DE69804148T2

DE69804148T2 - Mechanical and electrical coding device for replaceable ink cartridge

Info

Publication number: DE69804148T2
Application number: DE1998604148
Authority: DE
Inventors: Michael L. Bullock; Winthrop D. Childers; Susan Marie Hmelar; David O. Merrill; John Anthony Underwood
Original assignee: Hewlett Packard Co
Current assignee: HP Inc
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1998-05-06
Publication date: 2003-01-09
Anticipated expiration: 2018-05-07
Also published as: EP0878307A2; EP0878307A3; EP0878307B1; JPH10323995A; DE69804148D1

Description

FIELD OF INVENTION

Diese Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahldrucker und dergleichen und insbesondere auf ein mechanisches und elektrisches Schlüsselsystem, das sicherstellt, daß ein Tintenstrahldrucker nur dann arbeitet, wenn eine austauschbare Tintenkassette eingebracht worden ist, die Tinte enthält, die mit dem Drucker kompatibel ist.This invention relates to ink jet printers and the like, and more particularly to a mechanical and electrical key system that ensures that an ink jet printer will only operate when a replaceable ink cartridge has been installed containing ink compatible with the printer.

BACKGROUND OF THE INVENTION

Der Stand der Technik hat vorgeschlagen, daß austauschbare Tintenstrahldruckköpfe und Tintenkassetten einen Parameterspeicher zur Speicherung von Betriebsparametern umfassen, die verwendet werden, um Druckoperationen zu steuern. Zum Beispiel speichert das U.S.-Patent 5 138 344 an Ujita Informationen auf einer austauschbaren Tintenkassette, und diese Informationen beziehen sich auf Steuerparameter für den Drucker. Das U.S.-Patent 5 365 312 an Hillmann u. a. beschreibt die Verwendung einer Speichervorrichtung, die mit einem Tintenreservoir zur Speicherung von Tintenverbrauchsdaten integriert ist. Das europäische Patent EP 0 720 916 beschreibt ein Tintenreservoir, das einen Speicher zur Speicherung von Daten bezüglich der Identität des Tintenvorrats und seines Füllpegels umfaßt.The prior art has suggested that replaceable ink jet printheads and ink cartridges include parameter memory for storing operating parameters used to control printing operations. For example, U.S. Patent 5,138,344 to Ujita stores information on a replaceable ink cartridge, and this information relates to control parameters for the printer. U.S. Patent 5,365,312 to Hillmann et al. describes the use of a memory device integrated with an ink reservoir for storing ink usage data. European Patent EP 0 720 916 describes an ink reservoir that includes memory for storing data regarding the identity of the ink supply and its fill level.

Die EP0789322, die unter den Artikel 54(3) EPÜ fällt und daher nur für die Frage der Neuheit relevant ist, offenbart eine Drucker-/Kopierervorrichtung, die angepaßt ist, um eine Austauschtintenkassette zu empfangen. Die Vorrichtung umfaßt eine Aufnahme mit einem ersten Verbinder, der mit einem Prozessor gekoppelt ist, der den Betrieb der Vorrichtung steuert. Die Kassette umfaßt einen zweiten Verbinder, der mit dem ersten Verbinder und einem seriellen Zugriffsspeicher zusammenpaßt. Datenübertragungen werden sowohl an den als auch aus dem Speicher, der Daten wie z. B. Kassettennutzungsdaten enthält, ermöglicht.EP0789322, which falls under Article 54(3) EPC and is therefore only relevant to the question of novelty, discloses a printer/copier apparatus adapted to receive a replacement ink cartridge. The apparatus comprises a receptacle having a first connector coupled to a processor that controls the operation of the apparatus. The cartridge comprises a second connector coupled to the first connector and a serial access memory Data transfers are enabled both to and from the memory, which contains data such as cartridge usage data.

Die Probleme der Kompatibilität zwischen austauschbaren Tintenkassetten und Druckern, die diese Tintenkassetten empfangen, sind im Stand der Technik durch Bereitstellen von mechanischen Schlüsselmerkmalen, die ein Einbringen von austauschbaren Tintenkassetten vermeiden, die Tinten enthalten, die mit dem Drucker inkompatibel sind, in Angriff genommen worden. Solange ein Drucker nur eine einzige austauschbare Tintenkassette verwendet, ist das mechanische Schlüsselsystem eine hinreichende Lösung des Problems.The problems of compatibility between replaceable ink cartridges and printers that receive those ink cartridges have been addressed in the prior art by providing mechanical key features that avoid introducing replaceable ink cartridges containing inks that are incompatible with the printer. As long as a printer uses only a single replaceable ink cartridge, the mechanical key system is a sufficient solution to the problem.

Doch bei Vollfarben-Tintenstrahldruckern werden vier austauschbare Kassetten verwendet, die vier unterschiedliche mechanische Schlüsselanordnungen erfordern. In jüngerer Zeit sind verschiedene Typen von Tinten erhältlich geworden, die konzipiert sind, um für spezifische Anwendungen verwendet zu werden. Zum Beispiel sind einige Tintenkategorien spezifisch zur Anwendung auf einfache Papierdruckaufgaben konzipiert, bei denen eine hohe Kantengenauigkeit eine grundlegende Anforderung darstellt. Andere Tintentypen sind zur Verwendung bei Glanzoberflächenmedienblättern etc. entwickelt worden. Folglich sind mechanische Schlüsselfunktionsverfahren immer komplexer geworden.However, full-color inkjet printers use four interchangeable cartridges that require four different mechanical key arrangements. More recently, different types of inks have become available that are designed to be used for specific applications. For example, some ink categories are specifically designed for use on simple paper printing tasks where high edge accuracy is a basic requirement. Other ink types are designed for use on glossy surface media sheets, etc. Consequently, mechanical keying procedures have become increasingly complex.

Es ist vorgeschlagen worden, daß ein elektronisches Schlüsselfunktionsverfahren angewendet werden soll, bei dem ein Parameter, der in einem Speichermodul gespeichert ist, das an einer Tintenkassette angebracht ist, einen Identifizierer enthalten würde, der einem Drucker ermöglichen würde, zu erfahren, ob die in der Kassette enthaltene Tinte kompatibel oder inkompatibel sei. Doch wenn einer Kassette, die eine inkompatible Tinte enthält, ermöglicht wird, sich mit einem fluidischen Verbinder im Drucker zu koppeln, bevor die elektronische Abfrage des Speichers freigegeben wird, besteht eine Wahrscheinlichkeit, daß ein Teil der inkompatiblen Tinte zumindest die fluidische Verbindung zum Drucker verunreinigen wird. In so einem Fall, wenn die Tinte hoch inkompatibel ist (z. B. einen Niederschlag schafft, wenn sie mit einer zuvor verwendeten Tinte kombiniert wird), die falsche Farbe hat, eine Viskosität, die die Öffnungen eines Druckkopfs verstopft etc., manifestiert, kann so eine Kopplung zu schweren Druckerschäden führen.It has been proposed that an electronic keying method should be used in which a parameter stored in a memory module attached to an ink cartridge would contain an identifier which would enable a printer to know whether the ink contained in the cartridge is compatible or incompatible. However, if a cartridge containing an incompatible ink is allowed to interface with a fluidic connector in the printer before electronic interrogation of the memory is enabled, there is a likelihood that some of the incompatible ink ink will at least contaminate the fluidic connection to the printer. In such a case, if the ink is highly incompatible (e.g. creates a precipitate when combined with a previously used ink), has the wrong color, manifests a viscosity that clogs the orifices of a print head, etc., such coupling can lead to serious printer damage.

Folglich ist es eine Aufgabe der Erfindung, ein Schlüsselsystem zu schaffen, das das Einbringen einer austauschbaren Tintenkassette in einen Drucker vermeidet, wenn die Tintenkassette eine höchst inkompatible Tinte enthält.Accordingly, it is an object of the invention to provide a key system that avoids the insertion of a replaceable ink cartridge into a printer when the ink cartridge contains a highly incompatible ink.

Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Schlüsselsystem für einen Drucker zu schaffen, das ein anfängliches Einbringen einer austauschbaren Tintenkassette ermöglicht, wenn die Tintenkassette entweder eine kompatible Tinte oder eine Tinte enthält, die, obwohl sie inkompatibel ist, keine irreversiblen Druckerschäden infolge einer fluidischen Kopplung derselben zum Drucker schafft.It is a further object of this invention to provide a key system for a printer that allows initial insertion of a replaceable ink cartridge when the ink cartridge contains either a compatible ink or an ink that, although incompatible, does not create irreversible printer damage as a result of fluidic coupling thereof to the printer.

SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung schafft, wie in den beigefügten Ansprüchen angeführt, ein Drucksystem, das eine austauschbare Tintenkassette in Kombination mit einem Tintenstrahldrucker aufweist.The present invention provides, as set out in the appended claims, a printing system comprising a replaceable ink cartridge in combination with an inkjet printer.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung eines Drucksystems, das eine Tintenkassette der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine fluidische Verbindung und eine elektrische Verbindung mit dem Drucksystem bildet;Figure 1 is a schematic representation of a printing system showing an ink cartridge of the present invention forming a fluidic connection and an electrical connection with the printing system;

Fig. 1a ist eine schematische Darstellung von bestimmten Parametern, die in einem Speicher gespeichert sind, der an der Tintenkassette der vorliegenden Erfindung angebracht ist;Figure 1a is a schematic representation of certain parameters stored in a memory attached to the ink cartridge of the present invention;

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht eines Tintenstrahldruckers mit abgenommener Abdeckung, der die Tintenkassette der vorliegenden Erfindung umfaßt;Fig. 2 is a perspective view of an inkjet printer with the cover removed, incorporating the ink cartridge of the present invention;

Fig. 3 ist eine Tintenvorratsaufnahme des Typs, der bei dem Drucker von Fig. 2 verwendet wird, der aufgebrochen gezeigt ist, wobei eine Tintenkassette zum Einbringen in dieselbe positioniert ist;Fig. 3 is an ink supply receptacle of the type used in the printer of Fig. 2, shown broken away with an ink cartridge positioned for insertion therein;

Fig. 4 stellt eine vereinfachte Schnittansicht, die teilweise aufgebrochen ist, dar, die entlang der Linie A-A' von Fig. 3 genommen wurde, wobei die Tintenkassette in eine Tintenkassettenaufnahme von Fig. 3 installiert ist;Fig. 4 is a simplified sectional view, partially broken away, taken along the line A-A' of Fig. 3, with the ink cartridge installed in an ink cartridge receptacle of Fig. 3;

Fig. 5 stellt ein logisches Flußdiagramm der Auswirkung der mechanischen und elektronischen Schlüsselfunktion der Erfindung an einem empfangenden Tintenstrahldrucker dar.Figure 5 illustrates a logic flow diagram of the effect of the key mechanical and electronic functions of the invention on a receiving inkjet printer.

DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Fig. 1 stellt schematisch einen Tintenstrahldrucker 10 dar, der eine Tintenkassette 12 umfaßt, die die Erfindung umfaßt. Der Tintenstrahldrucker 10 umfaßt ferner eine Tintenkassetten-Empfangsstation 14, die eine Mehrzahl von Kassettenempfangsaufnahmen 15 aufweist. Ein Tintenstrahldruckkopf 16 und eine Drucksteuerung 18 (z. B. ein Mikroprozessor) sind ebenfalls bei einem Tintenstrahldrucker 10 enthalten. Ein Drucken wird durch den Drucker 10 ausgeführt, der ein Ausstoßen von Tinte aus dem Druckkopf 16 unter Steuerung einer Drucksteuerung 18 bewirkt.Fig. 1 schematically illustrates an ink jet printer 10 including an ink cartridge 12 embodying the invention. The ink jet printer 10 further includes an ink cartridge receiving station 14 having a plurality of cartridge receiving receptacles 15. An ink jet print head 16 and a print controller 18 (e.g., a microprocessor) are also included in an ink jet printer 10. Printing is performed by the printer 10, which has a Ejection of ink from the print head 16 under the control of a print controller 18.

Der Druckkopf 16 ist mit der Steuerung 18 durch eine elektrische Verbindung 19 verbunden. Tinte wird an den Druckkopf 16 mittels einer Fluidrohrleitung 21 geliefert, die den Druckkopf 16 fluidisch mit der Tintenkassetten- Empfangsstation 14 verbindet. Der Tintencontainer 12 umfaßt einen Fluidkoppler 20, der in Fluidkommunikation mit dem Fluid in einem Tintenreservoir 22 steht. Die Tintenkassette 12 umfaßt ferner eine Mehrzahl von elektrischen Kontakten 24, die mit einem Speicher 26 elektrisch verbunden sind.The printhead 16 is connected to the controller 18 by an electrical connection 19. Ink is supplied to the printhead 16 by means of a fluid conduit 21 which fluidly connects the printhead 16 to the ink cartridge receiving station 14. The ink container 12 includes a fluid coupler 20 which is in fluid communication with the fluid in an ink reservoir 22. The ink cartridge 12 further includes a plurality of electrical contacts 24 which are electrically connected to a memory 26.

Der Fluidkoppler 20 und die elektrischen Kontakte 24 ermöglichen, daß die Tintenkassette 12 zuverlässig mit einem Fluideinlaßkoppler 28 bzw. elektrischen Kontakten 30, die der Aufnahme 15 zugeordnet sind, verbunden wird. Die Aufnahme 15 ermöglicht, daß Tinte aus dem Tintenreservoir 22 an den Druckkopf 16 über die Fluidrohrleitung 21 übertragen wird. Zusätzlich ermöglicht die Aufnahme 15 die Übertragung von Informationen zwischen dem Speicher 26 und der Drucksteuerung 18 über eine elektrische Verbindung 32.The fluid coupler 20 and electrical contacts 24 enable the ink cartridge 12 to be reliably connected to a fluid inlet coupler 28 and electrical contacts 30, respectively, associated with the receptacle 15. The receptacle 15 enables ink to be transferred from the ink reservoir 22 to the print head 16 via the fluid conduit 21. In addition, the receptacle 15 enables the transfer of information between the memory 26 and the print controller 18 via an electrical connection 32.

Fig. 2 stellt eine perspektivische Ansicht des Tintenstrahldruckers 10 mit abgenommener Abdeckung dar, der mehrere Tintenkassetten 12 enthält. Der Drucker 10 umfaßt eine Ablage 40 zum Halten eines Papiervorrats. Wenn eine Druckoperation initiiert wird, wird ein Blatt Papier aus der Ablage 40 dem Drucker 10 unter Verwendung eines Blattzuführers (nicht gezeigt) zugeführt. Während des Druckens laufen Papierblätter durch eine Druckzone 42, woraufhin ein Abtastwagen bzw. Bewegungswagen 44, der einen oder mehrere Druckköpfe 16 enthält, entlang des Blatts zum Drucken eines Bands Tinte auf dasselbe bewegt wird. Das Blatt Papier wird schrittweise durch die Druckzone 42 befördert, während der Abtastwagen 44 eine Reihe von Bändern von Tinte druckt, um auf demselben Bilder zu bilden. Nachdem das Drucken vollendet ist, wird das Blatt in einer Ausgabeablage 46 positioniert und der Prozeß wiederholt sich.Fig. 2 illustrates a perspective view of the ink jet printer 10 with the cover removed and containing a plurality of ink cartridges 12. The printer 10 includes a tray 40 for holding a supply of paper. When a printing operation is initiated, a sheet of paper is fed from the tray 40 to the printer 10 using a sheet feeder (not shown). During printing, sheets of paper pass through a print zone 42 whereupon a scanning carriage 44 containing one or more print heads 16 is moved along the sheet to print a band of ink thereon. The sheet of paper is incrementally fed through the print zone 42 as the scanning carriage 44 prints a series of bands of ink to form images thereon. After printing is completed the sheet is positioned in an output tray 46 and the process repeats.

Der Abtastwagen 44 bewegt sich auf einem Bewegungsmechanismus, der eine Schieberstange 48 umfaßt, durch die Druckzone 42. Eine Positionierungseinrichtung, wie z. B. ein kodierter Streifen (nicht gezeigt), wird in Verbindung mit einem Photodetektor beim Abtastwagen 44 zum präzisen Positionieren des Abtastwagens 44 verwendet. Ein Schrittmotor (nicht gezeigt), der mit dem Abtastwagen 44 über eine Antriebsriemen- und Scheibenanordnung verbunden ist, wird zum Transportieren des Abtastwagens 44 über die Druckzone 42 verwendet.The scanning carriage 44 moves through the print zone 42 on a moving mechanism including a slider bar 48. A positioning device, such as an encoded strip (not shown), is used in conjunction with a photodetector on the scanning carriage 44 to precisely position the scanning carriage 44. A stepper motor (not shown) connected to the scanning carriage 44 via a drive belt and pulley arrangement is used to transport the scanning carriage 44 across the print zone 42.

Der Abtastwagen 44 in Fig. 2 ist in einer nichtdruckenden Stellung gezeigt und ist benachbart zur Druckzone 42 angeordnet. Die nichtdruckende Stellung ist als "Wartungsstation" bekannt, die den Druckkopf 16 hält, um über längere Zeit eine optimale Druckqualität sicherzustellen. Jeder der Druckköpfe 16 ist durch ein Kabel (nicht gezeigt) mit der Drucksteuerung 18 gekoppelt, die wiederum die Druckaktionen derselben steuert.The scanning carriage 44 in Fig. 2 is shown in a non-printing position and is located adjacent to the print zone 42. The non-printing position is known as a "service station" which holds the print head 16 to ensure optimum print quality over time. Each of the print heads 16 is coupled by a cable (not shown) to the print controller 18, which in turn controls the printing actions thereof.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung, die ermöglicht, daß ein Tintencontainer 12 in einer Aufnahme 15 empfangen wird und mit dem Drucker 10 betrieben wird, nur wenn die im Reservoir 22 enthaltene Tinte eines Typs ist, der mit der durch den Drucker 10 verwendeten Tinte kompatibel ist. Wie aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich wird, wird eine Kombination aus einer mechanischen und elektrischen Schlüsselfunktion verwendet, um die Erfindung zu realisieren. Jedoch erfolgt vor der Beschreibung von Einzelheiten der Schlüsselfunktionsanordnung eine weitere Beschreibung des Aufbaus des Tintencontainers 21 und der Aufnahme 15.The present invention relates to a device that allows an ink container 12 to be received in a receptacle 15 and operated with the printer 10 only when the ink contained in the reservoir 22 is of a type compatible with the ink used by the printer 10. As will be apparent from the description below, a combination of mechanical and electrical keying is used to implement the invention. However, before describing details of the keying arrangement, a further description of the structure of the ink container 21 and the receptacle 15 will be given.

Die Tintenkassette 12 wird als außeraxialer Tintenvorrat bezeichnet, weil sie von einer Bewegungsachse, entlang der sich der Abtastwagen 44 bewegt, beabstandet ist. Sobald die Tintenkassette 12 richtig eingebracht und in einer Aufnahme 15 in die richtige Stelle arretiert worden ist, wird eine elektrische, mechanische und fluidische Schnittstellenverbindung mit dem Drucker 10 erreicht. Die Tinte läuft durch die Fluidschnittstelle in der Aufnahme 15, durch die fluidrohrleitung 21 (z. B. eine Röhrenanordnung, die fluidisch mit den Tintencontainern 54, 56, 58 und 60 verbunden ist) zu den entsprechenden Druckköpfen 16 auf dem Druckabtastwagen 44.The ink cartridge 12 is referred to as an off-axis ink supply because it is driven by an axis of motion along which the scanning carriage 44 moves. Once the ink cartridge 12 is properly inserted and locked into place in a receptacle 15, an electrical, mechanical and fluidic interface connection with the printer 10 is achieved. The ink passes through the fluidic interface in the receptacle 15, through the fluid conduit 21 (e.g., a tube assembly fluidically connected to the ink containers 54, 56, 58 and 60) to the corresponding printheads 16 on the print scanning carriage 44.

Der Tintenwagen 12 enthält einen Vorrat von Tinte, der entweder (i) aus einer ersten Klasse von Tinten stammt, die mit der Aufnahme, in die die Tintenkassette 12 eingebracht werden soll, kompatibel sind, oder (ii) aus einer zweiten Klasse von Tinten, die inkompatibel sind. Die erste Klasse von Tinten sind jene, die, wenn sie mit einem fluidischen Verbinder in der Aufnahme in Kontakt gebracht werden, den Drucker 10 nicht beschädigen. Die zweite Klasse von Tinten sind jene, die, wenn ihnen ein Kontakt mit dem Fluidverbinder ermöglicht wird, schwere Schäden verursachen. Solche Tinten können von dem Typ sein, der nach dem Mischen mit einer zuvor verwendeten Tinte, die mit dem fluidischen. Verbinder verbunden ist, einen Niederschlag bildet, einen unterschiedlichen Farbstoff, eine unterschiedliche Viskosität etc. aufweisen. Zum Beispiel ist es wichtig, das Vermischen von schwarzen und farbigen Tinten bei diesem System zu vermeiden.The ink carriage 12 contains a supply of ink that is either (i) from a first class of inks that are compatible with the receptacle into which the ink cartridge 12 is to be inserted, or (ii) from a second class of inks that are incompatible. The first class of inks are those that, when brought into contact with a fluidic connector in the receptacle, will not damage the printer 10. The second class of inks are those that, when allowed to contact the fluidic connector, will cause severe damage. Such inks may be of the type that, when mixed with a previously used ink connected to the fluidic connector, form a precipitate, have a different colorant, have a different viscosity, etc. For example, it is important to avoid mixing black and colored inks in this system.

In Fig. 3 ist eine Tintenkassette 12 abgebildet, die zum Einbringen in eine Aufnahme 15 in der Tintenkassetten- Empfangsstation 14 positioniert ist. Jede Kassette 12 umfaßt ein Ausrichtungs-/Führungsmerkmal 62 und ein Arretierungsmerkmal 64, die sowohl Ausrichtungs-, Arretierungs- als auch Schlüsselfunktionen bereitstellen. Die Ausrichtungs-/Führungsmerkmale 62 sind vorzugsweise auf gegenüberliegenden Seiten der Tintenkassette 12 positioniert. Entsprechende Ausrichtungsmerkmale 66 sind an gegenüberliegenden Enden von jeder Aufnahme 15 angeordnet. Die Verwendung der Ausrichtung/Führung 62 an gegenüberliegenden Enden der Kassette 14 umgeht den Bedarf nach Trennwänden zwischen den Kassetten 12 während des Einbringens.In Fig. 3, an ink cartridge 12 is shown positioned for insertion into a receptacle 15 in the ink cartridge receiving station 14. Each cartridge 12 includes an alignment/guide feature 62 and a locking feature 64 that provide both alignment, locking and keying functions. The alignment/guide features 62 are preferably positioned on opposite sides of the ink cartridge 12. Corresponding alignment features 66 are provided on opposite ends of each receptacle 15. The use of the alignment/guide 62 at opposite ends of the cassette 14 eliminates the need for partitions between the cassettes 12 during insertion.

Die Tintenkassette 12 weist einen länglichen Querschnitt senkrecht zur Richtung ihres Einbringens in die Aufnahme 15 auf. Die Ausrichtungsmerkmale 62 sind an gegenüberliegenden Enden positioniert, wobei die längliche Form der Kassette die Entfernung zwischen den Ausrichtungsmerkmalen maximiert. Durch Plazieren der Merkmale an diesen Stellen wird die Winkelvariation zwischen der Tintenkassette und der Aufnahme während des Einbringens minimiert, die Ausrichtung des Fluidauslasses 20 mit dem Fluideinlaß 28 verbessert und die Ausrichtung des Verbinders 24 mit dem Verbinder 30 verbessert. Jedoch ermöglichen die schmalen Enden der Tintenkassette 12 nur eine minimale Anzahl von mechanischen Schlüsselkombinationen. Die Kassette 12 muß schmal gehalten sein, um den Raum, der durch die Vorratsstation 14 besetzt ist, zu minimieren. Diese Einschränkung wird mit einem elektronischen Schlüsselsystem gelöst, das die Anzahl der Schlüsselkombinationen (die nachstehend erläutert werden sollen) erhöht.The ink cartridge 12 has an elongated cross-section perpendicular to the direction of its insertion into the receptacle 15. The alignment features 62 are positioned at opposite ends, with the elongated shape of the cartridge maximizing the distance between the alignment features. By placing the features at these locations, the angular variation between the ink cartridge and the receptacle during insertion is minimized, the alignment of the fluid outlet 20 with the fluid inlet 28 is improved, and the alignment of the connector 24 with the connector 30 is improved. However, the narrow ends of the ink cartridge 12 allow only a minimal number of mechanical key combinations. The cartridge 12 must be kept narrow to minimize the space occupied by the supply station 14. This limitation is solved with an electronic key system that increases the number of key combinations (to be discussed below).

Die Ausrichtungs-/Führungsmerkmale 62 liefern eine Schlüsselfunktion, um sicherzustellen, daß nur eine Kassette 12, die Tinte der Klasse enthält, die keine Schäden am Fluidkoppler 28 anrichtet, in eine Aufnahme 15 eingebracht werden kann. Nicht alle Tinten einer solchen Klasse können im Drucker 10 verwendbar sein, beschädigen jedoch die Fluidkopplungseinrichtung nicht, die zum Koppeln der Kassette 12 in den Drucker 10 verwendet wird. Sollte eine Kassette 12 Tinte beinhalten, die den Drucker 10 beschädigt, vermeiden die Ausrichtungs-/Führungsmerkmale 62 jedwedes Einbringen einer Kassette 12 in eine Aufnahme 15.The alignment/guiding features 62 provide a key function to ensure that only a cartridge 12 containing ink of the class that will not damage the fluid coupler 28 can be inserted into a receptacle 15. Not all inks of such a class may be usable in the printer 10, but will not damage the fluid coupler used to couple the cartridge 12 into the printer 10. Should a cartridge 12 contain ink that will damage the printer 10, the alignment/guiding features 62 prevent any insertion of a cartridge 12 into a receptacle 15.

Sobald die Tintenkassette 12 richtig ausgerichtet und in die Aufnahme 14 eingebracht ist (vorausgesetzt, daß die Schlüsselanordnung ein derartiges Einführen ermöglicht), gelangt ein Arretierungsmerkmal 68 mit einem entsprechenden Arretierungsmerkmal 64 an der Tintenkassette 12 in Eingriff, um die Tintenkassette 12 in der Aufnahme 15 arretieren zu lassen. Zu diesem Zeitpunkt gelangt der Fluidkoppler 28, der der Aufnahme 15 zugehörig ist, mit dem entsprechenden fluidischen Koppler 20 an der Tintenkassette 12 in Eingriff, um einen Fluidfluß in den Drucker 10 zu ermöglichen.Once the ink cartridge 12 is correctly aligned and inserted into the receptacle 14 (provided that the key arrangement permits such insertion), a locking feature 68 engages a corresponding locking feature 64 on the ink cartridge 12 to lock the ink cartridge 12 in the receptacle 15. At this time, the fluidic coupler 28 associated with the receptacle 15 engages the corresponding fluidic coupler 20 on the ink cartridge 12 to permit fluid flow into the printer 10.

Das Einbringen der Tintenkassette 12 in die Aufnahme 15 bildet auch eine elektrische Verbindung zwischen der Kassette 12 und der Aufnahme 14. Spezieller gelangen elektrische Kontakte 24, die der Kassette 12 zugeordnet sind, mit entsprechenden elektrischen Kontakten 30, die der Aufnahme 15 zugeordnet sind, in Eingriff, um zu ermöglichen, daß Informationen zwischen der Drucksteuerung 18 und dem Speicher 26 übertragen werden.Insertion of the ink cartridge 12 into the receptacle 15 also forms an electrical connection between the cartridge 12 and the receptacle 14. More specifically, electrical contacts 24 associated with the cartridge 12 engage corresponding electrical contacts 30 associated with the receptacle 15 to enable information to be transferred between the print controller 18 and the memory 26.

Fig. 4 stellt eine Schnittansicht der Tintenkassette 12 entlang der Linie A-A' in Fig. 3 dar. Fig. 4 stellt die Wechselwirkung zwischen den Ausrichtungs-/Führungsmerkmalen 62 an der Tintenkassette 12 und den Schlüsselmerkmalen 66 an der Aufnahme 15 dar. Die Schlüsselmerkmale 66 sind an einer ersten Seite 70 und einer zweiten Seite 72 der Aufnahme 15 angeordnet. Die erste und die zweite Seite 70 und 72 sind an gegenüberliegenden Enden der Aufnahme 15 angeordnet und die Ausrichtungs-/Führungsmerkmale 62 sind an gegenüberliegenden Enden der Kassette 12 angeordnet. Auf der Seite 72 sind Vorsprünge 74 verschiedenartig innerhalb der Schlüsselmerkmale 66 positioniert, um die Aufnahme einer Kassette 12 zu ermöglichen, die ein zusammenpassendes physisches Schlüsselmerkmal umfaßt. Folglich wird verhindert, daß eine Kassette 12 in eine Aufnahme 15 eingebracht wird, wenn sie ein solches zusammenpassendes physisches Merkmal nicht umfaßt, wodurch eine Kopplung zwischen den Fluidkopplern 20 und 28 verhindert wird.Fig. 4 illustrates a sectional view of the ink cartridge 12 taken along line A-A' in Fig. 3. Fig. 4 illustrates the interaction between the alignment/guiding features 62 on the ink cartridge 12 and the key features 66 on the receptacle 15. The key features 66 are located on a first side 70 and a second side 72 of the receptacle 15. The first and second sides 70 and 72 are located on opposite ends of the receptacle 15 and the alignment/guiding features 62 are located on opposite ends of the cartridge 12. On the side 72, projections 74 are variously positioned within the key features 66 to facilitate the receipt of a cartridge 12 that includes a mating physical key feature. Consequently, a cassette 12 is prevented from being inserted into a receptacle 15 unless it includes such a mating physical feature, thereby preventing coupling between the fluid couplers 20 and 28.

Weitere Einzelheiten der mechanischen Ausrichtungs- und Führungsmerkmale werden in den nachstehenden, mitanhängigen U.S.-Patentanmeldungen erläutert: Nr. 08/566 833, eingereicht am 4. Dezember 1995; Nr. 08/791 290, eingereicht am 30. Januar 1997 und Nr. 08/789 957, eingereicht am 30. Januar 1997; alle übertragen auf die Anmelderin der vorliegenden Anmeldung. Die Offenbarung von jeder der vorgenannten, mitanhängigen Patentanmeldungen ist hiermit durch Bezugnahme aufgenommen.Further details of the mechanical alignment and guiding features are set forth in the following copending U.S. patent applications: No. 08/566,833, filed December 4, 1995; No. 08/791,290, filed January 30, 1997; and No. 08/789,957, filed January 30, 1997, all assigned to the assignee of the present application. The disclosure of each of the foregoing copending patent applications is hereby incorporated by reference.

Unter erneuter Bezugnahme auf Fig. 1a stellt eine schematische Ansicht des Speichers 26 eine Mehrzahl von Datensegmenten dar, die in demselben gespeichert sind und die Parameter zum Steuern des Druckers 10 enthalten. Ein solcher Parameter 90 ermöglicht, daß eine Identität von Tinte, die im Reservoir 22 enthalten ist, durch die Drucksteuerung 18 bestimmt werden kann. Es wird bevorzugt, daß das Parameter eine Modellnummer ist, die der Kassette 12 durch den Hersteller zugewiesen wurde. Zumindest ein Abschnitt dieser Modellnummer wird dann einen Wert aufweisen, der die spezifische Tinte im Reservoir 22 eindeutig identifiziert. Daher wird, wenn die Kassette 12 vollständig in eine Aufnahme 15 eingebracht ist und eine Verbindung zwischen den elektrischen Kontakten 24 und 30 hergestellt ist, ermöglicht, daß die Drucksteuerung 18 die Modellnummer aus dem Speicher 26 ausliest und den spezifischen Tintentyp im Reservoir 22 identifiziert.Referring again to Fig. 1a, a schematic view of memory 26 illustrates a plurality of data segments stored therein containing parameters for controlling printer 10. One such parameter 90 enables an identity of ink contained in reservoir 22 to be determined by print controller 18. It is preferred that the parameter be a model number assigned to cartridge 12 by the manufacturer. At least a portion of this model number will then have a value that uniquely identifies the specific ink in reservoir 22. Therefore, when cartridge 12 is fully inserted into receptacle 15 and a connection is made between electrical contacts 24 and 30, print controller 18 is enabled to read the model number from memory 26 and identify the specific type of ink in reservoir 22.

Wie man sich erinnern wird, kann (aufgrund der mechanischen Schlüsselfunktion, wie oben beschrieben) keine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten 24 und 30 erstellt werden, wenn die Tinte im Reservoir 22 einer Klasse von ernstlich inkompatiblen Tinten angehört. Daher tritt die elektrische Verbindung nur nach erfolgreichem Einbringen einer Kassette 12 auf. Zu diesem Zeitpunkt bestimmt die Steuerung 18 durch Analyse der Tintenidentitätsparameter 90 den spezifischen Tintentyp in der Kassette 12. Wenn der Tintentyp mit dem Drucker 10 kompatibel ist, ermöglicht die Steuerung 18 die weitere Verwendung der Kassette 12. Wenn bestimmt wird, daß die Tinte kein kompatibler Typ ist, gibt die Steuerung 18 ein Signal aus, das bewirkt, daß dem Anwender eine Nachricht angezeigt wird, die zumindest einen Warnhinweis angibt, daß die Tinte mit weiteren Operationen des Drucker 10 inkompatibel ist. Das elektronische Schlüsselmerkmal kann auch einen Warnhinweis liefern, daß ein Tintencontainer z. B. unter Druck stehende Tinte (was einen langfristigen Druckerschaden verursachen kann) und keine Tinte bei Umgebungsdruck enthält, für deren Aufnahme der Drucker konzipiert ist.As will be recalled, if the ink in the reservoir 22 belongs to a class of seriously incompatible inks, no electrical connection can be made between the contacts 24 and 30 (due to the mechanical key function as described above). Therefore, the electrical connection only occurs after successful insertion of a cartridge 12. At this time, the controller 18 determines the specific ink type in the cartridge 12 by analyzing the ink identity parameters 90. If the ink type is compatible with the printer 10, the controller enables 18 further use of the cartridge 12. If it is determined that the ink is not a compatible type, the controller 18 outputs a signal causing a message to be displayed to the user indicating at least a warning that the ink is incompatible with further operations of the printer 10. The electronic key feature may also provide a warning that an ink container contains, for example, pressurized ink (which may cause long-term printer damage) rather than ambient pressure ink, which the printer is designed to accommodate.

Fig. 5 stellt ein logisches Flußdiagramm der Auswirkung der mechanischen und elektronischen Schlüsselfunktion auf einen aufnehmenden Tintenstrahldrucker dar. Wie oben angegeben, kann der Tintenkassettencontainer Tinte aus der oben erwähnten ersten Klasse von Tinten enthalten, d. h. Tinten, die keine ernsthaften Inkompatibilitätsprobleme aufweisen, oder der zweiten Klasse von Tinten, d. h. Tinten, die eine ernsthafte Inkompatibilität mit jenen aufweisen, die am Drucker verwendet werden sollen, z. B. ist der Farbstoff (Cyan, Magenta, Gelb, Schwarz, Rot etc.) nicht der gleiche wie der, der in einer Aufnahme aufgenommen werden soll. Wenn die Kassette Tinte der zweiten Klasse enthält, vermeidet die mechanische Schlüsselfunktion ihr Einbringen in eine Aufnahme.Fig. 5 represents a logic flow diagram of the effect of the mechanical and electronic keying function on a receptacle inkjet printer. As stated above, the ink cartridge container can contain ink from the above-mentioned first class of inks, i.e., inks that do not have serious incompatibility problems, or the second class of inks, i.e., inks that have a serious incompatibility with those to be used on the printer, e.g., the colorant (cyan, magenta, yellow, black, red, etc.) is not the same as that to be accommodated in a receptacle. If the cartridge contains second class ink, the mechanical keying function avoids its introduction into a receptacle.

Wenn die Kassette eine Tinte aus der ersten Klasse enthält, ermöglicht die mechanische Schlüsselfunktion ein Einbringen der Kassette in die Aufnahme. Dann liest das System eine Modellnummer aus dem Kassettenspeicher und bestimmt, ob die korrekte erste Klasse von Tinte installiert wird. Daher würden kleine Unterschiede hinsichtlich der Tintenzusammenstellung oder Unterschiede hinsichtlich der internen Konstruktion der Tintenkassette die korrekte erste Klasse bestimmen. Falls sie nicht korrekt ist, blockiert das System das Drucken; andernfalls beginnt das System zu drucken. Ein optionales Systemverhalten wäre, dem Anwender zu erlauben, die Blockierung der Verwendung der Tintenkassette außer Kraft zu setzen, wenn die Tinte keinen langfristigen Schaden am Drucksystem anrichtet.If the cartridge contains a first class ink, the mechanical key function allows the cartridge to be inserted into the slot. The system then reads a model number from the cartridge memory and determines whether the correct first class of ink is being installed. Therefore, small differences in ink composition or differences in the internal design of the ink cartridge would determine the correct first class. If it is not correct, the system blocks printing; otherwise, the system begins printing. An optional system behavior would be to allow the user to to override the blocking of the use of the ink cartridge if the ink does not cause long-term damage to the printing system.

Als eine Alternative kann ein Drucker 18 auch weitere Aktionen des Druckers 10 deaktivieren, bis die Kassette 12 ausgewechselt ist. Die Anwendernachricht wird vorzugsweise über einen verbundenen Hostprozessor angezeigt, der einen Anzeigeanschluß umfaßt.As an alternative, printer 18 may also disable further actions of printer 10 until cartridge 12 is replaced. The user message is preferably displayed via an associated host processor that includes a display port.

Wie aus Vorstehendem zu ersehen ist, wird eine Kassette 12 in einer Aufnahme 15 nur dann empfangen, wenn sie eine Tinte enthält, die in eine Klasse von Tinten fällt, die den Drucker 10 infolge einer anfänglichen Installation nicht beschädigen. Sobald sie in einer Aufnahme 15 empfangen ist, wird eine Bestimmung des Tintentyps durch die Steuerung 18 vorgenommen, die eine weitere Verwendung der Tinte aus der Kassette 12 nur dann erlaubt, wenn die Tinte mit dem Drucker 10 vollständig kompatibel ist. Andernfalls wird die weitere Verwendung der Kassette 12 gehemmt. Die kombinierte mechanische/elektrische Schlüsselfunktion ermöglicht, daß eine große Auswahl von Tinten durch den Drucker 10 unterschieden wird, und vermeidet den Bedarf an komplexen mechanischen Schlüsselsystemen.As can be seen from the foregoing, a cartridge 12 is received in a receptacle 15 only if it contains an ink that falls into a class of inks that will not damage the printer 10 as a result of initial installation. Once received in a receptacle 15, a determination of the ink type is made by the controller 18 which allows further use of the ink from the cartridge 12 only if the ink is fully compatible with the printer 10. Otherwise, further use of the cartridge 12 is inhibited. The combined mechanical/electrical key function allows a wide range of inks to be distinguished by the printer 10 and avoids the need for complex mechanical key systems.

Es sollte darauf hingewiesen werden, daß die vorstehende Beschreibung die Erfindung nur veranschaulicht. Verschiedene Alternativen und Modifikationen können von Fachleuten entwickelt werden, ohne von der Erfindung abzuweichen. Folglich soll die vorliegende Erfindung alle solchen Alternativen, Modifikationen und Varianten umfassen, die in den Schutzbereich der angehängten Ansprüche fallen.It should be noted that the foregoing description is only illustrative of the invention. Various alternatives and modifications can be devised by those skilled in the art without departing from the invention. Accordingly, the present invention is intended to cover all such alternatives, modifications and variations that fall within the scope of the appended claims.

Claims

1. A printing system comprising a replaceable ink cartridge (12) in combination with an inkjet printer (10) for receiving such a cartridge (12) in a receptacle (14), the cartridge (12) having the following features:

a housing comprising a fluid coupler (20), a reservoir (22) connected to the fluid coupler (20) for holding an ink, and an electrical connector (24);

a memory (26) coupled to the electrical connector (24) for storing an identity parameter from which an identity of an ink stored in the reservoir (22) can be identified; and

key means (62, 64) positioned on a portion of the housing, wherein successful insertion of the housing into the receptacle (14) indicates that an ink type in the reservoir (22) is within a first class of compatible ink types, but not that it is usable with the printer (10);

The printer system has the following features:

the receptacle (14) positioned to receive the ink cartridge (12), the receptacle (14) comprising both a fluid coupler device (28) and an electrical connector device (30), the receptacle (14) further comprising a mechanical key feature (66) for exclusively receiving ink cartridges (12) containing the first class of compatible ink types and for rejecting ink cartridges (12) containing a second class of incompatible ink types; and

processor means (18) for reading the identity parameter from the memory (26) via the electrical connector (24) after successful insertion of the housing into the receptacle (14) and for determining, based on the identity parameter, whether ink in the reservoir (22) is an ink that can be used with the printer (10) and, only if the ink can be used in the printer (10), enabling full use of the cartridge (12).

2. The printing system of claim 1, wherein a key device (62, 64) for replaceable ink cartridges has a physical shape formed such that upon attempted insertion of the leading portion of the ink cartridge (12) into the receptacle (14), insertion can only be accomplished if the ink in the reservoir (22) of the cartridge (12) is within the first class of compatible ink types.

3. The printing system of claim 1, wherein the keying device (62, 64) for replaceable ink cartridges has a physical shape formed such that upon attempting to insert the leading portion of the ink cartridge (12) into the receptacle (14), the insertion cannot be accomplished if the ink in the reservoir (22) of the cartridge (12) is within the second class of incompatible ink types.

4. The printing system according to any one of the preceding claims, wherein the identity parameter of the replaceable Ink Cartridge is a model number assigned to the replaceable ink cartridge (12).

5. The printing system of any preceding claim, wherein the identity parameter enables the processor means (18) to determine that the ink should not be used in the printer (10), the processor means (18) outputting a signal that at least causes a warning message to be displayed to the user.

6. The printing system of any preceding claim, wherein the mechanical key feature (66) of the receptacle has a physical shape formed such that when an attempt is made to insert the leading portion of an ink cartridge (12) into the receptacle (14), the key means (62, 64) on the leading portion only permits insertion when the ink in the reservoir (22) of the cartridge (12) is within the first class of compatible ink types.

7. The printing system of any of claims 1 to 5, wherein the mechanical key feature (66) of the receptacle has a physical shape formed such that when an attempt is made to insert a leading portion of an ink cartridge (12) into the receptacle (14), the key means (62, 64) on the leading portion prevents insertion if the ink in the reservoir of the cartridge (12) is within the second class of incompatible ink types.

8. The printing system of any preceding claim, wherein the identity parameter causes the processor means (18) to issue a warning to the user when the ink cartridge (12) contains an ink type within the first class, but the identity parameter designates a feature that does not match a feature required by the printing system (10).