-
Kennwort: "Tintenüberwachun"
-
Tintenüberwachungseinrichtung für Tintenstrahlschreiber Die vorliegende
Erfindung betrifft eine Tintenüberwachungseinri^LltX für Tintenstrahlschreiber gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs Bei Tintenstrahlschreibern in der Faksimileübertragungstechnik
ode bei Tintenstrahldruckern als Ausgabeeinheit bei elektronischen Daten verarbeitungsanlagen
werden sogenannte Tintenstrahldruckwerte (Ink Jet verwendet, die für ihren Betrieb
die erforderliche Tinte aus einem Tintenreservoir entnehmen. Dieses Reservoir ist
zum Beispiel bei dc bekannten Tintenstrahldrucker-Type PT 80 der Firma Siemens AG
als auswechselbarer Behälter ausgebildet und weist eine elektrische Tintenüberwachungseinrichtung
auf. Diese Tintenüberwachung ist erforderlich, damit das Schreibelement, das aus
einer mittels eines piezoelektrischen Wandlers betriebenen Glasdüse besteht, nicht
obnc Tinte betrieben wird, da es sonst zerstört wird. Bei dieser Überwachungseinrichtung
sind am Boden des Vorratsbehälters drei Elektroden vorgesehen, von denen sich zwei
innerhalb eines im Boden des efäßes eingelassenen Tintensumpfs befinden, und eine
dritte Elektrode ist etwas oberhalb dieses Sumpfs am Gehäuseboden befestigt. Die
beiden im Tintensumpf befindlichen Elektroden bilden eine Meßstrecke, di*
weiter
oberhalb angeordnete Elektrode und eine der Elektroden innerhalb des Sumpfs bilden
die zweite Meßstrecke. Sinkt nun der Flüssigkeitsspiegel innerhalb des Gefäßes so
weit ab, daß die obere Elektrode frei liegt, so liefern die beiden Meßstrecken unterschiedliche
Widerstandswerte, die für eine Anzeige, die signalisiert, daß der Tintenbehälter
leer ist, ausgewertet werden. Hierzu werden die beiden Meßstrecken mittels einer
ständig an den Meßstrecken liegenden Wechselspannung abgefragt. Es schließt sich
eine komplizierte Auswerteschaltung an, die über Gleichrichtung, Siebung, Differenzmessung
und Auswertung an diskret aufgebauten Schwellenschaltungen die Überwachungssignale
liefert. Diese Schaltung ist relativ aufwendig.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte
Tintenüberwachungseinrichtung für Tintenstrahlschreiber anzugeben, die einfach aufgebaut
ist, eine sichere Anzeige liefert und die Zerstörung der Tintenstrahlschreibeinheit
bei fehlender Tinte verhindert.
-
Die Erfindung erreicht dies durch die im kennzeichnenden Teil des
Anspruchs 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind
in den Unteransprüchen 2 - 4 angegeben. Die Erfindung wird im folgenden anhand der
Figuren 1 - 3c erläutert.
-
Es zeigen: Figur 1 eine Ausführungsform der Tintenüberwachungsschaltung,
Figuren 2a grafische Darstellungen für die Impulsauswertung bis 2c bei vollen, fast
leerem und leerem Tintenbehälter für die Ausgabe eines Stoppsiqnals und Figuren
3a grafische Darstellungen für die Impulsauswertung bis 3c bei vollem, fast leerem
und leerem Behälter für die Abgabe eines Warnsignals.
-
In Figur 1 ist eine Ausführungsform der Tintenüberwachungseinrichtung
dargestellt. Ein Tintenbehälter 1 ist an seinem Boden mit einer Vertiefung 21 versehen,
die als Tintensumpf wirkt, d. h. es ist dann noch Tinte vorhanden, wenn der Behälter
ansonsten leer ist. Innerhalb dieses Sumpfs sind zwei Elektroden 22 und 23 vorgesehen.
Oberhalb des Sumpfs 21 ist eine weitere Elektrode 24 vorhanden, die bei Absinken
des Tintenspiegels, der mit der Bezugszahl 25 bezeichnet ist, nicht mehr innerhalb
der Tinte liegt. Die Elektrode 23 ist mit Masse verbunden, wobei die Elektroden
22 d 23 eine Meßstrecke und die Elektroden 23 und 24 eine zweite Meßstrecke bilden.
An diesen Meßstrecken liegen die Spannungen UT und UH, welche über 2 Auswerteschaltungen
IC-Warn und IC-S^on ausgewertet werden, wobei je nach Flüssigkeitsstand, d. h. bei
voll kein Signal von den Auswerteschaltungen, bei fast leerem Behälter ein Warnsignal
vorn
IC-Warn und bei leerem Behälter zusätzlich ein Stopp-Signal
vom IC-Stop abgegeben wird.
-
Die Spannungen UT und UH sind vom Flüssigkeitsspiegel innerhalb des
Behälters abhängig und ergeben sich jeweils aus der Spannungsteilung der elektrischen
Widerstände der Meßstrecken und von vorgeschalteten Widerständen.
-
Die Stromversorgung der Meßstrecken erfolgt von einer Spannung U+,
die über einen Vorwiderstand R1 und eine Zener-Diode Z an Masse liegt, über den
Mittelabgriff des aus dem Widerstand R1 und der Zener-Diode Z gebildeten Spannungsteilers,
über eine Diode D und über die Widerstände R2 und R3. Die Spannung UT entsteht aus
der Spannungsteilung des Widerstandes R3 und des Widerstandes der Meßstrecke 22,
23, die Spannung UH entsteht aus der Spannungsteilung des Widerstandes R2 und des
Widerstandes der Meßstrecke 23 und 24.
-
Damit an den Spannungsteilern für UT und UH eine definierte Spannung
während der Messung liegt, ist die Verbindung des Widerstandes R1 mit der Zener-Diode
Z über einen Inverter I mit dem Meßimpuls verbunden. Der Meßimpuls, am Eingang des
Inverters 1 schematisch dargestellt, wird von einem nicht dargestellten Mikroprozessor,
der die Betriebssteuerung des Gerätes übernimmt, beim Start des Gerätes und auch
später während des Betriebs in regelmäßigen Zeitabständen auf den Inverter I abgegeben.
-
Ist der Eingang des Inverters H, so liegt sein Ausgang auf L, d. h.
-
auf Masse. Dies bedeutet, daß auch die Diode D an Masse liegt und
keine Spannung über die Widerstände R2 und R3 an die Meßstrecken 22 und 23 bzw.
23 und 24 gelangt. Wird der Eingang des Inverters L, so liegt am Ausgang des Inverters
H und die Zener-Diode Z gibt eine definierte, ihrer Zener-Spannung entsprechende
Spannung über die Diode D an die Widerstände R2 und R3 ab. Dies aber nur so lange,
wie der negative Impuls am Eingang des Inverters andauert, d. h.
-
solange der Inverter-Eingang auf L liegt.
-
Die eigentliche Auswertung der Spannungen UT und UH erfolgt wie bereits
erwähnt über die Auswerteschaltungen IC-Stop und IC-Warn, welche sogenannte Fensterdiskriminatoren
sind, die unter der Bezeichnung TCA 965 bei der Firma Siemens AG käuflich erhältlich
sind. Die Fensterbreite dieser Diskriminatoren läßt sich über externe Spannungsteiler,
die an einer Versorgungsspannung liegen, einstellen.
-
Für den IC-Stop durch den Spannungsteiler, der aus den Widerständen
RR und R6 gebildet wird und für den Spannungsteiler IC-Warn durch den Spannungsteiler,
der aus den Widerständen R7 und R8 gebildet wird, eingestellt. Beide Spannungsteiler
liegen an einer Versorgungsspannung U+. Die Fensterbreite dieser beiden Fensterdiskriminatoren
wird im folgenden mit UStop und mit bezeichnet, Die Funktion dieser Diskriminatoren
im Zusammenhang mit den von den Meßstrecken gelieferten Spannungen UT und UH wird
im folgenden anhand der Figuren 2a - 2c und 3a - 3c näher dargelegt.
-
Die Figuren 2a und 3a gelten für den Fall, daß das Tintengefäß 1 ausreichend
Tinte enthält, d. h. daß der Tintenspiegel 25 oberhalb der Elektrode 24 liegt. In
Figur 2a sind die Spannungen UT und UH, die an den IC-Stop anliegen, in Abhängigkeit
von der Zeit dargestellt.
-
Die Spannungen treten nur innerhalb des Intervals t t auf, das der
Impulslänge des an dem Inverter I anlehnenden Impulses entspricht.
-
Die Doppelschwelle des als Fensterdiskriminator arbeitenden IC-Stop
ist mit S1 und S2 bzw. a UStOp bezeichnet. Dieses IC hat die Besonderheit, daß die
Doppelschwelle sich in Abhängigkeit von UH verschiebt, und zwar immer so, daß UH
in der Mitte zwischen den beiden Schwellen S1 und S2 liegt. Die Spannung UT liegt
in Figur 2a innerhalb der Doppelschwellen S1 und S2, woraus sich ergibt, daß am
Ausgang des IC-Stop kein Signal erscheint. Figur 3a gilt für denselben Betriebsfall
und zeigt die ebenfalls am IC-Warn anliegenden Spannungen UT und UH. Die Doppelschwellen,
in Figur 3a mit und S2' bezeichnet, liegen enger beieinander als bei dem IC-Stop,
wie in Figur 2a dargestellt ist. Der Grund hierfür liegt darin, daß bei dem IC-Warn
ein schnelleres Ansprechen als bei dem IC-Stop erreicht werden soll. In Figur 3a
liegt UT noch innerhalb der Doppelschwelle a Uwarn, d. h. es wird kein Warnsignal
von dem IC-Warn abgegeben.
-
Die Figuren 2b und 3b gelten für den Fall, daß der Flüssigkeitsspiegel
25 soweit abgesunken ist, daß die Meßstrecke, die aus den Elektroden 23 und 24 gebildet
wird, hochohmiger wird. Die Spannung UH steigt an und damit auch die Schwellen S1
und
Da der Bereich # UStop weiter ist als der Bereich #UWarn, d.
h.
-
die Doppelschwelle in Figur 2b weiter auseinander liegt als in Figur
3b, reagiert das IC-Stop anders als das IC-Warn. Wie aus Figur 2b ersichtlich, liegt
die Spannung UT noch innerhalb der Doppelschwelle, d. h. IC-Stop qiht kein Signal
ab und in Figur 3b liegt die Spannung UT unterhalb der Doppelschwelle, d. h. IC-Warn
gibt ein Warnsignal ab.
-
Die Figuren 2c und 3c gelten für den Fall, daß die Elektrode 24 nicht
mehr mit Tinte bedeckt ist. Dies führt dazu, daß die Meßstrecke, die aus den Elektroden
23 und 24 gebildet wird, noch hochohmiger wird, wodurch UH weiter ansteigt und damit
auch die Schwellen S1 und sich weiter nach oben verschieben. Die Spannung UT liegt
nun sowohl in Figur 2c bei dem IC-Stop als auch in Figur 3c bei dem IC-Warn unterhalb
der Schwelle, wodurch sowohl ein Stop- als auch ein Warnsigna abgegeben werden.
-
Der Vorteil dieser Einrichtungen liegt darin, daß bei sich leerendem
Behälter rechtzeitig eine Warnung bzw. bei Nichtbeachten des Warnsignal im weiteren
Betrieb das Gerät abgeschaltet wird oder daß das Gerät beim Start gar nicht eingeschaltet
werden kann. Die Praxis hat gezeigt, daß die Tinte sich bei dieser Meßeinrichtung
nicht mehr elektrolytIsch zersetzt, wodurch ein äußerst sicherer Betrieb des Gerätes
gewährle sq ist. Die elektrolytische Zersetzung wird dadurch vermieden daß die Meßstrecken
nur sehr kurzfristig mit eine kurzen Impuls abgefragt werden und daß diese Impulse
zeitlich weit auseinanderliegen könnten.
-
Die Meßeinrichtung kann darüber hinaus noch mit einer weiteren Besonderheit
versehen werden, nämlich mit einer zusätzlichen Sicherung, die verhindert, daß das
Gerät bei fehlendem Tintenbehälter eingeschaltet werden kann. Aus diesem Grunde
ist an den Widerstand R3 ein weiterer mit Masse verbundener Widerstand R4 angeschlossen,
der dafür sorgt, daß bei fehlendem Tintenbehälter, d. h. bei fehlender Meßstrecke
22, 23 die Spannung UT einen vorgegebenen Wert nicht überschreitet. Sein Widerstandswert
wird so gewählt, daß die Spannung UT immer unter den Schwellen S2 bzw. S2' liegt,
wie dies in den Figuren 2 c und 3 c dargestellt ist.