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Technisches
Gebiet
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Diese
Erfindung bezieht sich allgemein auf Tintenstrahldrucksysteme und
insbesondere auf das Erneuern von Tintenbehältern für Tintenstrahldrucksysteme.
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Hintergrund
der Erfindung
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Ein
Typ eines bekannten Tintenstrahldruckers weist einen Druckkopf auf,
der an einem Wagen befestigt ist, der rückwärts und vorwärts über eine
Druckmedium bewegt wird, wie z. B. Papier. Während der Druckkopf über geeignete
Positionen auf dem Druckermedium passiert, aktiviert ein Steuerungssystem
den Druckkopf, um Tintentropfen auf das Druckmedium auszustoßen und
gewünschte
Bilder und Zeichen zu bilden. Um sachgemäß zu arbeiten, sollten derartige
Drucker einen zuverlässigen Vorrat
an Tinte für
den Druckkopf aufweisen.
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Eine
Kategorie von Tintenstrahldruckern verwendet einen Tintenvorrat,
der an dem Wagen befestigt ist und sich mit demselben bewegt. Bei
bestimmten Typen ist der Tintenvorrat getrennt von dem Druckkopf
austauschbar. Bei anderen bilden der Druckkopf und der Tintenvorrat
zusammen eine einstückige
Einheit, die als eine Einheit ausgetauscht wird, sobald die Tinte
in dem Tintenvorrat entleert ist. Ein Typ eines Tintenvorrats ist
in der europäischen Patentanmeldung
0778144 offenbart, die sich auf eine Auffüllvorrichtung und ein Verfahren
zum Auffüllen
eines Tintenvorrats für
einen Tintenstrahldrucker bezieht. Der Tintenvorrat weist ein Chassis
auf, das ein Tintenreservoir und einen Fluidauslaß trägt. Das Tintenreservoir
enthält
Tinte. Das Chassis ist innerhalb einer harten Schutzhülle eingeschlossen,
die eine Abdeckung aufweist, die an deren unterem Ende angebracht ist.
Das Chassis weist einen Hauptkörper
und einen Rahmen auf, der dabei hilft, das Tintenreservoir zu definieren
und zu stützten.
Jede Seite des Rahmens ist mit einer Fläche versehen, an die eine Kunststofflage
angebracht ist, um die Seiten des Reservoirs einzuschließen. Der
Körper
des Chassis ist mit einem Auffülltor
versehen, um zu ermöglichen,
daß Tinte
in das Reservoir eingebracht wird. Drei separate Verfahren zum Auffüllen des
Tintenvorrats sind in der europäischen
Patentanmeldung 0778144 beschrieben. Ein anderer Typ eines Tintenvorrats
ist in der europäischen
Patentanmeldung 0498117 offenbart, die sich auf eine Tintenbehälterkassette
und ein Herstellungsverfahren bezieht. Die Tintenbehälterkassette
umfaßt
einen tinteenthaltenden Abschnitt, einen Stöpsel, der mit einer hohlen
Nadel durchstochen werden soll und eine Vorrichtung zum Verhindern
eines Rückflusses
der Tinte zu dem enthaltenden Abschnitt. Die Hinderungsvorrichtung
weist ein Ventil, einen ersten Flüssigkeitsdurchgang, in dem
das Ventil bewegbar ist und einen zweiten Durchgang, der näher an dem
Tintenbehälterabschnitt
angeordnet ist als der erste Durchgang, auf. Das Ventil ist in der
Lage, den zweiten Durchgang zu schließen.
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Die
WO 97/45269 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederverwenden
einer leeren Tintenkassette. Bei diesem Stand der Technik wird der
obere Abschnitt der Tintenkassette entfernt und zusammen mit den
Kassetteninhalten weggeworfen. Ein Adapter wird dann in der leeren
Kassette positioniert und ein Tintenvorrat wird mit dem Adapter verbunden.
Somit wird die leere Tintenkassette nicht wiederausgefüllt, obwohl
sie wiederverwendet wird.
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Die
DE-A-295 02 908.0 offenbart eine Nadel zum Wiederauffüllen einer
leeren Tintenkassette. Wenn ein Vakuum in der Kassette erzeugt wird
durch Herausziehen des Nadelplungers wird Tinte in einer Zugeordneten
Auffüllkammer
in die Tintenkassette gezogen. Somit, obwohl dieser Stand der Technik
ein Tinteneinlassport und einen Luftauslass offenbart, offenbart
er keinen Adapter jeglicher Art.
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Eine
andere Kategorie von Drucker, die als ein „Außerachsen"-Drucksystem bezeichnet wird, verwendet
Tintenvorräte,
die nicht auf dem Wagen positioniert sind. Ein Typ füllt den
Druckkopf intermittierend auf. Der Druckkopf bewegt sich periodisch
zu einem stationären
Reservoir für
ein Nachfüllen.
Das U.S.-Patent Nr. 6,170,937 (Anmeldung Seriennr. 09/034,719) beschreibt
ein anderes Drucksystem, bei dem der Druckkopf fluidisch mit einem
austauschbaren Tintenvorrat oder einem Behälter über eine Leitung gekoppelt
ist, wie z. B. eine flexible Röhre. Dies
ermöglicht,
daß der
Druckkopf während
einer Druckoperation kontinuierlich nachgefüllt wird.
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Bei
der Stammanmeldung zu dieser Anmeldung ist ein austauschbarer Außerachsentintenbehälter beschrieben,
der eine Speichervorrichtung aufweist, die an der Häusung befestigt
ist. Wenn dieselbe in die Druckerstation eingefügt wird, wird eine elektrische
Verbindung zwischen dem Drucker und der Speichervorrichtung eingerichtet.
Diese elektrische Verbindung ermöglicht
den Austausch von Informationen zwischen dem Drucker und dem Speicher.
Die Speichervorrichtung speichert Informationen, die durch den Drucker
verwendet werden, um eine hohe Druckqualität sicherzustellen. Diese Informationen
werden automatisch an den Drucker geliefert, wenn die Kassette an
dem Drucker befestigt ist. Der Austausch von Informationen sichert
die Kompatibilität
der Kassette mit dem Drucker.
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Die
gespeicherten Informationen verhindern ferner die Verwendung des
Behälters,
nachdem die Tinte desselben entleert ist. Das Betreiben eines Druckers,
wenn die Tinte des Reservoirs entleert ist, kann den Druckkopf beschädigen oder
zerstören.
Die Speichervorrichtungen, die in dieser Anwendung umfaßt sind,
werden mit Daten von dem Druckkopf betreffend den Tintenbetrag aktualisiert,
der in dem Reservoir übrig
ist, während
dasselbe verwendet wird. Wenn eine neue Tintenkassette installiert
wird, liest der Drucker In formationen aus der Speichervorrichtung,
die das Reservoirvolumen anzeigen. Während der Verwendung schätzt das
Drucksystem die Tintenverwendung und aktualisiert die Speichervorrichtung, um
die verbleibende Tinte in der Kassette anzuzeigen. Sobald die Tinte
in dem Tintenbehälter
im wesentlichen entleert ist, wird die Speichervorrichtung aktualisiert,
um einen Tinte-Leer-Zustand zu reflektieren. Die entleerten Tintenkassetten
und die Speichervorrichtungen werden dann ausrangiert.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zum Wiederauffüllen eines
ersten Tintenbehälters
mit Tinte aus einem zweiten Tintenbehälter unter Verwendung eines
Wiederauffülladapters,
wie hierin nachfolgend in Anspruch 1 beanspruch wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine schematische Zeichnung eines Drucksystems, das ein Originalausrüstungs-Tintenliefersystem
aufweist.
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2 ist
eine isometrische Ansicht eines Druckers, der das Drucksystem einlagert,
wie es Bezug nehmend auf 1 beschrieben wird.
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3 ist
eine isometrische Endansicht eines Tintenbehälters des Drucksystems aus 1.
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4 ist
eine Seitenansicht des Tintenbehälters
aus 3.
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5 ist
eine vergrößerte Teilansicht
des proximalen Endes des Tintenbehälters aus 3.
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6 ist
eine Seitenquerschnittansicht des Tintenbehälters aus 3 entlang
der Linie 6-6 aus 5.
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7 ist
eine vergrößerte, isometrische
Teilansicht eines Abschnitts des Druckers aus 2,
der die Tintenbehälteraufnahmevorrichtungen
zeigt.
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8 ist
eine vergrößerte isometrische
und Querschnitt-Teilansicht des Druckers aus 2, entnommen
entlang der Linie 8-8 aus 7.
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9 ist
eine vergrößerte, isometrische
Ansicht eines Schnittstellenabschnitts des Druckers aus 2.
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10A ist eine Teilquerschnittansicht des Schnittstellenabschnitts
des Druckers, der in 9 entnommen entlang der Linie
10A-10A aus 9 gezeigt ist und ferner eine
Teilquerschnittansicht des installierten Tintenbehälters zeigt.
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10B ist eine vergrößerte Ansicht des Druckers
aus 10A entnommen entlang der Linie 10B-10B
aus 10A.
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11A ist eine teilweise auseinandergezogene isometrische
Ansicht des Tintenbehälters
aus den 10A, 10B gezeigt
von dem distalen Ende.
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11B ist eine teilweise auseinandergezogene isometrische
Ansicht des Tintenbehälters
der 10A, 10B,
gezeigt von dem proximalen Ende.
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12 ist
eine weitere auseinandergezogene isometrische Ansicht des Tintenbehälters der 10A, 10B.
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13 ist
eine vergrößerte Seitenansicht, die
die induktiven Fluidpegelsensoren für den Tintenbehälter der 10A, 10B zeigt,
die entfernt von dem Tintenbehälter
gezeigt sind.
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14 ist
ein Flußdiagramm,
das den Prozeß des
Erneuerns des Tintenbehälters 12 darstellt.
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15 ist
eine Querschnittansicht des Tintenbehälters der 10A und 10B,
bei der die vordere Abdeckung entfernt ist.
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16 ist
eine Querschnittansicht des Tintenbehälters der 10A, 10B,
bei der die vordere Kappe entfernt ist und die den Tintenbehälter zeigt,
der mit Tinte aufgefüllt
ist.
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Bestes Verfahren
zum Ausführen
der Erfindung
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Obwohl
die vorliegende Erfindung Verfahren zum Erneuern von Tintenbehältern aufweist,
ist die Erfindung mit einer gründlichen
Erörterung
des Druckers und des Originalausrüstungs-Tintenbehälters besser
verständlich.
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Bezug
nehmend auf 1 ist ein Drucksystem 10,
das einen Tintenbehälter 12 aufweist,
einen Druckkopf 14, der eine Druckgasquelle aufweist, wie z.
B. einen Kompressor 16, gezeigt. Der Kompressor 16 ist
mit einer Leitung 18 mit dem Tintenbehälter 12 verbunden.
Ein Markierungsfluid 19, wie z. B. Tinte, wird durch eine
Leitung 20 durch den Tintenbehälter 12 an den Druckkopf 14 geliefert.
Der Tintenbehälter 12 umfaßt ein Fluidreservoir 22 zum
Enthalten von Tinte 19, eine äußere Hülle 24 und ein Chassis 26. Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
umfaßt das
Chassis 26 einen Lufteinlaß 28, der für eine Verbindung
mit der Leitung 18 zum Unterdrucksetzen der äußeren Hülle 24 mit
Luft konfiguriert ist. Ein Fluidauslaß 30 ist ferner in
dem Chassis 26 umfaßt.
Der Fluidauslaß 30 ist
für eine
Verbindung mit der Leitung 20 konfiguriert, zum Bereitstellen
einer Verbindung zwischen dem Fluidreservoir 22 und der
Fluidleitung 20.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
das Fluidreservoir 22 aus einem flexiblen Material gebildet,
derart, daß das
Unterdrucksetzen der äußeren Hülle 24 einen
unter Druck gesetzten Tintenfluß von
dem Fluidreservoir 22 durch die Leitung 20 zu dem
Druckkopf 14 erzeugt. Die Verwendung einer unter Druck
gesetzten Tintenquelle in dem Fluidreservoir 22 ermöglicht eine
relativ hohe Fluidflußrate von
dem Fluidreservoir 22 zu dem Druckkopf 14. Die Verwendung
von hohen Flußraten
oder hohen Tintenlieferraten zu dem Druckkopf macht ein Drucken mit
hohem Durchsatz durch das Drucksystem 10 möglich.
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Der
Tintenbehälter 12 umfaßt ferner
eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten, wie nachfolgend detailliert
erörtert
wird. Die elektrischen Kontakte liefern eine elektrische Verbindung
zwischen der Schaltungsanordnung auf dem Tintenbehälter 12 und der
Druckersteuerungselektronik 32. Die Druckkopfsteuerungselektronik 32 steuert
verschiedene Funktionen des Druckssystems 10, wie z. B.
aber nicht ausschließlich
die Aktivierung des Druckkopfs 14, um Tinte aufzubringen
und die Pumpe 16 zu aktivieren, um den Tintenbehälter 12 unter
Druck zu setzen. Der Tintenbehälter 12 umfaßt eine
Informationsspeicherungsvorrichtung 34 und eine Tintenvolumen-Erfassungsschaltungsanordnung 36.
Die Informationsspeicherungsvorrichtung 34 liefert Informationen,
wie z. B. das Volumen des Tintenbehälters 12 sowie Tintencharakteristika
an die Druckersteuerungselektronik 32. Die Tintenvolumen-Erfassungsschaltungsanordnung 36 liefert
Signale, die sich auf das aktuelle Tintenvolumen in dem Tintenbehälter 12 beziehen, zu
der Druckersteuerungselektronik 32.
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2 stellt
ein Ausführungsbeispiel
des Drucksystems 10 dar, das in Perspektive gezeigt ist. Das
Drucksystem 10 umfaßt
einen Druckrahmen 38, der zum gleichzeitigen Enthalten
von mehreren Tintenbehältern 12 konstruiert
ist. Das Ausführungsbeispiel,
das in 2 gezeigt ist, weist vier ähnliche Tintenbehälter 12 auf.
Bei diesem Ausführungsbeispiel enthält jeder
Tintenbehälter
eine unterschiedliche Tintenfarbe, so daß ein Vierfarbendrucken unter
Verwendung von cyanfarbener, gelber, magentafarbener und schwarzer
Tinten erreicht werden kann. Der Druckerrahmen 38 weist
eine Steuerungstafel 40 zum Steuern der Operation des Druckers 10 und
einen Medienschlitz 42 auf, aus dem Papier ausgestoßen wird.
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Bezug
nehmend ferner auf 1, wenn die Tinte 19 in
jedem Tintenbehälter 12 verbraucht
ist, wird der Behälter 12 durch
einen neuen Tintenbehälter 12 ausgetauscht,
der einen neuen Tintenvorrat enthält. Zusätzlich dazu können die
Tintenbehälter 12 aus
dem Druckerrahmen 38 aus anderen Gründen als einem Tinte-Leer-Zustand
entfernt werden, wie z. B. zum Tauschen der Tinten für eine Anwendung,
die unterschiedliche Tinteneigenschaften erfordert, oder für eine Verwendung
auf einem unterschiedlichen Medium. Es ist wichtig, daß der Austauschtintenbehälter 12 eine
zuverlässige
elektrische Verbindung mit den entsprechenden elektrischen Kontakten
bildet, die dem Druckerrahmen 38 zugeordnet sind, sowie
die notwendigen Zwischenverbindungen sachgemäß bildet, so daß das Drucksystem 10 zuverlässig arbeitet.
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Die 3 und 4 stellen
einen Originalausrüstungs-Tintenbehälter 12 dar,
der eine äußere Hülle 24 aufweist,
die das Fluidreservoir 22 (1) zum Enthalten
von Tinte 19 enthält.
Die äußere Hülle 24 weist
eine vordere Abdeckung 50 auf, die an einem vorderen Ende
befestigt ist, und eine hintere Abdeckung 52, die an einem
hinteren Ende befestigt ist, relativ zu einer Richtung der Einfügung des
Tintenbehälters 12 in
den Druckerrahmen 38. Die vordere Abdeckung 50 weist
eine Öffnung 44 an ihrem
vorderen Ende auf, durch die der Lufteinlaß 28 und der Fluidauslaß 30 von
dem Reservoir 22 (1) hervorstehen.
Das Reservoirchassis 26 weist ein Ende oder eine Basis
auf, die an die vordere Abdeckung 50 angrenzt, so daß der Lufteinlaß 28 und der
Tintenauslaß 30 durch
die Öffnung 44 hervorstehen.
Die Öffnung 44 ist
von einer Wand 45 umgeben, wodurch die Öffnung 44 innerhalb
einer Aussparung plaziert ist. Der Lufteinlaß 28 und der Fluidauslaß 30 sind
für eine
Verbindung mit dem Kompressor 16 bzw. dem Druckkopf 14 konfiguriert
(1), sobald der Tintenbehälter 12 ordnungsgemäß in den
Druckerrahmen 38 eingefügt
ist. Der Lufteinlaß 28 und der
Fluidauslaß 30 werden
nachfolgend detaillierter erörtert.
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Die
vordere Abdeckung 50 weist ferner eine andere Öffnung 46 auf,
die innerhalb der Aussparung positioniert ist, die von einer Wand 45 umgeben
ist. Die Basis oder das Ende des Chassis 26 ist ferner
an der Öffnung 46 freiliegend.
Eine Mehrzahl von flachen elektrischen Kontaktanschlußflächen 54 sind an
dem Reservoirchassis 26 angeordnet und innerhalb der Öffnung 46 zum
Bereitstellen einer elektrischen Verbindung zwischen der Schaltungsanordnung,
die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, und der Druckersteuerungselektronik 32. Die Kontaktanschlußflächen 54 sind
rechteckig und in einer geraden Reihe angeordnet. Vier der Kontaktanschlußflächen 54 sind
elektrisch mit der Informationsspeicherungsvorrichtung 34 verbunden,
und vier sind elektrisch mit der Tintenvolumen-Erfassungsschaltungsanordnung 36 verbunden,
die im Hinblick auf 1 beschrieben wurde. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist die Informationsspeicherungsvorrichtung 34 ein Halbleiterspeicher
und die Tintenvolumen-Erfassungsschaltungsanordnung 36 weist
eine induktive Erfassungsvorrichtung auf. Die Wand 45 hilft,
die Informationsspeicherungsvorrichtung 34 und die Kontaktanschlußflächen 54 vor
einer mechanischen Beschädigung
zu schützen.
Zusätzlich
dazu hilft die Wand 45, einen unabsichtlichen Fingerkontakt
mit den Kontaktanschlußflächen 54 zu
minimieren. Die Kontaktanschlußflächen 54 werden
Bezug nehmend auf 5 detaillierter erörtert.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Tintenbehälter 12 eines
oder mehrere Verkeilungs- und Führungs-Merkmale 58 und 60,
die an gegenüberliegenden
Seiten der vorderen Abdeckung 50 des Behälters 12 angeordnet
sind. Die Verkeilungs- und Führungs-Merkmale 58 und 60 stehen nach
außen
von den Seiten des Behälters 12 hervor, um
in Verbindung mit den entsprechenden Verkeilungs- und Führungs-Merkmalen
oder -Schlitzen an dem Druckerrahmen 38 (2)
zu arbeiten, um beim Ausrichten und Führen des Tintenbehälters 12 während der
Einfügung
des Tintenbehälters 12 in
den Druckerrahmen 38 zu assistieren. Die Verkeilungs- und
Führungs-Merkmale 58 und 60 liefern
ferner eine Verkeilungsfunktion, um sicherzustellen, daß die Tintenbehälter 12 ordnungsgemäße Tintenparameter aufweisen,
wie z. B. den ordnungsgemäßen Farb- und
Tinten-Typ, wenn dieselben in einen gegebenen Schlitz in den Druckerrahmen 38 eingefügt werden.
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Eine
Verriegelungsschulter 62 ist an einer Seite der hinteren
Abdeckung 52 vorgesehen. Die Verriegelungsschulter 62 arbeitet
in Verbindung mit den entsprechenden Verriegelungsmerkmalen an dem
Druckerabschnitt, um den Tintenbehälter 12 in dem Druckerrahmen 38 zu
befestigen, so daß Verbindungen,
wie z. B. Druckluft, fluidisch und elektrisch auf zuverlässige Weise
erreicht werden. Die Verriegelungsschulter 62 ist ein geformter
Schaft, der sich nach unten hin relativ zu einem Bezugsgravitationsrahmen
erstreckt. Der Tintenbehälter 12,
wie in 4 gezeigt ist, ist für eine Einfügung in den Druckerrahmen 38 (2)
entlang der Z-Achse des Koordinatensystems 64 positioniert.
In dieser Ausrichtung befinden sich Gravitationskräfte auf
den Tintenbehälter 12 entlang
der Y-Achse.
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5 stellt
eine vergrößerte Ansicht
von elektrischen Kontaktanschlußflächen 54 dar.
Ein nach oben stehendes Führungsbauglied 72 ist
an dem Chassis 26 benachbart zu den Kontaktanschlußflächen 54 befestigt.
Die elektrischen Kon taktanschlußflächen 54 umfassen
zwei Paare von Kontaktanschlußflächen 78,
wobei jedes Paar elektrisch mit einer der Volumenerfassungsschaltungen 36 verbunden
ist, die in 1 gezeigt sind. Die vier Kontaktanschlußflächen 80 sind
beabstandet zwischen jedem Paar von Anschlußflächen 78 und Kontaktanschlußflächen 80 und
sind elektrisch mit der Informationsspeicherungsvorrichtung 34 verbunden.
Jedes Paar von Volumenerfassungskontaktanschlußflächen 78 ist an einer
Außenseite
der Reihe von Kontaktanschlußflächen 54 positioniert.
Die Kontaktanschlußflächen 78 sind
Teil einer flexiblen Schaltung 82 (13), die
durch Befestigungseinrichtungen 84 an dem Chassis 26 befestigt
ist. Die vier Zwischenkontakte 80, die zwischen den Paaren
von Volumenerfassungskontakten 78 positioniert sind, sind
leitfähige
Metallschichten, die auf einem nicht leitfähigem Substrat 86 angeordnet
sind, wie z. B. Epoxydharz und Fiberglas. Die Speichervorrichtung 34 ist
ferner an dem Substrat 86 befestigt und ist durch leitfähige Spuren
(nicht gezeigt) verbunden, die in dem Substrat 86 gebildet
sind. Die Speichervorrichtung 34 ist durch eine Schutzbeschichtung,
wie z. B. Epoxydharz eingekapselt gezeigt. Eine Hinterseite des
Substrats 86 und gegenüberliegende
Kontakte 80 sind durch Haftmittel verbunden oder an das
Chassis 26 durch Befestigungseinrichtungen 84 angebracht.
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Aus 6 ist
ersichtlich, daß sich
das Führungsbauglied 72 entlang
einer Z-Achse in dem Koordinatensystem 64 erstreckt. Das
Führungsbauglied 72 weist
ein zugespitztes, kegelförmiges
distales Ende auf. Das Führungsbauglied 72 liefert
eine wichtige Führungsfunktion,
um sicherzustellen, daß eine ordnungsgemäße elektrische
Verbindung während der
Einfügung
des Tintenbehälters 12 in
den Druckerrahmen 38 erreicht wird. 7 stellt
einen Tintenbehälter 12 dar,
der innerhalb einer Tintenbehälteraufnahmevorrichtung
oder eines Aufnahmeschlitzes 88 der Aufnahmestation 89 innerhalb
des Druckerrahmens 38 befestigt gezeigt ist. Die Tintenbehälterkennungen 90 können in
der Nähe
jeder Tintenbehälteraufnahmevorrichtung 88 positioniert
sein. Die Tintenbehäl terkennungen 90 können ein
Farbmuster oder Text sein, der die Tintenfarbe anzeigt, um dem Benutzer
bei der Farbanpassung zum Einfügen
des Tintenbehälters 12 in
den ordnungsgemäßen Schlitz 88 innerhalb
der Tintenbehälteraufnahmestation 89 zu
helfen. Wie vorangehend beschrieben wurde, verhindern die Verkeilungs-
und Führungs-Merkmale 58 und 60,
die in den 3 und 4 gezeigt
sind, daß Tintenbehälter 12 in
dem falschen Schlitz 88 installiert werden. Die Installation
eines Tintenbehälters 12 in
der falschen Aufnahmevorrichtung 88 kann zu einer unsachgemäßen Farbmischung
oder zur Mischung von Tinten unterschiedlicher Tintentypen führen, wobei
jedes derselben zu einer schlechten Druckqualität führen kann. Jeder Aufnahmeschlitz 88 innerhalb
der Tintenbehälteraufnahmestation 89 umfaßt Verkeilungs-
und Führungs-Merkmale
oder Schlitze 92 und einen Verriegelungsabschnitt 94.
Die Verkeilungs- und Führungs-Schlitze 92 arbeiten
mit dem Verkeilungs- und Führungs-Merkmal 60 (3)
zusammen, um den Tintenbehälter 12 in
die Tintenbehälteraufnahmestation 89 zu
führen.
Der Verkeilungs- und Führungs-Schlitz 92,
der dem Verkeilungs- und Führungs-Merkmal 58 (3)
an dem Tintenbehälter 12 entspricht,
ist nicht gezeigt. Der Verriegelungsabschnitt 94 ist für eine Ineingriffnahme
des entsprechenden Verriegelungsmerkmals 62 an dem Tintenbehälter 12 konfiguriert.
Die Geometrien der Verkeilungs- und Führungs-Schlitze 92 variieren
von einer Aufnahmevorrichtung 88 zur anderen, um eine Kompatibilität zwischen
Tintenbehältern
und Aufnahmevorrichtungen sicherzustellen.
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8 zeigt
einen einzelnen Tintenbehälteraufnahmeschlitz 88 innerhalb
der Tintenbehälteraufnahmestation 89.
Der Schlitz 88 umfaßt
Verbindungsabschnitte zum Verbinden mit dem Tintenbehälter 12.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen
diese Verbindungsabschnitte einen Fluideinlaß 98, einen Luftauslaß 96 und
einen elektrischen Verbindungsabschnitt 100. Jede der Verbindungen 96, 98 und 100 ist
auf einer schwimmenden Plattform 102 positioniert, die
durch Spulenfedern 101 (10A)
entlang der Z-Achse hin zu dem installierten Tintenbehälter 12 vorgespannt
ist. Der Fluideinlaß 98 und
der Luftauslaß 96 sind
für eine
Verbindung mit dem entsprechenden Fluidauslaß 30 bzw. dem Lufteinlaß 28 (3)
an dem Tintenbehälter 12 konfiguriert.
Die elektrische Verbindung 100 ist für eine Ineingriffnahme der
elektrischen Kontakte 54 an dem Tintenbehälter 12 konfiguriert.
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Die
Wechselwirkung zwischen den Verkeilungs- und Führungs-Merkmalen 58 und 60,
die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
sind, und die entsprechenden Verkeilungs- und Führungs-Merkmale 92, die der Tintenbehälteraufnahmestation 89 zugeordnet
sind, führen
den Tintenbehälter 12 während der Einfügung derart,
daß eine
ordnungsgemäße Verbindung
zwischen dem Tintenbehälter 12 und
dem Druckerrahmen 38 erreicht wird. Zusätzlich dazu nehmen Seitenwände, die
jedem Schlitz 88 in der Tintenbehälteraufnahmestation 89 zugeordnet
sind, entsprechende Seitenwände
des Tintenbehälters 12 in Eingriff,
um beim Führen
und Ausrichten des Tintenbehälters 12 während der
Einfügung
in den Schlitz 88 zu helfen.
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Die 9 und 10A stellen weitere Details der schwimmenden Plattform 102 dar.
Die Plattform 102 ist durch Spulenfedern 101 in
einer Richtung entgegengesetzt der Richtung der Einfügung des
Tintenbehälters 12 in
den Tintenbehälteraufnahmeschlitz 88 (10A) vorgespannt. Die Plattform 102 ist
zu mechanischen Begrenzungen (nicht gezeigt) hin vorgespannt, die
die Bewegung der Plattform 102 in jeder der X-, Y- und
Z-Achsen einschränken.
Daher weist die Plattform 102 einen eingeschränkten Bewegungsgrad
in jeder der X-, Y- und Z-Achsen des Koordinatensystems 64 auf.
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Der
elektrische Verbinder 100 wird durch die Plattform 102 gestützt und
steht von derselben hervor. Der elektrische Verbinder 100 ist
im allgemeinen rechteckig und weist zwei seitliche Seiten 107,
eine obere und eine untere Seite, und ein distales Ende 105 auf.
Eine Mehrzahl von elastischen, federvorgespannten elektrischen Kontakten 104 steht
von dem Ende 105 vor. Die elektrischen Kontakte 104 sind dünne drahtähnliche
Bauglieder, die die entsprechenden elektrischen Kontakte 54 (3)
in Eingriff nehmen, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
sind, um den Tintenbehälter 12 elektrisch
mit der Druckersteuerung 32 (1) zu verbinden.
Der elektrische Verbinder 100 weist einen Führungsschlitz 106 an dessen
Oberseite auf. Der Führungsschlitz 106 weist gegenüberliegende,
konvergierende Wände
auf, die zusammenwirken, um das Führungsbauglied 72 (5 und 10B) in Eingriff zu nehmen. Das Führungsbauglied 72 nimmt
den Führungsschlitz 106 in Eingriff,
um die Kontakte 104 ordnungsgemäß mit den Kontaktanschlußflächen 54 auszurichten. 10B zeigt die Kontaktanschlußflächen 54 ordnungsgemäß ausgerichtet
mit den elektrischen Kontakten 104.
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Bezug
nehmend nun auf die 9 und 10A stehen
der Fluideinlaß 98 und
der Luftauslaß 96 von
der schwimmenden Plattform 102 hervor. Der Fluideinlaß 98 umfaßt eine
Tintenvorratsbuchse 110, die eine Leitung 108 umgibt.
Die Nadel 108 weist ein Tor in der Nähe ihres distalen Endes auf. Eine
Manschette 111 nimmt die Nadel 108 abdichtend
und gleitend in Eingriff. Eine Feder 113 drängt die
Manschette 111 hin zu dem distalen Ende, wodurch das Tor
blockiert wird.
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Bezug
nehmend weiterhin auf 10A ist der
Tintenauslaß 30 ein
zylindrisches Bauglied, das ein Septum 122 an dessen distalem
Ende aufweist. Das Septum 122 weist einen Schlitz zum Aufnehmen der
Nadel 108 auf. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist ein Absperrventil, das eine Kugel 124 und eine Feder 126 aufweist
in dem Tintenauslaß 30 positioniert,
um einen Ausfluß von
Tinte zu verhindern, bis die Nadel 108 eingefügt ist.
Die Kugel 124 sitzt gegen das Septum 122 und wird
durch die Nadel 108 weg von dem Septum 122 gedrückt. Der Lufteinlaß 28 ist
ferner ein zylindrisches Bauglied, das ein Septum 128 mit
einem Schlitz aufweist.
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Wie
in den 11A, 11B und 14 gezeigt
ist, ist die Hülle 24 ein
im wesentlichen rechteckiges Bauglied mit einem zylindrischen Hals 130 an
dessen vorderem Ende. Das Chassis 26 ist eine runde Scheibe
oder ein Stöpsel,
der in den Hals 130 eingefügt ist und denselben abdichtet,
wobei die Vorderseite des Chassis 26 bündig mit dem Rand des Halses 130 ist.
Das Reservoir 22 ist ein kollabierbares Reservoir, wie
z. B. ein kollabierbarer Beutel, der in die Hülle 24 einpaßt. Eine Öffnung in
dem Reservoir 22 ist abdichtend mit dem Chassis 26 verbunden. Das
Chassis 26 zusammen mit der Hülle 24 und den Abdeckungen 50,52 definiert
eine Häusung
für das Reservoir 22.
Die Hülle 24 ist
luftdicht und erzeugt eine Druckkammer 132 in dem Raum,
der das Reservoir 22 umgibt. Ein Lufteinlaß 30 kommuniziert
mit der Druckkammer 132. Bezug nehmend auf 12 sind
starre Versteifungsplatten 134 an gegenüberliegenden Außenseiten
des Reservoirs 22 angebracht. Die äußere Hülle 24 des Tintenbehälters 12 ist
an dem flexiblen Reservoir 22 abgedichtet und wirkt somit
als ein Druckbehälter.
Während
der Verwendung ermöglicht
das Unterdrucksetzen der äußeren Hülle 24 ein
Unterdrucksetzen des kollabierbaren Reservoirs 22.
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Die
zwei induktiven Tintenvolumensensorspulen 36 sind an gegenüberliegenden
Schenkeln der flexiblen Schaltung 82 gebildet. Jede der
Spulen 36 weist zwei Anschlußleitungen 138 (13)
auf, die mit einem der Paare von Sensorkontakten 78 (3)
verbunden sind. Eine der Spulen 36 ist an einer Seite des
Reservoirs 22 angeordnet, während die andere an der gegenüberliegenden
Seite angeordnet ist. Wenn sie mit dem Drucksystem 10 verbunden
ist, liefert die Steuerung 32 (1) ein zeitlich
variierendes Elektrischer-Strom-Signal
zu einer der Spulen 36. Dieser zeitlich variierende elektrische
Strom induziert eine Spannung in der anderen Spule 36,
deren Stärke
variiert, während
die Trennungsdistanz zwischen den Spulen 36 variiert. Wenn
Tinte verwendet wird, kollabieren die gegenüberliegenden Seitenwandabschnitte
des Reservoirs 22, wodurch die elektromagnetische Kopplung
oder die Gegeninduktivität
des Spulenpaars verän dert
wird. Diese Veränderung
bei der Kopplung wird durch die Steuerung 32 erfaßt, die
als Ergebnis einen Tintenpegel ableitet. Zusätzlich dazu führt die
Steuerung 32 ferner eine Kontinuitätsprüfung durch, wenn der Tintenbehälter 12 installiert
ist, durch Bestimmen, ob zwischen den zwei Kontaktanschlußflächen, die
zu einer der Spulen 36 führen, eine elektrische Kontinuität existiert.
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Jeder
Tintenbehälter 12 weist
eindeutige Tintenbehälterbezogene
Aspekte auf, die in der Form von Daten dargestellt sind, die durch
die Informationsspeicherungsvorrichtung 34 bereitgestellt
werden. Diese Daten werden von dem Tintenbehälter 12 an das Drucksystem 10 über die
Speichervorrichtung 34 automatisch geliefert, ohne zu erfordern,
daß der Benutzer
den Drucker 10 für
den bestimmten, installierten Tintenbehälter 12 neu konfiguriert.
Die Speichervorrichtung 34 weist einen geschützten Abschnitt,
einen einmalbeschreibbaren Abschnitt und einen mehrfachbeschreibbaren/löschbaren
Abschnitt auf. Wenn die Kassette 12 zum ersten Mal in dem Drucker 10 installiert
wird, liest die Steuerung 32 Tintenbehälterinformationen, wie z. B.
die Herstelleridentität,
Teileidentifikation, Systemkoeffizienten, Wartungsmodus und Tintenvorratsgröße. Das
Drucksystem 10 versorgt eine der Spulen 36 mit
Energie und liest eine erste Empfangsspulenspannung von der anderen
(empfangenden) Spule 36 ab. Diese erste Empfangsspulenspannung
von der Empfangsspule 36 zeigt den Vollzustand des Tintenbehälters 12 an.
Die Drucksystem-Steuerungselektronik zeichnet dann einen Parameter
auf dem geschützten
Abschnitt der Speichervorrichtung 34 auf, der die erste Empfangsspulenspannung
anzeigt. Die Drucksystem-Steuerungselektronik initiiert dann ein
Schreibschutzmerkmal, um sicher zu stellen, daß die Informationen in dem
geschützten
Abschnitt des Speichers nicht verändert werden.
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Der
einmal beschreibbare Abschnitt ist ein Abschnitt des Speichers,
auf den durch die Steuerung 32 nur einmal geschrieben werden
kann. Der mehrfach beschreibbare/löschbare Abschnitt ermöglicht,
daß Daten
mehr als einmal auf diesen Abschnitt geschrieben werden. Das Überschreiben
von Daten in diesem Abschnitt wird verwendet, um vorangehend gespeicherte
Daten zu löschen.
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Nach
der Einfügung
des Tintenbehälters 12 in
das Drucksystem 10 liest die Steuerung 32 Parameterinformationen
aus der Speichervorrichtung 34 zum Steuern verschiedener
Druckfunktionen. Die Steuerung 32 verwendet Parameterinformationen
z. B., um eine Schätzung
der verbleibenden Tinte zu berechnen. Wenn die verbleibende Tinte
weniger ist als ein Niedrigtintenschwellenvolumen, wird eine Nachricht
an den Benutzer geliefert, die dies anzeigt. Ferner, wenn die Tinte
innerhalb des Behälters 12 unterhalb
eines Schwellenvolumens ist, kann die Steuerung 32 das
Drucksystem 10 deaktivieren, um einen Betrieb des Druckkopfs 14 ohne
Tintenvorrat zu verhindern. Das Betreiben des Druckkopfs 14 ohne
Tinte kann zu einer Reduktion der Druckkopfzuverlässigkeit
oder zu einem katastrophalen Ausfall des Druckkopfs 14 führen.
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In
Betrieb liest die Steuerung 32 erste Volumeninformationen
aus der Speichervorrichtung 34, die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist. Wenn Tinte während
des Druckens verwendet wird, wird der Tintenpegel durch die Steuerung 32 überwacht
und die Speichervorrichtung 34 wird aktualisiert, um Informationen
zu enthalten, die sich auf die verbleibende Tinte in dem Tintenbehälter 12 beziehen.
Die Steuerung 32 überwacht
nachfolgend den Pegel der lieferbaren Tinte in dem Tintenbehälter 12 über die
Speichervorrichtung 34. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
werden Daten zwischen dem Drucker 10 und der Speichervorrichtung 34 auf
eine serielle Art und Weise unter Verwendung einer einzelnen Datenleitung
relativ zur Masse übertragen.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen
die Volumeninformationen folgendes: (1) Anfangsvorratsgrößendaten
in einem schreibgeschützten
Abschnitt des Speichers, (2) Grobtintenpegeldaten, die in einen
einmal beschreibbaren Abschnitt des Speichers gespeichert sind und
(3) Feintintenpegeldaten, die in einem beschreibbaren/löschbaren
Abschnitt des Speichers gespeichert sind. Die Anfangsvorratsgrößendaten
zeigen den Betrag der lieferbaren Tinte an, die anfänglich in
dem Tintenbehälter 12 vorhanden
ist.
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Die
Grobentintenpegeldaten umfassen eine Anzahl von einmal beschreibbaren
Bits, die jeweils einen bestimmten Bruchteil der lieferbaren Tinte
entsprechen, die anfänglich
in dem Tintenbehälter 12 vorliegt.
Bei einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel entsprechen
jeweils acht Grobtintenpegelbits einem Achtel der lieferbaren Tinte,
die anfänglich in
dem Tintenbehälter 12 vorhanden
ist. Bei einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel, das in der nachfolgenden
Erörterung
verwendet werden soll, entsprechen sieben Grobtintenpegelbits jeweils
einem Achtel der lieferbaren Tinte, die anfänglich in dem Tintenbehälter 12 vorhanden
ist, und ein Grobtintenpegelbit entspricht einem Tinte-Leer-Zustand. Es
können
jedoch mehr oder weniger grobe Bits verwendet werden, abhängig von
der Genauigkeit, die für
einen groben Tintenpegelzähler
erwünscht
ist.
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Die
Feintintenpegeldaten zeigen eine Feinbit-Binärzahl an, die proportional
zu einem Bruchteil von einem Achtel des Volumens der lieferbaren
Tinte ist, die anfänglich
in dem Tintenbehälter 12 vorhanden
ist. Somit entspricht der gesamte Bereich der Feinbit-Binärzahl einem
Grobtintenpegelbit. Dies wird nachfolgend weiter erklärt.
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Das
Drucksystem 10 liest die Anfangsvorratsgrößendaten
und berechnet den Betrag oder das Volumen der lieferbaren Tinte,
die anfänglich
in dem Tintenbehälter 12 vorliegt.
Das Tropfenvolumen, das durch den Druckkopf 14 ausgestoßen wird,
wird durch das Drucksystem 10 basierend auf Parametern
bestimmt. Unter Verwendung des Anfangsvolumens der lieferbaren Tinte
in dem Tintenbehälter 12 und
dem geschätzten
Tropfenvolumen des Druckkopfs 14 berechnet das Drucksystem 10 den
Bruchteil des anfänglich
lieferbaren Tintenvolumens, den jeder Tropfen darstellt. Dies ermöglicht es
dem Drucksystem 10, den Bruchteil des Anfangsvolumens der
lieferbaren Tinte zu überwachen,
die in dem Tintenbehälter 12 verbleibt.
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Während des
Druckens behält
das Drucksystem 10 eine Tropfenzählung bei, die gleich der Anzahl
von Tintentropfen ist, die durch den Druckkopf 14 ausgestoßen wurden.
Nachdem das Drucksystem 10 einen geringen Betrag gedruckt
hat, üblicherweise
eine Seite, wandelt dasselbe die Tropfenzählung in einen Feinbit-Binärzahlwert
um. Diese Umwandlung verwendet die Tatsache, daß der Gesamtbereich der Feinbit-Binärzahl einem
Achtel des Anfangsvolumens der lieferbaren Tinte in dem Tintenbehälter 12 entspricht.
Jedes Mal, wenn der Feinbit-Binärzahlwert
völlig
gesenkt oder erhöht
wird, schreibt das Drucksystem 10, um eines der Grobtintenpegelbits
einzustellen, da sich jedes der Grobtintenpegelbits in einem einmal
beschreibbaren Abschnitt der Speichervorrichtung 34 dieser
Bits befindet und der entsprechende Tintenpegelwert nicht geändert werden
kann.
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Das
Drucksystem 10 fragt die Grob- und Fein-Tintenpegelbits
periodisch ab, um den Bruchteil der anfangs lieferbaren Tinte zu
bestimmen, der in dem Tintenbehälter 12 verbleibt.
Das Drucksystem 10 kann dann eine „Gaslehre" oder eine andere Anzeige des Drucksystems 10 liefern,
die den Tintenpegel in dem Tintenbehälter 12 anzeigt. Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
liefert das Drucksystem eine „Tinte-Niedrig-Warnung", wenn das sechste Grobtintenpegelbit
eingestellt wird. Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
stellt das Drucksystem das achte (letzte) Grobtintenpegelbit ein,
wenn der Tintenbehälter 12 im
wesentlichen leer von Tinte ist. Dieses letzte Grobtintenpegelbit
wird als ein „Tinte-Leer-„Bit bezeichnet.
Auf das Abfragen der Grobtintenpegelbits hin interpretiert das Drucksystem
die Einstellung des Tinte-Leer-Bits als einen „Tinte-Leer-„Zustand für den Tintenbehälter 12.
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Das
Volumen wird durch induktive Sensorspulen 36 (12)
nur während
einer zweiten Phase der Tintenverwendung erfaßt. Während der ersten Phase werden
sowohl Fein- als auch Grob-Zähler verwendet.
Tintentropfen werden in dem Feinzählerabschnitt der Speichervorrichtung 34 gezählt und aufgezeichnet.
Jedes Mal, wenn der Feinzähler
völlig erhöht oder
abgesenkt wird, wird ein neues Grob-Zähler-Bit eingestellt. Während der
zweiten Phase werden nur die Tintenpegelsensorspulen 36 verwendet.
Der Spannungsausgang bildet die Empfangsspule 36 und wird
mit dem Spannungspegel verglichen, der durch den Parameter angezeigt
wird, der auf der Speichervorrichtung 34 aufgezeichnet
ist. Ein Parameter, der den Spannungsausgang anzeigt, wird in dem
beschreibbaren/löschbaren
Abschnitt des Speichers aufgezeichnet. Jede nachfolgende Ablesung
wird mit der vorangehenden Ablesung als eine Fehlerprüftechnik
verglichen, um die Erfassung einer Spulenfehlfunktion zu ermöglichen.
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Bei
dem Drucksystem 10 verläuft
die Übertragung
von Daten zwischen dem Drucker 10 und der Speichervorrichtung 34 auf
serielle Weise auf der Einzeldatenleitung relativ zur Masse. Wie
oben erklärt
wurde, während
die Tinte in dem Tintenbehälter 12 aufgebraucht
wird, speichert die Speichervorrichtung 34 Daten, die deren
anfänglichen
und momentanen Zustände
anzeigen. Der Drucker 10 aktualisiert die Speichervorrichtung 34,
um das Volumen der verbleibenden Tinte anzuzeigen. Wenn das meiste
oder im wesentlichen alles der lieferbaren Tinte verbraucht wurde, ändert der
Drucker 10 die Speichervorrichtung 34, um es dem
Tintenbehälter 12 zu ermöglichen,
ein „Tinte-Leer"-Signal zu liefern.
Der Drucker 10 kann durch Stoppen des Druckens mit dem
Tintenbehälter 12 antworten.
An diesem Punkt fügt
der Benutzer einen neuen Tintenbehälter 12 oder einen
Tintenbehälter
der gemäß dieser
Erfindung erneuert wurde, ein.
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Nachdem
die Tinte entleert ist, ist der Behälter 12 potentiell
zu einer weiteren Verwendung in der Lage, wenn der selbe mit einem
frischen Tintenvorrat nachgefüllt
wird. Diese Tintenbehälter 12 sind
jedoch für
eine einzelne Verwendung entworfen, aufgrund der Informationen,
die in der Speichervorrichtung gespeichert sind, die den Betrag
der Tinte anzeigen, der in dem Reservoir war, bevor dasselbe aufgefüllt wurde.
Wenn dasselbe aufgefüllt
und wieder auf einem Drucker installiert wird, zeigen die Daten
in der Speichervorrichtung 34 weiterhin das Tintenvolumen
an, das dasselbe enthielt, bevor es nachgefüllt wurde. Die Tinte-Niedrig-Warnung,
die die Speichervorrichtung 34 signalisieren würde, wäre für den Benutzer nicht
von Bedeutung, da dieselbe ungenau wäre. Dem Benutzer würden verschiedene
Vorteile und Sicherheiten der Speichervorrichtung genommen. Folglich
ist das Reservoir nicht für
ein Auffüllen
entworfen. Die vorliegende Erfindung, wie sie Bezug nehmend auf
die 14 bis 16 beschrieben wird,
ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Wiederverwenden dieser
Tintenbehälter 12.
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Bezug
nehmend auf 14 ist ein Verfahren der vorliegenden
Erfindung zum Erneuern des Tintenbehälters 12 dargestellt.
Das Verfahren beginnt durch Bereitstellen eines Tintenbehälters 12,
der zumindest teilweise von einer anfänglichen Tinte entleert ist,
wie bei Schritt 170 dargestellt ist. Der Tintenbehälter 12 wird
durch Liefern von Tinte zu einem oder mehreren Tintenstrahldruckköpfen 14 entleert. Wenn
Tinte an den Druckkopf 14 geliefert wird, wird die Speichervorrichtung 34,
die dem Tintenbehälter 12 zugeordnet
ist, mit Informationen zum Bestimmen der verbleibenden Tinte in
dem Tintenbehälter 12 aktualisiert.
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Eine
Quelle neuer Tinte, die sich von der anfänglichen Tinte unterscheidet,
wird an den Fluidauslaß 30 geliefert,
um das Fluidreservoir 22 nachzufüllen, wie durch Schritt 172 dargestellt
ist. Das Fluidreservoir 22 erweitert sich, wenn Tinte geliefert
wird, wodurch Luft in der Druckkammer 132 verdrängt wird.
Um den Druck in der Druckkammer 132 zu entlasten, wird
Luft durch den Lufteinlaß 28 entlassen, wie durch
Schritt 174 dargestellt ist. Die Speichervorrichtung 34 wird
deaktiviert, so daß die
Speichervorrichtung 34 keine Signale an das Drucksystem 10 liefert,
die den entleerten Zustand anzeigen, wie bei Schritt 176 dargestellt
ist. Eine neue Quelle von Signalen wird bereitgestellt, die ein
erhöhtes
Tintenvolumen in dem Fluidreservoir 22 anzeigt, wie bei
Schritt 178 dargestellt ist. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
zeigt die neue Quelle von Signalen das erhöhte Volumen der Tinte an, die
zum Drucken verfügbar
ist, nach dem Nachfüllschritt 172.
Schließlich wird
der Tintenbehälter 12 bei
Schritt 180 neu installiert, wodurch fluidische, Luft-
und elektrische Verbindungen zwischen dem Tintenbehälter 12 und
dem Drucksystem 10 eingerichtet werden. Die neue Tinte in
dem nachgefüllten
Reservoir 22 wird dann für den Druckkopf 14 über die
Leitung 20 verfügbar
gemacht. Zusätzlich
dazu wird die neue Signalquelle für die Drucksystem-Steuerungselektronik 32 verfügbar gemacht
und kann Informationen an die Drucksystem-Steuerungselektronik 32 liefern,
die das Drucken mit der neuen Tinte ermöglichen, die durch Schritt 172 bereitgestellt
wird.
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Bezug
nehmend nun auf die 15 und 16 wird
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Auffüllen des Tintenbehälters 12 dargestellt
(Schritte 172 und 174 aus 14). Um
den Tintenbehälter 12 zu
erneuern, wird eine Austauschtinte an das kollabierte Reservoir 22 geliefert.
Wenn die Austauschtinte geliefert wird, erweitert sich das Reservoir 22,
wodurch Luft in der Druckkammer 132 zwischen dem Druckbehälter 24 und
dem Reservoir 22 verdrängt wird.
Um das Unterdrucksetzen der Druckkammer 132 zu verhindern
und die Tintenflußrate
zu maximieren, wird ein Luftflußpfad
durch den Lufteinlaß 28 von der
Kammer 132 zu einer Position außerhalb des Druckbehälters 24 eingerichtet.
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Wenn
die Tinte in den Tintenbehälter 12 eingebracht
wird, wird ein Dichtungsbauglied 124 von einer Dichtungsposition
bewegt, in der dasselbe in Kontakt mit dem Septum 22 ist,
zu einer nicht abgedichteten Position, an der dasselbe li near in
den hohlen Vorsprung 123 in einer Richtung weg von einem distalen
Ende des Fluidauslasses 30 verschoben wird. Zur gleichen
Zeit wird eine Öffnung
oder ein Pfad in dem Septum 122 eingerichtet, durch radiales Verlagern
des Septums 122. Eine Art dies durchzuführen ist es, eine hohle Leitung,
wie zum Beispiel eine hohle Nadel durch das Septum 122 einzuführen, so
daß die
hohle Leitung das Dichtbauglied 124 linear verdrängt und
das Septum 122 radial verdrängt. Als nächstes wird ein Tintenfluß zwischen
einer Tintenquelle und einem Reservoir 22 eingerichtet.
Die Tinte fließt
dann von der Tintenquelle durch den Pfad in dem Septum 122 an
dem Dichtungsbauglied 124 vorbei durch den Vorsprung 123 und
zu dem Reservoir 22. Um den Tintenfluß zu verbessern kann die Tintenquelle
unter Druck gesetzt werden.
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Um
ein schnelles Entfernen der Luft aus der Druckkammer 123 während einer
Auffülloperation
zu ermöglichen,
kann eine Öffnung
oder ein Pfad in einem Septum 128 eingerichtet werden,
durch radiales Verlagern des Septums 128. Ein Weg dies
durchzuführen
ist es, eine hohle Leitung einzufügen, wie z. B. eine hohle Nadel,
durch das Septum 128. Als nächstes wird ein Luftfluß eingerichtet,
derart, daß Luft
von der Druckkammer 132 durch den hohlen Vorsprung 129,
durch die Öffnung
in dem Septum 128 und zu einer Luftsammelregion fließt. Unter
verschiedenen Alternativen kann die Luftsammelregion die Außenatmosphäre oder
eine Vakuumquelle sein. Eine Vakuumquelle, die an die Druckkammer 132 angelegt wird,
verbessert den Tintenfluß weiter,
wenn das Reservoir 22 nachgefüllt wird.
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Bezug
nehmend nun auf 16 ist ein exemplarisches Ausführungsbeispiel
einer Nachfüllvorrichtung
für den
Tintenbehälter 12 dargestellt.
Es wird ein Nachfülladapter 140 verwendet,
der vorzugsweise eine Tintenbuchse 142 und eine Entlüftungsbuchse 144 aufweist.
Die Tintenbuchse 142 und die Entlüftungsbuchse 144 sind
röhrenförmige Bauglieder mit
einem offenen unteren Ende zum Gleiten über den Tintenauslaß 30 und
den Lufteinlaß 28.
Die Tintenbuchse 142 weist eine hohle Nadel 146 auf,
die in der selben positioniert ist, die ein Tor 147 in
der Nähe ihres
distalen Endes aufweist. Eine Dichtungsmanschette 148 nimmt
die Nadel 146 abdichtend in Eingriff und bewegt sich gleitend
zwischen einer geschlossenen Position, die das Tor 147 blockiert,
und einer offenen Position, die in 16 gezeigt
ist. In der offenen Position wird es der Tinte ermöglicht, durch
die Nadel 146 und aus dem Tor 147 zu fließen. Eine
Spulenfeder 150 drängt
die Dichtungsmanschette 148 zu der geschlossenen Position.
Eine Leitung 152 verbindet die Nadel 146 mit einem
Tintenreservoir oder einem Tank 156. Eine Pumpe 154 ist
vorzugsweise in die Leitung 152 verbunden, um Tinte von
dem Tank 156 unter Druck zu pumpen. Eine hohle Nadel 158 oder
ein röhrenförmiges Bauglied
ist an der Entlüftungsbuchse 144 befestigt.
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Zum
Nachfüllen
wird der Adapter 140 an dem Tintenauslaß 30 und dem Lufteinlaß 28 plaziert. Die
Nadel 147 durchsticht den Schlitz in dem Septum 122 und
drückt
die Kugel 124 nach unten, um das Absperrventil zu öffnen. Die
Nadel 158 durchsticht den Schlitz in dem Septum 128 und
entlüftet
die Druckkammer 132 zur Atmosphäre. Die Pumpe 154 wird angeschaltet,
um Tinte von dem Tank 156 in das Reservoir 22 zu
pumpen, wie durch die Pfeile angezeigt ist. Luft in der Druckkammer 132,
die durch die Expansion des Volumens des Reservoirs 22 verdrängt wird,
wird durch die Nadel 158 in die Atmosphäre entlüftet. Sobald das Reservoir 22 nachgefüllt ist,
wird der Adapter 140 entfernt.
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Zusätzlich zu
dem Nachfüllen
mit Tinte sollte ebenfalls eine Erneuerung (Schritte 176 und 178 von 14)
Bezug nehmend auf die Speichervorrichtung 34 (5)
durchgeführt
werden, so daß die
vorangehend durch die Speichervorrichtung 34 gelieferten Vorteile
weiterhin existieren. Eine Erneuerung der Speichervorrichtung 34 wird
detaillierter in der U.S.-Patentanmeldung Nr. 6,227,638 (Anmeldung Seriennummer
09/034,875) erörtert,
die hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist. Die Originalspeichervorrichtung 34,
die an dem Chassis 26 angeordnet ist, liefert eine erste
Quelle von Datensignalen, die einen zumindest teilweise entleerten
Tintenpegelzustand des Tintenbehälters 12 anzeigen.
Genauer gesagt und wie oben erläutert
umfaßt
die Speichervorrichtung 34 Grobtintenpegeldaten, die in
dem einmal beschreibbaren Abschnitt des Speichers gespeichert sind,
der durch das Drucksystem geändert
wurde, um einen reduzierten Tintenpegel oder einen Tinte-Leer-Zustand
zu reflektieren. Folglich führt
das Nachfüllen
des Tintenbehälters 12 zu
einer Änderung des
Tintenbetrags, der verbleibt, ändert
den angezeigten Grob-Tintenpegel jedoch nicht. Die Speichervorrichtung 34 liefert
daher keine genauen Informationen über die verbleibende Tinte,
was zu unsachgemäß niedrigen
Tintenzustandssignalen führt.
Zusätzlich
dazu, da die nachgefüllte
Tinte nicht notwendigerweise die gleichen Tintenparameter aufweist
(d. h. Zusammensetzungsfaktoren wie z. B. Dichte, Farbmittel, Lösungsmittel,
Zusatzstoffe etc.) wie jene, die durch die Speichervorrichtung 34 angezeigt
sind, gleicht das Drucksystem 10 die nachgefüllte Tinte möglicherweise
nicht sachgemäß aus, um
eine hohe Druckqualität
sicherzustellen.
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Um
die Speichervorrichtung 34 zu erneuern, wird verhindert,
daß die
vorangehend in der Speichervorrichtung 34 existierenden
Daten weiter mit dem Drucker 10 kommunizieren, wenn die
Kassette 12 wieder installiert wird (Schritt 176 aus 14).
Bei einer Technik werden alle Daten in der Speichervorrichtung 34 gelöscht. Dies
kann durch Aussetzen der Speichervorrichtung 34 einer Energiequelle,
wie z. B. einem röntgen-
oder elektrischen Feld erreicht werden. Die Energiequelle, falls
ausreichend, setzt die Daten in der Speichervorrichtung 34 zurück. Das
Reservoir des Tintenbehälters 12 ist
dann nachgefüllt. Dann
kann die Speichervorrichtung 34 neu programmiert werden,
um die Parameter des nachgefüllten Tintenbehälters 12 zu
reflektieren. Wenn in dem Drucksystem 10 installiert, arbeitet
das Drucksystem mit dem Tintenbehälter 12 auf eine Weise ähnlich zu dem
Originaltintenbehälter.
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Bei
einem anderen Erneuerungsverfahren wird die Speichervorrichtung 34 deaktiviert
und durch eine fast identische oder einen Emulator ersetzt. Die neue
Speichervorrichtung 34 kann ein Emulator oder im wesentlichen
eine Nachbildung der Originalspeichervorrichtung 34 sein.
Ein Emulator ist eine elektronische Schaltung, die funktionell äquivalent
zu der Speichervorrichtung 34 zum Austauschen von Informationen
mit dem Drucker 10 ist. Obwohl der Emulator funktionell äquivalent
ist, kann diese Vorrichtung strukturell sehr unterschiedlich sein.
Ein Emulator würde
wahrscheinlich einen Abschnitt aufweisen, der wie ein Speicher funktioniert
und würde
wahrscheinlich Informationen liefern, die das Volumen des Reservoirs 22,
den Tintentyp, die Farbe etc. anzeigen. Optional, im Gegensatz zur
Originalspeichervorrichtung 34, kann der Emulator auf eine
unterschiedliche Weise zurückgesetzt
werden, z. B. immer wenn ein neuer Tintenvorrat bereitgestellt wird.
Ferner kann der Emulator konfiguriert sein, um Informationen an den
Drucker 10 zu liefern, die demselben ermöglichen,
unabhängig
von dem tatsächlichen
Tintenzustand in dem Tintenreservoir 22 zu arbeiten.
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Die
neue Signalquelle, wie z. B. ein Emulator oder eine neue Speichervorrichtung,
sollten mit den Daten versehen sein, die für eine sachgemäße Operation
des Druckers 10 erforderlich sind. Die neue Signalquelle
sollte in der Lage sein, mit dem Drucker 10 über einen
einzelnen Drahteingang/-Ausgang auf serielle Weise zu kommunizieren.
Diese Daten, die durch die neue Signalquelle geliefert werden, werden durch
den Drucker 10 verwendet, um eine Anzeige des Volumens
der verfügbaren
Tinte zu liefern.
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Bei
einer Technik zum Erneuern des Tintenbehälters 12 wird die
erste Speichervorrichtung 34 aus dem Chassis 26 entfernt
(5). Das Substrat 86 zusammen mit der
Speichervorrichtung 34 und den Kontaktanschlußflächen 80 kann
entnommen oder anderweitig als eine Einheit aus dem Chassis 26 entfernt
werden. Ein neues Substrat 86, das eine neue Spei chervorrichtung 34 oder
einen Emulator und Kontaktanschlußflächen 80 aufweist,
kann an dem Chassis 26 an dem selben Ort befestigt werden, der
das Originalsubstrat 86, die Speichervorrichtung 34 und
die Kontaktanschlußflächen 80 hielt.
Das neue Substrat 86 könnte
durch Befestigungseinrichtungen oder durch Haftmittel befestigt
werden. Es besteht kein Bedarf, die Volumenerfassungs-Kontaktanschlußflächen 78 zu
entfernen, die an der flexiblen Schaltung 82 angeordnet
und mit den Induktorspulen 36 verbunden sind.
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Alternativ
kann ein Substrat 86, das nur einen neuen Satz von Kontaktanschlußflächen 80 enthält, an der
Chassis 26 befestigt werden. Die neue Speichervorrichtung 34 oder
der Emulator kann an einem anderen Ort an dem Tintenbehälter 12 oder entfernt
von demselben befestigt werden und mit dem neuen Satz von Kontaktanschlußflächen 80 durch
Anschlußleitungen
verbunden werden.
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Ein
anderes Erneuerungsverfahren ermöglicht,
daß das
Originalsubstrat 86, die Speichervorrichtung 34 und
die Kontaktanschlußflächen 80 vor Ort
bleiben. Ein neues Substrat 86 zusammen mit einer neuen
Speichervorrichtung 34 und Kontaktanschlußflächen 80 wird
oben an die Originalspeichervorrichtung 34 und die Kontaktanschlußflächen 80 angeschlossen.
Das Material des Substrats 86 ist ein elektrischer Isolator.
Folglich isoliert derselbe die neuen Kontaktanschlußflächen 80 von
den Originalkontaktanschlußflächen 80 und
den elektrischen Spuren in dem Originalsubstrat 86, das
die Originalkontaktanschlußflächen 80 mit
der Originalspeichervorrichtung 34 verbunden hat. Die Originalkontaktanschlußflächen 80 sind
nicht in der Lage, elektrisch mit den Druckerkontakten 104 (9)
in Eingriff genommen zu werden, da dieselben abgedeckt sind und durch
das neue Substrat 86 vor einer Ineingriffnahme isoliert
sind.
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Bei
einem anderen Erneuerungsprozeß bleibt
ein verwendbarer Abschnitt der Originalkontaktanschlußflächen 80 vor
Ort und wird elektrisch von der Originalspeichervorrichtung 34 getrennt.
Bei diesem Verfahren wird vorzugsweise ein Schnitt durch das Substrat 86 quer über die
Kontaktanschlußflächen 80 gemacht,
mit einem scharfen Objekt, wie z. B. mit einem Messer. Der Schnitt
teilt das Substrat 86 in bleibende und entfernbare Abschnitte,
wobei der bleibende Abschnitt derselben einen bedeutenden Abschnitt
der Kontaktanschlußflächen 80 enthält. Der
entfernbare Abschnitt des Substrats 86 enthält die Speichervorrichtung 34 und
einen kleinen benachbarten Teil der Kontaktanschlußflächen 80.
Dieser Schnitt durchtrennt die elektrische Kontinuität zwischen
den vier Anschlüssen
der Speichervorrichtung 34, wobei der Teil der Kontaktanschlußflächen 80 auf
dem bleibenden Abschnitt des Substrats 86 enthalten ist.
Obwohl die Größe der Kontaktanschlußflächen 80 an
dem bleibenden Abschnitt des Substrats 86 kleiner ist als
die der Kontaktanschlußflächen 80,
sind dieselben von angemessener Größe, um mit den Druckerkontakten 104 überein zustimmen
(9).
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Normalerweise
würde dann
der entfernbare Abschnitt des Substrats 86 zusammen mit
der ersten Speichervorrichtung 34 und dem Teil der Kontaktanschlußflächen 80,
der auf demselben enthalten ist, von dem Chassis 26 entfernt
werden. Eine neue Speichervorrichtung 34 kann dann benachbart
zu oder auf den Originalkontaktanschlußflächen 80 befestigt
werden, die an dem bleibenden Substratabschnitt enthalten sind,
wobei deren Anschlüsse
mit demselben verbunden sind. Optional könnte die neue Speichervorrichtung 34 anderswo
an der Häusung 72 und
nicht an dem Hohlraum 80 (7) oder sogar
entfernt von dem Drucker 10 befestigt und mit den Originalanschlußflächen 80 durch
Anschlußleitungen
verbunden sein. Alternativ können
die Kontaktanschlußflächen 80 auf
dem bleibenden Abschnitt des Substrats 86 mit den Anschlußleitungen verbunden
sein, die an einen entfernt angeordneten Emulator oder Speicher 34 angebracht
sind.
-
Die
Erfindung weist mehrere Vorteile auf. Diese alternativen Verfahren
des fluidischen Erneuerns von einmal verwend baren Tintenbehältern ermöglichen,
daß dieselben
nachgefüllt
werden, so daß dieselben
mehrere Male verwendet werden können,
bevor dieselben ausgesondert werden. Durch elektrisches Erneuern
des Tintenbehälters 12 kann das
Tintenvolumen, das in dem Reservoir 22 enthalten ist, nach
dem Auffüllen
an das Drucksystem 10 geliefert werden, um es einem Drucksystem 10 zu
ermöglichen,
die Verwendung der Nachfülltinte
zu überwachen.
In dem wahrscheinlichen Fall, daß die Erneuerungstinte, die
zum Nachfüllen
verwendet wird, unterschiedlich von der Originaltinte ist (wie z. B.
unterschiedlicher Farbstoff, Lösungsmittel,
Zusatzstoff etc., oder unterschiedliche Konzentrationen von Bestandteilen),
kann diese Änderung
durch die neue Signalquelle 34 reflektiert werden. Wenn
der neue Tintenbehälter
mit der neuen Signalquelle 34 in dem Drucksystem 10 installiert
ist, kann das Drucksystem 10 den Benutzer ferner hinsichtlicht
der Änderung
der Tinte warnen. Dies kann in Form einer Nachricht geschehen, die
durch das Drucksystem 10 oder einen Computerbildschirm
angezeigt wird, der den Typ oder die Herkunft der installierten
Tinte anzeigt. Eine derartige Nachricht kann anzeigen, ob die Tinte,
die in dem Reservoir 22 enthalten ist, von bekannter Herkunft
oder Zusammensetzung ist oder nicht.