DE19957576C1 - Tintendrucker mit zumindest einem Wechseltank - Google Patents

Abstract

Ein Tintendrucker (1) ist mit zumindest einem Wechseltank (3) ausgestattet für die zuzuführende Tinte. Der Wechseltank (3) ist jeweils in eine Verbindung zum Tintenanschluß einsetzbar und trägt einen elektronischen Chip, der in Betriebslage über elektrische Kontakte (8) und Gegenkontakte (13) zur Spannungsversorgung und über Datenleitungen zur Datenübertragung mit einer Druckersteuerung verbunden ist, wobei der Chip mit einem oder mehreren Speicherbausteinen in einem Modul (6) angeordnet ist, das auf der Stirnfläche (3a) des Wechseltanks (3) befestigt ist und Speicherbausteine (7) und Kontakte (8) trägt, die beim Einsetzen mit den Gegenkontakten (13) in Verbindung bringbar sind. Um eine sichere, vom Benutzer vorzunehmende Kontaktierung und eine wirtschaftliche Herstellung des Wechseltanks zu erzielen, wird vorgeschlagen, daß im Bereich von zumindest einer durch eine gefederte Schutzplatte (1b) hindurch geführten, den Wechseltank (3) unmittelbar zentrierenden Hohlnadel (16a; 16b) das Modul (6) und die Gegenkontakte (13) angeordnet sind, wobei die Hohlnadel (16a bzw. 16b) mit dem Tintenversorgungs- und/oder einem Entsorgungs-System des Tintendruckers (1) verbunden ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintendrucker mit zumindest einem Wechseltank für die zuzuführende Tinte, der jeweils in eine Verbindung zum Tintenanschluß einsetzbar ist und der einen elektronischen Chip trägt, der in Betriebslage über elektrische Kontakte und Gegenkontakte zur Spannungsversorgung und über Datenleitungen zur Datenübertragung mit einer Druckersteuerung verbunden ist, wobei der elektroni­ sche Chip mit einem oder mehreren Speicherbausteinen in einem Modul angeordnet ist, das auf der Stirnseite des Wechseltanks befestigt ist und Speicherbausteine und Kontakte trägt, die beim Einsetzen mit den Gegenkontakten in Verbindung bringbar sind.

Aus der WO 98/55319 A1 ist es bekannt, in einer schwimmend gefederten Grundplatte jeweils ein Gehäuseglied, in dem eine Hohlnadel verläuft, als eine Vorzentrierung für ein Flüssigkeits- und ein Luftglied auszubilden. Zusätzlich ist als Fertigzentrierung ein Führungsschlitz mit kegeligem Zentrierungseingang vorgesehen, in den ein Füh­ rungsglied, das am Wechseltank angeformt ist, eingreift. Dadurch wird die Zentrie­ rung aufwendig auf mehrere örtlich getrennte Zentriermittel verteilt. Eine solche Wechseltankgestaltung ist kompliziert und unwirtschaftlich, wobei sich die Kosten auf die Vielzahl der auszutauschenden Wechseltanks niederschlagen und dadurch die Kosten an Verbrauchsmaterial erhöhen.

Es ist ferner bekannt (EP 0 433 280 B1), austauschbare Tintenbehälter und aus­ tauschbare Druckköpfe in einem Tintendrucker mit elektronischen Chips auszustat­ ten, die nichtflüchtige les- und beschreibbare Speicher enthalten, in denen Angaben, wie z. B. Art, Menge, Farbe und Alter der Tinte, gespeichert sind. Die Chips werden über Leitungen und elektrische Kontakte beim Einbau des Tintenbehälters mit dem aufnehmenden Drucker verbunden. Je nach Ausführung dienen die Kontakte zur Spannungsversorgung und über Daten- und Taktleitungen zur bidirektionalen Daten­ übertragung. Hierfür genügt eine einzige Leitung (EP 0 789 322 A2). Analog zum Ver­ brauch von Tinte wird auf dem elektronischen Chip, der sich an dem Tintenvorrats­ behälter befindet, unwiderrufbar in einem vorgegebenen Speicherbereich die ver­ brauchte Tintenmenge oder die Resttintenmenge gespeichert.

Ein Tintendrucker mit einem als Wechseltank ausgebildetem Abfalltintenbehälter, dem ein Speicher-Chip zugeordnet ist, zum Erfassen der dem Abfalltintenbehälter zugeführten Tintenmenge ist aus der US 5 172 140 A bekannt. Der Speicher-Chip ist jedoch derart angeordnet, dass eine Kontaktierung mit Gegenkontakten im Druck­ rahmen nicht stattfinden kann.

Weiterhin ist es bei der Ermittlung der in einem Wechseltank für Neutinte befindlichen Tintenmenge bekannt (WO 92/18335 A1), während des Druckbetriebs die abgege­ benen Tintentropfen zu zählen und auf die noch vorhandene Tintenmenge zu schlie­ ßen. Dabei werden jedoch die bei der Druckkopfreinigung verbrauchten Tintentrop­ fen nicht in Abhängigkeit der Druckleistung gezählt.

Gemäß EP 0 854 043 A2 ist eine Speicherung für Daten bekannt, die für die Wech­ selkartusche und den Druckkopf eines Tintendruckers relevant sind. Dabei werden Daten des Wechseltanks mit Daten des Druckkopfs in Speichern aufgenommen, um über einen Prozessor einen Druckerfunktionswert abzuleiten.

In einem Tintendrucker ist es in regelmäßigen Abständen notwendig, den Düsenkopf zu reinigen. Hierzu wird in einer Reinigungsstation Tinte aus den Düsen des Düsen­ kopfes abgesaugt. Die abgesaugte Abfalltinte muß entsorgt werden. Dafür ist ein Abfalltintenbehälter vorgesehen, der entweder in einem gemeinsamen Gehäuse mit dem Neutintenvorratsbehälter oder in einem getrennten Gehäuse für den Abfalltin­ tenbehälter untergebracht ist (vgl. DE 198 11 652 C1). Um einen möglichst großen Neutintenvorrat unterzubringen, wird der Abfalltintenbehälter relativ zum Neutinten­ vorratsbehälter klein gewählt. Der Grund hierfür ist, daß für den Reinigungsvorgang naturgemäß nur ein Bruchteil der Neutinte verbraucht wird. Der Hauptteil der Neu­ tinte muß zum Drucken selbst zur Verfügung stehen. Trotzdem ist eine Überwachung des Füllgrades des Abfalltintenbehälters notwendig, um einen inneren Überdruck zu vermeiden.

Allerdings ist Voraussetzung für eine ordnungsgemäße Abspeicherung von zutref­ fenden Daten, daß beim Einsetzen des jeweiligen Tintenbehälters sowohl die Kon­ takte günstig angeordnet sind, so daß der Benutzer keinen Fehler begehen kann und der Chip mit den Kontakten richtig in Verbindung treten kann. Die Anordnung von Kontakten erfolgt gemäß EP 0 789 322 A2 in einer besonderen Aufnahme, die mit Stromversorgung und Datenleitung versehen ist, so daß die Funktion vom richtigen Einsetzen des Tintenbehälters in die Aufnahme abhängt. Die aus der EP 0 433 280 B1 bekannte Ausbildung des Tintenbehälters weist entfernt vom Chip angeordnete Kontakte auf, so daß der Tintenbehälter in der Herstellung sehr teuer wird, was sich auf einen Verbrauchsartikel nur ungünstig auswirken kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, am auswechselbaren Neutintenvorratsbe­ hälter und/oder Abfalltintenbehälter die Kontaktanordnung und die Anordnung des Chips so einfach wie möglich zu gestalten, um einerseits eine vom Benutzer durch­ zuführende Kontaktierung sicher zu gestalten und andererseits den Verbrauchsarti­ kel wirtschaftlich herstellen zu können.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Bereich von zumindest einer durch eine gefederte Schutzplatte hindurchgeführten, den Wech­ seltank unmittelbar zentrierenden Hohlnadel das Modul und die Gegenkontakte an­ geordnet sind, wobei die Hohlnadel mit dem Tintenversorgungs- und/oder einem Entsorgungs-System des Tintendruckers verbunden ist. Beim Einsetzen eines sol­ chen Tintenbehälters erfolgt unmittelbar durch Zentrierung über die Hohlnadel eine genaue elektrische Verbindung zwischen den Kontakten des Chips auf dem Tinten­ behälter und fest im Drucker lokalisierten Gegenkontakten. Diese Gestaltung verbin­ det eine hohe Genauigkeit der Kontaktierung von flach bauenden Modulen mit einem geringen Bauaufwand und damit mit sehr geringen Kosten der Mengen-Herstellung. Ein Vorteil ist weiter, daß an einen beliebigen Tintenbehälter ein einziges Modul leicht angebracht werden kann und bei Einbringen des Tintenbehälters auf kurzem Weg eine Spannungsversorgung und eine Datenkommunikation über nur einen ein­ zigen Bauteil stattfindet.

Bei Tintenbehältern in der Art der DE 198 11 652 C1, ist es besonders vorteilhaft, daß das Modul auf der Stirnfläche eines langgestreckten Wechseltanks befestigt ist und daß die Gegenkontakte an einer dieser Stirnfläche gegenüberliegenden, gefe­ derten Schutzplatte angeordnet sind.

Der Erfindungsgedanke kann weiter so ausgestaltet sein, dass über Daten- und/ oder Taktleitungen eine bidirektionale Datenübertragung zur Druckersteuerung vor­ gesehen ist.

Eine andere Ausgestaltung sieht vor, daß ein Speicherbereich des Speicherbau­ steins auf dem Modul einem als Abfalltintenbehälter ausgeführten Wechseltank zu­ geordnet ist. Zum sicheren Betrieb des Druckers ist die Überwachung des Abfalltin­ tenbeutelinhalts im austauschbaren Tintenbehälter von großer Bedeutung. Aus die­ sem Grund wird in dem Speicherbereich, der schreibgeschützt werden kann, die in Abhängigkeit der Reinigungsvorgänge in dem Abfalltintenbehälter entsorgte Tinten­ menge sukzessiv irreversibel gespeichert. Die aus Sicherheitsgründen zu berück­ sichtigenden Toleranzgrenzen für die Füllung solcher Tintenbeutel bilden ein Kriteri­ um für die weitere Nichtverwendbarkeit. Der Benutzer erhält eine optische und/oder akustische Warnmeldung. Außerdem stoppt die Druckersteuerung jegliches Weiter­ drucken. Ein weiterer Reinigungsvorgang wird bei toleriert gefülltem Abfalltintenbeu­ tel durch die Druckersteuerung ebenfalls gestoppt. Ein weiterer Reinigungsvorgang wird erst nach Einsetzen eines anderen, unter der Toleranzgrenze gefüllt liegenden Abfalltintenbehälters zugelassen.

Eine besondere Bedeutung erhält diese Funktion, wenn ein Abfalltintenbehälter aus einem Tintendrucker ausgebaut und in einem anderen Drucker des entsprechenden Fabrikats weiterverwendet wird. Hier muß ebenfalls sichergestellt sein, daß das Fas­ sungsvolumen des Abfalltintenbehälters nicht überschritten wird. Die Funktion wird durch das Mitwandern des Chips auf dem Tintenbehälter bei der entsprechenden Datenspeicherung durch die gespeicherten Daten gewährleistet.

Nach weiteren Merkmalen wird vorgeschlagen, daß in der Zuleitung zum Abfalltin­ tenbehälter eine Meßeinrichtung für die in den Abfalltintenbehälter geförderte Abfall­ tintenmenge eingeschaltet ist. Die Meßwerte können durch Sensoren aller Art erhal­ ten werden. Es kann auch der beim Absaugen von Abfalltinte gemessene Unter­ druck, seine Zeitdauer und die die Viskosität der Tinte bestimmende Temperatur zur Grundlage genommen werden.

Es wird weiter vorgeschlagen, daß der Speicherbaustein für den Abfalltintenbehälter einen Speicherbereich aufweist, der mit "n" Bytes bemessen ist und daß der Spei­ cherbereich mit einheitlichen Kodierungen versehen ist, wobei jeweils bei Erreichen eines Füllstandes von 100%/"n" eine andere Kodierung verwendet ist. Dadurch kann der Füllgrad des Abfalltintenbehälters aufgrund der im Reinigungsvorgang ver­ brauchten Tintenmenge irreversibel im Speicher gekennzeichnet werden.

Dazu ist zusätzlich vorgesehen, daß bei Codierung sämtlicher "n" Bytes mit der je­ weils geänderten Anfangscodierung der Abfalltintenbehälter gesperrt ist. Im Gegen­ satz dazu ist der Speicherbereich am Anfang noch mit einheitlichen Anfangscodie­ rungen versehen, die somit aussagen, daß der Abfalltintenbehälter neu und leer ist. Nach Füllung durch 100%/"n" an Tinte wird das erste Byte des Speicherbereichs mit einer anderen Codierung versehen. Dieses erste Byte kann sodann auch mit einem Schreibschutz versehen werden, so daß es nie mehr veränderbar ist. Nach Füllung aller 100%/"n"-Anteile ist der Tintenabfallbehälter irreversibel für die weitere Ver­ wendung gesperrt und kann also auch nach einer Nachfüllung des Neutintenbehäl­ ters nicht weiter verwendet werden.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform ist vorgesehen, daß in einem weiteren Speicherbereich der jeweilige Füllzustand des Abfalltintenbehälters in feinen Schrit­ ten abspeicherbar ist. Dadurch wird eine ungenaue Registrierung der Füllmenge vermieden. Außerdem wird dadurch ein versehentliches vorzeitiges Wegwerfen des Tintenabfallbe­ hälters ausgeschlossen. Dabei kann in einem weiteren, nicht schützbaren Speicher­ bereich der Füllgrad bis zum Ende verfolgt werden. Der gezählte Wert kann auch verwendet werden, um das Erreichen der nächsten großen, irreversibel zu spei­ chernden Füllgradstufe zu kennzeichnen, d. h. zu speichern. Bei der letzten Stufe kann sehr genau die weitere Verwendung des Tintenbehälters gesperrt werden.

Weiterhin ist in dem weiteren, getrennten Speicherbereich die Anzahl der durchge­ führten Reinigungsvorgänge hinterlegt. Dabei handelt es sich um einen weiteren nützlichen Wert, der dazu dienen kann, bei einem vorübergehenden Ausbau des Neutintenbehälters zu überprüfen, ob er anderweitig verwendet wurde, oder unver­ ändert wieder eingesetzt wurde.

Neben der Füllmenge des Abfalltintenbehälters kann die noch vorhandene Neutin­ tenmenge eine wichtige Größe sein. Zwar wird im allgemeinen ein austauschbarer Tintenbehälter während seiner ganzen Verwendungsdauer im Tintendrucker verblei­ ben. Daher ist es vorteilhaft, daß in Abhängigkeit der Druckleistung und der Anzahl der Reinigungsvorgänge der Tintenverbrauch im Wechseltank für Neutinte momen­ tan berechenbar und abspeicherbar ist. Dadurch kennt der Benutzer auch die im Neutintenvorratsbehälter verbleibende Resttintenmenge. Für den Fall, daß der Tin­ tenbehälter vorübergehend herausgenommen wird, kann beim Wiedereinsetzen auf­ grund der auf dessen Speicherbaustein hinterlegten Anzahl von Reinigungsvorgän­ gen erkannt werden, ob der Tintenbehälter praktisch unverändert wiedereingesetzt wurde, oder ob er anderweitig verwendet wurde. Im ersteren Fall kann bei der Rest- Neutintenberechnung von der für diesen Tintenbehälter im Speicher der Drucker­ steuerung hinterlegten Neutintenmenge ausgegangen werden. Im zweiten Fall (oder wenn ein anderer teilverbrauchter Tintenbehälter eingesetzt wird) kann aufgrund der auf dem Speicherbaustein des Tintenbehälters abgelegten Abfalltintenmenge ein Maß der bisher mit diesem Tintenbehälter durch Druck- und Reinigungsvorgänge verbrauchten Tinte berechnet werden. Aus dem Ergebnis erhält man einen Schätz­ wert für die Rest-Neutintenmenge im Neutintenvorratsbehälter. Dann wird von die­ sem neu ermittelten Verbrauchswert im Tintendrucker die Rest-Neutintenmenge im Neutintenvorratsbehälter weitergeführt.

Nach anderen Merkmalen wird vorgeschlagen, daß in einem Speicherbereich des Speicherbausteins auf dem Modul eine Seriennummer des jeweiligen Wechseltanks gespeichert ist. Dadurch ist eine Mindestkennzeichnung gegeben, aus der sich der einzelne Tintenbehälter identifizieren läßt. Im Speicher der Druckersteuerung kann außerdem auf diese Art für jeden einmal im Tintendrucker eingesetzten Tintenbe­ hälter die jeweils noch verbleibende Neutintenmenge hinterlegt werden.

Weitere Merkmale ergeben sich daraus, daß die Anzahl der Reinigungsvorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung von der Anzahl anderer manuell ausgelöster Reini­ gungsvorgänge getrennt speicherbar sind. Da die Reinigungsvorgänge einerseits automatisch analog den Druckvorgängen erfolgen und andererseits manuell durch Service-Arbeiten bei Störungen veranlaßt sein können, ist nicht der gesamte Abfall­ tintenbehälterinhalt ein Maß für die bisher erfolgten Druckvorgänge, sondern nur für die Reinigungsvorgänge.

Da die Reinigungsvorgänge einerseits automatisch analog der Druckleistung erfol­ gen, andererseits manuell Servicearbeiten bei Störungen veranlaßt sein können, ist es noch genauer, daß die Anzahl der Reinigungsvorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung von der Anzahl anderer manuell ausgelöster Reinigungsvorgänge ge­ trennt speicherbar sind. Dadurch ist nicht der gesamte Abfalltintenbehälterinhalt ein Maß für die bisher erfolgte Druckleistung, sondern nur der erstgenannte Inhalt. So­ fern die jeweilige Anzahl von beiden Arten von Reinigungsvorgängen getrennt regi­ striert und auf dem Speicherbaustein hinterlegt wird, kann immer aus dem Verhältnis der ersten Art von Reinigungsvorgängen zur Gesamtzahl die der Druckleistung pro­ portionale Abfalltintenmenge ermittelt werden.

Daher ist es weiter vorteilhaft, daß aus dem Verhältnis der Anzahl der Reinigungs­ vorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung zur Gesamtanzahl von Reinigungsvor­ gängen als Proportionalitätsfaktor die durch Drucken verbrauchte Tintenmenge er­ mittelbar ist. Dadurch erhält man mit dem Proportionalitätsfaktor die durch das Druc­ ken verbrauchte Tintenmenge. Zusammen mit der gesamten Abfalltintenmenge er­ gibt sich die für diesen Tintenbehälter bisher insgesamt verbrauchte Tintenmenge.

Eine andere Ausführungsform dieser Lehre erzielt man dadurch, daß die mittels der Meßeinrichtung ermittelten Mengen abgesaugter Abfalltinte und die Anzahl der Rei­ nigungsvorgänge getrennt nach diesen Typen in einem Speicherbereich hinterlegt sind.

Grundsätzlich ist es vorteilhaft, daß über die Schnittstelle der Druckersteuerung in dem Speicherbaustein folgende Daten abgespeichert sind: der Handelsname (das gesetzlich geschützte Warenzeichen) des Herstellers, die Herstellerregistrierungs­ nummer, die Seriennummer des Tintenbehälters, ein Paßwort als Schreibschutz, der Behältertyp, der Tintentyp, die Tinte verwendbar in vorgeschriebenen Druckertypen, das Fülldatum, das Verfallsdatum, das Anfangstintenvolumen, die Kennung des Tin­ tenherstellers, die Kennung für Abfüller der Tinte in den Behälter, die Kennung für Tintenlieferung, aus der der Behälter befüllt wurde, bisher in einem Drucker einge­ setzter Behälter oder neuer Behälter und der aktuelle Füllgrad des Behälters für die Abfalltinte. Zum Beispiel ist eine wichtige Größe das Verfallsdatum, das auf dem Speicherbaustein des Neutintenvorratsbehälters irreversibel gespeichert ist. Da die Tinte im allgemeinen ihre für guten, störungsfreien Druck notwendigen Eigenschaften nicht unendlich lange behält, ist zur Gewährleistung eines guten Druckbildes und ei­ nes störungsfreien Druckbetriebs zu verhindern, daß überalterte Tinte in das Tinten­ versorgungssystem und in den Tintendüsenkopf gelangt. Hierzu wird beim Befüllen des Neutintenvorratsbehälters am Tintenbehälter in dessen schützbaren Speicherbe­ reich des Speicherbausteins das zu dieser Tintenfüllung gehörige Verfallsdatum in codierter Form gespeichert. Der Speicherwert wird auch gegen Veränderung mit ei­ nem Schreibschutz versehen, so daß Manipulationen nicht möglich sind. In der Druc­ kersteuerung befindet sich außerdem eine Uhr, die das absolute Datum kennt. Ein regelmäßiger Vergleich des im Tintendrucker kontinuierlich fortschreitenden Datums mit dem Verfallsdatum des Tintenbehälters, kann bei Überschreiten eine Warnmel­ dung an den Benutzer auslösen und die weitere Verwendung der Tinte wird gesperrt.

Des weiteren ist vorgesehen, daß ausgewählte Daten in einem geschützten Spei­ cherbereich des jeweiligen Speicherbausteins irreversibel mit Schreibschutz abge­ speichert sind. So können z. B. Herstellerregistrierungen von Anfang an im schützba­ ren Speicherbereich und mit dem entsprechenden Schreibschutz versehen sein. An­ dere Daten werden beim Befüllen des Neutintenvorratsbehälters aktuell gespeichert, z. B. Angaben über die Art der Tinte und des Behälters, Verfallsdatum und andere erst im Lauf des Druckerbetriebs, z. B. die Abfalltintenmenge.

Bei hier vorliegenden konstruktiven Bauformen, Abmessungen und Betriebsbedin­ gungen ist es außerdem vorteilhaft, daß das Modul eine flache Bauweise mit inte­ grierten Speicherbausteinen und Kontakten bildet. Dadurch ist das Modul leicht auf sich gegenüberliegenden Flächen anbringbar und funktionssicher anzuordnen, z. B. durch Kleben auf Kunststoffbehältern.

Die Genauigkeit der Position des Moduls wird dadurch noch erhöht, daß das Modul etwa zwischen zwei benachbarten, durch die Schutzplatte hindurchtretenden Hohl­ nadeln auf der Stirnseite des Wechseltanks befestigt ist. Diese wichtige Positionie­ rung des Neutintenvorratsbehälters oder eines Abfalltintenbehälters erfolgt beim Ein­ setzen der Behälter. Dabei führen die Hohlnadeln die Beutelzugänge zentrisch, so daß die Kontakte auf dem Modul mit den Kontakten auf der Druckerseite genau fluchten. Während dadurch auch eine sehr genaue Lagebestimmung des Tintenbe­ hälters relativ zu den Komponenten im Druckerrahmen bzw. Druckergehäuse erfolgt, wird eine präzise Lage der Kontakte auf dem jeweiligen Tintenbehälter geschaffen und auch die Kontaktpunkte auf der Druckerseite (bzw. auf der Schutzplatte) sind präzise festgelegt.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt und werden nachfolgend näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild für einen Tintendrucker mit einem austauschbaren Tintenbehälter, der ein Modul mit integriertem, kontaktiertem Speicher­ baustein trägt und bidirektional mit der Druckersteuerung verbunden ist,

Fig. 2 den Inhalt eines Speicherbausteins auf dem Modul,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Neutintenvorratsbehälters mit dem Modul,

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Druckerseite mit den Gegenkontakten für das Modul des Neutintenvorratsbehälters,

Fig. 5A eine Draufsicht auf die Stirnseite der Schutzplatte mit den Gegenkon­ takten und

Fig. 5B die Stirnansicht des Neutintenvorratsbehälters aus Fig. 3 mit dem Mo­ dul.

Gemäß Fig. 1 ist ein Tintendrucker 1 mit zumindest einem Wechseltank 3 für die in einen oder mehrere Vorratstanks zuzuführende Tinte gestaltet. Jeder Wechseltank 3 ist in eine Verbindung zum Tintenanschluß verschiebbar und in dieser Lage verrie­ gelbar. Der Wechseltank 3 trägt einen elektronischen Chip, der in Betriebslage über elektrische Kontakte 8 und elektrische Verbindungen 9 zur Spannungsversorgung und über Daten- und/oder Taktleitungen zur bidirektionalen Datenübertragung mit einer Druckersteuerung 2 und einem Speicher 2a verbunden.

In dem Tintendrucker 1 ist es in Abständen notwendig, den Düsenkopf zu reinigen. Hierzu wird in einer Reinigungsstation Tinte aus den Düsen des Düsenkopfes abge­ saugt. Diese sog. Abfalltinte muß entsorgt werden. Die Abfalltinte wird in einem Ab­ falltintenbehälter 5 gesammelt. Der Wechseltank 3 kann zugleich einen Neutintenvor­ ratsbehälter 4 und den Abfalltintenbehälter 5 aufnehmen. Der Abfalltintenbehälter 5 besitzt ein wesentlich kleineres Volumen gegenüber dem Neutintenvorratsbehälter 4. Das Volumenverhältnis beruht auf einer geringen Menge der Abfalltinte gegenüber der Neutinte, die für eine hohe Druckleistung zum Drucken erforderlich ist.

Dennoch ist eine Überwachung des Füllstandes des Abfalltintenbehälters 5 notwen­ dig, um einer Überfüllung entgegenzuwirken.

Der elektronische Chip ist mit einem oder mehreren Speicherbausteinen 7 auf einem Modul 6 angeordnet, der auch gleichzeitig die Kontakte 8 trägt, wobei in einem Tin­ tendruckerrahmen 1a Gegenkontakte 13 vorhanden sind, die mit der Druckersteue­ rung 2 bzw. mit dem dortigen Speicher 2a der Druckersteuerung 2 in Verbindung stehen. Das Modul 6 ist auf einer Stirnfläche 3a eines langgestreckten Wechseltanks 3 befestigt und die Gegenkontakte 13 liegen an einer dieser Stirnfläche 3a gegen­ überliegenden, gefederten Schutzplatte 1b des Tintendruckerrahmens 1a an.

Ein Speicherbereich 7a des Speicherbausteins 7 auf dem Modul 6 ist einem als Ab­ falltintenbehälter 5 ausgeführten Wechseltank 3 zugeordnet. Beim Einsetzen des Wechseltanks 3 in den Tintendrucker 1 erfolgt die elektrische Verbindung 9 zwischen den Kontakten 8 des Speicherbausteins 7 auf dem Wechseltank 3 und der fest auf der Druckerseite lokalisierten Gegenkontakte 13. Hierdurch wird der Speicherbau­ stein 7 mit Spannung versorgt und Signalleitungen (zumindest eine Datenleitung und ggfs. auch, je nach Speicherbausteintyp, eine Taktleitung oder eine zusätzliche Re­ set-Leitung) mit der Druckersteuerung 2 verbunden.

Der Speicherbaustein 7 enthält nichtflüchtig werksseitig vorgegebene Daten, die von der Druckersteuerung 2 abgefragt und verarbeitet werden und auch für Warnmel­ dungen an den Benutzer verwendet werden. Im Gegenzug übermittelt der Tinten­ drucker 1 auch aktualisierte Daten über diesen Weg auf den Speicherbaustein 7 des Wechseltanks 3, die dort nichtflüchtig gespeichert werden. Es findet demzufolge ein bidirektionaler Datenaustausch statt.

Zur Sicherung gegen Mißbrauch sind in dem Speicherbaustein 7 unveränderbare Daten, wie z. B. die Handelsmarke, eine Herstellerkennzeichnung, Registrierungs- und Seriennummern u. dgl. hinterlegt. Diese Handhabung ermöglicht die eindeutige Identifizierung der Wechseltanks 3 als zulässige Teile für den bestimmten Tinten­ drucker 1. Das Abspeichern von Daten kann ebenfalls durch ein nicht auslesbares Paßwort geschützt werden.

Gemäß Fig. 2 weist der Speicherbaustein 7 für den Abfalltintenbehälter 5 Speicher­ stellen 11 auf, der mit "n" Bytes 11a, 11b, 11p, 11z (bis 11n) bemessen ist und mit einheitlichen Kodierungen versehen ist, wobei jeweils bei Erreichen eines Füllstan­ des von 100%/n eine andere Kodierung eingetragen wird. Der Speicherbereich 11 im Gesamtspeicherbereich 10 kann gegen weiteres Überschreiben geschützt wer­ den. Dadurch kann ein späteres fehlerhaftes Überschreiben mit der möglichen Folge von Störungen des ordentlichen Druckbetriebs sicher vermieden werden. In dem Ge­ samtspeicherbereich 10 gibt es zu jeder schützbaren adressierbaren Speicherstelle 11a, 11b, 11p, 11z (bis 11n) einen zusätzlichen Speicherbereich 12 mit Spei­ chereinheiten 12a, 12b, 12p, 12z (bis 12n), in denen jeweils ein Bit als Schreibschutz 12x für die entsprechenden Speicherstellen 11a, 11b, 11p, 11z (bis 11n) irreversibel gesetzt wird.

Nach der Codierung sämtlicher "n" Bytes mit der jeweils geänderten Anfangscodie­ rung ist der Abfalltintenbehälter 5 gesperrt.

Eine Variante kann dann verwendet werden, wenn nur wenige Bytes zur Verfügung stehen. In diesem Fall würde sich eine, insbesondere bei Annäherung an den Vollzu­ stand, ungenaue Registrierung der Füllmenge ergeben, was u. U. zu einem vorzeiti­ gen Wegwerfen des Wechseltanks 3 führen müßte. Aus diesem Grund ist in dem weiteren Speicherbereich 12 der jeweilige Füllzustand des Abfalltintenbehälters 5 in feinen Schritten abgespeichert. Dieser Wert wird verwendet, um das Erreichen der nächsten großen, irreversibel zu speichernden Füllgradstufe zu kennzeichnen. So kann insbesondere bei der letzten Stufe 11n recht genau die weitere Verwendung des Wechselbehälters 3 bzw. des Abfalltintenbehälters 5 gesperrt werden.

Zum sicheren Betrieb des Tintendruckers 1 ist die Überwachung des Abfalltintenbe­ hälters 5 im Wechseltank 3 von großer Bedeutung. Aus diesem Grund wird in den Speicherstellen 11, die schreibgeschützt werden können, die aus den Reinigungs­ vorgängen in dem Abfalltintenbehälter 5 entsorgte Tintenmenge sukzessive irreversibel gespeichert. Sobald der Abfalltintenbehälter 5 (ein Beutel) innerhalb der zur Si­ cherheit zu berücksichtigenden Toleranzgrenzen gefüllt ist, stellt dieser Zustand ein Kriterium für die Nichtweiterverwendbarkeit dieses Tintenbehälters dar. Der Benutzer erhält eine Warnmeldung, nach der nicht weiter gedruckt werden darf. Insbesondere darf kein weiterer Reinigungsvorgang des Düsenkopfes durch die Druckersteuerung 2 veranlaßt werden. Es muß vielmehr ein neuer, zumindest teilweise leerer Abfalltin­ tenbehälter 5 eingesetzt werden.

Eine besondere Bedeutung erhält diese Funktion, wenn ein Wechseltank 3 aus ei­ nem Tintendrucker 1 ausgebaut wird und in einem anderen Tintendrucker (desselben Fabrikats) weiterverwendet wird. Es muß hier sichergestellt werden, daß das Fas­ sungsvermögen des Abfalltintenbehälters 5 nicht überschritten wird. Aufgrund des Mitwanderns des Speicherbausteins 7 auf dem Abfalltintenbehälter 5 ist diese Infor­ mation an jedem Einsatzort des Wechseltanks 3 vorhanden.

In der Zuleitung zum Abfalltintenbehälter 5 ist ferner eine Meßeinrichtung für die in den Abfalltintenbehälter 5 geförderte Abfalltintenmenge eingeschaltet. Hierzu kann z. B. ein Durchflußmengenmesser dienen. Eine andere Möglichkeit ist die Messung des zum Absaugen vorhandenen Unterdrucks, dessen Zeitdauer und der die Visko­ sität bestimmenden Temperatur. Aus diesen Werten kann die abgesaugte Tinten­ menge berechnet werden.

Ein weiterer nützlicher Wert, der auf dem Speicherbaustein 7 hinterlegt werden kann, ist die Anzahl der mit diesem Wechseltank 3 durchgeführten Reinigungsvorgänge. Der Wert kann dazu dienen, bei einem vorübergehenden Ausbau des Wechseltanks 3 zu überprüfen, ob er anderweitig verwendet wurde oder unverändert wieder einge­ setzt wurde.

Neben der Füllmenge des Abfalltintenbehälters 5 kann die noch vorhandene Neutin­ tenmenge eine wichtige Größe sein. Im allgemeinen wird ein Wechseltank 3 während seiner ganzen Verwendungsdauer im Tintendrucker 1 verbleiben. Jedoch kann in Abhängigkeit der Druckleistung und der Anzahl der Reinigungsvorgänge der Tinten­ verbrauch im Wechseltank 3 für Neutinte momentan berechnet und abgespeichert werden. Dadurch kennt man auch die im Neutintenvorratsbehälter 4 verbleibende Neutintenmenge.

Für den Fall, daß in einem Speicherbereich 12n des Speicherbausteins 7 auf dem Modul 6 eine Seriennummer des jeweiligen Wechseltanks 3 gespeichert ist, läßt sich jeder einzelne Tintenbehälter identifizieren. Im Speicher 2a der Druckersteuerung 2 kann so zu jedem einmal in diesem Tintendrucker 1 eingesetzten Wechseltank 3 die jeweils noch verbleibende Neutintenmenge hinterlegt und außen abgelesen werden.

Für den Fall, daß der Wechseltank 3 vorübergehend herausgenommen wird, kann beim Wiedereinsetzen aufgrund der auf dessen Speicherbaustein 7 hinterlegten An­ zahl von Reinigungsvorgängen erkannt werden, ob der Wechseltank 3 praktisch un­ verändert wieder eingesetzt wurde oder ob er anderweitig verwendet wurde. Im er­ steren Fall kann bei der Rest-Neutintenberechnung von der für diesen Wechseltank 3 im Speicher 2a der Druckersteuerung 2 hinterlegten Neutintenmenge ausgegangen werden. Im anderen Fall, oder wenn ein anderer teilverbrauchter Wechseltank 3 ein­ gesetzt wird, kann die aufgrund der auf dem Speicherbaustein 7 des Wechseltanks 3 durch Druck- und Reinigungsvorgänge verbrauchte Tinte berechnet werden. Aus diesen Werten erhält man einen Schätzwert für die Rest-Neutintenmenge im Neu­ tintenvorratsbehälter 4. Sodann wird in weiteren Schritten von diesem neu ermittelten Verbrauchswert im Tintendrucker 1 die Rest-Neutintenmenge für diesen Wechsel­ tank 3 weitergeführt.

Dieses Verfahren der Volumenberechnung kann noch verfeinert werden, indem die Anzahl der Reinigungsvorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung von der Anzahl anderer manuell ausgelöster Reinigungsvorgänge getrennt gespeichert wird. Solche durch Störungen veranlaßte Reinigungsvorgänge geben nicht ein Maß für die bisher erfolgten Druckvorgänge, sondern nur für die Anzahl Reinigungsvorgänge insge­ samt. Im Fall der getrennten Registrierung der beiden Arten von Reinigungsvorgän­ gen auf dem Speicherbaustein 7 des Wechseltanks 3, kann immer aus dem Verhält­ nis der Anzahl der Reinigungsvorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung zur Ge­ samtanzahl von Reinigungsvorgängen als Proportionalitätsfaktor die durch Drucken verbrauchte Abfalltintenmenge ermittelt werden. Dieser Wert ergibt mit einem Pro­ portionalitätsfaktor die durch das Drucken verbrauchte Tintenmenge. Zusammen mit der Abfalltintenmenge ergibt sich die für diesen Wechseltank 3 bisher verbrauchte Tintenmenge.

Die vorstehend beschriebene Methode kann auch in folgender Ausführungsform an­ gewendet werden: Die mittels der Meßeinrichtung ermittelten Mengen abgesaugter Abfalltinte und die Anzahl der Reinigungsvorgänge werden getrennt nach diesen Ty­ pen in dem Speicherbereich 11 hinterlegt. Dadurch erfolgt eine genauere Ermittlung der druckproportionalen Anteile der Abfalltintenmenge, wodurch auch die Bestim­ mung der Rest-Neutintenmenge genauer wird.

In dem Tintendrucker 1 werden über die Schnittstelle der Druckersteuerung 2 in dem Speicherbaustein 7 folgende Daten abgespeichert: Der Handelsname (das ge­ schützte Warenzeichen) des Herstellers, die Herstellerregistrierungsnummer, die Se­ riennummer des Tintenbehälters, ein Paßwort als Schreibschutz, der Behältertyp (für unterschiedliche Volumen), der Tintentyp. Eine in vorgeschriebenen Druckertypen des Herstellers verwendbare Tinte, das Fülldatum, das Verfallsdatum, das An­ fangstintenvolumen, eine Kennung des Tintenherstellers, eine Kennung für den Ab­ füller der Tinte in den Behälter, eine Kennung für die Tintenlieferung, aus der der Be­ hälter befüllt wurde, ob er bisher in einem Drucker eingesetzt wurde oder ob ein neu­ er Behälter vorliegt und der aktuelle Füllgrad des Behälters für die Abfalltinte (Abfall­ tintenbehälter 5).

Von diesen Daten können ausgewählte Daten in einem geschützten Speicherbereich 11 des jeweiligen Speicherbausteins 7 irreversibel mit Schreibschutz abgespeichert werden. Andere Daten werden beim Befüllen des Neutintenvorratsbehälters 4 aktuell gespeichert durch den Befüller, so z. B. Angaben über die Art und Zusammensetzung der Tinte, die Art des Behälters, das Verfallsdatum. Weitere Daten werden erst im Lauf des Druckerbetriebs gespeichert, wie z. B. die Abfalltintenmenge.

Das in den Fig. 1, 3 und 5B dargestellte Modul 6 bildet eine extrem flache Bauweise mit integrierten Speicherbausteinen 7 und Kontakten 8, die praktisch nicht über die Moduloberfläche hervorragen. Die Gegenkontakte 13 sind im Ausführungsbeipiel auf der Schutzplattenfläche 1c befestigt. Hingegen befindet sich das Modul 6 stets auf einer Stirnseite 14 des Tintenbehälters.

Von besonderer Bedeutung für eine sichere Funktion des Abspeicherns auf dem Speicherbaustein 7 des Moduls 6 und ebenso des Auslesens von dort durch die Druckersteuerung 2 ist eine sichere Kontaktierung zwischen den Kontakten 8 des Moduls 6 und der entsprechenden Gegenkontakte 13 im Tintendrucker 1 in der Ein­ bauposition des Wechseltanks 3. Da es sich hier um ein Austauschteil handelt, ist immer mit gewissen großen Toleranzen zu rechnen.

Eine günstige Ausführung ist die Anordnung des Moduls 6 auf der Stirnseite 14 des Wechseltanks 3. An dieser Stirnseite 14 befinden sich auch die Beutelzugänge 15a und 15b für die Neutinte und die Abfalltinte, wobei 15a für den Neutintenvorratsbe­ hälter 4 und 15b für den Abfalltintenbehälter 5 eingesetzt wird. Diesen Beutelzugän­ gen 15a, 15b korrespondieren auf der Seite des Tintendruckerrahmens 1a Hohlna­ deln 16a und 16b, die mit dem Tintenver- bzw. Entsorgungssystem des Tintendruc­ kers 1 verbunden sind. Beim Einsetzen des Wechseltanks 3 in den Tintendrucker 1 erfolgt zunächst eine genaue Positionierung des Wechseltanks 3 durch die Hohlnadeln 16a und 16b beim Einführen in die Beutelzugänge 15a und 15b, indem die Hohlnadeln zentrierend wirken. Für die ebenso genaue Lage des Moduls 6 sorgt, daß das Modul 6 im Bereich von durch die Schutzplatte 1b hindurchtretenden Hohl­ nadeln angeordnet ist.

Dabei liegt das Modul etwa zwischen zwei benachbarten (durch einen Abstand ge­ trennten), durch die Schutzplatte 1b hindurchtretenden Hohlnadeln 16a und 16b auf der gegenüberliegenden Stirnseite 14 des Wechseltanks 3 und ist dort befestigt. Dem Modul 6 gegenüberliegend liegt eine Kontaktplatte 17 mit den Gegenkontakten 13, die mit der Druckersteuerung 2 verbunden sind. Diese Anordnung gewährleistet eine präzise Lage der Kontakte 8 auf dem Modul 6 des Wechseltanks 6 gegenüber den Gegenkontakten 13 auf der Druckerseite und verhindert, daß Kontaktstellen der Gegenkontakte 13 auf benachbarte, also falsche Kontaktteilflächen der Kontakte 8 auftreffen.

Bezugszeichenliste

1

Tintendrucker

1

a Tintendruckerrahmen

1

b gefederte Schutzplatte

1

c Schutzplattenfläche

2

Druckersteuerung

2

a Speicher der Druckersteuerung

3

Wechseltank

3

a Stirnfläche

4

Neutintenvorratsbehälter

5

Abfalltintenbehälter

6

Modul

7

nichtflüchtiger Speicherbaustein

7

a Speicherbereich

8

elektrische Kontakte

9

elektrische Verbindung

10

Gesamtspeicherbereich

11

Speicherbereich

11

a adressierbare Speicherstelle

11

b adressierbare Speicherstelle

11

p adressierbare Speicherstelle

11

z adressierbare Speicherstelle

12

zusätzlicher Speicherbereich

12

a Speichereinheit

12

b Speichereinheit

12

p Speichereinheit

12

z Speichereinheit

12

x Schreibschutz

13

fest im Tintendrucker lokalisierte Gegenkontakte

14

Stirnseite des Wechseltanks

15

a Beutelzugang

15

b Beutelzugang

16

a Hohlnadel

16

b Hohlnadel

17

Kontaktplatte

Claims (16)

1. Tintendrucker mit zumindest einem Wechseltank für die zuzuführende Tinte, der jeweils in eine Verbindung zum Tintenanschluss einsetzbar ist und der ei­ nen elektronischen Chip trägt, der in Betriebslage über elektrische Kontakte und Gegenkontakte zur Spannungsversorgung und über Datenleitungen zur Datenübertragung mit einer Druckersteuerung verbunden ist, wobei der elek­ tronische Chip mit einem oder mehreren Speicherbausteinen in einem Modul angeordnet ist, das auf der Stirnseite des Wechseltanks befestigt ist und Speicherbausteine und Kontakte trägt, die beim Einsetzen mit den Gegen­ kontakten in Verbindung bringbar sind dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich von zumindest einer durch eine gefederte Schutzplatte (1b) hindurchgeführten, den Wechseltank (3) unmittelbar zentrierenden Hohlnadel (16a; 16b) das Modul (6) und die Gegenkontakte (13) angeordnet sind, wobei die Hohlnadel (16a bzw. 16b) mit dem Tintenversorgungs- und/oder einem Entsorgungs-System des Tintendruckers (1) verbunden ist.

2. Tintendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über Daten- und/oder Taktleitungen eine bidirektionale Datenübertra­ gung zur Druckersteuerung (2) vorgesehen ist.

3. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Speicherbereich (7a) des Speicherbausteins (7) auf dem Modul (6) einem als Abfalltintenbehälter (5) ausgeführten Wechseltank (3) zugeordnet ist.

4. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuleitung zum Abfalltintenbehälter (5) eine Meßeinrichtung für die in den Abfalltintenbehälter (5) geförderte Abfalltintenmenge eingeschaltet ist.

5. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Speicherbaustein (7) für den Abfalltintenbehälter (5) einen Speicher­ bereich (11) aufweist, der mit "n" Bytes (11a, 11b, 11c, usw.) bemessen ist und dass der Speicherbereich (11a, 11b, 11c, usw.) mit einheitlichen Kodie­ rungen versehen ist, wobei jeweils bei Erreichen eines Füllstandes von 100%/ n eine andere Kodierung verwendet ist.

6. Tintendrucker nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass bei Codierung sämtlicher "n" Bytes mit der jeweils geänderten An­ fangscodierung der Abfalltintenbehälter (5) gesperrt ist.

7. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass in einem weiteren Speicherbereich (12) der jeweilige Füllzustand des Abfalltintenbehälters (5) in feinen Schritten abspeicherbar ist.

8. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass in dem weiteren, getrennten Speicherbereich (12) die Anzahl der durch­ geführten Reinigungsvorgänge hinterlegt ist.

9. Tintenbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abhängigkeit der Druckleistung und der Anzahl der Reinigungsvor­ gänge der Tintenverbrauch im Wechseltank (3) für Neutinte momentan bere­ chenbar und abspeicherbar ist.

10. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Speicherbereich (12n) des Speicherbausteins (7) auf dem Mo­ dul (6) eine Seriennummer des jeweiligen Wechseltanks (3) gespeichert ist.

11. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Reinigungsvorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung von der Anzahl anderer manuell ausgelöster Reinigungsvorgänge getrennt speicherbar sind.

12. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Verhältnis der Anzahl der Reinigungsvorgänge in Abhängigkeit der Druckleistung zur Gesamtanzahl von Reinigungsvorgängen als Proportio­ nalitätsfaktor die durch Drucken verbrauchte Tintenmenge ermittelbar ist.

13. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels der Messeinrichtung ermittelten Mengen abgesaugter Abfall­ tinte und die Anzahl der Reinigungsvorgänge getrennt nach diesen Typen in dem Speicherbereich (11) hinterlegt sind.

14. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass über die Schnittstelle der Druckersteuerung (2) in dem Speicherbaustein (7) folgende Daten abgespeichert sind:

• - der Handelsname (Warenzeichen) des Herstellers
• - die Herstellerregistrierungsnummer
• - die Seriennummer des Tintenbehälters
• - ein Passwort als Schreibschutz
• - der Behältertyp
• - der Tintentyp
• - eine in vorgeschriebenen Druckertypen verwendbare Tinte
• - das Fülldatum
• - das Verfallsdatum
• - das Anfangstintenvolumen
• - eine Kennung des Tintenherstellers
• - eine Kennung für Abfüller der Tinte in den Behälter
• - eine Kennung für Tintenlieferung, aus der der Behälter befüllt wurde
• - ob bisher in einem Drucker eingesetzt oder ein neuer Behälter vorliegt
• - und der aktuelle Füllgrad des Behälters für die Abfalltinte.

15. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass ausgewählte Daten in einem geschützten Speicherbereich (11) des je­ weiligen Speicherbausteins (7) irreversibel mit Schreibschutz (12x) abgespei­ chert sind.

16. Tintendrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (6) eine flache Bauweise mit integrierten Speicherbausteinen (7) und Kontakten (8) bildet.