DE4027657C1

DE4027657C1 - Ink composition monitor for printing machine reservoir - has evaluator comparing detected dielectric value with stipulated for warning and/or shut=off

Info

Publication number: DE4027657C1
Application number: DE19904027657
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr. 8000 Muenchen De Wehl; Manfred Dr. 8039 Puchheim De Lehmann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Eastman Kodak Co
Priority date: 1990-08-31
Filing date: 1990-08-31
Publication date: 1991-11-21
Anticipated expiration: 2010-09-01

Abstract

The monitoring arrangement includes a scanning unit (17) for detecting the dielectric constant (C, epsilon) of the ink, with an exactly adjusted constant, contained in the ink reservoir and also an evaluating unit (19,20) for comparing the value of the constant detected with the value required. A warning unit (21) indicates the result of the comparison. An alarm is released when this is incorrect and the printing operation can be interrupted. USE/ADVANTAGE - For data processing systems. Prevents wrong sort of ink being used, after refill.

Description

Anordnung zur Überwachung der Zusammensetzung von in Tintenvor ratsbehältern von Tintendruckeinrichtungen enthaltener Tinte.Arrangement for monitoring the composition of inks storage containers of ink containing ink printing devices.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Überwachung von in Tintenvorratsbehältern von Tintendruckeinrichtungen enthaltener Tinte gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.The invention relates to an arrangement for monitoring in Containers of ink contained in ink printing devices Ink according to the features of claim 1.

Bei Tintendruckeinrichtungen wird im allgemeinen ein sich ent lang von einem Aufzeichnungsträger bewegender Schreibkopf durch ein Tintenversorgungssystem aus einer Vorratsflasche mit Schreibflüssigkeit versorgt. Der Schreibkopf kann aus einem Mosaikschreibkopf bestehen, in dem mehrere Schreibdüsen ange ordnet sind. Durch die in diesen Schreibdüsen im Schreibbetrieb ablaufende Kontraktionsvorgänge versorgt sich ein derartiger Schreibkopf selbst mit Schreibflüssigkeit aus einem Tintenvorratsbehälter. Solche Tintenvorratsbehälter sind im allgemein auswechselbar ausgestaltet und z. B. aus der DE-B1-26 10 518 bekannt.In ink printing devices is generally ent long from a recording medium moving head an ink supply system from a storage bottle with Writing fluid supplied. The printhead can be made from one Mosaic print head exist, in which several writing nozzles are attached are arranged. Through the in these writing nozzles in writing such contraction processes are provided Print head itself with writing fluid from an ink reservoir. Such ink reservoirs are general designed interchangeably and z. B. from DE-B1-26 10 518 known.

Tintenvorratsbehälter für Tintendruckeinrichtungen sind meist als Einwegebehälter ausgebildet, die werksseitig mit Tinte ge füllt werden und die nach Verbrauch des Tintenvorrats nicht wiederverwendet werden dürfen. Ein Wiederfüllen der Tintenvorratsbehälter ist nicht vorgesehen, weil dieses Wiederfüllen die Gefahr in sich birgt, das Luft in den Tintenvorratsbehälter eindringt. In der Tinte enthaltende Luftbläschen führen zu Störungen des Schreibbetriebes, dies insbesondere dann, wenn die Tintendruckeinrichtung nach dem Unterdruckprinzip arbeitet, einem Prinzip, bei dem das Tintenversorgungssystem gegenüber den eigentlichen Schreibdüsen einen geringen Unterdruck aufweist.Ink reservoirs for ink printing devices are mostly designed as a disposable container, the factory ge with ink be filled and not after the ink supply has been used up may be reused. A refill of the ink reservoir is not provided because this refilling the There is a danger that there is air in the ink reservoir penetrates. Air bubbles in the ink cause interference the writing operation, especially if the Ink printing device works on the vacuum principle, one Principle in which the ink supply system compared to the actual writing nozzles has a slight negative pressure.

Tintendruckeinrichtungen, seien es nun Bubble-Jet-Druckeinrich tungen oder nach dem piezoelektrischen Prinzip arbeitende Druckeinrichtung erfordern eine in ihrer Zusammensetzung abge stimmte Tintenflüssigkeit. Werden nun durch Fremdhersteller verbrauchte Tintenvorratsbehälter erneut mit Tinte unbekannter Zusammensetzung gefüllt und diese verwendet, so kann dies zu Störungen in der Tintendruckeinrichtung führen. Ein derartiges unkontrolliertes Wiederverwenden von verbrauchten wiedergefüllten Tintenvorratsbehältern muß deshalb verhindert werden.Ink printing devices, be it bubble jet printing devices tion or working according to the piezoelectric principle Printing device require an abge in their composition ink fluid agreed. Are now by third party manufacturers used ink reservoir again with ink unknown Composition filled and used, this can be too Malfunctions in the ink printing device. Such a thing uncontrolled reuse of used refilled Ink tanks must therefore be prevented.

Zu diesem Zwecke ist es aus der WO-90/00971 bekannt, in einem Tintenvorratsbehälter eine Sicherung gegen unberechtigtes Wieder füllen anzuordnen. Die Sicherung besteht aus einem von der Tintenüberwachungseinrichtung der Tintendruckeinrichtung ab tastbaren Sicherungselement, das dem Tintenvorratsbehälter un mittelbar zugeordnet ist und dessen abtastbare Kennwerte nach Unterschreiten eines Mindesttintenvorrats irreversible verän dert werden. Das Sicherungselement kann als elektrische Sicherung ausgebildet sein, die nach Unterschreiten des Mindesttinten vorrats zerstört wird.For this purpose it is known from WO-90/00971, in one Ink reservoir a safeguard against unauthorized re-entry fill order. The fuse consists of one of the Ink monitoring device from the ink printing device tactile fuse element that un is indirectly assigned and its scannable characteristic values Falling below a minimum ink level irreversible changes be changed. The fuse element can be used as an electrical fuse be trained after falling below the minimum ink supply is destroyed.

Es ist weiterhin aus der DE-C2-31 31 756 eine Anordnung zum Er fassen des Inhalts eines flexiblen flachen Tintensacks durch Erfassen der Kapazität zwischen zwei Elektroden deren Abstand sich mit dem Tintensackinhalt ändert, bekannt. Der Tintensack wird durch Verbinden eines oberen Bogens und eines unteren Bogens gebildet, wobei jeder Bogen einen dünnen Metallfilm auf weist. Die gegeneinander isolierten dünnen Metallfilme des oberen und des unteren Bogens bilden die Elektroden zur Kapazitäts erfassung.It is also from DE-C2-31 31 756 an arrangement for Er grasp the contents of a flexible flat ink bag Detect the capacitance between two electrodes and their distance changes with the content of the ink bag. The inkbag is made by connecting an upper arch and a lower one Arch formed, each arch on a thin metal film points. The thin metal films of the upper one isolated from each other and the lower arch form the capacitance electrodes capture.

Aufgabe der Erfindung ist es eine Anordnung zur Überwachung von in Tintenvorratsbehältern von Tintendruckeinrichtungen enthaltener Tinte bereitzustellen.The object of the invention is an arrangement for monitoring contained in ink reservoirs of ink printing devices Provide ink.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs genannten Art gemäß den Merkmalen des ersten Patentanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.This object is achieved with an arrangement of the above Art solved according to the features of the first claim. Advantageous embodiments of the invention are in the sub claims marked.

Erfaßt man mit Hilfe einer Abtasteinrichtung die Dielektrizität einer im Tintenvorratsbehälter enthaltenen Tinte und vergleicht sie mit Hilfe einer Auswerteanordnung mit einer gespeicherten Solldielektrizität, so läßt sich der Inhalt des Tintenvorratsbehälters gezielt überwachen. Eine von der Originaltinte abweichende Tinte wird ohne weiteres erkannt und z. B. über eine Warneinrichtung angezeigt. Gleichzeitig kann über die Anordnung der Druckbetrieb der Tintendruckeinrichtung unterbrochen werden. Die Dielektrizität kann in vorteilhafter Weise mit Hilfe eines Kondensators erfaßt werden, der im Anschlußbereich des Tintenvorratsbehälters angeordnet ist. Dabei kann es sich um einen Kondensator mit zwei Elektrodenflächen definierter Größe handeln, zwischen denen die Tintenzuleitung hindurchgeführt wird.One records the dielectric with the aid of a scanning device an ink contained in the ink reservoir and compares them with the help of an evaluation arrangement with a saved one Desired dielectric, so the content of the ink reservoir monitor specifically. A different one from the original ink Ink is easily recognized and e.g. B. via a Warning device displayed. At the same time, about the arrangement the printing operation of the ink printing device is interrupted. The dielectric can advantageously with the help a capacitor can be detected in the connection area of the Ink reservoir is arranged. It can be a capacitor with two electrode surfaces of a defined size act, between which the ink supply line is passed becomes.

Zur Funktion der Anordnung ist es erforderlich, die Dielektri zität der verwendeten Tinte im Tintenvorratsbehälter genau zu spezifizieren. Dies kann dadurch erreicht werden, daß man die Tinte aus einem Dielektrikum herstellt, dessen definierte di elektrische Eigenschaften durch die gezielte Zugabe von addi tiven Stoffen, z. B. zu einer handelsüblichen Tintenmischung erzielt wird. Als derartige additive Stoffe können jede Art von Stoffen verwendet werden, die die Schreibeigenschaften der Tinte nicht beeinflussen, sondern nur deren dielektrische Eigen schaften.For the function of the arrangement it is necessary to use the dielectric the ink used in the ink reservoir specify. This can be achieved by using the Produces ink from a dielectric whose defined di electrical properties through the targeted addition of addi tive substances, e.g. B. to a commercially available ink mixture is achieved. As such additive substances can be any kind of Fabrics are used that match the writing properties of the ink not affect, but only their dielectric properties create.

Dabei können Stoffe gewählt werden, die nur mit einer Tinten mischung vorgegebener Zusammensetzung kompatibel ist.In doing so, fabrics can be selected that only have one ink mixture of predetermined composition is compatible.

Im folgenden wird unter Dielektrizität die Dielektrizitätskon stante bzw. die von der Dielektrizitätskonstanten abhängige Kapazität C eines Kondensators mit Kondensatorplatten mit einer Fläche A und einem Plattenabstand a verstanden. In the following, the dielectric con constant or that depends on the dielectric constant Capacitance C of a capacitor with capacitor plates with a Area A and a plate distance a understood.

Die spezifische dielektrische Eigenschaft der enthaltenen Tinte läßt sich also über die Kapazität eines Kondensators bekannter Dimension erfassen und zum Erkennen der Original-Tinte verwen den.The specific dielectric property of the ink it contains can be known about the capacitance of a capacitor Record the dimension and use it to recognize the original ink the.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dar gestellt und wird im folgenden beispielsweise näher beschrie ben. Es zeigtAn embodiment of the invention is shown in the drawings and is described in more detail below, for example ben. It shows

Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung eines Tintenvorratsbehälters mit darin angeordnetem Kondensator Fig. 1 is a schematic sectional view of an ink reservoir with a capacitor arranged therein

Fig. 2 eine schematische Schnittdarstellung des Kondensators und Fig. 2 is a schematic sectional view of the capacitor and

Fig. 3 ein schematisches Blockschaltbild einer Auswerteanord nung. Fig. 3 is a schematic block diagram of an evaluation arrangement.

Die Fig. 1 und 2 zeigen einen Tintenvorratsbehälter, der mit einem hier nicht dargestellten Schreibkopf einer Tintenschreib einrichtung, z. B. über eine verrastbare Aufnahmevorrrichtung konstruktiv verbunden ist. Die Tintenschreibeinrichtung kann z. B. entsprechend der DE-A-36 11 966 als Einfarbentintendruck einrichtung ausgebildet sein oder auch als Mehrfarbentinten druckeinrichtung. An Stelle des dargestellten Tintenvorratsbe hälters läßt sich auch ein Tintenvorratsbehälter verwenden, wie er in der WO-A1-90/00971 beschrieben ist. Figs. 1 and 2 show an ink reservoir, the device comprising a not shown recording head of an ink writing, z. B. is structurally connected via a latchable receiving device. The ink writing device can e.g. B. according to DE-A-36 11 966 as a single-color ink device or be designed as a multi-color ink printing device. Instead of the ink reservoir shown, an ink reservoir can also be used, as described in WO-A1-90 / 00971.

Der Tintenvorratsbehälter gemäß der Schnittdarstellung der Fig. 1 weist einen wannenartigen Stützkörper 10 auf, der mit einer elastischen, z. B. aus Polyäthylen bestehenden Blasenfolie 11 abgedeckt ist. Weiterhin weist der Tintenvorratsbehälter eine Entnahmeöffnung 12 mit darin angeordneter Dichtung 13 auf, die beim Einsetzen des Tintenvorratsbehälters in eine hier nicht dargestellte Aufnahmevorrichtung der Tintendruckeinrichtung von einer Hohlnadel 14 durchstoßen wird. Die Hohlnadel 14 steht über eine Anschlußleitung 15 mit einem hier nicht darge stellten Tintendruckkopf in Verbindung. Im Bereich der Ent nahmeöffnung 12 ist im Stützkörper 10 des Tintenvorratsbehälters ein Kondensator 16 angeordnet und zwar im Bereich der tiefsten Stelle des Tintenvorratsbehälters. Der Kondensator 16 wird während des Entleervorgangs des Tintenvorratsbehälters von Tinte durchspült. Erst bei Erreichen des Tintenvorratsendes wird er von Tinte frei. Er besteht gemäß der Darstellung der Fig. 2 aus zwei in einem definierten Abstand a im Stützkörper 10 angeordnete Kondensatorplatten 17 mit einer vorgegebenen Fläche A. Als Kondensatorplatten können Elemente aus Aluminium verwendet werden, der Stützkörper des Tintenvorratsbehälters 10 besteht in üblicherweise aus Kunststoff. Zwischen den Kondensa torplatten 17 öffnet sich ein Durchgangskanal 18, der in dem dargestellten Fall aus einem flachen Kanal mit rechteckigem Querschnitt besteht. Durch ihn wird bei der Entnahme der Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter über die Entnahmeöffnung 12 die entnommene Tinte hindurchgeführt.The ink reservoir according to the sectional view of FIG. 1 has a trough-like support body 10 which with an elastic, for. B. is made of polyethylene bubble film 11 is covered. Furthermore, the ink supply container has a removal opening 12 with a seal 13 arranged therein, which is penetrated by a hollow needle 14 when the ink supply container is inserted into a receiving device of the ink printing device, not shown here. The hollow needle 14 is connected via a connecting line 15 with an ink printhead, not shown here. In the area of the discharge opening 12 , a capacitor 16 is arranged in the support body 10 of the ink reservoir, specifically in the region of the lowest point of the ink reservoir. The condenser 16 is flushed with ink during the emptying process of the ink reservoir. The ink is only released when the ink supply end is reached. According to the illustration in FIG. 2, it consists of two capacitor plates 17 arranged in the support body 10 at a defined distance a with a predetermined area A. Elements made of aluminum can be used as the capacitor plates, the support body of the ink reservoir 10 is usually made of plastic. Between the condenser gate plates 17 opens a through channel 18 , which in the case shown consists of a flat channel with a rectangular cross section. When the ink is removed from the ink reservoir, the removed ink is passed through it through the removal opening 12 .

Die Kapazität eines derartigen Kondensators ist dabei bestimmt durch die Gleichung:The capacitance of such a capacitor is determined through the equation:

In dem Tintenvorratsbehälter enthalten ist dielektrische Tinte einer vorgegebenen Zusammensetzung, sie weist eine genau spezi fizierte Dielektrizität auf, d. h. ihre Dielektrizitätskonstante ist auf einen definierten Wert eingestellt. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß man z. B. einer Tinte wie sie aus der DE-PS 27 55 773 bekannt ist Additive zumischt, die einerseits die Schreibeigenschaften der Tinte nicht beeinflussen, anderer seits ihre Dielektrizität so verändern, daß sie genau einer vorgebbaren Spezifikation entspricht. Diese additiven Stoffe können Stoffe sein, die nur mit einer speziellen Tintenmischung kompatibel sind, mit anderen Tintenmischungen jedoch nicht. Zur Einstellung der Dielektrizität genügt dabei die Zugabe von ge ringsten Mengen additiver Stoffe, so daß dadurch eine sogenannte Original-Tinte eindeutig gekennzeichnet werden kann.Dielectric ink is contained in the ink reservoir a predetermined composition, it has a precise spec dielectric, d. H. their dielectric constant is set to a defined value. This can be done achieve that by z. B. an ink like that from the DE-PS 27 55 773 is known additives admixes, on the one hand do not affect the writing properties of the ink, others change their dielectric so that they exactly one specifiable specification. These additive substances can be substances that only with a special ink mixture are compatible, but not with other ink mixtures. To Setting the dielectric is sufficient to add ge least amounts of additive substances, so that a so-called Original ink can be clearly identified.

Die so genau spezifizierte Dielektrizität der Tinte kann dazu verwendet werden, die Tinte als Original-Tinte zu kennzeichnen und in der Tintendruckeinrichtung zu erkennen. Hierzu ist die in der Fig. 3 dargestellte Anordnung vorgesehen.The dielectric of the ink so precisely specified can be used to identify the ink as original ink and to recognize it in the ink printing device. For this purpose, the arrangement shown in FIG. 3 is provided.

Sie besteht aus einem üblichen Oszillator 19, der eingangssei tig mit dem Kondensator 16 verbunden ist. Er erzeugt ein Ab tastsignal OA, das eine Funktion der Kapazität des Kondensators 16 ist. Ausgewertet wird das Abtastsignal OA von einer Auswer teanordnung 20, die Bestandteil der Druckersteuerung der Tin tendruckeinrichtung sein kann. Sie ist in üblicherweise aufge baut und enthält eine Zentraleinheit CPU mit zugehörigem Spei cher SP. In dem Speicher SP ist die SOLL-Dielektrizität der in der Tintendruckeinrichtung zu verwendeten Tinte gespeichert. Dies kann z. B. in Form eines Datenwortes geschehen. Als Soll- Dielektrizität läßt sich dabei auch die Kapazität des Konden sators 16 speichern, wenn er von Original-Tinte umspült ist. Die Zentraleinheit CPU erfaßt nun periodisch oder beim Ein setzen des Tintenvorratsbehälters in die Aufnahmevorrichtung die Kapazität des Kondensators 16 über das Abtastsignal OA und vergleicht die gemessene Kapazität mit der im Speicher SP ge speicherten Kapazität. Liegt der gemessene Wert innerhalb einer vorgegebenen Bandbreite, so gibt die Zentraleinheit CPU die Tintendruckeinrichtung frei, und der Druckbetrieb kann aufge nommen werden. Die Vorgabe einer Bandbreite für die Kapazität ist aus Gründen der entstehenden Fertigungstoleranzen des Tin tenvorratsbehälters vorteilhaft. Liegt der gemessene Kapazi tätswert des Kondensators 16 außerhalb der Bandbreite, wird über die Zentraleinheit CPU der Druckbetrieb blockiert und eine z. B. an der Frontseite der Tintendruckeinrichtung angeordnete Warnlampe in Form einer LED-Anzeige aktiviert. Anstelle einer Warnlampe 21 ist auch die Anordnung eines Displays vorstellbar, auf dem die Akzeptanz oder Nichtakzeptanz des Tintenvorratsbe hälters in Klarschrift angezeigt wird. It consists of a conventional oscillator 19 which is connected on the input side to the capacitor 16 . It generates a sampling signal OA, which is a function of the capacitance of the capacitor 16 . The scanning signal OA is evaluated by an evaluation arrangement 20 , which can be part of the printer control of the ink printing device. It is usually built up and contains a central processing unit CPU with associated memory SP. The target dielectric of the ink to be used in the ink printing device is stored in the memory SP. This can e.g. B. happen in the form of a data word. The capacity of the capacitor 16 can also be stored as the desired dielectric when it is washed by the original ink. The central unit CPU now detects periodically or when setting the ink reservoir in the receiving device, the capacitance of the capacitor 16 via the scanning signal OA and compares the measured capacitance with the capacitance stored in the memory SP. If the measured value lies within a predetermined range, the central processing unit CPU releases the ink printing device and printing operation can be started. The specification of a bandwidth for the capacity is advantageous for reasons of the manufacturing tolerances of the ink reservoir. If the measured capacitance value of the capacitor 16 is outside the bandwidth, the printing operation is blocked via the central processing unit CPU and a z. B. activated on the front of the ink printing device arranged warning lamp in the form of an LED display. Instead of a warning lamp 21 , the arrangement of a display is conceivable, on which the acceptance or non-acceptance of the ink storage container is shown in plain text.

Der im Bereich der Entnahmeöffnung 12 angeordnete Kondensator 16 kann auch zum Erkennen des Tintenvorratsendes benutzt wer den. Wird der Tintenvorratsbehälter soweit geleert, daß der Kondensator 16 mit dem darin enthaltenen Kanal 18 frei von Tin te wird, so ändert sich die Kapazität des Kondensators sehr stark. Diese starke Änderung wird von der Zentraleinheit CPU erkannt und z. B. durch Blinken der Anzeigeeinrichtung 21 an gezeigt oder durch Klarschrift auf einem Display. Auch in die sem Fall wird der weitere Druckbetrieb unterbrochen.The arranged in the region of the removal opening 12 capacitor 16 can also be used to identify the end of the ink supply. If the ink reservoir is emptied so far that the capacitor 16 with the channel 18 contained therein is free from tin te, the capacitance of the capacitor changes very greatly. This strong change is recognized by the CPU and z. B. shown by flashing the display device 21 or by plain text on a display. In this case, too, the further printing operation is interrupted.

Wird ein so leer geschriebener Tintenvorratsbehälter in unzu lässiger Weise wieder mit Tinte gefüllt, die nicht exakt in ihrer Zusammensetzung und in ihrem dielektrischen Verhalten der Original-Tinte entspricht, so kann ein derart wiedergefüllter Tintenvorratsbehälter in der Tintendruckeinrichtung nicht ver wendet werden. Damit ist ein sicherer und zuverlässiger Druck betrieb gewährleistet. Druckausfälle infolge fehlerhafter Tinte können nicht auftreten.If such an empty ink reservoir is in too casually refilled with ink that is not exactly in their composition and their dielectric behavior Corresponds to the original ink, so it can be refilled Do not ver ink tank in the ink printer be applied. This is a safe and reliable print operation guaranteed. Print failures due to defective ink cannot occur.

Claims

1. Arrangement for monitoring ink contained in ink reservoirs of ink printing devices

a scanning device ( 17 ) for detecting the dielectric (C, ε) of the ink contained in the ink reservoir and having a precisely set dielectric constant (ε),
- An evaluation arrangement ( 19 , 20 ) for comparing the detected dielectric (C, ε) with a target dielectric (C target, ε target) and for triggering a warning device ( 21 ) and / or interrupting the printing operation depending on the comparison.

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the scanning device ( 19 ) has an ink-rinsable capacitor ( 16 ).

3. Arrangement according to one of claims 1 or 2, characterized in that the condenser ( 16 ) is arranged in a connection region ( 12 ) of the ink reservoir.

4. Arrangement according to one of claims 2 or 3, characterized in that the evaluation arrangement has an oscillator ( 19 ) for detecting the capacitance (C) of the capacitor ( 16 ) and a device for comparison (CPU) for comparing the capacitance (C) with a target capacity (C target).

5. Arrangement according to one of claims 1 to 4, characterized in that the condenser ( 16 ) has two in a support body ( 10 ) of the ink supply container arranged capacitor plates ( 17 ).

6. Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the ink consists of a dielectric whose defined dielectri specific property through the targeted addition of active substances achieved to an ink mixture of predetermined composition becomes.