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Hintergrund
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Fluidpegeldetektor zu einem Identifizieren
eines Fluidpegels in einem flexiblen Behälter, der eine Form aufweist,
die sich mit der Fluidmenge in dem Behälter verändert. Genauer gesagt ist die
vorliegende Erfindung ein Fluidpegeldetektor zu einem Erfassen von Änderungen bei
einer Lichtweglänge
durch ein Fluid, die durch variierende Fluidmengen in dem Behälter erzeugt
werden.
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Tintenstrahldrucker
sind gut bekannt. Ein allgemeiner Typ eines Tintenstrahldruckers
verwendet eine auswechselbare Druckkassette, die einen Druckkopf
und einen Tintenvorrat enthält,
der innerhalb der Druckkassette enthalten ist. Dieser Typ einer Druckkassette
soll nicht nachfüllbar
sein. Wenn der ursprüngliche
Tintenvorrat aufgebraucht ist, wird die Druckkassette entsorgt und
eine neue Druckkassette wird innerhalb des beweglichen Wagens installiert. Ein
häufiger
Austausch der Druckkassette resultiert in relativ hohen Betriebskosten.
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Ein
Versuch, die Betriebskosten zu reduzieren, bestand darin, ein externes
stationäres
Tintenreservoir bereitzustellen, das mit der beweglichen Druckkassette über eine
Röhre verbunden
ist. Da der Tintenbehälter
nicht an der beweglichen Kassette befestigt ist, kann der Tintenbehälter hergestellt
sein, um größere Tintenvolumina
aufzunehmen als eine typische Kassette, die an dem beweglichen Druckkopf befestigt
ist. Zusätzlich
ermöglicht
die Verwendung eines auswechselbaren Tintenbehälters die Auswechslung des
Tintenbehälters
getrennt von dem Druckkopf, wodurch die Betriebskosten des Druckers reduziert
werden.
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Erhöhte Betriebskosten
können
auch aus einem Ausgehen von Tinte resultieren, bevor ein Ausgangsbild
abgeschlossen ist. Wenn eine jegliche der Tintenfarben erschöpft ist,
bevor das Ausgangsbild abgeschlossen ist, muß das gesamte Bild neu gedruckt
werden. Die Tinte, die für
das unvollständige Bild
verwendet wird, sowie Medien, die für das unvollständige Bild
verwendet werden, sind verschwendet, was Betriebskosten erhöht. Insbesondere
bei dem Fall eines Großformatdruckens,
bei dem die Druckmedien dazu neigen, groß und typischerweise teuer zu
sein, und die Tintenmenge, die erforderlich ist, um große Bilder
zu bilden, relativ groß ist.
Daher ist es wichtig, Niedrig-Tinte-Zustände zu erfassen, so daß der Benutzer
ein Drucken eines Bilds nicht beginnt, wenn es nicht genügend Tinte
gibt, um das Bild abzuschließen.
Zusätzlich
ermöglicht
ein Identifizieren eines Niedrig-Tinte-Zustands, daß der Benutzer
eine andere Tintenkassette erhält,
bevor der aktuell verwendete Tintenbehälter vollständig leer von Tinte ist, wodurch
ein ununterbrochenes Drucken ermöglicht ist.
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Die
EP 0274091A2 offenbart die Messung einer Verschiebung einer Oberfläche durch
eine optische Einrichtung. Patent Abstracts of Japan, Band 10, Nr.
10 (M-446) [2067], 16. Januar 1986, und
JP 60172546 A offenbart
einen flexiblen Tintenspeicherungsbeutel mit einem lichtdurchlässigen Material und
stellt einen Photodetektor vom Reflexionstyp bereit, der aus einem
lichtemittierenden Element und einem lichtempfangenden Element gebildet
ist, wobei ein Teil des Tintenspeicherungsbeutels als ein optischer
Weg hergestellt ist.
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Es
gibt einen stets vorliegenden Bedarf nach Druckern, die niedrige
Betriebskosten aufweisen. Diese Drucker sollten eine bestimmte Technik
zu einem Bestimmen des Auftretens eines Niedrig-Tinte-Zustands in
dem Tintenbehälter
benutzen. Diese Technik sollte zuverlässig, ohne weiteres herstellbar und
relativ kostengünstig
sein.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist ein Fluidpegeldetektor zum Liefern eines
Signals, das einen Fluidpegel in einem Fluidbehälter angibt. Der Fluidpegeldetektor
ist in Anspruch 1 definiert.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Fluidpegeldetektor
ein reflektierendes Bauglied zu einem Empfangen von Licht entlang
einem Einfallendes-Licht-Weg und einem Richten eines Lichts entlang
einem Reflektiertes-Licht-Weg. Das
reflektierende Bauglied ist relativ zu dem ersten und dem zweiten
Leitungsabschnitt positioniert, um Licht von dem ersten Leitungsabschnitt
entlang dem Einfallendes-Licht-Weg zu empfangen und Licht entlang
dem Reflektiertes-Licht-Weg zu dem zweiten Leitungsabschnitt hin
zu richten. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist ein flexibler
Behälter zu
einem Enthalten eines Fluids bereitgestellt. Der flexible Behälter weist
eine Form auf, die sich mit einem Fluidpegel innerhalb des flexiblen
Behälters
verändert.
Das reflektierende Bauglied ist mit dem flexiblen Behälter verbunden,
um Veränderungen
bei der Lichtweglänge
mit Veränderungen
bei der Form des flexiblen Behälters
zu erzeugen.
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Ein
anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fluidpegeldetektor,
der eine Lichtlieferleitung zu einem Liefern von Licht entlang einem
Lichtweg umfaßt.
Eine Lichtempfangsleitung ist zu einem Empfangen von Licht entlang
dem Lichtweg bereitgestellt. Ein Lichtweg erstreckt sich von der
Lichtlieferleitung zu der Lichtempfangsleitung durch ein Fluid. Der
Lichtweg weist eine erste Lichtweglänge, die einem ersten Tintenpegel
zugeordnet ist, und eine zweite Lichtweglänge auf, die einem zweiten
Tintenpegel zugeordnet ist, wobei der erste Tintenpegel von dem
zweiten Tintenpegel unterschiedlich ist. Die erste Lichtweglänge ist
von der zweiten Lichtweglänge
unterschiedlich. Die Lichtempfangsleitung erzeugt ein erstes Ausgangslichtsi gnal,
das den ersten Tintenpegel angibt, und ein zweites Ausgangslichtsignal,
unterschiedlich von dem ersten Ausgangssignal, das den zweiten Tintenpegel
angibt.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist eine schematische
Darstellung eines Drucksystems, das einen Druckkopf, eine Druckersteuerung
und einen Tintenbehälter
umfaßt,
der einen Fluidpegeldetektor der vorliegenden Erfindung umfaßt.
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2 stellt den Fluidpegeldetektor
der vorliegenden Erfindung dar, der innerhalb des Tintenbehälters gezeigt
ist, mit dem Tintenbehälter
in einem Voll-Zustand.
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3 stellt den in 2 gezeigten Fluidpegeldetektor
mit dem Tintenbehälter
in einem Niedrig-Tinte-Zustand
dar.
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4 stellt den in 2 gezeigten Tintenpegeldetektor
mit dem Tintenbehälter
in einer Tinte-Leer-Stellung
dar.
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Detaillierte
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
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1 stellt ein Drucksystem
dar, das einen Fluidpegeldetektor der vorliegenden Erfindung benutzt.
Das Drucksystem umfaßt
einen Fluidbehälter 10,
einen Druckkopf 12, der fluidisch mit dem Fluidbehälter 10 durch
eine fluidische Leitung 14 verbunden ist, und eine Druckersteuerung 16,
die mit dem Fluidbehälter 10 durch
eine Verbindung 18 verbunden ist.
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Der
Fluidbehälter 10 liefert
Tinte über
die Leitung 14 zu dem Druckkopf 12. Der Druckkopf 12 ist typischerweise
in einem beweglichen Wagen befestigt. Durch ein selektives Aktivieren
des Druckkopfs wird Tinte von dem Druckkopf ausgestoßen, um
Bilder auf Druckmedien zu bilden. Die Drucksteuerung 16 wird
in Verbindung mit der Verbindung 18 und dem Fluidpegelerfassungsgerät der vorliegenden
Erfindung (in 2–4 gezeigt) verwendet, um
einen Niedrig-Tinte-Zustand
zu identifizieren. Auf das Auftreten eines Niedrig-Tinte-Zustands
hin werden Informationen zwischen dem Fluidpegeldetektor und der Drucksteuerung 16 übermittelt,
so daß eine
geeignete Handlung unternommen werden kann, wie beispielsweise ein
Liefern einer bestimmten Form einer Benachrichtigung zu dem Benutzer.
Es ist bevorzugt, daß der
Benutzer vor einem Tinte-Leer-Zustand benachrichtigt wird, so daß der Tintenbehälter vor
einem Ausgehen von Tinte oder einem Drucken eines Bilds, für das es
nicht genügend
Tinte gibt, um dasselbe abzuschließen, ausgewechselt werden kann.
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Die
Verbindung 18 kann ein elektrischer Leiter, eine Faseroptikleitung
oder eine bestimmte herkömmliche
Einrichtung zu einem Übertragen
von Informationen zwischen dem Fluidpegeldetektor und der Drucksteuerung 16 sein.
Die Drucksteuerung 16 kann ein jegliches herkömmliches
Gerät sein,
wie beispielsweise ein Mikroprozessor oder eine programmierbare
Steuerung, die entweder den Fluidpegeldetektor abfragt, um zu bestimmen,
ob ein Niedrig-Tinte-Zustand aufgetreten ist, oder wartet, bis ein Signal,
das einen Niedrig-Tinte-Zustand
angibt, empfangen wird. Wenn ein Niedrig-Tinte-Zustand aufgetreten ist, liefert die
Drucksteuerung 16 dem Benutzer eine bestimmte Form von
Hinweisen, die angeben, daß ein
Niedrig-Tinte-Zustand aufgetreten ist.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Fluidbehälter 10 einen
flexiblen Behälter 20 zu
einem Enthalten eines Fluids und ein Gehäuse 21 zu einem Schützen des
flexiblen Behälters 20. Wenn
ein Fluid, wie beispielsweise Tinte, in dem flexiblen Behälter 20 dem
Druckkopf 12 geliefert wird, verändert der flexible Behälter 20 eine
Form. Das zu dem Druckkopf 12 gelieferte Fluid kann unter
Verwendung einer bestimmten Form einer Vorspannungseinrichtung zu
einem Ineingriffnehmen des flexiblen Behälters 20 mit Druck
beaufschlagt sein, um ein Fluid aus dem flexiblen Behälter 20 heraus
und in die Leitung 14 zu zwingen. Alternativ kann der Druckkopf 12 einen
Unterdruck erzeugen, der ein Fluid durch die Leitung 14 aus
dem flexiblen Behälter 20 zieht.
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2 stellt eine schematische
Darstellung des Fluidpegeldetektors von 22 der vorliegenden
Erfindung dar, der innerhalb des flexiblen Behälters 20 positioniert
gezeigt ist. Der Fluidpegeldetektor 22 liefert ein einen
Fluidpegel angebendes Signal, das durch die Drucksteuerung 16 zu
einem Identifizieren eines Niedrig-Fluidpegel-Zustands verwendet
wird.
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Der
Fluidpegeldetektor 22 der vorliegenden Erfindung umfaßt einen
Lichtleitungsabschnitt 24 zu einem Liefern von Licht entlang
einem Lichtweg durch ein Fluid. Wenn Fluid von dem flexiblen Behälter 20 ausgestoßen wird,
ist die Lichtweglänge
durch dieses Fluid entsprechend der Fluidmenge in dem flexiblen
Behälter 20 verändert. Diese
Variation bei der Lichtweglänge
erzeugt eine entsprechende Variation bei einer Lichtintensität in dem
Lichtleitungsabschnitt 24, die einen Fluidpegel innerhalb
des flexiblen Behälters 20 angibt.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Fluidpegeldetektor 22 der
vorliegenden Erfindung einen Lichtleitungsabschnitt 24 zu
einem Liefern von Licht entlang einem Einfallendes-Licht-Weg zu
einem Reflektor 26. Licht, das von dem Reflektor 26 entlang
einem Reflektiertes-Licht-Weg reflektiert wird, wird durch die Lichtleitung 24 empfangen.
Der Reflektor 26 ist durch einen Reflektorpositionierungsabschnitt
positioniert, der eine Basis 28, ein Paar von Schaufeln 30 und 32 und eine
Vorspanneinrichtung 34 umfaßt, die an dem Reflektor 26 und
jeder der Schaufeln 30 und 32 angebracht ist.
Der Reflektorpositionierungsabschnitt ermöglicht es, daß sich die
Stellung des Reflektors abhängig
von der Fluidmenge in dem flexiblen Behälter 20 verändert. Ein
Verändern
der Stellung des Reflektors 26 relativ zu der Lichtleitung 24 verändert die Lichtweglänge durch
ein Fluid. Weil der Lichtweglängenabschnitt
innerhalb eines Fluids verändert
ist, wird Licht, das sich entlang diesem Lichtweg bewegt, durch
ein Fluid abhängig
von der Länge
des Lichtwegs durch das Fluid gedämpft. Daher resultiert ein Verändern der
Lichtweglänge
in einer entsprechenden Veränderung
bei einer Lichtintensität
entlang dieser Lichtweglänge.
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Licht
wird durch einen Lichtemitter/-detektor 36 zu der Lichtleitung 24 geliefert.
Der Lichtemitter/-detektor 36 kann an dem Fluidbehälter 10 oder innerhalb
der Drucksteuerung 16 positioniert sein. Bei dem Fall,
bei dem der Lichtemitter/-detektor 36 an der Drucksteuerung 16 positioniert
ist, kann die Verbindung 18 die Lichtleitung 24 sein,
die sich den ganzen Weg zu der Drucksteuerung 16 erstreckt.
Der Lichtemitter/-detektor 36 umfaßt einen Lichtemitterabschnitt 38 und
einen Lichtdetektorabschnitt 40. Der Lichtemitterabschnitt 38 liefert
ein Lichtsignal oder einen Strahl zu der Lichtleitung 24.
Dieses Lichtsignal oder dieser Lichtstrahl wird entlang der Lichtleitung 24 in
den Fluidbehälter 12 entlang
einem Einfallendes-Licht-Weg übertragen,
der auf den Reflektor 26 auftrifft. Ein reflektierter Lichtstrahl
entlang einem Reflektiertes-Licht-Weg strahlt von dem Reflektor 26 aus,
der auf die Lichtleitung 24 auftrifft und entlang der Lichtleitung 24 zu
dem Lichtdetektorabschnitt 40 übertragen wird. Der Lichtdetektor 40 erfaßt Licht, das
sich von dem Lichtemitter 38 entlang der Lichtleitung 24 zu
dem Reflektor 26 zurück
entlang der Lichtleitung 24 bewegt. Es ist der Abschnitt
des Lichtwegs zwischen der Lichtleitung 24 und dem Reflektor 26, der
sich durch ein Fluid erstreckt. Daher verändert eine Veränderung
der Lichtweglänge
durch diesen Fluidabschnitt die optische Dichte des Lichtwegs, wodurch
die Lichtdämpfung
entlang dem Lichtweg basierend auf der Fluidmenge in dem Behälter verändert ist.
Es ist die variierende Lichtintensität, die durch den Detektor 40 erfaßt wird
und eine Fluidmenge in dem flexiblen Behälter 20 angibt.
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Bei
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
die Lichtleitung 24 eine Faseroptikleitung, bei der der
Lichtemitter 38 auf eine herkömmliche Weise ein Signal zu
derselben liefert. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfaßt der Lichtdetektor 40 ein Lichtsignal
an der Lichtleitung 24 auf eine herkömmliche Weise. Die Lichtleitung 24 kann
ferner aus einer einzelnen Faser oder mehr als einer getrennten
Faser gebildet sein.
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Ein
Anschlußstück 42 ist
zu einem Enthalten von Tinte innerhalb des Behälters 20 bereitgestellt, während es
ermöglicht
ist, daß Tinte
durch die Leitung 14 zu dem Druckkopf 12 fließt. Zusätzlich ermöglicht das
Anschlußstück 42,
daß sich
Lichtsignale oder Lichtstrahlen entlang der Lichtleitung 24 durch
das Anschlußstück 42 bewegen,
wodurch die Übertragung
von Licht in den und aus dem Fluidbehälter 10 ermöglicht ist.
Der flexible Behälter 20 bildet eine
hermetische Dichtung mit dem Anschlußstück 42. Das Anschlußstück 42 ist
durch eine haftende Bindung oder eine Schweißung an dem flexiblen Behälter 20 angebracht,
eine gewisse herkömmliche Technik
zu einem Bilden einer hermetischen Dichtung.
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Wie
es in 2 dargestellt
ist, ist der flexible Behälter 20 mit
Fluid gefüllt
und enthält
wenig oder keine Luft. Wenn Fluid von dem flexiblen Behälter 20 entlang
der Leitung 14 zu dem Druckkopf 12 fließt, sinkt
der flexible Behälter 20 zusammen,
wie es in 3 und 4 gezeigt ist, um das verlorene
Fluid zu verschieben. Es ist das Zusammensinken des flexiblen Behälters 20,
das in einer Wechselwirkung mit dem Reflektorpositionierungsgerät steht,
um die Lichtweglänge
durch ein Fluid zu verändern.
Es ist diese Veränderung
bei einer Lichtweglänge,
die die Lichtintensität
verändert,
wodurch eine Fluidmenge in dem flexiblen Behälter 20 angegeben
wird.
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Der
Fluidpegeldetektor 22, der der Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist, wird nun detaillierter erörtert. Der Fluidpegeldetektor 22 umfaßt eine Lichtleitung 24.
Ein Basisabschnitt 28 ist befestigt, um eine Stellung aufzuweisen,
die relativ zu der Lichtleitung 24 fest ist. Bei einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
ist das Basisbauglied 28 durch ein preßsitzmäßiges Einbringen der Basis 28 auf
die Leitung 24 an der Lichtleitung 24 befestigt.
Alternativ kann die Basis 28 auf eine Vielfalt von Weisen
an der Leitung 24 befestigt werden, wie beispielsweise
ein haftendes Bonden oder Schweißen der Basis an die Leitung 24.
Bei einem alternativen Ausführungsbeispiel
(nicht gezeigt) ist die Basis 28 an dem Anschlußstück 42 angebracht
oder als ein Teil desselben gebildet.
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Die
Schaufeln 30 und 32 sind bewegbar an der Basis 28 angebracht,
wobei ermöglicht
ist, daß sich
die Schaufeln 30 und 32 nach innen zueinander hin
falten. Das Vorspannungsbauglied 34 ist zwischen die Schaufeln 30 und 32 geschaltet,
wobei die Schaufeln 30 und 32 nach außen voneinander
weg vorgespannt werden. Das Reflexionsbauglied 26 ist an
dem Vorspannungsbauglied 34 befestigt. Das Reflexionsbauglied 26 weist
eine reflektierende Oberfläche 44 auf,
die zu der Lichtleitung 24 hin positioniert ist.
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Wenn
der flexible Behälter 20 mit
Fluid gefüllt ist,
sind die Schaufeln 30 und 32 ausgewählt, um eine
Länge aufzuweisen,
derart, daß das
Vorspannungsbauglied 34 die Schaufeln 30 und 32 nach
außen
voneinander weg vorspannt. Wenn die Schaufeln 30 und 32 sich
nach außen
erstrecken, ist das Reflexionsbauglied 26 in der Nähe der Lichtleitung 24 positioniert,
derart, daß die
reflektierende Oberfläche 44 die
Lichtleitung 24 in Eingriff nimmt oder beinahe in Eingriff
nimmt, wie es in 2 gezeigt
ist.
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Wenn
der flexible Behälter 20 durch
die Leitung 14 dem Druckkopf 12 Tinte liefert,
sinkt der flexible Behälter 20 an
den Schaufeln 30 und 32 zusammen, wobei die Schaufeln
nach innen zueinander hin getrieben werden. Wenn die Schaufeln 30 und 32 nach
innen zueinander hin bewegt werden, wird das Vorspannungsbauglied 34 ausgelenkt
oder beugt sich in eine Richtung weg von der Lichtleitung 24.
Die Bewegung oder Auslenkung des Vorspannungsbauglieds 34 weg
von der Lichtleitung 24 bewegt die reflektierende Oberfläche 44 von
der Lichtleitung 24, wobei die Lichtleitung 24 und
die reflektierende Oberfläche 44 getrennt
werden, wie es in 3 gezeigt ist.
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Wenn
Fluid fortfährt,
aus dem flexiblen Behälter 20 zu
fließen,
sinkt der flexible Behälter 20 in sich
selbst zusammen, wobei die Schaufeln 30 und 32 nach
innen oder zueinander hin getrieben werden, was das Vorspannungsbauglied 34 weiter
von der Lichtleitung 24 weg bewegt oder auslenkt. Wenn
das Vorspannungsbauglied 34 von der Lichtleitung 24 weg
bewegt wird, werden der Reflektor 26 und die reflektierende
Oberfläche 44 entsprechend
von der Lichtleitung 24 weg bewegt, wie es in 4 gezeigt ist. Wenn der
flexible Behälter 20 weiter
zusammensinkt, werden die Schaufeln 30 und 32 zueinander hinbewegt,
wobei das Vorspannungsbauglied 34 weiter von der Lichtleitung 24 wegbewegt
oder ausgelenkt wird, was die Trennung zwischen der Lichtleitung 24 und
der reflektierenden Oberfläche 44 erhöht.
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Licht,
das durch den Lichtemitter 38 zu der Lichtleitung 24 geliefert
wird, bewegt sich entlang der Lichtleitung 24 zu der reflektierenden
Oberfläche 44 des
Reflektors 26. Dieses an der reflektierenden Oberfläche 44 einfallende
Licht wird zurück
reflektiert und trifft auf die Lichtleitung 24 auf, um
durch den Lichtdetektor 40 erfaßt zu werden, wie es durch 2 dargestellt ist. Weil
sich die reflektierende Oberfläche
in naher Nähe
zu der Lichtleitung 24 befindet, sind der Lichtweg zwischen
der Lichtleitung 24, die auf die reflektierende Oberfläche 44 einfällt, und
der Lichtweg von der reflektierenden Oberfläche 44 zu der Lichtleitung 24 sehr
kurz und diese Wege erstrecken sich durch wenig Fluid innerhalb
des flexiblen Behälters 20.
Wenn jedoch Fluid aus dem flexiblen Behälter 20 ausgetrieben
wird, wird die Trennung zwischen der reflektierenden Oberfläche 44 und
der Lichtleitung 24 größer. Wenn
sich die Trennung zwischen der Lichtleitung 24 und der
reflektierenden Oberfläche 44 erhöht, erhöht sich
der Einfallendes- und Reflektiertes-Licht-Weg zwischen der Lichtleitung 24 und
der reflektierenden Oberfläche 44.
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Die
Trennung zwischen der Lichtleitung 24 und der reflektierenden
Oberfläche 44 bei
einem teilweise zusammengesunkenen flexiblen Behälter 20 ist in 3 gezeigt, wobei der gepunktete
Abschnitt zu Darstellungszwecken stark vergrößert gezeigt ist. Der vergrößerte Abschnitt
von 3 zeigt die Lichtleitung 24 und
den Reflektor 26, der eine reflektierende Oberfläche 44 aufweist.
Die reflektierende Oberfläche 44 ist
von der Lichtleitung 24 durch eine Beabstandung getrennt,
die als L bezeichnet ist. Ein Pfeil 46 ist gezeigt, der
einen durch die Lichtleitung 24 gelieferten Einfallendes-Licht-Strahl
darstellt, der auf die reflektierende Oberfläche 44 auftrifft.
Ein Pfeil 48 ist gezeigt, um einen Reflektiertes-Licht-Strahl
von der reflektierenden Oberfläche 44 darzustellen,
der auf die Lichtleitung 24 auftrifft.
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Es
ist zu ersehen, daß,
wenn sich die Trennung, L, zwischen der Lichtleitung 24 und
der reflektierenden Oberfläche 44 erhöht, die
Lichtweglänge zwischen
dem Lichtemitter 38 und dem Lichtdetektor 44 um
2-mal L wächst.
Da sich zusätzlich
dieser Lichtweg in der Region zwischen der Lichtleitung 24 und
der reflektierenden Oberfläche 44 durch
Fluid bewegt, das innerhalb des flexiblen Behälters 20 enthalten
ist, wird das durch den Lichtdetektor 40 empfangene Licht
basierend auf den optischen Eigenschaften des Fluids und der Beabstandung
L zwischen der Lichtleitung 24 und der reflek tierenden Oberfläche 44 gedämpft. Daher
wird bei einer gegebenen Beabstandung L zwischen der Lichtleitung 24 und
der reflektierenden Oberfläche 44 ein
Fluid, das eine größere optische
Dichte aufweist, eine größere Dämpfung des
durch den Lichtemitter 38 gelieferten Lichtstrahls liefern
als ein Fluid, das eine geringere optische Dichte aufweist. Je größer zusätzlich bei
einem gegebenen Fluid innerhalb des flexiblen Behälters 20,
das eine gegebene optische Dichte aufweist, die Beabstandung L zwischen
der optischen Leitung 24 und der reflektierenden Oberfläche 44 ist,
desto größer ist
die Dämpfung
des durch den Lichtemitter 38 gelieferten Lichtsignals,
das durch den Lichtdetektor 44 erfaßt wird.
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Durch
ein ordnungsgemäßes Auswählen der Längen der
Schaufeln 30 und 32 und Positionen, an denen die
Schaufeln 30 und 32 an der Basis 28 angebracht
sind, wobei Gelenkpunkte gebildet sind, liefert der Fluidpegeldetektor 22 eine
sehr genaue Auslösepunkterfassung.
Eine genaue Auslösepunkterfassung
ist durch ein Auswählen
der Schaufeln 30 und 32 und der Gelenkpunkte erreicht,
derart, daß eine
große
Trennung L zwischen der Lichtleitung 24 und der reflektierenden
Oberfläche 44 bei
dem Punkt erreicht ist, an dem sich eine ausgewählte Menge an Fluid in dem
flexiblen Behälter 20 befindet.
Bei undurchlässigen
Fluids, wie beispielsweise Drucktinten, ist eine geringe Größe einer
Trennung L zwischen der Lichtleitung 24 und der reflektierenden
Oberfläche 44 ausreichend,
um das Reflektiertes-Licht-Signal zu dämpfen, das durch den Detektor 40 empfangen
wird, wodurch ein Auslösepunkt-
oder Niedrig-Tinte-Zustand erzeugt ist.
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Der
Fluidpegeldetektor 22 der vorliegenden Erfindung liefert
ein voraussagbares Signal, das auf der Fluidmenge in dem flexiblen
Behälter 20 basiert. Die
Fluidpegelerfassung basiert auf dem Zusammensinken des flexiblen
Behälters 20,
aber ist relativ unempfindlich für
die spezielle Weise, auf die der flexible Behälter 20 zusammensinkt.
Daher kann der flexible Behälter 20 auf
mehrere unterschiedliche Weisen zusammensinken und während jeder
der unterschiedlichen Weisen eines Zusammensinkens erzeugt der Fluidpegeldetektor
der vorliegenden Erfindung 22 ein Signal bei näherungsweise
der gleichen Fluidmenge in dem flexiblen Behälter 20.
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Der
Fluidpegeldetektor 22 der vorliegenden Erfindung kann auch
zu einem Identifizieren eines Bereichs von Fluidpegeln verwendet
werden. Die Schaufellängen
und Gelenkpunkte können
ausgewählt
sein, derart, daß ein
Bereich von Lichtpegelsignalen über
einen interessierenden Fluidpegelbereich durch den Lichtdetektor 40 erfaßt werden
kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist der Lichtdetektor 40 zu einem Identifizieren eines
Bereichs von Lichtintensitäten
von einer vollen Intensität,
bei der die reflektierende Oberfläche gegen die Lichtleitung 24 gedrückt ist,
bis zu keinem Lichtsignal in der Lage, woraufhin die reflektierende
Oberfläche
ausreichend von der Lichtleitung 24 beabstandet ist, daß kein Licht
reflektiert wird. Das Lichtdetektorausgangssignal 40 stellt
dann die relative Fluidmenge innerhalb des flexiblen Behälters 20 dar.
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Bei
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel sind
die Schaufeln 30 und 32 innerhalb der Basis 28 zusammengeformt,
um ein Filmgelenk zu bilden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Schaufeln 30 und 32 und
der Basisabschnitt aus Polyethylen hoher Dichte (HDPE = high density
polyethylene) hergestellt. Bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist
der Reflektor 26 aus einem nachgebenden Kissen aus Silikon
oder Naturkautschuk (Latex) oder einem Ethylen-Propylen-Dien-Monomer (EPDM)
hergestellt. Der Reflektor 26 kann unter Verwendung eines Haftmittels
mit dem Vorspannungsbauglied oder einer Feder 34 verbunden
sein oder die Feder 34 kann an einer Seite des Reflektors 26 durchstoßen sein, wobei
Ohren gebildet sind. Diese Ohren können nach unten gefaltet werden,
um den Reflektor 26 an dem Vorspannungsbauglied 34 zu
befestigen. Das Vorspannungsbauglied 34 bei diesem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
ist ausgewählt,
um eine Feder zu sein, die eine natürliche Form aufweist, die gerade ist,
und stark genug ist, um die Schaufeln 30 und 32 offen
vorgespannt zu halten, aber einen geringen Wiederstand gegen ein
Kollabiertwerden präsentiert. Zum
Beispiel ist die Feder bei diesem bevorzugten Ausführungsbeispiel
ausgewählt,
so daß ein
durch den Druckkopf 12 gelieferter Unterdruck ausreichend ist,
um die Schaufeln 30 und 32 zusammenfallen zu lassen.
Die Federenden können
an den Schaufeln 30 und 32 durch ein Verwenden
von Stiften oder den Federenden angebracht sein, die durch Öffnungen
innerhalb der Schaufeln 30 und 32 eingebracht
und gepreßt
werden können,
um dieselben an einem Herausrutschen zu hindern. Diese Feder ist
vorzugsweise aus ¾-hartem
rostfreiem Stahl hergestellt.
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Bei
noch einem anderen alternativen Ausführungsbeispiel ist die Lichtleitung 24 in
zwei getrennten Lichtleitungen oder Faseroptikfäden gebildet, wobei ein Faden
mit dem Lichtemitter 38 verbunden ist und der andere Faden
mit dem Lichtdetektor 40 verbunden ist. Diese zwei Fäden sind
innerhalb des flexiblen Behälters 20 positioniert,
derart, daß die Fäden, wenn
der flexible Behälter 20 zusammensinkt,
entweder Ende an Ende zusammengebracht werden oder von einer Ende-an-Ende-Stellung
getrennt werden. Auf diese Weise kann ein Tintenpegel basierend
auf einer Beabstandung zwischen dem Ende der lichtemittierenden
Leitung und dem Ende der lichterfassenden Leitung bestimmt werden.
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Die
vorliegende Erfindung ist ein relativ kostengünstiges Verfahren zu einem
Erfassen eines Fluidpegels. Der Fluidpegeldetektor 22 ist
leicht herzustellen und verwendet kostengünstige Stückteile. Zusätzlich erfordert
der Fluidpegeldetektor 22 der vorliegenden Erfindung keine
genaue Ausrichtung der Lichtleitung 24 und des Lichtemitters/-detektors 36, was
diesen Detektor gut geeignet zu einer Verwendung bei einer Tintenkassette
macht, die in ein Drucksystem eingesteckt werden kann. Schließlich stellt
die vorliegende Erfindung ein Fluidpegelsignal bereit, das unabhängig von
der speziellen Weise ist, auf die der Fluid behälter zusammensinkt, wodurch ein
Signal erzeugt wird, das ein guter Prädiktor des Fluidpegels ist.