DE202010017253U1

DE202010017253U1 - Tintenpatrone und Tintenstrahldrucker zur Aufnahme einer solchen Tintenpatrone

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Publication number: DE202010017253U1
Application number: DE202010017253U
Authority: DE
Original assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Current assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Priority date: 2010-09-07
Filing date: 2010-09-17
Publication date: 2011-06-09
Anticipated expiration: 2020-09-18
Also published as: EP2425973B1; EP2425973A1

Abstract

Tintenpatrone (9) mit – einer Füllstand-Erfassungseinrichtung (6), die einem druckerseitig angeordneten einen Lichtsender sowie Lichtempfänger umfassenden Füllstand-Detektor (7) zugeordnet ist, derart, daß bei montierter Tintenpatrone (9) der Füllstand derselben erfaßbar ist, und – einer Montage-Erfassungseinrichtung (3), welche ebenfalls mit einem druckerseitig angeordneten Lichtstrahl-Detektor, insbesondere dem Füllstand-Detektor (7) zusammenwirkt, derart, daß die Montage und/oder Demontage der Tintenpatrone (9) erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage-Erfassungseinrichtung (3) ein relativ zur Tintenpatrone (9), insbesondere relativ zur Füllstand-Erfassungseinrichtung (6) derselben bewegbar gelagertes erstes Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) aufweist, das bei Montage und Demontage der Tintenpatrone (9) jede beliebige, insbesondere asymmetrische Signalfolge erlaubt, wobei die Bewegungsrichtung des Lichtstrahl-Unterbrechungselements (4) sich in einem vorbestimmten Winkel, insbesondere in einem Winkel von zwischen etwa 70° und etwa 120° zur Montage (8')- bzw. Demontage (8)-Richtung der Tintenpatrone (9) erstreckt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Tintenpatrone gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie einen Drucker, insbesondere Tintenstrahldrucker zur Verwendung einer derartigen Tintenpatrone.
Tintenstrahldrucker mit Resttinten-Erfassungssensoren sind allgemein bekannt. Zu diesem Zweck ist zumindest ein Teil der Tintenpatrone durchsichtig bzw. lichtdurchlässig. Die Resttinten-Erfassungssensoren sind in der Regel optische Sensoren, die einen Lichtemitter, der Licht emittiert, und einen Lichtempfänger, der Licht empfängt, das von dem Lichtemitter emittiert worden ist, und das durch die Tintenpatrone bzw. durch einen durchsichtigen Teil derselben hindurch geht, enthalten. Es wird diesbezüglich z. B. auf die JP 2-960614 B2 verwiesen. Bei diesem Stand der Technik wurde als nachteilig empfunden, dass die Entfernung bzw. Demontage einer Tintenpatrone aus dem Drucker durch die optischen Sensoren nicht erfaßt wird. Es wird insbesondere nicht festgestellt, ob oder ob nicht die Tintenpatrone im Drucker eingesetzt bzw. montiert ist. Daraus können Fehlfunktionen des Druckers resultieren.
Zur Vermeidung dieses Nachteils wird in der DE 60 2005 001 410 T2 = EP 1 570 994 B1 vorgeschlagen, eine Tintenpatrone mit einem ersten Erfassungsabschnitt für den Füllstand derselben, und einem zweiten Erfassungsabschnitt zur Feststellung der Montage oder Demontage der Tintenpatrone zur Verfügung zu stellen, wobei beide Erfassungsabschnitte durch ein und denselben druckerseitig angeordneten Detektor erfaßt werden, der einen Lichtstrahl-Sensor und einen Lichtstrahl-Empfänger umfaßt. Dabei erfolgt bei der Demontage der Patrone lediglich eine Signalumkehr im Verhältnis zur Montage der Druckerpatrone. Damit ist nicht gewährleistet, in jedem Fall zu erkennen, ob eine Signalunterbrechung durch eine Montage oder Demontage einer Druckerpatrone ausgelöst worden ist.
Ergänzend sei auch noch auf den Stand der Technik gemäß der DE 20 2008 017 675 U1 hingewiesen, bei dem die Druckerpatrone noch ein zusätzliches bzw. zweites Lichtstrahl-Unterbrechungselement aufweist, das von der Vorderwand weg von der Vorderwand vorsteht, und mit dessen Hilfe der Typ der verwendeten Tintenpatrone festgestellt werden kann.
Unter Beibehaltung des vorgenannten Vorteils liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein System zu entwickeln, welches erlaubt, die Montage einer Druckerpatrone eindeutig von der Demontage derselben zu unterscheiden.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich einer Tintenpatrone durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst, wobei vorteilhafte Details und konstruktive Weiterbildungen in den Unteransprüchen angegeben sind. Bezüglich eines entsprechenden Druckers, insbesondere Tintenstrahldruckers, wird auf Anspruch 17 verwiesen.
Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung liegt also darin, dass Vorkehrungen getroffen sind, die bei Montage und Demontage einer Tintenpatrone jede beliebige, insbesondere asymmetrische Signalfolge erlauben. Dadurch kann die Montage einer Tintenpatrone eindeutig von der Demontage derselben unterschieden werden. Die einfachste Art der Asymmetrie ist, dass zum Beispiel bei der Montage einer Tintenpatrone ein Lichtstrahl-Unterbrechungssignal ausgelöst wird, während bei der Demontage bzw. Entfernung der Tintenpatrone aus dem Drucker oder der zugeordneten Patronenaufnahme kein Signal erzeugt wird. Es ist jedoch denkbar, dass bei der Montage ein Signal erfolgt, während bei der Demontage zwei oder drei Signale ausgelöst werden. Entscheidend ist also die Asymmetrie der Signale bei der Montage einerseits und Demontage andererseits.
Es sei an dieser Stelle erwähnt, dass der hier bevorzugte Lichtstrahl-Detektor durch einen elektromagnetisch arbeitenden Detektor ersetzt werden könnte. Dann müßten die Signalunterbrechungsabschnitte natürlich in entsprechender Weise konzipiert sein.
Gleichermaßen ist es denkbar, den entsprechenden Detektor als elektrischen Schalter, als elektrische Kurzschlußbrücke oder als rein magnetischen Schalter oder als Ultraschall-Detektor auszubilden. Insofern soll die vorliegende Erfindung nicht auf einen Lichtstrahl-Detektor beschränkt sein. Dies gilt in Bezug auf alle der Tintenpatrone zugeordneten Signalunterbrechungsabschnitte bzw. -einrichtungen.
Um das vorstehend genannte Ziel zu erreichen, ist es auf jeden Fall erforderlich, dass die Tintenpatrone eine Montage-Erfassungseinrichtung mit einem relativ zur Tintenpatrone bewegbar gelagerten Signal-, insbesondere Lichtstrahl-Unterbrechungselement aufweist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform wird das erwähnte Lichtstrahl-Unterbrechungselement durch einen bei Montage oder Demontage der Tintenpatrone wirksamen, ebenfalls relativ zur Tintenpatrone bewegbar gelagerten Mitnehmer, insbesondere in Form eines flachen Stößels od. dgl. mitgeschleppt, und zwar jeweils zeitlich verzögert zur Bewegung des Mitnehmers bzw. Stößels. Damit ist es zum Beispiel möglich, dass die Mitnahme des Lichtstrahl-Unterbrechungselements so erfolgt, dass der zugeordnete Lichtstrahl-Detektor, in der Regel Füllstand-Detektor bei Montage oder Demontage der Tintenpatrone jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Signalen generiert, insbesondere nur ein Signal bei Montage, nicht aber bei Demontage der Tintenpatrone.
Bei der hier beanspruchten Ausführungsform erstreckt sich die Bewegungsrichtung des Lichtstrahl-Unterbrechungselements in einem vorbestimmten Winkel, insbesondere in einem Winkel von zwischen etwa 70° und etwa 120°, zur Montage- bzw. Demontagerichtung der Tintenpatrone in eine oder aus einer zugeordneten Patronenaufnahme hinein bzw. heraus. Vorzugsweise ist das Lichtstrahl-Unterbrechungselement etwa parallel zur in Montagerichtung vorderen Wand der Tintenpatrone verschieblich gelagert. Auf diese Weise wird vermieden, dass Montage-Erfassungselemente über die in Montagerichtung der Tintenpatrone vordere Wand hinaus vorstehen. Die Tintenpatrone ist somit im wesentlichen frei von vorstehenden Teilen und dementsprechend unempfindlich gegenüber mechanischen Beschädigungen bei unsachgemäßer Handhabung oder aus Versehen. Es stehen also bei der erfindungsgemäßen Tintenpatrone keine beweglichen Teile über deren seitliche Begrenzung vor. Dies gilt sowohl in Bezug auf die Vorderwand, als auch in Bezug auf alle übrigen Begrenzungswände (Seitenwände, Bodenwand und Oberwand).
Vorzugsweise ist das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement in Form einer verschieblich gelagerten Leiste ausgebildet, deren Breite geringer ist als die Breite der Tintenpatrone.
Es sei an dieser Stelle auch darauf hingewiesen, dass die erfindungsgemäße Tintenpatrone vorzugsweise auch ein weiteres bzw. zweites Lichtstrahl-Unterbrechungselement aufweist, welches an der im montierten Zustand oberen Seite bzw. Wand angeordnet ist, und dem ein weiterer druckerseitiger Lichtstrahl-Detektor zugeordnet ist.
Wie bereits erwähnt, kann auch dieser Lichtstrahl-Detektor durch einen elektromagnetisch wirksamen Detektor od. dgl. ersetzt sein, sofern das zugeordnete Unterbrechungselement entsprechend konzipiert ist.
Bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die in Montagerichtung der Tintenpatrone vorne liegende Wand in Richtung von unten nach oben schräg nach vorne geneigt. Dies gilt insbesondere für die obere Hälfte der Tintenpatrone. Die untere Hälfte der Vorderwand könnte sich auch etwa vertikal zur Bodenwand der Tintenpatrone erstrecken.
Das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement erstreckt sich vorzugsweise bis zur in Montagerichtung der Tintenpatrone vorne liegenden Wand, so dass dieses zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement bei Montage der Tintenpatrone zeitlich versetzt zu, insbesondere nach dem verschieblich gelagerten ersten Lichtstrahl-Unterbrechungselement wirksam ist. Damit läßt sich eine bestimmte Signalfolge zur Bestimmung des Typs der Tintenpatrone erzeugen. Dieses zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement kann sich bei einer ersten Ausführungsform über die gesamte Länge der oberen Wand der Tintenpatrone erstrecken. Es ist auch denkbar, dass das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement im Abstand von der Vorderwand der Tintenpatrone nach innen hin versetzt beginnt.
Es ist ferner denkbar, dass dieses zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement Unterbrechungen bzw. Fenster oder transparente Abschnitte aufweist, die einen Lichtstrahl durchlassen. Dadurch kann ein bestimmter Patronentyp in vorbestimmter Weise gekennzeichnet werden, und zwar durch die u. a. vom zweiten Lichtstrahl-Unterbrechungselement ausgelöste Signalfolge bei der Montage der Tintenpatrone.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement durch eine auf der oberen Wand der Tintenpatrone aufrecht stehende Rippe gebildet, deren Seitenflächen vorzugsweise geneigt und längs gerippt sein können. Im Querschnitt ist das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement dann etwa trapezförmig oder dreieckförmig ausgebildet. Durch die vorgenannten Maßnahmen wird erreicht, dass zufällig auftreffende Tintentröpfchen haften bleiben und die Umgebung nicht weiter verschmutzen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist der Mitnehmer, insbesondere in Form eines flachen Stößels bei Montage der Tintenpatrone gegen die Wirkung eines elastischen Elements, insbesondere einer Druckfeder in die Tintenpatrone bzw. in einen innerhalb der Tintenpatrone ausgebildeten Aufnahmeraum hinein bewegbar. Durch diese Bewegung wird nach einer vorbestimmten Wegstrecke das zugeordnete erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement mitgenommen bzw. mitgeschleppt, und zwar über eine zweite vorbestimmte Wegstrecke. Dabei unterbricht das in Form einer Leiste ausgebildete Lichtstrahl-Unterbrechungselement den Strahlengang zwischen Lichtstrahl-Sensor und Lichtstrahl-Empfänger mit der Folge, dass ein entsprechendes „Montage”-Signal ausgelöst wird. Bei Demontage der Tintenpatrone erfolgt wiederum eine verzögerte Mitbewegung des Lichtstrahl-Unterbrechungselements in die Ausgangsstellung mit der Folge, dass bei der Demontage der Tintenpatrone der Strahlengang zwischen Lichtstrahl-Sensor und Lichtstrahl-Empfänger nicht unterbrochen wird und dementsprechend auch kein Signal generiert wird. Damit ist die vorstehend gewünschte Asymmetrie der Signalfolge erreicht. Das Lichtstrahl-Unterbrechungselement ist vorzugsweise in Form einer parallel zur Vorderwand der Tintenpatrone verschieblich gelagerten lichtundurchlässigen Leiste ausgebildet. Es ist auch denkbar, das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement aus zwei, drei oder sogar mehr Fingerelementen herzustellen, von denen nur eines oder zwei durch den erwähnten Mitnehmer gleichzeitig oder sukzessive bei Montage der Tintenpatrone angehoben werden, um so beispielsweise bei Montage ein langes, hingegen beim Entfernen der Tintenpatrone ein oder zwei kurze Signalunterbrechungen auszulösen.
Der oben erwähnte als Stößel ausgebildete Mitnehmer ist bei einer konkreten Aus führungsform parallel zu der erwähnten Leiste, die als Lichtstrahl-Unterbrechungselement dient, längsverschieblich gelagert. Des weiteren weist dieser Mitnehmer vorzugsweise einen Vorsprung auf, der in eine Längsnut der Leiste eingreift bzw. umgekehrt, wobei die Länge der Längsnut die erste Wegstrecke definiert, während der das Lichtstrahl-Unterbrechungselement bzw. die dieses bildende Leiste nicht mitgenommen bzw. mitgeschleppt wird. Der daraufhin erfolgende Verschiebeweg der Leiste definiert die zweite Wegstrecke, während der bei Montage der Tintenpatrone das als Leiste ausgebildete Lichtstrahl-Unterbrechungselement sich durch den Strahlengang des Füllstand-Detektors hindurch bewegt und das bereits erwähnte „Montage”-Signal generiert.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Tintenpatrone umfaßt die Füllstand-Erfassungseinrichtung einen prismatisch ausgebildeten Reflektor und ein diesem im Abstand zugeordnetes gehäuseäußeres oder -inneres Umlenkprisma, welches mit Tinte in Berührung kommt, solange der Füllstand der Patrone noch ausreichend ist. In Betriebstellung, d. h. nach Montage der Tintenpatrone liegen die Prismaflächen des Reflektors zwischen dem Lichtstrahl-Sender und dem Lichtstrahl-Empfänger des Füllstand-Detektors.
Alternativ ist es auch denkbar, als Füllstand-Erfassungseinrichtung eine mit einem Schwimmer gekoppelte fahnenartige Lichtblende zu verwenden, die im Bereich von lichtdurchlässigen Wandabschnitten an beiden Seiten der Tintenpatrone wirksam und abhängig vom Füllstand in den oder aus dem Raum zwischen den lichtdurchlässigen Wandabschnitten hinein- bzw. herausbewegbar ist.
Vorteilhafterweise ist bei Montage der Tintenpatrone der Mitnehmer bzw. Stößel durch einen Vorsprung am Drucker bzw. an einer Tintenpatronenaufnahme, insbesondere durch einen Teil des Füllstand-Detektors beaufschlagbar, und zwar so, dass dieser zunächst die erste Wegstrecke, und dann die zweite Wegstrecke zurücklegt, wobei bei der zweiten Wegstrecke das leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement durch den Stößel mitgenommen und aus dem Bereich des Füllstand-Detektors herausbewegt wird.
Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass auch eine Patrone, die eine Signalerzeugung durch eine Kombination eines bzw. durch den Stößel am selben Detektor oder durch einen anderen Unterbrecher an einem anderen Detektor erzeugten Signals mit dem durch die beschriebene Erfindung erzeugten „asymmetrischen” Signal bewirkt, in bestimmten Fällen sinnvoll sein kann.
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tintenpatrone anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Ausführungsform einer erfindungsgemäß ausgebildeten Tintenpatrone in perspektivischer Ansicht von schräg vorne;
2 die Tintenpatrone gemäß 1 in Vorderansicht;
3 einen Teil der Tintenpatrone gemäß den 1 und 2 unter Darstellung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Montage-Erfassungseinrichtung in perspektivischer Ansicht und vergrößertem Maßstab;
4a–4d die Funktion der Montage-Erfassungseinrichtung bei der Montage und Demontage, woraus sich die erfindungsgemäße Signalunterbrechungsabfolge ableitet;
5a die Rückseite einer abgewandelten Tintenpatrone gemäß Erfindung;
5b einen Längsschnitt der Tintenpatrone gemäß 5a; und
6 eine bevorzugte Füllstands-Erfassungseinrichtung im schematischen Schnitt und vergrößertem Maßstab.
Die 1 bis 3 zeigen eine Tintenpatrone 9, und zwar eine sogenannte ”front-loader”-Patrone, an deren in Montagerichtung gemäß Pfeil 8' in 1 vorderen Seite ein Tintenauslass 18 mit an sich bekanntem Kugel-Rückschlagventil-Mechanismus (s. 5b) und ein oberhalb desselben ausgebildeter Lufteinlass 19 angeordnet sind. Die vordere Seite bzw. Vorderwand der Tintenpatrone 9 ist mit der Bezugsziffer 2 gekennzeichnet. Über dem Tintenauslass 18, bei den es sich um einen per se bekannten Funktionsteil einer Tintenpatrone der hier fraglichen Art handelt und der daher im Vorliegenden nicht näher beschrieben werden muss, ist eine Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 (nur in 4a–4d und in 1 angedeutet und in 1 verdeckt) ausgebildet. Diese Füllstand-Erfassungseinrichtung umfasst vorzugsweise eine mehrfache prismatische Umlenkung, wobei der Lichtstrahl nach Eintritt über eine bevorzugt schräge Eintrittsfläche an eine je nach Füllstand der Patrone Kunststoff/Tinte- bzw. Kunststoff-/Luft-Grenzfläche der Tintenkammer geleitet und dort entweder in die Tinte gebrochen oder bei leerer Patrone in Richtung der bevorzugt ebenfalls schrägen Austrittsfläche reflektiert wird. Eine Ausführungsform einer solchen Füllstand-Erfassungseinrichtung wird weiter unten anhand der 6 näher erläutert.
Alternativ kann ein prismatisch ausgebildeter Reflektor und ein im Abstand unterhalb desselben angeordnetes Umlenkprisma, welches behälterinnenseitig mit Tinte in Berührung kommt, solange der Füllstand der Patrone noch ausreichend ist, vorgesehen werden. Da es sich bei letztgenannter Alternative um an sich bekannte Funktionselemente handelt, wird auf eine nähere Darstellung und Beschreibung derselben an dieser Stelle verzichtet. Auch ist es denkbar, dass die Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 eine mit einem Schwimmer gekoppelte fahnenartige Lichtblende umfasst, die im Bereich von lichtdurchlässigen Wandabschnitten an den beiden Seitenwänden der Tintenpatrone 9 wirksam und abhängig vom Füllstand in den oder aus dem Raum zwischen den lichtdurchlässigen Wandabschnitten hinein- bzw. herausbewegbar ist. Diese Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 ist einem druckerseitig angeordneten und einen Lichtsender sowie Lichtempfänger umfassenden Füllstand-Detektor 7 (siehe 3) zugeordnet, derart, dass bei montierter Tintenpatrone 9 der Füllstand derselben erfassbar ist. Entsprechend 3 ist der Füllstand-Detektor gabelartig ausgebildet, d. h. er umfasst zwei voneinander beabstandete Arme 17, wobei sich in dem einen Arm der Lichtsender und in dem anderen Arm der Lichtempfänger befindet. Zwischen diesen beiden Armen ist im montierten Zustand die vorbeschriebene Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 positioniert.
Im übrigen wird die Tintenpatrone begrenzt durch eine obere Wand 10, eine Bodenwand 20, zwei Seitenwände 21, 22 sowie eine Rückwand 23.
Die vordere Wand 2 erstreckt bei der dargestellten Ausführungsform in Richtung von unten (Bodenwand 20) nach oben (obere Wand 10) schräg nach vorne geneigt, wie 1 sehr deutlich erkennen lässt.
Wie bereits eingangs erwähnt, weist die Tintenpatrone 9 an der vorderen Wand 2 noch eine Montage-Erfassungseinrichtung 3 auf, welche im vorliegenden Fall ebenfalls mit dem Füllstand-Detektor 7 zusammenwirkt, und zwar derart, dass die Montage und/oder Demontage der Tintenpatrone erfassbar ist. Die Montage-Erfassungseinrichtung weist konkret ein relativ zur Tintenpatrone 9, insbesondere relativ zur erwähnten Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 derselben bewegbar gelagertes erstes Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 auf, welches bei der dargestellten Ausführungsform leistenartig ausgebildet ist und welches bei Montage und Demontage der Tintenpatrone 9 jede beliebige, insbesondere asymmetrische Signalfolge erlaubt. Die Bewegungsrichtung des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 erstreckt sich in einem vorbestimmten Winkel von ca. 90° bis etwa 110° zur Montagerichtung 8' der Tintenpatrone in eine oder aus einer zugeordneten und hier nicht dargestellten Patronenaufnahme. Insbesondere ist das leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 relativ zur Tintenpatrone 9 in einer Richtung sich etwa parallel zur in Montagerichtung 8' der Tintenpatrone 9 vorne liegenden Wand 2 erstreckend verschieblich gelagert, wie dies anhand der 4a bis 4d erkennbar ist.
An der im montierten Zustand oberen Seite bzw. Wand 10 der Tintenpatrone ist ein weiteres bzw. zweites Lichtstrahl-Unterbrechungselement 1 ausgebildet, dem ein weiterer druckerseitig angeordneter und einen Lichtsender sowie Lichtempfänger umfassender Lichtstrahl-Detektor zugeordnet ist (hier nicht dargestellt). Dieses zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement ist in Form einer sich aufrecht bzw. etwa parallel zu den Seitenwänden 21, 22 erstreckenden Rippe ausgebildet, die sich auch über die gesamte Länge der Tintenpatrone bzw. gesamte Länge der oberen Wand 10 derselben erstrecken kann. Im Querschnitt ist die erwähnte Rippe etwa trapezförmig ausgebildet und an den Seitenflächen gerippt, um Tintenspritzer festzuhalten. Bei der dargestellten Ausführungsform wird das vorbeschriebene Lichtstrahl-Unterbrechungselement 1 seitlich durch Seitenwand-Fortsätze 24, 25 geschützt. Die Höhe dieser Seitenwand Fortsätze 24, 25 entspricht in etwa der Höhe des als Längsrippe ausgebildeten zweiten Lichtstrahl-Unterbrechungselements 1. Im übrigen sind sowohl unten als auch oben ohrenartige Führungsvorsprünge 26 vorgesehen, die mit entsprechenden Führungsnuten der Patronenaufnahme bei der Montage oder Demontage derselben zusammenwirken.
1 lässt des weiteren erkennen, dass das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement 1 sich bis zur in Montagerichtung 8' der Tintenpatrone 9 vorne liegenden Wand 2 erstreckt, wobei dieses zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement 1 bei Montage der Tintenpatrone 9 erst nach dem verschieblich gelagerten ersten Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 wirksam sein soll. Grundsätzlich ist es natürlich auch denkbar, dass das zweite Signal-Unterbrechungselement 1 vor dem ersten Signal-Unterbrechungselement 4 wirksam ist. Dies hängt u. a. von der Lage des dem ersten Signal-Unterbrechungselement zugeordneten Signal-Detektors im Drucker oder in der Patronenaufnahme ab. Vorzugsweise ist dem zweiten Lichtstrahl-Unterbrechungselement 1 ein Lichtstrahl-Detektor zugeordnet, der in gleicher Weise ausgebildet sein kann wie der Füllstand-Detektor 7. Die Arme dieses Lichtstrahl-Detektors entsprechend den Armen 17 des Füllstand-Detektors 7 ragen dann bei Montage der Tintenpatrone 9 in den Raum zwischen dem längsrippenförmigen Lichtstrahl-Unterbrechungselement 1 einerseits und den beiden Seitenwand-Fortsätzen 24, 25 andererseits hinein.
Das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 wird durch einen bei Montage/Demontage der Tintenpatrone 9 wirksamen, ebenfalls relativ zu dieser bewegbar gelagerten Mitnehmer, insbesondere in Form eines flachen Stößels 13 od. dgl. mitbewegt bzw. mitgeschleppt, jedoch jeweils zeitlich verzögert zur Bewegung des Mitnehmers bzw. Stößels 13. Die Mitnahme des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 erfolgt derart, dass der zugeordnete Lichtstrahl-Detektor 7 bei Montage und Demontage der Tintenpatrone jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Signalen (Unterbrechungssignalen) generiert, insbesondere nur ein Signal bei Montage, nicht aber Demontage der Tintenpatrone. Der Mitnehmer bzw. Stößel 13 ist bei Montage der Tintenpatrone 9 gegen die Wirkung eines elastischen Elementes, hier in Form einer Druckfeder 5 (siehe 3) in die Tintenpatrone bzw. in einen entsprechenden Aufnahmeraum 27 derselben hinein bewegbar. Die Längsverschieblichkeit des Stößels 13 sowie des leistenartigen Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 ist in 3 mit den Doppelpfeilen 28 bzw. 29 angedeutet. Der flache bzw. brettartige Stößel 13 wird bei der Montage der Tintenpatrone 9 im Drucker oder einer zugeordneten Patronenaufnahme durch die zugewandte Seite des Detektors 7, konkret durch die vorderen Enden der Arme 17 desselben beaufschlagt und gegen die Wirkung der Druckfeder 5 nach oben in das Innere der Tintenpatrone 9 bzw. eines innerhalb derselben ausgebildeten Aufnahmeraums 27 verschoben, und zwar um eine erste Wegstrecke „X” (siehe 3). Der Stößel 13 weist einen Vorsprung 12 auf, der in eine zugekehrte Längsnut 15 des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 eintaucht. Nachdem der Stößel 13 die Wegstrecke „X” zurückgelegt hat, wird durch den Vorsprung 12 das Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 durch den Stößel 13 mitgenommen bzw. mitgeschleppt, und zwar bis zum gehäuseinneren Anschlag 16 des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4. Dadurch wird eine zweite Wegstrecke „Y” des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 definiert. Nachdem beide Wegstrecken zurückgelegt worden sind, befindet sich die Tintenpatrone 9 in der Betriebs-Endstellung entsprechend 4c.
4a zeigt die Startposition bei der Montage der Tintenpatrone 9 in Montagerichtung 8'. In dieser Stellung berührt das vordere Ende eines der beiden Arme 17 des Füllstand-Detektors 7 eine vordere Anlaufschräge 31 des Stößels 13. Bei weiterer Bewegung der Tintenpatrone 9 in Montagerichtung 8' wird dann bedingt durch diese Anlaufschräge 31 der Stößel 13 in Richtung des Pfeiles 30 nach oben gehoben, und zwar um eine Wegstrecke „X”. Dann erfasst der dem Stößel 13 zugeordnete Vorsprung 12 das leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 und erfasst dieses zur Mitnahme nach oben. Bis zum Erreichen dieser Position entsprechend 4b erfolgt noch eine Signalunterbrechung durch das leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4.
Bei weiterer Bewegung der Tintenpatrone 9 in Montagerichtung 8' legt der Stößel 13 zunächst eine Wegstrecke „X” zurück. Im weiteren Verlauf wird dann entsprechend 4c das leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 nach oben aus dem Strahlengang zwischen Lichtsender und Lichtempfänger des Füllstand-Detektors 7 herausbewegt, und zwar um die Strecke „Y” Die Strecke „Y” kann durch einen patronenseitigen Anschlag 16 entsprechend 3 begrenzt werden. Die vorerwähnte Signalunterbrechung entsprechend der Stellung gemäß 4b zeigt an, dass eine Tintenpatrone montiert bzw. eingesetzt wird. In der Betriebs-Endposition entsprechend 4c ist das Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 so weit nach oben verschoben, dass es nicht mehr sichtbar ist bzw. außerhalb des vorerwähnten Strahlengangs liegt. In der Betriebs-Endposition gemäß 4c befindet sich der Strahlengang zwischen Lichtsender und Lichtempfänger an den vorderen Endabschnitten der Arme 17 des Füllstand-Detektors 7 im Bereich der patronenseitigen Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 entweder in Form eines Umlenkprismas oder in Form einer füllstandsabhängig beweglichen Lichtblende.
Wenn dann die Tintenpatrone 9 aus der Stellung gemäß 4c wieder entfernt wird in Richtung des Pfeiles 8 in 4d, bewegt sich zunächst der Stößel 13 um die Wegstrecke ”X” wieder aus der Tintenpatrone 9 nach unten heraus. Dann befindet sich die Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 der Tintenpatrone bereits wieder außerhalb des Strahlengangs des Füllstand-Detektors 7. Bei weiterer Entfernung der Tintenpatrone 9 aus der zugeordneten Patronenaufnahme wird dann durch den Stößel 13 das Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 mitgeschleppt und aus der Tintenpatrone heraus nach unten gezogen in eine Stellung entsprechend den 1 bis 3. Bei der Demontage wird aufgrund des dargestellten Sachverhalts (siehe 4d) kein Signal, nämlich kein Lichtstrahl-Unterbrechungssignal generiert. Der Lichtstrahl befindet sich bereits wieder außerhalb des leistenartigen Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4, wenn dieses aufgrund der Druckfeder 5 nach unten in die Ausgangsposition geschoben wird. Es ist auch denkbar, ein Herabgleiten des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 bei Entfernung der Patrone ganz auszuschließen. Ein selbständiges Herabgleiten des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 aus der angehobenen Betriebs-Endposition entsprechend 4c könnte dann z. B. durch einen einfachen Klemmsitz, eine Rastnase od. dgl. verhindert werden. Ein Lichtstrahl-Unterbrechungssignal entsteht also in jedem Fall nur bei der Montage der Tintenpatrone 9. Diese Signal-Asymmetrie läßt eine Montage und Demontage der Tintenpatrone sehr genau unterscheiden. Alternativ können durch verschiedene andere Maßnahmen, wie beispielsweise die bereits eingangs erwähnte mehrfingerartige Ausbildung des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4, auch andere asymmetrische Signalabfolgen erzeugt werden.
Abhängig von der Geometrie des lichtundurchlässigen Teils des Lichtstrahl-Unterbrechungselements 4 kann die Signalfolge von derjenigen wie vorstehend beschrieben abweichen.
Es sei an dieser Stelle noch erwähnt, dass das leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 samt zugeordnetem Verschiebestößel 13 innerhalb einer Ausnehmung 11 an der vorderen Wand 2 der Tintenpatrone 9 angeordnet und wirksam ist.
Im übrigen ist auf Höhe dieser Ausnehmung die Tintenpatrone auch seitlich nutenartig ausgenommen (Horizontalnuten 14 in den 1 bis 3). Damit wird Freiraum für die beiden gabelartigen Arme 17 des Füllstand-Detektors 7 geschaffen, wenn die Tintenpatrone in Betriebsstellung eingesetzt. Vorzugsweise erstrecken sich die beiden Nuten 14 über die gesamte Länge der Tintenpatrone 9 entsprechend 1. Die Breite des leistenartigen Lichtstrahl-Unterbrechungselement 4 ist erheblich kleiner als die Breite der Tintenpatrone 9 und beträgt nur etwa 1/10 bevorzugt aber 1/4 bis 3/4 der Patronenbreite.
Die Belüftung der Tintenpatrone kann entsprechend 5a, 5b alternativ zu der vorbeschriebenen Ausführungsform gemäß den 1 bis 3 auch über einen in bekannter Weise auszuführenden Lufteinlass 32 im oberen Bereich der Rückwand erfolgen. Dabei wird vorzugsweise im Inneren der Patrone ein Membranventil mit einer semipermeable Membran 47 vorgesehen (siehe 5b).
Unterhalb des Lufteinlasses 32 sind noch eine Tintenfüllöffnung 33 mit einem nur in das Patroneninnere hinein öffnenden Kugelrückschlagventil (druckfeder-beaufschlagte Kugel 52), und unter dieser eine flache Grifflasche 34 zum erleichterten Entfernen der Patrone ausgebildet.
Als Werkstoff für die Ventilmembran 47 dient insbesondere PTFE mit einer Dicke von 0,15 mm bis etwa 0,45 mm, insbesondere etwa 0,30 mm und einer Luftdurchlässigkeit von 5–9 s/100 cm³ gemäß JIS P 8117. Das vorgenannte Sperrelement zeichnet sich des weiteren vorzugsweise durch einen sogenannten Wasserdurchbruchdruck von etwa 110 bis etwa 190 kPa, insbesondere etwa 140 bis 160 kPa gemäss JIS L 1092 aus. Das erfindungsgemässe Sperrelement bzw. die erfindungsgemasse Membran 47 wird vorzugsweise zusätzlich behandelt, so dass sie eine Permeation sowohl wässriger als auch öliger Medien verhindert.
Statt einer folienartigen Membran 47 kann das Sperrelement auch aus einem gesinterten Werkstoff hergestellt sein mit einer vorbestimmten Porosität bzw. Porengrösse im Bereich von 1 μm bis etwa 150 μm. Als Grundmaterial kann PE, Keramik, Glas od. dgl. dienen. Auch diese Materialien sollten jedoch hydrophob und/oder oleophob behandelt sein. Auch ist die Verwendung metallischer Filter (Gitter), insbesondere metallischer Gewebe möglich.
Bei Verwendung einer folienartigen Membran als ,semi-permeables' Sperrelement wird die vorbestimmte Porosität bzw. Porengrösse durch entsprechendes Strecken der Folie eingestellt. Damit soll eine vorbestimmte Luftdurchlässigkeit von etwa 5–9 s/100 cm³ gemäss JIS P 8117 einstellbar sein. Bei Verwendung einer Membran als Sperrelement beträgt die Dicke dieser Membran etwa 0,15 bis 0,45 mm, insbesondere etwa 0,32 mm, und besteht aus PTFE. Diesbezüglich sei auch noch erwähnt, dass die Membran so gestaltet ist, dass sie erst unter einem Druck von mindestens 10 mbar, vorzugsweise von mindestens 100 mbar, insbesondere von mindestens 500 mbar, wasserdurchlässig ist. Bevorzugter Werkstoff für die folienartige Membran ist Teflon. Die Teflonfolie wird dann durch Strecken auf eine vorbestimmte Porosität eingestellt, so dass die eingangs erwähnte Luftdurchlässigkeit erhalten wird.
Vorzugsweise sind sämtliche Funktionselemente, die der vorderen Wand 2 und/oder Rückwand 23 zugeordnet sind, Teil einer entsprechenden Wandeinheit. Dies hat fertigungstechnische Vorteile, da dann der Rest der Tintenpatrone ebenfalls relativ einfach hergestellt werden kann. Die so zusammengesetzte Tintenpatrone 9 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, der transparent oder auch lichtundurchlässig sein kann. In gleicher Weise kann natürlich auch eine sogenannte ”top-loader”-Patrone ausgebildet sein. Bei dieser ist dann eine Ausnehmung zur Aufnahme der Montage-Erfassungseinrichtung an der Bodenwand ausgebildet. Der Stößel 13 ist bei dieser Ausführungsform etwa parallel zur Bodenwand hin- und herbeweglich gelagert. Gleiches gilt für das dem Stößel zugeordnete leistenartige Lichtstrahl-Unterbrechungselement, welches dann in die an der Bodenwand ausgebildete Ausnehmung entweder von links bzw. vorne oder von rechts bzw. hinten her hineinragt. Im übrigen ist die Stößel/Lichtstrahl-Unterbrechungselement-Konstruktion vergleichbar mit der oben beschriebenen Konstruktion für eine sogenannte ”front-loader”-Patrone.
Zur Ausführungsform gemäß den 5a, 5b sei noch erwähnt, dass dort der Bereich, in dem bei der Ausführungsform gemäß 1–3 der Lufteinlass 19 angeordnet ist, als topfartige Vertiefung ausgebildet ist, die gegenüber dem Patroneninneren geschlossen ist.
In 6 ist die vorerwähnte bevorzugte Füllstand-Erfassungseinrichtung 6 mit einem Lichtstrahl-Umlenkelement 50 etwas genauer dargestellt, insbesondere ist dort auch die erwähnte Totalreflexion des einfallenden Lichtstrahles schematisch dargestellt. In 6 ist ein druckerseitig angeordneter Lichtsendeteil mit der Bezugsziffer 35 und der zugeordnete Lichtempfängerteil mit der Bezugsziffer 36 gekennzeichnet.
Dem Sender und Empfänger sind jeweils Lichtstrahl-Umlenkflächen 37, 38 des Umlenkelements 40 zugewandt. Die Lichtstrahl-Umlenkflächen 37, 38 sind mit einer innerhalb der Patrone 9 abhängig vom Füllstand mit Tinte 39 be- oder von Tinte 39 entnetzbarer Umlenkfläche 41 zu einem gemeinsamen Bauteil vereinigt. Insbesondere sind die erste außerhalb der Tintenpatrone 9 und die zweite außerhalb der Tintenpatrone angeordnete Umlenkfläche, d. h. die Lichtstrahl-Eintrittsfläche 35 und die Lichtstrahl-Austrittsfläche 38 sowie die mit Tinte be- oder von Tinte entnetzbare Umlenkfläche 41 Teil eines etwa U-förmigen Umlenk-Elements 40. Entsprechend 6 sind die Lichtstrahl-Eintrittsfläche 37 und die Lichtstrahl-Austrittsfläche 38 an den beiden Schenkeln 44, 45 und die mit Tinte 39 be- oder von Tinte 39 entnetzbare Umlenkfläche 41 an dem zwischen den beiden Schenkeln 44, 45 des etwa U-förmigen Umlenk-Elements 40 angeordneten Steg 46 ausgebildet.
Wie 6 des weiteren gut erkennen läßt, bildet das etwa U-förmige Umlenk-Element 40, insbesondere der den vorgenannten Steg 46 umfassende Teil desselben im montierten Zustand der Patrone 9 die obere Seite bzw. obere Begrenzung einer von der Vorderwand 2 der Patrone 9 sich nach innen erstreckenden Ausnehmung des Tintenaufnahmeraums der Patrone 9.
Die beiden Schenkel 44, 45 des Umlenkelements 40 schließen einen Winkel von < 90°, insbesondere etwa 35° bis 50°, vorzugsweise etwa 45° ein. Letztlich hängt dieser Winkel von dem Material des Umlenk-Elements und auch der Dicke und der Länge der Schenkel 44, 45 ab. Wie insbesondere 6 auch noch sehr gut erkennen läßt, definieren die beiden Schenkel 44, 45 des Umlenk-Elements 40 zwischen der ersten äußeren Umlenkfläche bzw. Lichtstrahl-Eintrittsfläche 37 und der zweiten äußeren Umlenkfläche bzw. Lichtstrahl-Austrittsfläche 38 jeweils noch mindestens eine, hier zwei weitere innere Lichtstrahl-Umlenkflächen 41', 42' bzw. 43', 44'.
Die freien Enden der beiden Schenkel 44, 45 umfassen bei der dargestellten Ausführungsform jeweils ein Umlenkprisma 50, 51 mit nach außen gerichteter Spitze. Die einen jeweils dem Lichtsendeteil 35 sowie dem Lichtempfängerteil 36 zugewandten Schrägflächen definieren die erste äußere Umlenkfläche bzw. Lichtstrahl-Eintrittsfläche 37 sowie zweite äußere Umlenkfläche bzw. Lichtstrahl-Austrittsfläche 38, während die jeweils anderen bzw. gegenüberliegenden Schrägflächen eine innere Lichtstrahl-Umlenkfläche bilden, die in 6 mit den Bezugsziffern 41', 44' gekennzeichnet sind. Die Schrägflächen 37, 41' bzw. 44', 38 der endseitigen Umlenkprismen 50, 51 schließen einen Winkel von etwa 35° bis 60°, insbesondere etwa 45° ein. Auch dieser Winkel hängt unter anderem vom Material des Umlenkelements 40 und damit vom Brechungsindex desselben ab.
Bei der dargestellten Ausführungsform sind die dem Lichtsendeteil 35 und dem Lichtempfängerteil 36 zugewandten Lichtstrahl-Umlenkflächen 37, 38 im Querschnitt der jeweils zugeordneten Umlenkprismen 50, 51 kürzer bemessen als die jeweils gegenüberliegenden Lichtstrahl-Umlenkflächen 41', 44'. Auch diese Dimensionierung hängt vom Material des Lichtstrahl-Umlenkelements 40 und damit von dem entsprechenden Brechungsindex ab. Es muß nur sichergestellt werden, dass der Lichtstrahl sicher auf die jeweils inneren Lichtstrahl-Umlenkflächen 41', 44' auftrifft.
Wie bereits erwähnt, sind die beiden Schenkel 44, 45 des Lichtstrahl-Umlenkelements 40 integraler Bestandteil einer sich von der Frontseite 2 der Patrone nach innen erstreckenden Ausnehmung des Tintenaufnahmeraums.
Die beiden Schenkel 44, 45 und der dazwischen angeordnete Stegabschnitt 46 des Lichtstrahl-Umlenkelements 40 sind so dimensioniert, dass der Strahlengang bei Totalreflexion, d. h. bei entnetzter Umlenkfläche 41 innerhalb der beiden vorgenannten Schenkel und des vorgenannten Stegabschnitts bleibt. Der Ein- und Austritt erfolgt lediglich an der Lichtstrahl-Eintrittsfläche 37 bzw. Lichtstrahl-Austrittsfläche 38. Dementsprechend kann der Strahlengang durch äußere Einflüsse nicht gestört werden. Lediglich der einfallende Lichtstrahl 48 und der ausfallende Lichtstrahl 49 liegen außerhalb der Füllstands-Erkennungsmittel, was jedoch systembedingt notwendig ist.
Die Neigung der Lichtstrahl-Umlenkflächen und der Abstand derselben voneinander hängen unter anderem von der Tinte einerseits und von dem Material, aus dem das Lichtstrahl-Umlenkelement 40 ausgebildet ist, andererseits ab. So muß zum Beispiel bei Verwendung des Werkstoffs Polypropylen von folgenden Bedingungen ausgegangen werden:
Brechungsindizes

Luft: n_Air ≈ 1.00
Polypropylen: n_pp ≈ 1.5
Tinte: n_Ink ≈ 1.40

Daraus ergeben sich folgende kritische Grenzwinkel zwischen den vorgenannten Licht-Umlenkflächen:
PP/Luft: Θ_c = asin(n_Air/n_pp) ≈ 42°
PP/Tinte: Θ_c = asin(n_Ink/n_pp) ≈ 69°
Bei dieser Konstellation wählt man vorzugsweise folgende Brechnungswinkel an den in 6 dargestellten Positionen:
A = 30° (Eintrittswinkel)
1 = 19.5°
2 = 45°
3 = 59°
4 = 51°
3' = 59°
2' = 45°
1' = 19.5°
A' = 30° (Austrittswinkel)
Bei diesen Winkeln ist eine sichere Funktion auch bei produktionsbedingten Fertigungstoleranzen gewährleistet, wobei natürlich auch Abweichungen von bis zu ± 1,5 bis 2,0° funktionssicher sind.
Grundsätzlich ist es auch denkbar, dass der eintretende Lichtstrahl von der ersten äußeren Eintrittsfläche unmittelbar zu der mit Tinte benetzbaren Fläche umgelenkt und bei Totalreflektion unmittelbar zur zweiten äußeren Lichtaustrittsfläche umgelenkt wird.
Die Erfindung betrifft auch einen Drucker, insbesondere Tintenstrahldrucker mit einer Aufnahme für eine Tintenpatrone der vorstehend beschriebenen Art. Sofern es sich um einen Drucker mit einer gesonderten Patronenaufnahme handelt, bezieht sich die Erfindung auch auf eine solche Patronenaufnahme. In beiden Fällen ist dem Aufnahmeraum für die Tintenpatrone ein Füllstand-Detektor 7 zugeordnet, in dessen Strahlengang bei Montage einer Tintenpatrone 9 eine Füllstand-Erfassungseinrichtung und eine Montage-Erfassungseinrichtung der beschriebenen Art eintauchbar ist. Dementsprechend sind die Schnittstellen zwischen Patrone und Patronenaufnahme komplementär ausgebildet, und zwar gleichgültig, ob es sich um eine „front-loader”- oder „top-loader”-Version handelt.
Es sei an dieser Stelle nochmals darauf hingewiesen, dass die Konstruktion der Tintenpatrone derart ist, dass an der Vorderwand keine Signalunterbrechungsabschnitte od. dgl. Funktionsbauteile vorstehen, und die Patrone insofern kompakt und beschädigungssicher ausgebildet ist. Lediglich an der oberen Wand der Patrone kann ein Signalunterbrechungsteil bzw. ein Lichtstrahl-Unterbrechungselement vorgesehen sein, welches jedoch ebenfalls nicht über die Vorderwand der Tintenpatrone nach vorne weg vorsteht.
Sämtliche in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Merkmale werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.
Bezugszeichenliste

1: zweites Lichtstrahl-Unterbrechungselement
2: vordere Wand
3: Montage-Erfassungseinrichtung
4: erstes Lichtstrahl-Unterbrechungselement (Leiste)
5: Druckfeder
6: Füllstand-Erfassungseinrichtung (patronenseitig)
7: Füllstand-Detektor
8: Demontagerichtung
8': Montagerichtung
9: Tintenpatrone
10: obere Wand
11: Ausnehmung
12: Vorsprung
13: Stößel
14: Horizontalnut
15: Längsnut
16: Anschlag
17: Arme
18: Tintenauslaß
19: Lufteinlaß
20: Bodenwand
21: Seitenwand
22: Seitenwand
23: Rückwand
24: Seitenwand-Fortsatz
25: Seitenwand-Fortsatz
26: Führungsvorsprünge
27: Aufnahmeraum
28: Doppelpfeil
29: Doppelpfeil
30: Pfeil
31: Anlaufschräge
32: Lufteinlaß
33: Durchgangsöffnung
34: Grifflasche
35: Lichtsendeteil
36: Lichtempfängerteil
37: Lichtstrahl-Eintrittsfläche
38: Lichtstrahl-Austrittsfläche
39: Tinte
40: Lichtstrahl-Umlenkelement
41: mit Tinte be- oder von Tinte entnetzbare Umlenkfläche
41': innere Lichtstrahl-Umlenkfläche
42: innere Begrenzungsfläche
42': innere Lichtstrahl-Umlenkfläche
43: innere Begrenzungsfläche
43': innere Lichtstrahl-Umlenkfläche
44: erster Schenkel eines etwa U-förmigen Lichtstrahl-Umlenkelements 40
44': innere Lichtstrahl-Umlenkfläche
45: zweiter Schenkel eines etwa U-förmigen Lichtstrahl-Umlenkelements 40
46: Stegabschnitt
47: Membran
48: einfallender Lichtstrahl
49: ausfallender Lichtstrahl
50: Umlenkprisma
51: Umlenkprisma
52: Ventilkugel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2-960614 B2 [0002]
DE 602005001410 T2 [0003]
EP 1570994 B1 [0003]
DE 202008017675 U1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

JIS P 8117 [0050]
JIS L 1092 [0050]
JIS P 8117 [0052]

Claims

Tintenpatrone (9) mit – einer Füllstand-Erfassungseinrichtung (6), die einem druckerseitig angeordneten einen Lichtsender sowie Lichtempfänger umfassenden Füllstand-Detektor (7) zugeordnet ist, derart, daß bei montierter Tintenpatrone (9) der Füllstand derselben erfaßbar ist, und – einer Montage-Erfassungseinrichtung (3), welche ebenfalls mit einem druckerseitig angeordneten Lichtstrahl-Detektor, insbesondere dem Füllstand-Detektor (7) zusammenwirkt, derart, daß die Montage und/oder Demontage der Tintenpatrone (9) erfaßbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Montage-Erfassungseinrichtung (3) ein relativ zur Tintenpatrone (9), insbesondere relativ zur Füllstand-Erfassungseinrichtung (6) derselben bewegbar gelagertes erstes Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) aufweist, das bei Montage und Demontage der Tintenpatrone (9) jede beliebige, insbesondere asymmetrische Signalfolge erlaubt, wobei die Bewegungsrichtung des Lichtstrahl-Unterbrechungselements (4) sich in einem vorbestimmten Winkel, insbesondere in einem Winkel von zwischen etwa 70° und etwa 120° zur Montage (8')- bzw. Demontage (8)-Richtung der Tintenpatrone (9) erstreckt.
Tintenpatrone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) relativ zur Tintenpatrone (9) in einer Richtung sich etwa parallel zur in Montagerichtung (8') der Tintenpatrone (9) vorne liegenden Wand (2) erstreckend verschieblich gelagert ist.
Tintenpatrone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie an ihrer im montierten Zustand oberen Seite bzw. Wand (10) ein weiteres bzw. zweites Lichtstrahl-Unterbrechungselement (1) aufweist, dem ein weiterer druckerseitig angeordneter und einen Lichtsender sowie Lichtempfänger umfassender Lichtstrahl-Detektor zugeordnet ist.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Montagerichtung (8') der Tintenpatrone (9) vorne liegende Wand (2) sich in Richtung von unten nach oben schräg nach vorne geneigt erstreckt.
Tintenpatrone nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement (1) sich bis zur in Montagerichtung (8') der Tintenpatrone (9) vorne liegenden Wand (2) erstreckt, so daß dieses zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement (1) bei Montage der Tintenpatrone (9) zeitlich versetzt zum ersten Lichtstrahl-Unterbrechungselement, insbesondere nach dem verschieblich gelagerten ersten Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) wirksam ist.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement (1) an der oberen Wand (10) der Tintenpatrone (9) sich über deren gesamte Länge erstreckt.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Lichtstrahl-Unterbrechungselement (1) durch eine auf der oberen Wand (10) der Tintenpatrone (9) aufrecht stehende Rippe gebildet ist.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) durch einen bei Montage/Demontage der Tintenpatrone (9) wirksamen, ebenfalls relativ zu dieser bewegbar gelagerten Mitnehmer, insbesondere in Form eines flachen Stößels (13) od. dgl. mitbewegt bzw. mitgeschleppt wird, jedoch jeweils zeitlich verzögert zur Bewegung des Mitnehmers bzw. Stößels (13).
Tintenpatrone nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnahme des Lichtstrahl-Unterbrechungselements (4) derart erfolgt, daß der zugeordnete Lichtstrahl-Detektor (7) bei Montage und Demontage der Tintenpatrone jeweils eine unterschiedliche Anzahl von Signalen (Unterbrechungssignalen) generiert, insbesondere nur ein Signal bei Montage, nicht aber bei Demontage der Tintenpatrone.
Tintenpatrone nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer, insbesondere in Form eines Stößels (13) bei Montage der Tintenpatrone (9) gegen die Wirkung eines elastischen Elements (Druckfeder 5) in die Tintenpatrone bzw. in einen entsprechenden Aufnahmeraum (27) derselben hinein bewegbar ist.
Tintenpatrone, insbesondere nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stößel (13) ausgebildete Mitnehmer bei einer „front-loader”-Patrone (9) in eine an der vorderen Wand (2) ausgebildete Ausnehmung (11) entweder von oben oder von unten her, und bei einer „top-loader”-Patrone in eine entsprechende an der Bodenwand (20) der Patrone ausgebildete Ausnehmung entweder von vorne oder von hinten her hineinragt, und bei Montage der Patrone jeweils gegen die Wirkung eines elastischen Elements (Druckfeder 5) in die Patrone bzw. in einen entsprechenden Aufnahmeraum (27) derselben hinein druckbar ist, wobei der Stößel (13) dabei nach einer ersten Wegstrecke (X) das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) über eine vorbestimmte zweite Wegstrecke (Y) mitnimmt.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lichtstrahl-Unterbrechungselement (4) durch eine wenigstens bei Montage der Tintenpatrone (9) durch den Lichtstrahl des Füllstand-Detektors (7) hindurch bewegbare und längsverschieblich gelagerte Leiste gebildet ist.
Tintenpatrone nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der als Stößel (13) ausgebildete Mitnehmer parallel zu dem als Leiste (4) ausgebildeten ersten Lichtstrahl-Unterbrechungselements längsverschieblich gelagert ist und einen Vorsprung (12) aufweist, der in eine Längsnut (15) der Leiste (4) eingreift bzw. umgekehrt, wobei die Länge der Längsnut (15) die erste Wegstrecke (X) des Stößels (13) und der Verschiebeweg der Leiste (4) bis zu einem gehäuseinneren Anschlag (16) die zweite Wegstrecke (Y) bestimmen.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstand-Erfassungseinrichtung entweder einen prismatisch ausgebildeten Reflektor und ein diesem im Abstand zugeordnetes gehäuseäußeres oder -inneres Umlenkprisma umfaßt, welches mit Tinte in Berührung kommt, solange der Füllstand der Patrone noch ausreichend ist, oder alternativ eine mit einem Schwimmer gekoppelte fahnenartige Lichtblende aufweist, die im Bereich von lichtdurchlässigen Wandabschnitten an beiden Seiten (21, 22) der Tintenpatrone (9) wirksam und abhängig vom Füllstand in den oder aus dem Raum zwischen den lichtdurchlässigen Wandabschnitten hinein- bzw. herausbewegbar ist.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß bei Montage der Tintenpatrone der Mitnehmer bzw. Stößel (13) durch einen Vorsprung am Drucker bzw. an einer Tintenpatronen-Aufnahme, insbesondere durch einen Teil des Füllstand-Detektors (7) beaufschlagbar ist.
Tintenpatrone nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese auf Höhe des Stößels (13) eine sich zumindest an der Stößelseite erstreckende Horizontalnut (14) aufweist, in die sich bei Montage der Tintenpatrone (9) die den Lichtsender einerseits und Lichtempfänger andererseits umfassenden Arme (17) des Füllstand-Detektors hineinerstrecken.
Drucker, insbesondere Tintenstrahldrucker mit einer Aufnahme für eine Tintenpatrone (9) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, oder eine entsprechende Patronenaufnahme als gesondertes Bauteil eines Tintenstrahldruckers, wobei dem Patronenaufnahmeraum ein Füllstand-Detektor (7) zugeordnet ist, in dessen Strahlengang bei Montage einer Tintenpatrone (9) eine Füllstand-Erfassungseinrichtung (6) und eine Montage-Erfassungseinrichtung (3) eintauchbar ist.