DE2617730C2 - Vorrichtung zur Überwachung des Tintenvorrates in Tintenschreibeinrichtungen - Google Patents

Vorrichtung zur Überwachung des Tintenvorrates in Tintenschreibeinrichtungen

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DE2617730C2 DE2617730A DE2617730A DE2617730C2 DE 2617730 C2 DE2617730 C2 DE 2617730C2 DE 2617730 A DE2617730 A DE 2617730A DE 2617730 A DE2617730 A DE 2617730A DE 2617730 C2 DE2617730 C2 DE 2617730C2
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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Überwachung des Vorrates an elektrisch leitender Schreibflüssigkeit gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs I.
Bei Tintenschreibeinrichtungen wird im allgemeinen ein durch eine motorische Einrichtung entlang einem Aufzeichnungsträger bewegter Schreibkopf über eine Versorgungsleitung aus einem Tintenvorratsbehälter mit Schreibflüssigkeit versorgt. Wird dabei dieser Tintenvorraisbehälter gemäß einem Vorschlag in dem Schreibkopf integriert angeordnet, so ist eine visuelle
Überwachung des Tintenvorrats im Behälter nicht möglich. Eine beständige Überwachung des Tintenvorrates ist aber insbesondere beim Einsatz von Schreibein richtungen im Fernschreib- und Datenverkehr notwen dig.
Aus dem IBM Technical Disclosure Bulletin Vol. 16 No. 10. Nr. 3. August 1973. Seite 775 ist eine Einrichtung zur Bestimmung der Tintenhöhe in einem offenen Gefäß bekannt Bei dieser Einrichtung tauchen zwei Elektroden in die Flüssigkeit ein. und über eine Schaltungsanordnung wird die Kapazität zwischen den Elektroden gemessen. Diese Kapazität ändert sich entsprechend der Füllhöhe der Schreibflüssigkoi!
Die Anwendung der kapazitiven Tinteniibcrwachung auf ein geschlossenes Vorratsgefäß ist aus der IRM Technical Disclosure Bulletin. VoI 16. No. 10. Mär/ 1974. Seiten 3293. 3294 bekannt. In beiden Fallen im jedoch, bedingt durch die Abmessungen des Tintenvorratsbehällers die absolute Größe der Kapazitätsänderung nur sehr gering, Dadurch ist eine derartige Vorrichtung gegenüber äußeren Einflüssen relativ störanfällig bzw., die Meßgenautgkeit schwankt beträchtlich. Ist ein in dieser Weise überwachbarer Tintenvorratsbehälter Erschütterungen ausgesetzt, wie sie z. B, darin auftreten,
wenn der Tintenbehälter auf einem bewegten Druckerwagen angeordnet ist, so führen bereits die infolge der beim Beschleunigen und beim Abbremsen des Wagens auftretenden Kräfte zu starken Bewegungen der Flüssigkeit, die die Meßgenauigkeit erheblich beeinträchtigen. Darüber hinaus ist eine derartige Anordnung dann nicht mehr einsetzbar, wenn Schreibflüssigkeiten verwendet werden, die elektrisch leitend sind, da der dann fließende Gleichstrom zu einer Zersetzung der Schreibflüssigkeit führen würde.
Aufgabe der Erfindung ist es, für Tintenschreibeinrichtungen oder ähnliche mit elektrisch leitender Schr.eibflüssigkeit betriebene Schreibeinrichtungen eine Vorrichtung zur Überwachung des Schreibflüssigkeitsvorrates bereitzustellen, die einfach und funktionssicher arbeitet und kostengünstig herstellbar ist und mit der darüber hinaus eine Zersetzung der Schreibflüssigkeit vermieden wird.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1.
In Ausgestaltung der Erfindung ist der Wechselstromgenerator über die Meßbrücke an einen al· Bewerterschaltung vorgesehenen Operationsverstärker angeschlossen, wobei die Meßbrücke aus einem ersten durch zwei Festwiderstände und einem zweiten durch den Widerstand zwischen den Elektroden und als Schwellwert dienenden Widerständen gebildeten Spannungsteiler aufgebaut ist und die Meßbrücke den Operationsverstärker derart steuert, daß sich nach Erreichen des den Schwellwiderständen entsprechenden Wertes des Widerstandes zwischen den Elektroden die Phasenlage des am Ausgang des Operationsverstärkers abgreifbaren Wechselspannung ändert und damit die Schalteinrichtung ausgelöst wird.
Eine besondere Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Operationsverstärker und ein Impulsgenerator, der eine weitere Anzeigevorrichtung steuert, vorgesehen sind, daß der zweite Operationsverstärker eingangsseitig an den Ausgang dir Meßbrücke und an eine Vergleichsspannung angeschaltet ist. die über zwei Widerstände derart eingestellt ist, daß vor dem eigentlichen Auslösen der das Ende des Schreibflüssigkeitsvorrates anzeigenden Anzeigevorrichtung ein Ausgangssignal erzeugt wird. das die weitere Anzeigevorrichtung betätigt.
Durch Jie Messung des Tintenwderstandes zwischen einer eine Verbindung zwischen dem Tintenversor gungssystem und dem Tintenvorratsbehälter herstellen den Hohlnadel und einem im Boden des Tintenvorratsbehalten angebrachten, als Gegenelektrode dienenden Niet ist es in Verbindung mit einer Schalteinrichtung in vorteilha'ter Weise möglich, die Füllhöhe der Schreib flüssigkeit im Tintenvorratsbehälter zu bestimmen. Bei nahezu leergeschnebenem Vorratsbehälter legt sich die die Schreibflüssigkeit aufnehmende flexible Gummiblase an den Flaschenboden an und verringert dadurch den leitenden Flüsigkeitsqucrschnitt /wischer den Llcktro den. Eine nachgeschaltete Schalteinrichtung erfaßt diesen Tintenwiderstand und löst bei bestimmten bp Widerstandswenen eine Vorwarn b/v. Warnvorrichtung an der Schreibeinrichtung aus.
Die Messung des Tintenwiderstandes geschieht in vorteilhafter Weise mit Hilfe von Wechselstrom, der keinen die Tinte und die Elektroden zersetzenden Gleichslromarttef! aufweist.
Die gesamte Vorrichtung ist unter anderem auch durch die Verwendung ^ines Störimpulse unterdrückenden Zeitgliedes gegenüber Störungen und äußeren Einflüssen unempfindlich. Dadurch, daß die Anzeigevorrichtung als gemeinsame Anzeigevorrichtung für den Betriebszustand des Tintenvorratsbehälters und das Vorhandensein eines Aufzeichnungsträgers dient, kann die Anzeigevorrichtung gleichzeitig als eine mehrere Funktionen der Schreibeinrichtung überwachende Betriebsbereitschaftsanzeige verwendet werden.
Die Erfindung wird beispielsweise anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 ein Schnittbild einer in der erfindungsgemäßen Vorrichtung verwendeten Tintenflasche und
Fig.2 ein Schaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung.
In einer hier nicht dargestellten Tintenmosaikschreibeinrichtung wird ein sich entlang einem Aufzeichnungsträger bewegender Schreibkopf über eine Versorgungsleitung aus einer in Fig. 1 dargestellten Tintenflasche mit Schreibflüssigkeit versorgt. Diese Tintenflasche enthält eine mit Schreibflüssigkeit gefüllte flexible Gummiblase 1, die über den aus r-ummi bestehenden Flaschenboden 2 gestülpt ist. Der »-'laschenboden wird beim Aufsetzen der Flasche auf eine hier nicht dargestellte Haltevorrichtung von einer Hohlnadel 3 durchstoßen, wobei er sich luftdicht an die Hoi.'nadei 3 anlegt. Die Hohlnadel 3 bildet dabei einen Teil des Tintenversorgungssystems, über das Schreibflüssigkeit aus der Tintenflasche in den Schreibkopf transportiert wird.
Wird nun über diese Hohlnadel Tinte aus der Tintenflasche abgesaugt, so verringert sich das Tintenvolumen in der Flasche, und der elektrische Widerstand zwischen einem im Flaschenboden 2 befestigten Niet 4 und der als Gegenelektrode dienenden Hohlnadel 3 vergrößert sich, soDald sich die Gummiblase 1 an den Niet 4 schmiegt und somit den leitenden Tintenquerschnitt zwischen den Elektroden 4, 3 verkleinert. Der sich in Abhängigkeit vom Füllgrad der Gummiblase 1 ändernde elektrische Widerstand wird nun zur Auslösung einer in der Tintenschreibeinrichtung angeordneten Warnvorrichtung benutzt, die optisch oder akustisch d;° Bedienungsperson auf den leeren Tintenvorratsbehälter aufmerksam macht. Dabei ist die Wanrvorrichtung so ausgestaltet, daß bei einem sirh dem Ende zuneigenden Tintenvorrat zunächst ein Vorwarnsignal abgegeben wird und daß erst dann, wenn sich ,nnerhalb der Tintenflasche kaum mehr Tinte befindet, das eigentliche Warnsignal ausgelöst und die Tintenschreibeinrichtung abgeschaltet wird.
Bei der in F i g. 2 dargestellten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung liefert ein Impulsgenerator !» Rechteckimpulse mit einer Amplitude von ungefähr 11 Volt mit einem Impulspausenverhältnis von annähernd 1:1. Seine Frequenz wird durch Widerstände 6 und 7 und einen Kondensator 8 bestimmt. Ein dem Impulsgenerator narhgeschdlteter Kondensator 9 wandelt die Rechteckimpulse in eine symmetrische Wechselspannung von etwa 10 Volt um Dabei handelt es sich um reine Wechselspannung ohne einen evtl. die ^intenflussigkeit /ersetzenden Gleichspanmings.itiieil. Diese Wechselspannung wird nun einer Meßbrücke zugeleitet, deren einer Zweig aus einem Widerstand 10 und dem zwischen den Elektroden 3 und 4 abgreifbaren Tintenwiderstand 11 gebildet wird und deren anderer Zweig aus Widersländen 12, 13/1, 13/2 besteht. Ai. der Srückendiagonale liegt über Kondensatoren 14 und 15 angekoppelt ein als Wechselspannungsdifferenzverstärker betriebener
Operationsverstärker 16, dessen Eingänge über einen aus den Widerständen 17 und 18 gebildeten Spannungsteiler an eine Vorspannung von +6 Volt gelegt werden.
Die Meßbrücke wirkt dabei folgendermaßen: solange genügend Tinte vorhanden ist, ist der Tintenwiderstand Ü kleiner als die Widerstände 13/1 und 13/2. Dabei ist der Widerstand 13/2 ein die Temperatiirabhängigkeit des Tintenwiderstandes 11 kompensierender Heißleiter. In diesem Fall bestimmt der nicht invertierende Eingang des Operationsverstärkers 12 dessen Ausgangsspannung. Dabei sind die vom Impulsgenerator 5 abgegebenen Rechteckimpulse mit der Ausgangsspannung des Operationsverstärkers 16 gleichphasig.
Sobald der Tintenwiderstand Il größer als die Widerstände 13/1 und 13/2 wird, wird der Operationsverstärker 16 über seinen invertierenden Eingang angesteuert. Damit liegen am Ausgang des Operationsverstärkers 16 gegenüber den am Ausgang des Impulsgenerators 5 abgreifbaren Rechteckinipulsen um JSO" phcisenverscnobcne impuise an.
Durch die Verkoppelung des Impulsgenerator 5 mit dem Ausgang des Operationsverstärkers 16 über einen Widerstand 19 ist in einfacher Weise ein Phasenver gleich möglich, und zwar bleibt der Ausgang des Operationsverstärkers 16 auf annähernd Null-Potential, solange die Ausgangsspannung gegenphasig zu der am Impulsgenerator 5 ist.
Dieser Ausgangszustand am Operationsverstärker 16 tritt dann ein, wenn sich in der Tintenflasche nicht mehr genügend Tinte befindet. Ist die Tintenflasche jedoch noch voll, so sind die Ausgangssignale am Ausgang des Operationsverstärkers 16 phasengleich mit denen des Impulsgenerators 5.
Im betriebsbereiten Zustand der Tintenschreibeinrichtung wird über eine Diode 20 ein Kondensator 21 auf eine Spannung von ungefähr 10 Volt aufgeladen. Über einen nachgeschalteten Spannungsteiler aus den Widerständen 22,23 und 24 wird diese Spannung einem Schwellwertschalter 25 zugeführt und dieser damit zum Ansprechen gebracht. Sein Ausgang 26 wird gegen 0 Volt durchgeschaltet und eine nachgeordnete. hier nur schematisch angedeutete Anzeigevorrichtung 27 mit einer grünen Lumineszenzdiode eingeschaltet. Diese Anzeigevorrichtung 27 dient als Betriebsbereitschaftsanzeige.
Ist in der Tintenflasche nicht mehr ausreichend Tinte vorhanden, so erlischt die Anzeigevorrichtung 27.
Dadurch, daß bei betriebsbereiter Schreibeinrichtung der Kondensator 21 voll geladen ist. wird durch die Anzeigevorrichtung 27 nicht nur ein zur Neige gehender Tintenvorrat angezeigt, sondern die Anzeigevorrichtung 27 spricht auch bei einem Defekt in der Überwachungsschaltung, z. B. infolge des Ausfalls des Impulsgenerators 5 an, da in diesem Fall der Kondensator nicht aufgeladen wird.
Das vorstehend beschriebene Zeitglied aus Kondensator 21 und den dazugehörigen Widerständen schützt außerdem zuverlässig gegenüber Einflüssen von Störspannungen. So werden kurzzeitig auftretende Störspannungsspitzen gepuffert ohne irgendwelche Fehlschaltungen zu verursachen.
Um mit der Anzeigevorrichtung 27 gleichzeitig noch eine Überwachung des Aufzeichnungsträgervorrates zu bewerkstelligen, ist ein das Papierende abfühlender Kontakt 28 über eine elektronische Schalteinrichtung 29 mit dem Kondensator 21 verbunden. Bei Papierende wird damit der Kontakt 28 geöffnet und über die Schaltungsanordnung 29 der Kondensator 21 entladen.
Damit kippt der Schwellwertschalter 25 ebenso wie bei zur Neige gehendem Tintenvorrat in die Ruhelage, und über den Ausgang 26 wird die Belrtebsbefeitschaflsahzeige 27 gelöscht.
Zusätzlich zu dieser Betriebsbereitschaftsanzeige 27
ίο ist es durch Ankopplung einer roten Lumineszenzdiode 44 an den zum Ausgang 26 antivalenten Ausgang 43 des Schwellwertschalter 25 möglich, die Bedienungsperson auf den zu F.nde gegangenen Tintenvorrat direkt durch ein rotes Warnlicht aufmerksam zu machen. Um dabei zu verhindern, daß die Bedienungsperson durch diese aufleuchtende Warnvorrichtung 44 bzw. die gleichzeitig damit auftretende Abschaltung der gesamten Tintenschreibeinrichtung überrascht wird, ist innerhalb der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung eine weitere
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£u" \jLiiuitu[igj{iiiuruiiuii5 ri/igb^viivuiuit. risr UViIi ^.igtiuiichen Löschen der Belriebsbereitschaftsanzeige 27 bzsv. dem Aufleuchten der Warnvorrichtung 44 eine Vor warnvorrichtung 45 betätigt. Diese zusätzliche Schaltungsanordnung besteht aus einem Operationsverstärker 30, der ähnlich wie der Operationsverstärker 16 den sich verändernden Tintenwiderstand 11 erfaßt. Nur liegt der Operationsverstärker 30 an einer durch einen Spannungsteiler 31, 32 verminderten Vergleichsspannun,,1» so daß er schon bei niederem Tintenwiderstand 11 anspricht. Der Spannungsteiler 31, 32 ist so bemessen, daß dieses Ansprechen bei normalem Schreibbetrieb des Druckers ca. 15 Minuten vor der eigentlichen Endabschaltung durch den Schwellwertschalter 25 erfolgt.
Die Schaltungsanordnung zur Vorwarnung ist ähnlich ausgeführt wie die eigentliche Schaltungsanordnung zur Auslösung der Warnvorrichtung. Allerdings sind die Eingänge des Operationsverstärkers 30 umgekehrt gepolt. Damit ist der Kondensator 33 leer, solange genügend Tinte vorhanden ist und der Reset- Eingang 34 eines weiteren Impulsgenerators 35 stromlos. Sein Ausgang ist deswegen mit log. »1« beaufschlagt.
Mit dem Ansprechen der Vorwarnung wird der Kondensator 33 aufgeladen und der Impulsgenerator 35 freigegeben. Er liefert Impulse mit einer durch die Widerstände 37, 38 und den Kondensator 39 bestimmten Impuls- und Periodendauer, die einer Vorwarnvorrichtung 45 zugeführt wird, die in dieser Betriebsstellung eine Lumineszenzdiode zum Blinken bringt
so Um bei einmal ausgelöster Warnvorrichtung eine unbeabsichtigte Wiedereinschaltung der Tintenschreibeinrichtung zu verhindern, ist innerhalb der Sberwachungsschaltung ein Widerstand 42 angeordnet, der den Ausgang 43 des Schwellwertschalters 25 mit dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers 16 verknüpft Mit Ansprechen der Tintenüberwachung setzt dieser Ausgang 43 über den Widerstand 42 die Vergleichsspannung am nicht vertierenden Eingang des Operationsverstärkers 16 um einen durch den Widerstand 42 bestimmten Betrag herab, der ein weiteres Wiedereinschalten verhindert Erst wenn durch Auswechseln der Tintenflasche der Tinten widerstand wesentlich geringer wird, ist eine erneute Inbetriebnahme der Tintenschreibemrich Hing möglich.
Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zur Überwachung des Vorrates an elektrisch leitender Schreibflüssigkeit in einem gegenüber der umgebenden Luft offenen, sein Vorratsvolumen entsprechend dem Verbrauch an Schreibflüssigkeit ändernden Vorratsbehälter in Tintenstrahlschreibeinrichtungen oder ähnlichen Einrichtungen unter Verwendung zweier von Schreibflüssigkeit benetzter Elektroden, dadurch gekennzeichnet,
daß der Vorratsbehälter (I1 2) in bekannter Weise gegenüber der umgebenden Luft abgeschlossen ist, daß eine Schaltungsanordnung mit einer an einen Wechselstromgenerator (5) und an eine Bewerterschaltung (16) angeschalteten Meßbrücke (10,11,12, 13/1,13/2) vorgesehen ist, die den sich bei Änderung des Vorratsvolumens verändernden ohmschen Widerstand (11) zwischen den Elektroden (3, 4) gleichstromanteilsfrei erfaßt,
daß bei Überschreitung eines bestimmten und durch die Änderang des Widerstandes (11) zwischen den Elektroden (3, 4) erfaßten Vorratsvolumens die Bewerterschaltung (16) ein Ausgangssignal abgibt, das über eine Schalteinrichtung mindestens eine Anzeigevorrichtung von mehreren (27, 44, 45) betätigt und/oder die Schubeinrichtung außer Betrieb setzt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Wechselstromgenerator (5) über die Meßbrücke (10, 11, 12, 13/1, 13/2) an einen als Bewerterschaltung vorgesehenen Operationsverstärker(lG) angeschlossen is»,
daß die Meßbrücke aas einem ersten durch zwei Festwiderstände (10, 12) und .inem zweiten durch den Widerstand (11) zwischen den Elektroden (3, 4) und als Schwellwert dienenden Widerständen (13/1, 13/2) gebildeten Spannungsteiler aufgebaut ist,
und daß die Meßbrücke (10, 11, 12, 13/1, 13/2) den Operationsverstärker (16) derart steuert, daß sich nach Erreichen des den Schwellwertwiderständen (13/1, 13/2) entsprechenden Wertes des Widerstandes (11) zwischen den Elektroden (3, 4) die Phasenlage der am Ausgang des Operationsverstärkers (16) abgreifbaren Wechselspannung ändert und damit die Schalteinrichtung (25) ausgelöst wird.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen I und 2. dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Operationsverstärker (30) und ein Impulsgenerator (35) der eine weitere Anzeigevorrichtung (45) steuert, vorgesehen sind, daß der zweite Operationsverstär ker (30) eingangsseitig an den Ausgang der Meßbrücke (10, 11, 12, 13/1, 13/2) und an eine Vergleichsspannung angeschaltet ist. die über zwei Widerstände (31, 32) derart eingestellt ist. daß vor dem eigentlichen Auslösen der das Ende des Schreibflüssigkeitsvorrates anzeigenden Anzeige vorrichtung (44, 27) ein Ausgangssignal er/eugt wird, das die weitere Anzeigevorrichtung (45) betätigt
4« Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als eine Elektrode (3) eine an sich bekarifilef eine Verbindung zwischen dem Tintenversöfgüngssysteffi Und dem Vorratsbehälter (1,2) herstellende Hohlnadel (3) vorgesehen ist.
5, Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 4,
dadurch gekennzeichet, daß im Flaschenboden (2) des Vorratsbehäters (1, 2) ein als Gegenelektrode dienender Niet (4) angebracht ist.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens der Flaschenboden (2) des die Schreibflüssigkeit aufnehmenden Vorratsbehälters (1, 2) an der von der Schreibflüssigkeit benetzten Seite eine als Gegenelektrode dienende, elektrisch leitende Schicht aufweist
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur elektrischen Verbindung zwischen der Schaltungsanordnung und dem Vorratsbehälter (1, 2) die Hohlnadel (3) den einen Kontakt bildet und zwischen der Gegenelektrode und der Schaltungsanordnung ein sich erst beim Verrasten des Vorratsbehälters (1) schließender Kontakt angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schalteinrichtung (25) und dem als Differenzverstärker ausgebildeten Operationsverstärker (16) ein als Ladungsspeicher ausgebildetes, die Scha'ltschwelle der Schalteinrichtung (25) bestimmendes Zeitglied (21) angeordnet isL
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß einer der Schwellwertwiderstände (1,Vl, 13/2) eine die Temperaturabhängigkeit des Widerstandes (11) zwischen den Elektroden (34) kompensierende Charakteristik aufweist.
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