DE2346558C2 - Regelkreis für die Geschwindigkeitskonstanthaltung der Tintentropfen eines Tintenstrahldruckers - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruchs t angegebenen Art eines Regelkreises aus. Boi einem bekannten derartigen System ist es für die Sichcrstcllung, daß die Tintentropfen am richtigen Platz des Aufzeichnungsträgers zur Bildung eines Zeichens oder von sonstigen Darstellungen auftreffen, wichtig, daß die Geschwindigkeit der Tintentropfen einen vorbestimmten Bereich nicht unter- bzw. überschreitet Die

Μ Geschwindigkeit der Tintentropfen kann jedoch infolge von Unterschieden der Temperatur und/oder des Drukkes der Tinte und weiterer Parameter beträchtlich abweichen. Veränderungen in der Temperatur, die große Unterschiede in der Viskosität der Tinte hervorrufen, beeinflussen deshalb wesentlich die Geschwindigkeit der Tinte beim Verlassen der Düse.

So ist es durch die US-PS 36 00 955 bekannt, die Geschwindigkeit der Tinientropfen eines Tintenschreibwerkes konstant zu halten, indem die Geschwindigkeits- abweichungen an einer Skala ablesbar angezeigt werden, worauf die Förderpumpe manuell nachzustellen ist. Hierbei erfolgt die Auswahl einer bestimmten Zeitspanne, während der das Prüfen der Tropfengeschwindigkeit erfolgen kann, durch manuelles Betätigen eines Schal tcrs.

Aus IEEE Transactions on Electrons on Electron Devices Vol. ED-19. Nr. 4. April 1972, Seiten 584 bis 593, gehl ein Tintenstrahldrucker als bekannt hervor, bei dem die Düsen aus einem Reservoir versorgt werden, das auf optimalen Tintendruck und Temperatur durch ständige Überwachung gehalten wird.

Es ist die Aufgabe der in den Ansprüchen 1 und 4 angegebenen Erfindung, die bekannte Ermittlung der Flugzeit der Tintentröpfchen und damit die Flugge schwindigkeit der Tintentröpfchen weiterzubilden.

Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen 2,3 zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbei-

M) spielen beschrieben. Es zeigt

Fig. la ein Blockschaltbild für die Messung der Geschwindigkeit eines Tintenstromes mit Hilfe digitaler Zählpegcl und deren Umwandlung in Analogsignale für die Steuerung der Pumpe,

to F i g. 1 b ein Blockschaltbild, das im wesentlichen dem der F i g. 1 a entspricht, wobei Analogsignale direkt entwickelt werden und

F i g. 2 einen Regelkreis, bei dem die maximale Ablcn-

kung des Tintenstromes gemessen wird.

Mit dem System nach F i g. 1 a kann die Tropfengeschwindigkeit direkt überwacht werden und Signale entwickelt werden zur Steuerung des Pumpendruckes. Hierbei wird von Digitaltechnik Gebrauch gemacht. Das System nach F i g. 1 b ist dem nach F i g. 1 a sehr ähnlich und verwendet im wesentlichen dieselben Fühler, entwickelt jedoch Analogsignale für die Veränderung des Pumpendruckes statt in Analogsignale umzuwandelnde Digitalsignale.

In Fig. la wird der Tintenstrom 43 von der Düse 44 ausgestoßen und passiert die Ladeelektrode 45. Die Tmtenauffangblende 46 empfängt Tropfen des Stromes 43, die für den Druck nicht vorgesehen sind. Die Fühler 48, 49 sind mit bestimmtem Abstand voneinander in der Nähe der Bewegungsbahn der Tropfen des Tintenstromes 43 angeordnet. Die beiden Fühler 48, 49 speisen jeweils zugeordnete Vergleichsschaltungen 50,51. Denselben werden über die Leitungen 53, 54 Bezugspotentiale zugeführt. Während des Messens der Tropfengeschwindigkeit, das zwischen dem Druck zweier Zeichen oder bei in der Ausgangsstellung befindlicher Düse 44 stattfindet, ist die Torschaltung 56 in synchroner Weise über auf der Leitung 58 zugeführte Taktimpulse aktiviert Die Ausgangssignale der Vergleichsschaltungen werden über die Leitungen 60, 61 der Torschaltung 56 über Schnittstellenverbindungen 62,63 zugeführt.

Beispielsweise wird eine Gruppe von sechs Tropfen aus der Düse 44 ausgestoßen. Diese Gruppe von Tropfen passiert den Fühler 48, der eine Spannung erzeugt, welche die Torschaltung 56 aktiviert, um den Zähler 65 in Gang zu setzen. Wenn diese Tropfengruppe den Fühler 49 passiert, wird ein anderes Potential entwickelt, das ebenfalls der Torschaltung 56 zugeführt wird, die jedoch den Zähler 65 ausschaltet. Somit wird vom Zähler 65 eine Anzahl von Zählimpulsen entwickelt, die direkt repräsentativ ist für die Zeit, welche die Tropfen während ihrer Bewegung vom Fühler 48 bis zum Fühler 49 benötigen.

Der Zählerstand wird dem Digital/Analogumwandler 67 zugeführt, um auf der Leitung 68 ein Korrektursignal zu erzeugen, das einer Pumpensteuerschaltung ähnlich der in Fig. 1 gezeigten Schaltung 7 zugeführt wird, um den Pumpendruck zu variieren. Wie weiter oben bereits erwähnt, kann entweder mittels der Frequenz oder des Stromes der der Pumpe zugeführten Signale die lei/.iere gesteuert werden.

In Fig. Ib ist eine analoge Ausführung gezeigt, die verschiedene Elemente der Fig. la verwendet. Die Schaltung der Fig. Ib ersetzt die Schaltungen 56, 65 und 67 der Fig. la durch geeignete Verbindung der Schnittstellenverbindungen 62a und 63a mit den Verbindern 62,63 der Fig. la. In diesem Falle werden die von den Fühlern 48,49 erzeugten Ausgangssignale dem Sägezahngenerator 70 zugeführt. Aufgrund eines Potentials auf der Leitung 6Oi/ (F i g. Ib) wird der Sägezahngenerator aktiviert. Der Sägezahngenerator 70 erzeugt ein Sägezahnsignal bekannter Zähneanzahl und Spannung. Nach Auftreten eines Ausgangssignales auf der Leitung 61a (Fig. Ib) wird das Ausgangssignal des Sägezahngenerators 70 unterbunden. Der erreichte Pegel wird in der Halteschaltung 71 gespeichert und über die Leitung 72 der Pumpe Zugeführt, um deren Druck in der zuvor beschriebenen Weise zu verändern.

Durch Verwendung der beschriebenen Techniken wird die Geschwindigkeit des Tinlensiromcs 43 konstant gehalten. Da die Ablenkempfindlichkeii des Tintenstromes 43 proportional ist zu !/(ElektronenvoltH wird die während des Drückens der Information erforderliche Ablenkung des Tintenstromes 41 ebenfalls durch den Regelkreis aufrechterhalten. Bei Verwendung des vorstehenden Regelkreises isi es nicht erforderlich, Toleranzen anderer Elemente des Systems, beispielsweise der Düse usw. von solch einer Genauigkeit einzuhalten, die ansonsten erforderlich wäre.

Die Ablenkung des Tintenstromes wird festgestellt, um die Geschwindigkeitscharakteristiken zu bestimmen

ίο (F i g. 2\ Die Düse 75 stößt einen Strom von Tintentropfen 76 aus, welche die Ladeelektrode 77 und die Ablenkelektrodenplatten 78, 79 passieren. Während des Drukkens der Information werden die Tintentropfen 76 auf den Aufzeichnungsträger gerichtet. Wenn kein Druck erforderlich ist, werden die Tintentropfen 76 in die Tintenauffangblende 80 geleitet. Während des Testens der Geschwindigkeit des Tintenstromes werden durch geeignete Aufladung mittels der Ladeelektrode 77 und durch die Ablenkelektrodenplatten 78, 79 die Tintentropfen maximal abgelenkt, damit die Tropfen in den Bereich zweier benachbarter Fühler 82, 83 gelangen, wodurch eine maximale Ablenkung feststellbar ist. Beispielsweise kann eine Gruppe von sechs Tintentropfen verwendet werden. Die Tintenauffangblende 85 dient für den Empfang der zwischen die Fühler 82,83 geleiteten Tintentropfen. Von den Fühlern 82, 83 werden Potentiale entwickelt durch das Passieren der Tintentropfen. Es wird angenommen, daß eine normale Ablenkung der Tinientropfen 76 für Testzwecke zwischen die Fühler 82,83 erfolgt. Wenn die Tintentropfen nahe am Fühler 83 vorbeigehen, was eine Zunahme ihrer Geschwindigkeit bedeutet, wird ein Ausgangssignal erzeugt und dem Verstärker 94 zugeführt und hierauf der Vergleichsschaltung 91 für die Entwicklung eines geeigneten Korrektursignales, das über die Leitung 92 der Pumpensteuerschaltung zugeführt wird. In diesem Falle wird, da die Geschwindigkeit der Tropfen etwas zu hoch ist, der Punipcndruck vermindert. Wenn die Tintentropfen nahe am Fühler 82 vorbeigehen, wird ein Ausgangssignal erzeugt und dem Verstärker 90 und hernach ebenfalls der Vergleichsschaltung 91 zugeführt. In diesem Fall bewegen sich die Tintentropfen mit einer etwas zu geringen Geschwindigkeit und das Ausgangssignal auf der Leitung 92 ist von solch einem Pegel, daß der Pumpendruck erhöht wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Regelkreis für die Konstanthaltung der Geschwindigkeit der Tintentropfen eines Tintenstrahldruckers mit einer, mit einer Pumpe verbundenen Düse, die für die Erzeugung eines Stromes von gleichbeabstandeten Tintentropfen in mechanische Schwingungen versetzbar ist, mit einer Ladeelektrode für die elektrische Aufladung der einzelnen Tintentropfen und mit Ablenkelektroden zur Ablenkung der einzelnen Tintentropfen, wobei die für den Druck der Information nicht benötigten Tintentropfen von einer Tinienauffangblende aufgefangen werden und ein Tropfendetektor die Geschwindigkeit der Tröpfchen nach Anforderung mißt, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe der Bewegungsbahn der Tintentropfen zwei, in Richtung dieser Bahn voneinander beabstandete, die Tintentropfen abfühlenden Fühler (48,49) angeordnet sind, die über je eine, das abgefühlte Signal mit je einem Bezugssignal vergleichende Schaltung (SO, SI) an weitere Schaltelemente (56, 65, 67 bzw. 70, 71) angeschlossen sind, welche ein Differenzsignal erzeugen, das einer die Drehzahl der Pumpe beeinflussenden Schaltung zugeführt wird.

2. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung des Differenzsignales eine Torschaltung (56), die im Synchronismus mit Taktsignalen aktiviert wird, an einen Zähler (65) angeschlossen ist, wobei durch ein Signal, auf dem mit der einen Vergleichsschaltung (50) verbundenen Eingang, die dem in der Bewegungsbahn der Tintentropfen zuerst angeordneten Abfühler (48) zugeordnet ist, der Zähler (65) einschaltbar ist und durch ein Signal, auf dem mit der anderen Vergleichsschaltung (51) verbundenen Eingang dieser Zähler (65) aüsschaltbar ist und daß der Ausgang dieses Zählers (65) über einen Digital-Analogumwandlcr an die die Drehzahl der Pumpe beeinflussende« Schaltung angeschlossen ist.

3. Regelkreis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die Erzeugung des Differenzsignales die Ausgänge der beiden Vergleichsschaltungcn (50, 5t) an einen Sägezahngenerator (70) angeschlossen sind, wobei durch Ausgangssignale der Vergleichsschaltung (50), die dem in der Bewegungsbahn der Tintentropfen zuerst angeordneten Fühler (48) zugeordnet ist, der Sägezahngenerator (70) einschaltbar und durch die Ausgangssignalc der anderen Vergleichsschaltung (5t) ausschaltbar ist, daß der Ausgang des Sägezahngenerators (70) über eine den erreichten Pegel festhaltende Schaltung (71) an die die Drehzahl der Pumpe beeinflussende Schaltung angeschlossen ist.

4. Regelkreis für die Konstanthaltung der Geschwindigkeit der Tintentropfen eines Tintenstrahldruckers mit einer, mit einer Pumpe verbundenen Düse, die für die Erzeugung eines Stromes von gleichbeabstandeten Tintentropfen in mechanische Schwingungen versetzbar ist, mit einer Ladeelektrode für die elektrische Aufladung der einzelnen Tintentropfen und mit Ablenkelcktroden zur Ablenkung der einzelnen Tintentropfen, wobei die für den Druck der Information nicht benötigten Tintentropfen von einer Tintenauffangblende aufgefangen werden und ein Tropfendetekior die Geschwindigkeit der Tröpfchen nach Anforderung miUt. dadurch ge-

kennzeichnet, daß die Tintentropfen für den Regelvorgang während der Abfühlzeit eine besonders große Ablenkung erfahren und durch eine, entsprechend dieser Ablenkung angeordnete, zusätzliche Tintenauffangblende (85) aufgefangen werden, daß vor dieser Tintenauffangblende zwei quer zur Bcwegungsbahn der Tintentropfen voneinander beabstandete Fühler (82,83) derart angeordnet sind, daß bei richtiger Ablenkung und somit richtiger Geschwindigkeit die Tintentröpfchen (76) mit etwa gleichem Abstand an den Fühlern (82,83) zwischen diesen hindurchgehen und bei abweichender Ablenkung in beiden Fühlern (82,83) unterschiedliche Signale erzeugen, und daß die Ausgänge dieser Fühler (82,83) über eine Vergleichsschaltung (91) mit einer die Drehzahl der Pumpe (13 bzw. 100) beeinflussenden Schaltung verbunden sind.