DE2434759C2 - Einrichtung zum Abfühlen der Aufladung von Tintentropfen - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Einrichtung aus.

Bei Tintenstrahldruckern mit einer extrem hohen Tropfenfrequenz in der Größenordnung von 100 kHz oder höher ist es sehr wichtig, daß die einzelnen Tintentropfen überprüft werden, um zu bestimmen, ob ihre Geschwindigkeit, ihre Anordnung auf dem Papier usw. korrekt ist. So ist bereits ein incl'iktives Abfühlelement vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung P 23 48 7243), welches die ordnungsgemäße Aufladung der Tintentropfen überprüft, ohne daß die Tintentröpfchen an einer Elektrode oder ähnlichem niedergeschlagen werden müssen.

Es ist auch für einen Tintenstrahldrucker mit einem induktiven Abfühlelement für die Ladung der Tintentröpfchen vorgeschlagen worden (deutsche Patentanmeldung 24 11 8i03), das Abfühlelement zwischen zwei Abschirmelementen anzuordnen und die Meßeinrichtung für die Ladung zwischen das Abfühlelement und die Abschirmung zu schalten.

Durch »The Review of Scientific Instruments«, March, 1967, Seiten 325—327, ist es bekannt, die Ladung eines Tröpfchens zu messen, indem es einen Hohlzylinder passiert, der die eine Elektrode eines Kondensators darstellt Während das Tröpfchen sich im Hohlzylinder befindet, induziert die Ladung des Tröpfchens am Hohlzylinder eine gleich große, jedoch entgegengesetzte Ladung.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, einen Tintentropfenabfühler für einen Tintenstrahldrucker mit größerem Wirkungsgrad, größerer Empfindlichkeit und verbesserter Signalcharakteristik gegenüber Störsignalen zu schaffen.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen mit einer Feststellungsschaltung verbundenen Abfühler,

F i g. 2 und 3 Details dieses Abfühlers,

Fig.4 einen als Sonde ausgebildeten Abfühler mit einer äußeren geerdeten Abschirmung und

F i g. 5a und 5b einen als Planarabfühler ausgebildeten Abfühler.

In den F i g. 1 bis 4 sind für das berührungslose Abfühlen der Ladung eines Tintenstroms für schnelle Ladungssynchronisation Abfühle: und Feststellungsschaltkreise dargestellt

Die in F i g. 1 gezeigte Schaltung erlaubt den Gebrauch eines berührungslosen Abfühlers, der detaillierter in den Fig.2 und 3 dargestellt ist. Dieser Abfühler fühlt die Ladung weniger Tropfen oder eines einzigen Tintentropfens ab. Der Tintenstrom 1 besteht aus einer Vielzahl von Tropfen und bewegt sich ausgehend von ehier Düse von links nach rechts. Der Tintenstrom passiert die Ladeelektrode 2, die jeden Tintentropfen in Übereinstimmung mit Signalen eine bestimmte Ladung verleiht. In Flugrichtung direkt hinter der Ladeelektrode 2 befindet sich der Abfühler 3, der den Mittelleiter 3a, die innere Abschirmung 3b und die äußere geerdete Abschirmung 3c aufweist Die unterschiedlich aufgeladenen Tintentropfen gelangen hierauf zwischen ein Paar Ablenkplatten 5, wo sie in bekannter Weise entsprechend ihrer Ladung abgelenkt werden. Die für den Druck erforderlichen Tintentropfen schlagen auf das Papier 6 auf, und die nicht erforderlichen gelängen in die Tintenauffangblende 8. Der auf Feldeffekttransistoren basierende Operationsverstärker 10 ist entsprechend den F i g. 1 und 4 mit dem Mittelleiter 3a und der inneren Abschirmung 3b des Abfühlers 3 verbunden und reduziert die Eingangskapazität der Schaltung bis auf Null. Der hochohmige Widerstand 16 liefert dem Operationsverstärker einen Vorspannungsstrom. Daraus ergibt sich die Fähigkeit, einen Tropfen geladener Tinte abzufühlen, die geringer

ist als 3 χ JO-'⁴ C bei einer Frequenz geringer als 2500 Proben/Sekunde. Der Ausgang des Operationsverstärkers 10 ist wechselstrommäßig an einem anderen Verstärker 11 angekoppelt und hierauf mit der Schwellwertschaltung 12 verbunden, die ein Signal auf der Leitung 13 erzeugt. Dieses Signal wird verschiedenen Schaltungen zugeführt, um die Synchronisation im Tintenstrahldrucker zu steuern.

Wie in den F i g 2 und 3 gezeigt, sind der Mittelleiter 3a und die innere Abschirmung 3b durch die äußere Abschirmung 3c geschützt, die an Erde angeschlossen ist, um Störspitzen des Abfühlers zu vermindern. Zusätzlich zur äußeren Abschirmung wird die Schwellwertschaltung zeitlich über die Leitung 15 abgetastet, um die Wirkung irgendwelcher Störgrößenspitzen zu mindern. Diese Abtastzeit macht die Abfühlzeit des Ladungsabfühlers, während welcher die geladenen Tintentropren den Abfühler passieren, unabhängig von der Hauptstörgröße, welche die Ladeelektrode ist.

F i g. 3 zeigt einen geschichteten Abfühler mit seinen Einzelheiten. Die Schichten des Abfühlers bilder·, abwechselnd Folien aus Kupfer und Kunststoff.

Die Ausführungsform nach F i g. 4 weist das zylindrische Glied 3 mit seinen zylindrischen Elementen 3a, 3b und 3c auf. Die Funktionen sind ähnlich denen der zuvor beschriebenen.

Die Schaltung nach F i g. 1 und die Abfühlerausführungsformen der F i g. 2, 3 oder 4 sind verwendbar, um die auf den einzelnen Tintentropfen befindliche Ladung festzustellen, woraus ermittelt wird, ob die Ladezeit der Ladeelektrode mit der Tropfenbildung synchronisiert

Die in den F i g. 5a und 5b gezeigte Ausführungsform stellt den sondenartigen Abfühler 3 dar, der statt zylindrisch (Fig.4) in einer Ebene aufgebaut ist. Ähnliche Elemente weisen die gleichen Bezugszeichen auf.

Durch Anordnung von zwei Abfühlern entlang der Tintenstrombewegungsbahn kann durch Messen der Zeit, die ein Tintentropfen benötigt, um die bekannte Entfernung zurückzulegen, dessen Geschwindigkeit festgestellt werden

/ ₌ Entfernung \
V Zeit J'

Mehrere oder ein einziger geladener Tintentropfen können verwendet werden, jedoch mit etwas geringerer Auflösung.

Werden ein oder mehrere Abfühler an einer Stelle angeordnet, die einzelne Tintentrr ;./fen passieren müssen, wenn sie richtig geladen und .ib^elenkt sind, kann die Ablenkung gemessen werden.

Die nicht benutzten Tintentröpfchen können soweit aufgeladen werden, um sie in die Tintenabfangblende abzulenken. Die einzelnen Tropfen können dabei eine Ladung aufweisen, die groß genug ist, um von einem berührungslosen Abfühler und dessen Schaltkreis festgestellt werden zu können, wenn die Tintentröpfchen sich am Abfühler vorbeibeweg-^n. Tritt am Abfühler kein Ausgangssignal auf, wird dadurch das Fehlen der Tintentröpfchen angezeigt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Abfühlen der Aufladung von Tintentropfen, die aus der Düse eines Tintenstrahldruckers ausgestoßen, durch Ladeelektroden elektrisch geladen und durch Ablenkelektroden gegen bestimmte Stellen des zu bedruckenden Papiers gerichtet werden, mit einem aus einem zwischen Abschirmelementen angeordneten Abfühlelement bestehenden Abfühler und mit einer zwischen das Abfühlelement und die Abschirmung geschalteten Meßeinrichtung zur Erzeugung von Signalen in Abhängigkeit von den von den Tintentropfen beim Passieren des Abfühlelementes festgestellten Ladungen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfühler einen geschichteten Aufbau aus Abfühlelement (3a), innerer Abschirmung (3b) und äußerer Abschirmung (3c) aufweist und die Meßeinrichtung an Abfühlelement (3a) und innere Abschirmung (3b) angeschaltet ist

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschichtete Aufbau abwechselnd Schichten aus Kupfer und Kunststoff vorsieht, wobei die Kupferschichten als Abfühlelement (3a), innere Abschirmung (3b) und äußere Abschirmung (3c) dienen.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der geschichtete Aufbau zylinderförmig (Fig.4) ausgeführt ist und zwischen dem metallische:; Abfühler (3a), der inneren Abschirmung (3tyund der äußeren Abschr-nung (3c) Isolierschichten angeordnet sind und eine mit der Achse des Zylinders fluchtende, durch or. ι gesamten Zylinder hindurchgehende öffnung vorhanden ist

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß den geschichteten Aufbau nebeneinander auf einem Substrat angeordnete Streifen geringer Dicke bilden und das Substrat so gegenüber der Tintentropfbahn angeordnet ist, daß die Schichtrichtung quer und die Dickendimension des Substrats parallel zur Tropfenbahn verlaufen,

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe (3) relativ zur Ladeelektrode (2) einstellbar ist, um die durch die Ladeelektrode (2) erzeugten Ladungen ausgeglichen zur inneren (3b) und äußeren Abschirmung (3c) zu machen, wodurch von der Ladeelektrode (2) erzeugte Ladungen löschbar sind gegenüber Ladungen, die von den einzelnen Tintentropfen beim Passieren des Abfühlelementes (3a) erzeugt werden.

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaltung stroboskopisch wirkende Elemente enthält für die Abtastung der Ladeelektrode (2), um die im Abfühler (3) induzierten Störgrößen zu reduzieren.