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Die Erfindung betrifft ein Gutverarbeitungsgerät mit einem Tintenstrahldruckkopf gemäß dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1. Das Gutverarbeitungsgerät ist mit einer Tintendruckvorrichtung zur Erzeugung von Abdrucken ausgestattet.
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Wenn nachfolgend von einem Druckträger gesprochen wird, sollen dadurch nicht andere Druckmedien, wie flache Güter, Poststücke, Briefkuverts, Postkarten und dergleichen davon ausgeschlossen werden, in einem druckenden Gutverarbeitungsgerät verarbeitet zu werden, welches die beanspruchten erfinderischen Merkmale aufweist.
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Aus dem US-amerikanischen Patent
US6106095 ist bereits eine Frankiermaschine mit zwei ½ Zoll Tintenstrahldruckköpfen bekannt, die jedoch ein Drucken eines Kontrollmusters auf einen Druckträger erfordert. Da jeder der beiden ½ Zoll Tintenstrahldruckköpfe nur eine Hälfte des Frankierabdrucks druckt, ist ein Ausrichten beider Abdruckhälften erforderlich. Außerdem muss beim Einsetzen der Tintenstrahldruckköpfe darauf geachtet werden, dass die Ausrichtung so erfolgt, dass die zu druckenden alphanumerischen Zeichen nicht auf dem Kopf stehend auf den Druckträger ausgedruckt werden.
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Bei der Frankiermaschine vom Typ PostBase® der Anmelderin Francotyp-Postalia GmbH wird ein Druckträger zur Erzeugung von Abdrucken mittels einer Andruckvorrichtung an eine Tintendruckvorrichtung angedrückt, die ein Transportmodul enthält, das den Druckträger während des Druckens in eine Transportrichtung x transportiert. Die Tintendruckvorrichtung weist einen Druckwagen mit mindestens einer auswechselbaren Tintenkartusche auf. Die mindestens eine ½ Zoll Tintenkartusche ist mit einem Tintendruckkopf ausgestattet. Die Tintenkartusche kann zwecks Wartung des Tintendruckkopfes mittels des Druckwagens quer zur Transportrichtung x, d.h. in y-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems verfahren werden. Der Druckwagen der Frankiermaschine vom Typ PostBase® benötigt bekanntlich mindestens einen Tintenkartuschenhalter und einen Schlitten, der in y-Richtung beweglich auf zwei Führungsstangen montiert ist. Der quer zur Transportrichtung x verfahrbare Schlitten wird durch einen Schrittmotor über eine Gewindespindel angetrieben und kann in eine Auswechselposition nahe an der Vorderseite der Frankiermaschine verfahren werden (
US 8.262.178 B2 ,
3).
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Aus der europäischen Patentanmeldung
EP 875 861 A2 (
US 6.102.534 ) ist ein sicheres Druckgerät mit einem abnehmbaren Druckkopf bekannt, mit dem ein Frankierabdruck nur möglich ist, wenn eine Luke geschlossen ist. Die letztere kann nur geöffnet werden, wenn der Druckkopf in einem zur Druckposition benachbarten Bereich verschoben wurde, d.h. wenn der Druckmodul in einer Wechselposition angelangt ist. Der Druckkopf ist in einer Tintenkartusche integriert und in einen Druckmodul eingebaut. Der Zugang zu den Tintenkartuschen des Druckmoduls erfolgt in der Wechselposition von außen über eine Klappe, deren Stellung durch einen Mikroschalter abgefragt wird. Befindet sich das Druckmodul in der Wechselposition ist kein Zugang zu den Datenleitungen möglich.
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Aus dem europäischen Patent
EP 1 300 807 B1 (
US 6.811.337 ) ist ein Verfahren und Anordnung zum Öffnen eines Sicherheitsgehäuses bekannt. Alternativ ist eine über einer Öffnung montierte Klappe kein Bestandteil des Sicherheitsgehäuses und kann jederzeit geöffnet oder abgenommen werden. Wenn der Druckwagen zum Drucken in eine Druckposition gebracht ist, verhindert eine Schutzkappe den Zugriff auf die Steuerleitungen während des Druckens. Die Schutzkappe ist am Druckwagen befestigt und verschließt die vorgenannte Öffnung im Gehäuse, entsprechend der Bewegung des Druckwagens in Richtung der Druckposition.
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Laut
US 5.956.056 (bzw.
EP 881 599 B1 ) wird überprüft, ob eine gültige Tintenkartusche installiert ist. Falls nicht, dann wird ein Abrechnungsmodul für die Erzeugung von Zeichen gesperrt.
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Eine Tintenkartusche der Firma Hewlett Packard kann aufgrund ihrer Bauform überwiegend gar nicht verkehrt herum in den Tintenkartuschenhalter eingesetzt werden. Bei einem Umrüsten für den Einsatz von anderen Typen von Tintenstrahl-druckköpfen bzw. Tintenkartuschen mit je einem Tintenstrahldruckkopf können jedoch, obwohl eine gültige Tintenkartusche eingesetzt worden ist, auch deshalb Probleme auftreten, weil die Tintenkartuschen verkehrt herum in den Tintenkartuschenhalter eingesetzt worden sind.
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In einem nicht vorveröffentlichten deutschen Gebrauchsmuster
DE 202017106430.1 wurde bereits ein Gutverarbeitungsgerät beschrieben, das einen einzigen Tintenstrahldruckkopf zum Bedrucken eines Druckträgers bzw. flachen Guts aufweist. Das Gutverarbeitungsgerät kann als Frankiermaschine mit einem einzigen Tintenstrahldruckkopf ausgebildet werden, wobei der Frankierabdruck mindestens 1 Zoll breit ist. Der Druckträger wird mittels einer Andruckvorrichtung an einen Transportmodul der Tintendruckvorrichtung angedrückt und während des Druckens in eine Transportrichtung x transportiert. Das während des Druckens stationär angeordnete Druckmodul umfasst einen Druckwagen mit einer Tintenkartuschenaufnahme für eine auswechselbare Tintenkartusche, die einen Tintenstrahldruckkopf aufweist, wobei ein Schlitten des Druckmoduls zwecks Wartung quer zur Transportrichtung x, also in y-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems und entgegengesetzt dazu verfahrbar ist. Das Druckmodul ist dazu ausgebildet, den einzigen mindestens einen 1 Zoll breiten Abdruck erzeugenden Tintenstrahldruckkopf in eine zur Transportrichtung x orthogonale vertikale z-Richtung des kartesischen Koordinatensystems und entgegengesetzt dazu zu verschieben. Für den Schlitten werden unterschiedliche Positionen in y-Richtung vorgesehen, die gesteuert durch eine Steuereinheit des Gutverarbeitungsgeräts angefahren werden können, wobei in einem Speicher der Steuereinheit Bewegungsdaten für mindestens ein Teil des Druckmoduls nichtflüchtig gespeichert vorliegen, wobei der vorgenannte Teil des Druckmoduls nachfolgend als Druckwagen bezeichnet wird und in z-Richtung und entgegengesetzt dazu entsprechend der Bewegungsdaten verfahrbar ist. Ein Platzproblem bei Einsatz einer 1 Zoll-Tintenkartusche, in einer Frankiermaschine vom Typ PostBase® konnte vorteilhaft durch im Wesentlichen herausnehmbar aufgebaute mechanische und elektro-mechanische Bauteile überwunden werden. Jedoch tritt durch die symmetrische Bauform der 1 Zoll-Tintenkartusche das Problem auf, dass die 1 Zoll-Tintenkartusche verkehrt in den Tintenkartuschenhalter eingesetzt werden könnte. Eine nicht korrekt eingesetzte 1 Zoll-Tintenkartusche von der Firma Sicpa verhindert nicht das Schließen der Klappe des Gehäuses des Druckergeräts. Vor einem Drucken kann nicht gesichert werden, dass ein Tintenstrahldruckkopf oder eine Tintenkartusche mit einem Tintenstrahldruckkopf korrekt in eine entsprechende Aufnahme eingesetzten wurde.
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Die Aufgabe besteht darin, die Mängel der bekannten Lösungen zu beseitigen und ein Gutverarbeitungsgerät mit einem Tintenstrahldruckkopf zu entwickeln, das Signalisierungsmittel aufweist, um das richtige Einsetzen einer 1 Zoll-Tintenkartusche in den Tintenkartuschenhalter zu ermöglichen.
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Eine erste Teilaufgabe besteht darin, alle Steuerleitungen des Tintenstrahldruck-kopfes stromlos zu schalten, wenn die 1 Zoll-Tintenkartusche durch Querverschieben des Druckmoduls in eine Wechselposition gelangt. Es soll eine Überwachungsmöglichkeit für den Prozessor der Steuereinheit geschaffen werden, um das Einsetzen während des Auswechselns der 1 Zoll-Tintenkartusche zu über-wachen. Eine Überwachung ist möglich, bei Abschaltung der Energieversorgung des Tintenstrahldruckkopfes.
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Eine zweite Teilaufgabe besteht in einer energiesparsamen Art der Signalisierung, die geeignet ist, einem Bediener des Gutverarbeitungsgeräts frühzeitig einen korrekten Sitz einer in den Tintenkartuschenhalter gesteckten 1 Zoll-Tintenkartusche mitzuteilen. Das Signalisierungsmittel soll zu einem ersten Zeitpunkt aktiviert wer-den, wenn die 1 Zoll-Tintenkartusche in den Tintenkartuschenhalter eingesteckt und elektrisch kontaktiert worden ist. Das Signalisierungsmittel soll zu einem zweiten Zeitpunkt deaktiviert werden, wenn der Kartuschenauswechselvorgang erfolgreich beendet worden ist.
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Eine weitere Teilaufgabe besteht in der physikalischen Art und Weise der Signalisierung durch mindestens ein Signalisierungsmittel und durch eine entsprechende Programmierung und Ausstattung einer Steuereinheit, die mit einer Erfassungseinrichtung und/oder mit einem Sensor zusammenwirkt und das mindestens eine Signalisierungsmittel ansteuert. Die vorhandene Druckmechanik soll im Wesentlichen weiter benutzt und das Gutverarbeitungsgerät mit weiteren kostengünstigen Bauteilen ausgestattet werden.
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Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Gutverarbeitungsgeräts nach dem Schutzanspruch 1 gelöst.
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Das Druckergerät weist einen Tintenkartuschenhalter mit einer entsprechenden Aufnahmekavität für mindestens einen austauschbaren Tintenstrahldruckkopf bzw. mindestens einer austauschbaren Tintenkartusche mit einem Tintenstrahldruckkopf und eine Steuereinheit auf. Mit der Steuereinheit ist eine Erfassungseinrichtung verbunden, die ein Signal an die Steuereinheit abgibt, wenn der mindestens eine Tintenstrahldruckkopf bzw. die mindestens eine austauschbare Tintenkartusche mit einem Tintenstrahldruckkopf korrekt eingesetzt wurde.
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Es ist vorgesehen, dass die Erfassungseinrichtung ein Mittel bzw. einen Sensor aufweist, an welchen die elektrische Energie eines ersten separaten Stromkreises anliegt. Der erste separate Stromkreis führt von der Steuereinheit über ein Pen-Driver-Board des Gutverarbeitungsgeräts zu dem Mittel der Erfassungseinrichtung, wobei das Mittel in und/oder an dem Tintenstrahldruckkopf angeordnet ist. Der erste separate Stromkreis stellt auch dann elektrische Energie für die Erfassungseinrichtung bereit, wenn die elektrische Energiezuführung zum Pen-Driver-Board zur Versorgung von Steuerleitungen und Leitungen zur Energieversorgung des Tintenstrahldruckkopfes abgeschaltet ist. Eine Signalisierungsvorrichtung ist zur Bereitstellung eines Hinweises an den Nutzer des Gutverarbeitungsgeräts vorgesehen, wobei der Hinweis an den Benutzer des Gutverarbeitungsgeräts gerichtet ist, wenn ein Auswechseln der Tintenkartusche erfolgreich war und/oder wenn Fehler während des Auswechselns der Tintenkartusche auftreten.
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Die Signalisierungsvorrichtung umfasst mindestens ein Signalisierungsmittel, wobei eine Signalisierung erfolgt, wenn der Tintenstrahldruckkopf bzw. die Tintenkartusche mit einem Tintenstrahldruckkopf nicht falsch in die entsprechende Aufnahme eingesetzt worden ist oder wenn eine verbrauchte Tintenkartusche mit einem Tintenstrahldruckkopf entnommen und eine andere Tintenkartusche mit einem Tintenstrahldruckkopf anschließend falsch eingesetzt wurde. Das Signalisierungsmittel ist der bevorzugten Ausführungsvariante (2) eine Leuchtdiode (LED) und/oder ein Display 8 des Gutverarbeitungsgeräts.
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Es ist ein zweiter separater Stromkreis vorgesehen, um elektrische Energie dem mindestens einen Signalisierungsmittel zuzuführen zwecks Signalisierung des Einsetzzustandes des austauschbaren Tintenstrahldruckkopfes bzw. der mindestens einen austauschbaren Tintenkartusche mit Tintenstrahldruckkopf.
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Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figur näher dargestellt. Es zeigen:
- 1, perspektivische Darstellung von zwei Tintenkartuschen in einem unter-schiedlichen Ausrichtungszustand und eines Druckwagens des Druck-moduls von vorn links oben,
- 2, Blockschaltbild einer Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes einer Tintenkartusche in einem Gutverarbeitungsgerät,
- 3, Blockschaltbild einer ersten Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes via zwei Signalisierungsmittel,
- 4, Blockschaltbild einer zweiten Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes via einer zweifarbigen LED,
- 5, Blockschaltbild einer zweiten Variante der Erfassungseinrichtung innerhalb einer Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes einer Tintenkartusche in ein Gutverarbeitungsgerät.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung von zwei Tintenkartuschen in einem unterschiedlichen Ausrichtungszustand und eine perspektivische Darstellung eines Druckwagens des Druckmoduls von vorn links oben. Die links oben in der Zeichnung 1 dargestellte Tintenkartusche 12A hat einen ersten (falschen) Ausrichtungszustand und die rechts oben in der Zeichnung 1 dargestellte Tintenkartusche 12B hat einen zweiten (richtigen) Ausrichtungszustand.
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Die mindestens eine 1 Zoll-Tintenkartusche ist unter einer verschließbaren Klappe von oben über eine Öffnung in einer Gehäuseoberschale des Gutverarbeitungsgeräts zugänglich und auswechselbar in einem Druckmodul montiert. Während des Herausnehmens einer verbrauchten Tintenkartusche aus einer Aufnahmekavität 140 des Druckwagens 14 befindet sich die 1 Zoll-Tintenkartusche 12B im zweiten Ausrichtungszustand. Nach dem Herausnehmen einer Tintenkartusche aus der Aufnahmekavität 140 wird ein Kontaktfeld 14221 an der Innenseite der Rückwand 1422 des Kartuschenhalters 142 des Druckwagens 14 sichtbar, das im Innern des Kartuschenhalters 142 vorgesehen ist. Das Kontaktfeld 14221 hat zwei ausgewählte Kontakte (2). Alle Kontakte des Kontaktfeldes 14221 sind elektrisch mit einem Pen-Driver-Board verbunden. Das Pen-Driver-Board legt elektrische Energie eines separaten Stromkreises an die ausgewählten Kontakte. Die vorgenannten ausgewählten Kontakte sind ein Bestandteil der Erfassungseinrichtung, was anhand der 2 noch weiter unten erläutert wird.
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In der bevorzugten Ausführungsvariante nach 1 erfolgt eine Überbrückung von den ausgewählten Kontakten des Kontaktfeldes 14221 des Tintenkartuschenhalters durch einen niederohmigen Widerstand eines Ausganges des Tintenstrahldruckkopfes, wenn die Tintenkartusche mit Tintenstrahldruckkopf bzw. der Tintenstrahldruckkopf nicht falsch in die entsprechende Aufnahmekavität eingesetzt wurde..
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Die Tintenkartusche 12A hat einen ersten (falschen) Ausrichtungszustand. Wird die Tintenkartusche 12A im ersten (falschen) Ausrichtungszustand eingesetzt, würde ein Kontaktfeld 121 der Tintenkartusche 12A nicht auf das Kontaktfeld 14221 des Kartuschenhalters 142 treffen, weil das Kontaktfeld 121 der Tintenkartusche 12A der Innenseite von einer Vorderwand 1423 des Kartuschenhalters 142 zugewandt wäre, aber nicht dem Kontaktfeld 14221 an der Innenseite der Rückwand 1422 des Kartuschenhalters 142. Die Aufnahmekavität 140 des Kartuschenhalters 142 weist eine Rückwand 1422 und eine Vorderwand 1423 auf, wobei die Aufnahmekavität 140 seitlich durch je eine Seitenwand 1421 des Kartuschenhalters 142 begrenzt wird. Die Rückwand 1422 des Kartuschenhalters 142 ist ein Bestandteil einer Gehäuseschale 1425 eines Pen-Driver-Boards (nicht sichtbar, da verdeckt durch die Gehäuseschale 1425), welches elektrisch mit dem Kontaktfeld 14221 des Kartuschenhalters 142 verbunden ist. Das Pen-Driver-Board weist ein - nicht sichtbares - Signalisierungsmittel auf und ist via ein Flachbandkabel 1424 elektrisch mit einer Steuereinheit 7 verbunden (2). Das Signalisierungsmittel ist eine von der Steuereinheit 7 angesteuerte Leuchtdiode (2), die über ein Lichtleiterformstück 14251 ein grünes Licht emittiert, sobald eine Erfassungsschaltung 41 eines FPGAs 4 (2) der Steuereinheit 7 signalisiert, dass die Tinten-kartusche mit Tintenstrahldruckkopf richtig herum in die entsprechende Aufnahmekavität 140 eingesetzt worden ist.
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Das Flachbandkabel 1424 weist eine Mehrzahl von abschaltbaren elektrischen Leitungen auf und verfügt über mindestens je ein Leitungspaar, dass die einerseits für den ersten separaten Stromkreis für das Mittel bzw. einen Sensor der Erfassungseinrichtung und die andererseits für den zweiten separaten Stromkreis zum Betrieb der Leuchtdiode benötigte elektrische Energie auch während des Kartuschenwechselns liefert.
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Alternativ kann auch eine Signalisierung eines Einsetzfehlers erfolgen, wenn der Tintenstrahldruckkopf bzw. die Tintenkartusche mit Tintenstrahldruckkopf entnommen und/oder falsch in die entsprechende Aufnahmekavität eingesetzt worden ist.
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Anhand eines Blockschalbildes nach 2 wird die Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes einer Tintenkartusche in einem Gutverarbeitungsgerät verdeutlicht.
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Eine Ein-/Ausgabeschaltung 4 ist elektrisch einerseits mit den Sensoren S1, S2, S3, S4 des Gutverarbeitungsgeräts verbunden, um Sensorsignale zu empfangen und andererseits steuerungsmäßig mit einem ersten Antriebsmotor M1, mit einem zweiten Antriebsmotor M2 und mit einem dritten Antriebsmotor M3 verbunden. Der erste Antriebsmotor M1 ist für Mittel vorgesehen, die eine vorbestimmte vertikale Bewegung parallel zu einer z-Richtung eines kartesischen Koordinatensystems ausführen, wenn der Antriebsmotor M1 entsprechend angesteuert wird. Der zweite Antriebsmotor M2 bewirkt eine Bewegung eines Schlittens parallel zu einer y-Richtung des kartesischen Koordinatensystems. Der dritte Antriebsmotor M3 dient zum Antrieb eines - nicht gezeigten - Transportmoduls für den Transport eines Druckträgers, der dem Druckmodul zum Zwecke des Bedruckens zugeführt wird. Die Sensoren des Gutverarbeitungsgeräts schließen einen Taster 19, die beiden Sensoren S1 und S2 zur Detektion einer Bewegung des Schlittens parallel zur y-Richtung sowie den Sensor S3 zur Detektion einer Bewegung des Druckwagens parallel zur z-Richtung ein. Der Taster 19 ist ebenfalls mit der Ein-/ Ausgabeschaltung 4 verbunden und soll ein Öffnen und/oder Schließen einer (nicht gezeigten) Klappe detektieren, die vor einem Auswechseln einer Tintenkartusche geöffnet werden muss. Die Ein-/Ausgabeschaltung 4 ist vorzugsweise als ein Field Programmable Gate Array (FPGA) realisiert, dass mit einer Central Prozessor Unit (CPU) 1 der Steuereinheit 7 des Gutverarbeitungsgeräts betriebsmäßig verbunden ist. Die Steuereinheit 7 besteht weiterhin aus einem Programspeicher (ROM) 2, einem Arbeitsspeicher (RAM) 3 und einem nicht-flüchtigen Speicher (NVM) 5, welche ebenfalls mit der CPU 1 betriebsmäßig verbunden sind.
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Mit der Steuereinheit ist eine Erfassungseinrichtung 14221, 1424, 41, R nach einer ersten Variante verbunden, deren Erfassungsschaltung 41 aus einer digitalen Eingangsschaltung und einem eingangsseitigen Pull-Up-Widerstand R besteht. Deren Eingang ist über eine erste Leitung (Strich-Punkt-Punkt-Linie) mit dem ausgewählten Kontakt a verbunden. Ein zweiter ausgewählter Kontakt b ist mit Masse verbunden. Ein niederohmiger Widerstand Ra liegt am Ausgang eines Treibers1 einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (Application-Specific Integrated Circuit = ASIC) des Tintenstrahldruckkopfes 122 und wird an den Kontakten a und b gemessen.
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Die Erfassungsschaltung 41 ist in dem FPGA realisiert und elektrisch mit zwei ausgewählten Kontakten a und b des Kontaktfeldes 14221 verbunden und dafür vorgesehen, bei einer korrekten Position der in die Aufnahmekavität eingesetzten Tintenkartusche über den ohmschen Widerstand Ra einer Leitungsbrücke des Kontaktfeldes 121 der Tintenkartusche verbunden zu werden. Die ausgewählten Kontakte a und b des Kontaktfeldes 14221, die Leitungsbrücke zwischen den Kon-takten des Kontaktfeldes 121 der Tintenkartusche, das Flachbandkabel 1424 und die Erfassungsschaltung 41 bilden die Erfassungseinrichtung, wobei die Erfassungsschaltung 41 am Ausgang Out41 ein Signal an die CPU 1 der Steuereinheit 7 abgibt, wenn die Tintenkartusche 12B - wie in 1 gezeigt - korrekt eingesetzt wurde. Alternativ wird ein Wert in einem FPGA-Register gespeichert, den die Erfassungsschaltung 41 erfasst hat. Das FPGA-Register ist durch die CPU 1 aus-lesbar. Die durch den Widerstand Ra gebildete niederohmige Leitungsbrücke schließt den ersten separaten Stromkreis nur dann, wenn der Tintenstrahldruckkopf bzw. die Tintenkartusche mit Tintenstrahldruckkopf nicht falsch in die entsprechende Aufnahmekavität eingesetzt worden ist. Eine erste Signalisierungsvorrichtung (LED 61) ist auf dem Pen-Driver-Board 6 beispielsweise in einem Loch der Leiterplatte montiert. Das Loch ist so angeordnet, dass das von der LED 61 emittierte Licht via Lichtleiterformstück 14251 (1) auf der Bedienerseite des Gutverarbeitungsgeräts sichtbar ist.
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Das FPGA schaltet über eine Steuerleitung einen elektronischen Schalter 71 der Steuereinheit 7 ein und aus, an dessen einem Pol eine positive Spannung von ca. 24V angelegt ist, die im Ein-Zustand des Schalters 71 zu mindestens einem Spannungsregler 63 des Pen-Driver-Boards 6 weitergeleitet wird. Im Aus-Zustand ist der Schalter geöffnet und das Pen-Driver-Board 6 ist stromlos und die zur Spannungsversorgung dienenden elektrischen Leitungen zum Kontaktfeld 121 des Tintenstrahldruckkopfes 122 und damit zum ASIC sind abgeschaltet. Das ASIC des Tintenstrahldruckkopfes 122 enthält eine Anzahl an Treibern, die während des Auswechselns der Tintenkartusche 12B stromlos sind. Das Flachbandkabel 1424 verfügt über eine Mehrzahl von abschaltbaren elektrischen Spannungsversorgungsleitungen (weißer Doppelpfeil), eine Masseleitung und über eine erste während des Kartuschenwechselns nicht abschaltbare Leitung (Strich-Punkt-Linie). Über letztere wird die elektrische Energie für den ersten separaten Stromkreis geliefert, wenn von einem ersten Ausgang Out1 der Erfassungsschaltung 41 des FPGA's 4 eine positive Spannung von 3,3 Volt an einen Pull-Up-Widerstand R abgegeben wird. Der Pull-Up-Widerstand R und der niederohmige Widerstand Ra, der sich bei einer Messung an den Kontakten a und b als Spannungsabfall gegenüber Masse ergibt, bilden einen Spannungsteiler für den Eingang „In“ der Erfassungsschaltung 41. Der Kontakt b liegt auf Massepotential. Wenn also eine positive Spannung von 3,3 Volt über dem Spannungsteiler anliegt, entsteht eine niedrige Spannung, die kleiner als die Schaltschwelle der digitalen Eingangsschaltung ist. Die am Mittelabgriff des Spannungsteilers abnehmbare Spannung liegt am Kontakt a und wird von der Erfassungsschaltung 41 detektiert. Die Signalisierungsvorrichtung ist entweder eine LED 61 und/oder ein Display 8 des Gutverarbeitungsgeräts. Über das Flachbandkabel 1424, das auch über eine zweite nicht abschaltbare Leitung (Strich-Punkt-Punkt-Linie) verfügt, wird ebenfalls die elektrische Energie für den zweiten separaten Stromkreis zum Betrieb der LED 61 während des Kartuschenwechselns geliefert, wenn von einem zweiten Ausgang Out2 des FPGA's 4 eine positive Spannung abgegeben wird. Es ist vorgesehen, dass die LED 61 eine der Primärfarben Rot, Grün und Blau, vorzugsweise Grün emittiert, wenn die Tintenkartusche richtig in die entsprechende Aufnahmekavität eingesetzt worden ist.
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Via Display 8 des Gutverarbeitungsgeräts 2 kann zusätzlich eine Anzeige im Ergebnis einer Fehlerauswertung unter Berücksichtigung des Einsetzzustandes der Tintenkartusche erfolgen.
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Die 3 zeigt ein Blockschalbild einer ersten Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes via zwei Signalisierungsmittel. Als ein zweites Signalisierungsmittel ist beispielsweise eine rot leuchtende Leuchtdiode LED 62 vor-gesehen, um einen Hinweises an den Nutzer des Gutverarbeitungsgeräts abgeben zu können, wenn Fehler während des Auswechselns der Tintenkartusche auftreten. Ein zweiter und ein dritter separater Stromkreis sind vorgesehen, um via je einen Vorwiderstand Rv2, Rv3 elektrische Energie den beiden LEDs 61 und 62 zuzuführen. Dazu gibt ein zweiter Ausgang Out2 eine positive und ein dritter Ausgang Out3 der Ein-/Ausgangsschaltung 4 eine negative Spannung nacheinander an die einfarbigen LEDs 61, 62 an. Die LED's 61 und 62 sind antiparallel an Masse geschaltet. Das p-Gebiet der LED 61 ist mit dem zweiten Ausgang Out2 und das n-Gebiet der LED 62 ist mit dem dritten Ausgang Out3 verbunden.
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Vor dem Einsetzen einer neuen Tintenkartusche kann eine rot leuchtende LED 62 signalisieren, dass ein Auswechseln einer verbrauchten Tintenkartusche noch nicht erfolgreich mit einem korrekten Einsetzen einer neuen Tintenkartusche ab-geschlossen ist. Unmittelbar nach einem erfolgreichen Einsetzen wechselt die Ansteuerung auf die LED 61, die dann grün leuchtet. Vorzugsweise erfolgt mit einer Farbe, beispielsweise Rot, einer LED 62 eine Signalisierung des Entnehmens oder eines Einsetzfehlers und mit der anderen Farbe einer LED 61, beispielsweise Grün, eine Signalisierung eines korrekten Einsetzens (3). Statt Rot/Grün können andere komplementäre Farben Rot/Blau alternativ verwendet werden.
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In der 4 wird ein Blockschaltbild einer zweiten Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes via einer zweifarbige LED als ein zweifarbiges Signalisierungsmittel gezeigt. Innerhalb einer zweifarbigen LED sind die LEDs 61 und 62 mit ihrem p-Gebiet parallel an eine Versorgungsspannung UCC geschaltet. Statt zwei Stück der einfarbigen antiparallel geschalteten LEDs 61 und 62 (3) kann vorteilhaft eine zweifarbige LED als Signalisierungsmittel eingesetzt werden. Die Ein-/Ausgangsschaltung 4 ist vorzugsweise als FPGA ausgebildet.
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In der 5 wird ein Blockschaltbild einer zweiten Variante der Erfassungseinrichtung innerhalb der Schaltungsanordnung zur Signalisierung des Einsetzzustandes einer Tintenkartusche in ein Gutverarbeitungsgerät gezeigt. Eine Erfassungseinrichtung 14221, 1424, 41, a, c, D1 nach einer zweiten Variante ist ebenfalls mit der Steuereinheit 7 verbunden, deren Erfassungsschaltung 41 im ASIC ausgebildet ist und ebenfalls aus einer digitalen Eingangsschaltung und einem eingangsseitigen Pull-up-Widerstand R besteht. Deren Eingang „In“ ist über eine erste Leitung (Strich-Punkt-Punkt-Linie) mit dem ausgewählten Kontakt a des Kontaktfeldes 14221 verbunden. Ein zweiter ausgewählter Kontakt b des Kontaktfeldes 14221 ist mit Masse verbunden. Ein dritter ausgewählter Kontakt c des Kontaktfeldes 14221 ist mit einem Ausgang V2 eines Reglers 63 verbunden. Eine Schutzschaltung ist am Ausgang eines Blocks der anwendungsspezifischen integrierten Schaltung ASIC (Application-Specific Integrated Circuit) des Tintenstrahldruckkopfes 122 angeordnet. Die Schutzschaltung besteht aus einer Reihenschaltung von zwei Dioden D1 und D2, wobei das p-Gebiet der Diode D2 mit Masse und deren n-Gebiet mit dem ausgewählten Kontakt a des Kontaktfeldes 14221 des Kartuschenhalters 142 verbunden ist. Das n-Gebiet der Diode D1 ist mit einem ausgewählten Kontakt c des Kontaktfeldes 14221 des Kartuschenhalters 142 und deren p-Gebiet mit dem ausgewählten Kontakt a des Kontaktfeldes 14221 des Kartuschenhalters 142 verbunden. Ein weiterer Widerstand RH liegt in Reihe mit der Diode D1 und dem Pull-up-Widerstand R. Diese Reihenschaltung bildet ebenfalls einen Spannungsteiler für den Eingang „In“ der Erfassungsschaltung 41. Der ausgewählte Kontakt b liegt auf Massepotential und die Diode D2 ist in Sperr-Richtung geschaltet. Somit fließt weiterhin nur ein sehr geringer Sperrstrom durch die Diode D2. Eine niedrige Spannung am Kontakt a liegt über die Diode D1 und den Widerstand RH und wird von der Erfassungsschaltung 41 detektiert, solange die Versorgungsspannung am Eingang des Reglers 63 von dem elektronisch steuerbaren Schalter 71 der Steuereinheit 7 unterbrochen wird. Die Steuereinheit 7 ist über ein Flachbandkabel 1424 mit dem Pen-Driver-Board 6 und das letztere ist dem Kontaktfeld 14221 des Kartuschenhalters 142 elektrisch verbunden. Wenn also eine positive Spannung von 3,3 Volt über der Reihenschaltung von dem Pull-up-Widerstand, der Diode D1 und dem Widerstand RH des Spannungsteilers anliegt, entsteht eine niedrige Spannung an dem o.g. einseitig an Masse liegenden Teils des Spannungsteilers, wobei die niedrige Spannung am ausgewählten Kontakt a und somit am Mittelabgriff des Spannungsteilers abnehmbar und kleiner als die Schaltschwelle der digitalen Eingangsschaltung ist.
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Alternativ zu den Kontakten eines Kontaktfeldes können ein elektromechanisches Mittel, wie ein Mikroschalter, optische Sensoren oder Sensoren eingesetzt werden, die nach einem anderen physikalischen Grundprinzip arbeiten, wobei die Mittel an den jeweils verwendeten auszutauschenden Tintenstrahldruckkopf bzw. an die mindestens eine austauschbare Tintenkartusche angepasst sind. Beispielsweise ist - in einer nicht gezeigten Weise - ein Magnet im Inneren des Tintenstrahldruckkopfes angeordnet und das Mittel des Erfassungsmittels reagiert auf das Magnetfeld des Magneten in geeigneter Weise, wenn der Tintenstrahldruckkopf oder die Tintenkartusche korrekt eingesetzt wurde.
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Die Erfindung ist nicht auf die vorliegend näher erläuterte Ausführungsform beschränkt, da offensichtlich weitere andere Ausführungen der Erfindung entwickelt bzw. eingesetzt werden können, die - vom gleichen Grundgedanken der Erfindung ausgehend - von den anliegenden Schutzansprüchen umfasst werden.
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Bezugszeichenliste
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- D1, D2
- Dioden einer Schutzschaltung
- LED
- Licht Emitter Diode
- In
- Eingang
- Out
- Ausgang
- S1, S2, S3, S4
- Sensoren
- Ra, RH
- Widerstand, weiterer Widerstand
- a, b, c
- Kontakte
- x
- Transportrichtung, x-Koordinate
- y
- Querverschieberichtung, y-Koordinate
- z
- z-Koordinate eines kartesischen Koordinatensystems
- 1
- Prozessor CPU
- 2
- Programmspeicher ROM
- 3
- Arbeitsspeicher RAM
- 4
- Ein-/Ausgabe-Schaltung FPGA
- 5
- nicht-flüchtiger Speicher NVM
- 6
- Pen-Driver-Board
- 61,62
- LEDs
- 63
- Regler
- 7
- Steuereinheit
- 71
- elektronisch steuerbarer Schalter
- 8
- Ein-Ausgabe-Benutzer-Interface (Touchscreen)
- 12A, 12B
- Tintenkartuschen mit je einem Tintenstrahldruckkopf
- 121
- Kontaktefeld des Tintenstrahldruckkopfes
- 122
- Tintenstrahldruckkopf
- 14
- Druckwagen
- 140
- Aufnahmekavität des Kartuschenhalters 142
- 142
- Kartuschenhalter
- 1421
- Seitenwände des Kartuschenhalters 142
- 1422
- Rückwand des Kartuschenhalters 142
- 14221
- Kontaktfeld des Kartuschenhalters 142
- 1423
- Vorderwand des Kartuschenhalters 142
- 1424
- Flachbandkabel
- 1425
- Gehäuseschale
- 14251
- Lichtleiterformstück
- 19
- Taster
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 6106095 [0003]
- US 8262178 B2 [0004]
- EP 875861 A2 [0005]
- US 6102534 [0005]
- EP 1300807 B1 [0006]
- US 6811337 [0006]
- US 5956056 [0007]
- EP 881599 B1 [0007]
- DE 202017106430 [0009]
