DE2615095A1

DE2615095A1 - Einrichtung zum ausstossen von druckfarbe

Info

Publication number: DE2615095A1
Application number: DE19762615095
Authority: DE
Inventors: Takuro Isayama
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1975-04-08
Filing date: 1976-04-07
Publication date: 1976-10-14
Also published as: DE2615095B2; DE2615095C3; US4034380A; JPS51117530A

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

DIPU-ING.

H. KINKELDEY

DR.-INQ.

W. STOCKMAIR

2 615095 DR.-ING. · AeE(CAUTECH)

K. SCHUMANN

DR. RER. NAT. · DIPL.-PHYS.

P. H. JAKOB

DIPU-ING.

G. BEZOLD

DR. RER. NAT. · DIPU-CHEM.

MÜNCHEN E. K. WEIL

DR. RER. OEC. INQ.

LINDAU

8 MÜNCHEN 22

MAXIMILIANSTRASSE 43

7. April 1976 P 10 317

Ricoh Company, Ltd.

No. 3-6, 1-dioDie, Nakamagome, Ota-ku, Tokyo, Japan

Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe , die in einen Drucker für einen Rechner, ein Faksimilesystem oder eine ähnliche Einrichtung eingebaut werden kann.

Es ist bereits eine Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe vorgeschlagen worden, bei de rein Druckfarbenausstoßkopf mit einer Druckfarbenkammer und einer Ausstoßöffnung ausgebildet ist, die mit der Druckfarbenkammer in Verbindung steht. Weiterhin ist eine elektrostriktive Platte vorgesehen, die einen Teil der Druckfarbenkammer bildet. Ein elektrischer, an die elektrostriktive Platte

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TELEFON (089)22SB O2 TELEX 06-28 3BO TELEGRAMME MONAPAT

angelegter Impuls bewirkt, daß diese sich so verformt, daß das Volumen der Druckfarbenkammer verringert wirdj dadurch kann Druckfarbe durch die Öffnung ausgestoßen werden. Da diese Verformung nur eine geringe Größe hat, treten Störungen der Einrichtung auf, die sogar zum völligen Versagen führen können, v/enn sich Luftbläschen in der Druckfarbe in der Druckfarbenkammer befinden; selbstverständlich ist die Einrichtung dann außer Betrieb, wenn in der Druckfarbenkammer keine Druckfarbe mehr vorhanden ist. Da die Druckfarbe inkompressibel ist, bewirkt eine kleine Verringerung des Volumens der Druck— farbenkammer, daß das gleiche Druckfarbenvolumen sicher und genau aus der Öffnung herausgedrückt wird. Da jedoch Luft kompressibel ist, v/erden durch eine solche kleine Verringerung des Volumens der Druckfarbenkammer die Luftbläschen in der Druckfarbenkammer komprimiert, und die Druckerhöhung reicht aufgrund der Auslegung des Ausstoß— kopfes nicht aus, um Druckfarbe aus der Öffnung zu drük— ken. Wenn Luftbläschen während des Ausdruckens, beispielsweise von Computerdaten, in dem Ausstoßkopf vorhanden sein sollten, werden die gesamten Daten nicht ausgedruckt. Es kann passieren, daß diese Funktionsstörung nicht einmal wahrgenommen wird; dies gilt insbesondere dann, v/enn das Ausdrucken nicht in der Mitte eines Satzes beendet wird; es kann dadurch zu schwerwiegenden Fehlern bei der Beurteilung der ausgedruckten Daten durch die jeweilige Person kommen, der diese Daten vorgelegt werden, wenn wesentliche Informationen nicht ausgedruckt worden sind.

Der Erfindung liegt deshalb unter anderem die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe -zu schaffen, mit der das Fehlen von Druckfarbe oder die Anwesenheit von Luftbläschen in der Druckfarbenkammer festgestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen Druckfarbenausstoßkopf, der eine Druckfarbenkammer und eine mit

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der Druckfarbenkammer in Verbindung stehende Ausstoßöffnung aufweist, weiterhin durch ein elektrostriktives Glied, das einen Teil der Druckfarbenkammer bildet, durch einen Impulsgenerator zur Zuführung eines Impulses zu dem elektrostriktiven Glied, um eine Verringerung des Volumens der Druckfarbenkammer zu bewirken, und durch einen Fühler zur Feststellung der Oszillationen des elektrostriktiven Gliedes während einer Dauer des Impulses und zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von dieser Feststellung.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile liegen insbesondere darin, daß eine Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe geschaffen wird, die in einer Druckfarbenkammer eines Ausstoßkopfes ein Luftvolumen feststellen kann, das ausreicht, um den Ausstoß der Druckfarbe zu verhindern, und ein Signal zu erzeugen, das diesen störungstrachtigen Zustand anzeigt. Außerdem weist die Einrichtung eine elektrostriktive Platte auf, um das Volumen der Druckfarbenkammer beim Anlegen eines elektrischen Impulses an die Platte zu verringern; die Größe dieses elektrischen Impulses kann erhöht werden, wenn sich eine geringe Luft— menge in der Kammer befindet. Und schließlich ist noch eine elektrische Anordnung vorgesehen, um Oszillationen bzw. Schwingungen der elektrostriktiven Platte festzustellen, die anzeigen, daß sich Luft in der Druckfarbenkammer der Einrichtung befindet.

Die Erfindung schafft also eine Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe, bei der die Druckfarbe in eine Druckfarbenkammer in einem Ausstoßkopf eingeführt wird. Eine Ausstoßöffnung steht mit der Druckfarbenkammer in Verbindung. Eine elektrostriktive Platte bildet eine Oberfläche der Druckfarbenkammer und wird verformt, um das Volumen der Druckfarbenkammer zu verringern, wenn ein elektrischer Impuls an sie angelegt wird; dadurch kann Druckfarbe durch die Öffnung ausgestoßen werden. Die Einrichtung ist außer

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Betrieb, wenn in der Druckfarbenkammer keine Druckfarbe vorhanden ist oder sich Luftbläschen in der Druckfarbe in der Druckfarbenkammer befinden. In diesem Fall hat die Spannung an der elektrostriktiven Platte einen oszillierenden Bestandteil, der stark gedämpft wird, wenn die Druckfarbenkammer vollständig mit Druckfarbe gefüllt ist. Ein Fühler ist vorgesehen, um den oszillierenden Bestandteil festzustellen und ein Signal zu erzeugen, das die Feststellung dieses Bestandteils anzeigt. Mittels einer Schaltungsanordnung kann die Größe des Impulses erhöht werden, wenn der oszillierende Bestandteil eine Größe hat, die anzeigt, daß die Einrichtung zwar nicht funktionsunfähig ist, jedoch einige Bläschen in der Kammer vorhanden sind. Die gesteigerte Impulshöhe dient dazu, den Ausstoß des Farbstoffs auf dem gewünschten Pegel zu halten.

Die Erfindung wird im fogenden anhand von Ausführungsbei— spielen unter Bezugnahme auf die beiliegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Druckfarbenaus— stoßkopf, der einen Teil der Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach der vorliegenden Erfindung bildet;

Fig. 2 ein Diagramm einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3a bis 3b graphische Darstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise der Ausführungsform nach Fig. 2;

Fig. 4 ein Diagramm einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

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Fig. 5a bis 5d graphische Darstellungen zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 6a bis 6c graphische Darstellungen zur weiteren Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 4 gezeigten Ausführungsform;

Fig. 7 ein Diagramm einer Ausführungsform nach Fig.4, die eine Teststeuerschaltung aufweist;

Fig. 8 ein Diagramm des Zeitablaufs zur Erläuterung der Funktionsweise der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsanordnung; und

Fig. 9 eine logische Tabelle zur Erläuterung der

Funktionsweise der in Fig. 7 gezeigten Schaltungsanordnung .

Obwohl die Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach der vorliegenden Erfindung in sehr unterschiedlichen physikalischen Modifikationen ausgebildet werden kann, die beispielsweise von der Umgebung und den Anforderungen des jeweiligen Einsatzes abhängen, ist eine große Zahl der hier beschriebenen und gezeigten Ausführungsformen hergestellt, getestet und eingesetzt worden; alle diese Aus— führungsformen haben einwandfrei zur Zufriedenheit der Benutzer gearbeitet.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist die Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach der vorliegenden Erfindung einen Ausstoßkopf 10 für die Druckfarbe bzw. Tinte auf, der mit einer Druckfarbenkammer 12 ausgebildet ist. Von einer Pumpe (nicht dargestellt) wird die Druckfarbe durch einen Einlaß 14 in die Druckfarbenkammer 12 eingeführt. Eine Ausstoßdüse oder Öffnung 16 steht mit der Druckfarbenkammer 12 in Verbindung. Der Druck der Druckfarbe in der

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Druckfarbenkammer 12 reicht normalerweise nicht aus, um die Oberflächenspannung in der Öffnung 16 zu überwinden, so daß die Druckfarbe in der Druckfarbenkammer 12 zurückgehalten v/ird.

Eine flexible bzw. biegsame Platte 18 bildet die linke Oberfläche der Druckfarbenkammer 12, und an der Platte ist ein elektrostriktives Glied oder eine Platte 20 fest durch einen Klebstoff angebracht. Die Platte 20 wird aus einem dielektrischen Material hergestellt-, welches folgende Eigenschaften hat; wird ein elektrisches Feld an die Platte angelegt, so ergibt sich eine mechanische Deformation bzw. Formänderung oder Verformung, die proportional zu dem Quadrat des Feldes ist. Diese Verformung ist auf das induzierte Dipolmoment zurückzuführen, das durch das angelegte Feld verursacht wird.. Die Platte 20 ist so angeordnet, daß ein ihr zugeführter elektrischer Impuls eine Formänderung der Platte 20 und der daran befestigten Platte 18 in der Weise bewirkt, daß das Volumen der Druckfarbenkammer 12 abnimmt. Wegen des raschen Druckanstiegs und der Inkompressibilität des Farbstoffs wird eine kleine Farbstoffmenge durch die Öffnung 16 ausgestoßen; das Volumen der ausgestoßenen Farbstoffmenge ist gleich der Volumenänderung der Druckfarbenkammer 12. Dieses Farbstoffvolumen sollte dazu geeignet sein, einen Punkt auf ein Blatt bzw. einen Bogen eines Ausdruckpapiers Glicht dargestellt) zu drucken.

Wenn sich jedoch Luftblasen in der Druckfarbenkammer 12 befinden, oder in der Druckfarbenkammer 12 keine Druckfarbe mehr vorhanden ist, so arbeitet die Einrichtung · entweder nicht richtig oder sie stößt in Abhängigkeit von der Menge der in der Druckfarbenkammer 12 vorhandenen Luft ein geringeres Druckfarbenvolumen aus der Öffnung aus. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Luft durch die Verringerung des Volumens der Druckfarbenkammer 12 zwar komprimiert wird, der erhöhte Druck in der Kammer

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jedoch nicht ausreicht, um die Oberflächenspannung an der Öffnung 16 zu überwinden und dafür zu sorgen, daß die entsprechende Druckfarbenmenge durch die Öffnung 16 ausgestoßen wird.

Der an die Platte 20 angelegte elektrische Impuls bewirkt nicht nur eine Verformung der Platte, sondern auch Widerhall bzw. Schallwellen oder Schwingungen, wenn die Platte 20 sich in ihrem freien Zustand befindet. Wenn die Druckfarbenkammer 12 jedoch vollständig mit Druckfarbe gefüllt ist, werden diese Schwingungen aufgrund des Widerstandes gegen rasche Bewegungen gedämpft, den der Farbstoff den Platten 18 und 20 entgegensetzt. Werden also elektrische Impulse an die Platte 18 angelegt, so zeigen die Schwingungen bzw. Oszillationen der Platte 20 an, daß in der Druckfarbenkammer 12 Luft vorhanden ist, und die Größe dieser Schwingungen entspricht der Luftmenge.

Die elektrische Spannung an der Platte 20 kann deshalb zwei Komponenten aufweisen: einen Gleichstrombestandteil, welcher dem Pegel des angelegten Impulses entspricht, und einen _: Wechselstrom— oder Schwingungsbestandteil, der dann vorliegt, wenn sich Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet.

In Fig. 2 ist eine Schaltung gezeigt, mit der die Schwingungskomponente der Spannung an der Platte 20 abgegriffen bzw. extrahiert werden, die Größe des oszillierenden Bestandteils mit einem vorher bestimmten Wert verglichen und ein elektrisches Signal erzeugt werden kann, wenn die Größe des oszillierenden Bestandteils über dem vorher bestimmten Wert liegt.

Ein mit "STROBE" bezeichneter Impuls wird an die parallelen Eingänge eines NAND-Gliedes Nl angelegt, das als.Treiber für einen NPN Schalttransistor Tl dient. Der Ausgang des NAND-Gliedes Nl ist mit der Basis des Transistors Tl

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verbunden, v/ährend der Emitter des Transistors Tl geerdet ist. Der Kollektor des Transistors Tl ist an die Basis eines NPN pulsierenden Transistors T2 und auch durch einen Lastwiderstand Rl an eine Spannungszuführung B+ angeschlossen. Der Transistor T2 ist als Emitterfolger geschaltet, wobei sein Kollektor mit der Zuführung B+ verbunden und sein Emitter durch einen Lastwiderstand R2 geerdet ist. Der Emitter des Transistors T2 ist ebenfalls mit Erde durch eine Reihenkombination aus einem Widerstand R3 und der Platte 20 verbunden. Der Knotenpunkt.zwischen dem Widerstand R3 und der Platte 20 ist an die Kathode einer Z-Diode Dl angeschlossen, deren Anode durch das Widerstandselement eines Potentiometers R4 geerdet ist. Der Schieber des Potentiometers R4 ist mit einer Platte eines Kopplungskondensators Cl verbunden, dessen andere Platte durch einen Widerstand R5 geerdet ist. Der Knotenpunkt zwischen dem Kondensator Cl und dem Widerstand R5 ist an die Anode einer Diode D2 angeschlossen, die als Gleichrichter dient; die Kathode dieser Diode ist durch eine Parallelkombination aus einem Kondensator C2 und einem Widerstand R6 geerdet. Der Kondensator C2 dient als Glattungsschaltung bzw. Siebschaltung, während der Widerstand R6 als Vorbelastungswiderstand für den Kondensator C2 dient.

Die Kathode der Diode D2 ist auch mit einem positiven Eingang eines Spannungskomparators CMl verbunden, dessen Ausgang an eine Lampe oder einen Summer, eine Schaltung zur Beendigung des Ausdruckens eines Rechners, usw. (nicht dargestellt) angeschlossen werden kann.

Ein Potentiometer R7 ist zwischen die Zuführung B+ und Erde geschaltet, um eine einstellbare Bezugsspannung für den Kompaator CMl zu liefern. Der Schieber des Potentiometers R7 ist an einen negativen Eingang des Spannungskomparators CHl angeschlossen.

Beim Betrieb wird das Eingangssignal zu dem NAND-Glied Nl

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normalerweise auf einem niedrigen Pegel gehalten, so daß das Ausgangssignal des NAND-Gliedes Nl auf einem hohen Pegel ist. Dieses hohe Ausgangssignal schaltet den Schalttransistor Tl ein, so daß die Spannung an seinem Kollektor und auch die Spannung an der Basis des pulsierenden bzw. Pulstransistors T2 auf einem niedrigen Pegel sind. Der pulsierende Transistor T2 wird dadurch abgeschaltet bzw. gesperrt, so daß an seinem Emitter ein niedriges Ausgangs— signal erzeugt wird.

Der positive, an den Eingang des NAND-Gliedes Nl angelegte Impuls STROBE bewirkt, daß das NAND-Glied Nl ein niedriges Ausgangssignal erzeugt, welches den Schalttransistor Tl abschaltet bzw. sperrt. Die KoIlektorspannung des Transistors Tl, die an die Basis des pulsierenden Transistors T2 angelegt wird, geht auf einen hohen Wert, so daß der Transistor T2 eingeschaltet bzw. leitend wir!. Dadurch erzeugt der Transistor T2 an seinem Emitter ein hohes Ausgangssignal, das durch den Widerstand R3 an die Platte 20 angelegt wird. Die Platte 20 wird verformt, so daß Farbstoff aus der Öffnung 16 ausgestoßen wird. Die Spannung an dem Emitter des Transistors T2, die als Antriebsimpuls für die Platte 20 dient, ist in Fig. 3a dargestellt. Da die Platte 20 ein~Dielektrikum ist, hat sie eine bestimmte Kapazität · Wenn der Transistor T2 leitend wird, wirkt die Platte 20 als Kondensator, der sich durch den Widerstand R3 auflädt. Dadurch wird die Form der Vorderflanke des in Fig. 3a gezeigten Impulses bestimmt. Wenn der Transistor T2 gesperrt wird, entlädt die Platte 20 sich durch die Widerstände R3 und R2. Dadurch wird die Form der Hinterflanke des in Fig. 3a gezeigten Impulses bestimmt.

Wenn die Spannung an der Platte 20 keinen oszillierenden bzw. schwingenden Bestandteil hat, wodurch angedeutet wird, daß sich in der Druckfarbenkammer 12 keine Luft befindet, hat die Spannung an der Platte 20 ebenfalls die in Fig.3a

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gezeigte Form. In diesem Fall wird keine Wechselspannung durch den Kondensator Cl gekoppelt, und der Komparator CMl erzeugt ein niedriges Ausgangssignal. Wenn sich jedoch Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet, tritt an der Platte 20 eine Spannung auf, wie sie in Fig. 3b dargestellt ist. In diesem Fall ist der schwingende oder Wechselstrombestandteil dem Gleichstrompegel des Impulses überlagert, wie in Fig. 3a gezeigt ist.' Die Spannung an der Platte 20, minus der Zener-Spannung der Diode Dl, tritt an dem Potentiometer R4 auf. Das Potentiometer R4 ist in geeigneter Weise so eingestellt, daß an seinem Schieber die in Fig. 3c gezeigte Spannung auftritt.

Der Kondensator Cl und der Widerstand R5 sind so ausgewählt, daß sie den oszillierenden Bestandteil der Spannung an dem Schieber des Potentiometers R4 durchlassen und den Gleichstrombestandteil blockieren; dies bedeutet also, daß sie als Hochpaß dienen. Die Spannung an der Anode der Diode D2 ist in Fig. 3d dargestellt und besteht nur aus dem oszillierenden Bestandteil der Spannung an dem Schieber des Potentiometers R4. Diese Spannung wird durch die Diode D2 in einem Halbwellen-Einwegverfahren gleichgerichtet und lädt den Kondensator C2 auf. Die gleichgerichtete Spannung wird durch den Kondensator C2 geglättet und hat dann die in Fig. 3e gezeigte Form. Der Widerstand R6 dient als Vorbelastungswiderstand, um den Kondensator C2 zwischen den Impulsen zu entladen.

Die Spannung an der Kathode der Diode D2 wird mit der Bezugsspannung an dem Schieber des Potentiometers R7 verglichen, das auf einen geeigneten Wert eingestellt ist. Wenn die Spannung an der Kathode der Diode D2 niedriger als die Bezugsspannung ist, wodurch angedeutet wird, daß sich nicht genug Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet, um das Ausstoßen von Druckfarbe zu verhindern, erzeugt der Komparator'CMl ein niedriges Ausgangssignal. Wenn je—

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doch die Spannung an der Kathode der Diode D2 über der Bezugsspannung liegt, wodurch angedeutet wird, daß sich eine nicht zu akzeptierende Luftmenge in der Druckfarbenkammer 12 befindet, erzeugt der Komparator CMl.ein hohes Ausgangssignal, um eine Alarmeinrichtung zu betätigen, die Schall- oder Lichtzeichen abgibt, das Ausdrucken zu beendigen oder einen ähnlichen Vorgang auszulösen.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 4 dargestellt, wobei gleiche Elemente durch die gleichen Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Impuls an dem Emitter des pulsierenden Transistors T2 ist der gleiche wie bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform; dieser Impuls ist in Fig. 5a dargestellt. Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist jedoch der Emitter des Transistors T2 durch die Platte 20 und einen Widerstand R8 mit Erde verbunden, während sein Knotenpunkt mit einem positiven Eingang eines Differenzverstärkers DMl verbunden ist. Der Emitter des Transistors T2 ist ebenfalls durch einen Kondensator C3 mit dem gleichen Viert wie die Kapazität der Platte 20 und durch einen Widerstand R9 mit dem gleichen Widerstandswert wie der Widerstand R8 geerdet. Der Verbindungspunkt zwischen dem Kondensator C3 und dem Widerstand R9 ist mit einem negativen Eingang des Differenzverstärkers DMl verbunden. Der Ausgang des Differenzverstärkers 0Ml ist an die Anode der Diode D2 angeschlossen.

Der Kondensator C3 und der Widerstand R9 bilden ein Dif— ferenzierglied, wodurch die in Fig. 5c gezeigte Spannung an dem Widerstand R9 in Abhängigkeit von dem in Fig. 5a dargestellten Impuls entwickelt wird. Die Platte 20 und der Widerstand R8 bilden ebenfalls ein Differenzierglied mit der gleichen Zeitkonstante wie das Differenzierglied, das durch den Kondensator C3 und den Widerstand R9 gebildet wird. Wenn sich keine Luft in der Druckfarbenkammer ' 12 befindet, ist die Spannung an dem Widerstand R8 im we-

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sentlichen identisch mit der Spannung an dem Widerstand R9, wie in Fig·. 5c dargestellt ist, und das Ausgangssignal des Differenzverstärkers DMl wird zu allen Zeiten Null sein. Wenn sich jedoch Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet, hat die Spannung an der Platte 20 einen oszillierenden Bestandteil, und die Spannung an dem Widerstand R8 hat die in Fig. 5b gezeigte Form. Da "die Differenz zwischen den positiven und negativen Eingangs— Signalen des Differenzverstärkers DMl durch den oszillierenden Bestandteil gebildet wird, tritt der oszillierende Bestandteil als Ausgangssignal des Differenzverstärkers DMl auf, wie in Fig. 5d gezeigt ist. Die Wellenform des in Fig. 5d gezeigten Signals ähnelt im wesentlichen der des in Fig. 3d gezeigten Signals; dieses Signal wird gleichgerichtet, gefiltert und auf. die gleiche Weise wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2 an den Spannungskomparator CMl angelegt. Es läßt sich also erkennen, daß die Ausführungsform nach Fig. 4 im wesentlichen die gleiche Funktionsweise wie die Ausführungsform nach Fig. 2 hat; der Unterschied liegt in der Weise, wie der oszillierende Bestandteil aus der Spannung an der Platte 20 extrahiert wird.

In Fig. 6a stellt die obere Kurve die Emitterspannung des Transistors T2 und die untere Kurve die Spannung an dem Widerstand R8 in einem Fall dar, bei dem sich keine Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet. Fig. 6b ähnelt Fig. 6a, stellt jedoch einen Fall dar, bei dem sich Luftblasen in der Druckfarbenkammer 12 befinden. Fig. 6c zeigt in ähnlicher Weise einen Fall, bei dem sich kein Farbstoff in der Druckfarbenkammer 12 befindet.

Fig. 7 stellt die Ausführungsform nach Fig. 4 in Kombination mit einer Anordnung zur Erhöhung der Größe des an die Platte 20 angelegten Impulses dar, wenn sich zwar Luftbläschen in der Druckfarbenkammer 12 befinden, jedoch nicht so viele, daß die Einrichtung keine Druckfarbe mehr ausstoßen

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kann. Dabei sind gleiche Elemente wieder mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Eingänge eines NOR-Gliedes N2 sind so geschaltet, daß sie sowohl den Impuls STROBE als auch einen Impuls "PRINT" empfangen, der erzeugt wird, wenn Druckfarbe ausgestoßen werden soll, ohne die Luft in der Druckfarbenkammer 12 abzufühlen. Der Ausgang des NOR-GLiedes N2 ist mit der Basis des Schalttransistors Tl verbunden. Bei dieser modifizierten Ausführungsform ist jedoch der Kollektor des Transistors Tl nicht direkt an die Basis des pulsierenden Transistors T2 angeschlossen, sondern mit diesem durch einen NPN Reguliertransistor T3 verbunden. Der Kollektor des Transistors Tl ist an die Basis des Transistors T3 angeschlossen, dessen Kollektor mit der Zuführung B+ verbunden ist. Der Emitter des Transistors T3 ist durch Widerstände RIO bis R13 geerdet, wobei der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R 10 und RIl mit der Basis des Transistors T2 verbunden ist. Der Kollektor eines NPN Transistors T4 ist an den Verbindungspunkt zv/ischen den Widerständen RIl und R12 angeschlossen, während der Emitter des Transistors T4 geerdet ist. Der Kollektor eines NPN Transistors T5 ist mit dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R12 und R13 verbunden, während der Emitter des Transistors T5 geerdet ist.

Die Kathode der Diode D2 ist mit dem positiven Eingang des Spannungskomparators CMl verbunden^ darüberhinaus ist die Kathode auch an die positiven Eingänge von Spannungskomparatoren CM2 und CM3 angeschlossen, die den gleichen Aufbau wie der Spannungskomparator CMl haben. Widerstände R14 bis R17 sind in Reihe zwischen die Zuführung B+ und Erde geschaltet, um einen Bezugsspannungsteiler zu bilden. Die Werte der Widerstände R14 bis R17 sind so ausgewählt, daß die Spannung an dem Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R14 und R15, die an den negativen Eingang des Spannungskomparators CMl angelegt wird, die gleiche ist

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wie in Fig. 2. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R15 und R16 ist mit dem negativen Eingang des Spannungskomparators CM2 verbunden, während der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R16 und R17 an den negativen Eingang des Spannungskomparators CM3 angeschlossen ist. Die Bezugsspannungen an den negativen Eingängen der Kornparatoren CM3, CM2 und CMl sind mit Vl, V2,V3 bezeichnet, wobei V3 der höchste und Vl der niedrigste Wert ist. Die Spannung an der Kathode der Diode D2 ist mit V bezeichnet. Die Beziehung zwischen den Ausg'angssignalen der Spannungskomparatoren CMl bis CM3 und der Spannung V ist in Fig. 9 dargestellt.

Der Ausgang des Spannungskomparators CM3 ist mit einem Eingang eines NAND-Gliedes N3 verbunden, dessen anderer Eingang so geschaltet ist, daß er den Impuls STROBE empfängt. Der Ausgang des NAND-Gliedes N3 ist an einen invertierenden Setzeingang S eines Flip-Flops Fl angeschlossen. Der invertierende Ausgang Q des Flip-Flops Fl ist mit der Basis des Transistors T4 verbunden. Der Ausgang des Spannungskomparators CM2 ist an einen Eingang eines NAND-Gliedes N4 angeschlossen, dessen anderer Eingang so geschaltet ist, daß er den Impuls STROBE empfängt. Der Ausgang des NAND-Gliedes N4 ist mit einem invertierenden · Setzeingang S eines Flip-Flops F2 verbunden. Der invertierende Ausgang Q des Flip-Flops F2 ist mit der Basis des Transistors T5 verbunden. Invertierende Rücksetzeingänge R der Flip-Flops Fl und F2 sind so ausgebildet, daß sie einen Impuls RESET empfangen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist der Drucker einen Impulsgenerator (nicht dargestellt) auf, um einen positiven Impuls "TEST" zu erzeugen, wie in Fig. 8 dargestellt ist. Die Hinterflanke des Impulses TEST triggert den negativen Impuls RESET, dessen Vorderflanke den positiven Impuls STROBE triggert. Der Impuls TEST wird nach einer bevorzugten Ausführungsform am Beginn einer jeden Druckzeile erzeugt.

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Bei Betrieb werden die Flip-Flops Fl und F2 durch den Impuls RESET zurückgesetzt. Der an die NAND-Glieder N3 und N4 angelegte Impuls STROBE steuert diese an. Das Eingangssignal des NOR-Gliedes N2 ist normalerweise auf einem niedrigen Pegel, so daß NOR-Glied N2 ein hohes Ausgangssignal erzeugt, das den Transistor Tl einschaltet bzw. leitend macht. Das niedrige Ausgangssignal des Transistors Tl sperrt den Reguliertransistor T3, der wiederum ein niedriges Aus— gangssignal erzeugt, urn den pulsierenden Transistor T2 zu sperren. In Abhängigkeit von dem Impuls STROBE erzeugt das NOR-Glied N2 ein niedriges Ausgangssignal, das den Transistor Tl sperrt. Das hohe Ausgangssignal des Transistors Tl macht den Reguliertransistor T3 leitend, der ein hohes Ausgangssignal erzeugt, um den pulsierenden Transistor T2 leitend zu machen und den Impuls zu erzeugen, der die Platte 20 beansprucht bzw. verformt.

Da die Flip-Flops Fl und F2 rückgesetzt wurden, sind ihre Ausgangssignale Q auf einem hohen Pegel und machen die Transistoren T4 und T5 leitend. Der Transistor T4 schließt die Widerstände R12 und R13 effektiv kurz bzw. überbrückt sie, so daß der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen RIl und R12 im wesentlichen auf Erdpotential gebracht wird. Da der Transistor Tl gesperrt ist, liegt das Basispotential des Transistors T3 sehr nahe bei B+, und der Emitter-Kollektor-Widerstand des Transistors T3 ist sehr gering. Das Potential an dem Emitter des Transistors T3 liegt ebenfalls nahe bei B+. Diese Spannung wird durch die Widerstände RIO und RIl geteilt und an die Basis des Transistors T2 angelegt. In diesem Ball hat die Basisspannung des Transistors T2 einen minimalen Wert für das pulsierende Anstoßen der Platte 12, und die Größe des an die Platte 20 angelegten Impulses hat einen minimalen Wert.

Wenn sich keine Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet, erzeugt der Differenzverstärker DMl ein niedriges Ausgangs-

signal (die Spannung V liegt unter Vl), und die Spannungskomparatoren CMl bis CM3 erzeugen ebenfalls niedrige Ausgangssignale'. Der Betriebszustand der Einrichtung wird sich erst dann ändern, wenn der nächste Impuls TEST zugeführt wird. Eine Folge von PRINT-Impulsen werden an das NOR-Glied N2 angelegt, um eine Zeile auszudrucken.

Wenn sich jedoch Luft in der Druckfarbenkammer 12 befindet, erzeugt der Differenzverstärker DMl ein Ausgangssig— nal, und die Spannung V an der Kathode der Diode D2 hat eine Größe, die der Luftmenge entspricht. Wenn die Spannung V zwischen Vl und V2 liegt, wodurch angedeutet wird, daß sich zwar eine garinge Luftmenge in der Druckfarbenkammer 12 befindet, die Einrichtung jedoch noch betriebsbereit ist und Druckfarbe ausstoßen kann, erzeugt der Spannungskomparator CM3 ein hohes Ausgangssignal, das durch das NAND-Glied M3 torgesteuert wird, um den Flip-Flop Fl zu setzen- Das Ausgangssignal Q des Flip-Flops Fl geht auf einen niedrigen Wert, wodurch der Transistor T4 gesperrt wird. Der Verbindungspunkt zwischen den Widerständen R12 und R13 wird dadurch im wesentlichen auf Erdpotential gebracht, da der Transistor T5 noch leitend ist, und die Spannung an dem Emitter des Transistors T3 wird durch die Widerstände RIO bis R12 geteilt. Die Spannung an der Basis des Transistors T2 ist deshalb höher als im vorherigen Fall, und der an die Platte 20 angelegte Impuls ist größer, so daß sich eine stärkere Verringerung des Volumens der Druckfarbenkammer 12 ergibt.

Wenn die Spannung V zwischen V2 und V3 liegt, erzeugt der Spannungskomparator CM2 ein hohes Ausgangssignal, um den Flip-Flop F2 zu setzen und den Transistor T5 zu sperren. Die Emitterspannung des Transistors T3 wird in diesem Fall durch die Widerstände RIO bis R13 geteilt, und das Potential an der Basis des Transistors T2 ist noch größer. Die Größe des an die Platte 20 angelegten Impulses hat dann einen maximalen Wert.

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Wenn die Spannung V größer als die Bezugsspannung V3 ist, wodurch angedeutet ist, daß die Einrichtung rieht mehr betriebsfähig ist, erzeugt der Spannungskomparator CMl ebenfalls ein hohes Ausgangssignal, um einen Summer oder eine ähnliche Alarmeinrichtung zu erregen oder das Ausdrucken zu beenden.

Aus der Beschreibung ergibt sich, daß durch die Einrichtung nach der vorliegenden Erfindung die Sicherheit eines Drucksystems, bei dem Druckfarbe ausgestoßen wird, verbessert v/ird, da sichergestellt ist, daß keine Informationen aufgrund eines Versagens des Ausstoßkapfes verloren-gehen können.

- Patentansprüche —

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Claims

Patentansprüche

/ l.\Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe, gekennzeichnet durch einen Druckfarbenausstoßkopf (10), der eine Druckfarbenkammer (12) und eine mit der Druckfarbenkammer (12) in Verbindung stehende Ausstoßöffnung (16) aufweist, weiterhin durch ein elektrostriktives Glied (20), das einen Teil der Druckfarbenkammer (12) bildet, durch einen Impulsgenerator zur Zuführung eines Impulses zu dem elektrostriktiven Glied (20), um eine Verringerung des Volumens der Druckfarbenkammer (12) zu bewirken, und durch einen Fühler zur Feststellung der Oszillationen des elektrostriktiven Gliedes (20) während einer Dauer des Impulses und zur Erzeugung eines elektrischen Signals in Abhängigkeit von dieser Feststellung.
2. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fühler eine Extraktionsan— Ordnung zur Gewinnung eines oszillierenden Bestandteils aus einer Spannung an dem elektrostriktiven Glied (20) und einer Komparatoranordnung aufweist, um das elektrische Signal zu erzeugen, wenn der oszillierende Bestandteil größer als ein vorher bestimmter Wert ist.
3. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Koraparatoranordnung einen Gleichrichter, ein Filter und einen Spannungskomparator (CM1;CM1,CM2,CM3) aufweist.

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4. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsanordnung einen Kopplungskondensator aufweist.
5. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Extraktionsanordnung einen Kondensator mit der gleichen Kapazität wie das elektrostriktive Glied (20) aufweist, der parallel zu dem elektrostriktxven Glied (20) geschaltet ist, und daß die Komparatoranordnung einen Differenzverstär- ._ ker (DMl) aufweist, um ein Ausgangssignal zu erzeugen, das d^er Differenz zwischen der Spannung an dem elektrostriktiven Glied (20) und einer Spannung an dem Kondensator entspricht.
6. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß Widerstände in Reihe mit dem elektrostriktxven Glied (20) bzw. dem Kondensator geschaltet sind.
7. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Komparatoranordnung einen Komparator zur Erzeugung eines sekundären elektrischen Signals aufweist, wenn der oszillierende Bestandteil der Spannung an dem elektrostriktxven Glied (20) größer als ein zweiter, vorher bestimmter Wert und kleiner als der vorher bestimmte Wert ist, wobei der Impulsgenerator dem elektrostriktiven Glied (20) beim Fehlen

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des sekundären elektrischen Signals Impulse einer ersten Größe, und in Abhängigkeit von dem sekundären elektrischen Signal dem elektrostriktiven Glied (20) einen Impuls mit einer zweiten Größe zuführt, die höher als die erste Größe ist.
8. Einrichtung zum Ausstoßen von Druckfarbe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine Rücksetzanordnung, um den Fühler bis zum Empfang eines Testsignals außer Betrieb zu halten, wobei der Fühler die Oszillationen des elektrostriktiven Gliedes (20) in Abhängigkeit von dem Testsignal feststellt.

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