DE3310365A1 - Verfahren und vorrichtung zur stoerungsmeldung bzw. -feststellung bei einem tintenstrahlschreiber - Google Patents

Description

Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig Patentanwälte

J) European Patern Attorneys

Zugelassene Vertreter vor dem Europaischen Patentamt

Dr phil G Henke!. Wunchen Dipl -Ing J Pfenning. Be' ■" Dr rer nat. L Feiie^r. Mu.^roeⁿ Dip! -ing vV Harze! Mur.cier. Dipl -Phys K H Memig Berlin

„.,.., . Dr Ing A Butenschon. Berlin

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Tokio / Tsnsn Mohlstraße 37

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MDR 1152 G

22. März 1983/wa

Verfahren und Vorrichtung zur Störungsmeldung bzw. -feststellung bei einem Tintenstrahlschreiber

Die Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahlschreiber und betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Feststellung, ob Tintentröpfchen einwandfrei aus den Düsen eines Schreibkopfes ausgestoßen werden· oder nicht. 5

Tintenstrahlschreiber der Art, auf die sich die Erfindung bezieht, sind in den JP-OSen 12138/1978, 39495/1976 und 45698/1978 beschrieben. Diese Veröffentlichungen beschreiben Tintenstrahlschreiber, bei denen Tintentröpfchen aus einer Anzahl von Düsen(Öffnungen) nach Maßgabe von elektrischen Signalen ausgestoßen werden, die an piezoelektrische Kristallelemente zur Erzeugung von Druckimpulsen in den Düsen zugeordneten Druckkammern angelegt werden..

Bedarfsweise arbeitende (on demand) Tintenstrahlschreiber dieser Art vermögen zeitweilig die Tintentröpfchen nicht einwandfrei aus den Düsen auszustoßen. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Düsenöffnungen durch Luftblasen im

BAD QRIQINAL

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Schreibkopf blockiert oder durch Staub, Schmutz bzw. Fremdkörper oder eingetrocknete Druck-Tinte teilweise verstopft werden, insbesondere dann, wenn der Schreibkopf eine gewisse Zeit lang nicht benutzt wird. Im Fall einer solchen Störung leidet die Güte des Drucks, weil die Tintentröpfchen entweder ihren vorgesehen Auftreffpunkt verfehlen oder überhaupt nicht ausgestoßen werden. In diesem Fall müssen · die blockierten oder verstopften Düsenöffnungen zur Wiederherstellung einer einwandfreien Betriebsleistung des Schreibkopfes gereinigt werden.

Bei den bisherigen Vorrichtungen dieser Art erwies es sich häufig als nötig, die Düsenöffnungen einer Sichtprüfung zu unterziehen und das damit erzeugte Druckbild zu prüfen, um festzustellen, ob die Düsenöffnungen frei sind. Außerdem erforderten die Behebungsmaßnahmen zum Freimachen der Düsenöffnungen und zur Wiederherstellung des einwandfreien Betriebszustands des Schreibkopfes bisher einen Aufwand an manueller Arbeit, was sich als umständlich und zeitraubend erweist. Obgleich bereits Vorrichtungen zur Durchführung dieser Maßnahmen ohne Sichtprüfung und manuelle Arbeit entwickelt worden sind, liefern diese Vorrichtungen in vielen Fällen keine zufriedenstellenden Ergebnisse.

Aufgabe der Erfindung ist damit insbesondere die Vermeidung der Mangel des Standes der Technik durch Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur qenauen StörungsmelT dung bzw. -feststellung bei einem Tintenstrahlschreiber.

Mit diesem Verfahren und dieser Vorrichtung sollen die erforderlichen Behebuncrsmaßnahmen zur Wiederherstellung des Betriebszustandes des Tintenstrahlschreibers einfach und selbsttätig durchführbar sein.

Die Lösunq der qenannten Aufqabe erqibt sich aus den in den beigefügten Patentansprüchen gekennzeichneten Maßnahmen und Merkmalen.

Im folgenden sind bevorzuqte Ausführunqsbeispiele der Er- J findunq anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeiqen: I

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer bisherigen Vorrichtung zur Störungsmeldung bei einem To Tintenstrahlschreiber,

Fig. 2 ein Schaltbild einer bei der Vorrichtung nach Fig. 1 vorgesehenen Detektor- oder Meldeschaltung,
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Fig. 3 eine schematische Darstellung mit Äquivalentschaltbild für die Vorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 4 eine graphische Darstellung eines durch ein bei der Vorrichtung nach Fig. 1 ausgestoßenes Tinten

tröpfchen erzeugten Signals,

Fig. 5 eine graphische Darstellung von aus Signalen nach Fig. 4 entwickelten Rechteckimpulswellen- · formen,

Fig. 6- eine perspektivische Darstellung eines Teils

eines Tintenstrahlschreibers, auf den die Erfindung angewandt ist/
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Fig. 7 eine graphische Darstellung von beim erfindungsgemäßen Verfahren erzeugten Rechteck(wellenform) -Signalimpulsen,

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Fig. 8 eine graphische Darstellung der Wellenformen von Siqnalen, die beim erfindunqsgemäßen Verfahren durch ausgestoßene Tintentröpfchen erzeugt werden,
5

Fig. 9 eine graphische Darstellung von aus den Signalen nach Fig. 8 entwickelten Rechteckimpulswellenformen,

Fig. 10 eine graphische Darstellung eines Vergleichs

zwischen durch ausgestoßene Tintentröpfchen bei unterschiedlichen Abständen zwischen Ladeelektroden und einer Fangelektrode erzeugten Signalen,

Fig. 11 eine graphische Darstellung einer aus dem Signal nach Fig. 10 entwickelten Signalwellenform,

Fig. 12 eine Fig. 3 ähnelnde Darstellung einer Vorrichtung gemäß der Erfindung,
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Fig. 13 eine graphische Darstellung des bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugten Signals,

Fig. 14 eine Fig. 11 ähnelnde Darstellung der aus dem Signal nach Fiq. 13 entwickelten Signalwellen-

f orra,

Fig. 15 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
30

Fig. 16 einen Schnitt längs der Linie A-A in Fig. 15,

Fig. 17 einen Schnitt längs der Linie B-B in Fig. 15

und
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Fig. 18 eine graphische Darstellung von aus den Signalen nach Fig. 13 entwickelten Rechteckimpulswellenformen.

Störungsmeldevorrichtungen zur Feststellung einer Tinten- j tropfchen-Ausstoß- oder -Ausspritzstörung, auf die sich \

i die Erfindung bezieht, sind vom elektrischen Ladungs-Kapazitätszählertyp (electric charge capacity counter type) . '-Eine solche Vorrichtung umfaßt in der Nähe der Spritz-

To Düsen eines Schreibkopfes angeordnete Ladeelektroden,

eine den öffnungen der Düsen gegenüberstehende Aufnahmeoder Fangelektrode' und eine Schaltunq zur Messung der
Flugbahn aufgeladener Tintentröpfchen zur Fangelektrode. Mit einer solchen Vorrichtung kann eine Tintentröpfchen-' Ausstoßstörung ohne Sichtprüfung festgestellt werden.

Eine in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung dieser Art weist eine U-förmige Grundplatte 1 als isolierendes Element auf, an welcher zwei (Auf-)Ladeelektroden 2,2 dicht neben einer Anzahl von Düsen 4 in einem Schreibkopf 3 montiert sind. Von einer Gleichspannungsquelle 5 her wird eine negative Spannung an die Elektroden 2, 2 angelegt.

Den aus den Düsen 4 ausgestoßenen Tintentröpfchen 6 wird bei ihrer Vorbeibewegung an den Ladeelektroden 2, 2 eine Oberflächenladunq +Q erteilt. Eine an der Grundplatte 1 angebrachte Fangelektrode 7 erhält eine Ladunq -Q , wenn die einzelnen Tintentröpfchen auf sie auftreffen. Die
Ladunq -Q wird dann durch eine Detektor- oder Meß-schaltung 8 in ein elektrisches Signal umgewandelt, wobei diese Schaltunq gemäß Fig. 2 einen Lade/Entladekreis aus
einem Widerstand R1 und einem Kondensator C1, einen Differenzierkreis aus einem Widerstand R4 und einem Kondensator C2 sowie einen Verstärkerkreis aus einem invertierenden (inversion) Verstärker A und Widerständen R2, R3 auf-

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weist. Die Meßschaltung 8 liefert beim jedesmaligen Auftreffen eines Tintentröpfchens 6 auf die Fangelektrode ein Meßsignal.

Fig. 3 ist ein Äquivalentschaltbild der Schaltung nach Fig. 2 sowie eine schematische Darstellung der Anordnung gemäß Fig. 1. Wenn ein mit +Q aufgeladenes Tintentröpfchen 6 an der Fangelektrode 7 ankommt', wird in letzterer durch elektrostatische Induktion eine Ladung -Q₁ erzeugt, wobei an einer Klemme a eines Detektor- bzw. Meßwiderstands R eine Ladunq +Q¹, erscheint. Bei der Ankunft des nächsten, ähnlich aufgeladenen Tintentröpfchens 6 an der Fangelektrode 7 erhöht sich die an dieser erzeugte Ladung von -Q auf -Qji während gleichzeitig die an der Klemme a des Meßwiderstands R anliegende Spannung von +Q¹., auf +Q' ansteigt.

Die am Anschluß bzw. an der Klemme a des Meßwiderstands R erzeugte bzw. anliegende Ladung ändert sich umgekehrt zur zweiten. Potenz des Abstands zwischen den Tintentröpfchen 6 und der Fangelektrode 7, so daß die Zunahmerate der elektrischen Ladung bei Annäherung der Tintentröpfchen 6 an die Fangelektrode 7 ansteigt. Mit anderen Worten: der tatsächlich gemessen^ (observed) Strom i (= dq/dt) erscheint als Stromfluß im Meßwiderstand R, . während die Stromstärke ansteigt. In diesem Fall ist der Widerstandswert R festgelegt, so daß die Ausgangsspannung E gemäß der Gleichung E = iR .eine dem Strom proportionale Wellenform erhält. Diese Meßsignal-Wellenform ist in Fig.

4 veranschaulicht, in welcher t die Bewegungszeit des Tintentröpfchens 6 von den Ladeelektroden 2, 2 zur Fangelektrode 7 und E die Ausgangsspannung der Schaltung 8 bedeuten.

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Wenn das Tintentröpfchen 6 an der Fangelektrode 7 anstößt, wird der Anstieg der Ladung an der Klemme A des Meßwiderstands R beendet, so daß der tatsächlich gemessene Strom i gleich O wird. Das Meßsignal fällt jedoch nicht sofort auf Null ab, weil parallel zum Meßwiderstand R der Kondensator C geschaltet-· ist, an dem eine Ladunq Q = CE anlieqt. Diese Ladunq wird über den Widerstand R entladen, so daß (daraufhin) die Entladungs-Wellenform qemäß Fiq. 4 auf Null abfällt.

Das Meßsiqnal wird sodann durch eine nicht darqestellte Schmitt-Schaltunq zu einer Rechteckimpulswellenform ausgerichtet, die einem nicht dargestellten Mikrorechner eingegeben wird. Gemäß Fig. 5 wird durch die aus den einzelnen Düsen 4 des Schreibkopfes 3 ausgestoßenen Tintentröpfchen eine Reihe von Rechteckimpulswellenformen S₁, S_, S^, S., ... S erzeugt bzw. entwickelt.

Gemäß Fig. 3 ist der Schreibkopf 3 während eines Schreib- oder Druckvorganges über einen breiten Papierstreifen hinweg hin- und herbewegbar. Der Schreibkopf 3 ist zu einer mit 1-8 bezeichneten Prüfstation bewegbar, die den Aufbau gemäß Fig. 1 besitzt. An dieser Prüfstation werden Tintentröpfchen 6 auf die vorher beschriebene Weise in festen gegenseitigen Zeitabständen T (Fig. 5) aus den verschiedenen Düsen 4 ausgestoßen. Wenn eine Ausstoßstörung festgestellt wird, die als fehlende Rechteckwellenform erscheint, wird der Schreibkopf 3 zu einer Reinigungs- bzw. Spülstation P verbracht, an welcher Tinte zwangsweise aus dem Schreibkopf 3 ausgestoßen bzw. ausgespritzt wird , um die Störung, z.B. Luftbläschen, eingetrocknete Tinte usw., zu beseitigen. Sodann wird der Schreibkopf 3 zur Wiederaufnahme des Normalbetriebs in die Druck- oder Schreibposition zurückgeführt.

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Wie beschrieben, werden die Rechteckwellenformen S, - S₁.

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vom Mikrorechner zur Treiber- oder Steuerschaltung des Tintenstrahlschreibers geliefert/ wenn η Tintentröpfchen 6 aus einer entsprechenden Zahl von Düsen 4 ausgestoßen werden. Die beim Ausstoßen der Tintentröpfchen 6 in festen Zeitabständen T. erzeuqten Siqnalimpulse werden dem Mikrorechner einqeqeben (vql. Fig. 5). In Fiq. 5 bezeichnet T_ den Zeitverzuq zwischen den Wellenformen und den entsprechenden, daraus abgeleiteten Signalimpulsen. Falls

TO eine oder mehrere der Düsen 4 fehlerhaft oder überhaupt nicht spritzen, ist eine entsprechende Zahl der Signalimpulse S_n nicht vorhanden. Dieser Zustand kann beispielsweise mit einem Signal verglichen werden, welches das Auftreten aller Signalimpulse S fordert, so daß dann, wenn die beiden Signale nicht vollständig übereinstimmen, ein Signal abgegeben wird, welches eine Störung einer oder mehrerer Düsen 4 angibt. Wahlweise kann die Zahl der Signale S gezählt werden, wobei ein Störungssignal dann geliefert wird, wenn diese Zahl nicht der Zahl der Düsen 4 entspricht. Das Spritz-Störungssignal wird dann dazu benutzt, den Schreibkopf 3 zur Spülstation P zu bewegen und die Düsen 4 auf die vorher beschriebene Weise freizumachen.

Ersichtlicherweise ist bei den vorstehend beschriebenen Störungsmeldevorrichtungen der Pegel bzw. die Intensität der Meßsignale für die ausgestoßenen Tintentröpfchen eine Funktion folgender Faktoren:

1) Den Tintentröpfchen durch die Ladeelektroden erteilte elektrische Ladung: Die hierbei erteilte Ladung hängt u.a. vom Durchmesser bzw. von der Oberfläche der Tintentröpfchen 6, der elektrischen Leitfähigkeit der Tinte, der \ an den Ladeelektroden 2, 2 anliegenden Spannung , dem Ab-5 stand zwischen dem Schreibkopf 3 und den Ladeelektroden 2,

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2 sowie dem Abstand oder Spalt zwischen den Elektrodennadeln der Ladeelektroden 2, 2 ab.

2) Ausstoßgeschwindigkeit der Tintentröpfchen 6: Die

Spritz- bzw. Ausstoßgeschwindigkeit variiert u.a. in Abhängigkeit von Spannung und Wellenform der Signalimpulse zur Ansteuerung der nicht dargestellten piezoelektrischen Kristallelemente, dem Schreibkopf 3, der Temperatur der Tinte usw.
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3) Abstand zwischen Ladeelektroden' und Fangelektrode:

Je kleiner dieser Abstand ist, um so größer ist der Pegel des resultierenden Meßsianals.

4) Konstanten der Meßschaltung: Die Meßschaltung 8 enthält Widerstände R., R , R und R sowie Kondensatoren C und C . Der Meßsignalpegel kann daher durch zweckmäßiqe Wahl der Konstanten R bzw. C dieser Elemente variiert werden.

Eine sorgfältige Abstimmung der o.g. "Faktoren", insbesondere der Beziehung zwischen dem Durchmesser der Tintentröpfchen 6 und ihrer elektrischen Ladung, kann eine verbesserte Leistung einer entsprechenden Störungsmeldevor-5 richtung gewährleisten. Es ist jedoch darauf hinzuweisen, daß diese Tintenstrahlschreiber häufig durch Hochgeschwindigkeitsbetrieb, einen weiten Bereich von Druck- bzw. Schreibausgangsleistungen, niedrigen Störsignalpegel und die Verwendung einfachen, weißen Papiers gekennzeichnet sind. Außerdem sollten mit einem Tintenstrahlschreiber dieser Art Tintentröpfchen einer frei wählbaren Größe lieferbar sein, so daß Tintentröpfchen 6 eines sehr kleinen Durchmessers auf ein Blatt des Aufzeichnungspapiers ausgestoßen werden können.

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Bei solchen Tintenstrahlschreibern ist es somit wünschenswert, die Druck- bzw. Schriftbildgüte durch Erzeugung von Tintentröpfchen vergleichsweise gerinqer Größe zu verbessern. Dies ist insbesondere beim Ausdrucken von chinesischen Schriftzeichen, Zahlen u.dgl. der Fall. Druckgüte und Auflösung können bei solchen Vorrichtungen in nahezu allen Fällen durch Verwendung von Tintentröpfchen kleineren Durchmessers verbessert werden.

Eines der Probleme, die im Fall von Tintentröpfchen kleinen Durchmessers bei bisherigen Störungsmeldevorrichtungen auftreten, besteht darin, daß der Pegel bzw. die Intensität der den Tintentröpfchen 6 durch die Ladeelektroden 2,2 aufzuprägenden elektrischen Ladung so klein ist, daß der Pegel des Meßsignals entsprechend verkleinert ist und damit die Feststellung einer Spritzstörung ungenau wird (vgl. "Faktor" 1). Zum Ausgleich hierfür wurde versucht, die anderen, oben angegebenen "Faktoren" zu variieren, doch war dieses Vorgehen bisher von nur geringem Erfolg begleitet.

Die Erfindunq vermeidet dieses Problem durch Schaffunq eines verbesserten Verfahrens zur Feststellung einer Tintentröpfchen-Ausstoßstörung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß eine Anzahl von Impulsen aufeinanderfolgend an jede Düse eines Tintenstrahlschreiber-Schreibkopfes anqeleqt werden. Bei diesem Verfahren werden zahlreiche Treiber- bzw. Steuerimpulse aufeinanderfolqend an ieden Spritzkanal anqeleqt, der eine Düse, eine Druckkammer und ein piezoelektrisches Kristallelement umfaßt, so daß eine entsprechende Zahl von Tintentröpfchen nacheinander aus jeder Düse ausgestoßen werden. Auf diese Weise werden Durchmesser und Oberfläche der ausgestoßenen Tintentröpfchen bezüglich der elektrischen Ladung zusammenaddiert, so daß für eine größere Tintentröpfchengröße

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repräsentative Meßsignale erhalten werden. Hierdurch wird eine genaue Feststellung einer Spritzstörung auch im Fall äußerst kleiner Tintentröpfchen gewährleistet.

Das erfindungsgemäße Störungsmeldeverfahren ist in den Fig. 7 bis 9 veranschaulicht. Fig. 7 zeigt ein Wellenformdiagramm mehrerer Treiber- bzw. Steuersignalimpulse, die an einen Schreibkopf 3 angelegt werden, um zu einem Zeitpunkt für Prüfung auf Spritzstörung Tintentröpfchen aufeinanderfolgend auszustoßen. Ein anfänglicher Signalimpuls S₁₁ wird an die Schreibkopf-Steuerschaltung beispielsweise über einen Mikrorechner angelegt, der einen Teil des Txntenstrahlschreibers bildet. Dabei wird ein Tintentröpfchen 6 aus der (betreffenden) Düse 4 ausge-. stoßen. Wenn das Tintentröpfchen 6 die Ladeelektroden 2, 2 passiert, wird es elektrisch aufgeladen, so daß bei seiner Annäherung an die Fangelektrode 7 durch die Meßschaltung 8 ein Meßsignal in Form der Kurve I in Fig. 8 erzeugt wird.

Sodann wird ein zweites Tintentröpfchen 6 aus der Düse 4 •ausgestoßen, so daß ein zweiter Signalimpuls S- nach einer vorgegebenen Zeitspanne von z.B. 500 ms an die Steuerschaltung 8 angelegt und von dieser somit ein Meßsignal in Form der Kurve II gemäß Fig. 8 geliefert wird. Durch Addieren dieser beiden,durch die Kurven I und II dargestellten Meßsignale kann eine zusammengesetzte oder Misch-Signalwellenform entsprechend der Kurve III (Fig. 8) erhalten werden. Ersichtlicherweise erreicht die Meßausgangsspannung der zusammengesetzten Kurve III einen wesentlich größeren Wert von z.B. 100 mV, während die Spannungen gemäß den Kurven I und II nur etwa 60 mV erreichen. Das zusammengesetzte Spanrtungssignal wird dann für die Bestimmung benutzt, ob eine Spritzstörung aufgetreten ist.

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Während vorstehend ein Verfahren zur Feststellung einer Spritzstörung im Fall einer Einzeldüse beschrieben ist, ist dasselbe Prinzip ersichtlicherweise auch auf mehrere Düsen anwendbar. In diesem Fall ergeben die durch die j aufeinanderfolgenden, aus mehreren Düsen ausgestoßenen Tintentröpfchen erzeugten Signalimpulse Wellenformen S' , S', S', S' , ... S¹ (Fig. 9) innerhalb fester Zeit-

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spannen T von z.B. 7ms mittels eines Mikrorechners sowie der Steuerschaltung für den Tintenstrahlschreiber.

.,Q In diesem Fall sind η Tintenspritzkanäle mit jeweils einer zugeordneten Düse vorhanden. Die in den Wellenformen enthaltenen Signale umfassen eine Vielzahl von Impulsen S^₁ und S₂, S und S₂, S₃₁ und S₃₂ ...S₁ und S 2' ^so ^aß die Meßschaltung 8 in festen Zeitabständen

- c T₁ η zusammengesetzte Meßsignale liefert. Letztere werden z.B. durch eine an sich bekannte Schmitt-Schaltung (nicht dargestellt) ausgerichtet, zu den Rechteckwellenform-Signalimpulsen S umgesetzt und dann dem Mikrorechner zugeführt. In Fig. 9 ist mit T der Zeitverzug zwi-

2Q sehen den Impulsen S., S , S-, S. ... S und den aus diesen entwickelten Signalen S angegeben. Falls ein Signalimpuls S_n nicht vorhanden ist, läßt sich somit ohne weiteres feststellen, daß eine Spritzstörung an einer Düse vorliegt, wobei, auch effektiv die gestörte Düse festgestellt werden kann und die erforderlichen Behebung smaßnahmen eingeleitet werden können.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann unter Verwendung von Mikrorechner-Software durchgeführt werden, so daß es ver-

3Q gleichsweise einfach und zuverlässig zu realisieren ist. Außerdem kann die Zahl der aufeinanderfolgend aus jeder Düse ausgestoßenen Tintentröpfchen 6 zur Gewährleistung noch höherer Signalspannungen geändert werden.

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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können durch Luftbläschen , Schmutz und/oder eingetrocknete Tinte bei einem mit äußerst kleinen Tintentröpfchen arbeitenden Tintenstrahlschreiber hervorgerufene Spritzstörungen genau erfaßt bzw. gemeldet werden.

Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend umrissenen Verfahrens. Wenn dabei der Abstand zwischen den Ladeelektroden 2, 2 und der Fangelektrode 7 (Fig. 1) vergrößert wird, verlängert sich ersichtlicherweise auch die Flugzeit der Tintentröpfchen 6 zwischen diesen Punkten. Die Wellenformen, die durch ausgespritzte Tintentröpfchen 6 mit unterschiedlichen Abständen zwischen den Ladeelektroden 2, 2 und der Fangelektrode 7 erzeugt werden, sind in Fig. 10 dargestellt. Dabei steht die Kurve I-II für eine kürzere Strecke zwischen den Elektroden 2, 2 und 7 und für eine entsprechend kürzereDurchlaufzeit ■ t.. eines Tintentröpfchens 6 zwischen diesen Punkten. Die Kurve I'-II'¹ steht für eine längere Strecke und eine entsprechend längere Durchlaufzeit t_. Erwartungsgemäß nimmt mit größerer Strecke zwischen den Elektroden 2, 2 und 7 die Größe des Meßsignals ab. Fig. 5 veranschaulicht die Signalwellenform, die anhand der Kurve I'-II' für den vergrößerten Elektrodenabstand erhalten wird.

Im Hinblick auf die vorher genannten "Faktoren" ist ersichtlich, daß durch Verkleinerung des Spalts oder Abstands zwischen den Ladeelektroden 2, 2 und der Fangelektrode 7 ein höherer Signalpegel erhalten wird. Die hierbei ggf. auftretenden Probleme bestehen darin, daß die Ladeelektroden 2, 2 dicht an den Düsen 4 angeordnet sein müssen, und wenn die Elektroden 2, 2 und 7 unzureichend gegeneinander abgeschirmt sind, wie dies bei einem sehr kleinen gegenseitigen Abstand der Fall ist,

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können diese Elektroden durch äußere Störsignale beeinflußt werden. Wenn der Elektrodenabstand zu klein ist, kann weiterhin das Meßsignal durch die an den Ladeelektroden 2, 2 anliegende hohe Gleichspannung beeinflußt werden. Darüber hinaus können die Elektroden durch Staub und/oder abnormal fliegende Tintentröpfchen kurzgeschlossen werden/ wodurch die Meßschaltung 8 zerstört werden kann. Die einfache Anordnung der Elektroden 2, 2 und 7 mit kleinerem gegenseitigen Abstand ist daher unzufriedenstellend.

Erfindungsgemäß hat es sich gezeigt, daß die Anordnung zweier Zwischenelektroden zwischen den Ladeelektroden 2, 2 und der Fangelektrode 7 dicht an der Flugbahn der Tintenteilchen bzw. -tröpfchen die folgenden Vorteile gewährleistet:

1. Die Zwischenelektroden erzeugen einen vergrößerten Meßsignalpegel ohne Änderung des Abstands zwischen Ladeelektroden und Fangelektrode, da letztere erst dann durch eine Ladung beeinflußt wird, wenn die Teilchen die Zwischenelektroden passiert haben.

2. Durch Änderungen der an den Ladeelektroden anliegenden Gleichspannung hervorgerufene Störsignale werden praktisch ausgeschaltet.

3. Die Fangelektrode kann ohne weiteres gegenüber statischer Elektrizität abgeschirmt werden.

Die vorstehend umrissene Vorrichtung gemäß der Erfindung ist in Fig. 12 schematisch dargestellt und weist zwei Ladeelektroden 12, 12 auf, die dicht an den Düsen 14 eines Schreibkopfes 13 angeordnet sind. An die Elektroden 12, 12 wird von einer Gleichspannungsquelle 15 her eine negative Spannung angelegt. Wenn ein Tintenteilchen bzw.

-tröpfchen 16 aus der Düse 14 ausgestoßen wird, wird seiner Oberfläche eine Ladung +Q₁ aufgeprägt.. Bei der Bewegung zu einer Fangelektrode 17 bewegt sich das Tinten-• tröpfchen 16 zwischen zwei Zwischenelektroden 20, 20 hindurch, die auf einem vergleichsweise konstanten Potential gehalten werden ,oder mit Masse verbunden sind. .Die Zwischenelektroden 20 befinden sich dicht an der Flugbahn der Tintentröpfchen 16.

Wenn ein aus der Düse 14 ausgestoßenes Tintentröpfchen

16 die Elektroden 12, 12 passiert, wird - wie erwähnt seiner Oberfläche eine Ladung entsprechend + Q₁ aufgeprägt. Wenn das Tintentröpfchen 16 die Zwischenelektroden 20, 20 passiert, wird der Fangelektrode 17 durch statische Induktion erstmals eine Ladung -Q₁ aufgeprägt. Gleichzeitig sammelt sich eine Ladung +Q' an der Klemme a eines Meßwiderstands R. Wenn sich sodann das aufgeladene Tintentröpfchen 16 der Fangelektrode 17 weiter nähert, erhöht sich die an der Klemme a des Meßwider-

2C stands R angesammelte Ladung von +Q'., auf +Q' . Wie vorher erwähnt, ist die an der Klemme a des Meßwiderstands R anliegende Ladunq dem Quadrat der Strecke zwischen dem ausgestoßenen Tintentröpfchen 16 und der Fangelektrode 17 umgekehrt proportional, so daß sich diese Ladung bei der Annäherung des Tintentröpfchens 16 an die Fangelektrode

17 mit einer vergleichsweise großen Rate erhöht. Weiterhin kann der Spalt oder Abstand zwischen der Fangelektrode 17 und den Ladeelektroden 20, 20 sehr klein gehalten werden, so daß ein vergleichsweise großer Meßsignalpegel erhalten wird.

Fiq. 13 zeigt in graphischer Darstellung die entwickelte bzw. erzeuqte Ausqanqsspannung E an der Klemme a des Meßwiderstands R, wobei diese Ausgangsspannung E bis zu 5 einem Zeitpunkt t. ansteigt, zu dem das Tintentröpfchen

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16 die Fangelektrode 17 beaufschlagt. Fig. 14 veranschaulicht die Erzeugunq der Ausgangsspannung beim oder mit dem Meßsignalpegel. Die graphischen Darstellungen von Fig. 13 und 14 stützen sich auf die Daten, die bei unter den .im folgenden angegebenen Bedingungen durchgeführten Versuchen gewonnen wurden:

Abstand zwischen Elektroden 12 und 20 4,5 mm

Abstand zwischen Zwischenelektroden 20,20

und Fangelektrode 17 . 1 ,5 mir.

Abstand zwischen den Ladeelektroden 12 1,6 mm

Abstand zwischen den Zwischenelektroden

20, 20 1,6 mm

Stromversorgungs-Gleichspannung 350 V

Flugzeit des Tintentröpfchens 16 zwischen

Düse 14 und Fangelektrode 17. 2 ms

spezifischer Widerstand des Widerstands R₁- 10 MXI elektrische Kapazität des Kondensators C. 50 pF

Die in Fig. 12 schematisch dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfi-ndung ist in Fig. 15 näher veranschaulicht. Die Fig. 16 und 17 sind im Schnitt gehaltene Vorder- bzw. Seitenansichten der Anordnung nach Fig. 15. Bei dieser Vorrichtung sind an einer Grundplatte 11 Ladeelektroden 12, 12, Zwischenelektroden 20, 20 und eine Fangelektrode

17 montiert. Ein die Elektroden 12, 17 und 20 von drei Seiten her umschließendes Statik-Abschirmelement 19 ist mit Masse verbunden. Die aus den Düsen 14 des Schreib-

kopfes 13 ausgestoßenen Tintentröpfchen 16 fliegen zwischen, den Ladeelektroden 12/ 12 und den Zwischenelektroden 20, 20 hindurch und treffen sodann auf die Fangelektrode 17 auf. Hierauf fallen die Tintentröpfchen 16 auf ein z.B. aus einem Schwamm bestehendes Tintenaufsaugelement 21 herab.

Wenn die erfindunqsgemäße Störunqsmeldevorrichtung beim Tintenstrahlschreiber gemäß Fig. 6 verwendet wird, wird der Schreibkopf 13 in vorbestimmten Zeitabständen von z.B. jeweils 90 s zu einer Störungs-Prüfstellung ver-■ bracht, in welcher aus den einzelnen Düsen 14 jeweils Tintentröpfchen aufeinanderfolgend in festen Zeitabständen ausgestoßen werden. Diese Prüfstellung entspricht der an der linken Seite von Fig.. 6 angegebenen, mit 1-8. bezeichneten Stellung. Wenn sich der Schreibkopf 13 in einer Stellung befindet, in welcher die Düsen 14 auf die Störunqsmeldevorrichtunq ausgerichtet sind, werden aus den Düsen 14 Tintentröpfchen 16 ausgestoßen. Die Tintentröpfchen 16 fliegen dabei zwischen den Ladeelektroden 12, 12 und den Zwischenelektroden 20, 20 hindurch und treffen auf die Fangelektrode 17 auf, um .dann auf das Tintenaufsaugelement 21 herabzufallen, wie dies vorher beschrieben worden ist. Gleichzeitig wird an die Fangelektrode 17 eine elektrische Ladung angelegt, wobei in der beschriebenen Lade/Entladeschaltung 18 eine Spannung erzeugt wird. Das entsprechende Ausgangssignal der Meßschaltung 18 bzw. 8 besteht aus einem Signalimpuls, welcher die Zahl der von den Düsen 14 gelieferten Tintentröpfchen 16 angibt.

Gemäß Fig. 18 werden den Tintentröpfchen 16, die in Zeitabständen T von z.B. 5 ms aus den betreffenden Düsen 14 ausgestoßen werden, Signalimpulse Sw S-, S-, S , ... S aufgeprägt {bzw. durch diese erzeugt). Die beim Auftreffen

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der Tintentröpfchen 16 auf die Fanqelektrode 17 erzeugten Signale S qemäß Fiq. 18 eilen den Signalimpulsen um einen Zeitabsta'nd T„ nach. Ein im Ausqansssiqnal der Meßschal tung 18 fehlender Impuls gibt somit eine Spritzstörung an einer oder mehreren Düsen 14 an.

Zu diesem Zweck können Einrichtungen zur Erfassung der fehlenden Signalimpulse im Ausgangssignal· der Meßschaltung 18 vorgesehen sein. Bei einer solchen Einrichtung kann ein zum Zeitpunkt der Spritzstörungserfassung übertragenes Spritzausgabesignal (jet dispatching signal) ein Bezugssignal darstellen, wobei ein Spritzstörungssignal (misjet signal) auftritt, so_.oft nicht Übereinstimmung im Bezugssignal beim Vergleich mit dem Ausgangssignal der Meßschaltung 18 festgestellt wird. Wahlweise kann das Ausgangssignal der Meßschaltung 18 während der Meßzeit übertragen werden, wobei ein Spritzstörungssignal auftritt, so^oft die Zählgröße der Signale eine vorbestimmte Zahl nicht erreicht.

Bei der dargestellten Ausführungs.form können die Ladeelektroden. 12, 12 und die Zwischenelektroden 20, 20 aus zwei geraden, nadelartigen Elektroden oder ringfönniqen oder U-fÖrmiqen Elektroden bestehen, zwischen denen bzw. durch welche sich die Tintentröpfchen 16 hindurchbewegen. Ebenso sind auch die Fangelektrode 17, die Grundplatte und das Statik-Abschirmelement 19 nicht auf die speziellen, dargestellten Formen und Ausgestaltungen beschränkt.

Die erfindungsgemäße Störungsmeldevorrichtunq zur Feststellung von Spritzstörunqen gewährleistet besonders vorteilhafte Ergebnisse, wenn sie einem bedarfsweise arbeitenden Tintenstrahlschreiber zugeordnet ist, wie er für Tintenstrahlschreiber-Faksimilegeräte u.dgl. mit Einfach- und Mehrfachdüsen verwendet wird.

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Ersichtlicherweise ist die Erfindung verschiedenen weiteren Änderungen und Abwandlungen zugänglich. Beispielsweise umfaßt die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung, bei denen eine elektrische Ladung durch Aufprägung einer elektrostatischen Ladung auf Tintentröpfchen gemessen wird, doch ist sie auch auf andere Meßverfahren und -vorrichtungen anwendbar, beispielsweise auf eine photoelektrische Meßvorrichtung zur Feststellung des Vorhandenseins oder Fehlens von Punkten bzw. Flecken durch Lichtrefle xion oder -übertragung, oder auf ein Verfahren und eine Vorrichtung, die in Abhängigkeit von Temperaturänderungen aufgrund des Vorhandenseins (oder Fehlens) von Tintentröpfchen arbeiten.

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ORiGlMAL INSPECTED

Claims (4)

Patentanwälte European Pater/ Attorneys Zugelassene Veireter vo' dem Europäischen Patentamt Henkel, Pfenning, Feiler, Hänzel & Meinig Dr phn G Henkel. Dip:-mg J Pfenning Be1'1·'"-Dr rer nat L Fe-er Mjr.cen ■ ■ Dip! -!nc] W Har :e· Myr.-^en Oipl-Phys K.H Me.r.ig. 5er:<" Dr ing A Butenschor. Ee^n Konishiroku Photo Industry Co. , Ltd. „ ., . ._ JMohlstraße 37 Tokio , Japan D-800C München 80 Tel 089/982055-87 Telex 0529802 nnki d Telegramme eilpso'd NDR 1152 G 22. März 1983/wa Verfahren und Vorrichtung zur Störungsmeldung bzw. -feststellung bei einem Tintenstrahlschreiber Patentansprüche

1. Verfahren zur Störungsmeldung bzw. -feststellung bei einem Txntenstrahlschrexber bezüglich des einvandfreien Ausstoßes von Tintentröpfchen aus seinen Düsen,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Tintenstrahl-Schreibkopf mit einer Anzahl von Düsen sövie eine von den aus den Düsen ausgestoßenen Tintentröpfchen beaufschlagbare Fangelektrode vorgesehen werden, daß mehrere Impulse nacheinander an die einzelnen Düsen angelegt und damit eine entsprechende Anzahl von Tintentröpfchen nacheinander aus jeder dieser Düsen ausgestoßen werden und daß jedes Tintentröpfchen bei seiner Bewegung von den Düsen zur Fangelektrode elektrisch aufgeladen wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach Maßgabe der durch jedes auf die Fangelektrode auftreffenden Tintentröpfchens der Fangelektrode erteilten elektrischen Ladung eine Signalwellenforxn erzeugt wird, die durch Zusammenaddieren der Wellenfonr.signale von jedem der zahlreichen,. aufeinanderfolgenden Tintentröpfchen gebildet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens' nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Schreibkopf (13) mit einer Anzahl von Tintenspritz-Düsen (14), durch eine den Düsen (14) gegenüberstehende Fangelektrode (17) zum Auffangen von aus den Düsen (14) ausgestoßenen Tintentröpfchen (16), durch zwei dicht an den Düsen (14) angeordnete Ladeelektroden (12, 12) zur elektrischen Aufladung der sich zwischen ihnen hindurchbewegenden Tintentröpfchen

(16) und durch zwei zwischen den Ladeelektroden (12, 12) und der Fangelektrode (17) angeordnete Zwischenelektroden (20, 20), zwischen denen sich die Tintentröpfchen· (16) hindurchbewegen und die an einem konstanten elektrischen Potential liegen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenelektroden (20, 20) an Masse liegen.

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