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Die
Erfindung bezieht sich allgemein auf Patronen für Tintenstrahldrucker und insbesondere
auf Strukturen und Verfahren zum Aufrechterhalten eines bestimmten
Drucks und zum Nachfüllen
von Tinte in einer Patrone eines Tintenstrahldruckers.
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Auswechselbare
Druckerpatronen sind häufig
relativ teuer, was im Wesentlichen auf ihr festes Tintenvolumen
zurückzuführen ist.
Dieses Tintenvolumen muss relativ klein sein, da die Tintenpatrone Teil
des sich schnell bewegenden Druckerschlittens ist; entsprechend
würden
Tintenpatronen mit größerem Fassungsvermögen auch
größere und
teurere Mechanismen für
diese Bewegung erfordern. Außerdem
würden
wegen der höheren
Belastung der Komponenten, die ein größeres Tintenvolumen aufnehmen
und bewegen müssten,
größere Tintenvolumen auch
zu mehr Systemausfällen
führen.
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Um
die Einsatzdauer von Einweg-Druckerpatronen zu verlängern, hat
man große
und stationäre
Tintenvorratsbehälter
zum Nachfüllen
von auf dem bewegten Schlitten installierten Druckerpatronen von Tintenstrahldruckern
montiert. Allerdings müssen diese
Systeme bestimmte konstruktive Erfordernisse erfüllen. Zum Beispiel sollte der
Druck der in der Patrone vorhandenen Tinte normalerweise unter atmosphärischem
Druck liegen oder relativ negativ sein um zu verhindern, dass Tinte
aus der Düsenplatte
heraus läuft.
Dies bedeutet, dass die Patrone nicht nur Tinte, sondern auch eine
Struktur oder Komponente enthalten muss, die den Druck der in der
Patrone vorhandenen Tinte senkt, und zwar auch dann, wenn der Patrone
Nachfülltinte
zugeführt
wird. Ferner kann die schnelle Bewegung des Druckkopfs Druckschwankungen
in der Druckerpatrone bewirken. Schließlich sollte, wie bereits erwähnt, das
Gewicht der Druckerpatrone so gering wie möglich sein, um einerseits die Kosten
und andererseits die Häufigkeit
von Reparaturen der Druckkopfaufnahme und der Bewegungsmechanismen
zu reduzieren.
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Ein
Versuch, diese Probleme zu lösen,
sieht ein System vor, bei dem die Druckerpatrone über eine
Tintenförderleitung
direkt mit einem großvolumigen
Vorratsbehälter
verbunden ist. Bei einem anderen Konzept soll dasselbe Ziel mit
einer modularen Lösung
erreicht werden, bei der entweder die Patrone oder der großvolumige
Tintenvorratsbehälter
unabhängig
voneinander ersetzt werden können.
Beide Lösungsversuche
sind jedoch mit Nachteilen verbunden. Zum Beispiel wird der Flüssigkeitsdruck
an der Düsenplatte
auf der Druckerpatrone beeinflusst durch die Höhe des großvolumigen Vorratsbehälters, einen
durch den viskosen Strom der Tinte durch die Tintenförderleitung
bedingten Druckabfall und durch Druckspitzen, die durch die Schlittenbeschleunigung beim
Drucken bedingt sind. Wie bereits erwähnt wurde, können diese
ungünstigen
Effekte sich auf die Leistung der Düsen nachteilig auswirken und
die Druckerleistung und Druckqualität beeinträchtigen. Grundsätzlich werden
die aus den Düsen
des Druckkopfs ausgestoßenen
Tintentropfen kleiner, wenn der Druck innerhalb der Tintenpatrone
sich in Richtung eines Unterdrucks verändert. Während des Druckens bewirken
Druckschwankungen aufgrund der Behälterhöhe, der viskosen Strömung in
der Tintenförderleitung
und durch Schlittenbeschleunigungen verursachte Druckspitzen daher
eine Verschlechterung der Druckqualität. Wird der Druck in der Druckerpatrone
zu negativ, kann es vorkommen, dass die Strömung in den Düsen abreißt und die
Düsen überhaupt keine
Tinte mehr ausstoßen.
Zu den weiteren Nachteilen solcher Systeme gehören auch schwierige Patronen-Auswechselverfahren,
die sehr lästig
sein können.
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Bei
anderen für
das Problem vorgeschlagenen Lösungen
kann die Druckerpatrone ihren eigenen Druck regeln, um die Auswirkungen
von Druckschwankungen aufgrund des großvolumigen Behälters, des
Druckverlustes in der Förderleitung
und der durch Schlittenbeschleunigungen verursachten Druckspitzen
zu minimieren. Bei einem solchen System wird die Druckerpatrone "etappenweise" nachgefüllt. Wird
das Nachfüllen
von Tinte nötig,
hält der Druckerschlitten
an einer Nachfüllstation
an einem Ende der Schlittenbewegungsbahn an und wird aus einem großvolumigen
Vorratsbehälter
nachgefüllt. Bei
einer anderen Lösung
sind in der auswechselbaren Druckerpatrone Druckerfassungs- und
Regeleinrichtungen installiert. Bei diesem System wird das Nachfüllen von
Tinte während
der Druckbewegung mittels eines Ventils, einer Vorspannfeder und
in der Patrone abgeteilter Aufnahmekammern mit variablem Volumen
ermöglicht.
Das Ventil regelt den Tintenzufluss aus einem entfernt aufgestellten
Behälter. Der
Tintennachfüllvorgang
wird durch das Ventil, das mit der Aufnahmekammer mechanisch verbunden ist,
mechanisch geregelt. Wenn das Volumen in der Aufnahmekammer auf
einen bestimmten Wert abfällt, wird
das Ventil geöffnet,
so dass der Zufluss von Nachfülltinte
beginnt und das Volumen der Aufnahmekammer bis auf einen bestimmten
Wert ansteigt, an welchem Punkt das Ventil schließt und den
Zufluss von Nachfülltinte
unterbricht. Bei einem erforderlichen Austausch der Druckerpatrone
wird das gesamte Druckregelsystem weggeworfen.
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Eine
weitere Alternative verfolgt eine andere Lösung, bei der das gesamte Druckregelsystem
nicht auf dem Schlitten, sondern auf dem Druckergestell angeordnet
ist. So wird das Druckregelsystem bei einem Austausch der Patrone
nicht weggeworfen, und die Entscheidung zum Nachfüllen von
Tinte wird durch den leistungsstärkeren
Drucker getroffen, der über
mehr Informationen verfügt,
etwa über
Informationen vom großvolumigen
Tintenvorratsbehälter
sowie Informationen über
Druckbedingungen und Druckverlauf. Allerdings befindet sich der
Drucksensor nicht in der Druckerpatrone, so dass nicht der Patronendruck,
sondern der Druck in der Nachfüllleitung
geregelt wird, wobei diese Drücke
sehr unterschiedlich sein können.
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US-A-5 757 390 beschreibt
ein Verfahren, bei dem der Tintenstand in der Patrone erfasst wird, wenn
der Schlitten sich durch den Erfassungsbereich bewegt und die Erfassungsposition
der Patrone mit dem von der Lichtquelle kommenden Lichtstrahl in Ausrichtung
gelangt. Der Tintenstand kann nicht kontinuierlich erfasst werden,
weil das System den Tintenstand nur erfasst, wenn sich die Patrone
im Tintenerfassungsbereich befindet. Auch kann der Tintenstand nicht
gleichzeitig für
eine Vielzahl von Patronen erfasst werden, weil sich die einzelnen
Patronen jeweils nicht gleichzeitig im Tintenerfassungsbereich befinden.
Anders ausgedrückt,
ist die in
US-A-5 757 390 beschriebene
Tintenfüllstandserfassung
abhängig
von der Bewegung des Schlittens, die die Patronen durch den Tintenerfassungsbereich
führt.
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In
US-A-5 767 882 wird
eine Tintenstrahlpatrone mit einer zusammendrückbaren Tintenbehälterstruktur
beschrieben. Die Behälterstruktur
enthält vorzugsweise
einen Druckregler, der seinerseits aus einem Paar beabstandeter,
im Wesentlichen paralleler Platten besteht, die durch eine Feder
auseinander und gegen flexible Tintensack-Membranen gedrückt werden.
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US-A-6 099 101 beschreibt
eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Deaktivieren einer Patrone
eines Tintenstrahldruckkopfs, bei denen die Einwegpatrone nicht
nachgefüllt
und nochmals verwendet werden kann. Sobald ein Rechner feststellt,
dass der Tintenvorrat seit einer bestimmten Zeit leer ist, werden Kondensatoren
in Richtung eines Abschnitts der Düsenplatte des Druckkopfs entladen,
wobei die Stromstärke
ausreichend hoch ist, um die Düsen
dauerhaft zu deaktivieren.
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Alle
diese Lösungswege
sind darauf gerichtet, die Tinte in der Druckerpatrone unter Aufrechterhaltung
des entsprechenden Drucks nachzufüllen, und zwar mit erschwinglichen
Kosten und bester Leistung. Die vorgeschlagenen Lösungen sind
jedoch nicht in der Lage, die Tinte in der Druckerpatrone effektiv
aufzufüllen
und gleichzeitig den Druck in der Patrone möglichst effektiv aufrechtzuerhalten. Um
den Nachfüllprozess
so effektiv wie möglich
zu regeln, wird daher ein System benötigt, das die Leistungsfähigkeit
der Druckersteuerung für
die Regelung der Nachfüllzyklen
nutzt. Außerdem
sollte das System den korrekten Druck in der Druckerpatrone aufrechterhalten
und dabei das Volumen der Nachfülltinte
vom Druckkopf getrennt lagern. Ferner sollte das System die Anzahl
der Komponenten begrenzen, die beim Auswechseln der Druckerpatrone
weggeworfen und ersetzt werden müssen.
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Systeme
und Verfahren für
die Steuerung des Füllstands
und des Drucks in einem Tintenstrahldrucker weisen verschiedene
Merkmale auf, von denen keines für
die wünschenswerten
Eigenschaften allein verantwortlich ist. Im Folgenden sollen die wichtigsten
Merkmale kurz erläutert
werden, ohne dass dadurch der Umfang der nachfolgenden Ansprüche eingeschränkt wird.
Nach dem Lesen der Erläuterungen
und insbesondere des Abschnitts "Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen" wird der Leser verstehen,
auf welche Weise die Merkmale des Systems und der Verfahren gegenüber herkömmlichen
Druckersystemen und Druckverfahren von Vorteil sind.
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Gemäß einem
Aspekt richtet sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Nachfüllen eines
ausdehnbaren Tintenbehälters
aus einem Vorratsbehälter
und zum Aufrechterhalten eines genauen Druckbereichs des ausdehnbaren
Tintenbehälters
zur Verwendung in einem Tintenstrahldrucker. Dieses Verfahren kann
bewerkstelligt werden durch Anwenden einer Ausdehnkraft auf den
ausdehnbaren Tintenbehälter
einer Tintenstrahlpatrone mit Detektoren, die ein großes und
ein geringes Tintenvolumen erkennen, durch Anwenden einer Eindrückkraft
auf den Vorratsbehälter
und Übertragen
der Tinte vom Vorratsbehälter
zum ausdehnbaren Tintenbehälter,
wobei die Übertragung
der Tinte elektronisch gesteuert wird und beginnt, wenn das Tintenvolumen
im ausdehnbaren Tintenbehälter
auf einen vom Detektor für den
unteren Füllstand
erfassten ersten Wert sinkt, und anhält, wenn das Tintenvolumen
im ausdehnbaren Tintenbehälter
auf einen vom Detektor für
den oberen Füllstand
erfassten zweiten Wert steigt. Alternativ kann die Tinte im Vorratsbehälter zum
Beispiel mittels einer Pumpe zur Überführung in den ausdehnbaren Tintenbehälter unter
Druck gesetzt werden.
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Gemäß einem
anderen Aspekt wird eine Tintenstrahldruckerpatrone beschrieben
mit einem ausdehnbaren Tintenbehälter,
der derart vorgespannt ausdehnbar und ausgebildet ist, dass er Nachfülltinte aufnehmen
kann, und einem elektronischen Volumenerkennungssystem, das in der
Tintenstrahldruckerpatrone angeordnete Detektoren zum Erkennen einer
ersten und einer zweiten Tintenmenge im ausdehnbaren Vorratsbehälter aufweist,
wobei im Gebrauch der Strom von Nachfülltinte dann beginnt, wenn
der Detektor für
den unteren Tintenfüllstand
erkennt, dass die Tintenmenge im ausdehnbaren Tintenbehälter auf
die erste Menge abgesunken ist, und anhält, wenn der Detektor für den oberen
Tintenfüllstand
erkennt, dass die Tintenmenge im ausdehnbaren Tintenbehälter auf
die zweite Menge angestiegen ist.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt wird ein System zum Nachfüllen eines ausdehnbaren Tintenbehälters in
einer Tintenstrahldruckerpatrone und Aufrechterhalten eines erwünschten
Druckbereichs der Tinte im ausdehnbaren Tintenbehälter beschrieben mit
Mitteln zum Anwenden einer Ausdehnkraft auf den ausdehnbaren Tintenbehälter, Mitteln
zum Anwenden einer Strömungsenergie
zum Nachfüllen
von in einem Vorratsbehälter
enthaltener Tinte und Mitteln zum Übertragen der Nachfülltinte
vom Vorratsbehälter
zum ausdehnbaren Tintenbehälter,
wobei im Gebrauch die Mittel zum Übertragung der Nachfülltinte
mit der Übertragung
beginnen, wenn ein Tintenvolumen im ausdehnbaren Tintenbehälter auf
einen elektronisch bestimmten ersten Wert gesunken ist, der von
einem in der Tintenstrahldruckerpatrone angeordneten Detektor für den unteren
Füllstand
erkannt wird, und die Übertragung
anhalten, wenn das Tintenvolumen im ausdehnbaren Tintenbehälter auf einen
elektronisch bestimmten zweiten Wert gestiegen ist, der von einem
in der Tintenstrahldruckerpatrone angeordneten Detektor für den oberen
Füllstand
erkannt wird.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert.
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Es
zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines Systems zum
Nachfüllen
von Tinte in einer Tintenpatrone eines Tintenstrahldruckers;
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2 eine
Schnitt-Seitenansicht eines Tintenbehälters gemäß 1 entlang
der Linie 2-2;
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2A eine
Schnitt-Seitenansicht entlang der Linie 2-2 in 1,
die eine alternative Ausführungsform
des Tintenstrahldruckers gemäß 1 darstellt;
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3 eine
Schnitt-Seitenansicht der Druckerpatrone gemäß 1 entlang
der Linie 3-3;
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3A eine
Schnitt-Seitenansicht entlang der Linie 3-3 in 1,
die eine alternative Ausführungsform
der Druckerpatrone gemäß 1 darstellt;
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3B eine
Schnitt-Seitenansicht entlang der Linie 3-3 in 1,
die eine weitere alternative Ausführungsform der Druckerpatrone
gemäß 1 darstellt;
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4 eine
Schnitt-Seitenansicht der Tintenförderleitung gemäß 1;
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4A eine
Schnitt-Seitenansicht einer alternativen Ausführungsform der Tintenförderleitung gemäß 1;
und
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5 eine
Seitenansicht eines in der Ausführungsform
des Tintenbehälters
oder der Druckerpatrone gemäß 1 verwendeten
Positionsanzeigers mit einer Lichtquelle und einem Lichtsensor.
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Im
Folgenden werden bestimmte Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Figuren beschrieben,
wobei sich gleiche Bezugsziffern immer auf gleiche Elemente beziehen.
Die in dieser Beschreibung verwendete Terminologie ist in keiner
Weise nur deshalb begrenzend oder einschränkend zu verstehen, weil sie in
Verbindung mit der detaillierten Beschreibung einer speziellen Ausführungsform
der Erfindung verwendet wird. Ferner können Ausführungsformen der Erfindung
mehrere neuartige Merkmale enthalten, von denen keines allein für die wünschenswerten
Attribute der Ausführungsform
verantwortlich oder für die
Durchführung
der hierin beschriebenen Erfindungen wesentlich ist.
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1 zeigt
zunächst
eine perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform
eines Systems 100 zum Nachfüllen eines Tintenstrahldruckers. Das
System 100 weist einen Tintenvorratsbehälter 200, eine Druckerpatrone 300 und
eine Förderleitung 400 auf.
Der Tintenvorratsbehälter 200,
der auf einem Teil des Druckergehäuses montiert ist, kann ein großes Volumen
einer Nachfülltinte
unter einem Druck aufnehmen, der relativ höher ist als der Druck in der
Druckerpatrone 300, so dass Nachfülltinte aus dem Tintenvorratsbehälter 200 in
die Druckerpatrone 300 fließt, wenn Tinte nachgefüllt werden
muss. Die Förderleitung 400 verbindet
den Tintenvorratsbehälter 200 mit
der auf dem schnell bewegten Druckerschlitten 110 montierten
Druckerpatrone 300 und transportiert so den Nachfülltintenstrom
bei niedrigem Tintenstand in der Druckerpatrone 300. Die
Förderleitung 400 ist
mit einem Strömungsregelventil 420 zur
Steuerung des Durchflusses der Nachfülltinte ausgestattet. Am Strömungsregelventil 420 besteht
ein Differenzdruck zwischen dem relativ höheren Tintendruck im Tintenvorratsbehälter 200 und dem
relativ niedrigeren Tintendruck in der Druckerpatrone 300.
Beim Öffnen
des Strömungsregelventils 420 beginnt
Nachfülltinte
aus dem Tintenvorratsbehälter 200 in
die Druckerpatrone 300 zu fließen. Ein Ventilbetätigungselement 420 steuert
die Stellung des Strömungsregelventils 420.
Alternativ steht der Tintenvorratsbehälter 200 nicht unter
Druck, sondern steht mit atmosphärischem
Druck in Verbindung, und der Strom von Nachfülltinte aus dem Tintenvorratsbehälter 200 in
die Druckerpatrone 300 wird durch eine Pumpe (in 1 nicht
dargestellt) bewirkt.
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Der
relativ höhere
Druck im Tintenvorratsbehälter 200 kann
auf unterschiedliche Art erreicht werden. Bei einer einfachen Methode
wird der Tintenvorratsbehälter 200 zum
Beispiel im Drucker höher
angeordnet als die Druckerpatrone 300, wodurch sich eine
Differenz im Flüssigkeitsfüllstand
bzw. im Druck zwischen dem Tintenvorratsbehälter 200 und der Druckerpatrone 300 ergibt.
Bei einem anderen Beispiel führt
eine Pumpe dem Tintenvorratsbehälter 200 den
erforderlichen Druck zu. Eine neuartige Weise, den höheren Druck
im Tintenvorratsbehälter 200 zu
erzeugen, ist in 2 dargestellt.
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Bei
der in 2 dargestellten geschnittenen Seitenansicht eines
Tintenvorratsbehälters 200 wird davon
ausgegangen, dass der Tintenvorratsbehälter 200 vorteilhafterweise
auf einem stationären
Teil des Druckergehäuses
montiert ist. Dadurch werden Druckschwankungen vermieden, die sich
bei Montage des Tintenvorratsbehälters 200 auf
einem sich bewegenden Teil des Druckers, etwa dem Druckschlitten
(in Fig. mit 110 bezeichnet) ergeben können. Bei bestimmten Ausführungsformen
weist der Tintenvorratsbehälter 200 ein
Gehäuse 202 auf,
das einen zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204 umgibt.
Als zusammendrückbarer
Tintenvorratsbehälter 204 kann
jede Struktur Verwendung finden, die Tinte aufnehmen kann und flexibel
zusammendrückbar
ist, etwa eine Blase. Bei manchen Ausführungsformen können das
Gehäuse 202 und
der zusammendrückbare
Tintenvorratsbehälter 204 auch
einstückig
ausgebildet sein. Zum Beispiel ist die Verwendung eines Balges sowohl
als Gehäuse 202 als
auch als zusammendrückbarer
Tintenvorratsbehälter 204 möglich, in welchem
Fall der Balg dann zusammendrückbar
wäre.
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Eine
Vorspannkraft wirkt auf den zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälter 204 mit
der Tendenz, diesen zusammenzudrücken.
Bei manchen Ausführungsformen
kann diese Kraft durch eine Feder 210 erzeugt werden, die
mittels einer Platte oder Plattform auf den zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204 wirkt.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform
wirkt die Kraft über
einen Kolben 215 und eine Behälterplatte 220 auf
den zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204.
Gemäß der Darstellung
in 2 wirkt die in der Feder 210 gespeicherte
Energie als Kraft auf eine Federplatte 218, die eine Art
Verbindung zwischen der Feder 210 und dem Kolben 215 bildet.
Die Federplatte 218 überträgt die Kraft
der Feder 210 auf den Kolben 215, der derart mit
der Behälterplatte 220 in
Berührung
stehen oder an ihr befestigt sein kann, dass die Kraft auch auf
die Behälterplatte 220 übertragen
wird. Die Behälterplatte 220 ihrerseits überträgt die Kraft
auf den zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204 mit der
Tendenz, diesen zusammenzudrücken.
Die Kraft führt
zu einem erhöhten
Druck der Tinte im Inneren des zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälters 204,
der bei Bedarf einen Nachfülltintenstrom
erzeugt.
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Der
zusammendrückbare
Tintenvorratsbehälter
204 weist
einen Mechanismus auf, der die Nachfülltinte aus dem Tintenvorratsbehälter
200 in die
Förderleitung
(in
1 und
4 mit
400 bezeichnet) überführt, wenn
ein Nachfüllen
erforderlich wird. Gemäß der Darstellung
in
2 ist an dem zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälter
204 ein Behälterrohr
225 befestigt, über das
Tinte aus dem Inneren des zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälters
204 zur
Außenseite
des Gehäuses
202 transportiert
werden kann. Eine Behälterwand
230 bildet eine
Verbindung zwischen dem Behälterrohr
225 und der
Förderleitungs-Nadel
(in
4 später
mit
415 bezeichnet), die die Förderleitung (in
1 und
4 mit
400 bezeichnet)
mit dem Tintenvorratsbehälter
200 verbindet.
Alternativ kann die Verbindung zwischen der Förderleitung und dem Behälterrohr
225 auch
durch beliebige andere Elemente hergestellt werden. Gemäß
1 und
3 und
der vorstehenden Beschreibung ist bei manchen Ausführungsformen
kein zusammendrückbarer
Tintenvorratsbehälter
204 vorhanden;
stattdessen ist die im Tintenvorratsbehälter enthaltene Tinte dem atmosphärischen Druck
ausgesetzt.
US-A-5 686
947 , erteilt an Murray et al. ("Murray"), die durch Verweis vollinhaltlich
hierin aufgenommen wird, beschreibt ein Behältersystem mit einem atmosphärischem
Druck ausgesetzten großvolumigen
Tintenvorratsbehälter.
Ein solches System ist als Alternative zum zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälter
204 einsetzbar,
wobei dann eine Strömungsenergie,
d. h. eine Antriebskraft, die auf die Flüssigkeit wirkt, um die Nachfülltinte
vom Tintenvorratsbehälter
zur Druckerpatrone
300 fließen zu lassen, auf die Nachfülltinte
aufgebracht wird, um die weiter oben besprochenen Druckspitzen,
die durch die Bewegung der Förderleitung
400 erzeugt
werden, und die während
der viskosen Bewegung der Nachfülltinte
durch die Förderleitung
400 entstehenden Strömungsverluste
und ferner den Einfluss einer etwaigen Höhendifferenz zwischen dem Tintenvorratsbehälter
300 und
der Druckerpatrone
200 zu überwinden. Wie bereits erwähnt, kann
die Strömungsenergie
durch eine (nicht dargestellte) Pumpe, durch höhere Anordnung des Tintenvorratsbehälters
200 im
Drucker im Vergleich zur Druckerpatrone
300 oder in anderer
dem Fachmann bekannter Weise erzeugt werden.
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Gemäß 2 kann
es bei manchen Ausführungsformen
von Vorteil sein, die im Tintenvorratsbehälter 200 noch vorhandene
Tintenmenge zu bestimmen, wobei es auch vorteilhaft sein kann, elektronische
Signale zu erzeugen, die die im Tintenvorratsbehälter 200 noch vorhandene
Tintenmenge wiedergeben. Bei manchen Anwendungen ist gegebenenfalls
nur ein Signal bei niedrigem Tintenstand im Tintenvorratsbehälter 200 nötig, während bei
anderen Anwendungen auch die Anzeige eines hohen Tintenstandes erforderlich
sein kann. Wieder andere Ausführungsformen
können
eine kontinuierliche Anzeige des Füllstands erfordern, etwa eine
kontinuierliche Tintenstandsanzeige vom höchsten bis zum niedrigsten
Tintenstand, etwa vergleichbar einer Kraftstoffanzeige in einem
Kraftfahrzeug. Diese Anwendungen und Merkmale sind entsprechend
den Bedürfnissen der
Benutzer festzulegen. Es gibt bereits eine Vielzahl unterschiedlicher
Geräte
zum Erfassen und Anzeigen eines Füllstandes, die für diese
Funktion verwendet werden können.
Ein Beispiel eines solchen Systems ist in 2 dargestellt.
In 2 ist an dem Kolben 215 ein Positionsanzeiger 235 vorgesehen, der
an einem Referenzniveau am Kolben 215 angebracht ist. Bei
dieser Ausführungsform
bewegt sich der Positionsanzeiger 235 während der Veränderung des
Tintenvolumens im zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204 entlang
einer linearen Bahn auf und ab. Der Positionsanzeiger 235 beginnt
bei diesem System seine Bewegung im gefüllten Zustand des zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälters 204 an
einem unteren Endpunkt und bewegt sich aufwärts, wenn Tinte aus dem zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälter 204 abgeführt wird
und das Volumen abnimmt. An einem oberen Endpunkt, der dem leeren
zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204 entspricht,
endet dann die Bewegung des Positionsanzeigers 235.
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In
der Nähe
der oberen und unteren Endpunkte der Bewegungsbahn des Positionsanzeigers 235 kann
jeweils ein Detektor 240 für den unteren Füllstand
und ein Detektor 245 für
den oberen Füllstand
vorgesehen sein. Die Anordnung dieser Detektoren 240, 245 ist
so getroffen, dass sie dem Volumen des zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälters 204 im
leeren bzw. vollen Zustand entspricht. Bei vollem zusammendrückbarem
Tintenvorratsbehälter 204 nehmen
also bei dieser Ausführungsform
der Kolben 215 und der Positionsanzeiger 235 ihre
untersten Stellungen ein. In diesem Zustand ist der Positionsanzeiger 235 in
der Nähe
des Detektors 240 für
den oberen Füllstand
positioniert, so dass der Detektor 245 für den oberen
Füllstand
ein Signal ausgeben kann, das dem (nicht dargestellten) Drucker
den Volumenzustand des vollen Tintenvorratsbehälters 200 anzeigt.
Wenn umgekehrt das Volumen des zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälters 204 auf den
dem leeren Zustand entsprechenden Wert fällt, befinden sich der Kolben 215 und
der Positionsanzeiger 235 bei dieser Ausführungsform
an ihren obersten Punkten der Bewegungsbahn. In dieser Position befindet
sich der Positionsanzeiger 235 in der Nähe des Detektors 240 für den unteren
Füllstand,
so dass der Detektor 240 für den unteren Füllstand
ein Signal ausgeben kann, das dem (nicht dargestellten) Drucker
anzeigt, dass das Volumen des Tintenvorratsbehälters 200 seinem leeren
Zustand entspricht.
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Es
sind bereits viele Mechanismen bekannt, mittels derer eine Position
einer Vorrichtung gegenüber
einer anderen erfasst und angezeigt werden kann, wie dies in 2 der
Fall ist; alle diese Mechanismen sind einsetzbar. Ein Beispiel eines
solchen Mechanismus besteht aus einer Lichtquelle und Detektoren.
Bei diesem Mechanismus ist der Positionsanzeiger 235 eine
Lichtquelle, etwa eine LED (lichtemittierende Diode), während es
sich bei den Detektoren 245, 240 für den oberen
und den unteren Füllstand
um Lichtsensoren, etwa CCDs (ladungsgekoppelte Bauelemente) oder
Fotovervielfacher handelt. Ein weiterer, in einer Ausführungsform
einsetzbarer Mechanismus besteht aus einem oder mehreren Endschaltern.
Bei Verwendung von Endschaltern können die Detektoren 245, 240 für den oberen
und den unteren Füllstand
jeweils aus einem Schalter in einem Schaltkreis bestehen, der durch
die Anwesenheit des Positionsanzeigers 235 geschlossen
wird. Der Positionsanzeiger 235 kann Positionen entweder elektrisch,
mechanisch, magnetisch, durch Licht oder in anderer Weise anzeigen.
Bei geschlossenem Schalter ist der diesem Schalter zugeordnete Kreis geschlossen,
und es wird ein dem entsprechenden Füllstand im zusammendrückbaren
Tintenvorratsbehälter 204 entsprechendes
Signal erzeugt. Je nach den Erfordernissen einer bestimmten Anwendung können als
Detektoren 245, 240 für den oberen und den unteren
Füllstand
auch eines der beschriebenen oder auch andere Erfassungselemente
verwendet werden.
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In 2A ist
ein anderer Sensortyp dargestellt, der nicht nur bei zwei, sondern
bei mehreren Tintenfullständen
ein zum Füllstand
der Tinte im Tintenvorratsbehälter 200 proportionales
Signal erzeugen kann. Bei dieser Ausführungsform steht ein Positionsanzeiger 250 mit
einem Widerstandsstreifen 255 in elektrischem Kontakt.
Der Positionsanzeiger 250 und der Widerstandsstreifen 255 schließen einen
(nicht dargestellten) Kreis, dessen Widerstand zur Länge des
im Kreis vorhandenen Widerstandsstreifens 255 proportional
ist. Wenn sich der Posi tionsanzeiger entsprechend dem Absinken des
Tintenfüllstands
im Tintenvorratsbehälter
am Streifen aufwärts
bewegt, kommt der Positionsanzeiger 250 mit dem Widerstandsstreifen 255 an
einem höheren Punkt
in Anlage. Wenn der Stromkreis mit dem unteren Ende des Widerstandsstreifens 255 verbunden ist,
befindet sich ein größerer Teil
des Widerstandsstreifens 255 im Stromkreis, und der Widerstand
des Schaltkreises ist höher.
Der am Schaltkreis vorhandene Widerstand kann gemessen werden, und
es kann eine Entsprechung zwischen dem im Tintenvorratsbehälter 200 noch
vorhandenen Tintenfüllstand und
dem Widerstand des Schaltkreises abgeleitet werden. Dies bedeutet,
dass der Drucker durch Erfassung des Widerstandes des Stromkreises
nicht nur den vollen oder leeren Zustand erkennen, sondern den Tintenfüllstand
im Tintenvorratsbehälter 200 bei
jeder Füllhöhe erfassen
kann.
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Bei
alternativen Ausführungsformen
kann der Positionsanzeiger 235 auch an anderen Komponenten,
etwa der Behälterplatte 220,
der Federplatte 218 oder dem zusammendrückbaren Tintenvorratsbehälter 204 selbst
angebracht sein, falls er mit dem Behältergehäuse 202 einstückig ausgebildet
ist. Bei diesen alternativen Ausführungsformen können die Detektoren 245, 240 für den oberen
und unteren Füllstand
an anderer Stelle so angeordnet sein, dass sie dem Volumen des Tintenvorratsbehälters 200 in
dessen vollem bzw. leerem Zustand genau entsprechen. Alternativ
können,
wie in 2A für die kontinuierliche Füllstandserfassung
dargestellt, der Positionsanzeiger 250 und der Widerstandsstreifen 255 auch
in dem Vorratsbehälter
integriert sein. Die von den Detektoren ausgegebenen Signale, die
die Menge der noch im Vorratsbehälter 200 vorhandenen
Tinte wiedergeben, werden über
(nicht dargestellte) elektronische Leiter zur Nutzung für die Regelung
des Nachfülltintenstroms
an einen (nicht dargestellten) Prozessor oder Mikroprozessor übermittelt.
Ausführungsformen,
deren Tintenvorratsbehälter 200 nicht unter
Druck steht und abgeschlossen ist, sondern gegenüber atmosphärischem Druck offen ist, benötigen andere
Erfassungseinrichtungen. In diesen Fällen ist jede der zahlreichen
bekannten Einrichtungen zum Erfassen des Füllstandes von im Behälter vorhandener
Flüssigkeit
einsetzbar. Zum Beispiel können
zwei Elektroden in Höhe
eines bestimmten Füllstandes
im Behälter
angeordnet sein, wobei die im Behälter vorhandene Tinte einen
Stromkreis zwischen den Elektroden schließt. Wenn die Elektroden bei
sinkendem Füllstand
nicht mehr bedeckt sind, wird der Stromkreis unterbrochen und ein
diesen Zustand anzeigendes Signal an den (nicht dargestellten) Prozessor
gesendet.
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Eine
andere Möglichkeit,
den Tintenfüllstand in
einem offenen Behälter
zu erfassen, besteht aus einem lichtbetätigten Schalter ähnlich dem
zuvor beschriebenen, bei dem eine Lichtbahn zwischen einer Lichtquelle
und einem Lichtdetektor durch in einem Vorratsbehälter 200 vorhandene
Tinte unterbrochen wird. Ist keine Tinte in der Lichtbahn vorhanden,
wird ein Signal ausgegeben, das anzeigt, dass der Tintenstand unter
dem von diesem Detektor definierten Füllstand liegt. Dabei ist es
möglich,
zum Erfassen der Tinte an mehreren Füllständen mehrere Lichtquellen-
und Detektorgruppen vorzusehen oder eine Lichtquelle in Verbindung
mit mehreren Detektoren zu verwenden.
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Alternativ
ist es möglich,
die Füllstände kontinuierlich
mittels eines schwimmenden Positionsanzeigers und eines der vorstehend
beschriebenen Mittel zu erfassen. Wie bereits erwähnt wurde,
kann mittels solcher Signale sichergestellt werden, dass das Nachfüllen der
Druckerpatrone (in 1 mit 200 bezeichnet)
mit zugeführter
Nachfülltinte
nicht begonnen wird, wenn nicht genug Tinte im Tintenvorratsbehälter 200 vorhanden
ist. Dabei kann es wünschenswert
sein, ein wie bei Murray beschriebenes Füllstands-Anzeigefenster (nicht
dargstellt) vorzusehen, so dass der Benutzer am Tintenvorratsbehälter 300 ablesen
kann, wie viel Tinte sich noch im Behälter befindet.
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3 zeigt
eine Schnitt-Seitenansicht einer Druckerpatrone 300 gemäß einer
Ausführungsform des
in 1 dargestellten Systems. Vorteilhafte Ausführungsformen
der Druckerpatrone 300 weisen bestimmte Merkmale auf, die
sicherstellen, dass der Drucker die höchstmögliche Bildqualität erzeugt.
Zunächst
liegt der Druck der in der Druckerpatrone 300 vorhandenen
Tinte vorzugsweise unter jenem atmosphärischen Druck, unter dem der
Drucker eingesetzt ist. An der Druckerpatrone 300 ist eine
Düsenplatte 305 angebracht.
Die Düsenplatte 305 nimmt
die Düsen
auf, die während
des Druckvorgangs die Tintentropfen auf das Druckmedium (nicht dargestellt)
ausstoßen.
Der niedrige Tintendruck verhindert, dass Tinte ungewollt aus der
Düsenplatte 305 austritt.
Der Druck in der Druckerpatrone 300 wird vorzugsweise in
einem der jeweiligen Düsenplatte 305 und
der jeweiligen Anwendung entsprechenden Bereich gehalten, der von
gerade unterhalb des atmosphärischen Drucks
bis zu 381 oder 508 mm Wassersäule (15 oder 20 Zoll Wassersäule) unter
atmosphärischem Druck
liegen kann. Bei der höchstmöglichen
Druckqualität
sollte dieser Druckbereich zwischen 51 und 152 mm (2 und 6 Zoll)
Wassersäule
unter atmosphärischem
Druck liegen. Falls der Tintendruck in der Druckerpatrone 300 zu
weit unter atmosphärischem Druck
liegt, ist es möglich,
dass die Düsen
diese Druckdifferenz nicht überwinden
können,
was zu einer fehlerhaften Funktion der Düsen und einer Verschlechterung
der Bildqualität
oder, noch schlimmer, zum Nachlassen oder Abreißen der Versorgung der Düsen mit
Tinte führen
kann.
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Gemäß einem
weiteren Merkmal bestimmter Ausführungsformen
ist die Druckerpatrone 300 speziell zum Nachfüllen konstruiert,
um einen kostspieligen Austausch der Druckerpatrone 300 bei
zu Ende gehender Tintenfüllung
zu vermeiden. Die Druckerpatrone 300 enthält die für den Betrieb
der Düsen
auf der Düsenplatte 305 erforderliche
Elektronik (nicht dargestellt). Diese Elektronikkomponenten der
Düsenplatte
werden beim Austausch der Druckerpatrone 300 weggeworfen,
so dass der Austausch der Druckerpatrone 300 sehr viel
mehr kostet als die Tinte, die den Austausch erforderlich macht.
Um die relativ hohen Kosten des Austauschs der Druckerpatrone 300 zu
vermeiden, wenn doch nur mehr Tinte für den Weiterbetrieb benötigt wird,
sind vorteilhafte Druckerpatronen 300 so ausgebildet, dass
die Tinte darin nachgefüllt
werden kann.
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Bei
der in 3 dargestellten Ausführungsform sind diese beiden
Merkmale durch Integration bestimmter konstruktiver Merkmale oder
vergleichbarer Details erreichbar. Die Druckerpatrone 300 gemäß 3 weist
eine funktionsseitig bzw. an der Tintenausstoßseite eines Patronengehäuses 301 befestigte
Düsenplatte 305 auf.
Das Patronengehäuse 310 bildet
ein Innenvolumen zur Aufnahme der Tinte und innerer Komponenten
der Druckerpatrone 300 aus und nimmt die Düsenplatte 305 auf
seiner Außenfläche auf.
Das Volumen der Druckerpatrone 300 wird abgeschlossen durch
einen Deckel 312, der auf dem Patronengehäuse 310 sitzt
und den inneren Bereich der Druckerpatrone 300 gegenüber der
Außenumgebung
abtrennt. Der Deckel 312 kann am Patronengehäuse 310 entweder
austauschbar angebracht oder dauerhaft befestigt und im Gehäuse integriert
sein (zusammen mit 310 und 312 bezeichnet). Bei
der in 3 dargestellten Ausführungsform weist der Deckel 312 einen
unteren Bereich 313 auf, der sich unterhalb der Oberkante
der Seitenwandungen des Patronengehäuses 310 erstreckt.
Zwischen diesem unteren Bereich 313 und dem oberen Bereich
des Deckels 312 ist ein Hohlraum 314 ausgebildet.
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Innerhalb
des Patronengehäuses 310 der
in 3 dargestellten Ausführungsform sind die Komponenten
der Druckerpatrone 300 für die Speicherung der Tinte,
die Druckregelung und die Füllstandserfassung
untergebracht. Diese Komponenten umfassen eine ausdehnbare Tintenkammer 315,
eine Patronenplatte 320, einen Balg 325, einen
Patronenschaft 330, eine Federplatte 335 und eine
Patronenfeder 340. Die ausdehnbare Tintenkammer 315 dient der
Aufnahme von Tinte in der Druckerpatrone 300 und wird gebildet
durch die Unterseite der Patronenplatte 320, die Außenseite
des den unteren Bereich des Deckels 312 mit der Patronenplatte 320 verbindenden
Balges 325, die Innenwandungen des Patronengehäuses 310 und
den oberen Bereich des Deckels 312. Bei Betrachtung der
in 3 dargestellten Ausführungsform der Druckerpatrone
wird klar, dass das Volumen der ausdehnbaren Tintenkammer 315 zunimmt,
wenn Tinte durch die Düsenplatte 305 zum Drucken
aus der Patrone abgezogen wird, und sich beim Nachfüllen wieder
ausdehnen kann. Während des
Zuführens
von Nachfülltinte
in den ausdehnbaren Tintenvorratsbehälter 315 zieht sich
der Balg 325 zusammen, wodurch sich die ausdehnbare Tintenkammer 315 mit
zunehmendem Tintenvolumen ausdehnt. Der Balg 325 ist an
den Außenkanten
der Patronenplatte 320 angebracht, wobei letztere allgemein
als ebene Platte ausgebildet ist, deren Form den Innenkanten des
Patronengehäuses 310 entspricht
und so eine luftdichte Abdichtung zwischen der Patronenplatte 320 und
dem Balg 325 herstellt. Der Balg kann aus einer beliebigen
dünnen
flexiblen Folie, etwa aus Polyester, Polyäthylen oder einem Verbundmaterial
bestehen, dessen Schichten für
unterschiedliche Funktionen wie Flexibilität, Festigkeit, Feuchtigkeitsbeständigkeit
oder Undurchlässigkeit ausgelegt
werden können.
Die Patronenplatte 320 und der Balg 325 schließen im Zusammenwirken
mit dem Patronengehäuse 310 die
ausdehnbare Tintenkammer 315 ab. Der Patronenschaft 330 ist
auf der Oberseite der Patronenplatte 320 angebracht und besteht
allgemein aus einer lang gestreckten Stange, die sich von der Oberseite
der Patronenplatte 320 in den zwischen den oberen und unteren
Bereichen des Deckels 312, 313 ausgebildeten Hohlraum 314 erstreckt.
An dem der Platte 320 gegenüberliegenden Ende des Schafts 330 befindet
sich die Federplatte 335. Bei der Federplatte 335 handelt
es sich um einen am Ende des Schafts 330 angebrachten allgemeinen
flachen Ringflansch, der eine Zugkraft auf den Schaft 330 ausüben kann.
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Die
den Schaft 330 umgebende Patronenfeder 340 ist
zwischen dem unteren Bereich des Deckels 313 und der Federplatte 335 angeordnet.
Die Patronenfeder 340 ist auf der unteren Oberfläche der Federplatte 335 so
gelagert, dass sie eine aufwärts gerichtete
Kraft auf die Feder platte 335 ausübt. Diese Kraft wird dann auf
den Schaft 330 und vom Schaft 330 auf die Patronenplatte 320 übertragen.
Die Patronenplatte 320 wird durch die Federkraft tendenziell aufwärts bewegt,
wodurch der Balg 325 sich zusammenfaltet und die ausdehnbare
Tintenkammer 315 sich tendenziell ausdehnt. Durch diese
auf die Patronenplatte 320 aufgebrachte Kraft, die tendenziell eine
Ausdehnung der Tintenkammer 315 bewirkt, wird der Druck
der ausdehnbaren Tintenkammer 315 gesteuert. Die Tendenz
der ausdehnbaren Tintenkammer 315, sich unter dem Druck
der Patronenfeder 340 auszudehnen, erzeugt eine Druckdifferenz an
der Düsenplatte 305,
die verhindern kann, dass Tinte ungewollt während des Druckens oder auch während des
Versands aus den Düsen
austritt. Auf diese Weise regelt die in 3 dargestellte
Ausführungsform
der Druckerpatrone 300 den Druck der ausdehnbaren Tintenkammer 315 mittels
der Kraft der Patronenfeder 340. Die Federkraft der Patronenfeder 340 bestimmt
somit den Druck der Tinte in der ausdehnbaren Tintenkammer 315 in
der Druckerpatrone 300 dieser Ausführungsform.
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Das
gleiche Ziel, den Druck der Tinte in der Druckerpatrone 300 mittels
einer Feder zu regeln, kann auch mit beliebigen anderen Feder- und
Plattenanordnungen erreicht werden. Eine andere Ausführung eines
solchen Systems ist in 3A dargestellt. 3A zeigt
eine Druckerpatrone 300, die den negativen Druck auf die
in der Druckerpatrone 300 enthaltene Tinte mittels einer
Torsionsfeder 370 aufrechterhält. Anstatt sich mit einer Änderung
der Tintenmenge in der Druckerpatrone 300 geradlinig auf und
ab zu bewegen, ist die Patronenplatte 320 in der Nähe einer
Kante der Patronenplatte 320 an einem Drehzapfen 375 befestigt
und schwingt um diesen Drehzapfen 375. Der Drehzapfen 375 ist
an einem Bereich der Druckerpatrone 300, zum Beispiel am Deckel 313,
befestigt. Von der Patronenplatte 320 geht ein Plattenschenkel 377 aus,
der eine Bolzenverbindung zum Schwenkzapfen 375 ausbildet.
Ein vom Schwenkzapfen 375 ausgehender Anzeigerschenkel 378 ist
starr mit der durch den Plattenschenkel 377 ausgebildeten
Bolzenverbindung verbunden. Am Anzeigerschenkel 378 ist
ein Tintenstandsanzeiger 360 angebracht, der eine kreisbogenartige
Bewegung vollführt,
wenn die Patronenplatte 320 um den Schwenkbolzen 375 verschwenkt. Die
Position des Tintenstandsanzeigers 360 entspricht an jedem
Punkt entlang seiner Bahn einer in der Druckerpatrone 300 noch
vorhandenen Tintenmenge. Im Folgenden wird das Verfahren und der Mechanismus
zum Erfassen des Tintenstandes der Druckerpatrone genauer beschrieben.
Die Torsionsfeder 370 ist um den Schwenkzapfen 375 herum
koaxial zu diesem angebracht und weist zwei Enden auf, die sich
zum Zweck der Anwendung einer Kraft aus der Federspirale heraus
erstrecken. Eines der Enden bringt eine Kraft auf den Anzeigerschenkel 378 auf,
während
das andere Ende auf einen stationären Bereich des Druckerpatronegehäuses, etwa den
unteren Bereich des Deckels 313 drückt. Dadurch dass die Torsionsfeder 370 auf
den Anzeigerschenkel 378 und einen stationären Bereich
der Druckerpatrone 300 drückt, hat sie die Tendenz, die
Patronenplatte 320 um den Schwenkzapfen 375 zu
verschwenken und so das Volumen der Tintenkammer 315 auszudehnen
und den Druck jener Tinte zu verringern.
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Ebenfalls
in 3 dargestellt ist eine Einrichtung, die den Zufluss
der Nachfülltinte
in die Druckerpatrone 300 erlaubt. Bei manchen Ausführungsformen
ist hierzu ein Patronenrohr 345 vorgesehen, durch das Tinte
durch das Patronengehäuse 310 in die
ausdehnbare Tintenkammer 315 fließen kann. Bei einer Ausführungsform
weist das Patronenrohr 345 eine allgemein rohrförmige Gestalt
auf, die entweder – wie
in 3 dargestellt – durch das Patronengehäuse 310,
durch einen Bereich des Deckels 312 oder durch einen anderen
Teil der Druckerpatrone 300 herausragt. Das Patronenrohr 345 reicht
mit einem Ende in die ausdehnbare Tintenkammer 315 hinein.
Das andere, aus der Druckerpatrone 300 vorstehende Ende
ist mit einer daran befestigten Patronenwand 350 versehen.
Die Patronenwand 350 ist zur Aufnahme einer Nadel bestimmt,
die in sie eingeführt
wird, und ist in ihrer Art in der Technik bekannt. Alternativ kann
die aus Wand und Nadel bestehende Verbindung auch durch beliebige
andere Verbindungsmittel ersetzt werden. Das Patronenrohr 345 und
die Patronenwand 350 bilden somit eine Strömungsbahn
für Nachfülltinte
vom Äußeren der
Druckerpatrone 300 in die ausdehnbare Tintenkammer 315 aus.
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Wie
aus 3 und 3A ersichtlich ist, können bestimmte
Ausführungsformen
Mittel zum Erfassen der in der ausdehnbaren Tintenkammer 315 noch
vorhandenen Tintenmenge und zum Ausgeben entsprechender Signale
aufweisen. Insbesondere sind die Erfassungsmittel der Ausführungsform der
Druckerpatrone 300 gemäß 3 im
Hohlraum 314 des Deckels 312 angeordnet, wobei
sie allerdings auch an anderer Stelle an oder in der Druckerpatrone 300 oder
am Anzeigerschenkel 378 der in 3A, 3B dargestellten
Ausführungsformen angeordnet
sein können.
Die Erfassungsmittel können
einen Positionsanzeiger und eine oder mehrere Positionserfassungsvorrichtungen
aufweisen. Zum Beispiel weisen die in 3, 3A und 3B dargestellten
Ausführungsformen
einen Tintenvolumenanzeiger 360 und zwei Tintenvolumendetektoren,
einen Tintenvolumendetektor 362 für den oberen Tintenstand und
einen Tintenvolumendetektor 364 für den unteren Tintenstand,
auf. Ähnlich
dem Anzeiger und den Detektoren, die weiter oben unter Bezugnahme
auf die Ausführungsformen
gemäß 2 besprochen
wurden, kann der Tintenvolumenanzeiger 360 von jeder Art
sein, die den Tintenvolumendetektoren 362, 364 ihre
Anwesenheit signalisiert. Wie bereits besprochen, kann der Tintenvolumenanzeiger 360 aus
einer LED oder einem Magnet oder aus beliebigen anderen Mitteln
bestehen, die üblicherweise
zur Positionserkennung und zur Erzeugung von Signalen in Tintenvolumendetektoren 362, 364 verwendet
werden, welche der in der ausdehnbaren Tintenkammer 315 vorhandenen
Tintenmenge entsprechen.
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In 3 ist
der Tintenvolumenanzeiger 360 an der Federplatte 335 angebracht.
Bei anderen Ausführungsformen
kann er jedoch auch an anderen Komponenten angebracht sein, deren
Position jeweils dem in der ausdehnbaren Tintenkammer 315 vorhandenen
Tintenvolumen entspricht, etwa am Anzeigerschenkel 378 gemäß 3A und 3B.
Als weitere Komponenten kommen auch die Patronenplatte 320,
der Schaft 330, die Patronenfeder 340 oder der
Balg 325 in Frage. Der Tintenvolumenanzeiger 360 bewegt
sich auf und ab, wobei der unterste Punkt der Bahn einem unteren
Stand des Tintenvolumens in der ausdehnbaren Tintenkammer 315 und der
oberste Punkt der Bahn einem oberen Stand des Tintenvolumens in
der ausdehnbaren Tintenkammer 315 entspricht. An dem obersten
und dem untersten Punkt oder beiden Punkten der Bewegungsbahn befindet
sich ein entsprechender Tintenvolumendetektor 362, 364,
der die Anwesenheit des Positionsanzeigers 360 erfasst.
Bei manchen Ausführungsformen
ist nur ein Detektor 364 für den niedrigen Tintenstand
vorgesehen, der ein dem niedrigen Tintenstand entsprechendes Signal
erzeugt. Das Signal für
den niedrigen Tintenstand kann dazu dienen, einen Nachfülltintenstrom
in die Druckerpatrone 300 einzuleiten. Bei einer anderen
Ausführungsform
sind Detektoren 362, 364 für den oberen und den unteren Tintenstand
vorgesehen, die jeweils Signale entsprechend dem oberen und dem
unteren Tintenstand in der ausdehnbaren Tintenkammer 315 erzeugen,
die dann vom Drucker für
unterschiedliche Steuerungsfunktionen, unter anderem den Beginn
und die Beendigung des Nachfülltintenstroms,
verwendet werden können. Ähnlich den
oben beschriebenen Detektoren können
der Detektor 362 für
den oberen Tintenstand und der Detektor 364 für den unteren
Tintenstand als Lichterfassungselemente ausgebildet sein, etwa als CCD
oder als Fotomultiplizierer, oder sie können aus einem Endschalter
in einem Schaltkreis bestehen, von magnetischer Art oder von einer
beliebigen anderen, in der Technik gebräuchlichen Art sein. Einige Ausführungsformen
können
auch Detektoren verwenden, die die Position des Positionsanzeigers 360 an
jedem Punkt entlang seiner Bewegungsbahn erfassen und Signale für viele
mögliche
Tintenfüllstände erzeugen
können.
Zum Beispiel ist es möglich, den
in 2A dargestellten Widerstandsstreifen 255 in
der Druckerpatrone 300 für die vorstehend beschriebene
kontinuierliche Anzeige von Tintenständen einzusetzen. Die von den
Detektoren ausgegebenen Signale werden dann über in der Druckerpatrone 300 integrierte
elektronische Leitungen oder über
eigene elektronische Leitungen (nicht dargestellt) an einen (nicht
dargestellten) Prozessor weitergeleitet. Bei dem Prozessor kann
es sich um den den Drucker betätigenden
Prozessor, einen separaten Prozessor oder einen Teil des den Drucker
betätigenden
Computers handeln. Anhand der Signale steuert der Prozessor dann
den Nachfülltintenstrom
zur Druckerpatrone 300. Da die auf die Tintenkammer 304 wirkende
Ausdehnkraft durch die Patronenfeder 340 bestimmt wird,
deren Eigenschaften bekannt sind, ist der Druck der Tinte in der
Tintenkammer 315 auch abhängig vom Volumen der Tintenkammer 315,
und die von der Druckerpatrone 300 erzeugten Signale können ebenfalls
für die
Anzeige des Drucks der Tinte in der Druckerpatrone 315 genutzt
werden.
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3B zeigt
eine alternative, im System gemäß 1 einsetzbare
Ausführungsform
einer Druckerpatrone 300. Bei dieser Ausführungsform
ist die Düsenplatte 305 nicht
Bestandteil der Druckerpatrone 300. Vielmehr fördert die
Druckerpatrone 300 nur Tinte zur Düsenplatte 305, welche über einen
Druckkopf 385 am Druckerschlitten befestigt ist. Bei dieser Ausführungsform
weist die Druckerpatrone 300 eine Ventilanordnung 380 auf,
die verhindert, dass Tinte bei der Handhabung aus der Druckerpatrone 300 austritt.
Eine Ventilplatte 381, die den Rest der Ventilanordnung 380 trägt, ist
fest an einer Innenwandung des Patronengehäuses 310 befestigt.
Eine an der Ventilplatte 381 anliegende Ventilfeder 382 übt eine Kraft
auf eine Kugel 383 aus, die die Ventilanordnung 380 öffnet und
schließt
und dadurch den Tintenfluss aus der Druckerpatrone 300 startet
und stoppt. Die Kugel 383 sitzt in einem Ventilsitz 384,
der aus einem runden Loch im Patronengehäuse 310 besteht, dessen
Oberfläche
der Außenoberfläche der
Kugel 383 glatt und gleichmäßig angepasst ist. Die Ventilfeder 382 ist
zwischen der Ventilplatte 381 und der Kugel 383 derart
zusammengedrückt,
dass sie eine Kraft auf die Kugel 383 ausübt, die
tendenziell die Kugel in den Ventilsitz 384 drückt. Um
einen Tintenstrom aus der Druckerpatrone 300 heraus einzuleiten,
muss die Kraft der Ventilfeder 382 überwunden und die Kugel 383 aus
ihrem Sitz abgehoben werden. Bei Installation der Druckerpatrone 300 auf
dem Schlitten oder besser im Druckkopf 385 gelangt der
Druckkopf 385 mit der Kugel 383 in Eingriff und
hebt sie von ihrem Sitz 384 ab, so dass ein Tintenstrom
aus der Druckerpatrone 300 zur Düsenplatte 305 gelangen
kann. Der Druckkopf 385 ist in seiner Form der Kugel 383 angepasst
und hebt diese bei Installation der Druckerpatrone 300 aus
ihrem Sitz in der Ventilanordnung 380. Es ist ersichtlich,
dass die in 3B dargestellte Ausführungsform
es erlaubt, die Druckerpatrone 300 und den Druckkopf 335 unabhängig voneinander auszutauschen,
wodurch die Anzahl der Komponenten, die bei einem erforderlich werdenden
Austausch entweder der Druckerpatrone 300 oder des Druckkopfs 385 weggeworfen
werden müssen,
weiter begrenzt wird.
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4 zeigt
nun eine geschnittene Seitenansicht einer Tintenförderleitung 400 gemäß einer
Ausführungsform
des in 1 dargestellten Systems. Einige der in 4 dargestellten
Teile können
bei verschiedenen Ausführungsformen
der Tintenförderleitung 400 verwendet
werden. Ein Förderrohr 405 besteht
allgemein aus einem Schlauch mit einem Behälterende 406 und einem
Patronenende 407, der Tinte unter Druck aufnehmen und vom
Behälterende 406 zum
Patronenende 407 transportieren kann. Der Förderschlauch 405 sollte
ausreichend lang und flexibel sein, um eine Strömungsbahn von einem stationären Punkt,
an dem sich der Tintenvorratsbehälter (in 1 und 2 mit 200 bezeichnet)
befindet, zu einem auf dem Schlitten sitzenden Druckkopf (nicht dargestellt)
herzustellen, welcher sich beim Aufbringen von Tinte auf das Medium über das
Druckmedium hin und her bewegt. Der Förderschlauch 405 besteht
vorteilhafterweise aus einem Material, das leicht genug ist, um
einen unnötigen
Zug auf den Druckerschlitten (nicht dargestellt) während dessen
Hin- und Herbewegung über
das Druckmedium zu vermeiden. In der Darstellung der 3 und 4 besteht
die Patronennadel 410 allgemein aus einem lang gestreckten
engen Rohr, das klein genug ist, um in die Patronenwand 350 eingeführt zu werden
und den Durchfluss von Nachfülltinte
aus der Förderleitung 400 in
die Druckerpatrone 300 zu ermöglichen. An ihrem einen Ende
ist die Patronennadel 410 am Förderschlauch 405 befestigt,
wo sie die Tinte beim Verlassen des Förderschlauchs 405 aufnimmt,
während
ihr anderes Ende in die Patronenwand 350 eingeführt ist,
damit die Tinte in die Druckerpatrone 300 fließen kann.
Am Behälterende 406 des
Förderschlauchs 405 ist
eine Behälternadel 415 befestigt. Die
Behälternadel 415 entspricht
in ihrem Aufbau allgemein der Patronennadel 410 und ist
in gleicher Weise am Förderschlauch 405 befestigt.
Gemäß 2 und 4 kann
die Behälternadel 415 so
in die Behälterwand 230 eingeführt werden,
dass sie eine Strömungsbahn
für den
Durchfluss von Tinte aus dem Tintenvorratsbehälter 200 in den Förderschlauch 405 bildet.
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Entlang
des Förderschlauchs 405 und
an einer Position zwischen der Patronennadel 410 und der
Behälternadel 415 sind
ein Ventil 402 und ein entsprechendes Ventilbetätigungselement 425 vorgesehen.
Das Ventil 420 ist in zweckmäßiger Weise so im Förderschlauch
eingebaut, dass das Ventil 420 eine Tintenströmungsbahn
durch den Förderschlauch 405 herstellen
und aufrechterhalten kann. Das Ventil 420 kann von einer
beliebigen, dem Fachmann bekannten Art sein, die es ermöglicht,
eine Strömungsbahn für eine Flüssigkeit
herzustellen und aufrechtzuerhalten. Hierzu gehören unter anderem Kugelventile,
Absperrschieber, Ventilklappen und Nadelventile, wobei jedoch auch
jede andere Art von Strömungsregelventil
einsetzbar ist. Die Position des Ventils 420 wird durch
ein am Ventilgehäuse
angebrachtes Ventilbetätigungselement 425 geregelt.
Als Ventilbetätigungselement 425 ist
jedes auf dem Gebiet der Regelung mittels Ventilen gebräuchliche
Betätigungselement
einsetzbar, wie etwa ein elektrisches Betätigungselement, ein Solenoid,
ein hydraulisches Betätigungselement,
ein pneumatisches Betätigungselement
oder ein vom Benutzer von Hand zu betätigendes Element. Bei bestimmten
Ausführungsformen empfangt
das Ventilbetätigungselement 425 Steuersignale
von einem Prozessor (nicht dargestellt), der den Drucker steuert
und entweder im Drucker oder in einem den Drucker steuernden Computer
oder sonstigen Gerät
angeordnet ist. Der (nicht dargestellte) Prozessor informiert das
Ventilbetätigungselement 425,
wann das Ventil 420 zu betätigen ist. Dabei kann das Ventilbetätigungselement 425 auch
in der Lage sein, das Ventil 420 in mehr Positionen als
nur die offene oder die geschlossene Stellung zu bringen, so dass
eine kontinuierliche Strömungsrate
der Nachfülltinte
ermöglicht
wird.
-
Im
Folgenden wird das Betätigungsverfahren anhand
der 1–4 beschrieben.
Im einzelnen empfangt der (nicht dargestellte) Prozessor von den Füllstands-Erfassungsmitteln 360, 362, 364 der
Druckerpatrone ein unteres Füllstandssignal
und gibt aufgrund dessen ein Steuersignal aus, das das Ventilbetätigungselement 425 anweist,
das Ventil 420 so zu stellen, dass eine Strömungsbahn
durch die Förderleitung 400 hergestellt
wird. Die von der Behälterfeder 310 auf
den zusammendrückbaren
Tintenbehälter 204 ausgeübte Kraft
erzeugt einen Druck innerhalb des zusammendrückbaren Tintenbehälters 204,
so dass Tinte aus dem Vorratsbehälter 200 austreten
und durch die Förderleitung 400 über den
Förderschlauch 405 und
das Ventil 420 in die Druckerpatrone 300 fließen kann.
Die Tinte fließt
in den ausdehnbaren Tintenbehälter 315 und
dehnt den Behälter
aus, wodurch sich der Positionsanzeiger 360 vom Detektor 362 für den unteren
Füllstand
weg und zum Detektor 364 für den oberen Tintenfüllstand
hin bewegt. Wenn der Füllstand
im ausdehnbaren Tintenbehälter 315 ein
bestimmtes Niveau erreicht, erkennt der Detektor 364 für den oberen
Tintenfüllstand
dies und gibt ein entsprechendes Signal an den Drucker (nicht dargestellt)
aus. Der Drucker empfangt das Füllstandssignal
vom Detektor 364 für
den oberen Füllstand
und sendet ein Steuersignal an das Ventilbetätigungselement 425,
das bei Empfang des Steuersignals das Ventil 420 so einstellt,
dass der Nachfülltintenstrom
aus dem Behälter 200 zur
Druckerpatrone 300 sichergestellt ist.
-
Gemäß 1–4 geben
bei manchen Ausführungsformen
die Detektoren 240, 245 für den Tintenfüllstand
im zusammendrückbaren
Tintenbehälter 204 Behälter-Füllstandssignale
aus, die ebenfalls an den Drucker gesandt und von diesem bei der Herstellung
und Sicherung des Nachfülltintenstroms berücksichtigt
werden. Diese Signale hindern den Drucker gegebenenfalls daran,
das Ventil für
den Beginn des Nachfülltintenstroms
zu öffnen,
wenn sich keine Tinte im Vorratsbehälter 200 befindet,
die in die Druckerpatrone 300 fließen könnte. Ferner kann der Prozessor
oder der Drucker zahlreiche weitere Funktionen im Zusammenhang mit
der Steuerung des Tintenstroms aus dem Vorratsbehälter 200 wahrnehmen.
Zum Beispiel können
dem Benutzer entsprechende Sollwerte des Tintenstandes im Vorratsbehälter 200 oder
in der Druckerpatrone 300 angezeigt oder die vom Drucker
gedruckten Bilder analysiert werden, um den optimalen Nachfüllzeitpunkt
zu bestimmen und die Druckerfunktion und seine Leistung zu maximieren.
Eine weitere Zusatzsteuerfunktion ist zum Beispiel die Regelung
der Strömungsrate
der Nachfülltinte
durch die Förderleitung 400 mittels
des Ventils 420 im Hinblick auf die Minimierung von Druckschwankungen
in der Druckerpatrone 300 während des Nachfüllvorganges.
Der Einsatz eines Prozessors zur Steuerung des Nachfülltintenstroms bringt
daher mehrere Vorteile dieser Art gegenüber den heute üblichen
Systemen mit sich, welche für
die Steuerung des Nachfülltintenstroms
mechanische Regelungen einsetzen, die häufig beim Austausch der Patrone
ersetzt werden müssen,
weil sie in der Patrone angeordnet sind.
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4A zeigt
eine alternative Ausführungsform
der Förderleitung 400,
die eine Pumpe 430 umfasst. Gemäß 1–4A dient
eine Pumpe 430 dazu, der Nachfülltinte Strömungsenergie zu vermitteln
und damit den Strom der Nachfülltinte
aus dem Vorratsbehälter 200 in
die Druckerpatrone 300 zu regeln. Infolgedessen muss der
Behälter 300 nicht
unter Druck sehen, sondern kann gegenüber atmosphärischem Druck offen sein, was
die Bauweise vereinfacht. Die Pumpe 430 wird durch eine
Pumpensteuerung 435 betätigt,
die ähnlich
der vorstehend beschriebenen Ausführungsform mit einem Ventil 420 Signale
von einem (nicht dargestellten) Prozessor empfangt. Dabei ist jede
auf diesem Gebiet bekannte Pumpe einsetzbar, die einer Flüssigkeit
Strömungsenergie
vermittelt, etwa eine einfache peristaltische Pumpe.
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Im
Einsatz der in 4 und 4A dargestellten
Ausführungsform
werden mehrere Vorteile erreicht. Zum Beispiel kann dieses System
zum Vorfüllen
der Düsen
verwendet werden für
den Fall, dass die Strömung
abreißen
sollte, indem es der Druckerpatrone (in 3 mit 300 bezeichnet)
unter Druck stehende Tinte zuführt;
bekannte Systeme konnten diese Aufgabe nicht erfüllen. Ferner ist gemäß 1 und 4A ersichtlich,
dass der Einsatz einer Pumpe 430 ein einfaches Verfahren
zum Durchspülen
der Förderleitung 400 für den Fall
ermöglicht,
dass der Benutzer den Tintentyp wechseln möchte. Unterschiedliche Tintentypen
werden jeweils für
unterschiedliche Anwendungen benötigt,
wobei die Förderleitung 400 bei
jedem Tintenwechsel durchgespült werden
muss. Bei Einsatz einer Pumpe 430 kann der Benutzer das
System mit Hilfe der Pumpe 430 durchspülen, ohne dass er hierzu eine
andere Komponente benötigt
oder das System mittels der langsamen Schwerkraftwirkung der Druckdüsen spülen muss. Hinzu
kommt, dass der für
die Druckerpatrone bevorzugte Unterdruckbereich für verschiedene
Tintentypen unterschiedlich ist. Dadurch dass die Zufuhr von Nachfülltinte
in Abhängigkeit
von der Menge der in der Druckerpatrone 300 enthaltenen
Tinte durch einen Prozessor oder die Druckersteuerung oder einen Computer
gesteuert wird, kann der korrekte Unterdruckbereich für verschiedene
Tintentypen aufrechterhalten werden. Denn der negative Druck der
Tinte in der Druckerpatrone schwankt mit der in der Druckerpatrone 300 vorhandenen
Tintenmenge, und durch diesen Nachfüllprozess ist es möglich, den Füllstand
in einem Bereich zu halten, der den korrekten Druckbereichen entspricht.
Dies kann mit anderen Nachfüllsystemen
nicht erreicht werden.
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Der
Begriff "Prozessor" wird hier in einem
allgemeinen Sinn gebraucht, wobei die Funktionen des Prozessors,
die im Zusammenhang mit den hier beschriebenen Ausführungsformen
erläutert
werden, mit Hilfe eines Mehrzweck-Prozessors, eines digitalen Signalprozessors
(DSP), einer anwendungsspezifischen integrierten Schaltung (ASEC),
eines frei programmierbaren Gatterfeldes (FPGA = field programmably
gate array) oder eines anderen programmierbaren logischen Bauelements,
einer diskreten Gate- oder Transistorlogik, diskreten Hardware-Komponenten
oder Kombinationen dieser Elemente bewerkstelligt werden können, die
die hierin beschriebenen Funktionen zu erfüllen geeignet sind. Der Begriff "Prozessor" wird zunächst als
Mehrzweck- Prozessor
verstanden, wobei jedoch abweichend hiervon jeder beliebige Prozessor,
jede Regelung, jede Mikrosteuerung oder jeder Automat verwendet
werden kann. Auch kann ein Prozessor als Kombination von Rechnereinheiten
aufgebaut sein, zum Beispiel als Kombination eines DSP und eines
Mikroprozessors, einer Vielzahl von Mikroprozessoren oder Computern,
eines oder mehrerer Mikroprozessoren in Verbindung mit einem DSP-Kern
oder ähnlichen Konfigurationen
dieser Art.
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In 5 ist
eine Seitenansicht eines Positionserfassungssystems 500 einer
Ausführungsform mit
einer Lichtquelle und einem Lichtsensor dargestellt. Gemäß 2, 3 und 5 können die Funktionen
der Erfassung sowohl eines oberen als auch eines unteren Sollwerts
der Bewegungsbahn der Positionsanzeiger 235 bzw. 360 durch
einen Positionsdetektor 502 wahrgenommen werden. In 5 ist
ein einfaches System hierfür
dargestellt, bei dem zwei Positionen eines sich bewegenden Objekts mittels
eines Positionsdetektors 502 erfasst werden. Diese Figur
zeigt einen Sender 503 und einen Positionsdetektor 502,
die zueinander ausgerichtet sind, so dass bei Fehlen einer Störung der
Sender 503 ein Signal übermittelt,
das vom Positionsdetektor 502 erfasst und registriert wird.
Der Sender 503 sendet Lichtenergie, Funkwellen, Magnetwellen
oder sogar Partikel aus, die von dem Positionsdetektor 502 erfasst
und registriert werden können.
Dieses Aussenden und Erfassen wird durch ein Schaltelement 501 unterbrochen,
das sich entlang einer Bahn bewegt, die allgemein orthogonal zur Übertragungsrichtung des
Senders 503 in Richtung des Positionsdetektors 502 verläuft.
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Gemäß 2, 3 und 5 kann
sich das Schaltelement 501 bei den vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen
ebenso wie die in jenen Figuren dargestellten Positionsanzeiger 235, 360 in vertikaler
Richtung bewegen. Am untersten Punkt seiner Bewegungsbahn gibt das
Schaltelement 501 den Übertragungsweg
zwischen Sender 503 und Positionsdetektor 502 frei.
Beginnt das Schaltelement 501, sich aufwärts und
von dem untersten Sollpunkt seiner Bewegungsbahn weg zu bewegen,
unterbricht die Oberseite des Schaltelements die Übertragungsbahn 510 zwischen
dem Sender 503 und dem Positionsdetektor 502,
so dass der Positionsdetektor 502 das vom Sender 503 ausgesandte
Signal nicht mehr empfangen kann. Ein im Drucker vorgesehener Prozessor
(nicht dargestellt) wird über
die Signalunterbrechung unterrichtet und stellt dann fest, dass
sich das Schaltelement 501 nicht mehr am unteren Ende seiner
Bewegungsbahn befindet. Während
der weiteren Aufwärtsbewegung
des Schaltelements 501 zu seinem oberen Sollpunkt bleibt
die Übertragung
vom Sender 503 zum Positionsdetektor 502 durch
das Schaltelement 501 weiterhin unterbrochen. Erreicht das
Schaltelement 501 seinen obersten Sollpunkt, gibt das untere
Ende des Schaltelements 501 die Übertragungsbahn 510 frei,
so dass wieder Signale zwischen dem Sender 503 und dem
Positionsdetektor 502 übertragen
werden können.
Der (nicht dargestellte) Prozessor im Drucker wird über das
Vorliegen des Signals unterrichtet und stellt fest, dass sich das Schaltelement 501 an
seinem obersten Sollpunkt befindet. Zusätzlich kann der Prozessor Signale
vom Vorratsbehälter 200 und
der Druckerpatrone 300 verwenden um zu verhindern, dass
bei leerem Vorratsbehälter 200 das
Nachfüllen
der Druckerpatrone 300 versucht wird; dadurch wird verhindert,
dass der Prozessor nicht mehr verfolgen kann, wo das Schaltelement
sich auf seiner Bewegungsbahn nach oben und nach unten befindet.
Alternativ kann der Prozessor für
den Fall, dass der Strom aus irgendeinem Grunde ausfallen sollte,
als Vorgabe anzeigen, dass die Druckerpatrone 300 voll
ist, so dass die Druckerpatrone 300 durch den Nachfüllvorgang
nicht ungewollt überfüllt wird.
Statt zwei Detektoren für
die Anzeige der oberen und unteren Tintenstände in den jeweiligen Tintenbehältern einsetzen
zu müssen,
ist es auf diese Weise möglich,
die Position der Behälterplatte 220 oder
der Patronenplatte 320, die jeweils das aktuelle Tintenvolumen
im Tintenvorratsbehälter 200 und
in der Druckerpatrone 300 anzeigen, mit nur einem Positionsanzeiger 501 und
einem Positionsdetektor 502 zu bestimmen.
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Alternativ
kann das Positionserfassungssystem 500 so aufgebaut sein,
dass nur ein Signal benötigt
wird. Bei einer solchen Ausführungsform
kann der Positionsanzeiger 503 dem Positionsdetektor 502 ein Signal übermitteln,
das entweder einem oberen Sollpunkt der Bewegungsbahn oder einem
unteren Sollpunkt der Bewegungsbahn des Schaltelements 501 entspricht.
Der Positionsdetektor 502 erzeugt dann ein jenem Sollpunkt
entsprechendes Signal zur Verwendung durch den Drucker. Zum Beispiel
kann das Positionserfassungssystem 500 in der Druckerpatrone
(in 3 mit 300 bezeichnet) zur Anzeige eines unteren
Tintenfüllstands
in der Druckerpatrone (in 3 mit 300 bezeichnet)
verwendet werden. In diesem Fall kann sich das Schaltelement 501 am
unteren Sollpunkt einer Bewegungsbahn befinden und den Positionsanzeiger 503 gegenüber dem
Positionsdetektor 502 freigeben. Der Positionsdetektor 502 kann
dann an den (nicht dargestellten) Drucker ein Signal senden, das
diesem anzeigt, dass die Druckerpatrone (in 3 mit 300 bezeichnet)
einen niedrigen Tintenfüllstand
aufweist. Daraufhin kann der Drucker eine Nachfüllsequenz einleiten. Während der
Nachfüllsequenz
bewegt sich dann das Schaltelement 501 aufwärts, so
dass es die Übertragung
zwischen dem Positionsanzeiger 503 und dem Positionsdetektor 502 wiederum
unterbricht, womit das vom Positionsdetektor 502 erzeugte
Signal endet. Dann kann der Drucker entweder mittels einer Taktsequenz
oder einer anderen Strömungsregelsequenz
die der Druckerpatrone zuzuführende
Nachfülltintenmenge
regeln.
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Die
Erfindung überwindet
somit die auf dem Gebiet der Druckerpatronen bestehenden Probleme, indem
sie ein Tintenpatronennachfüllsystem
und ein Verfahren bereitstellt, das die ununterbrochene Nutzung
einer Druckerpatrone nach Verbrauch ihrer Tinte unter Aufrechterhaltung
des korrekten Drucks der Tinte in der Druckerpatrone gestattet.