DE3131756A1

DE3131756A1 - "messmechanismus fuer restliche tinte"

Info

Publication number: DE3131756A1
Application number: DE19813131756
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Yokohama Kanagawa Kyogoku; Shigeru Yokohama Kanagawa Okamura; Shigemitsu Matsudo Chiba Tazaki; Koji Mitaka Tokyo Terasawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1980-08-12
Filing date: 1981-08-11
Publication date: 1982-04-01
Also published as: JPS5734990A; FR2488688A1; CA1176708A; FR2488688B1; US4415886A; DE3131756C2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Meßmechanismus für die restliche Tinte. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen Meßmechanismus für die restliche Tinte, der die Menge der restlichen bzw. noch vorhandenen Tinte in einem Tintenbehälter eines Tintenstrahldruckers mißt.

Bei einem herkömmlichen Tintenstrahldrucker werden zur Aufzeichnung Tropfen flüssiger Tinte auf einen Druckpapierbogen ausgestoßen« Ein Tintenbehälter, der die Tinte aufnimmt, muß die folgenden Bedingungen erfüllen:

1. Die Tinte darf bei Schwingungen oder Stoßen nicht lekken bzw. austreten, damit nicht die umgebenden Bauteile verunreinigt werden.

2. Der Aufbau muß im wesentlichen das Verdampfen von Tinten-Bestandteilen verhindern, damit die physikalische Charakteristik der Tinte, wie beispielsweise die Ober-

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flächenspannung und die Viskosität, konstant gehalten werden.

3. Ein Alarm muß erzeugt werden, der die Notwendigkeit ^ anzeigt, Tinte nachzufüllen, wenn nur noch wenig Tinte in dem Tintenbehälter ist.

Fig. IA und IB zeigen einen Meßmechanismus für die restliche Tinte, der einen Tintenbehälter verwendet, der die vorstehend beschriebenen Bedingungen erfüllt.

Bei dem in Fig. IA gezeigten Mechanismus schwimmt ein Schwimmer 3, der einen Magneten aufweist, in einem Seitenkanal 5 eines Tintenbehälters 1; ein Leitungsschalter 4 ist gegenüber dem Seitenkanal 5 angeordnet. Wenn wenig Tinte 2 in dem Behälter 1 ist, sinkt der Schwimmer 3 in-

. nerhalb des Seitenkanals 5, wenn sich der Pegel der Tinte 2 erniedrigt, so daß der Leitungsschalter betätigt und die Menge der restlichen Tinte gemessen werden können. Ein weiterer in Fig. IB gezeigter Mechanismus mißt die Menge der restlichen Tinte mittels einer lichtemittierenden Einrichtung 6 und einer fotoempfindlichen Einrichtung 7 anstelle des Leitungsschalters 4. Wenn die Menge an opaker Tinte unter einen bestimmten Pegel abnimmt, empfängt die fotoempfindliche Einrichtung 4 Licht von der lichtemittierenden Einrichtung 6, so daß hierdurch der Pegel der restlichen Tinte gemessen werden kann. Bei dem_c in Fig. IA und IB gezeigten Tintenbehälter 1 können die

Meßmechanismen für die restliche Tinte, wie sie in den Fig. IA und IB gezeigt sind, verwendet werden.

Vor Kurzem ist jedoch ein neuer Typ von Tintenstrahldruk-

oc kern entwickelt worden, bei dem die Tinte nicht unter Druck steht, sondern vielmehr eine entsprechende Spannung angelegt wird, um die Tinte auszustoßen. Die Meßmechanis-

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men für die restliche Tinte, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, können nicht wirksam bei den Tintenbehältern von Tintenstrahldruckern dieses neuen Typs verwendet werden. Der Grund hierfür ist, daß die Tintenbehalter von Tintenstrahldruckern dieses neuen Typs flach und dünn sind.

Fig. 2 zeigt einen derartigen Tintenbehälter. Wie in der Figur gezeigt ist, ist Tinte 11 in einen flachen Tintensack IO mit einem Dreifach-Schichtaufbau gefüllt; der gesamte Tintensack 10 befindet sich in einem Gehäuse 13 mit einem Ventilationsloch 12. Die Tinte 11 wird nach außen durch ein Auslaßrohr 14, das in dem Tintensack 10 angeordnet ist, und durch einen Gummistopfen 15 nachge- ^ liefert. Die Tinte wird dadurch nachgeliefert, daß eine Nadel 16 mit dem in den Gummistopfen 15 eingesetzten Auslaßrohr 14 verbunden wird. Der Tintensack 10 weist bei-' spielsweise, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen dünnen Nylon-Kunststoff ilm 17 mit einer Dicke zwischen 5 und 10

pm zum äußeren Schutz, einen dünnen Aluminiumfilm 18 mit einer Dicke von etwa 10 um zur Verhinderung des Verdampfens von Tinte und der Zersetzung von Tinte durch ultraviolette Strahlen oder dergl., sowie einen inneren Hauptsack 19 auf, der aus einem dünnen Polyäthylenfilm mit

einer Dicke zwischen 50 und 70 um besteht.

Im Falle des flachen dünnen Tintensacks mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau wird das Nachfüllen frischer

Tinte dadurch durchgeführt, daß das alte Gehäuse durch 30

ein neues Gehäuse ersetzt wird. Der Tintensack 10 ist ein flacher Sack und die Niveauverschiebung der Tinte zwischen "voll" und "leer" ist maximal lediglich etwa 10 mm. Der Tintensack IO ist durch den Atmosphärendruck
leicht verformbar, da er ein flacher und flexibler Sack ist. Deshalb kann das Tintenniveau konstant gehalten wer-

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den. Ein derartiger flacher und dünner Tintensack hat jedoch den Nachteil, daß die Meßmechanismen für die restliche Tinte, wie sie vorstehend beschrieben worden sind, nicht verwendet werden können und eine korrekte Bestimmung der Menge der restlichen Tinte schwierig ist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Meßmechanismus für die restliche bzw. die noch vorhandene Tinte zur Verwen dung mit einem dünnen, flexiblen Tintensack zu schaffen, mit dem die Menge der restlichen Tinte genau gemessen werden kann. Ferner soll ein Meßmechanismus für die restliche Tinte geschaffen werden, der weniger aufwendig als herkömmliche Mechanismen ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 bzw. 4 angegebenen Merkmale gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind ■ · in den Unteransprüchen angegeben. . . .

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 A und IB den Aufbau herkömmlicher Meßmechanismen für die restliche Tinte,

Fig. 2 im Querschnitt den Aufbau des bei der Erfindung verwendeten Tintensacks,

Fig. 3 vergrößert im Querschnitt Teile des in Fig. 2 gezeigten Tintensacks und

Fig. 4 bis 6 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Fig. 4 eine Aufsicht des Tintensacks, Fig. 5 einen Schaltplan einer Schaltung zum Messen von Änderungen der Kapazität eines Kondensators

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und Fig. 6A bis 6D die Wellenformen in bestimmten Teilen der in Fig. 5 gezeigten Schaltung zeigen und

Fig. 7 und 8 weitere Ausführungsbeispiele.

Fig. 4 zeigt einen flexiblen, flachen Tintensack 20, der dem in Fig. 2 gezeigten Tintensack 10 ähnlich ist. Der Tintensack 20 weist, wie in Fig. 3 gezeigt ist, einen

'0 dreischichtigen, zusanunengesetzten Kunststoff-Laminatfilm auf, dessen mittlere Schicht ein flexibler dünner Metallfilm, beispielsweise der dünne Aluminiumfilm 18 ist'. Der Tintensack 20 wird dadurch gebildet, daß die Umfange eines getrennten oberen Bogens 21 und eines unteren Bogens

' 22, von denen jeder aus dem vorstehend beschriebenen zusammengesetzten Kunststoffilm besteht, mittels Hitze oder eines Klebemittels verbunden werden. Eine Tinten-Auslaß-• ' röhre 23 ist innerhalb des Tintensacks 20 angeordnet.

Das Verbinden wird ausgeführt, wobei ein Größenunter-

schied zwischen dem oberen Bogen 21 und dem unteren Bogen 22 besteht. Anders ausgedrückt, in Fig. 4 ist ein innerer schraffierter Teil 21a der Verbindungsteil des oberen Bogens 21 und des unteren Bogens 22; ein äußerer schraf-

_ fierter Teil 22a ist der vorspringende Teil des unteren Bogens 22, der sich über den oberen Bogen 21 erstreckt. Teile des Kunststoffmaterials des oberen Bogens 21 und des unteren Bogens 22 sind entfernt, um freiliegende Teile 18a und 18b des dünnen Aluminiumfilms auf derselben

on Seite zu bilden; mit diesen sind Kontakte 24a und 24b verbunden. Auf diese Weise können die dünnen Aluminiumfilme des oberen Bogens 21 und des unteren Bogens 22 als Elektrodenpaar wirken, von denen jeder durch die dünnen Kunststoffilme auf beiden Oberflächen isoliert ist, so daß sie einen Kondensator bilden. Experimentell erhält man, daß, wenn der Tintensack eine Größe von etwa 10 cm

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' hat und Tinte bis zum maximalen Aufnahmevermögen eingefüllt ist, die elektrostatische Kapazität des durch den Sack gebildeten Kondensators im Bereich zwischen 150 und 250 pF liegt. Wenn der Tintensack leer ist, liegt die elektrostatische Kapazität im Bereich zwischen 350 und 450 pF, so daß sich eine zwei- bis dreifache Kapazitätsänderung ergibt. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der obere Bogen 21 und der untere Bogen 22 miteinander verbunden, wobei eine Größendifferenz zwischen ihnen auf-

recht erhalten wird, um die freiliegenden Teile 18a und 18b des dünnen Aluminiumfilms auf derselben Seite des Tintensacks zu bilden. Wenn jedoch die entsprechenden freiliegenden Teile 18a und 18b auf gegenüberliegenden

,c Seiten des Tintensacks gebildet werden, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist, können der obere Bogen 21 und der untere Bogen 22 dieselbe Größe haben. Deshalb ist es ausreichend, daß die dünnen Aluminiumfilme der entsprechenden Bögen voneinander isoliert sind. Ferner besteht bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel der Tintensack aus zusammengesetzten Kunststoffilmen, von denen jeder einen dünnen Aluminiumfilm aufweist. Die vorliegende Erfindung kann jedoch alternativ mit zusammengesetzten Kunststofffilmen ausgeführt werden, die keine dünnen Metallfilme, wie beispielsweise dünne Aluminiumfilme haben (Fig.8).

In diesem Fall können zwei dünne Metallfilme an gegenüberliegenden ebenen Abschnitten des Tintensacks angebracht werden, um Elektroden vorzusehen. >

Die Kontakte 24a und 24b sind, wie in Fig. 5 gezeigt ist,

mit Bezugspotential und einem Eingangsanschluß 30 verbunden; ein hierdurch gebildeter Kondensator CX ist mit einem Gate g eines Inverters verbunden. Die in Fig. 6A or gezeigten Impulse werden an den Eingangsanschluß 30 (als Eingangssignal) angelegt. Am Ausgangsanschluß 31 des In-

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verters werden Signale entsprechend den die elektrostatische Kapazität des Kondensators CX darstellenden Signalen erzeugt. Die Impulsbreite dieser Signale wird bezogen auf Taktimpulse gemäß Fig.6B gemessen.
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Wenn eine ausreichende Menge an Tinte in dem Tintensack vorhanden ist, ist bei dem Meßmechanismus für die restliche Tinte mit diesem Aufbau die Kapazität des Kondensators, der von den dünnen Aluminiumfilmen des oberen Bogens 21 und des unteren Bogens 22 gebildet wird, klein. Wenn die vorhandene Tintenmenge klein wird, kommen die dünnen Aluminiumfilme des oberen Bogens 21 und des unteren Bogens 22 nahe zueinander und die Kapazität des Kondensators wird größer. Die Kapazität des Kondensators wird mittels der Schaltung, deren Schaltplan in Fig. 5 gezeigt ist, gemessen. Wenn die in Fig. 6A gezeigten Impulse periodisch als Eingangssignal an den Eingangsanschluß 30 der in Fig. 5 gezeigten Schaltung angelegt' wer-

„„ den, ergibt sich eine Wellenform bzw. Impulsform am Gate g gemäß der Kapazität des Kondensators CX, wie sie in Fig. 6B gezeigt ist..Wenn die Menge an restlicher Tinte groß und die elektrostatische Kapazität entsprechend
klein sind, erhält man eine Abkling-Impulsform, wie sie durch die gestrichelte Linie dargestellt ist. Wenn die restliche Tintenmenge abnimmt und die elektrostatische Kapazität entsprechend zunimmt, erhält man eine Abkling-Impulsform, wie sie durch die ausgezogene Linie dargestellt ist. Folglich erscheint eine Impulsform, wie sie in Fig. 6C gezeigt ist, am Ausgangsanschluß 31 des Inverters; die Impulsperiode (Trennung) wird mittels Zählen von Taktimpulsen gemessen, wie dies in Fig. 6D dargestellt ist. Der Meßmechanismus kann so ausgebildet werden, daß ein Alarmton erzeugt wird, wenn die restliche

Tintenmenge abnimmt, die Kapazität des Kondensators zu-

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^ nimmt und das Zählergebnis der Taktimpulse einen bestimmten Wert überschreitet. Die Messung des Unterschiedes der Impulsbreite kann leicht mit Taktimpulsen von einem LSI-Chip ausgeführt werden, der zur Steuerung des Tintenstrahldruckers verwendet wird.

Zusammengefaßt wird erfindungsgemäß die restliche Tintenmenge durch Messen der elektrostatischen Kapazität eines Kondensators gemessen, der dadurch gebildet wird, daß mindestens ein Paar Elektroden an gegenüberliegenden Teilen des flexiblen Tintensacks angebracht wird, so daß die Messung der restlichen Tingenmenge leicht mit einem einfachen Aufbau und Genauigkeit bei·geringen Kosten erfolgen kann, und ohne daß wesentliche Modifikationen des Tintenbehälters erforderlich sind.

Beschrieben wurde ein Meßmechanismus für die restliche Tinte, der die restliche Tintenmenge innerhalb eines'Tintenbehälters eines Tintenstrahldruckers mißt, wobei der Tintenbehälter einen flexiblen Sack aufweist. Elektroden sind mindestens an gegenüberliegenden Stellen dieses
Sacks vorgesehen, um einen Kondensator zu bilden, so daß die restliche Tintenmenge innerhalb des Tintenbehälters durch Messen der elektrostatischen Kapazität zwischen diesen gepaarten Elektroden gemessen werden kann.

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1.) Meßmechanismus für die restliche Tinte, gekennzeichwret durch einen flexiblen Tintensack (20), ein Paar von Elektroden (18), die mindestens auf gegenüberliegen-. den Teilen des Tintensacks"vorgesehen sind, ein

Paar von Kontakten (24a,24b), die mit dem Elektrodenpaar verbunden sind, sowie eine Einrichtung, die mit dem Paar von Kontakten zum Messen der restlichen Tintenmenge mittels der elektrostatischen Kapazität zwischen dem Elektrodenpaar verbunden ist (siehe Fig. 5).

2. Meßmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintensack durch Verbinden eines oberen JBogens (21) und eines unteren Bogens (22) gebildet ist, von denen jeder einen flexiblen zusammengesetzten Laminatfilm aufweist, der aus einem dünnen Metallfilm (18) und dünnen Kunststoffilmen (17,19) besteht, wobei die dünnen Metallfilme des oberen bzw. des unteren Bogens das Elektrodenpaar bilden.

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3. Meßmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung eine Einrichtung aufweist, die die elektrostatische Kapazität durch Umsetzen der elektrostatischen Kapazität in eine Impulsbreite mißt.

4. Meßmechanismus für die restliche Tinte, gekennzeichnet durch einen Tintensack (20), der durch Verbinden eines getrennten oberen Bogens (21) und eines unteren Bogens (22) gebildet ist, von denen jeder einen flexiblen zusammengesetzten Film aufweist, der aus einem dünnen Metallfilm (18) besteht, der zwischen dünnen Kunststofffilmen (17,19) eingeschlossen ist, so daß er elektrisch isoliert ist, und ein Paar von Kontakten (24a,24b), die mit den dünnen Metallfilmen des oberen bzw. des unteren Bogens und einer Meßschaltung für die restliche Tinte verbunden sind.

5. Meßmechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tintensack einen sich über den oberen Bogen erstreckenden vorspringenden Teil des unteren Bogens hat, der dadurch gebildet ist, daß der obere und der untere Bogen, der größer als der obere Bogen ist, miteinander verbunden werden, und daß der Tintensack ferner freiliegende Teile auf der Seite des vorspringenden Teils und des oberen Bogens aufweist.