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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuermodul zur Anbringung auf einer Verbrauchsmaterialkartusche, mit
- • Kontaktelementen, die an Drucker-Steuerbusleitungen anschließbar sind,
- • einer an die Kontaktelemente angeschlossenen Bus-Schnittstellenschaltung, an die eine Speicherverwaltungsschaltung und eine Lichtemissionssteuerschaltung angeschlossen ist,
wobei die Speicherverwaltungsschaltung mit einem Speicherelement verbunden ist und die Lichtemissionssteuerschaltung einen Steuerausgang zur Steuerung einer Lichtemissionseinrichtung (LED) aufweist.
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Eine Verbrauchsmaterialkartusche, nämlich eine Tintenkartusche mit einem derartigen Steuermodul ist ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
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Im Stand der Technik sind Drucker, beispielsweise Tintenstrahl-Drucker, in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Zur Versorgung mit Verbrauchsmaterial werden in der Regel austauschbare Einweg-Verbrauchsmaterialbehälter, sogenannte Verbrauchsmaterialkartuschen verwendet, beispielsweise Tintenkartuschen. Diese werden zum Betrieb in entsprechende Kartuschenaufnahmevorrichtungen in dem Drucker eingesetzt. Wenn eine Tintenkartusche leer ist, wird sie aus der Kartuschenaufnahmevorrichtung entnommen, entsorgt und durch eine gefüllte Kartusche ersetzt, oder mit Tinte wiederbefüllt.
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Es ist weiterhin bekannt, Tintenkartuschen mit einem elektronischen Steuermodul zu versehen, beispielsweise mit einem elektrisch wiederbeschreibbaren Speicherelement (Speicherchip). Das Steuermodul ist mit elektrischen Kontaktelementen verbunden, das sind von außen zugängliche Kontaktflächen. Wird die Tintenkartusche in einen Drucker eingesetzt, treffen sie auf Drucker-Kontaktelemente, beispielsweise Kontaktfedern, die in der Kartuschenaufnahmevorrichtung des Druckers angebracht sind. Diese Drucker-Kontaktelemente sind intern mit den Steuerbusleitungen des Druckers verbunden. Über die Steuerbusleitungen werden von dem Drucker neben der Versorgungsspannung auch Datensignale übertragen, zumeist nach einem seriellen Datenübertragungsprotokoll. Das Steuermodul umfasst eine Bus-Schnittstellenschaltung mit einer Speicherverwaltungsschaltung – das ist eine elektronische Schaltung zur Interpretation des Datenübertragungsprotokolls und zur Durchführung von Ein- und Ausgabeoperationen in das bzw. aus dem Speicherelement. Dadurch können vom Drucker Daten aus dem Speicherelement der Tintenkartusche ausgelesen werden, beispielsweise zu Typ, Tinte, Farbe etc., und es können Daten in den Speicher geschrieben werden, beispielsweise zum aktuellen Rest-Tintenfüllstand.
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Durch die Speicherung des aktuellen Tintenfüllstands kann ein Benutzer jederzeit über einen angeschlossenen Rechner über den aktuellen Tintenfüllstand einer Tintenkartusche informiert werden, und gegebenenfalls aufgefordert werden, eine in Kürze verbrauchte Tintenkartusche rechtzeitig zu ersetzen.
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Im Stand der Technik ist in der
EP 1 736 318 A2 ein Steuermodul und eine Tintenkartusche mit einem Steuermodul beschrieben, welches eine Bus-Schnittstellenschaltung, sowie eine daran angeschlossene Speicherverwaltungs-Schaltung und eine Lichtemissionssteuerschaltung aufweist. Über die Speicherverwaltungs-Schaltung tauscht der Drucker wie oben geschildert Daten mit dem Speicherelement (memory array) aus. Die Lichtemissionssteuerschaltung dient zur Ansteuerung einer ebenfalls auf der Tintenkartusche angebrachten Lichtemissionsschaltung, etwa einer Leuchtdiode (LED), in Abhängigkeit der über die Bus-Steuerleitungen empfangenen Steuersignale des Druckers. Durch Ein- und Ausschalten der LED können den Benutzern eines Druckers optische Signale gegeben werden, beispielsweise wenn eine Tintenkartusche leer ist und ausgetauscht werden soll.
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Das Steuermodul zur Anbringung auf einer Tintenkartusche ist in der
EP 1 736 318 A2 als „Signalisiermodul”
100 beschrieben. Dieses weist eine LED-Treiberschaltung (Lichtemissionstreibeeinheit), ein Speicherelement (Informationsspeicherteil) und eine Bus-Schnittstellenschaltung (Steuerschaltung) auf. Schematisch ist dieses Signalisiermodul in
2 dargestellt. Bezugsszeichen
103A bezeichnet darin eine Bus-Schnittstellenschaltung (Ein-/Ausgabe-Steuerung = I/O-control),
103B ein Speicherelement,
103C eine LED-Steuerschaltung und
101 eine LED. Mit
102 sind die Kontaktelemente des Steuermoduls, mit
110 die Drucker-Kontaktelemente bezeichnet, zwischen denen über die Steuerbusleitungen
206 Daten und Versorgungsspannung zwischen Drucker und dem Steuermodul
100 auf der Tintenkartusche übertragen werden.
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Das vorgenannte Steuermodul weist eine integrierte Bus-Schnittstellenschaltung auf, welche sowohl den Datenaustausch mit dem Speicherelement, als auch die Ansteuerung der LED übernimmt. Dieser monolithische Aufbau hat fertigungstechnische Vorteile, wenn das Steuermodul unverändert in hohen Stückzahlen produziert wird. Wenn jedoch – beispielsweise für unterschiedliche Tintenkartuschen-Typen – eine abweichende Ansteuerung der LED gewünscht wird, muß die gesamte Bus-Schnittstelle einschließlich LED-Steuerung und Speichersteuerung neu entwickelt und produziert werden. Dies ist auch dann erforderlich, wenn die Ansteuerung des Speicherelements ansonsten gleich bleibt. Folglich ist die Flexibilität der Anwendung relativ gering bzw. der Aufwand und die Kosten für jede Änderung oder Anpassung der Funktionalität des Steuermoduls relativ hoch, was beides nachteilig ist.
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Angesichts der vorangehend erläuterten Probleme im Stand der Technik liegt der Erfindung die Motivation zugrunde, ein Steuermodul zur Verfügung zu stellen, welches mit geringerem Aufwand an geänderte Funktionalitäten angepaßt werden kann.
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Zur Lösung der vorgenannten Problematik wird erfindungsgemäss eine Tintenkartusche mit einem Steuermodul und ein Steuermodul vorgeschlagen, bei dem die Lichtemissionssteuerschaltung als von der Speicherverwaltungsschaltung separate Lichtemissionssteuereinheit ausgestaltet ist, welche eine eigene Schnittstellensteuerschaltung aufweist.
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Die Besonderheit der Erfindung besteht darin, daß die Speicherverwaltungsschaltung und die Lichtemissionssteuereinheit zunächst als voneinander unabhängige, baulich separate elektronische Bauelemente bzw. Baugruppen zur Verfügung gestellt werden, die erst bei der Fertigung zum Steuermodul zusammengefügt werden. In diesem modularen Aufbau besteht ein wesentlicher Unterschied zu dem eingangs beschriebenen Stand der Technik, bei dem beide Funktionalitäten in einem einzigen elektronischen Bauelement untrennbar miteinander verbunden sind.
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Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist, daß für eine unterschiedliche Ansteuerung der Lichtemissionseinrichtung (LED) eine vorhandene Speicherverwaltungsschaltung unverändert weiter benutzt werden kann und lediglich eine entsprechend der gewünschten Funktion angepaßte Lichtemissionssteuereinheit zur Verfügung gestellt werden muß, die mit der vorhandenen Speicherverwaltungsschaltung zu einem neuen Steuermodul mit geänderten oder erweiterten Funktionen zusammengebaut wird.
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Damit die erfindungsgemäße Funktionalität realisiert werden kann, ist es erforderlich, daß sowohl die Speicherverwaltungsschaltung als auch die Lichtemissionssteuereinheit jeweils eine eigene Schnittstellensteuerschaltung aufweisen. Dies ist ein wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik. Dadurch arbeiten die Speicherverwaltungsschaltung und die Lichtemissionssteuereinheit quasi als unabhängig ansteuerbare dienstanfordernde Einheiten (Bus-Clients) parallel am Drucker-Steuerbus und können entsprechend angesteuert werden.
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Der besondere Vorteil des erfindungsgemäßen Steuermoduls ist, daß es durch Kombinationen von Speicherverwaltungsschaltung und unterschiedlichen Lichtemissionssteuereinheiten mit geringerem entwicklungs- und fertigungstechnischen Aufwand an geänderte Anforderungen und Funktionalitäten angepaßt werden kann.
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Erfindungsgemäß kann die Lichtemissionssteuereinheit als integrierter Schaltkreis ausgebildet sein. Dabei handelt es sich um einem anwendungsspezifisch hergestellten elektronischen Halbleiterschaltkreis, ein sogenanntes ASIC (application specific integrated circuit). ASICs können insbesondere in großen Stückzahlen zu geringen Stückpreisen hergestellt werden. Alternativ kann die Lichtemissionssteuereinheit auf Basis eines frei programmierbaren elektronischen Halbleiterschaltkreises aufgebaut sein. Dabei handelt es sich um Microcontroller oder FPGAs (frei programmierbare Gatter-Arrays), welche als Standardbausteine frei im Handel verfügbar sind und durch eine entsprechende Programmierung für vielfältige Datenverarbeitungs- und Steuerfunktionen eingesetzt werden können. Auf diese Weise können schnell und mit geringem Investitionsaufwand Prototypen und Kleinserien von erfindungsgemäßen Steuermodulen realisiert werden.
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Vorzugsweise ist die Lichtemissionseinrichtung (LED) auf dem Steuermodul befestigt und an die Lichtemissionssteuerschaltung angeschlossen. Auf diese Weise wird ein besonders kompaktes Steuermodul mit optischer Signalfunktion realisiert. Dies kann besonders gut dadurch praktisch verwirklicht werden, daß die Speicherverwaltungsschaltung und die Lichtemissionssteuereinheit auf einer gemeinsamen Leiterplatte angebracht sind. Derartige gedruckte Leiterplatten, oft auch als Platinen bezeichnet, können schnell und kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. Die Kontaktelemente können einfach durch Leiterbahn-Abschnitte gebildet werden. Mechanisch flexible Leiterplatten können besonders gut an räumliche Randbedingungen bei der Montage an einer Tintenkartusche angepaßt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, daß die Lichtemissionssteuereinheit unidirektional Signale von den Drucker-Steuerbusleitungen empfängt und in Steuersignale für die LED umsetzt. Das heißt, daß die Lichtemissionssteuereinheit eine reine Anzeigefunktion hat und nicht ihrerseits Signale an den Drucker-Steuerbus zurückgibt.
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Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
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1 eine erfindungsgemäßes Steuermodul;
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2 ein Signalisiermodul (Steuermodul) auf einer Tintenkartusche aus dem Stand der Technik.
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In 1 ist ein erfindungsgemäßes Steuermodul 1 schematisch dargestellt, wie es auf einer Tintenkartusche 2 angebracht ist.
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Das Steuermodul 1 ist bevorzugt auf einer Leiterplatte, einer sogenannten Platine aufgebaut. Auf dieser sind Kontaktelemente 3 ausgebildet, die über Steuerbusleitungen 4 (kurz: Busleitungen) an die Schnittstellensteuerschaltung 5a einer Speicherverwaltungsschaltung 5 und die Schnittstellensteuerschaltung 6a einer Lichtemissionssteuerschaltung 6 angeschlossen ist. An die Speicherverwaltungsschaltung 5 ist ein Speicherelement 7 angeschlossen, an den Ausgang der Lichtemissionssteuerschaltung 6 als Lichtemissionseinrichtung eine LED (Leuchtdiode) 8.
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Wenn die Tintenkartusche 2 eingesetzt wird, sind die Steuerbusleitungen 4 über die Kontaktelemente 3 mit korrespondierenden Drucker-Kontaktelementen 9, beispielsweise Kontaktfedern in der Kartuschenaufnahmevorrichtung eines Druckers 10 (schematisch dargestellt), mit den druckerinternen Steuerbusleitungen 4 verbunden. Diese sind im Drucker an die Bus-Steuereinheit (Bus-Master) 11 angeschlossen.
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Im Betrieb greift der Drucker 10 mittels der Bus-Steuereinheit 11 über die Steuerbusleitungen 4 auf die Speicherverwaltungsschaltung 5 zu, um beispielweise zunächst Daten zum Tintenkartuschentyp und zur aktuell in der Tintenkartusche verfügbaren Tintenmenge aus dem Speicherelement 7 auszulesen. Wenn der Tintenkartuschentyp als zulässig erkannt wird und genügend Tinte für einen anstehenden Druckauftrag vorhanden ist, nimmt der Drucker 10 den Betrieb auf.
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Wenn eine Störung auftritt, beispielsweise der Rest-Tintenstand als zu niedrig erkannt wird, gibt die Bus-Steuereinheit 11 ein Steuersignal auf die Steuerbusleitungen 4, welches von der Schnittstellensteuerschaltung 6a der Lichtemissionssteuerschaltung 6 erkannt wird und die Lichtemissionssteuerschaltung 6 ansteuert, so daß diese die LED 8 aktiviert.
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Eine Besonderheit der Erfindung ist, daß die Lichtemissionssteuerschaltung 6 und die Speicherverwaltungsschaltung 5 zunächst separate Bauelemente sind, die erst auf dem Steuermodul 1 baulich miteinander kombiniert werden. Dieses modulare Konzept wird dadurch ermöglicht, daß die vorgenannten Schaltungen 5 und 6 jeweils über eigene Schnittstellensteuerschaltungen 5a und 6a verfügen. Dadurch sind sie unabhängig voneinander von der Bus-Steuereinheit 11 des Druckers 10 über die Steuerbusleitungen 4 ansprechbar.
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Die LED 8 kann sowohl auf dem Steuermodul 1 angebracht sein, als auch extern, beispielsweise auf einem externen Träger oder Adapter oder im Drucker 10.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Steuermodul
- 2
- Tintenkartusche
- 3
- Kontaktelemente
- 4
- Steuerbusleitungen
- 5
- Speicherverwaltungsschaltung
- 5a
- Schnittstellensteuerschaltung
- 6
- Lichtemissionssteuerschaltung
- 6a
- Schnittstellensteuerschaltunge
- 7
- Speicherelement
- 8
- LED
- 9
- Drucker-Kontaktelement
- 10
- Drucker
- 11
- Bus-Steuereinheit
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1736318 A2 [0006, 0007]
