DE3529805A1 - Anordnung zur ermittlung des tintenvorratsendes in tintenbehaeltern von tintenschreibeinrichtungen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Ermittlung des Tintenvorratsendes in auswechselbaren Tintenbehältern von Tintenschreibeinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Pa­ tentanspruches 1.

Für den sicheren Betrieb von Tintenschreibeinrichtungen, bei denen Tinte aus Tintenbehältern über ein Versorgungs­ system den einzelnen Tintenkanälen des Schreibkopfes zugeführt und aus diesen unter Einwirkung von indivduell ansteuerbaren Antriebselementen tröpfchenweise ausge­ stoßen wird, ist es wichtig, daß die Tintenkanäle und die Austrittsdüsen des Schreibkopfes stets mit Tinte gefüllt sind. Bei einem vollständigen Entleeren des Tintenvor­ ratsbehälters ist diese Forderung nicht mehr erfüllt. Es besteht in diesem Falle die Gefahr, daß Luft in die Austrittsdüsen eintritt und ein ordnungsgemäßer Schreib­ betrieb nicht mehr möglich ist. Es ist deshalb notwendig, das Tintenvorratsende im Tintenbehälter sicher und rechtszeitig zu erkennen.

Eine bekannte Anordnung sieht vor, am Boden des Tinten­ vorratsbehälters Elektroden vorzusehen und durch eine essung des Tinten-Widerstands zwischen diesen Elektro­ den das Ende des Tintenvorrats zu erkennen und ein ent­ sprechendes Signal zu erzeugen ( DE-OS 27 28 283, VPA 77 P 2 351). Diese Anordnung erfordert eine geeignete Schaltung zur Auswertung des sich ändernden Widerstands­ wertes, die auch noch entsprechend den spezifischen Werten der verwendeten Tinte abgeglichen werden muß. Der hierfür erforderliche Aufwand ist nicht unbeträchtlich, vor allem dann, wenn wie z. B. für Mehrfarbenschreibein­ richtungen, mehrere Tintenvorratsbehälter überwacht werden müssen.

Zur Überwachung des Tintenvorratsendes ist es weiterhin bekannt, am Vorratsbehälter einen sich auf das Vorrats­ volumen abstützenden Stößel vorzusehen. Das nach außen ragende Ende des Stößels verändert seine Lage entsprechend dem Tintenpegel innerhalb des Vorratsbehälters. Mittels einer Abfühlvorrichtung kann dadurch der Füllstand über­ wacht und bei Erreichen eines minimalen Füllwertes ein Warnsignal erzeugt werden (DE-OS 30 34 067, VPA 80 P 2 402). Zum einen ist der hierfür erforderliche konstruktive Auf­ wand hoch, zum anderen erfordert diese Überwachungsvor­ richtung einen Stößel der über den oberen Rand des Tin­ tenbehälters hinausragt. Damit ist nicht nur ein größerer Platzbedarf erforderlich, sondern es wird auch das Ge­ wicht vergrößert, das auf das Tintenvolumen wirkt, was zu einer nicht mehr vernachlässigbaren Druckveränderung im Tintenvorratsbehälter führen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Überwachung des Tintenvorratsendes in Tintenschreibein­ richtungen der eingangs genannten Art anzugeben, die in ihrem Aufbau einfach ist, bei der keine aufwendige Auswerteschaltung erforderlich ist und die unabhängig von der spezifischen Zusammensetzung der Tinte arbeitet.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmalen. In weiteren Unteransprüchen sind Ausgestaltungen der Er­ findung angegeben.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei in den Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert.

Fig. 1 zeigt einen Tintenvorratsbehälter der mit einem hier nicht dargestellten Schreibkopf einer Tintenschreib­ einrichtung konstruktiv verbunden ist. Der Tintenvorrats­ behälter besteht aus einem wannenartig ausgebildeten Stützkörper 1, in dessen unterer Öffnung 2 eine elasti­ sche Dichtung 3 eingepreßt ist, die beim Einsetzen des Tintenvorratsbehälters von einer Hohlnadel 4 durchstoßen wird. Der Stützkörper 1 nimmt eine flexible Tintenblase 5 auf, innerhalb der sich die Tinte befindet. Die Tinten­ blase 5 stellt eine Art Faltbehälter dar, der mit zu­ nehmender Entleerung zusammenfällt ohne daß sich die Druckverhältnisse in Behälter wesentlich verändern.

An der Oberkante der Tintenblase 5 ist eine dünne plat­ tenförmig oder ringförmig ausgebildete Abdeckung 6 an­ gebracht, die mit einer Schaltfahne 7 verbunden ist. Die Schaltfahne 7 ist in einer seitlichen Wandung des Stützkörpers 1 beweglich und senkt sich mit abnehmendem Volumen im Tintenbehälter 5 nach unten. Die Schaltfahne 7 betätigt ein im unteren Bereich des Tintenvorratsbehälter angeordnetes Abtastsystem 8. Dieses ist als ein an sich bekanntes optisches Abtastsystem ausgebildet. Eine der­ artige sogenannte Gabellichtschranke besteht aus der Lichtquelle 9 und dem Lichtempfänger 10. Mit dem Eintau­ chen der Schaltfahne 7 in die Lichtschranke, wird über einen Ausgang 11 ein Signal abgegeben, durch das das Ende des Tintenvorrates angezeigt wird.

Bei einer Tintenschreibeinrichtung für Mehrfarbendruck bei der mehrere Tintenbehälter vorgesehen sind, kann jeder der Tintenbehälter in sehr einfacher Weise mit einer derartigen Schaltfahne ausgerüstet sein, wobei für die einzelnen Schaltfahnen ein gemeinsames Abtast­ system vorgesehen ist, d. h. die Schaltfahnen tauchen jeweils in die gemeinsame Lichtschranke ein. Eine Un­ terscheidung welcher Tintenversorgungsbehälter beim beim Auftreten eines Ausgangssignals seinen kritischen niedrigen Füllstand erreicht hat, kann in einfacher Weise durch eine optische Beobachtung des Standes der Schalt­ fahnen gewonnen werden. Der auf diese Weise ermittelte Tintenbehälter kann dann ausgetauscht werden.

Ein zweites Ausführungsbeispiel wird anhand von Fig. 2 erläutert. Dort ist wiederum ein Tintenvorratsbehälter gezeigt, der aus dem Stützkörper 1 und der in diesem gehaltenen flexiblen Tintenblase 5 besteht. Wie an­ hand von Fig. 1 bereits erläutert, ist im unteren Be­ reich 2 des Stützkörpers 1 eine elastische Dichtung 3 vorgesehen die von einer Hohlnadel 4 durchdringbar ist. Über der Tintenblase 5 erstreckt sich eine Abdeckung 12, die in diesem Ausführunsgbeispiel an einer Seite der Wandung des Stützkörpers 1 geführt ist. Der mit dem Tin­ tenbehälter verbundene Teil der Führung 19 dient als optisch erkennbarer Füllstandsmesser. Auf der anderen Seite der Wandung des Stützkörpers 1 weist die Abdeckung 12 einen Ansatz 13 auf, der auf ein federndes Element 14 einwirkt, das an der Innenseite der Wandung des Stütz­ körpers 1 befestigt ist. Das Federelement 14 wird mit abnehmendem Pegelstand des Tintenvolumens nach außen gedrückt. Im unteren Bereich des Tintenbehälters weist das Federelement 14 einen Hebelansatz 15 auf, der seinerseits auf einen Hebelmechanismus 18 einwirkt, des­ sen Hebelarm 16 mit der Schaltfahne 17 verbunden ist. Diese wird durch den Hebelansatz 15 über den Hebelarm 16 bewegt. Mit zunehmender Entleerung des Tintenvorratsbe­ hälters bewegt sich die Abdeckung 12 nach unten, wobei der Ansatz 13 am Federelement 14 entlang gleitet und in der unteren Stellung dieses schließlich soweit nach außen drückt, daß über den Hebelmechanismus 18 die Schaltfahne 17 in den Lichtweg des optischen Abtastsystems 8 ein­ taucht und diesen unterbricht. In hier nicht dargestell­ ter Weise kann dann über den Ausgang 11 ein geeignetes Ausgangssignal gebildet werden, das als Warnsignal auf die Notwendigkeit eines Austausches des nahezu geleerten Tintenbehälters hinweist.

Ebenso wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 kann auch die Ausbildung nach Fig. 2 wegen ihres sehr einfa­ chen Aufbaues aufwandsarm zur Überwachung einer größeren Anzahl von Tintenversorgungsbehältern eingesetzt werden. In diesem Fall ist jedem Vorratsbehälter ein an der seit­ lichen Wandung des Stützkörpers angeordnetes Federelement und ein über dieses betätigbarer Hebelmechanismus mit ei­ ner Schaltfahne zugeordnet. Für sämtliche Schaltfahne kann ein gemeinsames, beispielsweise ein optisches, Ab­ tastsystem vorgesehen sein, in dessen Lichtweg die ein­ zelnen Schaltfahnen eintauchen können. Die Feststellung, um welchen Vorratsbehälter es sich handelt, wenn über den Ausgang des optischen Abtastsystems ein Warnsignal abge­ geben wird, kann in einfacher Weise durch eine optische Kontrolle, beispielsweise der Stellung des Hebelmechanis­ mus oder der Führungsnase 19 erfolgen.

In Ausgestaltung der Erfindung kann das optische Abtast­ system und/oder der mechanische Teil der Überwachungsvor­ richtung eine Hysterese aufweisen, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß ein z. B. durch die Bewegung des mit dem Schreibkopf konstruktiv verbundenen Vorratsbehälter verursachtes mehrmaliges Ein- und Ausschalten der Abtasteinrichtung vermieden wird.

Die Erfindung wurde anhand von Ausführungsbeispielen erläutert, bei denen ein optisches Abtastsystem verwendet wird. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, auch ande­ re Abtastsysteme einzusetzen, mit denen die Lage insbe­ sondere die Position einer Schaltfahne bewertet werden kann. Derartige Abtastsysteme können z. B. elektromagnete­ sche Abtastsysteme oder elektromachanische Schalter sein.

Claims (4)

1. Anordnung zur Ermittlung des Tintenvorratsendes in auswechselbaren Tintenbehältern von Tintenschreibein­ richtungen, in denen die in einem Stützkörper gehalte­ nen Tintenbehälter nach Art von Faltbehältern ausgebil­ det sind, die bei abnehmendem Tintenvolumen ohne Hohl­ raumbildung zusammenfallen, wobei eine Fühleinrichtung das Absenken der Oberfläche der Tintenbehälter bewer­ tet und bei Erreichen eines Mindestvolumens ein Warn­ signal abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Oberfläche des Tintenbehälters (5) zumindest teil­ weise überdeckende Abdeckung (6, 12) vorgesehen ist, die an einer seitlichen Wandung des Stützkörpers (1) mit einem als Schaltfahne ausgebildeten Element (7, 17) in Verbindung steht, und daß außerhalb des Stützkörpers (1) in dessen Bo­ denbereich ein Abtastsystem (8) vorgesehen ist, das die Stellung der Schaltfahne (7, 17) überwacht und ein Warnsignal (über 11) abgibt, sobald die Schaltfahne (7, 17) eine einem Mindestfüllstand entsprechende Lage einnimmt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (6 in Fig. 1) ringförmig ausgebildet und unmittelbar mit einer Schaltfahne (7) verbunden ist, daß die Schaltfahne (7) in der Wandung des Stützkörpers (1) geführt ist und sich außerhalb des Tintenbehälters (5) entsprechend dem Absenken des Tintenpegels im Tin­ tenbehälter (5) nach unten bewegt, und daß die Schalt­ fahne (7) als Betätigungselement für das Abtastsystem (8) dient über das bei Erreichen des Mindestfüllstandes das Warnsignal (über 11) abgegeben wird.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab­ deckung (12 in Fig. 2) ringförmig ausgebildet ist und einen seitlichen Ansatz (13) aufweist,
daß an der Innenwandung des Stützkörpers (1) ein streifenförmiges Federelement (14) mit einem im Boden­ bereich des Tintenvorratsbehälters (5) durch die Wandung des Stützkörpers (1) nach außen weisenden Hebelansatz (15) vorgesehen ist,
daß der Ansatz (13) bei Absenken des Tintenpegels am Federelement (14) entlang gleitet und dabei den Hebel­ ansatz (15) entgegen der Federkraft des Federelementes (14) verschiebt,
daß außerhalb des Stützkörpers (1) in dessen Bodenbereich ein Hebelmechanismus (18) vorgesehen ist, an dessen einem Hebelarm (16) die Schaltfahne (17) angeordnet ist, wobei der Hebelarm (16) des Hebelmechanismus (18) durch den Hebelansatz (15) betätigt wird,
und daß die Stellung der Schaltfahne (17) durch das Abtastsystem (8) bewertet wird, das bei Erreichen eines Mindestfüllstandes ein Warnsignal (über 11) abgibt.

4. Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Abtastsystem (8) ein an sich bekanntes, vorzugsweise als Gabellichtschranke ausgebildetes optisches Abtastsystem ist, in dessen Lichtweg die Schaltfahne (7, 17) bei Er­ reichen eines Mindestfüllstandes eintaucht.