EP1439067A1

EP1439067A1 - Verfahren zum Einsetzen einer Trägerplatine in eine Haltevorrichtung an einer Patrone oder Kartusche sowie Haltevorrichtung hierzu

Info

Publication number: EP1439067A1
Application number: EP03025333A
Authority: EP
Inventors: Daniel Sulser; René Butty
Original assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Current assignee: Pelikan Hardcopy Production AG
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-11-04
Publication date: 2004-07-21
Anticipated expiration: 2023-11-04
Also published as: DE10301256B3; DE50311682D1; ATE435751T1; EP1439067B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einsetzen eine Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) in eine an einer Patrone (10) oder Kartusche für einen Drucker oder Kopierer, insbesondere an einer Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker, ausgebildeten Rasteinrichtung (30), welche zwei zueinander beabstandete Rasterhebungen (26, 28) aufweist, zwischen welche die Trägerplatine (16) einzusetzen ist: Unter Verwendung eines Spreizwerkzeugs (64), das zwischen die Rasterhebungen (26, 28) derart eingeführt werden kann, dass eine Berührung mit zumindest einer der an den Rasterhebungen (26, 28) vorgesehenen Betätigungsflächen (40, 42) erfolgt, wird die Trägerplatine (16) über der Haltevorrichtung (14) der Patrone (10) positioniert. Anschließend wird das Spreizwerkzeug (64) gegen die Betätigungsfläche (40, 42) derart bewegt, dass die mit der Betätigungsfläche (40, 42) versehene Rasterhebung (26, 28) von der anderen Rasterhebung (28, 26) soweit abgespreizt wird, dass die Trägerplatine (16) zumindest annähernd berührungslos in die Rasteinrichtung (30) eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen der Trägerplatine (16) in die Rasteinrichtung (30) wird das Spreizwerkzeug (64) aus der Rasteinrichtung (30) gezogen, wobei die weggespreizte Rasterhebung (26, 28) in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt und die Trägerplatine (16) gegen die andere Rasterhebung (26, 28) unter Einwirkung einer Vorspannkraft V sicher in einer definierten Endlage fixiert.. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Haltevorrichtung (14) mit derart ausgebildeten Rasterhebungen (26, 28) an einer Patrone (10) oder an einer Kartusche. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Befestigen eine Trägerplatine mit einem Informationschip in einer Haltevorrichtung, die an einer Patrone oder an einer Kartusche für einen Drucker oder einen Kopierer ausgebildet ist. Ferner betrifft die Erfindung eine Haltevorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 6 an einer Patrone bzw. einer Kartusche sowie gemäß Anspruch 17 eine Patrone und gemäß Anspruch 18 eine Kartusche für einen Drucker oder Kopierer mit einer derartigen Haltevorrichtung.

Aus dem Stand der Technik sind Patronen und Kartuschen für Drucker und Kopierer mit Informationschips bekannt, die verschiedene statische Daten, wie den Patronen- oder Kartuschentyp, die Tinten- oder Tonerfarbe, den Hersteller und ähnliches, beinhalten oder in denen dynamische Daten, wie der aktuelle Füllstand der Patrone oder der Kartusche, während deren Verwendung im Drucker oder Kopierer abgespeichert werden können. Der Informationschip ist hierzu auf einer Trägerplatine befestigt, welche durch eine am Gehäuse der Patrone oder der Kartusche vorgesehene Haltevorrichtung gehalten ist. Beim Einsetzen der Patrone oder Kartusche in den Drucker oder den Kopierer kommen an der Trägerplatine vorgesehene Kontaktstellen mit entsprechenden Kontaktstellen, welche an der Patronen- oder Kartuschenaufnahme am Drucker oder Kopierer vorgesehen sind, zur Datenübertragung in Berührung.

Aus der EP 0 997 297 A1 ist eine Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker bekannt, bei der eine derartige Trägerplatine mit Informationschip in einer Haltevorrichtung an der Tintenpatrone gehalten ist. Als Haltevorrichtung dienen bei einem Ausführungsbeispiel zwei Rastkanten zwischen welchen die Trägerplatine durch Eindrücken einzuklemmen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden beim Einsetzen der Trägerplatine in die Haltevorrichtung die Rastleisten mit Hilfe der Trägerplatine zur Seite gedrückt, so dass insbesondere die Kanten der Trägerplatine, mit denen die Trägerplatine in der Haltevorrichtung gehalten werden soll, kurzfristig punktuell sehr hohen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind wodurch die Gefahr einer Beschädigung der Trägerplatine besteht. Derartige Beschädigungen können bei einer hochautomatisierten Fertigung der Tintenpatrone zu einer Störung des Fertigungsablaufes führen, wenn die Trägerplatine beim Einsetzen in die Haltevorrichtung bricht. Es besteht aber auch die Gefahr, dass derartige, bei der Trägerplatinenmontage erzeugte Risse zunächst unerkannt bleiben, mithin Tintenpatronen mit mechanisch vorgeschädigten Trägerplatinen zur Auslieferung kommen. Regelmäßig führen diese Schäden nach Einsetzen der Tintenpatrone in den Drucker, infolge der dabei auf die Trägerplatine wirkenden Kräfte, zu Funktionsstörungen der Druckerelektronik die nur durch den Austausch der beschädigten Tintenpatrone zu beheben sind. Auch können beschädigte Kanten ein Lösen der Trägerplatine aus ihrer Haltevorrichtung beim Einsetzen der Tintenpatrone in den Drucker bewirken, so dass die neue Tintenpatrone nicht mehr verwendbar ist, da die Steuerung den Betrieb des Druckers beim Einsetzen einer Tintenpatrone mit fehlendem oder beschädigten Informationschip üblicherweise verweigert. Um ein Lösen der Trägerplatine von der Druckerpatrone zu vermeiden wird deshalb in der EP 0 997 297 A1 offensichtlich auch vorgeschlagen, die geklemmte Trägerplatine durch Heißnieten mit der Tintenpatrone fest zu verbinden.

Bei einem weiteren aus der EP 0 997 297 bekannten Ausführungsbeispiel wird an der Unterseite der Trägerplatine ein Kunststoffträger durch Kleben befestigt, an welchem Rasthaken ausgebildet sind. Die Trägerplatine wird anschließend mit Hilfe des Kunststoffträgers in eine an der Tintenpatrone ausgebildete Platinenaufnahme eingesetzt und in dieser mit den Rasthaken eingerastet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird durch die zusätzliche Verwendung des Kunststoffträgers für die Trägerplatine der Fertigungsaufwand deutlich erhöht. So muss zum einen ein weiteres Bauteil, nämlich der Kunststoffträger, gefertigt werden. Zum anderen sind zusätzliche Fertigungsschritte, nämlich das ordnungsgemäße Befestigen der Trägerplatine in der richtigen Position auf dem Kunststoffträger und das anschließende Einsetzen des Kunststoffträgers mit Trägerplatine erforderlich, wobei insbesondere beim Einsetzen des Kunststoffträgers mit der Trägerplatine in die Platinenaufnahme zusätzlich die Gefahr besteht, dass die vergleichsweise schwach ausgebildeten Rasthaken abbrechen. Des weiteren muss der Kunststoffträger zusätzlich durch ein in der Platinenaufnahme gehaltenes Federelement entgegengesetzt zur Einbaurichtung des Kunststoffträgers in der Platinenaufnahme mechanisch vorgespannt werden, damit Fertigungstoleranzen ausgeglichen werden können, wodurch dieses zusätzliche Bauteil den Fertigungsaufwand weiter erhöht.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Einsetzen einer Trägerplatine mit Informationschip in eine an einer Patrone oder Kartusche ausgebildete Haltevorrichtung, bzw. eine Haltevorrichtung zum Befestigen einer Trägerplatine an einer Patrone oder Kartusche, anzugeben, mit dem ein Befestigen einer Trägerplatine mit Informationschip an einer Patrone bzw. einer Kartusche mit vergleichsweise geringem Aufwand und hoher Prozesssicherheit möglich ist und mit dem insbesondere eine mechanische Beschädigung der Trägerplatine bei der Montage zuverlässig zu vermeiden ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 1. Ferner löst die Erfindung die Aufgabe durch eine Haltevorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 6 sowie durch eine Patrone nach Anspruch 17 und eine Kartusche nach Anspruch 18, die jeweils mit einer derartigen Haltevorrichtung ausgestattet sind.

Ein wesentlicher Erfindungsgedanke des Verfahrens besteht darin, entgegen dem Stand der Technik, nicht die Trägerplatine selbst zum Öffnen der als Haltevorrichtung dienenden Ratserhebungen der Rasteinrichtung zu verwenden. Vielmehr wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, zumindest eine der Rasterhebungen mit einer Betätigungsfläche zu versehen, an der das Spreizwerkzeug zur Anlage kommen kann, um die Rasterhebung definiert soweit zu öffnen bzw. von der anderen Ratserhebung wegzuspreizen, dass die Trägerplatine zumindest annähernd ohne Berührung in die Rasteinrichtung eingesetzt werden kann. Nach dem Einsetzen der Trägerplatine wird das Spreizwerkzeug zurückbewegt, wobei die vorher weggespreizte Rasterhebung in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt und auf diese Weise die Trägerplatine gegen die andere Rasterhebung vorspannt. Bei dem vorsichtigen Zurückbewegen des Spreizwerkzeuges kommt die weggespreizte Rasterhebung nach und nach mit der Trägerplatine in Eingriff, wobei die Trägerplatine durch die kontinuierlich zunehmende Vorspannkraft, die sich beim Zurückbewegen des Spreizwerkzeuges und die damit verbundene Rückstellbewegung der abgespreizten Rasterhebung ergibt, in eine definierte Position gedrückt wird, die durch die Rasterhebungen in ihren Ruhestellungen vorgegeben ist.

Hierdurch wird ein besonders schonendes Einsetzen und Einspannen der Trägerplatine in die Haltevorrichtung ermöglicht, wobei insbesondere eine beim Stand der Technik notwendige mechanische Belastung der Umlaufkanten der Trägerplatine beim Einsetzen in die Haltevorrichtung vermieden wird. Darüber hinaus kann auf zusätzliche Bauteile, wie mechanische Spannelemente, verzichtet werden, mit welchen die Trägerplatine in eine definierte Position an der Patrone oder der Kartusche vorgespannt gehalten ist. Ferner ist es zu einem späteren Zeitpunkt möglich, durch Einführen desselben oder eines anderen Spreizwerkzeuges die Haltevorrichtung wieder zu öffnen und die Trägerplatine auszubauen ohne die Patrone oder die Haltevorrichtung zu beschädigen. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Patrone bzw. die Kartusche wiederverwendet werden soll.

Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung sowie den Unteransprüchen.

So wird bei einer besonders bevorzugten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgeschlagen, an jeder der beiden Rasterhebungen eine Betätigungsfläche vorzusehen, so dass das Spreizwerkzeug beim Einführen in die Rasteinrichtung mit den an beiden Rasterhebungen vorgesehenen Betätigungsflächen zur Anlage kommt und bei der anschließenden Einführbewegung beide Rasterhebungen synchron auseinander spreizt. Dies hat insbesondere auch den Vorteil, dass sich das entsprechend gestaltete Spreizwerkzeug beim Einführen in die Rasteinrichtung durch Anlage an den Rasthebungen selbsttätig ausrichtet, , so dass eine zusätzliche Halteeinrichtung, welche das Spreizwerkzeug gegen die Kraft der aufgespreizten Rasterhebungen hält, nicht erforderlich ist. Des weiteren kann die Trägerplatine auf einfache und schonende Weise zwischen die auseinandergespreizten Rasterhebungen eingesetzt werden.

Bei einer alternativen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird gleichfalls vorgeschlagen, an beiden Rasterhebungen Betätigungsflächen für das Spreizwerkzeug vorzusehen, die Rasterhebungen jedoch nicht gleichzeitig, sondern nacheinander aufzuspreizen.

Unter Verwendung eines entsprechend ausgebildeten Spreizwerkzeugs und/oder durch eine entsprechende Montageablaufsteuerung wird die Trägerplatine nach dem Aufspreizen der ersten Rasterhebung bzw. der ersten Rasthebungen in einem ersten Schritt abschnittsweise in die Rasteinrichtung eingesetzt. Anschließend wird die zweite Rasterhebung bzw. werden die zweiten Rasthebungen mit Hilfe des Spreizwerkzeuges aufgespreizt und in einem zweiten Schritt die Trägerplatine vollständig in die Rasteinrichtung eingesetzt. Nachdem Einsetzen der Trägerplatine wird das Spreizwerkzeug aus der Rasteinrichtung ausgeführt, wodurch die Rasthebungen federnd an der Trägerplatine zur Anlage kommen und diese sicher halten. Diese Verfahrensführung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Trägerplatine verhältnismäßig große Abmessungen besitzt, so dass das Spreizwerkzeug, welches für ein gleichzeitiges Aufspreizen der Rasterhebungen eine entsprechende Dimension aufweisen müsste, entsprechend kleiner dimensioniert sein kann.

Alternativ wird vorgeschlagen, am Spreizwerkzeug aktiv betätigbare Spreizelemente vorzusehen, die mit den Betätigungselementen der Rasterhebungen in Eingriff kommen und ein gesteuertes Aufspreizen sowie Rückstellen derselben ermöglichen.

Die Trägerplatine wird vorzugsweise vom Spreizwerkzeug gehalten, so dass zusätzliche Bestückungseinrichtungen, die zusätzlich zum Spreizwerkzeug bei einer automatisierten Fertigung erforderlich wären, entfallen können.

Bei einer ersten bevorzugten Verfahrensführung wird die vom Spreizwerkzeug gehaltene Trägerplatine nach dem Spreizen der Rasterhebung(en) von dem Spreizwerkzeug freigegeben und durch entsprechende Anordnung desselben sichergestellt, dass die Trägerplatine durch die Wirkung der Schwerkraft in die Rasteinrichtung fällt. Dies ist insbesondere dann von Vorteil, wenn eine Vielzahl von bereits vereinzelten Trägerplatinen in einem entsprechend gestalteten Magazin mit dem Spreizwerkzeug mitgeführt wird oder wenn eine Vielzahl von noch nicht vereinzelten Trägerplatinen in einer entsprechend gestalteten Aufnahme mit dem Spreizwerkzeug mitgeführt wird und erst unmittelbar vor dem Einsetzten in die Rasteinrichtung eine Vereinzelung durch ein geeignetes Werkzeug erfolgt, das mit dem Spreizwerkzeug eine Einheit bildet.

Bei einer alternativen Verfahrensführung ist das Spreizwerkzeug mit einer zusätzliche Funktionseinheit, beispielsweise einem Vakuumgreifer, ausgestattet, der die Trägerplatine nach dem Spreizen der Rasterhebung(en) in die Rasteinrichtung aktiv einsetzt. Diese Verfahrensführung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die Trägerplatine verhältnismäßig große Abmessungen besitzt oder, wie bei der zuvor bereits beschriebenen Verfahrensvariante, in mehreren Schritten in die Haltevorrichtung eingesetzt wird. Zudem ermöglicht diese Verfahrensführung insbesondere bei hohen Taktraten ein definiertes Positionieren der Trägerplatinen in der Rasteinrichtung.

Gemäß einem weiteren Aspekt betrifft die Erfindung eine Haltevorrichtung zum Halten der Trägerplatine mit Informationschip an der Patrone oder der Kartusche. Die Haltevorrichtung weist hierzu eine an der Patrone bzw. an der Kartusche vorgesehene Rasteinrichtung auf, in welcher die Trägerplatine durch Einrasten zu befestigten ist. Die Ratseinrichtung weist zwei zueinander beabstandete Rasterhebungen auf, zwischen welche die Trägerplatine zum Befestigen einzuführen ist, wobei zumindest eine der Rasterhebungen mit einer Betätigungsfläche für ein Spreizwerkzeug versehen ist. Wie zuvor bereits erläutert, ist die Betätigungsfläche an der Rasterhebung derart gestaltet, dass das Spreizwerkzeug die mit der Betätigungsfläche versehene Rasterhebung von der anderen Rasterhebung soweit wegspreizen kann, dass ein zumindest annähernd berührungsloses Einsetzen der Trägerplatine zwischen die Rasterhebungen möglich ist.

Damit beide Rasterhebungen vom Spreizwerkzeug betätigt werden können, wird vorgeschlagen, jede der Rasterhebungen mit einer Betätigungsfläche für das Spreizwerkzeug zu versehen. Dabei ist es von besonderem Vorteil, wenn die Rasterhebungen identisch ausgebildet und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet sind, wobei die Betätigungsflächen einander zugewandt sind. Durch diese Art der Gestaltung der Rasterhebungen ist es möglich, die Rasterhebungen durch Einführen des Spreizwerkzeuges zwischen die Rasterhebungen auf einfache Weise auseinander zu spreizen. Das Spreizwerkzeug weist zu diesem Zweck vorzugsweise zueinander beabstandete Spreizelemente auf, deren Enden angefast sind, bzw. die keilförmig ausgebildet sind, so dass durch Einführen des Spreizwerkzeuges zwischen die Ratserhebungen diese zwangsläufig auseinander gespreizt werden. Alternativ können die Spreizelemente aktiv betätigbar gestaltet sein, so dass die Rasterhebungen durch Bewegen der Spreizelemente aktiv auseinandergespreizt und wieder in ihre Ausgangslage zurückbewegt werden können.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung weist jede Rasterhebung eine quer zur Einsetzrichtung der Trägerplatine verlaufende Rastkante auf, welche mit einer ihrer Flanken im eingerasteten Zustand der Trägerplatine an einer der Kanten der Trägerplatine anliegt und die Trägerplatine in einer Vorspannrichtung gegen die Patrone bzw. gegen die Kartusche vorspannt. Bei dieser Ausführungsform ist die Rastkante im Querschnitt derart abgeschrägt, dass die im eingerasteten Zustand an der Kante der Trägerplatine anliegende Flanke unter einem Winkel bezogen auf die Vorspannrichtung schräg verläuft. Durch die schräge Gestaltung der Flanken wird erreicht, dass die Trägerplatine mit ihren Kanten an den Flanken der Rastkanten der Rasterhebungen gleichmäßig anliegt, wobei deren relative Lage zu den Flanken in Vorspannrichtung gesehen variieren kann. Hierdurch können Maßabweichungen, die durch Fertigungstoleranzen gegeben sind, auf sehr einfache und elegante Weise ausgeglichen werden.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ferner vorgeschlagen, die Betätigungsfläche so an der Rasterhebung auszubilden, dass sie die Rastkante unterbricht und dass die Betätigungsfläche im nicht abgespreizten Zustand der Rasterhebung unter einem vorgegebenen Winkel zur Einsetzrichtung der Trägerplatine geneigt verläuft. Hierdurch wird einerseits erreicht, dass das Spreizwerkzeug im Bereich der Rastkante an der Rasterhebung angreift und somit die Spreizkräfte unmittelbar an der Rastkante zur Wirkung kommen. Gleichzeitig wird die Rasterhebung durch den rampenartigen Verlauf der Betätigungsfläche in Richtung der Stirnseite der Rasterhebung gezielt geschwächt, so dass die Rasterhebung durch die beim Abspreizen einwirkenden Kräfte bogenförmig verformt wird, wodurch das Einsetzen der Trägerplatine erleichtert ist.

Alternativ kann die Betätigungsfläche auch parallel zur Einbaurichtung der Trägerplatine verlaufen. In diesem Fall sind zum Aufspreizen der Rasterhebungen quer zur Einbaurichtung verstellbare Spreizelemente am Spreizwerkzeug vorgesehen.

Zum Zwecke einer definierten Halterung der Trägerplatine auf der Patrone bzw. der Kartusche, wird ferner vorgeschlagen, an der Patrone bzw. der Kartusche eine Platinenaufnahme vorzusehen, die zwischen den Rasterhebungen der Rasteinrichtung angeordnet und in welche die Trägerplatine mit Informationschip zum Befestigen einzusetzen ist. Die Platinenaufnahme ist dabei in ihren Abmessungen an die Außenabmessungen der Trägerplatine derart angepasst, dass die Trägerplatine beim Einsetzen in die Rasteinrichtung von der Platinenaufnahme ausgerichtet und nach dem Klemmen in der Platinenaufnahme gehalten ist. Auf diese Weise wird durch die Platinenaufnahme, neben der Ausrichtung der Trägerplatine, die sich durch die Wirkung der Vorspannkräfte ergibt, die Trägerplatine in einer definierten Lage relativ zur Patrone bzw. zur Kartusche positioniert.

Des weiteren ist es von Vorteil, wenn die Haltevorrichtung eine an der Patrone bzw. der Kartusche ausgebildete Tasche aufweist, von deren Grundfläche die Rasterhebungen der Rasteinrichtung normal abstehen. Die Ausbildung der Rasteinrichtung in einer Taschebedingt deren Anordnung im Gehäuse der Patrone bzw. der Kartusche, im Gegensatz zu der vorgehend beschriebenen Anordnung auf dem Gehäuse. Die Rasteinrichtung ragt in diesem Fall nur soweit aus dem Gehäuse heraus, wie es für eine sichere Befestigung der Trägerplatine erforderlich ist.

Damit die Trägerplatine bereits beim Einsetzen bei abgespreizten Rasterhebungen definiert auf die beschriebene aktive oder passive Weise positioniert werden kann, wird ferner vorgeschlagen, an der Haltevorrichtung eine Positionierungshilfe vorzusehen, welche mit einer an der Trägerplatine ausgebildeten komplementären Positionierungshilfe beim Einsetzen der Trägerplatine in die Rasteinrichtung in Eingriff kommt. Als Positionierungshilfen können am Gehäuse der Patrone bzw. der Kartusche vorgesehene Formelemente, wie Nasen, Vertiefungen und ähnliches, dienen. Bei einer besonders bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungsform weist die Positionierungshilfe der Haltevorrichtung mindestens einen längs der Einbaurichtung der Trägerplatine verlaufenden Positionierungszapfen auf, welcher mit einer an der Trägerplatine als komplementäre Positionierungshilfe ausgebildeten Positionierungsöffhung oder Positionierungsausnehmung in Eingriff gebracht werden kann.

Bei einigen Patronen bzw. Kartuschen ist im Gehäuse oder im Behälterinnenraum eine Einrichtung zur aktiven Erfassung und Überwachung von Betriebsparametern vorgesehen, wie beispielsweise dem Tinten- bzw. Tonerfüllstand. Derartige Erfassungseinrichtungen beinhalten vorzugsweise elektrische oder elektrooptischen Bauelemente, die z. B. über Leiterbahnen oder induktiv mit der Druckersteuerung verbunden sind.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung wird vorgeschlagen, zu Kontaktierungszwecken bzw. zum Zwecke der Signalübertragung von der Erfassungseinrichtung zur Druckersteuerung, patronen- bzw. kartuschenseitig nahe der Rasteinrichtung eine Kontakteinrichtung vorzusehen, die über die in die Rasteinrichtung eingesetzte Trägerplatine und/oder den auf dieser angebrachten Informationschip mit der Druckersteuerung in definierter Weise sicher, ohne zusätzlichen Montageaufwand und damit kostengünstig elektrisch zu kontaktieren. Die elektrische Kontaktierung kann etwa durch patronen- bzw. kartuschenseitig federnd gelagerte Kontakte erfolgen, die mit den auf der Trägerplatine vorgesehenen Gegenkontakten bei der Montage derselben in der Rasteinrichtung elektrisch verbunden werden.

Im Falle einer berührungslosen, beispielsweise induktiven, Signalübertragung zwischen der Erfassungseinrichtung in der Patrone bzw. Kartusche und der Druckersteuerung kann durch die erfindungsgemäße Haltevorrichtung in vorteilhafter Weise, ohne zusätzlichen Montageaufwand und damit kostengünstig, eine störungsfreie Signalübertragung sichergestellt werden, indem eine geeignete Empfangseinrichtung, beispielsweise eine Antenne, mit auf der definiert und sicher gehalterten Trägerplatine angebracht wird.

Die zuvor beschriebene Haltevorrichtung ist vorzugsweise an einer Patrone für einen Drucker oder einen Kopierer, insbesondere für einen Tintenstrahldrucker, oder an einer Kartusche für einen Drucker oder einen Kopierer, insbesondere für einen Laserdrucker, vorgesehen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1: eine Unteransicht einer erfindungsgemäßen Haltevorrichtung an einer Druckerpatrone in perspektivischer Darstellung,
Fig. 2: eine vergrößerte Schnittansicht durch die Haltevorrichtung beim Einsetzen einer Trägerplatine mit Informationschip, und
Fig. 3: eine vergrößerte Schnittansicht der Haltevorrichtung nach Fig. 2 nach dem Einsetzen der Trägerplatine.

Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung einen Ausschnitt einer Druckerpatrone 10 für einen Tintenstrahldrucker. An der in der Fig. 1 dargestellten einen Stirnseite des aus Kunststoff gefertigten Gehäuses 12 der Druckerpatrone 10 ist eine erfindungsgemäße Haltevorrichtung 14 für eine Trägerplatine 16 mit Informationschip 18 ausgeformt. Der Informationschip 18 (siehe Fig. 2 und 3) ist auf der der Tintenpatrone zugewandten Seite der Trägerplatine 16 angebracht und steht mit den auf der der Tintenpatrone abgewandten Seite der Trägerplatine 16 ausgebildeten Kontaktstellen 20 in leitender Verbindung.

Die Haltevorrichtung 14 weist eine Tasche 22 von vorzugsweise rechteckigem Grundriss auf, die mittig an der Stirnseite des Gehäuses 12 ausgebildet ist und in das Gehäuse 12 ragt. Die Längsseiten der rechteckigen Tasche 22 verlaufen parallel zu der dem Tintenauslass der Druckerpatrone 10 am nächsten gelegenen Kante der Schmalseite des Gehäuses 12. An die Basis 24 der Tasche 22 sind zwei identische, spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Rasterhebungen 26 und 28 einer Rasteinrichtung 30 angeformt, die aus der Tasche 22 geringfügig herausragen und mit Abstand zu den Wänden der Tasche 22 angeordnet sind. Der Abstand zwischen den Rasterhebungen 26 und 28 ist geringfügig größer gewählt als die Breitenabmessung der Trägerplatine 16, so dass die Trägerplatine 16 in einer vorgegebene Einbaurichtung R zwischen die Rasterhebungen 26 und 28 einführbar ist, wie später im Detail noch erläutert werden wird.

Jede Rasterhebung 26 und 28 weist einen etwa quadratischen Querschnitt auf und eine, an ihrer der jeweils anderen Rasterhebung 28 bzw. 26 abgewandten Rückseite angeformte Versteifung 32 bzw. 34. An der der jeweils anderen Rasterhebung 28 bzw. 26 zugewandten Vorderseite ist an jeder Rasterhebung 26 bzw. 28 eine mittig ausgebildete Betätigungsausnehmung 36 bzw. 38 vorgesehen. Die Betätigungsausnehmung 36 bzw. 38 erstreckt sich etwa ausgehend von der halben Höhe der jeweiligen Rasterhebung 26 bzw. 28 schanzenförmig zur Stirnseite der Rasterhebung 26 bzw. 28, wobei die Betätigungsausnehmung 36 bzw. 38 mit ihrer ebenen Betätigungsfläche 40 bzw. 42 unter einem vorgegebenen Winkel α geneigt zur ebenen Vorderseite der Rasterhebung 26 bzw. 28 verläuft. Die Betätigungsausnehmung 36 bzw. 38 öffnet sich entsprechend unter dem Winkel α zur Einbaurichtung R des Informationschips 18 hin. Die Wandstärke der Versteifung 30 bzw. 34 nimmt im Bereich der Betätigungsausnehmung 36 bzw. 38 zur Stirnseite der Rasterhebung 26 bzw. 28 hin kontinuierlich ab, was eine erhöhte Elastizität der Rasterhebung 26 bzw. 28 in diesem Bereich bewirkt.

An der Vorderseite jeder Rasterhebung 26 bzw. 28 ist ferner eine in Richtung der anderen Rasterhebung 28 bzw. 26 abstehende Rastkante 44 bzw. 46 angeformt, die bündig mit der Stirnseite der Rasterhebung 26 bzw. 28 abschließt und in ihrer Mitte durch die Betätigungsausnehmung 36 bzw. 38 unterbrochen ist.

In den Fig. 2 und 3 sind die Rasterhebungen 26 und 28 sowie die Tasche 22 der Haltevorrichtung 14 in einem parallel zur Unterseite der Druckerpatrone 10 verlaufenden Schnitt dargestellt. Dabei ist aus den Fig. 2 und 3 zu erkennen, dass jede Rastkante 44 bzw. 46 eine der Stirnseite der Rasterhebung 26 bzw. 28 abgewandte, ebene Flanke 48 bzw. 50 aufweist, welche sich über die gesamte Länge der Rastkante 44 bzw. 46 erstreckt und unter einem Winkel β geneigt zur ebenen Vorderseite der Rasterhebung 26 bzw. 28 und somit unter dem Winkel β geneigt zur Einbaurichtung R (siehe Fig. 1) der Trägerplatine 16 verläuft.

Wie Fig. 1 ferner zeigt, ist in der Stirnseite der Druckerpatrone 10 eine gleichfalls rechteckig gestaltete Platinenaufnahme 52 ausgeformt, welche in ihren Abmessungen unwesentlich größer gestaltet ist als die Trägerplatine 16 in ihren Außenabmessungen, so dass die Trägerplatine 16 problemlos in die Platinenaufnahme 52 einsetzbar ist. Die Platinenaufnahme 52 verläuft in ihrer Längsrichtung quer zur Tasche 22 und ist etwa mittig zur Tasche 22 an der Stirnseite der Druckerpatrone 10 so ausgeformt, dass die Platinenaufnahme 52 symmetrisch zwischen den Rasterhebungen 26 und 28 liegt.

Wie die Fig. 2 und 3 zeigen, ist die Tiefe der Platinenaufnahme 52 so bemessen, dass die Rasterhebungen 26 und 28 mit den Flanken 48 und 50 ihrer Rastkanten 44 und 46 unmittelbar oberhalb der Auflagefläche 54 der Profilaufnahme 52 in die Vorderseite der jeweiligen Rasterhebung 26 bzw. 28 übergehen, während sie gleichzeitig mit ihren Stirnseiten geringfügig über die Stirnseite der Druckerpatrone 10 hervorstehen.

Wie Fig. 1 weiter zeigt, ist zu beiden Seiten der Tasche 22 an der Chipaufnahme 52 zu deren Längssymmetrieachse nach links versetzt jeweils eine kalottenförmige Ausnehmung 56 bzw. 58 vorgesehen, die in die Seitenwand der Tasche 22 übergeht. In jeder Ausnehmung 56 und 58 ist ein sich parallel zu den Rasterhebungen 26 und 28 erstreckender Positionierungszapfen 60 bzw. 62 ausgebildet, der in die Platinenaufnahme 48 hineinragt.

Nachfolgend wird anhand der Fig. 2 und 3 die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Haltevorrichtung 14 näher erläutert.

Zunächst wird die mit den erforderlichen Leiterbahnen (nicht dargestellt) und elektrischen Kontakten bzw. Kontaktstellen 20 versehene und mit dem Informationschip 18 bestückte Trägerplatine 16 sowie das Gehäuse 12 der Tintenpatrone bereitgestellt. Anschließend wird die Trägerplatine 16 in ein Spreizwerkzeug 64 eingesetzt, das in Fig. 2 dargestellt ist.

Das Spreizwerkzeug 64 weist einen etwa U-förmigen Grundkörper 66 auf, der an den Stirnseiten seiner beiden in Fig. 2 nach unten abstehenden Schenkel zwei spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildete Spreizelemente 68 und 70 aufweist, die an ihren voneinander wegweisenden Flanken jeweils unter demselben Winkel α abgeschrägt sind, wie die Betätigungsflächen 40 und 42 der beiden Betätigungsausnehmungen 36 und 38. An der Oberseite des Spreizwerkzeugs 64 ist eine nicht im Detail dargestellte Bestückungseinheit 72 vorgesehen. Zwischen den Spreizelementen 68 und 70 weist das Spreizwerkzeug 64 eine nicht näher dargestellte Greif- oder Halteeinrichtung auf, etwa eine Unterdruckdüse, mit der jeweils eine Trägerplatine 16 im Spreizwerkzeug 64 gehalten wird.

In einem weiteren Montageschritt wird das Spreizwerkzeug 64 mit der darin gehaltenen Trägerplatine 16 über der Haltevorrichtung 14 der Druckerpatrone 10 positioniert. Anschließend wird das Spreizwerkzeug 64 mit der zwischen seinen Spreizelementen 68 und 70 gehaltenen Trägerplatine 16 in Einbaurichtung R abgesenkt, wie in Fig. 2 durch den Pfeil dargestellt ist. Bei dieser Absenkbewegung kommen die Spreizelemente 68 und 70 mit den an den Rasterhebungen 26 und 28 vorgesehenen Betätigungsflächen 40 und 42 der Betätigungsausnehmungen 36 und 38 in Berührung und gleiten an diesen entlang.

Der Abstand zwischen den Spreizelementen 68 und 70 des Spreizwerkzeugs 64 ist so gewählt, dass mit zunehmender Einführtiefe der Spreizelemente 68 und 70 in die Rasteinrichtung 30 die Rasterhebungen 26 und 28 aufgespreizt werden, wobei das Aufspreizen der Rasterhebungen 26 und 28, wie erläutert, durch die Betätigungsausnehmungen 36 und 38 erleichtert wird.

Nach dem die Rasterhebungen 26 und 28 ausreichend weit auseinander gespreizt sind, gibt die Greifeinrichtung des Spreizwerkzeuges 64 die Trägerplatine 16 frei, so dass diese, beispielsweise durch die Wirkung der Schwerkraft, in die Rasteinrichtung 30 fällt. Dabei kommen zwei an der Trägerplatine 16 vorgesehene Positionierungsöffnungen 72 und 74 (siehe Fig. 1) mit den Positionierungszapfen 60 und 62 in Eingriff, wodurch die Trägerplatine 16 ihre definierte Lage in der Platinenaufnahme 52 einnimmt und damit sicher auf der Auflagefläche 54 aufliegt. Anschließend wird das Spreizwerkzeug 64 in entgegengesetzter Richtung wieder aus der Rasteinrichtung 30 ausgeführt, wobei die Spreizelemente 68 und 70 an den Betätigungsflächen 36 und 38 entlang gleiten und die Rasterhebungen 26 und 28 wieder in ihre Ausgangsstellung zurückkehren.

Sobald das Spreizwerkzeug 64 vollständig aus der Rasteinrichtung 30 herausgezogen ist, liegen die Rastkanten 44 und 46 mit ihren Flanken 48 und 50 an den oberen Seitenkanten der Trägerplatine 16 an, während die Trägerplatine 16 patronenseitig von der Auflagefläche 54 abgestützt ist. Dabei bewirken die abgeschrägten Flanken 48 und 50 eine mechanische Vorspannung, durch welche die Trägerplatine 16 in der Platinenaufnahme 52 solange verlagert wird, bis ein Zustand mit zumindest annähernd geringst möglicher Vorspannung erreicht ist. Die Trägerplatine 16 richtet sich damit selbsttätig in der Platinenaufnahme 52 aus und wird durch die normal (in Vorspannrichtung V) zur Auflagefläche 54 wirkende Vorspannkraft sicher in ihrer definierten Endlage fixiert.

Bei dem zuvor beschrieben Ausführungsbeispiel sind beide Rasterhebungen 26 und 28 mit Betätigungsaufnahmen 36 und 38 versehen. Es sind jedoch auch Ausführungsformen denkbar, bei denen nur eine der beiden Rasterhebungen 26 und 28 mit einer Betätigungsaufnahme 36 bzw. 38 versehen ist und das Spreizwerkzeug 64 nur diese Rasterhebung 26 bzw. 28 abspreizt. Ferner ist es denkbar, ein Spreizwerkzeug 64 zu verwenden, bei dem die Spreizelemente 68 und 70 verstellbar sind, so dass der Abstand zwischen den Spreizelementen 68 und 70 variabel ist und die Rasterhebungen 26 und 28 lediglich durch Erweitern des Abstandes zwischen den Spreizelementen 68 und 70 auseinandergespreizt werden. Hierbei könnten die Betätigungsflächen 40 und 42 der Betätigungsausnehmungen 36 und 38 auch parallel zur Einbaurichtung R verlaufen.

Bezugszeichenliste:

10: Druckerpatrone
12: Gehäuse
14: Haltevorrichtung
16: Trägerplatine
18: Informationschip
20: Kontaktstellen
22: Tasche
24: Basis
26: Rasterhebung
28: Rasterhebung
30: Rasteinrichtung
32: Versteifung
34: Versteifung
36: Betätigungsausnehmung
38: Betätigungsausnehmung
40: Betätigungsfläche
42: Betätigungsfläche
44: Rastkante
46: Rastkante
48: Flanke
50: Flanke
52: Platinenaufnahme
54: Auflagefläche
56: Ausnehmung
58: Ausnehmung
60: Positionierungszapfen
62: Positionierungszapfen
64: Spreizwerkzeug
66: Grundkörper
68: Spreizelement
70: Spreizelement
72-: Bestückungseinheit
74: Positionierungsöffnung
76: Positionierungsöffnung

Claims

Verfahren zum Einsetzen einer Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) in eine an einer Patrone (10) oder Kartusche für einen Drucker oder Kopierer, insbesondere an einer Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker, ausgebildeten Rasteinrichtung (30), welche zwei zueinander beabstandete Rasterhebungen (26, 28) aufweist, zwischen welche die Trägerplatine (16) einzusetzen ist, wobei bei dem Verfahren:

ein Spreizwerkzeug (64) zwischen die Rasterhebungen (26, 28) derart eingeführt wird, dass das Spreizwerkzeug (64) mit einer an zumindest einer der Rasterhebungen (26, 28) vorgesehenen Betätigungsfläche (40, 42) in Berührung kommt,

das Spreizwerkzeug (64) anschließend gegen die Betätigungsfläche (40, 42) derart bewegt wird, dass die mit der Betätigungsfläche (40, 42) versehene Rasterhebung (26, 28) von der anderen Rasterhebung (28, 26) soweit weggespreizt wird, dass ein zumindest annähernd berührungsloses Einsetzen der Trägerplatine (16) in die Rasteinrichtung (30) möglich ist,

die Trägerplatine (16) am Spreizwerkzeug (64) vorbei in die Rasteinrichtung (30) eingesetzt wird, und nach dem Einsetzen der Trägerplatine (16) in die Rasteinrichtung (30) das Spreizwerkzeug (64) aus der Rasteinrichtung (30) ausgeführt wird, wobei die weggespreizte Rasterhebung (26, 28) in ihre Ausgangsstellung zurückkehrt und die Trägerplatine (16) gegen die andere Rasterhebung (26, 28) zum Halten vorspannt.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Spreizwerkzeug (64) beim Spreizen der Rasteinrichtung (30) mit an beiden Rasterhebungen (26, 28) vorgesehenen Betätigungsflächen (40, 42) zur Anlage kommt und beide Rasterhebungen (26, 28) soweit auseinander spreizt, dass die Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) zumindest annähernd berührungslos in die Rasteinrichtung (30) einzusetzen ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Spreizwerkzeug (64) zunächst eine der Rasterhebungen (26, 28) von der anderen Rasterhebung (28, 26) wegspreizt, die Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) in einem ersten Schritt abschnittsweise in die Rasteinrichtung (30) eingesetzt wird, anschließend die andere Rasterhebung (26, 28) mit Hilfe des Spreizwerkzeuges (64) aufgespreizt wird, in einem zweiten Schritt die Trägerplatine (16) vollständig in die Rasteinrichtung (30) eingesetzt wird und das Spreizwerkzeug (64) nach dem Einsetzen der Trägerplatine (16) wieder aus der Rasteinrichtung (30) bewegt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Trägerplatine (16) vom Spreizwerkzeug (64) gehalten wird und das Spreizwerkzeug (64) nach dem Spreizen der Rasterhebung(en) (26, 28) die Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) freigibt, so dass diese durch die Schwerkraft in die Rasteinrichtung (30) fällt.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei dem die Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) vom Spreizwerkzeug (64) gehalten wird und das Spreizwerkzeug (64) nach dem Spreizen der Rasterhebung(en) (26, 28) die Trägerplatine (16) in die Rasteinrichtung (30) einsetzt.
Haltevorrichtung zum Halten einer Trägerplatine mit Informationschip an einer Patrone oder einer Kartusche für einen Drucker oder einen Kopierer, insbesondere an einer Tintenpatrone für einen Tintenstrahldrucker, mit einer an der Patrone (10) bzw. der Kartusche vorgesehenen Rasteinrichtung (30), in welche die Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) zum Befestigen einrastbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Rasteinrichtung (30) zwei zueinander beabstandete Rasterhebungen (26, 28) aufweist, zwischen welche die Trägerplatine (16) zum Befestigen einzuführen ist, wobei zumindest eine der Rasterhebungen (26, 28) mit einer Betätigungsfläche (40, 42) für ein Spreizwerkzeug (64) zum Wegspreizen der Rasterhebung (26, 28) für ein zumindest annähernd berührungsloses Einsetzen der Trägerplatine (16) zwischen die Rasterhebungen (26, 28) versehen ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Rasterhebungen (26, 28) eine Betätigungsfläche (40, 42) für das Spreizwerkzeug (64) aufweist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die identisch ausgebildeten Rasterhebungen (26, 28) spiegelsymmetrisch zueinander ausgebildet sind, wobei die Betätigungsflächen (40, 42) einander zugewandt sind.
Haltevorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Rasterhebung (26, 28) eine quer zur Einsetzrichtung (R) der Trägerplatine (16) verlaufende Rastkante (44, 46) aufweist, welche mit einer ihrer Flanken (48, 50) im eingerasteten Zustand der Trägerplatine (16) an einer der Kanten der Trägerplatine (16) anliegt und die Trägerplatine (16) in einer Vorspannrichtung (V) gegen die Patrone (10) bzw. gegen die Kartusche vorspannt, und dass die Rastkante (44, 46) im Querschnitt derart abgeschrägt ist, dass die im eingerasteten Zustand an der Kante der Trägerplatine (16) anliegende Flanke (48, 50) unter einem Winkel (β), bezogen auf die Vorspannrichtung (V), schräg verläuft.
Haltevorrichtung nach Anspruch 90, dadurch gekennzeichnet, dass die Rastkante (44, 46) durch die Betätigungsfläche (40, 42) unterbrochen ist, und dass die Betätigungsfläche (40, 42) im nicht weggespreizten Zustand unter einem vorgegebenen Winkel (α) zur Einsetzrichtung (R) der Trägerplatine (16) geneigt verläuft.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) eine an der Patrone (10) bzw. der Kartusche ausgebildete Platinenaufnahme (52) aufweist, die zwischen den Rasterhebungen (26, 28) der Rasteinrichtung (30) angeordnet und in welche die Trägerplatine (16) mit Informationschip (18) zum Befestigen einzusetzen ist.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung eine in der Patrone (10) bzw. der Kartusche ausgebildete Tasche (22) aufweist, von deren Grundfläche die Rasterhebungen (26, 28) der Rasteinrichtung (30) normal abstehen.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (14) eine Positionierungshilfe (60, 62) aufweist, die mit einer an der Trägerplatine (16) ausgebildeten komplementären Positionierungshilfe (74, 76) beim Einsetzen der Trägerplatine (16) in die Rasteinrichtung (30) in Eingriff bringbar ist.
Haltevorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Positionierungshilfe der Haltevorrichtung (14) mindestens einen längs der Einsetzrichtung (R) der Trägerplatine (16) verlaufenden Positionierungszapfen (60, 62) aufweist, der mit einer an der Trägerplatine (16) als komplementäre Positionierungshilfe ausgebildeten Positionierungsöffnung (74, 76) oder Positionierungsausnehmung in Eingriff bringbar ist.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an der Patrone bzw. der Kartusche nahe der Rasteinrichtung eine mit einer in der Patrone bzw. in der Kartusche angeordneten Erfassungseinrichtung verbundene Kontakteinrichtung vorgesehen ist, die über die in die Rasteinrichtung eingesetzte Trägerplatine und/oder den auf dieser angebrachten Informationschip mit der Druckersteuerung in definierter Weise elektrisch zu kontaktieren ist.
Haltevorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine in der Patrone bzw. in der Kartusche angeordnete Erfassungseinrichtung für eine berührungslose Signalübertragung zwischen der Erfassungseinrichtung und einer Empfangseinrichtung vorgesehen ist, wobei die in die Rasteinrichtung eingesetzte Trägerplatine die Empfangseinrichtung aufweist, um diese in definierter Weise mit der Druckersteuerung zu kontaktieren ist.
Patrone für einen Drucker oder einen Kopierer, insbesondere für einen Tintenstrahldrucker, mit einer Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 16.
Kartusche für einen Drucker oder einen Kopierer, insbesondere für einen Laserdrucker, mit einer Haltevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 16.