DE2641744C2 - Farbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung - Google Patents

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Tintentröpfchen-Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Ladeeinrichtung, die von dem emittierten Tröpfchen einen Teil mit der gewünschten Aufzeichnung entsprechenden Signalla- so düngen und einen Teil mit zur Ermittlung von Phasenfehlern zwischen der Emission und der Aufladung der einzelnen Tröpfchen dienenden Detektorladungen beaufschlagt, sowie einer Ablenkeinrichtung, die die Tröpfchen mit den Signalladungen auf einen Aufzeichnungsträger und die Tröpfchen mit den Detektorladungen auf einen Sensor richtet.

Eine derartige Tintentröpfchen-Aufzeichnungsvorrichtung ist aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 52 248 bekannt. Dort werden die einzelnen Tropfchen entweder mit der für die eigentliche Aufladung bestimmten Signalladung oder mit einer zur Phasenüberwachung dienenden Detektorladung beaufschlagt. Infolge unterschiedlicher Ablenkung treffen nur die die Detektorladung führenden Tröpfchen auf den Sensor, so daß gewährleistet ist, daß die zur Aufzeichnung dienenden Tröpfchen durch die Phasenüberwachung nicht gestört werden.

Bei der bekannten Vorrichtung besteht jedoch die Schwierigkeit, daß die auf den Sensor auftreffenden Tintentröpfchen diesen verschmutzen und dadurch seine Empfindlichkeit verschlechtern. Da ferner die Flugbahnen der einzelnen Tintentröpfchen infolge differierender Tröpfchenmassen nicht immer gleich sind, besteht die Möglichkeit, daß mindestens einige der zur Phasenkorrektur an sich zur Verfügung stehenden Tröpfchen den Sensor verfehlen, woraus sich eine weitere Verschlechterung der Empfindlichkeit ergibt.

Der Erfindung liegt die Aufgasbe zugrunde, die Tintentröpfchen-Aufzeichnungsvorrichtung der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß sie eine höhere Empfindlichkeit und Genauigkeit der Phasenüberwachung ohne Berührung zwischen den Tröpfchen und dem Snsor gestattet.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgsbe dadurch gelöst, daß der Sensor zwei elektrisch miteinander verbundene parallele Induktionsplatten aufweist, die so angeordnet sind, daß die Tröpfchen zwischen ihnen hindurchfliegen.

Der erfindungsgemäße Sensor arbeitet also induktiv und berührungsfrei. Schwierigkeiten aufgrund der Verschmutzung des Sensors und eine damit verbundene Verringerung der Empfindlichkeit sind von vorne herein ausgeschaltet. Da die Tintentröpfchen zwischen zwei Induktionsplatten hindurchfliegen, üben die von ihnen mitgeführten Ladungen bezüglich jeder der beiden Plarttei. eine induktive Wirkung aus. Dies ergibt eine entsprechende Vergrößerung des Ausgangssignals, somit eine Erhöhung der Empfindlichkeit. Da ferner die Größe des Sensor-Ausgangssignals von der Höhe, in der die Tröpfchen durch den Spalt zwischen den beiden Induktionsplatten hindurchfliegen, unabhängig ist, arbeitet die erfindungsgemäße Vorrichtung auch mit hoher Genauigkeit.

Eine Tintentröpfchen-Aufzeichnungsvorrichtung, bei der eine Phasenüberwachung durch induktive Abtastung der Tröpfchen erfolgt, ist zwar aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 23 48 724 bekannt. Dort ist jedoch der Sensor vor der Ablenkeinrichtung angeordnet, so daß sämtliche emittierten Tröpfchen den Sensor passieren. Dies hat zur Folge, daß die zur Aufzeichnung dienenden Tröpfchen durch den Sensor beeinflußt werden, woraus eine Verzerrung der Aufzeichnung resultieren kann. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Vorrichtung besteht darin, daß sich ein Überkoppeln von Rauschsignalen, die von der mit erheblichen Spannungen betriebenen Aufladungseinrichtung ausgehen, auf den Sensor nicht vermeiden läßt.

Würde man daran denken, den aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 23 48 724 an sich bekannten induktiven Sensor in der aus der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 19 52 248 bekannten Anordnung hinter der Ablenkeinrichtung anstelle des dort verwendeten, die Tröpfchen auffangenden Sensors anzuordnen, so ließen sich zwar einige Probleme, insbesondere das der Sensorverschmutzung, beseitigen. Eine solche Anordnung wäre aber außerordentlich ungenau. Der Sensor nach der deutschen Offenlegungsschrift Nr. 23 48 724 arbeitet nämlich mit einem stabförmigen Element, an dessen Ende die Tintentröpfchen vorbeifliegen. Infolge der sich in Abhängigkeit von der Masse ändernden Flugbahn würden nämlich die Tröpfchen in unterschiedlichen Abständen am Ende des Sensorstabes vorbeifliegen, daher sehr unterschiedlichw Induktionswirkungen und entsprechend unterschiedliche Ausgangssignale erzeugen. Diese Schwierigkeit wird noch größer, wenn starke Phasenfehler vorliegen, weil dann die einzelnen

Tröpfchen möglicherweise nicht mehr auf ihre volle Ladung aufgeladen werden und sich ihre Flugbahn dementsprechend noch stärker ändert

Auch bei einer zylindrischen Gestaltung des induktiv arbeitenden Sensors gemäß »The Review of Scientific Instruments«, 1967, 325, 326 wäre die Genauigkeit der Vorrichtung beschränkt Um nämlich die erheblichen Unterschiede in der Flugbahn der einzelnen Tintentröpfchen zuzulassen, müßte ein zylindrischer Sensor einen entsprechend großen Durchmesser haben. Die Empfindlichkeit der induktiven Signalerfassung nimmt aber mit steigendem Zylinderradius ab. Bei kleinerem Zylinderradius würden dagegen die in ihrer Flugbahn stärker abweichenden Tröpfchen nicht mehr erfaßt.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Weiterbildüngen der Erfindung gekennzeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt

F i g. 1 eine schematische Darstellung einer Tinten- μ tröpfchen-Aufzeichnungsvorrichtung;

F i g. 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Relation zwischen den emittierten Tintentröpfchen und den elektrischen Signalen, die teils zur Aufzeichnung, teils zur Phasenkorrektur dienen; ji

F i g. 3 einen Schnitt durch den in der Vorrichtung nach F i g. 1 verwendeten Sensor; und

F i g. 4 eine Seitenansicht des Sensors nach F i g. 3.

Gemäß Fig. 1 ist eine Tinte emittierende Düse 1 an einem Gehäuse 3 befestigt, das seinerseits über jo Halterungen 301 und 303 an einem stationären Teil 5 fest montiert ist. Die Halterungen 301 und 303 sind mit elliptischen Löchern versehen, die von Schrauben 302 beispielsweise 304 zur Befestigung des Gehäuses 3 an dem stationären Teil 5 durchsetzt werden. Das r, elliptische Loch in der Halterung 301 gestattet eine Justierung der Düse 1 in Axialrichtung der Düse, während das elliptische Loch in der Halterung 303 eine Justierung des Winkels der Düse ermöglicht.

Die Düse 1 ist mit einem Wandler, etwa einem piezoelektrischen Kristall, versehen, der bei Empfang eines elektrischen Signals die Düse in Schwingungen versetzt. Das elektrische Signal wird von einem Taktgenerator 27 erzeugt, über ein Filter 25 in ein sinus-förmiges Signal umgewandelt und über einen Verstärker 23 der Düse zugeführt.

Unter Druck stehende Tinte wird von einem Behälter 9 über eine Leitung 7 der Düse 1 zugeführt und von dieser in Form von Tröpfchen emittiert, die mit der Schwingfrequenz des elektrischen Signals synchron sind. Über Aufladungsplatten 17 werden die Tröpchen elektrisch aufgeladen, wobei die Aufladungsplatten 17 aus einem Signalgenerator 31 über einen Verstärker 29 mit dem in Fig.2b gezeigten elektrischen Signal versorgt werden. Das Signal enthält zusammengesetzte Videosignal-Anteile A und Phasendetektor-Anteile B. Die Videosignal-Anteile A entsprechen jedem zweiten von der Düse 1 emittierten Tintentröpfchen, nämlich den Tröpfchen 2, und führen bei Vorliegen von Spannung in dem Video-Signal eine positive Spannung, während die Phasendetektor-Anteile B den übrigen dazwischen liegenden Tröpfchen 4 entsprechen und eine negative Spannung führen. Der Phasendetektor-Anteil B erscheint dabei in einer Periode von sechs aufeinander folgenden jeweils zweiten Tröpfchen. Die b5 aufgeladenen Tröpfchen werden von einem Ablenkplattenpaar 19 entsprechend abelenkt. Der einen Ablenkplatte 191 wird eine positive Spannung, der anderen Ablenkplatte 192 eine negative Spannung zugeführu entsprechend treffen diejenigen Tröpfchen 2, die Videosignale führen, auf ein Aufzeichnungsmedium 21, bei dem es sich etwa um Papier, Gegenstände oder sonstiges handelt, während die die Phasendetektor-Anteile führenden Tröpfchen oder ungeladenen Tröpfchen 4 auf einen Abfluß 11 treffen, der an einem stationären Teil 13 der Aufzeichnungsvorrichtung befestigt ist. Die an dem Abfluß 11 aufgefangene Tinte wird über ein Rohr 8 dem Behälter zurückgeleitet. Die die Phasendetektor-Anteile führenden Tröpfchen 4 werden von einem auf dem Abfluß 11 angebrachten Sensor 15 elektrisch ermittelt. Das daraus sich ergebende elektrische Signal wird nach Verstärkung durch einen Verstärker 39 und Beseitigung von elektrischem Rauschen durch ein Filter 37 einem Pegelvergleicher 35 zugeführt. Stellt der Pegelvergleicher 35 fest, daß die Emission der Tröpfchen nicht mit der Aufladung der Tröpfchen übereinstimmt, was bedeutet, daß die Aufzeichnung fehlerhaft wird, so erzeugt er ein elektrisches Signal, das dem Video-Signalgenerator 31 zugeführt wird Die Phase der vom Taktgenerator 27 erzeugten elektrischen Signals wird dabei entsprechend dem Ausgangssigna] des Pegelvergleichers 35 über einen Phasenschieber 35 verschoben. Wie oben beschrieben, wird das die Phasendetektor-Anteile enthaltende elektrische Signal aus dem Video-Signalgenerator 31 über dsn Verstärker 29 den Aufladungsplatten 17 zugeführ., so daß die Tröpfchen mit der richtigen Phase aufgeladen werden.

Der Sensor 15 ermittelt also die Ladung, die den von der Düse 1 emittierten Tröpfchen mitgeteilt wird, und erzeugt daraus das elektrische Signal.

Gemäß der detaillierten Darstellung in F i g. 3 umfaßt der Sensor 15 ein Paar von Induktionsplatten 151 aus Kupfer oder sonstigem leitenden Material sowie ein Paar von Isolatorplatten 153, die mit Klebstoff versehen sind. Die Isolatorplatten 153, die die Induktionsplatten 151 tragen, sind mit ihrem einen Ende an einem weiteren Isolator 154 derart befestigt, daß die beiden Induktionsplatten 151 mit konstantem Abstand parallel zueinander angeordnet und einander zugewandt sind. Die Induktionsplatten 151 sind über einen Draht 156 elektrisch miteinander verbunden. Gegenüber den Induktionsplatten 151 sind an den Isolatorplatten 153 ferner jeweils Leiterplatten 152 befestigt, die über einen geerdeten Draht 155 elektrisch miteinander verbunden sind und somit eine Abschirmung vermitteln. Der Sensor 15 ist an seiner Außenflähe mit einem Isoliermaterial überzogen, das durch die estrichelte Linie 157 angedeutet ist.

Der Sensor 15 wird derart in die Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt, daß die die Phasendetektor-Anteile führenden Tröpfchen 4 zwischen den beiden Induktionsplatten 151 hindurchfliegen, ohne auf diese aufzutreffen. Dazu wird die Tinte zunächst derart emittiert, daß die Tröpfchen 4 über den Sensor 15 hinwegfliegen, woraufhin die Flugbahn der Tröpfchen in den Zwischenraum zwischen den beiden Induktionsplatten 151 nach unten hineingelenkt wird. Diese Justierung der Flugbahn erfolgt durch die Schrauben 302,304.

Die Länge / des Sensors 15 in Flugrichtung der Tröpfchen beträgt vorzugsweise zwischen etwa P(n+3) bis eiwa P(n+7), wobei Pder Abstand der emittierten Tröpfchen 2, 4 und η die Anzahl der zu ermittelnden aufeinander folgenden geladenen Tröpfchen 4 ist. (Es wird darauf hingewiesen, daß in F i g. 4 sämtliche emittierten Tröpfchen 2, 4 dargestellt sind, und daß sich der Abstand P auf die Entfernung zwischen zwei

aufeinanderfolgend emittierten Tröpfchen bezieht, wie gezeigt. Tatsächlich fliegen jedoch nur die die Phasendetektorsignale führenden Tröpfchen 4 durch den Sensor 15, weshalb die übrigen Tröpfchen 2 in der Darstellung nach F i g. 4 durchgekreuzt sind.) Werden die Tröpfchen 2, 4 mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s und einer Frequenz von 60KHz emittiert, so beträgt der Abstand P etwa gleich 0,32 mm. Wie in Fig.4 gezeigt, ist die Anzahl η in dem gewählten Ausführungsbeispiel gleich 6.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Tintentröpfchen-Aufzeichnungsvorrichtung mit einer Ladeeinrichtung, die von den emittierten Tröpfchen einen Teil mit der gewünschten Aufzeichnung entsprechenden Signalladungen und einen Teil mit zur Ermittlung von Phasenfehlern zwischen der Emission und der Aufladung der einzelnen Tröpfchen dienenden Detektorladungen beaufschlagt, sowie einer Ablenkeinrichtung, die die Tröpfchen mit den Signalladungen auf einen Aufzeichnungsträger und die Tröpfchen mit den Detektorladungen auf einen Sensor richtet, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (15) zwei elektrisch is miteinander verbundene parallele Indukiionsplatten (151) aufweist, die so angeordnet sind, daß die Tröpfchen (4) zwischen ihnen hindurchfliegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Induktionsplatten (151) an der Innenseite eines Paares von Isolatorplatten (153) angeordnet sind, die an ihren Außenseiten zwei elektrisch miteinander verbundene und geerdete leitende Platten (152) tragen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Induktionsplatten (151) und die beiden leitenden Platten (152) über ihre gesamte Außenfläche mit Isoliermaterial (157) überzogen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolatorplatten (153) mit ihrem einen Ende an einem isolierenden Block (154) befestigt sind, der an einem Tintenablauf (11) der Vorrichtung befestigt ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge (I) der Induktionsplatten (151) in Richtung der Tröpfchenflugbahn zwischen P(n+3) und P(n + 7) liegt, wobei P der Abstand zwischen aufeinanderfolgenden emittierten Tintentröpfchen und η die Anzahl der aufeinanderfolgenden zu ermittelnden Tröpfchen mit den Detektorladungen ist.