten Sensortyp ausgelegt ist.The first function of this sensor operation circuit is to feed the sensor elements with electrical energy and possibly required for the operation of special electrical waveforms. The second function of the sensor drive circuit is to detect the measurement signals output from the sensor elements and to electronically condition it to be accepted by the printer as valid sensor readings. For this purpose, the sensor operating circuit is connected to the contact surfaces of the ink cartridge, which serve for connection to the printer. In summary, it can be said that the printer no longer communicates directly with the sensor elements, but only with the sensor operating circuit, which in turn is connected to the actual sensor elements. The sensor operating circuit serves as a measuring and evaluation circuit and provides for conversion (transformation) or adaptation of the signals of any sensor elements for detecting ink in the ink container to a printer that is designed for a specific type of sensor.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass unterschiedliche und insbesondere auch einfachere und kostengünstigere Sensorelemente eingesetzt werden können, auch wenn der Drucker beispielsweise einen speziellen, aufwendigen Sensortyp an der Tintenkartusche erwartet. Die Anpassung eines beliebigen Sensors an den Drucker erfolgt mittels der erfindungsgemäss zwischen Sensorelement und Kontaktflächen zwischengeschalteten Sensor-Betriebsschaltung. Dadurch ist es beispielsweise möglich, das Ausgangs-Eingangssignal eines sehr einfach aufgebauten Sensorelements – etwa eines simplen kapazitiven oder Leitfähigkeitssensors – in das Signal eines komplexen Piezo-Sensors umzuwandeln. Angesichts des Umstandes, das passende Sensor-Betriebsschaltungen mit minimalem Aufwand auf vorhandenen elektronischen Standard-Bausteinen, beispielsweise sogenannten Mikrocontrollern, realisiert werden können, ist der Aufwand deutlich geringer als bei den bekannten Spezialsensoren.One essential advantage of the invention is that different and in particular also simpler and less expensive sensor elements can be used, even if the printer, for example expected a special, complex sensor type on the ink cartridge. The adaptation of any sensor to the printer by means of according to the invention between sensor element and contact surfaces intermediate sensor operating circuit. This makes it possible, for example, the output input signal of a very simple sensor element - about a simple capacitive or conductivity sensor - into the To convert the signal of a complex piezo sensor. View of the In fact, the appropriate sensor operating circuits with minimal Expenditure on existing electronic standard modules, for example so-called microcontrollers, can be realized the effort is significantly lower than in the known special sensors.

Ein weiterer Vorteil ist, dass die Sensorcharakteristik einfach durch eine entsprechende Programmierung der Sensor-Betriebsschaltung in weiten Grenzen angepasst werden kann. Dadurch können beispielsweise Tinten verwendet werden, die durch abweichende physikalische Eigenschaften mit einem bekannten Piezo-Sensor keine vom Drucker akzeptierten Messwerte liefern.One Another advantage is that the sensor characteristics simply by a corresponding programming of the sensor operating circuit in wide limits can be adjusted. This can, for example Inks are used by different physical properties with a known piezo sensor not accepted by the printer Deliver measured values.

Gegenüber der ebenfalls im Stand der Technik vorgeschlagenen Sensor-Ersatzschaltung hat die Erfindung den Vorteil, dass eine reale Messung des tatsächlich gegebenen Tintenstands erfolgt, also nicht nur eine naturgemäss fehlerbehaftete Abschätzung vorgenommen wird.Across from the also proposed in the prior art sensor replacement circuit the invention has the advantage that a real measurement of the actual given ink level, so not only a natural erroneous estimate is made.

Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Sensorelement zumindest zwei mit Abstand voneinander angeordnete Messelektroden aufweist. Dadurch, dass diese Messelektroden eine leitfähige Oberfläche haben, die beide in Kontakt mit in dem Tintenbehälter befindlicher Tinte kommen können, kann einfach eine Leitfähigkeitsmessung der zwischen den Messelektroden befindlichen Tinte vorgenommen werden. Sinkt der Tinten-Füllstand so weit, dass sich keine Tinte mehr zwischen den Messelektroden befindet, verändert sich der von der Sensor-Betriebsschaltung gemessene Leitfähigkeits-Messwert. Dadurch kann die Sensor-Betriebselektronik erkennen, dass die Tintenkartusche leer ist und generiert ein „Tintenkartusche leer"-Signal, welches über die elektrischen Kontaktflächen an den Drucker gesendet wird. Dabei erzeugt die Sensor-Betriebsschaltung eine Signalform, die an die Bedürfnisse des Druckers angepasst ist, beispielsweise kann bei einer Veränderung der gemessenen Leitfähigkeit ein Oszillations-Signal abgegeben werden, wie von einem aufwendigen Piezo-Sensor. Dadurch meint der Drucker, in der Tintenkartusche würde sich ein solcher Piezo-Sensor befinden.A advantageous embodiment of the invention provides that the Sensor element at least two spaced apart Measuring electrodes has. Because these measuring electrodes have a have conductive surface, both in contact with can come in the ink tank located ink, can simply do a conductivity measurement between the Measuring electrodes located in the ink. Is that sinking? Ink level so far that no more ink between the measuring electrodes, the changes of the Sensor operating circuit measured conductivity reading. As a result, the sensor operating electronics can recognize that the ink cartridge is empty and generates an "ink cartridge empty" signal, which on the electrical contact surfaces the printer is sent. In this case, the sensor operating circuit generates a waveform that is adapted to the needs of the printer is, for example, in a change of the measured Conduct an oscillation signal to be delivered, such as from a complex piezo sensor. This means the printer, in The ink cartridge would become such a piezo sensor are located.

Alternativ zum vorangehend beschriebenen Leitfähigkeits-Sensor können die Messelektroden einen kapazitiven Sensor bilden. Dabei wird die Veränderung der Kapazität des derart gebildeten Kondesators gemessen, wenn sich Tinte zwischen den Messelektroden befindet oder nicht. Vorzugsweise sind die Messelektroden flächig-plattenförmig als Kondensatorplatten ausgebildet. Sie können gegebenenfalls auch mit einer elektrischen Isolierschicht versehen sein.alternative to the conductivity sensor described above can the measuring electrodes form a capacitive sensor. Here is the Change in the capacity of the thus formed Condes measured when ink is between the measuring electrodes or not. Preferably, the measuring electrodes are flat-plate-shaped designed as capacitor plates. You can also if necessary be provided with an electrical insulating layer.

Eine weitere Ausführung der Erfindung sieht vor, dass das Sensorelement opto-elektronische Bauelemente aufweist. So kann zum Beispiel ein lichtempfindliches Bauteil wie ein Fotowiderstand oder ein lichtempfindlicher Halbleiter wie eine Fotodiode oder ein Fototransistor an dem Tintenbehälter angebracht sein, auf den abhängig vom Tinten-Füllstand Licht fällt. Gegebenenfalls kann das Sensorelement auch ein lichtemittierendes Bauteil wie beispielsweise eine Leuchtdiode (LED) aufweisen. Dann kann der Tinten-Füllstand durch Absorption über eine Mess-Strecke oder Reflexion an einer Grenzfläche gemessen werden.A Further embodiment of the invention provides that the sensor element Having opto-electronic components. For example, a photosensitive Component such as a photoresistor or a photosensitive semiconductor such as a photodiode or a phototransistor attached to the ink container be light dependent on the ink level falls. Optionally, the sensor element may also be a light-emitting Component such as a light emitting diode (LED) have. Then Can the ink level through absorption over measured a measurement distance or reflection at an interface become.

Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass das Sensorelement induktive Bauelemente wie eine Mess-Spule aufweist, deren Induktivität durch die Anwesenheit von Tinte verstimmt wird.A Another possibility is that the sensor element inductive components such as a measuring coil, whose inductance is detuned by the presence of ink.

Darüber hinaus können für das Sensorelement andere Messverfahren zum Einsatz kommen, beispielsweise Hall-Sensoren oder Sensoren, die auf spezielle Eigenschaften oder Inhaltsstoffe der Tinte ansprechen, beispielsweise den pH-Wert.About that In addition, other measuring methods can be used for the sensor element be used, for example Hall sensors or sensors, which respond to special properties or ingredients of the ink, for example, the pH.

Die erfindungsgemässe Sensor-Betriebsschaltung kann mit handelsüblichen elektronischen Bauelementen so ausgelegt werden, dass die von dem Sensorelement abhängig vom Tintenstand in dem Tintenbehälter gelieferten Messwerte in beliebige andere elektronische Signale umgewandelt werden, beispielweise analoge in digitale Signale oder Spannungspegel in Frequenzen oder dergleichen. Besonders vielseitig sind in diesem Zusammenhang sogenannte Mikrocontroller, bei denen ein Mikroprozessor mit Speicher, zum Teil mit programmierbarer Logik und analogen und/oder digitalen Ein- und Ausgängen in einem einzigen Bauelement zusammengefasst ist. Auch leistungsfähige Mikrocontroller sind als Standard-Bauteile kostengünstig verfügbar. Gegebenenfalls kann die Sensor-Betriebsschaltung zusätzliche diskrete elektronische Bauelemente aufweisen.The inventive sensor operating circuit can be with commercial electronic components designed to be that of the Sensor element depending on the ink level in the ink tank supplied measured values in any other electronic signals be converted, for example, analog in digital signals or voltage levels in frequencies or the like. Especially versatile are in this Related so-called microcontroller, where a microprocessor with memory, partly with programmable logic and analog and / or digital inputs and outputs in a single component is summarized. Also powerful microcontroller are available as standard components at low cost. Optionally, the sensor operating circuit additional have discrete electronic components.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Sensorelement und/oder die Sensor-Betriebsschaltung und/oder die elektrischen Kontaktflächen auf einer Leiterplatte (Platine) ausgebildet ist. Eine Leiterplatte, oft auch als Platine bezeichnet, besteht im wesentlichen aus einer Isolierstoff-Platte, die mit einer, zwei oder mehreren Schichten aus leitendem Material, zumeist Kupfer, kaschiert ist. Aus diesen leitenden Schichten sind separate Bahnen, die sogannten Leiterbahnen herausgeätzt und dienen als leitende Verbindungen zwischen elektrischen Bauelementen, die auf der Leiterplatte befestigt sind. Platinen werden seit langem zum Aufbau elektronischer Schaltungen verwendet. Dadurch ist es möglich, sämtliche elektrischen Komponenten der erfindungsgemässen Tintenkartusche besonders rationell und kostengünstig als eine einzige Platinen-Baugruppe herzustellen.A sees particularly advantageous embodiment of the invention in that the sensor element and / or the sensor operating circuit and / or the electrical contact surfaces on a circuit board (Board) is formed. A circuit board, often as a circuit board denotes, consists essentially of an insulating plate, those with one, two or more layers of conductive material, mostly copper, is laminated. From these conductive layers are separate tracks etched out the so-called strip conductors and serve as conductive connections between electrical components, which are mounted on the circuit board. Blanks have been around for a long time used for the construction of electronic circuits. That's it possible, all electrical components of the inventive ink cartridge particularly efficient and cost-effectively as a single board assembly.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass mindestens eine Messelektrode als Leiterbahn auf einer Leiterplatte (Platine) ausgebildet ist. Dabei wird die leitende Oberfläche der Leiterplatte unmittelbar als Sensorelement genutzt. Beispielsweise können zwei mit Abstand voneinander angeordnete Kontaktflächen, die von der Tinte benetzt werden können, eine Leitfähigkeits-Messeinrichtung bilden. Auf diese Weise können die Messelektroden besonders einfach hergestellt werden.A advantageous embodiment of the invention provides that at least one measuring electrode as a conductor track on a printed circuit board (Board) is formed. This is the conductive surface the circuit board used directly as a sensor element. For example can be two spaced contact surfaces, which can be wetted by the ink, a conductivity measuring device form. In this way, the measuring electrodes can be special easy to be made.

Es ist weiterhin vorteilhaft, dass der Tintenbehälter eine Öffnung aufweist, auf der die Leiterplatte abgedichtet angebracht ist, wobei sich das auf der Leiterplatte angebrachte Sensorelement innerhalb des Öffnungsquerschnitts befindet. An der vorgenannten Öffnung, die sich beispielsweise in einer Seitenwand oder im Boden des Tintenbehälters befindet, steht in gefülltem Zustand der Tintenkartusche Tinte an. Dadurch wird die Leiterplatte in ihrem Bereich, der abgedichtet vor der Öffnung angebracht ist, mit Tinte benetzt. Das dort angeordnete Sensorelement kommt ebenfalls in Kontakt mit der Tinte. Beispielsweise können das die vorangehend beschriebenen Messelektroden sein, die durch Leiterbahnen auf der Seite der Leiterplatte gebildet werden, die der Öffnung zugewandt ist. Die Leiterplatte kann dicht auf der Öffnung verklebt sein, beispielsweise mit einer Vergussmasse. Alternativ kann zwischen Leiterplatte und Tintenbehälter ein separater Dichtring, z. B. ein O-Ring eingefügt sein.It is further advantageous that the ink container has an opening has, on which the printed circuit board is mounted sealed, wherein the mounted on the circuit board sensor element within the opening cross-section located. At the aforementioned opening, for example located in a side wall or in the bottom of the ink tank, is in the filled state of the ink cartridge ink. This will seal the circuit board in its area placed in front of the opening, wetted with ink. The arranged there sensor element also comes in contact with the Ink. For example, those described above Measuring electrodes are made by conductor tracks on the side of the circuit board are formed, which faces the opening. The circuit board can be glued close to the opening, for example with a potting compound. Alternatively, between circuit board and Ink tank a separate sealing ring, z. B. an O-ring be inserted.

Im Folgenden wird eine Ausführung der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:in the Below is an embodiment of the invention with reference to Drawings explained in more detail. In detail show:

1 ein Längsschnitt durch eine erfindungsgemässe Tintenkartusche, 1 a longitudinal section through an inventive ink cartridge,

2 eine Vorderansicht auf die Tintenkartusche gemäss 1, 2 a front view of the ink cartridge according 1 .

3 eine Detailansicht der Rückseite der Leiterplatte der Tintenkartusche gemäss 1 und 2. 3 a detailed view of the back of the circuit board of the ink cartridge according to 1 and 2 ,

In 1 ist eine Tintenkartusche schematisch im Schnitt dargestellt und als ganzes mit dem Bezugszeichen 1 versehen.In 1 an ink cartridge is shown schematically in section and as a whole with the reference numeral 1 Mistake.

Die Tintenkartusche 1 weist einen im wesentlichen kastenförmigen Tintenbehälter 2 auf, welcher einen Deckel 2a, Seitenwände 2b und 2c sowie einen Boden 2d aufweist. Durch den Boden 2d und einen außen daran angebrachten rohrförmigen Tintenauslass 3 erstreckt sich eine Tintenauslassöffnung 4 von innen nach außen.The ink cartridge 1 has a substantially box-shaped ink tank 2 on which a lid 2a , Side walls 2 B and 2c as well as a floor 2d having. Through the floor 2d and a tubular ink outlet attached externally thereto 3 an ink outlet opening extends 4 from the inside to the outside.

Der Tintenbehälter 2 ist bis zu dem gestrichelt eingezeichneten Füllstand F mit frei fliessender Tinte gefüllt.The ink tank 2 is filled up to the dashed line level F with free-flowing ink.

Im Deckel 2a befindet sich eine Belüftungsöffnung 5, die den Tinten-gefüllten Innenraum des Tintentanks 2 mit der Umgebung verbindet und dafür sorgt, dass Umgebungsluft in den Tintentank 2 nachströmt, wenn Tinte durch den Tintenauslass 3 entnommen wird.In the lid 2a there is a ventilation opening 5 holding the ink-filled interior of the ink tank 2 connects with the environment and ensures that ambient air into the ink tank 2 flows in when ink passes through the ink outlet 3 is removed.

In der Tintenauslassöffnung 4 des Tintenauslasses 3 kann ein Differenzdruckventil 6 angeordnet sein.In the ink outlet opening 4 of the ink outlet 3 can be a differential pressure valve 6 be arranged.

Auf der Seitenwand 2b ist eine Leiterplatte 7 angebracht. Die Vorderansicht gemäss 2 zeigt die Vorderseite besagter Leiterplatte 7, 3 die dem Tintenbehälter 2 zugewandte Rückseite. Es handelt sich um eine doppelseitige Leiterplatte, bei der auf der Vorder- und der Rückseite aus aufkaschierten Kupferschichten leitende Strukturen, die sogenannten Leiterbahnen gebildet werden.On the sidewall 2 B is a circuit board 7 appropriate. The front view according to 2 shows the front of said circuit board 7 . 3 the ink tank 2 facing back. It is a double-sided circuit board, in which on the front and the back of laminated copper layers conductive structures, the so-called tracks are formed.

Auf der Vorderseite (2) weist die Leiterplatte 7 mehrere elektrische Kontaktflächen 8 auf, die durch frei liegende, blanke Leiterbahn-Flächen gebildet werden. Diese Kontaktflächen 8 können beim Einsetzen der Tintenkartusche 1 in einen nicht dargestellten Drucker mit elektrischen Kontakten des Druckers verbunden werden.On the front side ( 2 ) has the circuit board 7 several electrical contact surfaces 8th on, which are formed by exposed, bare trace surfaces. These contact surfaces 8th can when inserting the ink cartridge 1 be connected in a printer, not shown, with electrical contacts of the printer.

Auf der Rückseite der Leiterplatte 7 ist eine Sensor-Betriebsschaltung 9 angebracht, die leitend mit den vorgenannten Kontaktflächen 8 verbunden ist. Hierzu sind nicht in der Zeichnung nicht im einzelnen dargestellte Durchkontaktierungen vorgesehen, das sind leitende Verbindungen, die von der Vorder- zur Rückseite durchgehen.On the back of the circuit board 7 is a sensor operating circuit 9 attached, the conductive with the aforementioned contact surfaces 8th connected is. For this purpose, not shown in detail in the drawing vias are provided, these are conductive connections that pass from the front to the back.

Zwei im wesentlichen balkenförmige Messelektroden 10a und 10b bilden ein erfindungsgemässes Sensorelement 10. Die Messelektroden 10a und 10b sind als blanke Leiterbahn-Abschnitte auf der Rückseite der Leiterplatte 7 ausgebildet (3) und über Leiterbahnen 11a (auf der Vorderseite) und 11b (Rückseite) an die Sensor-Betriebsschaltung 9 angeschlossen.Two essentially bar-shaped measuring electrodes 10a and 10b form a sensor element according to the invention 10 , The measuring electrodes 10a and 10b are as bare trace sections on the back of the circuit board 7 educated ( 3 ) and via tracks 11a (on the front) and 11b (Back) to the sensor operating circuit 9 connected.

Im Bereich des Sensorelements 10 weist die Wand 2b des Tintenbehälters eine Öffnung 12 auf, durch die in dem Tintenbehälter 2 befindliche Tinte in Kontakt mit den Messelektroden 10a und 10b des Sensorelements 10 kommen kann. Die Leiterplatte 7 ist vor der Öffnung 12 mittels einer umlaufenden Dichtung 13 flüssigkeitsdicht angebracht. Die Dichtung 13 kann durch eine Klebe- oder Vergussmasse gebildet werden, die gleichzeitig für die Befestigung der Leiterplatte 7 an der Tintenkartusche 1 sorgt, alternativ kann ein Dichtring verwendet werden.In the area of the sensor element 10 shows the wall 2 B of the ink container has an opening 12 through, through in the ink container 2 located ink in contact with the measuring electrodes 10a and 10b of the sensor element 10 can come. The circuit board 7 is in front of the opening 12 by means of a circumferential seal 13 attached liquid-tight. The seal 13 can be formed by an adhesive or potting compound, which at the same time for the attachment of the circuit board 7 on the ink cartridge 1 ensures, alternatively, a sealing ring can be used.

Wenn beide Messelektroden 10a und 10b des Sensorelements 10 in die Tinte eintauchen, wird in der Sensor-Betriebsschaltung 9 ein Leitfähigkeits-Messwert ermittelt, der anzeigt, das noch genügend Tinte in dem Tintenbehälter 2 vorhanden ist. Die Sensor-Betriebsschaltung 9 erzeugt dann ein Ausgangssignal, welches über die Kontaktflächen 8 an einen Drucker abgegeben werden kann.If both measuring electrodes 10a and 10b of the sensor element 10 Immerse in the ink is in the sensor operating circuit 9 determines a conductivity reading indicating that there is still enough ink in the ink container 2 is available. The sensor operating circuit 9 then generates an output signal, which over the contact surfaces 8th can be delivered to a printer.

Der erfindungsgemässe Vorteil besteht darin, dass die Sensor-Betriebsschaltung 9 beispielsweise ein Ausgangssignal erzeugt, wie beispielsweise von einem aufwendigen Piezo-Sensor abgegeben wird, tatsächlich jedoch nur ein einfaches und kostengünstiges Sensorelement 10 eingesetzt wird, wie im gezeigten Beispiel die Messelektroden 10a und 10b.The inventive advantage is that the sensor operating circuit 9 For example, generates an output signal, such as is delivered by a complex piezoelectric sensor, but in fact only a simple and inexpensive sensor element 10 is used, as in the example shown, the measuring electrodes 10a and 10b ,

Die Anbringung des Sensorelements 10 zusammen mit der Sensor-Betriebsschaltung 9 und den Kontaktflächen 9 auf einer einzigen Leiterplatte 7 ermöglicht eine besonders sichere Funktion und rationelle Fertigung. Die Einsatzmöglichkeiten sind besonders vielfältig, da beliebige Sensorelemente durch die erfindungsgemäss zwischengeschaltete Sensor-Betriebsschaltung 9 an die elektronischen Vorgaben eines Druckers angepasst werden können.The attachment of the sensor element 10 together with the sensor operating circuit 9 and the contact surfaces 9 on a single circuit board 7 enables a particularly safe function and efficient production. The possible applications are particularly diverse, since any sensor elements by the interposed according to the invention sensor operating circuit 9 can be adapted to the electronic specifications of a printer.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- EP 812693 A1 [0003]
- WO 2006/064926 A1 [0004, 0008]
- DE 102006014860 A1 [0004, 0008]
EP 1203070 A2 [0005]

Claims

Ink cartridge ( 1 ) comprising at least one ink tank ( 2 ), which can be filled with liquid ink and an ink outlet ( 4 ), which extends from the inside to the outside, at least one sensor element ( 10 ), which in the ink tank ( 2 ) and the presence of ink inside the ink tank ( 2 ), electrical contact surfaces ( 8th ) accessible from the outside to the ink tank ( 2 ), characterized by a sensor operating circuit ( 9 ) to which the at least one sensor element ( 10 . 10a . 10b ) and the conductive with the electrical contact surfaces ( 8th ) connected is.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the sensor operating circuit ( 9 ) has a signal conversion device.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the sensor operating circuit ( 9 ) an electrical supply device for the at least one sensor element ( 10 . 10a . 10b ) having.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the sensor element ( 10 . 10a . 10b ) at least one in the ink tank ( 1 ) arranged measuring electrode ( 10a . 10b ) having.

Ink cartridge according to claim 4, characterized in that at least two measuring electrodes ( 10a . 10b ) are arranged at a distance from each other.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the sensor element ( 10 ) has opto-electronic components.

Ink cartridge according to claim 1, characterized in that the sensor element ( 10 ) has inductive components.

Ink cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that the sensor element ( 10 . 10a . 10b ) and / or the sensor operating circuit ( 9 ) and / or the electrical contact surfaces ( 8th ) on a printed circuit board (board) ( 7 ) is trained.

Ink cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that at least one measuring electrode ( 10a . 10b ) as a conductor track on a printed circuit board (board) ( 7 ) is trained.

Ink cartridge according to one of the preceding claims, characterized in that the ink container ( 2 ) an opening ( 12 ), on which the printed circuit board ( 7 ) is mounted sealed, which is on the circuit board ( 7 ) mounted sensor element ( 10 . 10a . 10b ) is located within the opening cross-section.