DE3428434C2

DE3428434C2 - Druckvorrichtung

Info

Publication number: DE3428434C2
Application number: DE3428434A
Authority: DE
Inventors: Koji Terasawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1983-08-02
Filing date: 1984-08-01
Publication date: 1995-09-14
Anticipated expiration: 2004-08-02
Also published as: US4636814A; DE3428434A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Druckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine Druckvorrichtung, die mit der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Druckvorrichtung vergleichbar ist, ist aus der US-PS 41 78 595 bekannt. Die dort gezeigte Druckvorrichtung umfaßt eine erste Tintenspeichervorrichtung, die einer Druckeinheit Tinte zum Aufbringen von Tintentropfen auf ein zu bedruckendes Medium liefert, eine zweite Tintenspeichereinrichtung, aus der mittels einer Tintenfördereinrichtung Tinte in die erste Tintenspeichereinrichtung zuführbar ist, eine Tintenniveauermittlungseinrichtung, die beim Unterschreiten eines vorbestimmten Tintenmeldeniveaus und der ersten Tintenspeichereinrichtung ein erstes Ermittlungssignal erzeugt, eine Zeitvorgabeeinrichtung, die nach ihrer Aktivierung während eines vorbestimmten Zeitintervalls aktiviert bleibt und eine Steuereinrichtung, die auf das Ermittlungssignal hin die Tintenfördereinrichtung in Betrieb setzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Druckvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart weiterzubilden, daß in der ersten Tintenspeichereinrichtung durch ein automatisches Nachfüllen von Tinte stets ein hoher Tintenfüllstand während des Betriebes der Druckvorrichtung gewährleistet ist.

Diese Aufgabe wird durch eine Druckvorrichtung mit allen im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen auf besonders vorteilhafte Art und Weise gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

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

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

Fig. 3 eine Teilschnittdarstellung der Einzelheiten des Aufbaus um eine Tintenpatrone des in Fig. 2 dargestellten Druckers;

Fig. 4 ein Steuerdiagramm zur Erklärung der Betriebsweise des Ausführungsbeispiels;

Fig. 5 eine Darstellung der Tintenniveauerfassung;

Fig. 6 und 7 weitere Steuerungsdiagramme zur Erklärung der Betriebsweise des Ausführungsbeispiels; und

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

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

Gemäß 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 Tintenstrahlkopf 4 mit einem piezoelektrischen Element ist auf einer Oberfläche des Schlittens 1 angeordnet, die dem zu bedruckenden Medium gegenüberliegt. Wenn er bewegt wird, spritzt der Tintenstrahlkopf 4 Tinte aus einer Tintenspeichereinrichtung in Form eines Tanks 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 auf der rechten Seite und einen Tintenzufuhrabschnitt für den Tintenstrahlkopf 4 auf der linken Seite geteilt. Der Tank 3 hat diesen Aufbau, um die Tintenniveauschwankung bei der Hin- und Herbewegung des Schlittens oder die Bildung von Luftblasen zu minimieren.

Bei dem 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 Komparatorschaltung oder dergleichen erfaßt, um das Tintenniveau im Tank 3 zu erfassen. Darauf gibt ein auf dem Kopf oder dergleichen angeordneter Warnsignalgeber 15 oder dergleichen ein Signal 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 Tintenstrahlkopfes 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 Tinte erhöht 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.

Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispielen bezeichnen dieselben Referenzzeichen, die auch in Fig. 1 gebraucht wurden, entsprechende Teile; eine in Einzelheiten gehende Beschreibung dieser Teile wird ausgelassen.

Fig. 2 zeigt den Grundaufbau eines 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 erste Tintenspeichereinrichtung 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 zweite Tintenspeichereinrichtung dient, durch diese Rohre 17 und 18 ergänzt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Tintenfördereinrichtung 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.

Die Tintenfördereinrichtung 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 die Tintenfördereinrichtung 11 eine hohe Genauigkeit im Zufuhrbetrag aufweist, kann die Tintenzufuhr stetig auch während des Druckens durchgeführt werden.

Elektroden 5A und 5B stehen als Tintenniveauerfassungselemente bzw. als Tintenniveau-Ermittlungseinrichtung in den Tank 3 vor. Diese Elektroden sitzen 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 Tintenstrahlkopfs 4 herabgesetzt ist. Die Elektroden 5A und 5B sind mit einer Warnvorrichtung 15 verbunden.

Die Warnvorrichtung 15 weist einen Komparator 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 Ansteuerkreis 19 die Tintenfördereinrichtung 11 derart, daß es aus der Tintenpatrone 13 Tinte zum Tank 3 zuführt.

Eine Zeitvorgabeeinrichtung bzw. 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 Zeitgeberkreis 12 bestimmt auf diese Art und Weise die gewöhnliche Betriebszeit der Tintenfördereinrichtung 11. Die normale Betriebszeit der Tintenfördereinrichtung 11 wird in Übereinstimmung mit der normalen Zufuhrkapazität dertart 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 länger das Tintenniveau erfassen, setzt die Warnvorrichtung 15 das Dosioergerät 11 in Betrieb. Aufgrund des Zufuhrbetriebs der Tintenfördereinrichtung 11 erfassen die Elektroden 5A und 5b Das Tintenniveau wieder. Dennoch wird die Tintenzufuhr nicht sofort nach Erfassung des Tintenniveaus durch die Elektroden 5A und 5B gestoppt. Stattdessen wird die Tintenfördereinrichtung 11 für eine im Zeitgeberkreis 12 voreingestellte Zeitperiode in Betrieb gehalten und wird danach gestoppt. Ein Ausgangssignal 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 eienem 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 von der oben beschriebenen Tintenfördereinrichtung 11 erstreckenden Rohrs 18 angeordnete Hohlnadel in die Tintentasche 13B gestochen, wodurch das Dosiergerät 11 mit der Tintentasche 13B verbunden ist. In Fig. 3 ist die Tintenpatrone 13 im Verbindungszustand mit einer durchgezogenen Linie dargestellt, 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 24A 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 Tintenpatrone 13 verschoben. Daraufhin wird ein Signal zu einem mit einem Mikroschalter 24 verbundenen Startkreis 22 gesendet. Synchron mit der Vorder- oder der Abfallflanke 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 Zeitgeberkreis 21 beginnt zu zählen, wenn das Tintenniveau 3A im Tank 3 als niedriger als das Tintenmeldeniveau 3B erfaßt wird. Wenn das Tintenniveau 3A im Tank 3 bei Betrieb der Tintenfördereinrichtung 11 angehoben wird und das Tintenmeldeniveau 3B erreicht, wird das vom Zeitgeberkreis 21 gesendete Ausgangssignal durch den Ansteuerkreis 19 außer Betrieb gesetzt.

Eine vorbestimmte Zeit T_max im Zeitgeberkreis 21 wird in Übereinstimmung mit der Zufuhrkapazität der Tintenfördereinrichtung 11 als maximale Zeitperiode festgesetzt, über die eine leere Tintenpatrone 13 erfaßt wird, wenn das Tintenniveau durch die Elektroden 5A und 5B nach Betrieb der Tintenfördereinrichtung 11 während einer solchen maximalen Zeitperiode nicht erfaßt werden kann. In der Praxis wird diese vorbestimmte Zeit T_max derart bestimmt, daß sie einer Zeitperiode entspricht, die die Tintenfördereinrichtung 11 benötigt, um den leeren Tank 3 auf das gewöhnliche Tintenniveau aufzufüllen. Der Zeitgeberkreis 21 ist über eine zweiseitig gerichtete Signalleitung verbunden, wie in Fig. 2 dargestellt.

Im folgenden wird die Betriebsweise des gesamten Druckers beschrieben.

Die Betriebsweise wird zunächst unter Bezugnahme auf Fig. 4 beschrieben, und zwar für einen Fall, daß eine ausreichende Tintenmenge in der Tintenpatrone 13 verblieben ist. Fig. 4 ist ein Steuerungsdiagramm zur Erklärung des Betriebs und der Veränderungen des Tintenniveaus.

Wenn das Tintenniveau 3A im in Fig. 2 dargestellten Tank 3 dem leeren Zustand entspricht und der Widerstand der Eletkroden 5A und 5B unendlich groß wird (nicht leitend), wird dies durch die Elektroden 5A und 5B erfaßt. Ein entsprechendes Ausgangssignal setzt ein Warnsignalelement, beispielsweise einen Summer oder eine Lampe (Zeit t′₀) in Betrieb, um der Bedienungsperson anzuzeigen, daß Tinte im Tank 3 fehlt und daß die Zufuhroperation durchgeführt wird. Nach einer kurzen Zeitverzögerung bewirkt die Warnvorrichtung 15 über das Triebteil 19, daß die Tintenfördereinrichtung 11 mit der Tintenzufuhroperation beginnt. Zur selben Zeit wird der Zeitgeberkreis 21 als Steuerung für die Tintenfördereinrichtung 11 in Betrieb gesetzt, um die maximale Zufuhrzeit T_max (Zeit t₀) abzuzählen.

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

Wenn das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 3B erreicht, kommt die untere Stirnfläche der Elektrode 5A in Kontakt mit der Tintenoberfläche, 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.

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 Meldeniveau 3B erreicht.

Wenn das Tintenmeldeniveau 3B erreicht wird, wird der mit dem Ansteuerkreis 19 verbundene Zeitgeberkreis 12 eingestellt (Zeit t₁ in Fig. 4). Die Tintenfördereinrichtung 11 und die Warnsignalelemente verbleiben bis zu der Zeit t₂ 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_max vernachlässigt. Selbst wenn die maximale Zufuhrzeit T_max, von der Zeit t₀ an gezählt, zwischen den Zeiten t₁ und t₂ abläuft und der Zeitgeberkreis 21 ausgeschaltet wird, verblieben die Tintenfördereinrichtung 11 und die Warnsignalelemente in Betrieb. Wenn die maximale Zufuhrzeit T_max, von der Zeit t₀ an gezählt, nach der Zeit t₂ verstreicht, werden die Tintenfördereinrichtung 11 und die Warnsignalelemente zur Zeit t₂ ausgeschaltet.

Während der Tintenzufuhroperation zwischen den Zeiten t₁ und t₂ wird das Tintenniveau 3A im Tank 3 von dem Meldeniveau 3B auf ein dem Luftdurchlaß 10 entsprechendes Niveau angehoben.

Der Luftdurchlaß 10 hat einen kleinen Durchmesser. Auch wenn die Tinte den Durchlaß 10 erreicht, wird sie wegen der auf die Tinte wirkenden Oberflächenspannung 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, wir die oben beschriebene Operation so lange wiederholt, wie Tinte in der Tintenpatrone 13 ist. Wenn die Tintenfördereinrichtung 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 die Tintenfördereinrichtung 11 während einer durch den Zeitgeberkreis 12 bestimmten Zeitperiode betrieben. Nachdem der Betrieb der Tintenfördereinrichtung 11 beendet ist, wird der Zeitgeberkreis 21 durch die Warnvorrichtung 15 zurückgestellt. Während der Tintenauffüllung wird die Tintenfördereinrichtung 11 für die vom Zeitgeberkreis 12 vorbestimmte Zeit betrieben. Die Tintenfördereinrichtung 11 wird nicht unmittelbar nach der Tintenerfassung durch die Elektroden 5a und 5B abgeschaltet. Deshalb kann durch eine einfache Operation das Tintenniveau im Tank 3 auf ein vorbestimmtes, dem als Kapillarkanal ausgebildeten Luftdurchlaß 10 entsprechendes Niveau angehoben werden.

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

Wenn die Elektroden 5A und 5B erfassen, daß das Tintenniveau unter das Meldeniveau gsunken ist, wird zur Zeit t′₀ 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 die Tintenfördereinrichtung 11 an und wird während der normalen vom Zeitgeberkreis 21 bestimmten Betriebszeit betrieben.

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 die Tintenfördereinrichtung 11 in Betrieb, bis die vorbestimmte Zeit T_max des Zeitgeberkreises 21 abläuft. Währen dieser vorbestimmten Zeit T_max werden die Warnvorrichtung und die Lichtquelle 23 betrieben.

Wenn die Elektroden 5A und 5B die Tinte nicht erfassen können, obwohl die vorbestimmte Zeit T_max des Zeitgeberkreises 21 abgelaufen ist, beendet die Warnvorrichtung 15 den Betrieb der Tintenfördereinrichtung 11 zur Zeit t_M und ändert den Betriebszustand der Lichtquelle 23 in einen blinkenden Zustand um. Dadurch wird die Betriebsperson darauf aufmerksam gemacht, daß die Tintenpatrone 13 ersetzt werden muß. Zu dieser Zeit bleibt die Warnvorrichtung in Betrieb, wie in Fig. 6 gezeigt.

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 anzeigendes Warnsignal erzeugt. Im folgenden wird der Betrieb nach dem Wechsel der Tintenpatrone 13 beschrieben.

Wenn die Tintenpatrone 13 durch eine neue ersetzt wird, wird der Mikroschalter 24 in Betrieb gesetzt, und der Strartkreis 22 sendet ein Startsignal, um den Zeitgeberkreis 21 anlaufen zu lassen. Ein Signal vom Zeitgeberkreis 21 schaltet die Lichtquelle 23 zur Zeit t′_E ein, die einen Bedarf für eine Tintenpatrone anzeigende Blinkwarnung wird gelöscht, und die Tintenfördereinrichtung 11 läuft an. Wie in der letzten Reihe in Fig. 7 gezeigt, läuft der Zeitgeberkreis 12 auf die Erfassung der Tinte durch die Elektroden 5A und 5B hin zur Zeit t₁ an. Die Tintenfördereinrichtung 11, die Lichtquelle 23 und die Warnvorrichtung bleiben bis zur Zeit t₂ 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 die Tintenfördereinrichtung 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 die Tintenfördereinrichtung 11 beseitigt. Wenn die Tinte durch die Elektroden erfaßt wird, wird die Tintenfördereinrichtung 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 Stillstandes 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.

Im folgenden wird ein anderes Ausführungsbeispiel mit Bezug auf die Fig. 8 und 9 beschrieben. In den 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. Die Einrichtung 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 Erfassungssignal vom Fühler 31 bewirkt, daß ein in ihm enthaltenes Warnelement eine Warnoperation durchgeführt. Das Erfassungssignal setzt über ein Triebteil 19 auch eine Tintenfördereinrichtung 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 mit dem Fühler 31 verbunden.

Als Steuerelement zur Steuerung der Betriebszeit der Tintenfördereinrichtung 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 der Tintenfördereinrichtung 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 Betriebszeit der Tintenfördereinrichtung 11 vorgegeben, die dazu benötigt wird, eine Tintenmenge zuzuführen, die es erlaubt, daß das Tintenniveau 3A im Tank 3 vom Meldeniveau 3B auf das Niveau des Luftdurchlasses 10 ansteigt.

Die zweite Verzögerungszeit DT2 ist ein Zeitraum zur Aufrechterhaltung des Betriebs der Warnsignalelemente nach der oben beschriebenen Erfassungszeit. Die zweite Verzögerungszeit DT2 wird länger 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 atmosphärischen Druck zu erlangen, 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 nun 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 angenommen, daß das Tintenniveau im Tank 3 herabgeetzt 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 Flüssigkeitsniveaufühler 31 erfaßt. Daraufhin setzt ein Ausgangssignal vom Fühler 31 die Warnsignalelemente in Betrieb (Zeit t′₀), 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 die Tintenfördereinrichtung 11 ein, und die Tintenzufuhroperation läuft an (Zeit t₀).

In diesem Fall, da eine ausreichende Tintenmenge im Tintentank 33 ist, wird die Tinte aus dem Tintentank 33 über ein Rohr 18, die Tintenfördereinrichtung 11 und ein Rohr 17 dem Tank 3 zugeführt. So steigt das Tintenniveau 3A im Tank 3 allmählich an. Wenn das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 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 lagert sich, wie in Fig. 5 dargestellt, 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 erreicht.

Wenn das Tintenniveau 3A erfaßt wird, schaltet das Ausgangssignal des Fühlers 31 den Zeitgeberkreis 32 ein (Zeit t₁ in Fig. 9). Der Zeitgeberkreis 32 beginnt, die erste Verzögerungszeit DT1 und die zweite Verzögerungszeit DT2 abzuzählen.

Die Tintenfördereinrichtung 11 bleibt während der ersten Verzögerungszeit DT1 nach der Erfassungszeit t₁ in Betrieb und wird zur Zeit t₂ abgeschaltet. Die Warnsignalelemente bleiben während der zweiten Verzögerungszeit DT2 nach der Erfassungszeit t₁ in Betrieb, wobei die zweite Verzögerungszeit DT2 länger ist als die erste Verzögerungszeit DT1. Die Warnsignalelemente werden zur Zeit t₃, die später ist als die Zeit t₂, ausgeschaltet.

Während der Tintenzufuhroperation während des Zeitraums zwischen der Zeit t₁ und der Zeit t₂, wird das Tintenniveau 3A im Tank 3 vom Niveau 3B zu dem erwünschten, dem Niveau des Luftdurchlasses 10 entsprechenden Niveau angehoben.

Der Luftdurchlaß 10 hat 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 t₂ der Zufuhroperation und dem Ende t₃ der Warnoperation wird der Druck der Luftschicht 20 auf den atmosphärischen 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 verblieben ist.

In Übereinstimmung mit den Warn- und Zufuhroperationen dieses Ausführungsbeispiels wird, wenn das Tintenniveau 3A das Meldeniveau 3B bei der Zufuhroperation erreicht, die Tintenfördereinrichtung 11 während der ersten Verzögerungszeit DT1 nach der Erfassungszeit im Betriebszustand gehalten. Deshalb wird das Tintenniveau 3A über das Meldeniveau 3B erhöht.

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

Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise ist die Tintenfördereinrichtung 11 zwischen dem Tank 3 und der Tintenpatrone 13 angeordnet. Bei einer Saugfüllvorrichtung jedoch können das distale Ende des Tintenstrahlkopfes 4 und der Luftdurchlaß 10 durch Saugen gezogen werden, um so die Tinte aus der Tintenpatrone 13 in den Tank 3 aufzufüllen. Falls die Tintenpatrone 13 oberhalb des Tanks 3 angeordnet ist, ist keine Tintenfördereinrichtung 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 Meldeniveaus 3B liegt, wird keine Tinte zugeführt.

Der Summer in der Warnvorrichtung 15 der oben beschriebenen Ausführungsbeispiele kann beim blinkenden 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 drückt.

Claims

1. Druckvorrichtung mit
einer ersten Tintenspeichereinrichtung (3), die einer Druckeinheit (7) Tinte zum Aufbringen von Tintentropfen auf ein zu bedruckendes Medium liefert,
einer zweiten Tintenspeichereinrichtung (13), aus der mittels einer Tintenfördereinrichtung (11) Tinte in die erste Tintenspeichereinrichtung zuführbar ist,
einer Tintenniveauermittlungseinrichtung (5A, 5B; 15, 31) die beim Unterschreiten eines vorbestimmten Tintenmeldeniveaus in der 1. Tintenspeichereinrichtung ein erstes Ermittlungssignal erzeugt,
einer Zeitvorgabeeinrichtung (12, DT1), die nach ihrer Aktivierung während eines vorbestimmten Zeitintervalls aktiv bleibt, und
einer Steuereinrichtung (12, 22, 32), die auf das erste Ermittlungssignal hin die Tintenfördereinrichtung in Betrieb setzt und diese nach Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls stoppt,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitvorgabeeinrichtung (12) auf ein 2. Ermittlungssignal hin aktiviert wird, das durch die Tintenniveau-Ermittlungseinrichtung erzeugt wird, wenn durch die Tintenförderung das vorbestimmte Tintenmeldeniveau wieder erreicht ist.

2. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung eine zweite Zeitvorgabeeinrichtung (21) umfaßt, die zu arbeiten beginnt, wenn die Zufuhr durch die Tintenfördereinrichtung eingeleitet wird, und während eines zweiten vorbestimmten Zeitintervalls arbeitet, das länger ist, als das vorbestimmte Zeitintervall der Zeitvorgabeeinrichtung (12), und daß die Steuereinrichtung die Zufuhr durch die Tintenfördereinrichtung entsprechend dem Verlauf des zweiten vorbestimmten Zeitintervalls stoppt, wenn während des zweiten vorbestimmten Zeitintervalls das Ermittlungssignal zur Betätigung der ersten Zeitvorgabeeinrichtung (12) nicht erzeugt wird.

3. Druckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (32) eine zweite Zeitvorgabeeinrichtung (DT2) umfaßt, die zu arbeiten beginnt, wenn die Zufuhr durch die Tintenfördereinrichtung (11) eingeleitet wird, und während eines zweiten vorbestimmten Zeitintervalls arbeitet, das länger ist, als das vorbestimmte Zeitintervall der ersten Zeitvorgabeeinrichtung (DT1), und daß eine Anzeigeeinrichtung zur Sperrung des Druckens durch die Druckeinrichtung während des Betriebs der zweiten Zeitvorgabeeinrichtung und zur Anzeige dieser Sperrung vorgesehen ist, wobei der Unterschied zwischen dem ersten vorbestimmten Zeitintervall und dem zweiten vorbestimmten Zeitintervall der Zeitdauer entspricht, während der der Luftdruck in der ersten Tintenspeichereinrichtung gleich dem atmosphärischen Druck wird.

4. Druckvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitvorgabeeinrichtung einen ersten Zeitgeber (12) zur Festlegung des ersten vorbestimmten Zeitintervalls und Abgabe eines ersten Zeitgebersignals bei Ablauf des ersten vorbestimmten Zeitintervalls umfaßt, und
daß die Vorrichtung weiterhin eine Warnvorrichtung (15, 23) zur Erzeugung eines Warnsignals umfaßt, das vom Bediener wahrgenommen werden kann und in Abhängigkeit von der Inbetriebnahme der Tintenfördereinrichtung (11) eingeleitet und in Abhängigkeit von einem von der Zeitvorgabeeinrichtung erzeugten ersten Zeitgebersignal beendet wird.

5. Druckvorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitvorgabeeinrichtung einen zweiten Zeitgeber (21) zur Festlegung des zweiten vorbestimmten Zeitintervalls (T_MAX) und zur Abgabe eines zweiten Zeitgebersignals bei Ablauf des zweiten vorbestimmten Zeitintervalls umfaßt, und
daß die Warnvorrichtung (15) das Warnsignal in einem ersten Zustand in Abhängigkeit von der Inbetriebnahme der Tintenfördereinrichtung (11), und in einem zweiten Zustand in Abhängigkeit von dem zweiten Zeitgebersignal erzeugt, wenn der erste Zeitgeber (12) nicht damit begonnen hat, das erste vorbestimmte Zeitintervall festzulegen.

6. Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Erfassungseinrichtung (22, 24) zur Erzeugung eines Erfassungssignals in Abhängigkeit von einem Anbringen der zweiten Tintenspeichereinrichtung (13) auf der Druckvorrichtung umfaßt, wobei das Warnsignal in Abhängigkeit von dem Erfassungssignal vom zweiten Zustand in den ersten Zustand übergeht.

7. Druckvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Warnvorrichtung (15) eine Lampe (23) umfaßt, die im ersten Zustand kontinuierlich brennt und im zweiten Zustand blinkt.

8. Druckvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Tintenspeichereinrichtung (13) eine Tintenpatrone ist und, daß eine Einrichtung (22, 24) vorgesehen ist, die die Tintenfördereinrichtung (11) in Betrieb setzt, wenn die Tintenpatrone eingesetzt wurde.

9. Druckvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Zeitvorgabeeinrichtung eine erste Zeitgebereinrichtung (12) zum Zählen eines ersten vorbestimmten Zeitabschnitts, der einer normalen Tintenzuführzeit entspricht, und eine zweite Zeitgebereinrichtung (21) umfaßt, die zum Zählen eines zweiten vorbestimmten Zeitabschnitts dient, der einer maximalen Tintenzuführzeit (T_MAX) entspricht,
daß die beiden Zeitgebereinrichtungen aktiviert werden, wenn die Tintenniveauermittlungseinrichtung (5A, 5B, 15) das Unterschreiten des vorbestimmten Tintenniveaus (3B) ermittelt und die Tintenfördereinrichtung (11) in Betrieb gesetzt wird,
daß die Tintenförderung nach Verstreichen des ersten vorbestimmten Zeitabschnitts gestoppt wird, wenn die Tintenniveauermittlungseinrichtung (5A, 5B; 15) das Überschreiten des vorbestimmten Tintenniveaus (3B) ermittelt,
daß die Tintenförderung bis zum Verstreichen des zweiten vorbestimmten Zeitabschnitts fortgesetzt wird, wenn die Tintenniveauermittlungseinrichtung (5A, 5B; 15) nach Verstreichen des ersten vorbestimmten Zeitabschnitts nicht das Überschreiten des vorbestimmten Tintenniveaus ermittelt, und
daß eine Aufforderung zum Auswechseln der zweiten Tintenspeichereinrichtung (13) nach Verstreichen des zweiten vorbestimmten Zeitabschnitts erzeugt wird.