DE19731477C2 - Ersetzbare Tintenstrahlkassette und Verfahren zum Betreiben derselben - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahlkassetten und insbesondere auf ersetzbare Tintenstrahlkassetten mit ge­ trennten Tintenvorräten und auf ein Verfahren zum Betreiben derselben.

Ein typischer Tintenstrahldrucker weist einen Stift auf, der sich über eine bedruckbare Oberfläche, wie z. B. ein Blatt Papier, hin- und herbewegt. Der Stift weist einen Druckkopf mit einem Array aus zahlreichen Öffnungen auf, durch welche Tintentröpfchen auf die Oberfläche ausgeworfen werden kön­ nen, um ein gewünschtes Muster zu erzeugen. Einige Tinten­ strahldrucker weisen einen ersetzbaren Tintenvorrat auf, der in einer festen Position an dem Drucker befestigt und mit­ tels eines Kanals mit einem sich hin- und herbewegenden Druckkopf verbunden ist. Dies ermöglicht die Verwendung ei­ nes größeren Tintenvorrats und vermeidet die Notwendigkeit, den Druckkopf jedesmal zu ersetzen, wenn der Tintenvorrat geleert ist. Farbtintenstrahldrucker weisen gewöhnlicherwei­ se eine Mehrkammerkassette oder mehrere Tintenvorratskasset­ ten auf, die jeweils eine unterschiedliche Tintenfarbe ent­ halten.

Einige vorhandene Systeme versehen jede feste Tintenvorrats­ kassette mit einem eingebauten elektronischen Speicherchip, um Informationen über den Inhalt der Kassette auszutauschen. Es ist außerdem für einen solchen Chip möglich, als eine "Füllstandsanzeige" zu dienen, die dem Drucker die Menge der verbleibenden Tinte anzeigt oder mitteilt, damit der Benut­ zer die Notwendigkeit des Ersetzens einer geleerten Kassette beobachten und vorhersehen kann.

Die WO 90/00974 A betrifft einen Tintenvorratsbehälter mit einem elektronischen Speicherchip. Der Chip enthält ver­ schiedene Speicherbereiche, z. B. in Form eines elektroni­ schen Zählers oder eines Zeitgebers, um Informationen über die Verfallszeit der Tintenflüssigkeit zu enthalten. Ferner ist ein Code gespeichert, der nach dessen Codierung nicht mehr verändert werden kann. Dieser Code enthält beispiels­ weise Informationen über das Herstellungsdatum und ähn­ liches. Der Chip ist über elektrische Verbindungen mit der Druckersteuerung verbunden ist, und ausgestoßene Tröpfchen jeder Farbe werden von einer Erfassungsanordnung der Steue­ rung im Druckbetrieb erfaßt und in Abhängigkeit von dem festgestellten Verbrauch wird die in dem Chip gespeicherte Information über den Füllzustand der Tintenvorratsbehälter angepaßt.

Der eingebaute Speicher in einer Tintenkassette kann ferner dazu dienen, um weitere Informationen über die Tintenkasset­ te, wie z. B. das Herstellungsdatum (um sicherzustellen, daß eine übermäßig alte Tinte den Druckkopf nicht beschädigt), die Tintenfarbe (um einen falschen Einbau zu verhindern) und die Produktidentifizierungscodes (um sicherzustellen, daß keine inkompatible oder minderwertige Quellentinte in andere Druckerteile eindringt und dieselben beschädigt), aufzu­ zeichnen oder zu speichern (siehe z. B. JP 08-197748 A).

Die WO 90/00975 A betrifft einen Tintenvorratsbehälter mit mehreren Speicherblasen, wobei abhängig vom Füllzustand der einzelnen Speicherblasen ein entsprechendes analoges Signal an eine extern angeordnete Verarbeitungsschaltung ausgegeben wird, welche dann einen Füllstand bestimmt.

Für sehr preisgünstige Anwendungen können jedoch die Kosten für das Ersetzen des Chips, jedesmal wenn eine Kassette ge­ leert ist, die Vorteile übersteigen, die durch einen Spei­ cherchip in jeder ersetzbaren Kassette geliefert werden. Zu­ sätzlich können weitere Elemente in einer Kassette vorhanden sein, wie z. B. Bauteile, Plombierungs- und Pumpenkomponen­ ten, die eine Nutzlebensdauer aufweisen, die sich weit über die Zeitdauer hinaus erstreckt, die erforderlich ist, um den Tintenvorrat zu entleeren. Mit getrennten Chips und Tinten­ vorratselementen kann man den Tintenvorratsabschnitt einer bestehenden Kassette ersetzen oder nachfüllen. Der Chip in der Kassette sendet jedoch normalerweise ein Signal "Tinte geleert" zu dem Drucker, das den Druckerbetrieb verhindert. Selbst wenn ein Chip vorgesehen wurde, um ein Signal zu sen­ den, um einen Druckerbetrieb freizugeben, nachdem der erste Vorrat geleert ist, würde ein solcher Lösungsansatz die Schutzvorkehrungen des Druckers gegen ein "trockenes Abfeu­ ern" zunichte machen.

Ein trockenes Abfeuern tritt auf, wenn ein Tintenstrahldru­ cker seine Druckfunktionen fortsetzt, nachdem ein Tintenvor­ rat geleert ist. Dies verursacht Unannehmlichkeiten für den Benutzer, eine Verschwendung des Tintenvorrats und eine mög­ liche Beschädigung von Druckerkomponenten. Es kann bei­ spielsweise vorkommen, daß ein Benutzer einen Druckauftrag ausdruckt, der viele Seiten mit einer hochwertigen Farbaus­ gabe aufweist. Falls eine einzige Tintenfarbe bei dem Druck­ auftrag frühzeitig gelehrt wird, ohne daß dies der Benutzer erkennt, werden die nachfolgenden Blätter unbenutzbar, wo­ durch wertvolle Medien und die Tinten der anderen Farben verschwendet werden.

Zusätzlich kann der Druckkopf selbst, der eine wertvolle Komponente darstellt und bei einem solchen Drucker nicht routinemäßig ersetzt wird, durch ein trockenes Abfeuern be­ schädigt werden, wodurch eine professionelle Wartung des Druckers erforderlich wird. Thermische Tintenstrahldruck­ köpfe weisen Tintenkammern auf, die jeder Öffnung zugeordnet sind, wobei ein Widerstand in jeder Kammer eine Tintenmenge verdampft, um die Ausdehnung zu liefern, die ein Tröpfchen flüssiger Tinte auf das Medienblatt auswirft. Normalerweise behält der andauernde Tintenfluß während des Druckens eine gesteuerte Temperatur des Widerstandes bei, wodurch verhin­ dert wird, daß Tinte auf den Widerstandsoberflächen trocknet oder "gekocht" wird. Wenn jedoch die Tintenversorgung unter­ brochen wird, kann der flüchtige oder wasserhaltige Träger der in jeder Kammer verbleibenden Tinte von der Widerstands­ hitze verdampft werden, wobei die verbleibenden Festkörper die Widerstandsoberfläche verkrusten oder die Öffnung ver­ sperren können. Selbst wenn der Tintenvorrat nachgefüllt wird, können einige Öffnungen verstopft bleiben, wodurch die Wärmeübertragungscharakteristika einiger Widerstände unan­ nehmbar erhöht werden können.

Folglich besteht ein Bedarf nach einem preisgünstigen Tin­ tenstrahldrucksystem für einen Drucker, das ein trockenes Abfeuern verhindert, während es ermöglicht wird, daß nicht geleerte Elemente einer Tintenkassette während des Nachfül­ lens und Ersetzens des Tintenvorrats zurückgehalten werden, wobei der Drucker Sensoren aufweist, um das Verwenden einer geleerten Kassette zu vermeiden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren zum Betreiben einer Tintenkassette für einen Tintenstrahldrucker und eine verbesserte ersetz­ bare Tintenkassette zu schaffen, um eine Verschwendung von Druckmedien und Tinte zu vermeiden und um den Drucker und dessen Komponenten ausreichend vor Beschädigungen zu schüt­ zen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Ver­ fahren zum Betreiben einer Tintenkassette gemäß Anspruch 1 und durch eine ersetzbare Tintenkassette gemäß Anspruch 5 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nach­ folgend unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Druckers gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung.

Fig. 2 ein vereinfachtes Blockdiagramm des Ausführungs­ beispiels von Fig. 1.

Fig. 3 eine Explosionsschnittseitenansicht des Ausfüh­ rungsbeispiels von Fig. 1.

Fig. 4 eine Unteransicht des Ausführungsbeispiels von Fig. 1.

Fig. 1 und 2 zeigen ein Tintenstrahldrucksystem oder einen Tintenstrahldrucker 10 mit einem Satz entfernbarer Tinten­ kassetten 12 zum Drucken auf ein Blatt eines Mediums 13. Je­ de Tintenkassette 12 umfaßt ein Tintenreservoir 14, das eine mit Tinte gefüllte Kammer definiert, und eine elektronische Schaltung in einem Kassettenspeicherchip 20. Der Drucker weist ein Gehäuse 22 auf, das eine Steuerung 24 umschließt, die über vier elektrische Leitungen 26 mit dem Kassettenchip 20 verbunden ist. Eine Tintenpegelanzeige 30 ist an dem Ge­ häuse 22 angebracht und, wie es gezeigt ist, elektrisch mit der Steuerung 24 verbunden oder dieselbe kann mittels einer Computersoftware an dem Benutzervideoanzeigeterminal ange­ zeigt werden. Ein Druckkopf 32 mit einem Speicher 33 und einem Druckelement 34 bewegt sich in dem Gehäuse 22 in der Nähe des Medienblattes 13 hin und her. Ein Tintenschlauch 35 verbindet den Tintenvorrat 14, der die Tinte zum Drucken be­ reitstellt, mit dem Druckkopf. Ein Druckkopfsteuerbus 36 verbindet die Steuerung 24 elektrisch mit dem Druckkopf 32 und überträgt Druckdaten zu dem Druckkopf 32. Während das Prinzipschaltbild zur Vereinfachung mit einem einzigen Druckkopf 32 und einer einzigen Druckkassette 12 dargestellt ist, weist das bevorzugte Ausführungsbeispiel jeweils vier dieser Elemente auf, wobei jedes einer bestimmten Tinten­ farbe (schwarz, Cyan, gelb und Magenta) entspricht. Ein Com­ puter 37, der mit dem Drucker 10 verbunden ist, umfaßt einen Druckertreiber 38, der mit der Steuerung 24 verbunden ist, eine zentrale Verarbeitungseinheit 39 (CPU; CPU = Central Processing Unit = zentrale Verarbeitungseinheit) und einen angeschlossenen Monitor 41.

Fig. 3 stellt die Tintenkassette 12 mit ihrer Verbindung zu dem Drucker 10 detaillierter dar. Der Drucker 10 definiert einen Tintenvorratsstationshohlraum 40, der bezüglich des Druckergehäuses 22 fest ist und welcher eine Aufnahme lie­ fert, um die Tintenkassette 12 vollständig aufzunehmen. Der Stationshohlraum 40 weist einen Boden 42 auf, auf welchem eine Fluidverbindung 44 und eine elektrische Verbindung 46 angebracht sind. Die Fluidverbindung 44 umfaßt eine Ausrich­ tungsbuchse 50, die eine Hohlnadel 52 umgibt, wobei die Hohlnadel 52 einen Durchgang definiert, der mit dem Tinten­ schlauch 35 verbunden ist. Obwohl es nicht detailliert ge­ zeigt ist, ist die Hohlnadel 52 mit einer Einschließung ver­ sehen, um die Feuchtigkeit beizubehalten, wenn keine Tinten­ kassette 12 eingebaut ist.

Die elektrische Verbindung umfaßt einen vorstehenden Vor­ sprung 54, der vier Anschlußstifte 56 aufweist, die gebildet sind, um gebogene, sich lateral erstreckende Abschnitte dar­ zustellen. Die fluidmäßigen und elektrischen Verbindungen 52, 54 sind voneinander räumlich beabstandet, um zu verhin­ dern, daß ein unerwartetes Auslaufen von Tinte die elektri­ schen Elemente betrifft.

Die Tintenkassette 12 ist eine starre rechteckige Schale mit einem parallel zu der Ebene der Figur flachen und planaren Aussehen. Das Gestell weist eine Vorderkante 60 auf, die sich zu dem Boden 42 des Hohlraums erstreckt. Ein abgedich­ teter Tintennachfülleinlaß 62 an der Hinterkante der Kasset­ te 12 liefert eine Öffnung zum Nachfüllen des Reservoirs 14, nachdem der Tintenvorrat geleert ist. Ein Tintenauslaß 66 ist in Ausrichtung mit der Fluidverbindung 44 an einem Ende der Vorderkante positioniert, wobei eine Tasche 70 in der Vorderkante des Gestells an einer Position definiert ist, die von dem Tintenauslaß 66 räumlich beabstandet ist. Der Tintenauslaß 66 weist eine Endoberfläche auf, die von einem selbstversiegelnden Septum umschlossen ist, das von der Hohlnadel 52 durchdrungen werden kann. Das Äußere des Tin­ tenauslasses 66 ist geformt, um eng in der Manschette 50 aufge­ nommen und von derselben unterstützt zu werden, um während des Einbaus der Kassette 12 in den Drucker 10 eine Ausrich­ tung zu liefern.

Ein Verbinder 72 mit vier getrennten, leitfähigen planaren Leiteranschlußflächen ist an einer Wand der Tasche 70 ange­ bracht, derart, daß derselbe parallel zu der Ebene der Tin­ tenkassette 12 angeordnet ist. Dies ermöglicht es, daß die Druckerverbindungsanschlußstifte entlang der jeweiligen An­ schlußflächen kratzen, sowie die Kassette 12 in den Tinten­ vorratsstationshohlraum 40 eingefügt wird, wodurch eine Oxi­ dation oder Verunreinigung von den Anschlußflächen entfernt wird, um einen korrekten Ohmschen Kontakt sicherzustellen. Der Speicherchip 20 ist in der Kassettentasche 70 angebracht und umfaßt getrennte Verbindungen zu jeder der vier Verbin­ deranschlußflächen. Eine Vorrichtung 74 für einen hörbaren Alarm, wie z. B. ein piezoelektrisches Element, ist in der Tasche 70 angebracht und mit dem Chip 20 verbunden.

Die Kassette 12 ist normalerweise in der dargestellten Posi­ tion derart ausgerichtet, daß die Vorderkante nach unten zeigt. Folglich wird sich die Tinte in der Kammer 14 zu dem Boden hin setzen. Die Kammer 14 definiert einen Schacht 76, der als Sammelbehälter dient. Der Schacht 76 ist der letzte zu leerende Abschnitt der Kammer 14, wenn der Tintenvorrat geleert wird; wenn der Schacht 76 teilweise leer ist, ist es bekannt, daß der gesamte Rest der Kassette 12 leer und ein Nachfüllen erforderlich ist. Bei dem bevorzugten Ausfüh­ rungsbeispiel ist der Schacht 76 durch eine zylindrische Wand definiert, die auf gegenüberliegenden Seiten zwei lichtdurchlässige Abschnitte 80, 82 aufweist, die an einem Schwellenpegel 84 positioniert sind, der um einen kleinen Abstand oberhalb der Unterseite des Schachts 76 angeordnet ist. Wenn sich Tinte oberhalb des Schwellenpegels 84 be­ findet, sind die Abschnitte 80, 82 abgedeckt, wobei sich die koaxial ausgerichteten Abschnitte 80, 82 in visueller Ver­ bindung zueinander befinden, wenn die Tinte unter den Schwellenpegel 84 abfällt. Da der Schacht 76 bezüglich des Restes der Tintenkammer 14 in einer horizontalen Ebene einen kleinen Querschnitt aufweist und das Volumen unterhalb des Schwellenpegels 84 relativ klein ist, wird eine gegebene Tintenentleerungsrate einen schnell abfallenden Tintenpegel verursachen.

Ein optischer Tintenpegelsensor weist einen Emitter 90 und einen Detektor 92 auf, die in der Tasche 70 positioniert und mit dem Chip 20 elektrisch verbunden sind, wobei sich jedes Element an einem entsprechenden Abschnitt 80, 82 des Schachtes 76 befindet. Bei dem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel ist der Emitter 90 eine Infrarot-LED, wobei der Detek­ tor 92 auf die Wellenlänge des von der LED emittierten Lichts anspricht. Die Wellenlänge ist ausgewählt, um einer­ seits die Abschnitte 80, 82 und die Luft wirksam zu durch­ dringen und andererseits von der Tinte einer beliebigen Farbe wirksam abgedeckt zu werden. Wenn der Tintenpegel un­ ter den ausgewählten Pegel abfällt, sendet der Sensor ein elektrisches Signal zu dem Chip 22, welcher durch Erzeugen des Signals "Tinte geleert" reagiert.

Bei alternativen Ausführungsbeispielen, die Tinten verwen­ den, die von bestimmten Wellenlängen durchdrungen werden können, können LEDs mit unterschiedlichen Wellenlängen für unterschiedliche Tintenfarben ausgewählt werden. Beispiels­ weise kann eine rote LED für alle Farben außer Magenta ver­ wendet werden, für welche eine grüne oder gelbe LED verwen­ det werden kann. Alternative Tintenpegelsensoren können ei­ nen optischen Sensor umfassen, der einen Emitter und einen Detektor an einem einzigen Abschnitt 80, 82 aufweist und betreibbar ist, um das Vorhandensein von Tinte an dem Ab­ schnitt 80, 82 zu erfassen, indem die Anwesenheit oder Ab­ wesenheit von reflektiertem Licht oder einer anderen Strah­ lung von innerhalb des Schachtes 76 erfaßt wird. Eine wei­ tere Alternative kann das Vorhandensein von Tinte an dem Schwellenpegel 84 erfassen, indem beispielsweise elektrische Zuleitungen an gegenüberliegenden Seiten des Schachtes 76 positioniert sind, wobei der elektrische Widerstand oder die elektrische Kapazität zwischen den Zuleitungen bestimmt wird.

Das Schwellenvolumen des Schachtes 76 unterhalb des Schwel­ lenpegels 84 kann ausgewählt sein, um der Tintenmenge zu entsprechen, die bei einer typischen dicht gedruckten Seite verwendet wird, so daß die Kassette 12 nicht während des Druckens einer Seite geleert wird. Dies würde ein Entfernen der Seite oder ein Unterbrechen des Druckprozesses erfor­ dern, was aufgrund des Unterbrechens der sorgfältig entwor­ fenen Reihenfolge von überlappenden Druck- und Trocknungs­ zeiten eine Uneinheitlichkeit der Ausgabe verursachen kann. Die verwendbare Tinte, die in der Pumpe 86 verbleibt, kann ferner in die Berechnung der Tinte aufgenommen werden, die zum Vervollständigen einer Seite, nachdem eine Entleerung erfaßt ist, verfügbar ist.

Die Tintenkassette 12 umfaßt eine Membranpumpe 86, um Tinte von dem Reservoir 14 zu dem Drucker 10 zu pumpen. Unterhalb des Schachtes 76 ist eine Pumpenkammer positioniert, wobei ein Tinteneinlaß ein Rückschlagventil aufweist, das einen Einweg-Fluidfluß von dem Schacht 76 zu der Kammer 14 lie­ fert, wenn sich die Pumpenkammer auf einem niedrigeren Druck als der Schacht 76 befindet. Ein Pumpenauslaß sorgt für eine Verbindung mit einem Auslaßkanal, der sich zu dem Tintenaus­ laß 66 der Kassette 12 erstreckt.

Die Pumpe 86 umfaßt eine flexible Membran 102, die den unte­ ren Abschnitt der Pumpenkammer abdichtet, um ein variables Kammervolumen bereitzustellen. Ein sich vertikal hin- und herbewegender Pumpenschieber 104, der an dem Drucker 10 an­ gebracht ist und von der Druckersteuerung elektrisch ge­ steuert wird, ist mit der Membran 102 ausgerichtet. Sowie der Schieber 104 in die Membran 102 drückt, wird das Kammer­ volumen verringert, wodurch Tinte durch den Kammerauslaß ge­ trieben wird, um von dem Tintenauslaß 66 ausgeworfen zu wer­ den. Bei einem Zurückziehen des Schiebers 104 kehrt die Mem­ bran in der Kammer in ihre ursprüngliche Position zurück, wobei dieselbe von einer zusammengedrückten Feder (nicht ge­ zeigt) unterstützt wird. Dadurch wird durch das Einlaßventil Tinte in die Kammer gezogen; eine Druckregelungseinrichtung, die dem Druckkopf zugeordnet ist, funktioniert als Rück­ schlagventil, um zu verhindern, daß Tinte, die sich in Strö­ mungsrichtung dahinter befindet, zurück in die Pumpe gezogen wird.

Die Druckersteuerung 24 ist programmiert, um die Druckakti­ vitäten zu verfolgen, um eine Abschätzung zu erhalten, wie­ viel Tinte von jeder Kassette 12 verbraucht worden ist. Ins­ besondere kann dabei an einen Tropfenzähler gedacht werden. Normalerweise dient der Speicherchip 20 auf dem Kassettenge­ stell als der Speicherstandort für die Tropfenverwendungsin­ formationen. Der Speicher auf dem Chip 20 kann mit einem Zu­ standswert "Tinte voll" beginnen, welcher dekrementiert wird, sowie das Drucken fortgesetzt wird, bis ein Zustand "Tinte leer" erreicht ist, woraufhin der Drucker 10 nicht arbeiten wird, bis die Kassette 12 durch eine Kassette er­ setzt ist, die den Zustand "Tinte voll" oder einen Zwischen­ zustand anzeigt.

Durch Speichern dieser Informationen in jeder Kassette 12, können die Kassetten entfernt und ersetzt werden, ohne daß die Verwendungsinformationen verloren gehen. Sowie das Drucken fortgesetzt wird, liest der Drucker 10 die Verwen­ dungsinformationen, die in dem Speicherchip 20 gespeichert sind, aus und zeigt eine entsprechende Ausgabe an der Anzei­ ge 30 an, welche in der Form eines Balkendiagramms oder ei­ ner "Füllstandsanzeige" ausgeführt sein kann. Im Gegensatz zu einer Kraftstoffanzeige in einem Kraftfahrzeug ist es bei einer solchen Füllstandsanzeige nicht erforderlich, den ge­ genwärtigen Fluidpegel in dem Reservoir 14 zu erfassen, so daß man nicht auf einen Tintenpegelsensor 90, 92 angewiesen ist.

Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Speicherchip 20 ein EEPROM, das beschrieben oder dekrementiert werden kann, sowie die Tintenverwendung fortgesetzt wird. Bei einer vollständigen Entleerung kann der Chip 20 zurückgesetzt wer­ den, wodurch ermöglicht wird, daß das Drucken mit einer auf­ gefüllten Kassette 12 fortgesetzt wird. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel weisen der Chip 20 und der Verbinder 54 vier Leitungen 56 auf: Leistung, Masse, Takt und Eingangssi­ gnal/Ausgangssignal. Der Chip 20 kann ein MROM sein, der niemals beschrieben wird, oder kann eine Kombination aus MROM-, EPROM- und EEPROM-Abschnitten umfassen, um das Ver­ halten eines Standardchips zu emulieren. Bei einem Ausfüh­ rungsbeispiel kann der Tropfenzähler eine 8-Bit-Einmal­ schreibe-Speicherposition aufweisen, wobei jedes Bit einem Achtel des Tintenvorrats entspricht und beschrieben werden kann, nachdem ein Feinzähler eine Verwendung einer Anzahl von Tintentröpfchen bestimmt hat, die zu einem Achtel der Kassettenkapazität äquivalent ist.

Jeder Speicherchip 20 kann bei der Herstellung aufgezeich­ nete Informationen, wie z. B. das Kassettenvolumen, den Tag der Herstellung, das Jahr der Herstellung, das Frische- bzw. Verfallsdatum, die Tintenlagerfähigkeit und die Produkt­ seriennummer, aufweisen. Der Speicherchip 20 kann ferner Daten bezüglich der chemischen Zusammensetzung der Tinte und der Kolorimetrie und Informationen bezüglich der Tinten­ trocknungszeit und der Ausgasungsrate umfassen, um während der Lebensdauer der Kassette 12 ein optimales Drucken zu er­ möglichen. Der Chip 20 wird ferner gelegentlich von dem Drucker 10 in Verbindung mit einer Verwendung beschrieben. Diese Informationen können eine grobe Verwendungsanzeige in Achteln des Gesamtvolumens, eine Anzahl der feinen Tropfen, ein erstes Verwendungsdatum, das letzte Verwendungsdatum und die Verwendungszeitdauer umfassen.

Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel legt der Pumpen­ schieber 104 des Druckers 10 mittels einer Feder eine Kraft an, derart, daß seine Auslenkung begrenzt ist, falls der­ selbe auf einen beträchtlichen Widerstand von der Membran 102 oder einem anderen Hindernis trifft. Ein Positionssensor an dem Drucker 10 kann bestimmen, ob sich der Schieber 104 zu normalen Auslenkungen erstreckt oder ob die Auslenkung übermäßig oder unangemessen ist. Falls beispielsweise die Pumpe 86 geleert und nicht mehr in der Lage ist, mehr Tinte aus dem Reservoir 14 zu ziehen, kann der Gegendruck von dem Reservoir 14 ein Ansaugen erzeugen, das verhindert, daß die Membran 102 zu ihrer ausgefahrenen Position zurückkehrt. Wenn dies auftritt, erstreckt sich der Schieber 104 über seine normale Auslenkung hinaus, wobei der Drucker 10 das Drucken beendet, um ein trockenes Abfeuern zu vermeiden.

Wenn der Drucker 10 einen derartigen Schiebersensor auf­ weist, kann eine alternative Einrichtung zum Signalisieren, daß die Tinte entleert ist, vorgesehen sein, um die Pumpe 86 vollständig aus der Kassette 12 zu entfernen. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, ist ein Schieberhinderniselement 110 an der Kassette 12 in der Ausnehmung angebracht, wo sich die Mem­ bran 102 befinden würde, falls eine Pumpe 86 vorhanden wäre, um den Schieber 104 mit dem erwarteten Widerstand zu ver­ sehen. Das Hindernis 110 erstreckt sich normalerweise über die Ausnehmung an einer Position, die der normalen Position einer Pumpenmembran 102 entspricht. Folglich trifft der Schieber 104 auf den erwarteten Widerstand, der mit einer vollen Kassette 12 und einer normal arbeitenden Pumpe 86 vergleichbar ist, wobei es gestattet wird, das Drucken fort­ zusetzen. Wenn der Sensor 90, 92 eine Entleerung der Tinte erfaßt, signalisiert derselbe dem Drucker 10 anzuhalten, indem das Hindernis 110 aktiviert wird, um dasselbe aus dem Weg des Schiebers 104 zu entnehmen. Folglich erstreckt sich der Schieber 104 über seine Auslenkung hinaus, woraufhin das Drucken eingestellt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Hindernis 110 ein thermisch betätigter Bimetallstreifen, der mittels eines elektrischen Signals von dem Chip 20 bet­ rieben wird. Der Streifen ist normalerweise in der Nähe der Mitte der Membran 102 positioniert und wird bei einer Tin­ tenentleerung zurückgezogen, sowie derselbe mittels eines Stroms erhitzt wird, der durch einen zugeordneten Widerstand (nicht gezeigt) fließt, wobei die Steuerung mittels des Kas­ settenchips erfolgt.

Der Drucker 10 wird vor dem Drucken eingeschaltet, wobei der Treiber und die Firmware des Druckers 10 den Tintenpegel oder das Tropfenvolumen aus jedem Speicherchip 20 auslesen. Falls eine Kassette 12 fehlt, wird der Drucker 10 nicht drucken und der Benutzer kann darauf aufmerksam gemacht werden, daß es notwendig ist, eine Kassette 12 einzubauen. Jedesmal wenn eine unterschiedliche Kassette 12 eingebaut wird, werden die Inhalte des Kassettenspeichers 20 in einen Speicher gelesen, der der Druckersteuerung zugeordnet ist.

Der Betrieb beginnt mit dem Einbau der Kassette 12. Der Be­ nutzer initiiert daraufhin einen neuen Druckauftrag, wodurch bewirkt wird, daß der Drucker 10 den Speicherchip 20 ab­ frägt, um die Tintenmenge in dem Reservoir 14 zu bestimmen. Basierend auf den empfangenen Daten berechnet die Steuerung 24 einen Tintenpegel und sendet ein Signal zu der Anzeige 30, um dem Benutzer den Tintenpegel anzuzeigen. Der Kasset­ tenchip 20 beurteilt, ob der Tintenvorrat leer ist, indem das Signal von dem Tintenpegelsensor 90, 92 gelesen wird, und sendet die Informationen zu dem Drucker 10, um das Drucken zu erlauben oder zu verhindern.

Falls bestimmt wird, daß der Tintenvorrat nicht leer ist, druckt der Drucker 10 einen Abschnitt des Druckauftrags und aktualisiert den Speicherchip 20, um die Tintenverwendung während des Druckschrittes wiederzugeben. Dies kann das Schreiben in einen Feinzähler in dem Speicherchip 20, das Schreiben in eines der Bits des Grobzählers, falls der Fein­ zähler voll wird, und das Zurücksetzen des Feinzählers auf Null für ein nachfolgendes Drucken umfassen. Der Drucker 10 bestimmt daraufhin, ob der Druckauftrag abgeschlossen ist. Falls dem so ist, hält der Drucker 10 an und wartet auf Anweisungen, um mit einem neuen Druckauftrag zu beginnen, woraufhin der Drucker mit dem neuen Druckauftrag beginnt. Während des Druckauftrags, d. h. am Ende des Druckens jedes Blattes bei dem Auftrag, wird die Steuerung alle Speicher­ elemente 20 auslesen, um die Anzeigen 30, die die Tintenvor­ räte wiedergeben, zu aktualisieren, wobei die Steuerung 24 andauernd überwachen wird, ob der Tintenpegel unter die Schwelle 84 abgefallen ist. Dies wird es dem Benutzer er­ möglichen, den Tintenverbrauch während großer Druckaufträge zu überwachen.

Falls bestimmt wird, daß der Tintenvorrat leer ist, macht der Drucker 10 für eine begrenzte Zeitdauer weiter, um bei­ spielsweise die Seite zu beenden, woraufhin derselbe den Druckauftrag anhält und auf der Anzeige anzeigt, daß die Tinte leer ist. Zum Fortsetzen muß der Benutzer die Tinten­ kassette 12 ersetzen oder auffüllen. Falls die Kassette 12 aufgefüllt ist, wird der Tintenverwendungszähler, welcher leer oder nahezu leer ausliest, zurückgesetzt, um anzuzei­ gen, daß die Kassette 12 voll ist. Ein Ersetzen der Kassette 12 umfaßt ein Einbauen derselben in der Tintenvorratsstation 40, derart, daß die Hohlnadel 52 das Septum durchdringt, um einen Tintenfluß zu liefern, und derart, daß der elektrische Verbinder 54 einen Kontakt mit jeder der vier Anschlußflä­ chen auf dem Verbinder 72 herstellt.

Nachdem die Kassette 12 ersetzt ist, wird der Druckauftrag wieder gestartet.

Ein alternativer Druckbetrieb kann verwendet werden, wenn die Tintenkassette 12 einen einfacheren ROM-Chip 20 (ROM = Read Only Memory = Nur-Lese-Speicher) anstelle des EEPROM aufweist. Der Chip 20 ist programmiert, um andauernd ein Signal "Tinte voll" zu dem Drucker zu liefern, wodurch ver­ hindert wird, daß der Drucker 10 aufgrund des Tropfenzählens abschaltet, und wodurch die "Füllstandsanzeige"-Funktion gesperrt wird. Mit diesem Tintenkassettenchip 20 wird der Drucker 10 weitermachen, bis der Tintenpegelsensor 90, 92 eine Entleerung anzeigt, wodurch der Drucker gegen ein trockenes Abfeuern geschützt ist. Wenn der Drucker 10 den Chip 20 bezüglich des Tintenpegels überprüft, wird derselbe folglich das Signal "alle voll" auslesen und das Drucken des gesamten Auftrags oder von Abschnitten des Auftrags nach einem gelegentlichen erneuten Überprüfen des Tintenpegels 90, 92 fortsetzen. Wenn der Pegelsensor eine Entleerung er­ faßt, kann derselbe entweder den Drucker 10 direkt benach­ richtigen, einen hörbaren Alarm in der Kassette 12 oder dem Drucker 10 oder das Hindernis 110 von Fig. 4 betätigen, um den Krafterfassungsschieber zu benachrichtigen, welcher auch in einem Tropfenzählsystem verwendet werden kann.

Bei einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel, kann eine Ausstattung vorgesehen sein, die eine einzige Kassette 12 und eine Nachfüllflasche zum Nachfüllen des Reservoirs 14 aufweist. Bei diesem Ausführungsbeispiel kann entweder der Betrieb wie im vorhergehenden fortgesetzt werden oder es kann ein programmierter Chip 20 verwendet werden, um ein an­ fängliches Tintenvolumen anzuzeigen, das gleich dem kombi­ nierten Volumen der Kassette 12 und des gesamten Inhalts der Nachfüllflasche ist. Die Nachfüllflasche kann ein Volumen aufweisen, das um ein ganzzahliges Vielfaches n größer als das der Kassette 12 ist, um eine begrenzte Anzahl von Nach­ füllungen bereitzustellen. Der Chip 20 in dieser Kassette 12 kann ein Zurücksetzen der Tropfenzählerfunktion lediglich eine begrenzte Anzahl von Malen n erlauben, die dem Nach­ füllvolumenverhältnis entsprechen. Dies begrenzt das Nach­ füllen über die Nutzlebensdauer der Kassette 12 hinaus.

Claims (7)

1. Verfahren zum Betreiben einer Tintenstrahlkassette (12), die einen Tintenvorrat (14) aufweist und die von einem Tintenstrahldrucker (10) entfernbar ist, der als Reak­ tion auf ein Tintenpegelsignal von der Kassette (12) betreibbar ist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
Betreiben des Tintenstrahldruckers (10), um Tinte aus der Kassette (12) zu ziehen;
während des Betreibens des Tintenstrahldruckers (10), Erzeugen eines Freigabesignals, um den Betrieb des Tintenstrahldruckers (10) zu ermöglichen;
während des Betriebs des Tintenstrahldruckers (10), Überwachen, um zu bestimmen, ob die Kassette (12) einen ausgewählten Tintenpegel (84) enthält;
nach dem Bestimmen, daß die Kassette (12) weniger als den ausgewählten Tintenpegel (84) enthält, übertragen eines Signals an einen an der Kassette (12) angebrachten Speicherchip (20) und anschließend übertragen eines digitalen Signals "Tinte geleert" von dem Speicherchip (20) and den Drucker (10); und
Anhalten des Betriebs des Tintenstrahldruckers (10) als Reaktion auf das Signal "Tinte geleert".

2. Verfahren zum Betreiben einer Tintenstrahlkassette (12) nach Anspruch 1, bei dem das Erzeugen des Freigabesi­ gnals ein andauerndes Erzeugen eines Signals "Tinte voll" aufweist.

3. Verfahren zum Betreiben einer Tintenstrahlkassette (12) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das überwachen ein op­ tisches Erfassen des Vorhandenseins von Tinte umfaßt.

4. Verfahren zum Betreiben einer Tintenstrahlkassette (12) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Tinten­ strahlkassette (12) eine Membranpumpe (86) mit einer flexiblen Membran (102) und einem Schieberhindernisele­ ment (110) aufweist, und bei dem der Tintenstrahldrucker (10) einen Pumpenschieber (104) aufweist, der betreibbar ist, um die Membranpumpe (86) zu betätigen, um Tinte zu pumpen, wobei das Schieberhinderniselement (110) über die flexible Membran (102) bewegt wird, um eine Bewegung derselben zu verhindern, wenn das Signal "Tinte geleert" nicht vorliegt, und wobei das Schieberhinderniselement (110) von der flexiblen Membran (102) weg bewegt wird, um eine Bewegung derselben zu ermöglichen, wenn das Si­ gnal "Tinte geleert" vorliegt.

5. Ersetzbare Tintenkassette (12) für ein Tintenstrahl­ drucksystem (10), das eine Tintenvorratsstation (40) mit einem Fluidverbinder (44) und einem elektrischen Verbin­ der (46) aufweist, wobei die Kassette (12) folgende Merkmale aufweist:
ein Gehäuse, das von der Tintenvorratsstation (40) ent­ fernbar und mit derselben zusammenfügbar ist,
einen Speicherchip (20) und einen elektrischen Verbinder (72) an dem Gehäuse, wobei der elektrische Verbinder (72) an dem Gehäuse mit dem elektrischen Verbinder (46) der Tintenvorratsstation (40) zusammenfügbar ist;
ein Tintenreservoir (14) in dem Gehäuse, das eine Kammer definiert, die einen Tintenvorrat mit einem ausgewählten Volumen enthält;
wobei das Tintenreservoir (14) einen Tintenauslaß (66) aufweist, der mit dem Fluidverbinder (46) verbindbar ist; und
einen Tintenpegelsensor (90, 92) in dem Gehäuse, der mit dem Speicherchip (20) verbunden ist und der betreibbar ist, um zu erfassen, ob der Tintenvorrat geringer als eine Schwellenmenge ist, und um ein Signal "Tinte ge­ leert" als Reaktion auf eine Erfassung, daß der Tinten­ vorrat weniger als die Schwellenmenge enthält, zu erzeu­ gen, wobei in den Speicherchip (20) Daten schreibbar sind, die der verbrauchten Tintenmenge von dem Tintenre­ servoir (14) entsprechen.

6. Ersetzbare Tintenkassette (12) nach Anspruch 5, bei der der Tintenpegelsensor (90, 92) einen optischen Sensor (82) umfaßt, der mit dem Tintenreservoir (14) in Verbin­ dung steht.

7. Ersetzbare Tintenkassette (12) nach Anspruch 5 oder 6, bei der der Speicherchip (20) betreibbar ist, um das Si­ gnal "Tinte geleert" zu dem Drucker zu schicken, derart, daß der Druckerbetrieb angehalten werden kann, bevor die Tinte geleert ist.