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Hintergrund
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Druckmechanismen
können
einen Druckkopf zum Drucken eines Bildes auf einem Medium umfassen.
Eine oder mehrere Tinten werden von einem oder mehreren Tintenreservoiren
in der Regel einem Druckkopf zugeführt. Wenn Tinte aus einem Tintenreservoir
austritt, kann diese leider Komponenten in dem Druckmechanismus
beschädigen.
Bestimmte Druckmechanismen umfassen deshalb einen Sensor, der in
den Druckmechanismus positioniert ist, um ein Tintenleck zu erfassen
und ansprechend darauf den Benutzer in irgend einer Form zu warnen.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Druckmechanismus,
der eine exemplarische Leckerfassungsstruktur gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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2 ist
eine Teilquerschnittsseitenansicht eines exemplarischen Ausführungsbeispiels
einer Tintenversorgung, die eine exemplarische Leckerfassungsstruktur
gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung umfasst.
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3 ist
eine detaillierte perspektivische Ansicht der in 2 gezeigten
exemplarischen Leckerfassungsstruktur.
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4 ist
eine Teilquerschnittsseitenansicht einer in 2 gezeigten
exemplarischen Leckerfassungsstruktur.
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5 ist
eine Teilquerschnittsseitenansicht der exemplarischen Leckerfassungsstruktur
gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung.
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6 ist
eine Teilquerschnittsseitenansicht einer weiteren exemplarischen
Leckerfassungsstruktur gemäß noch einem
weiteren Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung.
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Detaillierte
Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Druckmechanismus 10 für das Drucken
eines Bildes auf einem Ausführungsbeispiel
eines Mediums 12. Der Druckmechanismus 10 kann
ein Drucker, ein Kopierer, ein Faxgerät, eine Kamera oder dergleichen,
eine beliebige Kombination derselben oder ein beliebiges Gerät sein,
das sich für
die Erzeugung von Bildern eignet. Das Medium 12 kann Papier,
Stoff, Mylar, Transparentfolien, Karton oder ein anderes beliebiges
Medium umfassen, das geeignet ist, Bilder darauf zu erzeugen. Der
Druckmechanismus 10 umfasst eine Druckkassette 14 zum
Drucken eines Bildes auf Medium 12. Druckkassette 14 ist
wirksam mit einer Tintenversorgung 16, z. B. über einen
Verbindungsschlauch 18 oder dergleichen, verbunden. So
kann die in der Tintenversorgung 16 enthaltene Tinte dann
der Druckkassette 14 zugeführt werden. Ein Sensor 19 ist
in dem Druckmechanismus 10 zur Erfassung eines Tintenlecks
bei der Tintenversorgung 16 positioniert. Der Sensor 19 kann
wirksam mit einer Steuerung 20 verbunden sein, wobei die
Steuerung 20 eine Benachrichtigungsvorrichtung 22,
z. B. eine visuelle oder hörbare Warnvorrichtung,
aktivieren kann, welche einen Benutzer warnen kann, dass es zu einem
Tintenleck gekommen ist. Die Steuerung 20 kann ebenso die Funktion
haben, nach der Erfassung eines Lecks den Druckmechanismus 10 abzuschalten.
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2 ist
eine Teilquerschnittsseitenansicht eines Ausführungsbeispiels der Tintenversorgung 16.
Bei diesem Beispiel umfasst die Tintenversorgung 16 ein
Chassis 24, das mit einem ersten Tintenbehälter 26,
wie z. B. einem flexiblen Tintenbehälter oder einem Beutel (verkleinert
gezeigt zur Erleichterung der Darstellung) und einen zweiten Tintenbehälter 28,
wie z. B. einem steifen Behälter
oder einer Flasche, verbunden ist. Der Beutel 26 ist an
einem sich nach oben erstreckenden Vorsprung 30 eines Chassis 24 gesichert,
der eine Trägerippe 30a umfasst, wobei
zwischen dem Inneren 32 des Beutels 26 und dem
Inneren 34 des Vorsprunges 30 eine Flüssigkeitskommunikation
mit dem Verbindungsschlauch 18 (siehe 1)
und somit auch eine Verbindung mit der Druckkassette 14 (siehe 1)
besteht. Auf diese Weise wird die Tinte 36, die in dem
Beutel 26 enthalten ist, der Druckkassette 14 zugeführt. Bei
dem gezeigten Ausführungsbeispiel
ist der Beutel 26 an dem Vorsprung 30 und der
Rippe 30a entlang des Wärmeversiegelungsbereichs 26a des
Beutels 26 „wärmebefestigt", d. h. geschweißt oder
wärmeversiegelt.
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Wie
weiter in dem Beispiel in 2 dargestellt,
umfasst die Tintenversorgung 16 ein Tintenreservoir 38,
das durch eine sich nach oben erstreckende Wand 40 definiert
ist, die sich um eine Umrandung 42 des Chassis 24 erstreckt.
Das Tintenreservoir 38 ist so strukturiert, dass es zumindest
einen Teil der aus dem Beutel 26 austretenden Tinte hält. Hier
fließt die
austretende Tinte aufgrund der Erdanziehungskraft wahrscheinlich
nach unten in das Tintenreservoir 38. Die austretende Tinte
kann auch aufgrund von Luftdruck oder dergleichen nach unten fließen. Die
Wand 40 umfasst eine Sicherungsstruktur, wie z. B. eine
sich nach außen
erstreckende Kante 44, die dazu verwendet wird, die Flasche 28 darauf
festzuhalten. In dem exemplarisch gezeigten Ausführungsbeispiel wird die Flasche 28 auf
dem Chassis 24 mit einem dazwischen liegenden O-Ring 45 durch
einen darum positionierten Klemmring 47 befestigt.
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Der
Beutel 26 ist auf dem Chassis 24 und in der Flasche 28 befestigt.
Die Flasche 28 mit dem darin befindlichen Beutel 26 dient
somit als doppelwandiger Tintenversorgungsbehälter, der auch dazu dienen
kann, das Austreten von Tinte zu der Außenseiter der Flasche 28 zu
reduzieren. Folglich kann ein solcher doppelwandiger Tintenversorgungsbehälter den
Tintenschaden begrenzen, der an den Komponenten des Druckmechanismus 10,
welche außerhalb
der Flasche 28 positioniert sein können, hervorgerufenen wird.
Der Schaden an den Komponenten des Druckmechanismus 10 (siehe 1)
kann auch durch die Positionierung eines Sensors in der Flasche 28 verringert
werden, sodass Tinte, die aus dem Beutel 26 austritt, erfasst
werden kann, bevor die Tinte aus der Flasche 28 austritt.
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Die
Tintenversorgung 16 umfasst ferner einen Sensor 19,
der bei diesem Beispiel an einem Chassis 24 außerhalb
des Beutels 26 und innerhalb der Flasche 28 befestigt
ist. Der Sensor 19 ist konfiguriert, um das Vorliegen von
Tinte erfasst. Als solche sind der Sensor 19 und/oder wirksame
Komponenten des Sensors 19 in dem Tintenreservoir 38 positioniert,
so dass, wenn Tinte aus dem Beutel 26 austritt und nach
unten in das Tintenreservoir 38 fließt, diese erkannt wird. Wenn
der Sensor 19 das Vorliegen von ausgetretener Tinte erfasst,
benachrichtigt derselbe die Steuerung 20 oder sendet dieser oder
einer vergleichbaren Schaltungsanordnung (siehe 1)
anderweitig ein Signal. In 2 umfasst
der Sensor 19 als wirksame Komponenten eine erste und/oder
zweite Kontaktstelle 50 und 52, die nebeneinander
oder benachbart zueinander positioniert sind. Bei diesem Ausführungsbeispiel
definieren die Kontaktstellen 50 und 52 jeweils
eine Erfassungsoberfläche 54 bzw. 56.
Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel
sind die Erfassungsoberflächen 54 und 56 goldene
Kontaktstellen.
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Die
Erfassungsoberflächen 54 und 56 können in
einer Ebene 58 (z. B. wie in der Endansicht in 4 gezeigt)
positioniert sein, die senkrecht zu der Ebene 60 einer
Basis 62 des Chassis 24 verläuft. In dem exemplarischen
Ausführungssensor 19 befindet sich
eine flexible Schaltung, die eine Mehrzahl von Leiterbahnen umfasst,
welche in elektrischem Kontakt mit den Erfassungsoberflächen 54 und 56 stehen,
so dass der Steuerung 20 eine elektrische Leitfähigkeit
zwischen den Oberflächen 54 und 56 signalisiert
werden kann.
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Sensor 19 ist
konfiguriert, um Veränderungen
in einem oder mehreren elektrischen Parametern misst oder anderweitig
erfasst und dabei die Erfassungsoberflächen 54 und 56 verwendet.
Die elektrischen Parameter ändern
sich in einer gewissen Weise wenn ausgetretene Tinte in Kontakt
mit den Erfassungsoberflächen 54 und/oder 56 kommt.
Die erfassten elektrischen Parameter können Widerstand, Impedanz,
Kapazität,
usw. umfassen.
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In
einem normalen leckfreien Zustand wären die Erfassungsoberflächen 54 und 56 beispielsweise in
Kontakt mit Luft. Folglich erfasst der Sensor 19 einen
elektrischen Parameter, der in Zusammenhang mit Luft steht. So kann
der Sensor 19 den Widerstand zwischen den Erfassungsoberflächen 54 und 56 durch
die Luft messen. Liegt der gemessene Widerstand über einem vorher festgelegten
Schwellenwert, wie z. B. einem Widerstandspegel von ungefähr 8 Megaohm,
dann kann ein leckfreier Zustand an die Steuerung 20 (siehe 1)
gemeldet werden. In einem Leckzustand können beispielsweise beide Erfassungsoberflächen 54 und 56 in
Kontakt mit ausgetretener Tinte sein, die einen Leitfähigkeitspfad
zwischen den Flächen 54 und 56 bereitstellen
kann. Die Tinte kann einen unteren elektrischen Widerstandswert
als Luft haben, der bei oder unter einem vorher festgelegten Schwellenwertpegel,
wie z. B. einem Widerstandspegel von ungefähr 6 Megaohm oder niedriger
sein kann, so dass ein „Leckzustand" durch die Steuerung 20 erkannt
werden kann. Der vorher festgelegte Schwellenwertmesspegel kann
auf jeden beliebi gen gewünschten
Wert eingestellt werden und bei einigen Ausführungsbeispielen während der
Verwendung variiert werden.
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Mit
folgender Bezugnahme auf 2 kann die Tintenversorgung 16 ferner
eine Leckerfassungsstruktur 64 umfassen, die neben oder
in Kontakt mit dem Sensor positioniert sein kann. Die Leckerfassungsstruktur 64 ist
konfiguriert, um die ausgetretene und in das Tintenreservoir 38 gelaufene
Tinte nach oben auf die Erfassungsoberflächen 54 und 56 des Sensors 19 zu
bewegen und die Tinte darauf zu halten. Bei dem in 2 gezeigten
Anwendungsbeispiel umfasst die Leckerfassungsstruktur 64 eine
erste neben der ersten Erfassungsoberfläche 54 positionierte Rippe 66 und
eine zweite neben der zweiten Erfassungsoberfläche 56 positionierte
Rippe 68. Die Rippen 66 und 68 können in
einer vorher festgelegten Entfernung zu den Flächen 54 bzw. 56 beabstandet sein,
wie weiter unten noch genauer beschrieben wird. Die Rippen 66 und 68 können daher
eine Dochtwirkungs- und/oder
Kapillarstruktur definieren, so dass die im Tintenreservoir 38 gehaltene
Tinte durch Docht- bzw. Kapillarwirkung nach oben zwischen die Rippen 66 und 68 und
die Erfassungsoberflächen 54 bzw. 56 und
in Kontakt mit den Erfassungsoberflächen 54 und 56 bewegt
werden kann.
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Die 3 und 4 zeigen
eine detaillierte perspektivische Ansicht bzw. eine Teilquerschnittsseitenansicht
der in 2 gezeigten Leckerfassungsstruktur 64.
Bei diesem Ausführungsbeispiel erstrecken
sich die Rippen 66 und 68 von einer Basis 70 der
Leckerfassungsstruktur 64 nach oben, wobei Basis 70 gegen
eine niedrigere Region 72 des Sensors 19 positioniert
ist. Jede der Rippen 66 und 68 kann eine Dochtwirkungs-Fläche 74 bzw. 76 umfassen,
welche neben allen Erfassungsoberflächen 54 bzw. 56 und
beanstandet zu denselben positioniert ist. Bei dem gezeigten Anwendungsbeispiel
können die
Dochtwirkungs-Flächen 74 und 76 bezüglich der Ebene 58 geneigt
sein, um einen Winkel 77 zwischen denselben zu definieren.
Der Winkel 77 kann jeder für einen bestimmten Sensor oder
eine bestimmte Erfassungsoberfläche
geeigneter Winkel sein. Bei dem gezeigten exemplarischen Ausführungsbeispiel
ist Winkel 77 ungefähr
15 Grad. Bei anderen Ausführungsbeispielen
kann der Winkel 77 bis zu null Grad sein, d. h. parallel
zu den Erfassungsoberflächen,
ungefähr
fünf Grad
von den Erfassungsoberflächen
und ungefähr
dreißig
Grad oder höher.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel
sind eine oder beide der Dochtwirkungs-Flächen 74 und 76 bezüglich der Ebene 58 geneigt,
so dass eine obere Region der Dochtwirkungs-Fläche näher an der Ebene 58 sein kann
als eine untere Region der Dochtwirkungs-Fläche 74 und 76.
Bei wiederum einem weiteren Ausführungsbeispiel
sind die Ebenen 58 der Erfassungsoberflächen 54 und 56 bezüglich einer
vertikalen Ebene geneigt.
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Die
Dochtwirkungs-Flächen 74 und 76 können beabstandet
von den Erfassungsoberflächen 54 bzw. 56 in
einer unteren Region der Flächen 74 und 76 in
einer Entfernung 78 angeordnet sein, und sie können von
den Erfassungsoberflächen 54 bzw. 56 in einer
oberen Region der Flächen 74 und 76 in
einer Entfernung 80 angeordnet sein. Die Entfernungen 78 und 80 können eine
beliebige Entfernung oder ein beliebiger Abstand sein, die ausreichend
sind, um die Bewegung der Tinte 36 (siehe 2)
nach oben zwischen die Dochtwirkungs-Flächen 74 und 76 und
die Erfassungsoberflächen 54 bzw. 56 mittels
Kapillar- oder Oberflächenspannungskräften zu
erleichtern. Folglich können
die Entfernungen 78 und 80 von einem Druckmechanismus
zum anderen aufgrund der Oberflächenspannungseigenschaften
der Tinte 36 (siehe 2) variieren,
die in der Tintenversorgung 16 (siehe 1)
enthalten ist, und die in das Tintenreservoir 38 des Chassis 24 (siehe 2)
austreten kann. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem die
Tinte 36 (siehe 2) eine für das Drucken auf einem Blatt
Papier geeignete Tintenstrahltinte umfasst, können die Entfernungen 78 und 80 in
einem Bereich zwischen Null und ungefähr 20 Millimetern liegen. Bei
bestimmten Ausführungsbeispielen sind
die Entfernungen 78 und 80 geringer als ungefähr 5 Millimeter.
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Aufgrund
der Dochtwirkungseigenschaften der Leckerfassungsstruktur 64 kann
die Tinte, sobald dieselbe bis zu einem Pegel 82 in dem
Tintenreservoir ansteigt, mittels der Kapillar- und/oder Dochtwirkung
nach oben in Richtung 84 zwischen den Dochtflächen 74 und 76 und
den Erfassungsoberflächen 54 bzw. 56 beispielsweise
auf eine Höhe 86 gebracht werden,
so dass ein Leitfähigkeitspfad
zwischen den Erfassungsoberflächen 54 und 56 durch
die Tinte erzeugt wird und somit der Sensor 19 das Vorliegen ausgetretner
Tinte erfassen kann. Bei anderen Ausführungsbeispielen kann der Pegel 82 direkt
an den Boden 92 des Tintenreservoirs 38 angrenzen
oder bei jedem gewünschten
Pegel positioniert sein.
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Der
Platz zwischen den Dochtwirkungs-Flächen 74 und 76 und
den Erfassungsoberflächen 54 und 56 kann
als Dochtwirkungs- und/oder
Kapillarpfad 90 bezeichnet werden. Hier weist der Pfad 90 eine
Breite 94 auf, die ausreichend sein kann, um der Tinte 36 (siehe 2)
zu ermöglichen,
sich mittels Kapillarwirkung und/oder Oberflächenspannungskräften nach
oben entlang dem Pfad 90 und gleichzeitig auf die Erfassungsoberflächen 54 und 56 zu bewegen.
Darüber
hinaus kann die Breite 94 ausreichend sein, um die Tinte 36 (siehe 2)
aufgrund von Kapillarwirkungs- und/oder Oberflächenspannungskräften innerhalb
des Pfades 90 zu halten. Bei dem in den 3 und 4 gezeigten
Ausführungsbeispiel
variiert die Breite 94 des Pfades 90 von einer Entfernung 78 in
einer unteren Region der Erfassungsoberflächen 54 und 56 bis
zu einer Entfernung 80 in einer oberen Region der Erfassungsoberfläche 54 und 56.
Aufgrund der Leckerfassungsstruktur 64, die benachbart
zu oder in Kontakt mit den Erfassungsoberflächen 54 und 56 positioniert
ist, wird ein Tintenleck erkannt, bevor sich das Tintenreservoir 38 vollständig bis
zu einem Pegel, z. B. Pegel 88, in der Höhe der Erfassungsoberflächen 54 und 56 füllt. Der Unterschied
zwischen einem Tintenvolumen bei Pegel 82 und einem Tintenvolumen
bei Pegel 88 kann in einem Tintenreservoir 38 sehr
groß sein, so
dass der Einbau der Tintenerfassungsstruktur 64 in dem Druckmechanismus 10 (siehe 1)
signifikant die sich in dem Tintenreservoir 38 befindende
Tintenmenge erheblich reduzieren kann, bevor ein Leck erkannt werden
kann. Somit neigt der Einbau der Tintenerfassungsstruktur 64 in
den Druckmechanismus 10 (siehe 1) dazu,
die Zeitdauer beträchtlich
zu verringern, die ab einem ursprünglichen Leck vergehen kann,
bevor ein Leck erkannt werden kann.
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Beispielsweise
wurde in einem Testfall, bei dem die Tintenerfassungsstruktur 64 nicht
im Druckmechanismus 10 eingebaut war, Tinte von dem Sensor 19 erkannt,
als 2,6 Kubikzentimeter (cm3) Tinte aus
dem Beutel 26 ausgetreten waren. Nach dem Einbau der Leckerfassungsstruktur 64 in
den zu dem Sensor 19 benachbarten Druckmechanismus 10 wurde
Tinte durch den Sensor 19 erkannt, als 0,6 cm3 Tinte
aus dem Beutel 26 ausgetreten waren. Folglich kann die
Leckerfassungsstruktur 64 die Erfassung eines Lecks auf
das Austreten einer wesentlich geringeren Menge Tinte hin ermöglichen
als bei Geräten, die
die Tintenerfassungsstruktur 64 nicht umfassen. Die Erfassung
eines Lecks zu einem früheren
Zeitpunkt, d. h. nach Austreten einer geringeren Tintenmenge, kann
dazu führen,
dass Präventivmaßnahmen
zu einem früheren
Zeitpunkt getroffen werden und so potentiell der Schaden am Druckmechanismus 10 reduziert
wird.
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5 ist
eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Leckerfassungsstruktur 64.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Leckerfassungsstruktur 64 eine feste Wand 96 und
der Sensor 19 umfasst ein Paar Erfassungsoberflächen 98.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann die Wand 96 eine Dochtwirkungs-Fläche 100 definieren,
die eine Ebene 102 (siehe Seitenansicht) definiert, die parallel
zu einer Ebene 104 (siehe Seitenansicht) des Paares mit
den Erfassungsoberflächen 98 verläuft. Die
Wand 96 kann von dem Sensor 19 und dem Paar Erfassungsoberflächen 98 um
einen Abstand 106 beabstandet sein, wobei der Abstand 106 sich
nach unten bis zu dem Boden 92 des Chassis 24 und
dem Tintenreservoir 38 erstrecken kann. Folglich erstreckt sich
ein Tintendochtwirkungspfad 108 direkt von dem Boden 92 des
Chassis 24 nach oben. In das Reservoir 38 (siehe 2)
ausgetretene Tinte kann deshalb sehr leicht in Kontakt mit dem Pfad 108 kommen,
sodass selbst eine sehr kleine Menge der ausgelaufenen Tinte ein
Tintenvolumen erzeugen kann, das ausreicht, um dochtmäßig entlang
dem Pfad 108 zu fließen,
um die Erfassung des Tintenlecks durch den Sensor 19 und
die Steuerung 20 (1) zu ermöglichen.
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6 ist
eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbeispiels einer Leckerfassungsstruktur 64.
Bei diesem Ausführungsbeispiel
umfasst die Leckerfassungsstruktur 64 ein Dochtwirkungsmaterial, wie
z. B. ein Absorbiermaterial 110, das sich von dem Boden 92 des
Chassis 24 nach oben erstreckt, und benachbart zu und in
Kontakt mit dem Paar Erfassungsoberflächen 98 des Sensors 19 positioniert
ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel
kann ein Dochtwirkungs- und/oder
Kapillarpfad 112 der Tinte 36 (2)
sich durch das Absorbiermaterial 110 selbst erstrecken.
Das Absorbiermaterial 110 kann z. B. einen offenzelligen
Schaumstoff oder einen beliebigen anderen Materialtyp umfassen,
der es erleichtern kann, Tinte in das Material zu ziehen und in
demselben hochzuziehen, sodass es zum Kontakt mit den Erfassungsoberflächen 98 des
Sensors 19 kommt. Das Absorbiermaterial 110 kann
einen Schaumstoff, eine gewebte Faser, eine Kunststofffaser oder
dergleichen umfassen. Bei diesem Ausführungsbeispiele wird Tinte
nach oben und in Kontakt mit dem Paar Erfassungsoberflächen 98 gezogen,
um zwischen denselben einen Leitfähigkeitspfad zu definieren,
der von der Steuerung 20 (1) erfasst
werden kann. Bei einer Abwesenheit der Tinte in dem Absorbiermaterial 110 erfasst
der Sensor 20 eine Leitfähigkeit der Luft zwischen dem
Paar Erfassungsoberflächen 98.
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Ähnlich dem
Tintendochtwirkungsdurchgang 90 von 4 und dem
Pfad 108 von 5 stellt das Absorbiermaterial 110 einen
Dochtpfad 112 bereit, durch den sich die Tinte durch Dochtwirkung
bewegt. Folglich bewegt sich die Tinte bei den exemplarischen gezeigten
Ausführungsbeispielen
durch einen Luftraum, wie z. B. Durchgang 90 (4), 108 (5)
oder 112 (6), und in Kontakt mit einer
Erfassungsoberfläche
nach oben, wobei der Pfad durch eine sich nach oben erstreckende
und in der Nähe von
oder benachbart zu den Erfassungsoberflächen positionierte Struktur
definiert ist.
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Andere
Variationen oder Modifikationen der hierin beschriebenen Konzepte
können
ebenfalls verwendet werden und fallen in den Schutzbereich der folgenden
Ansprüche.
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Zusammenfassung
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Ein
Ausführungsbeispiel
einer Leckerfassungsstruktur (64) umfasst einen Sensor
(19) mit einer Leckerfassungsoberfläche (54) und eine
Dochtwirkungsstruktur (66), die benachbart zu der Leckerfassungsoberfläche (54)
positioniert ist, wobei die Dochtwirkungstruktur (66) zum
dochtmäßigen Saugen
eines Fluids auf die Leckerfassungsstruktur (54) angepasst
ist.