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Die
Erfindung betrifft einen Tintendrucker mit einem am Druckergestell
befestigbaren Tintentank gemäß den Merkmalen
des Gattungsbegriffes im Patentanspruch 1.
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Aus
der DE-PS 26 17 730 ist eine Vorrichtung zum Erfassen des Füllstandes
eines Tintenspeichers für
ein Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät bekannt. Die Vorrichtung
weist zwei Elektroden und eine elktronische Schaltung auf, die den
sich bei Änderung
des Vorratsvolumens verändernden
ohmschen Widerstand erfaßt.
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Bei
einem anderen bekannten Tintenstrahl-Aufzeichnungsgerät (
DE 34 31 048 C2 )
wird es für
notwendig angesehen, den als Aufnahmeflüssigkeits-Speicherelement dienenden
Tintentank aus flexiblem Material zu bilden, wodurch es schwierig
wird, festzustellen, ob Tinte im Tank verblieben ist oder nicht.
Durch eine Meßeinrichtung
ist ein sich abbauender Unterdruck zwischen dem Tintentank des Tintenstrahl-Schreibkopfes und
dem Tintenhauptspeicher erfaßbar,
wodurch ermittelbar ist, ob der Füllzustand des Tintenhauptspeichers
ausreichend ist. Hierzu dient ein Druckfühler, der in einer Abdeckeinrichtung
oder in einer mit dem Tintentank in Verbindung stehenden Leitung
vorgesehen ist. Mit einer solchen Einrichtung ist es jedoch nur
möglich,
eine Einrichtung zur sicheren Erfassung des tatsächlichen Vorhandenseins bzw.
des Nichtvorhandenseins von Tinte im Tintentank zu schaffen.
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Aus
der
DE 44 25 693 A1 ist
ein Tintendrucker mit einer Tintenniveau-Regelung mittels zweier übereinander
angeordneter Sensoren bekannt, die eine sog. 2-Punkt-Regelung darstellen.
Eine solche Regelung ist nicht nur ungenau, sondern gestattet auch
keine anderen Messungen, wie z.B. Volumenmessungen. Überdies
wird nur der zwischen den Sensoren bestehende Abstand kontrolliert.
Sobald das Tintenniveau unter den unteren Sensor gefallen ist, scheiden
eine Kontrolle, ob überhaupt
noch Tinte vorhanden ist und ggfs. welche Menge und welcher Tintendruck
besteht, aus.
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Eine
andere, bekannte Vorrichtung zur Niveau-Messung in einem beliebigen
Behälter
(
DE 196 44 203 A1 )
bedient sich eines einendig befestigten Biege-Arms, der im unteren
Endbereich einen Magneten trägt,
der bei Annäherung
an die Gefäßwandung
einen außen
angeordneten Reed-Schalter betätigt.
Auch diese Bauweise entspricht einer 2-Punkt-Regelung und ist schon
durch das Austreten und Eintauchen in die Flüssigkeit unerwünscht, weil sich
daraus kein geschlossenes Gehäuse
ergibt.
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Für einen
Tintendrucker ist ferner ein um eine Mittelachse schwenkbarer Hebel
bekannt (
EP 0 585 560
A2 ), der einseitig einen Auftriebskörper trägt und am gegenüberliegenden
Ende einen Kontakt, der bei fallendem Tintenniveau mit einem von
außen in
den Behälter
ragenden Gegenkontakt versehen ist. Auch diese Regelung stellt eine
2-Punkt-Regelung dar und führt
ebenfalls nur zu sehr ungenauen Meßergebnissen, die sich auf
ein Messen beim Absinken des Tintenniveaus auf ein unteres Mindestmaß beschränken.
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Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, den Tintenspiegel in einem Tintentank zu kontrollieren,
um an diesen Tintentank angeschlossene abhängige Tintenverbraucher mit
Tinte unter stets gleichbleibendem Druck zu versorgen.
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Die
gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 gelöst.
Mit den angegebenen Mitteln ist es nicht nur möglich, den Tintenspiegel im
Tintentank auf einem gleichbleibendem Niveau zu halten, sondern
auch implizit das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein von Tinte
zu messen. Darüber hinaus
ist aber noch die Menge der vorhandenen Tinte, falls notwendig,
bestimmbar. Weitere Vorteile stellen die Transportfähigkeit
des betriebsbereiten Tintendruckers, die Unabhängigkeit von der Tintenzusammensetzung
und die Betriebssicherheit dar.
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Eine
stabile, verwindungssteife und dennoch leichte Bauweise ergibt sich
nach weiteren Merkmalen dadurch, daß der Schwimmer zwei parallel
verlaufende, steife Arme bildet, zwischen denen ein mit Durchtrittsöffnungen
versehener Boden gebildet ist. Die Durchtrittsöffnungen vermindern nicht nur
das erforderliche Kunststoff-Werkstoffvolumen,
sondern übernehmen
noch weitere für
das Tintenversorgungssystem spezifische Funktionen.
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Eine
Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß der Auftriebskörper zylinderförmig ist und
die Signalgeber aus an einer Zylinderstirnseite befestigten Permanentmagnetscheiben
und die an die Steuerung angeschlossenen Signalempfänger aus
Magnetfeldsensoren bestehen. Diese Ausbildung fördert ein betriebssicheres
Meßsystem
und ist ohne großen
Schaltungsaufwand zu bewerkstelligen.
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Nach
weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, daß der Auftriebszylinder im
Bereich der Zylinderstirnseite mit Taschen für insgesamt drei Permanentmagnetscheiben
der Polung Nord-Süd-Süd versehen
ist. Hierdurch werden drei Schaltstellungen und drei hervorgehobene
Schaltsignale erzeugt.
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Eine
andere Weiterentwicklung sieht vor, daß die Permanentmagnetscheiben
jeweils einen rechteckigen Querschnitt aufweisen, dessen Abmessungen
mit taschenförmigen
Aussparungen in der Zylinderstirnseite korrespondierenden und mittels Vorsprüngen am
Tascheneingang gesichert sind. Dadurch entsteht ein einfaches und
sicheres Befestigungssystem, das dauerhaft hält.
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Eine
alternative Anbringung der Permanentmagnete sieht vor, daß die rechteckigen
Permanentmagnetscheiben jeweils in Taschen mit ovalem, langlochartigem
Querschnitt eingepreßt
und durch Kantenpressung an den runden Teilflächen der Taschen gegen Herauswandern
gesichert sind. Auch eine solche Ausbildung erspart besondere und
aufwendige Befestigungsmittel.
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Die
weitere Gestaltung ist auf das Magnetfeldsystem und dessen Ausnutzung
gerichtet. So wird vorgeschlagen, daß zwei von drei Permanentmagnetscheiben
unmittelbar benachbart zueinander, jedoch magnetisch gegenpolig
zueinander angeordnet sind. Damit ist die Wirkung verbunden, daß sich innerhalb
eines kleinen Wegbereichs eine starke Magnetfeldänderung mit Richtungsumkehr
ergibt.
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Weiterhin
ergeben sich vorteilhafte Wirkungen, indem eine dritte Permanantmagnetscheibe
mit Abstand zu den zwei anderen, jedoch magnetisch gleichpolig zur
gegenüberliegenden
Permanentmagnetscheibe, angeordnet ist. Durch diesen Magneten wird
das Magnetfeld in diesem Bereich wieder stärker, und ein Magnetfeldabfall
befindet sich weit weg vom Richtungswechsel des Magnetfeldes, was
effektiv zu einer Magnetfeldverlängerung
führt.
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Andere
Vorteile ergeben sich dadurch, daß zur Auswertung der Schaltpunkte
der Magnetfeldsensoren durch die Steuerung eine steile Magnetfeld-Kennlinie
zwischen der ersten und der zweiten Permanentmagnetscheibe verwendet
wird. Dadurch werden Schwankungen in der Temperatur und von Montageungenauigkeiten
aufgefangen.
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Weitere
Vorteile werden dadurch erzielt, daß durch die Wirkung des Magnetfeldes
zwischen der ersten und der zweiten Permanentmagnetscheibe auf den
dritten Magnetfeldsensor, der an eine eigene elektronische Schaltung
angeschlossen ist, eine Not-Aus-Funktion auslösbar ist, die unmittelbar auf den
Pumpenmotor wirkt. Damit kann ein Überlaufen von Tinte verhindert
werden
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Die
weitere Ausbildung sieht vor, daß die drei Magnetfeldsensoren
auf einer gemeinsamen Leiterplatte angeordnet sind, die außen an der
Tintentankwandung befestigt ist. Dadurch werden die zu überwachenden
Funktionen und die Wartung des Tintentanks erleichtert.
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Eine
andere Verbesserung der Erfindung besteht darin, daß von dem
mittleren Magnetfeldsensor ein unabhängiges Signal ableitbar ist,
durch das auf Anforderung ein höherer
Tintenspiegel an die Steuerung einleitbar ist. Der mittlere Sensor
kann zur Überbrückung einer
sich eventuell ergebenden Magnetfeldlücke zwischen dem oberen und
dem unteren Magnetfeldsensor eingesetzt werden.
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Sodann
wird der Tintentank weitergebildet. Hierfür ist vorgesehen, daß der Tintentank
mit einem Deckel verschweißbar
ist, an dem nach innen und/oder nach außen ragende Rohrstutzen für die Tintenentnahme,
für die
Tintenbefüllung
und für
die Belüftung
vorgesehen sind. Tinte wird dabei nahezu unter Luftabschluß gehalten
und verändert
auch bei längerer
Nichtbenutzung des Druckers ihre chemische Zusammensetzung nicht.
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Der
Abschluß des
Tintentanks gegen Auslaufen von Tinte und/oder gegen die Einwirkung
der Atmosphäre
wird noch dadurch unterstützt,
daß für nicht
benötigte
Rohrstutzen Abdeckkappen vorgesehen sind.
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Nach
anderen Merkmalen der Erfindung ist vorgesehen, daß der Auftriebszylinder
den Permanenmagnetscheiben gegenüberliegend
mit einem abnehmbaren Deckel versehen ist. Dadurch werden Herstellung
und Montagearbeiten erleichtert.
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Der
Tintentank kann außerdem
noch in Richtung auf weitere Funktionen der Tintenbehandlung und
der Tintenversorgung in einem Tinten-Recycling-System verbessert
sein. Hierzu wird vorgeschlagen, daß an der Deckelunterseite für den Tintentank und
auf dessen Innenboden im Abstand zu den Rohrstutzen jeweils paarweise
Führungsrippen
für die Einspannung
einer Filterwand angebracht sind, die den Tintentank in einen Reintinten-
und einen Schmutztinten-Raum unterteilt.
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In
der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 einen senkrechten Schnitt
durch den Tintentank mit Niveauregelung, wobei der Schwimmer sich
in einer oberen Stellung befindet,
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2 denselben Schnitt wie 1 mit einer normalen Schwimmerstellung,
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3 denselben Schnitt wie 1, wobei der Schwimmer sich
in einer unteren Anschlagstellung bei leerem Tintentank befindet,
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4a eine Seitenansicht des
Schwimmers;
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4b eine Draufsicht auf den
Schwimmer,
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4c einen Schnitt X-X gemäß 4a durch den Schwimmer mit
Permanentmagnetscheiben,
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5 eine Explosionsdarstellung
der Einzelteile des Schwimmers in perspektivischer Darstellung und
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6 ein Blockschaltbild der
Funktionsweise aufgrund der vom Schwimmer herrührenden Signale, die auf den
Pumpenmotor geleitet werden.
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7 eine Seitenansicht der
Leiterplatte für die
Magnetfeldsensoren.
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Der
Tintendrucker ist mit einem am Druckergestell befestigbaren Tintentank 1 ausgestattet,
der an einen vom Benutzer einsetzbaren Wechseltank über Zuleitungen
und eine Pumpe 2 angeschlossen ist und einen Zwischentank über eine
flexible Zuleitung auf dem Druckkopfschlitten versorgt, wobei ein Tintenspiegel 3 (2) im Tintentank 1 kontinuierlich oder
in kleinen Schritten regelbar ist und der Tintenspiegel 3 niedriger
(z.B. zwischen minus 10 und minus 40 mm) als die unterste Düse eines
angeschlossenen Düsenkopfes
liegt.
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Der
Tintentank 1 bildet einen verschließbaren Tintenraum 4,
in dessen Tintentankwänden 1a ein
Schwimmer 5 um eine Drehachse 6 schwenkbar gelagert
ist und der Drehachse 6 gegenüberliegend ein Auftriebskörper 7 befestigt
ist. An den Auftriebskörper 7 sind
etwa auf dem Schwenkbogen liegend Signalgeber 8 befestigt.
Diesen Signalgebern 8 liegen mit einem Bewegungsspalt 9 in
einer Tintentankwand 1a eine gleiche Anzahl Signalempfänger 10 gegenüber, die
mit den Signalgebern 8 korrespondieren. Die erzeugten Signale
steuern über
eine Steuerung 11 des Tintendruckers einen Pumpenmotor 12 an
(6).
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Der
Schwimmer 5 wird durch zwei parallel verlaufende steife
Arme 13a und 13b gebildet, zwischen denen ein
mit nachstehend erklärten
Durchtrittsöffnungen 14, 15 und 16 versehener
Boden 17 gebildet ist (4b).
Die Drehachse 6 ist an einem Ende des Schwimmers 5 und
der Auftriebskörper 7 am
anderen Ende befestigt. Die Drehachse 6 ist mit unterschiedlichen
Zapfen 6a und 6b versehen, so daß beim Montieren
des Schwimmers 5 eine Bezugsseite des Auftriebskörpers 7 eindeutig
bestimmt wird.
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Der
Auftriebskörper 7 ist
zylinderförmig
und an einer Zylinderstirnseite 18a bestehen die Signalgeber 8 im
Ausführungsbeispiel
aus Permanentmagnetscheiben 19,20,21.
Die korrespondierenden Signalempfänger 10 werden durch
Magnetfeldsensoren 22,23 und 24 dargestellt.
Der Auftriebszylinder 18 ist im Bereich 25 der
Zylinderstirnseite 18a mit Taschen 26 für die drei
Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 versehen.
Die Polung dieser Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 ist
mit Nord-Süd-Süd in der
Reihenfolge der Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 gewählt. Die
Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 weisen
jeweils einen rechteckigen Querschnitt 27 auf, dessen Abmessungen
mit taschenförmigen
Aussparungen 26a in der Zylinderstirnseite 18a korrespondieren,
d.h. dort satt hineinpassen und mittels Vorsprüngen am Tascheneingang gesichert
sind.
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Eine
alternative Ausführungsform
(nicht gezeichnet) besteht darin, daß die rechteckigen Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 in
Taschen 26 mit ovalem, langlochartigem Querschnitt eingepreßt und durch
Kantenpressung an den runden Teilflächen der Taschen 26 gegen
Herauswandern gesichert sind.
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Zwei
(19, 20) von drei Permanentmagnetscheiben (19, 20, 21)
sind unmittelbar benachbart zueinander, jedoch gegenpolig wie beschrieben (Nord-Süd-Süd) zueinander
angeordnet. Die dritte Permanentmagnetscheibe 21 ist mit
Abstand zu den zwei anderen (19, 20) jedoch magnetisch
gleichpolig zur gegenüberliegenden
Permanentmagnetscheibe 20 angeordnet.
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Zur
Auswertung der Schaltpunkte der Magnetfeldsensoren 22, 23, 24 durch
die Steuerung 11 wird ein Abschnitt einer steilen Magnetfeld-Kennlinie zwischen
der ersten (untersten) und der zweiten (mittleren) Permanentmagnetscheibe 19, 20 verwendet.
Aufgrund der Wirkung des Magnetfeldes zwischen der ersten und der
zweiten Permanentmagnetscheibe 19, 20 auf den
dritten Magnetfeldsensor 24, der an eine eigene elektronische
Schaltung 29 angeschlossen ist, wird eine NOT-AUS-Funktion ausgelöst, die
unmittelbar auf den Pumpenmotor 12 wirkt.
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Die
drei Magnetfeldsensoren 22, 23, 24 sind auf
einer gemeinsamen Leiterplatte 30 (7) befestigt, die außen an der Tintentankwand 1a anliegt.
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Von
dem mittleren Magnetfeldsensor 23 ist ein unabhängiges Signal
ableitbar, durch das auf Anforderung ein höherer Tintenspiegel 3 an
die Steuerung 11 einleitbar ist.
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Der
Tintentank 1 ist mit einem Deckel 31 nach Montage
verschweißt.
Im Deckel 31 sind nach innen und/oder nach außen ragende
Rohrstutzen 32, 33, 34 für die Tintenentnahme
(32), für
die Tintenbefüllung
(33) und für
die Belüftung
(34) angebracht, d.h. diese werden bei Herstellung von
Tintentank 1 und Deckel 31 durch Kunststoffspritzen
(dasselbe gilt für
den Schwimmer 5) während
des Spritzvorganges angespritzt. Für während des Druckbetriebs nicht
benötigte
Rohrstutzen 32, 33, oder 34 sind Abdeckkappen 35 dichtend
aufgesetzt.
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Der
Auftriebszylinder 18 ist zu den Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 gegenüberliegend mit
einem abnehmbaren Deckel 18b hergestellt.
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An
der Deckelunterseite 31a für den Tintentank 1 und
auf dessen Innenboden 1b sind im seitlich horizontalen
Abstand zu den Rohrstutzen 32, 33, 34 jeweils
paarweise Führungsrippen 36a und 36b zum Einklemmen
einer Filterwand 37 angebracht. Die Filterwand 37 teilt
den Tintentank 1 in einen Reintintenraum 1c und
einen Schmutztintenraum 1d.
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Die
Abläufe
der Tintenversorgung stellen sich wie folgt dar: Für eine gleichmäßig gute
Druckqualität
des Tintendruckers ist ein Tintenspiegel 3, der sich nur
innerhalb enger Grenzen beim Drucken und Nachfördern der Tinte verändert, notwendig. Hierzu
dient innerhalb des Tintenversorgungssystems ein Tintentank 1 mit
einer Niveauregelung, die dem Düsenkopf
ein konstantes Niveau (Tintenspiegel 3) bereitstellt. Der
Tintentank 1 wird mittels der Pumpe 2 von einem
großvolumigen,
leicht zugänglichen
und vom Benutzer austauschbaren Wechseltank versorgt. Die zum Drucken
notwendige Tinte fließt
von einem relativ kleinvolumigen Zwischentank auf dem Druckschlitten
vor die Düsen
des Düsenkopfes.
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Die
Niveauregelung erfolgt hierbei in nachstehenden Schritten: Die Aufgabe
der übereinander angeordneten
Magnetfeldsensoren 22, 23, 24 am Tintentank 1 bildet
die Überwachung
des konstanten Tintenspiegels 3 durch eine ständige Abfrage,
ob der Tintenspiegel 3 durch Tintenverbrauch unter einen minimal
zulässigen
Wert abgefallen ist. Von dem erhaltenen Meßsignal hängt es ab, ob die Pumpe 2 in der
Zuleitung vor dem großvolumigen
Wechseltank anzusteuern ist. Für
den Fall, daß der
maximal zulässige
Tintenspiegel 3 vorhanden ist, wird die Pumpe 2 oder
bleibt die Pumpe 2 abgeschaltet. Diese Art der Regelung
kann durch die eigene elektronische Schaltung 29 oder durch
Verarbeitung im Druckerprogramm erfolgen. Bei Verarbeitung im Druckerprogramm
könnte
durch einen Programmfehler oder einen Ausfall der Gesamtsteuerung
das Abschalten der Pumpe 2 verhindert werden. Dabei könnte es
zu einem Überlaufen
des Zwischentanks auf dem Druckkopfschlitten kommen. Um eine solche
Situation zu verhindern, ist im oberen Bereich des Tintentanks 1 ein
Magnetfeldsensor 24 angebracht, der ein übermäßig hohes
Tintenniveau erkennt und durch die unabhängige elektronische Schaltung 29 ein
Abschatten der Pumpe 2 bewirkt und darüber hinaus eine Fehlermeldung
veranlaßt.
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Im
Tintentank 1 befindet sich der Schwimmer 5, der
sich mit dem Tintenspiegel 3 auf- und abbewegt (1–3).
Zumindest ein Bereich 25 der Zylinderstirnseite 18a bewegt
sich mit dem Bewegungsspalt 9 nahe der Tintentankwand 1a.
In der Zylinderstirnseite 18a befindet sich die Anordnung
der drei Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 von
unten nach oben fortschreitend angeordnet, deren Magnetfeldachsen
senkrecht zur Zylinderstirnseite 18a bzw. zur Tintentankwand 1a verlaufen.
Die beiden unteren Permanentmagnetscheiben 19, 20 berühren sich
und sind bezüglich
ihrer Magnetfeldrichtung gegenpolig zueinander. Die dritte Permanentmagnetscheibe 21 befindet
sich in einem Abstand oberhalb der zweiten Permanentmagnetscheibe 20 und
weist dieselbe Polung wie diese auf. Die Anordnung der beiden unteren
Permanentmagnetscheiben 19 und 20 ergibt innerhalb
eines kleinen Wegbereiches eine starke Magnetfeldänderung
mit Richtungsumkehr. Im Bereich unterhalb der untersten Permanentmagnetscheibe 19 ergibt
sich ein Magnetfeldabfall mit relativ langer Reichweite. Diesen
Abfall würde
man entsprechend mit umgekehrter Richtung und oberhalb der (mittleren) Permanentmagnetscheibe 20 finden.
Das Vorhandensein der dritten, oberen Permanentmagnetscheibe 21 stärkt das
Magnetfeld in diesem Bereich aber wieder und der Abfall befindet
sich weit weg vom Richtungswechsel des Magnetfeldes, so daß auf diese
Weise eine Magnetfeldverlängerung
erreicht wird. Die Magnetfeldverlängerung sorgt dafür, daß auch in
der tiefsten Schwimmerposition (3) weiter
oberhalb liegende Magnetfeldsensoren noch ein ausreichend großes Magnetfeld
vorfinden.
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Zur
Erfassung der vertikalen Lage des mit dem Tintenspiegel 3 auf-
und abwandernden Magnetfeldverlaufs befinden sich an der Außenfläche der Tintentankwand 1a mit
Bewegungsspalt 9 zur Zylinderstirnseite 18a und
der Tintentankwanddicke die drei Magnetfeldsensoren, welche – im Ausführungsbeispiel – bei Vorhandensein
eines Magnetfelds größer als
ein Schaltschwellwert des Magnetfeldsensors und bei Blick gegen
den Südpol
ein Low-Signal ergeben. Für
den Fall, daß das
Magnetfeld unterhalb dieses Schwellwertes (minus Hysterese) sinkt,
oder daß das
Magnetfeld eine entgegengesetzte Richtung zeigt, erzeugen die Magnetfeldsensoren 22, 23, 24 ein
High-Signal.
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Die
Schaltschwellen können
abhängig
von der Temperatur und von Tintendrucker zu Tintendrucker schwanken.
Außerdem
treten Abstandsschwankungen zu den auf dem Schwimmer 5 befestigten Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 auf,
wodurch sich der am Magnetfeldsensor 22, 23, 24 gemessene Absolutwert
des Magnetfeldes ändern
kann. Die verschiedenen Einflüsse
würden
bei einem normalen Magnetfeldverlauf, wie er z.B. bei der (untersten) Permanentmagnetscheibe 19 auftritt,
zu einer noch ungenauen Positionsbestimmung des Schwimmers 5 und
damit des Tintenspiegels 3 führen. Bei Auswahl des steilen
Nulldurchgangs des Magnetfeldes an der Grenze der Permanentmagnetscheiben 19 und 20 üben diese
Einflüsse
keine Wirkung auf die Lagemessung des Tintenspiegels 3 aus.
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Aufgabe
und Funktion des untersten Magnetfeldsensors 22:
Der
unterste Magnetfeldsensor 22 mißt bei leicht über dem
minimal zulässigen
Tintenspiegel 3 den Nordpol des (untersten) Permanentmagneten 19.
Bei Tintenverbrauch sinkt der Schwimmer 5 ab und innerhalb
einer sehr geringen Höhendifferenz
steigt das Magnetfeld an und überschreitet
im (untersten) Magnetfeldsensor 22 die Schaltschwelle,
wobei das Ausgangssignal von "High" auf "Low" umschaltet. Die Steuerung 11 veranlaßt die Pumpe 2,
Tinte vom großvolumigen
Wechseltank in den Zwischentank auf dem Druckkopfschlitten zu pumpen.
Das Pumpen erfolgt zeitlich so lange, bis der Schwimmer 5 sich
so weit nach oben bewegt hat, daß das vom (untersten) Magnetfeldsensor 22 erfaßte Magnetfeld
unter eine Rückschaltschwelle
abgefallen ist. Dabei bleibt der Tintenspiegel 3 innerhalb
einer sehr geringen Höhendifferenz
von wenigen 1/10 mm konstant.
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Aufgabe
und Funktion des (mittleren) Magnetfeldsensors 23 und des
(oberen) Magnetfeldsensors 24: Der Magnetfeldsenor 24 erfüllt die
Aufgabe, das Überlaufen
des Tintentanks 1 zu überwachen. Der
Magnetfeldsensor 24 mißt
die Ausläufer
des Magnetfelds in Richtung Südpol.
Beim stetigen Ansteigen des Tintenspiegels 3 erreicht der
Bereich des steilen Magnetfeldabfalls den Schaltbereich des Magnetfeldsensors 24,
so daß dieser
von "Low" auf "High" schaltet. Der Ausgang
des Magnetfeldsensors 24 ist mit einer eigenen elektronischen
Schaltung 29 verknüpft,
welcher ohne Umwege und Programmabhängigkeiten den Pumpenmotor 12 abschaltet
und das Überlaufen
verhindert.
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Der
(obere) Magnetfeldsensor 24 ist weit oberhalb des (unteren)
Magnetfeldsensors 22 angeordnet. Die Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 auf
dem Schwimmer 5 können
aus Gewichtsgründen nicht
weiter vergrößert werden.
Es besteht die Gefahr, daß dadurch
das dort wirkende Magnetfeld nicht ausreicht, um den Magnetfeldsensor 24 im
Schaltzustand "Low" zu halten. Es ist
aber unabdingbar notwendig, daß der
Magnetfeldsensor 24 einen definierten Schaltzustand besitzt
und diesen erst ändert, wenn
der Tintenspiegel 3 entsprechend angestiegen ist.
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Zur Überbrückung einer
Magnetfeldlücke wird
der mittlere Magnetfeldsensor 23 verwendet. Da der Magnetfeldsensor 23 tiefer
als der Magnetfeldsensor 24 sitzt, mißt er ein ausreichend starkes Magnetfeld
in Richtung auf den Südpol
und ist dadurch sicher im Schaltzustand "Low".
Der (mittlere) Magnetfeldsensor 23 und der (obere) Magnetfeldsensor 24 sind
logisch fest miteinander verknüpft; es
genügt
dadurch, daß der
(mittlere) Magnetfeldsensor 23 oder der (obere) Magnetfeldsensor 24 im
Schaltzustand "Low" sind, um ein gemeinsames Signal "Low" an eine Abschaltsteuerung 38 der
Pumpe 2 zu liefern. Zu einem Zeitpunkt, wenn die Permanentmagnetscheiben 19, 20, 21 mit
dem Schwimmer 5 so hoch gestiegen sind, daß die beiden
Magnetfeldsensoren 23 und 24 ein genügend schwaches oder
entgegengesetztes Magnetfeld erkennen, schalten beide Einzelsignale
auf "High" und damit auch das
aus beiden gebildete Gesamtsignal. Das Gesamtsignal veranlaßt das Ausschalten
des Pumpenmotors 12.
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Eine
abgeänderte,
jedoch im Prinzip dem Vorstehenden entsprechende Ausführungsform
wird nachstehend noch beschrieben: Vom (mittleren) Magnetfeldsensor 23 wird
ein weiteres, nicht fest mit dem (oberen) Magnetfeldsensor verknüpftes Signal abgeleitet.
Das Signal wird anstelle des Rückschaltpunkts
des (unteren) Magnetfeldsensors 22 zur Erkennung eines
regulären
oberen Regelniveaus, bis zu welchem Tinte nachgepumpt wird, wenn
das Minimalniveau erreicht wurde und die Pumpe 2 in Betrieb gesetzt
wird, eingesetzt. Diese Variante ist vorteilhaft, sobald ein hoher
Tintenverbrauch vorliegt. Der Pumpenmotor 12 muß dann nicht
so oft ein- und ausgeschaltet werden und das höhere Tintenniveau beschleunigt
den Tintenfluß im
nachfolgenden Betrieb.
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- 1
- Tintentank
- 1a
- Tintentankwand
- 1b
- Innenboden
- 1c
- Reintintenraum
- 1d
- Schmutztintenraum
- 2
- Pumpe
- 3
- Tintenspiegel
- 4
- Tintenraum
- 5
- Schwimmer
- 6
- Drehachse
- 6a
- Zapfen
- 6b
- Zapfen
- 7
- Auftriebskörper
- 8
- Signalgeber
- 9
- Bewegungsspalt
- 10
- Signalempfänger
- 11
- Steuerung
- 12
- Pumpenmotor
- 13a
- Arm
- 13b
- Arm
- 14
- Durchtrittsöffnung
- 15
- Durchtrittsöffnung
- 16
- Durchtrittsöffnung
- 17
- Boden
- 18
- Auftriebszylinder
- 18a
- Zylinderstirnseite
- 18b
- abnehmb.
Deckelboden
- 19
- Permanentmagnetscheibe
- 20
- Permanentmagnetscheibe
- 21
- Permanentmagnetscheibe
- 22
- (unterer)
Magnetfeldsenor
- 23
- (mittlerer)
Magnetfeldsensor
- 24
- (oberer)
Magnetfeldsensor
- 25
- Bereich
der Zylinderstirnseite
- 26
- Taschen
- 26a
- Aussparung
- 27
- rechteckiger
Querschnitt
- 29
- elektronische
Schaltung
- 30
- Leiterplatte
- 31
- Deckel
- 31a
- Deckelunterseite
- 32
- Tintenentnahme-Rohrstutzen
- 33
- Tintenbefüllungs-Rohrstutzen
- 34
- Belüftungsrohrstutzen
- 35
- Abdeckkappen
- 36a
- Führungsrippe
- 36b
- Führungsrippe
- 37
- Filterwand
- 38
- Abschaltsteuerung