DE3428434A1

DE3428434A1 - Druckvorrichtung

Info

Publication number: DE3428434A1
Application number: DE19843428434
Authority: DE
Inventors: Koji Mitaka Tokio/Tokyo Terasawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1985-02-21
Anticipated expiration: 2004-08-02
Also published as: US4636814A; DE3428434C2

Description

Tokio, Japan Druckvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung, die auf ein zu bedruckendes Medium druckt, indem sie Tröpfchen von in einem TintenspeicherbehäIter, beispielsweise einer Tintenpatrone, gelagerter Tinte überträgt.

In letzter Zeit wurden verschiedene Drucker-Typen vorgeschlagen, die anstelle von Farbbändern und dergleichen mit flüssiger Tinte drucken. Auf dem Gebiet der Ausgabeeinheiten für Computersysteme werden Tintenstrahldrucker vorherrschend.

Bei einem. Tintenstrahldrucker wird das Volumen einer Spritzdüse durch ein piezoelektrisches Element verändert, um so kleine Tintentröpfchen durch eine öffnung am körperfernen Ende der Düse zu spritzen, wodurch Aufzeichnungspunkte auf ein zu bedruckendes Medium gedruckt werden.

Ein Tintenstrahldrucker hat ein leiseres Betriebsgeräusch als ein Stoßdrucker. Da jedoch die Tinte in einem flüssigen Zustand ist, ist die Handhabung der Tinte in einem Tintenstrahldrucker schwierig verglichen mit einem Drucker, der mit einem Farbband druckt. Insbesondere müssen einige spezielle Mechanismen eingebaut werden, ein Mechanismus zur Verhinderung der Bildung von Luftblasen oder Feststoff-

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körpern in einem Tintenzufuhrkanal oder zur Beseitigung solcher gebildeter Luftblasen oder Fest stoff körper, oder ein Mechanismus zur Sicherstellung einer verlässlichen Tintenversorgung für einen Druckkopf.

Fig. 1 ' zeigt den Aufbau eines' Druckkopfabschnitts eines herkömmlichen Tintenstrahldruckers.

In Fig. 1 wird ein Schlitten 1 durch Antriebselemente (nicht dargestellt) längs einer Gleitschiene 2 .zum Drucken hin- und herbewegt. Auf dem Schlitten 1 sitzt eine Druckeinheit 7. Ein Tintenstrah I kopf 4 mit einem oben beschriebenen piezoelektrischen Element ist auf einer Oberfläche des Schlittens 1 angeordnet, die dem zu bedruckenden Medium gegenüberliegt. Wenn er bewegt wird, spritzt der Tinten- strahlkopf 4 Tinte aus einem Tank 3 als Teil der Druckeinheit 7 auf das zu bedruckende Medium.

Der Tank 3 wird durch einen dünnen rohrförmigen Abschnitt

3C in einen Tintenspeicherabschnitt mit einem Luftdurchlaß 8 auf der rechten Seite und einen Tintenzufuhrabschnitt für den Tintenstrahlkopf 4 auf der linken Seite geteilt.

Der Tank 3 hat diesen Aufbau, um die Tintenniveauschwan-

kung bei der Hin- und Herbewegung des Schlittens oder die Bildung von Luftblasen zu minimieren.

Bei einem herkömmlichen Drucker sind, um den Tintenstrahlkopf 4 verlässlich mit Tinte zu versorgen. Elektroden 5A und 5B in dem Tintenzufuhrabschnitt des Tanks 3 zur Zufuhr der Tinte zu dem Tintenstrahlkopf 4 und in dem Tintenspeicherabschnitt ausgebildet. Die Leitungsverbindung zwischen den Elektroden 5A und 5B über die Tinte wird durch eine KomperatorschaItung oder dergleichen erfaßt, um das Tintenniveau im Tank 3 zu erfassen. Darauf gibt ein auf dem Kopf oder dergleichen angeordneter Warn-

Signalgeber 15 oder dergleichen ein Signale an die Bedienungsperson, das die Notwendigkeit der Tintenauffüllung anzeigt.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Drucker ist die Elektrode 5A auf der linken Seite direkt oberhalb des Tintenstrahl I-kopfes 4 angeordnet. Wenn das Tintenniveau 3A ein der Stellung der Elektrode 5A entsprechendes Erfassungs-Tintenniveau 3B erreicht, wird der Warnsignalgeber 15 eingeschaltet, um so der Bedienungsperson einen Abfall im Tintenniveau zu signaLisieren.

Daraufhin öffnet die Bedienungsperson eine öffnung 9 einer Ersatzpatrone 6, um frische Tinte in den Tank 3 aufzufüllen und das Tintenniveau im Tank 3 auf das Normalniveau zu bringen. Jedoch können sich innerhalb des Tintenstrahlkopfes 4 wegen eines vorhergehenden Abfalls im Tintenniveau Luftblasen ausgebildet haben. Deshalb können die Luftblasen nicht nur durch den bei Niveauanstieg im Tank 3 wirkenden Druck beseitigt werden. Aus diesem Grund kann die Druckqualität für eine kurze Zeitperiode nach der Tintenauffüllung vermindert sein.

Zusätzlich zum Tintenniveauabfall bei ständigem Gebrauch des Druckers kann das Tintenniveau auch durch Verdampfung von Wasser in der Tinte herabgesetzt werden, wenn der Drucker für eine Lange Zeitperiode nicht benutzt wird. Weil die Viskosität der Tinteerhöht ist, ist es in diesem Fall besonders schwierig, Luftblasen durch Erhöhung des Tintenniveaus zu beseitigen. Außerdem dauert es eine beträchtliche Zeitperiode, bis die .Tinte ihre ursprüngliche Viskosität wieder erreicht.

Um die Luftblasenbildung und eine Erhöhung der Tintenviskosität zu vermeiden, ist es vorteilhaft, das Tinten-

niveau 3A im Tank 3 so hoch wie möglich zu halten. Wenn jedoch das Erfassungstintenniveau 3B aus diesem Grunde in dem Tank einer herkömmlichen Ausführung erhöht wird, muß die Ti ntenauffüL lung zu häufig durchgeführt werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Druckvorrichtung zu schaffen, bei der Tinte ohne Verminderung der Druckqualität zugeführt werden kann. Diese Tintenzufuhr soll, falls ein Tintenspeicherelement, beisp'ielsweise eine Tintenpatrone, aufgesetzt ist, automatisch möglich sein. Das Tintenniveau soll bei Tintenniveauabfall auf ein geeignetes Niveau erhöht werden. Eine Vielzahl auf einfachen Warnelementen beruhende Warnmeldungen soll mit der Tintenzufuhr verbunden sein. Weiterhin soll die Bedienungsperson gewarnt werden, wenn das Tintenniveau nicht innerhalb einer bestimmten Zeitperiode nach dem Ersatz eines Tintenspeicherelements, beispielsweise einer Tintenpatrone, auf das Normalniveau zurückgeführt wird. Weiterhin soll ein Warnsignal erzeugt werden, wenn das Tintenniveau sinkt, wobei das Warnsignal gelöscht werden soll, wenn ein Tintenspeicherelement durch ein neues ersetzt worden ist. ,

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beschreibung erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung zur Erklärung der Nachteile eines herkömmlichen Tintenstrahldruckers;
.

Fig. 2 ein Blockbild, das den Aufbau eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers darstellt;

Fig. 3 eine Teilschnittdarstellung der Einzelheiten des Aufbaus um eine Tintenpatrone des in Fig. 2 darge-

-1.1- DE 416JI.428434

stellten Druckers;

Fig. 4 ein Steuerungsdiagramm zur Erklärung der Betriebsweise eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels; 5

Fig. 5 eine Darstellung der Tintenniveauerfassung;

Fig. 6 und 7 Steuerungsdiagramme zur Erklärung der Betriebsweise eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels; und

Fig. 8 und 9 ein weiteres erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 8 ein den groben Aufbau darstellendes Blockbild und Fig. 9 ein Steuerungsdiagramm zur Erklärung der Betriebsweise dieses Ausführungsbeispiels ist.

In der folgenden Beschreibung wird die Erfindung anhand eines Tintenstrahldruckers dargestellt. Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnen dieselben Referenzzeichen, die auch in Fig. 1 gebraucht wurden, entsprechende Tei.le; eine in Einzelheiten gehende Beschreibung dieser Teile wird ausgelassen.

Fig. 2 zeigt den Grundaufbau eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines Tintenstrahldruckers.

In Fig. 2 dient eine auf einem Schlitten 1 sitzende Druckeinheit 7 zur Tintenversorgung für einen Tintenstrahlkopf 4. Die Druckeinheit 7 ist weiterhin in Form und Größe derart ausgebildet, daß sie keine Bildung von Luftblasen bei Hin- und Herbewegung des Schlittens 1 verursacht.

Rohre 17 und 18 sind mit einem Tank 3, der als erstes

Tintenspeicherelement dient, verbunden. Eine im Tank 3 gespeicherte Tintenmenge, die am TintenstrahLkopf 4 verbraucht worden ist, wird im Tank 3 durch eine Tintenpatrone 13, die als zweites TintenspeichereLement dient, durch diese Rohre 17 und 18 ergänzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Dosiergerät 11 zwischen den Rohren 17 und 18 angeordnet, um so eine ordnungsgemäße Verspritzung oder das ordnungsgemäße Tintenniveau durch Nachfüllen von Tinte aus der Tintenpatrone 13 in den Tank 3 wiederherzustellen, wenn die Tinte aufgrund von Blasenbildung im Tintenstrahlkopf nicht verspritzt werden kann oder dergleichen, oder wenn das Tintenniveau im Tank 3 abgesenkt ist.

Das Dosiergerät 11 kann eine Pumpe mit einer Membran sein, bei der der Druckförderungsabschnitt abgeschlossen ist, oder eine Rohrpumpe, bei der der Druckförderungsabschnitt geöffnet ist. Bei dem Gebrauch einer Pumpe, bei der der Druckförderungsabschnitt geschlossen ist, wird, während der Stillstandszeit der Pumpe, zwischen der Tintenpatrone 13 und dem Tank 3 ein Kanal hergestellt, um Auffüllung der Tinte aus der Tintenpatrone 13 in dem vom Tintenstrahlkopf 4 verbrauchten Ausmaß zu erlauben. Wenn jedoch das Dosiergerät .11 eine hohe Genauigkeit im Zufuhrbetrag aufweist, kann die Tintenzufuhr stetig auch während des Drückens durchgeführt werden.

Elektroden 5A und 5B stehen als Tintenniveauerfassungselemente in den Tank 3 vor. Diese Elektroden sitzen derart auf unterschiedlichen Niveaus, so daß der Leitungswiderstand durch die Tinte zwischen ihnen herabgesetzt wird, wenn das Tintenniveau 3A auf das Tintenmeldeniveau 3B unmittelbar oberhalb des Tintenstrah I kopfs 4 herabgesetzt ist. Die Elektroden 5A und 5B sind mit einer Warnvorrichtung 15 verbunden.

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Die Warnvorrichtung 15 weist einen Komperator zur Erfassung des Widerstands zwischen den Elektroden 5A und 5B sowie ihre periphere Logikschaltung, oder einen Mikrocomputer auf. Die Warnvorrichtung 15 beinhaltet auch eine Lichtsendevorrichtung 23, beispielsweise eine Lampe oder eine Leuchtdiode, und ein Warnsignalelement mit einem Summer oder dergleichen.

Wenn das Tintenniveau 3A im Tank 3 sinkt und das Tintenmeldeniveau 3B erreicht, bewirkt die Warnvorrichtung 15, daß die Warnvorrichtung und die Lichtsendevorrichtung 23 der Bedienungsperson einen Abfall im Tintenniveau signalisieren. Zur selben Zeit treibt ein Triebteil 19 das Dosiergerät 11 derart, daß es aus der Tintenpatrone 13 Tinte zum Tank 3 zuführt.

Ein Zeitgeberkreis 12 wird durch die Warnvorrichtung 15 derart gesteuert, daß er zu zählen beginnt, wenn das Tintenniveau im Tank 3 bei der Tintenzuführung durch das Dosiergerät 11 ansteigt und bei Erreichung des Tintenmeldeniveaus 3B erfaßt wird.

Der Zei tgeber kreis 12 bestimmt auf diese Art und Weise die gewöhnliche Betriebszeit des Dosiergeräts 11. Die normale Betriebszeit des Dosiergeräts 11 wird in Übereinstimmung mit der normalen Zufuhrkapazität derart bestimmt, daß die Tinte in einem derartigen Ausmaß zugeführt wird, daß sie ausgehend von dem Tintenmeldeniveau 3B das Normalniveau nahe einem Luftdurchlaß 10 im oberen Abschnitt des Tanks 3 erreicht. Wenn das Tintenniveau sinkt und die Elektroden 5A und 5B nicht langer das Tintenniveau erfassen, setzt die Warnvorrichtung 15 das Dosiergerät 11 in Betrieb. Aufgrund des Zufuhrbetriebs des Dosiergeräts 11 erfassen die Elektroden 5A und 5 B das Tinte η-niveau wieder. Dennoch wird die Tintenzufuhr nicht sofort

nach Erfassung des Tintenniveaus durch die Elektroden 5A und 5B gestoppt. Stattdessen wird das Dosiergerät für eine im Zeitgeberkreis 12 voreingestellte Zeitperiode in Betrieb gehalten und wird danach gestoppt.Ein A u s - gangssignal wird vom Zeitgeberkreis 12 zur Warnvorrichtung 15 gesendet.

Ein in Fig. 3 dargestellter Mechanismus ist um die Tintenpatrone 13 angeordnet.

Die Tintenpatrone 13 besteht aus einem Behälter mit einem Verbindungsdurchlaß 13A und einer Tintentasche 13B aus Kunststoffmaterial oder dergleichen. Obwohl nicht in Einzelheiten dargestellt, wird eine am distalen Ende des sich vom oben beschriebenen Dosiergerät 11 erstreckenden Rohrs 18 angeordnete Hohlnadel in die Tintentasche 13B gestochen, wodurch das Dosiergerät 11 mit der Tintentasche 13B verbunden ist. In' Fig. 3 wird die Tintenpatrone 13 im Verbindungszustand mit einer durchgezogenen Linie dar gestellt, während der Zustand vor der Verbindung durch eine strichpunktierte Linie dargestellt ist.

Wenn die Tintenpatrone 13 ersetzt werden muß, wird die leere Tintenpatrone 13 vom Rohr, 18 gezogen. Daraufhin wird eine mit Tinte gefüllte neue Tintenpatrone 13 aus der durch die strichpunktierte Linie angezeigten Stellung in Richtung auf eine Rast einer Grundplatte 25 eingesetzt, bis sie an der Rast anschlägt. Daraufhin wird die neue Tintenpatrone 13 auf das Rohr 18 gesetzt.

Wenn die Tintenpatrone 13 nicht aufgesetzt wird, befindet sich ein Verstellorgan 2 4 A eines Mikroschalters 24 in der durch die strichpunktierte Linie in Fig. 3 dargestellten Stellung. Wenn jedoch die-Tintenpatrone 13 aufgesetzt ist, wird das Verstellorgan 24A durch den Kopf der Tinten-

patrone 13 verschoben. Daraufhin wird ein Signal zu einem mit dem Mikroschalter 24 verbundenen Startkreis gesendet. Synchron mit der Vorder- oder der Abf a 11 f lanke des Kontakts des Startkreises 22, d.h., synchron mit dem Aufsetzen der Tintenpatrone 13, erzeugt der MikroschaLter 24 ein Startsignal. Dieses Ausgangssignal des Startkreises 22 wird in einen in Fig. 2 dargestellten Zeitgeberkreis 21 gegeben, der dann zu zählen beginnt. Der Zeitgeberkreis 21 beginnt zu zählen, wenn das Tintenniveau -3A im Tank 3 als niedriger als das Ti ntenme Ideni veau 3B erfaßt wird. Wenn das Tintenniveau 3A im Tank 3 bei Betrieb des Dosiergeräts 11 angehoben wird und das TintenmeIdeniveau 3B erreicht, wird das vom Zeitgeberkreis 21 gesendete Ausgangssignal durch das Triebteil 19 außer Betrieb gesetzt.

Eine vorbestimmte Zeit T im Zeitgeberkreis 21 wird

max

in Übereinstimmung mit der Zufuhrkapazität des Dosiergeräts 11 als maximale Zeitperiode festgesetzt, bei der eine leere Tintenpatrone 13 erfaßt wird, wenn das Tintenniveau durch die Elektroden 5A und 5B nach Betrieb des Dosiergeräts 11 während einer solchen maximalen Zeitperiode nicht erfaßt werden kann. In der Praxis wird diese vorbestimmte Zeit T derart bestimmt, daß sie einer Zeitperiode entspricht, die das Dosiergerät 11 benötigt, um den leeren Tank 3 auf das gewöhnliche Tintenniveau aufzufüllen. Der Zei tgeber krei s 21 ist über eine zweiseitig gerichtete Signallinie verbunden, wie in Fig. 2 dargestel It.

Die Betriebsweise des gesamten erfindungsgemäßen Druckers wird nun beschrieben.

Die Betriebsweise wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. beschrieben, und zwar für einen Fall, bei dem eine ausrei-

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chende Tintenmenge in der Tintenpatrone 13 verblieben ist. Fig. 4 ist ein Steuerungsdiagramm zur Erklärung des Betriebs jedes Teils und der Veränderungen des Tinten-

ni veaus.
5

Wenn das Tintenniveau 3A im in Fig. 3 dargestellten Tank 3 dem leeren Zustand am linken Ende entspricht und der Widerstand der Elektroden 5A und 5B unendlich groß wird (nicht Leitend), wird dies durch die Elektroden 5 A und 5B erfaßt. Ein entsprechendes Ausgangssignal setzt ein Warnsignalelement, beispielsweise einen Summer oder eine Lampe (Zeit t ' _n) in Betrieb, um die Bedienungsperson zu warnen, daß Tinte im Tank 3 fehLt und daß die Zufuhroperation durchgeführt wird. Nach einer kurzen Zeitverzögerung bewirkt die Warnvorrichtung 15 über das Triebteil 19, das das Dosiergerät 11 mit der Tintenzufuhroperation beginnt. Zur selben Zeit wird der Zeitgeberkrei s 21 als Steuerung für das Dosiergerät 11 in Betrieb gesetzt, um die maximaLe Zufuhrzeit T (Zeitt_n) abzuzähLen.

max O

In diesem FaLl, da eine ausreichende Tintenmenge in der Tintenpatrone 13 .verblieben ist, wird das Dosiergerät dazu gebracht, die Tinte aus der Tintenpatrone 13 durch das Rohr 18, das Dosiergerät 11 und das Rohr 17 dem Tank 3 zuzuführen. Das Tintenniveau 3A wird wie in Fig. 4 dargestellt erhöht und erreicht das Heideniveau 3B, bevor die maximale Zufuhrzeit T erreicht ist.

max

Wenn das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 3B erreicht, kommt die untere StirnfIäche der Elektrode 5A in Kontakt mit der Ti ntenoberf Lache, und die Elektroden 5A und 5B sind über die Tinte bei einem Widerstand von einigen 10 Kiloohm in Leitungsverbindung. Diese Verbindung wird durch die Warnvorrichtung 15 erfaßt.
35

In der Praxis ist am unteren Ende der Elektrode 5A häufig restliche Tinte 14 angelagert, wie in Fig. 5 dargestellt. Deshalb kommt das untere Ende der Tinte 14 mit dem ansteigenden Tintenniveau 3A in Verbindung, bevor das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 3B erreicht. Dann sind die Elektroden 5A und 5B in Leitungsverbindung, bevor das Tintenniveau 3A das Heideniveau 3B erreicht.

Wenn das Tintenniveau 3A erfaßt wird, wird der mit dem Triebteil 19 verbundene Zeitgeberkreis 12 eingestellt (Zeit t,. in Fig. 4). Das Dosiergerät 11 und die Warnsignalelemente verbleiben bis zu der Zeit t-, in Betrieb, bei der die normale, durch den Zeitgeberkreis 12 vorgegebene Betriebszeit abläuft.

Nachdem der Zeitgeberkreis 12 eingeschaltet ist, wird die im Zeitgeberkreis 21 vorgegebene maximale Zufuhrzeit

T vernachlässigt. Selbst wenn die maximale Zufuhrzeit max

T , von der Zeit t_n an gezählt, zwischen den Zeiten m 3 χ υ

t* und tp abläuft und der Zeitgeberkreis 21 ausgeschaltet wird, verbleiben das Dosiergerät 11 und die Warnsignalelemente in Betrieb. Wenn die maximale .Zufuhrzeit T ,

ΓΠ 3 X

von der Zeit t_Q an gezählt, nach der Zeit t_? verstreicht, werden das Dosiergerät 11 und die Warnsignalelemente zur Zeit t_? ausgeschaltet.

Während der Tintenzufuhroperation zwischen den Zeiten t₁ und t_ wird das Tintenniveau 3A im Tank 3 von dem Meldeniveau 3B auf ein dem Luftdurchlaß 10 entsprechendes Niveau angehoben.

Selbst wenn das Tintenniveau das Niveau des Luftdurchlasses 10 erreicht, hat der Luftdurchlaß 10 einen kleinen Durchmesser. Auch wenn die Tinte den Durchlaß 10 erreicht, wird sie wegen der auf die Tinte wirkenden Oberflächen-

Spannung bei Bewegung des Schlittens 1 nicht aus dem Tank 3 gesprüht.

Wenn das Tintenniveau 3A im Tank 3 nach dieser Operation aus irgendeinem Grunde unterhalb des Meldeniveaus 3B liegt, wird die oben beschriebene Operation so lange wiederholt, wie Tinte in der Tintenpatrone 13 ist. Wenn das Dosiergerät 11 in Betrieb gesetzt wird, wird der Zeitgeberkreis 21 in Betrieb gesetzt. Wenn die Tinte durch die Elektroden während einer gewöhnlichen Druckoperation erfaßt wird, wird das Dosiergerät 11 während einer durch den Zeitgeberkreis 12 bestimmten Zeitperiode betrieben. Nachdem der Betrieb des Dosiergeräts 11 beendet ist, wird der Zeitgeberkreis 21 durch die Warnvorrichtung 15 zurückgestellt.

Während der Tintenauffüllung wird das Dosiergerät 11 für die vom Zeitgeberkreis 12 vorbestimmte Zeit betrieben. Das Dosiergerät 11 wird nicht unmittelbar nach der Tintenerfassung durch die Elektroden 5A und 5B abgeschaltet. Deshalb kann durch eine einfache Operation das Tinten niveau im Tank 3 auf ein vorbestimmtes, dem als Kapillar kanal ausgebildeten Luftdurchlaß 10 entsprechendes Niveau angehoben werden. ,

Die Operation wird nun mit Bezug, auf das in Fig. 6 dargestellte Steuerungsdiagramm dargestellt, und zwar für einen Fall, bei dem die Tintenpatrone 13 leer ist.

Wenn die Elektroden 5A und 5B erfassen, daß das Tintenniveau unter das Heideniveau gesunken ist, wird zur Zeit t'_n die Lichtquelle 23 eingeschaltet, wie in Fig. 6 dargestellt. Zur selben Zeit wird die Warnvorrichtung eingeschaltet und der oben beschriebene Zeitgeberkreis 21 läuft an. Nach einer dem Mechanismus inhärenten kurzen Verzögerung läuft das Dosiergerät 11 an und wird während der normalen vom Zeitgeberkreis 21 bestimmten Betriebszeit bet rieben.

Wenn fast keine Tinte mehr in der Tintenpatrone 13 verblieben ist, steigt das Niveau im Tank 3 sehr Langsam, wie durch die unterste Linie in Fig. 6 dargestelLt.

Wenn die Tinte durch die Elektroden 5A und 5B nicht erfaßt werden kann, verbleibt das Dosiergerät 11 in Betrieb, bis die vorbestimmte Zeit T des Zeitgeberkreises 21

m 3 x

abläuft. Während dieser vorbestimmten Zeit T werden

max

die Warnvorrichtung und die Lichtquelle 23 betrieben.·

Wenn die Elektroden 5A und 5B die Tinte nicht erfassen können, obwohl die vorbestimmte Zeit T des Zeitgeber-

max ^a

kreises 21 abgelaufen ist, beendet die Warnvorrichtung 15 den Betrieb des Dosiergeräts 11 zur Zeit t_, und ändert

den Betriebszustand der Lichtquelle 23 in einen blitzenden Zustand um. Dadurch wird die Betriebsperson darauf aufmerksam gemacht, daß eine Tintenpatrone 13 ersetzt werden muß. Zu dieser Zeit bleibt die Warnvorrichtung in Betrieb, wie in Fig. 6 beschrieben.

Die Operation wird nun unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben, und zwar für einen Fall, bei dem die Tintenpatrone 13 ersetzt wird.

Wie in Zusammenhang mit-Fig. 6 gezeigt, wird ein eine leere Tintenpatrone anzeigende

des Warnsignal erzeugt. Die Operation, nachdem die Bedienungsperson die Leere Tintenpatrone durch eine neue ersetzt hat, wird dargestellt.

Wenn die Tintenpatrone 13 durch eine neue ersetzt wird, wird der Mikroschalter 24 in Betrieb gesetzt, und der Startkreis 22 sendet ein Startsignal, um den Zeitgeberkreis 21 anlaufen zu lassen. Ein Signal vom Zeitgeber kreis 21 schaltet die Lichtquelle 23 zur Zeit t'_ ein, die einen Bedarf für eine Tintenpatrone anzeigende Blitzwarnung wird gelöscht, und das Dosiergerät 11 läuft an. Wie in der vierten Reihe in Fig. 7 gezeigt. Läuft der Zeitgeberkreis 12 auf Erfassung der Tinte durch die Elektroden 5A und 5B zur Zeit t- an. Das Dosiergerät 11, die Lichtquelle 23 und die Warnvorrichtung bleiben bis zur Zeit

tp in Betrieb, zu der die dem Zeitgeberkreis 12 vorgegebene Zeit endet. Die AuffüLLung der Tinte im Tank 3 wird durch den Ersatz der Tintenpatrone 13 ermöglicht, und die Tinte wird durch das Dosiergerät 11 bis auf ein vorbestimmtes Niveau wieder aufgefüllt. Zur selben Zeit kann die Bildung von Luftblasen oder Tintenverfestigung verhindert werden. Während einer solchen Operation werden die Luftblasen im Tintenstrahlkopf 4 nicht einfach durch den Tintenniveauanstieg wie bei einem herkömmlichen Drucker sondern verläßlich durch das Dosiergerät 11 beseitigt. Wenn die Tinte durch die Elektroden erfaßt wird, wird das Dosiergerät nicht sofort angehalten, sondern es wird nach einer vorbestimmten Zeitperiode angehalten, damit das Tintenniveau ein vorbestimmtes Niveau erreichen kann.

Aus diesem Grund kann, auch wenn das Tintenniveau im Tank 3 wegen eines während einer langen Zeitperiode andauernden Stillstands abgesunken ist, Tinte leicht bis auf ein vorbestimmtes Niveau aufgefüllt werden, und die Nichtverspritzung der Tinte durch die Düse kann verhindert werden.

Sofort nach der Tintenauffüllung beim Ersatz der Tintenpatrone 13 kann zuverlässig gedruckt werden.

Ein anderes erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel wird mit Bezug auf die Fig. 8 und 9 beschrieben. Bezugnehmend auf die Fig. 8 und 9 bezeichnen gleiche Referenzzeichen wie in Fig. 1 bis 7 gleiche Elemente. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Elektroden 5A und 5B mit einem Flüssigkeitsniveaufühler 31 verbunden. Das Mittel zur Erfassung der Tintenmenge weist die Elektroden 5A und 5B sowie den Flüssigkeitsniveaufühler 31 auf. Die Erfassungsmethode kann jedoch irgendeine andere bekannte Methode sein.

Der Flüssigkeitsniveaufühler 31 erfaßt über die Elektroden 5A und 5B ein Tintenniveau 3A in einem Tank 3. Ein Erfas-

sungssignaL vom Fühler 31 bewirkt, daß ein in ihm enthaltenes Warnelement eine Warnoperation durchführt. Das Erfassungssignal setzt über ein Triebteil 19 auch ein Dosiergerät 11 in Betrieb. Der Fühler 31 beinhaltet einen Komparator (nicht dargestellt) zur Erfassung des Widerstands zwischen den Elektroden 5A und 5B sowie eine diesen umgebende logische Schaltung. Ein Warnsignalelement (nicht dargestellt), beispielsweise ein Summer oder eine Lampe, ist Diit dem Fühler 31 verbunden.
IO

Als Steuerelement zur Steuerung der Betriebszeit des Dosiergeräts 11 und der Warnsignalelemente ist ein Zeitgeberkreis 32 mit dem Flüssigkeitsniveaufühler 31 verbunden. Erste und zweite Zeitverzögerungen DT1 und DT2 sind in dem Zeitgeberkreis 32 vorgegeben.

Die erste Zeitverzögerung DT1 ist ein Zeitraum zur Aufrechterhaltung des Betriebs des Dosiergeräts 11 nach der Erfassung des Niveaus 3A auf dem Meldeniveau 3B nach einer Warnung und einer Tintenzufuhroperation bei einem Absinken des Tintenniveaus. Diese erste Verzögerungszeit DT1 ist als normale Bet ri.ebszei t des Dosiergeräts 11 vorgegeben, die dazu benötigt wird, eine Tintenmenge zuzuführen, die es erlaubt, daß.das Tintenniveau 3A im Tank 3 vom Heldeniveau 3B auf das Niveau des Luftdurchlasses 10 ansteigt.

Die zweite Verzögerungszeit DT2 ist ein Zeitraum zur Aufrechterhai tung des Betriebs der Warnsignalelemente nach der oben beschriebenen Erfassungszeit. Die zweite Verzögerungszeit DT2 wird langer als die erste Verzögerungszeit DT1 vorgegeben. Der Unterschied zwischen der ersten Verzögerungszeit DT1 und der zweiten Verzögerungszeit DT2 wird auf die Zeit festgesetzt, die für die zusammengedrückte Luftschicht 20 notwendig ist, um wieder atmosphä-Tischen Druck herzustellen, wenn die Luftschicht 20 über

dem Tintenniveau 3A im Tank 3 durch den Anstieg des Tintenniveaus 3A zusammengedrückt wird.

Die Warnungs- und Tintenzufuhroperationen dieses AusführungsbeispieLs mit dem obigen Aufbau wird unter Bezugnahme auf Fig. 9 beschrieben. Fig. 9 ist ein Steuerungsdiagramm zur Erklärung der Betriebsweise jedes Elements und der Veränderungen des Tintenniveaus bei diesem Ausführungsbeispiel. In diesem Fall ist angenommen, daß eine ausreichende Tintenmenge im Tintentank 33 verblieben ist.

Es sei ein Fall angenommen, bei dem das Tintenniveau im Tank 3 herabgesetzt ist und der Tank 3 leer wird, wie in Fig. 9 dargestellt, wenn der Drucker für eine lange Zeitperiode nicht benutzt wird oder Luft eingedrungen ist. In diesem Fall wird der Widerstand zwischen den Elektroden 5A und 5B unendlich groß (nicht leitend); das wird durch den Fluss igkeits'niveaufühler 31 erfaßt. Daraufhin setzt ein Ausgangssignal vom Fühler 31 die Warnsigna le Iemente in Betrieb (Zeit t¹«), so daß die Bedienungsperson darauf aufmerksam gemacht wird, daß im Tank 3 keine Tinte mehr ist und daß .eine Tintenzufuhroperation durchgeführt wird.

Nach einer kurzen Zeitverzögerung schaltet das Ausgangssignal vom Fühler 31 über das Triebteil 19 das Dosiergerät 11 ein, und die Tintenzufuhroperation läuft an (Zeit V-

In diesem Fall, da eine ausreichende Tintenmenge im Tintentank 33 ist, wird die Tinte aus dem Tintentank 33 über ein Rohr 18, das Dosiergerät 11 und ein Rohr 17 dem Tank 3 zugeführt. So steigt das Tintenniveau 3A im Tank 3 allmählich an. Wenn das Tintenniveau 3A das Heideniveau 3B erreicht, wird die untere Stirnfläche der Elektrode 5A

mit der TintenoberfLäche in Berührung gebracht. Dadurch stehen die Elektroden 5A und 5B über die Tinte bei einem Widerstand von einigen 10 Kiloohm wieder in Leitungsverbindung, und diese Leitungsverbindung wird durch den Fühler 31 erfaßt.

In der Praxis, wie in Fig. 5 dargestellt. Lagert sich restliche Tinte 14 am unteren Ende der Elektrode 5A an. Daraufhin kommt das untere Ende der Elektrode 5A in kontakt mit dem Niveau 3A, bevor das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 3B erreicht. So sind die Elektroden 5A und 5B wieder in Leitungsverbindung, bevor das Niveau 3A das Niveau 3B errei cht.

Wenn das Tintenniveau 3A erfaßt wird, schaltet das Ausgangssignal des Fühlers 31 den Zeitgeberkreis 32 ein (Zeit t. in Fig. 9). Der Zeitgeberkreis 32 beginnt, die erste DT1 und die zweite Verzögerungszeit DT2 abzuzählen.

Das Dosiergerät 11 bleibt während der ersten Verzögerungszeit DT1 nach der Erfassungszeit t* in Betrieb und wird zur Zeit t- abgeschaltet. Die Warnsignalelemente bleiben während der zweiten Verzögerungszeit DT2 nach der Erfassungszeit t* in. Betrieb, wobei die zweite Verzögerungszeit DT2 länger ist aLs die erste Verzögerungszeit DT1 . Die WarnsignaLelemente werden zur Zeit t,, die später ist als die Zeit tp, ausgeschaltet.

Während der Tintenzufuhroperation während des Zeitraums zwischen der Zeit t₁ und der Zeit tp, wird das Tintenniveau 3A im Tank 3 vom Niveau 3B zu dem erwünschten, dem Niveau des Luftdurchlasses 10 entsprechenden Niveau angehoben.

Selbst wenn das Flüssigkeits- oder Tintenniveau den Luft-

durchlaß 10 erreicht, hat der LuftdurchLaß 10 einen kLeinen Durchmesser. Selbst wenn die Tinte in den Durchlaß 10 eindringt, wird sie deshalb bei Bewegung des Schlittens oder dergleichen aufgrund der Oberflächenspannung nicht nach außen verspritzt.

Wenn die Zuwachsrate der Tintenmenge im Tank 3 während dieser Zufuhroperation größer ist als die Abnahmerate der Luftmenge einer Luftschicht 20, die durch den'Luftdurchlaß 10 oder einen Tintenstrahlkopf 4 aus dem Tank 3 ausgelassen wird, wird die Luftschicht 20 zusammengedrückt, und ihr Druck wird über den atmosphärischen Druck erhöht.

Wenn der Druck der Luftschicht 20 über den atmosphärischen Druck angestiegen ist, kann kein normaler Druckvorgang durchgeführt werden. Während des Zeitraums zwischen dem Ende t-, der Zufuhroperation und dem Ende t, der Warnoperation wird der Druck der Luftschicht 20 auf den atmosphäri- sehen Druck zurückgeführt. Dadurch wird die Bedienungsperson darauf aufmerksam gemacht, daß während dieser Zeit kein Druckvorgang durchgeführt werden kann. Nach Ende der Warnoperation wird darauf aufmerksam gemacht, daß der Drucker nun im normalen Zustand ist.

Wenn das Tintenniveau 3A im Tank nach der oben beschriebenen Warn- und Zufuhroperation niedriger ist als das Meldeniveau 3B, wird die obige Operation so lange wiederholt, wie eine ausreichende Tintenmenge im Tintentank 33 ver blieben ist.

In Übereinstimmung mit den Warn- und Zufuhroperationen

dieses Ausführungsbeispiels wird, wenn das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 3B bei der Zufuhroperation erreicht, das Dosiergerät 11 während der ersten Verzögerungszeit

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DT1 nach der Erfassungszeit im Betriebszustand gehalten. Deshalb wird das Tintenniveau. 3A über das HeLdeniveau 3B erhöht.

Die Warnsignalelemente laufen nach der Erfassungszeit während der zweiten Verzögerungsze it DT2 weiter, die langer als die erste Verzögerungszeit DT1 ist.

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen AusführungsbeispieLe beschränkt. Beispielsweise ist das Dosiergerät 11 zwischen dem Tank 3 und der Tintenpatrone 13 angeordnet. Bei einer Saugfüllvorrichtung jedoch können das distale Ende des Tintenstrahl Ikopf 4 und der Luftdurchlaß 10 durch Saugen gezogen werden, um so die Tinte aus der Tintenpatrone 13 in den Tank 3 aufzu f ü Ilen. Falls die Tintenpatrone 13 oberhalb des Tanks 3 angeordnet ist, ist kein Dosiergerät 11 nötig, und die Tinte kann dennoch automatisch zugeführt werden. Ein Mittel zur Steuerung der Tintenzufuhr kann ein elektromagnetisches Ventil aufweisen. Wenn die Tintenpatrone ersetzt wird, während das Tintenniveau im Tank 3 oberhalb des Heideniveaus 3B liegt, wird keine Tinte zugeführt.

Der Summer in der Warnvorrichtung, 15 der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann beim blitzenden Zustand der Lampe 23 angeschaltet sein, so daß ein Warnsignal nur in einem tatsächlich abnormalem Zustand gegeben wird. Die Erfindung ist nicht auf einen Tintenstrahldrucker begrenzt, sondern kann auch bei einer Druckvorrichtung benutzt werden, die durch Zuteilen von Tinte und anlagern von Tinte auf einem zu bedruckenden Medium durch elektrische Anziehungskraft druckt.

Ein Tintenstrahldrucker hat einen Tank mit Tinte darin, ein Tintenstrahldruckkopf zum Drucken auf ein Papierblatt,

eine Tintenkassette zum Speichern eines Tintenvorrats, Elektroden zur Erfassung eines Tintenniveaus im Tank, ein Dosiergerät zur Zufuhr der Tinte aus der Tintenpatrone zum Tank, wenn die Elektroden erfassen, daß das Tintenniveau im Tank unterhalb eines vorbestimmten Niveaus ist, einen Zeitgeberkreis, der dem Dosiergerät ermöglicht, eine zusätzliche Tintenmenge in den Tank nachzufüllen,

* · auch nachdem das Tintenniveau ein normales Niveau erreicht

• hat, und eine Warnvorrichtung zur Warnung der Bedienungsperson, falls das Tintenniveau nach einer bestimmten Zeitperiode nach Inbetriebnahme des Dosiergeräts das normale Niveau nicht erreicht hat.

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Claims

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Druckvorrichtung, gekennzeichnet durch ein erste?"Tintenspeicherelement (3) zur Tintenspeicherung, ein Druckelement (4) zum Drucken durch Anlagern von Tropfen der in dem ersten Tintenspeicherelement (3) gespeicherten Tinte an ein zu bedruckendes Medium, ein zweites Ti ntenspei cherelement (13), das abnehmbar auf einem Hauptkörper der Druckvorrichtung sitzt und dazu dient, die Tinte zu speichern, und ein Zufuhrelement (Ϊ1) zur Zufuhr der Tinte aus dem zweiten Tintenspeichere lement (13) in das erste Tintenspeicherelement (37, falls das zweite Tintenspeicherelement (13) als auf dem Hauptkörper sitzend erfaßt ist.
2. Druckvorrichtung.nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Ti ntenspei cherelement (13) ein ZeitvOrgabeelement (12) zur Inbetriebsetzung des Zufuhrelements (11) für eine bestimmte Zeitperiode nach Aufsetzen des zweiten Tintenspeicherelements (13) auf den Hauptkörper hat.

Dresdner Bank (München) KIo 3939 644

Bayer Veretnsbank (Munchc" KIo 508941

Poslscneck (München) Wo 670-43-804

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3. Druckvorrrichtung nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch Elemente (5 A , 5B) zur Erfassung eines Flüssigkeitsniveaus im ersten Tintenspeicherelement (3), und Warnelemente (15) zur Erzeugung einer Warnung, falls das Flüssigkeitsniveau im ersten TintenspeichereLement (3) unterhalb eines vorbestimmten Niveaus bleibt, nachdem das Zufuhrelement Ϊ11) für eine vorbestimmte Zeitperiode durch das Zeitvorgabeelement (12). in Betrieb gesetzt ist.
4. Druckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, weiterhin gekennzeichnet durch Elemente (5 A , 5B) zur Erfassung des Flüssigkeitsniveaus im ersten Tintenspeicherelement

. P- (3) und ein weiteres Zeitvorgabeelement (21) zur Inbetriebsetzung des Zufuhrelements (11) für eine weitere vorbestimmte Zeitperiode, wenn das Flüssigkeitsniveau im ersten Tintenspeicherelement (3) das vorbestimmte Niveau durch den Betrieb des Zufuhrelements (11) er^reicht-
5. Druckvorrichtung, gekennzeichnet durch Tintenspeicherelemente (3, 13) zur Tintenspeicherung, Elemente zum Drucken durch Anlagern von Tröpfchen der in den

oc Tintenspeicherelementen (3) gespeicherten Tinte an ein zu bedruckendes Medium, Fühlerelemente (5A, 5B) zur Erfassung eines Flüssigkeitsniveaus in den Tintenspeicherelementen (3) und Elemente (11) zur Zufuhr der Tinte in die Tintenspeicherelemente (3) während einer bestimmten Zeitperiode, die dem durch die Fühlerelemente (5A, 5B) erfaßten Ergebnis entspricht.
6. Druckvorrichtung nach Anspruch 5, weiterhin gekennzeichnet durch Warnelemente (15) zur Erzeugung einer Warnung, wenn der Flüssigkeitsspiegel im Tintenspei cherelement (3) nach einer für eine bestimmte Zeit-

Periode erfolgten Inbetriebnahme des ZufuhrI elements (11) nicht ein vorbestimmtes Niveau erreicht.
7. Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge-5

kennzeichnet, daß das Zufuhrelement (11) Zeitvorgabeelemente (12, 21) zur Durchführung der Tintenzufuhr für eine erste vorbestimmte Zeitperiode aufweist, wenn das Flüssigkeitsniveau im Tintenspeicherelement (3) . niedriger als ein vorbestimmtes Niveau ist, und zur Durchführung der Tintenzufuhr während einer zweiten vorbestimmten Zeitperiode, wenn das Flüssigkeitsniveau das vorbestimmte Niveau erreicht,

.,.
8. Druckvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnelemente (15, 23) in anderer Weise warnen, als sie während einer vorbestimmten Zeitperiode während der Inbetriebsetzung des Zufuhrelements (11) warnen.
9. Druckvorrichtung, gekennzeichnet durch Tintenspei chere lemente (3) zur Tintenspeicherung. Elemente (4) zum Drucken durch Anlagern von Tröpfchen der im Tintenspeicherelement (3) gespeicherte Tinte an ein zu bedruckendes Medium, Zufuhrelemente (11)'zur Zufuhr der Tinte, damit die Tinte im Tintenspeicherelement (3) aufgefüllt wird, und Warnelemente (15, 23) mit einer ersten Warnweise zur Warnung,daß das Zufuhrelement (11) in Betrieb ist, und einer zweiten Warnweise, die anzeigt, daß eine Zufuhroperation des Zufuhrelements (11) nicht normal verläuft.
10. Druckvorrichtung nach Anspruch 9, weiterhin gekennzeichnet durch Fühlerelemente (5A, 5B) zur Erfassung eines Flüssigkeitsniveaus im Tintenspeicher-

element (3), und Zeitvorgabeelemente (12, 21; 32) zur Inbetriebsetzung des Zufuhrelements (11) für eine vorbestimmte Zeitperiode, wobei die Warnelemente (15, 23)

in der zweiten Warnweise warnen, wenn das Flussigkeits-5

niveau im Tintenspeicherelement (3) auch nach der Inbetriebnahme des Zufuhrelements (11) für eine vorbestimmte Zeitperiode nicht normal ist.
11. Druckvorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitvorgabeelemente (12, 21; 32) in Betrieb gehen, wenn die Fühlerelemente (5A, 5B) einen Abfall im Flüssigkeitsniveau im Tintenspeicherelement (3) erfassen.
12. Druckvorrichtung nach Anspruch 10, weiterhin

gekennzeichnet durch ein weiteres Tintenspeicherelerne nt (33), das abnehm b.a r auf einem Hauptkörper der Druckvorrichtung angebracht ist und bei dem das Zeit-2Q vorgabeetement (32) anläuft, wenn das andere Tintenspeicherelement (33) auf den Hauptkörper gesetzt wird.
13. Druckvorrichtung, gekennzeichnet durch ein erstes Tintenspeicherelement (3) zur Tintenspeicherung,

ok Elemente (4) zum Drucken durch Anlagern von Tröpfchen der im ersten Tintenspeicherelement (3) ge-'" speicherten Tinte an ein zu bedruckendes Medium, Elemente (5A, 5B, 31) zum Erfassen eines Flüssigkeitsniveaus im ersten Tintenspeicherelement (3), ein zweites Tintenspeicherelement (33),das ersetzbar auf einen Hauptkörper der Druckvorrichtung gesetzt ist und dazu dient, das erste Tintenspeicherelement (3) mit Tinte zu versorgen, wenn das zweite Tintenspeicherelement (33) auf den Hauptkörper gesetzt ist, und Warnelemente (15, 23) zur Erzeugung einer Warnung, wenn das Flüssigkeitsniveau im ersten Tintenspeicher-

element (3) nach dem Aufsetzen des zweiten Tintenspeicherelement s (33) auf den Hauptkörper nicht innerhalb einer bestimmten Zeitperiode normal ist.
14. Druckvorrichtung mit einem ersten Tintenspeicherelement (3) zur Tintenspeicherung, Elementen (4) zum Drucken durch Anlagern von Tintentröpfchen an ein zu bedruckendes Medium, Elementen (5A, 5B, 31) zur Er-" fassung eines Flüssigkeitsniveaus der Tinte im ersten Tintenspeicherelement (3), einem zweiten Tintenspeicherelement (33), das ersetzbar auf einen Hauptkörper des Druckelements aufgesetzt ist und dazu dient, die in ihm enthaltene Tinte dem ersten Tintenspeicherelement

(3) zuzuführen, und Warne Lementen (15, 23) zur Erzeugung einer Warnung, wenn das Flüssigkeitsniveau im ersten Tintenspeicherelement (3) herabgesetzt ist, und zum Löschen der Warnung, wenn das zweite TintenspeichereLement (33) aufgesetzt ist.
15. Druckvorrichtung nach Anspruch 14, weiterhin gekennzeichnet durch ein Zeitvorgabeelement (32) zum Löschen der Warnung der Warnelemente (15, 23) für eine vorbestimmte Zeitperiode nach dem Ersatz des zweiten TintenspeichereLements (33).
16. Druckvorrichtung, gekennzeichnet durch TintenspeichereLemente (3, 33) zur Ti ntenspeicherung, Elemente (4) zum Drucken durch Anlagerung von Tröpfchen

"0 der im Tintenspeicherelement (3) gespeicherten Tinte an ein zu bedruckendes Medium, Elemente (5A, 5B, 31) zur Erfassung eines Flüssigkeitsniveaus im Tintenspeicherelement (3), ein Element zum Auffüllen der Tinte im TintenspeichereLement (3), wenn das Flüssig-

^° keitsniveau im Tintenspeicherelement (3) niedrig ist, und Warnelemente (15, 23) zur Erzeugung einer Warnung

in einer Betriebsperiode des AuffüLLeLements und für eine vorbestimmte Zeitperiode nach dem eine Operation des AuffüLLeLements durchgeführt ist.