DE2855276A1

DE2855276A1 - Schaltungsanordnung zum abschalten eines tintenstrahldruckers bei verschmutzung von elektroden

Info

Publication number: DE2855276A1
Application number: DE19782855276
Authority: DE
Inventors: Edward Timothy Osborne; Danny Allen Vanhook
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1978-01-09
Filing date: 1978-12-21
Publication date: 1979-07-12
Also published as: DE2855276C3; US4171527A; JPS5842032B2; JPS54101324A; GB2020927B; DE2855276B2; FR2413980B1; IT7831208A0; FR2413980A1; GB2020927A; IT1160390B

Description

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N.Y. 10504

heb-oiti

Schaltungsanordnung zum Abschalten eines Tintenstrahldruckers bei Verschmutzung von Elektroden

Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zum Abschalten eines Tintenstrahldruckers, um eine weitere Verschmutzung von Elektroden zu vermeiden.

Bei der Entwicklung von Tintenstrahldruckern hoher Auflösung und hoher Druckgeschwindigkeit sind sehr feine Düsen erforderlich, sowie relativ kleine Auflade- und Ablenkelektroden zur Bildung und Steuerung der kleinen Tintentröpfchen. Die normalerweise in solchen Tintenstrahldruckern verwendeten Tinten sind sowohl korrodierend als auch leitend. Wenn daher wegen einer falschen Ausrichtung eines Tintenstrahls eine Düse nur zum Teil verstopft oder verschmiert wird, dann kann es nicht nur schließlich zu elektrischen Kurzschlüssen, sondern auch zu einer Korrosion von empfindlichen Teilen kommen.

■Zur Erhöhung der Druckgeschwindigkeit in Tintenstrahldruckern

,hat man dabei mehrere Düsen und mehrere Aufladeelektroden benutzt, die alle einen sehr geringen Abstand voneinander 'aufweisen. Wenn man eine große Anzahl eng benachbarter und

,zierlicher Elektroden und Düsen verwendet, kann das teil-Iweise Verstopfen oder Verschmieren einer einzigen Düse !schädliche Wechselwirkungen mit anderen Düsen und Elektroden ₍zur Folge haben. Solche möglichen Schädigungen können dabei iden gesamten, viele Düsen enthaltenden Tintenstrahldruckkopf unbrauchbar machen.

!Bisher hat man im wesentlichen versucht, die Tintenstrahl-'düsen, die chemische Zusammensetzung der Tinten und das

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.original i

Tintenfiltersystem so vollkommen wie möglich zu machen, und man hat damit versucht, ein Verstopfen oder Verschmieren der Tintenstrahldüsen zu vermeiden. Es kann jedoch sein, daß eine solche Vollkommenheit in Wirklichkeit bei der tatsächlichen Fertigung solcher Tintenstrahldrucker nicht erzielbar ist.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft den Druckkopf eines elektrostatischen Tintenstrahldruckers mit mindestens einer Düse zur Abgabe eines Stromes einer leitenden Tinte, mit mindestens einer entsprechenden Aufladeelektrode zum Aufladen der sich aus dem Tintenstrahl ablösenden Tröpfchen und einer Ablenkelektrode zum Ablenken der aufgeladenen Tintentropfchen von der normalen Flugbahn der ungeladenen Tröpfchen. Die Erfindung befaßt sich dabei insbesondere mit einer Abfühlanordnung zum Feststellen, wann eir-e ausreichende Menge eines leitenden Materials an bestimmten der oben genannten Elektroden aufgeprallt ist und die Elektroden verunreinigt hat und auf eine Schaltungsanordnung, die auf die Abfühlvorrichtung anspricht und die beeinträchtigten Teile der Anordnung, beispielsweise den Tintenstrahldruckkopf abschaltet und damit die Abgabe eines TintenStrahls verhindert und damit auch das Arbeiten der Aufladeelektrode und der Ablenkelektrode abschaltet.

;Die Erfindung wird nunmehr anhand eines Ausführungsbeispiels ⁽in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen im einzelnen beschrieben.

iln den Zeichnungen zeigt

'Fig. 1 einen Druckkopf eines Tintenstrahldruckers ' ! !

; mit einer Düse, ι

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Fig. 2 eine Vorderansicht eines mit mehreren Tintenstrahldüsen versehenen Druckkopfes,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Druckkopfes

gemäß Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Abfühl-

schaltung zur Verwendung mit der Aufladeelektrode der Fig. 1 und mit den Mehrfach-Aufladeelektroden der Fign. 2 und 3,

Fig. 5 ein Schaltbild zur Darstellung einer Abführanordnung für die Ablenkelektroden der Fig. 1
oder die Ablenkelektroden der Fign. 2 und 3
und

Fig. 6 ein Schaltbild der zum Abschalten in dem

Tintenstrahldruckkopf der Fig. 1 oder mit
dem Tintenstrahldruckkopf der Fign. 2 und 3
verwendeten Schaltung.

Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsform '

Fig. 1 zeigt rein schematisch einen Tintenstrahldrucker mit I Druckkopf. Man erkennt eine durch einen Motor 11 angetriebene

'Pumpe 10. Dabei wird Tinte über eine Leitung 12 nach einer \

einzigen Düse 13 gefördert. Die Tinte durchströmt einen i

Schwingquarz, der mit hohen Frequenzen impulsförmig ange- ;

'steuert wird, beispielsweise im Bereich von 117 kHz. Die , durch die Düse 13 austretende Tinte löst sich beim Durch-

:laufen der Aufladeelektrode 16 in kleine Tröpfchen auf. Die

Tröpfchen werden entsprechend dem Ausgangssignal eines Auf- j

ladeverstärkers auf unterschiedliche Ladungen aufgeladen für I ' j

I eine Ablenkung der Tröpfchen in Spaltenrichtung um einen

'Betrag, der der senkrechten Höhelage eines Tröpfchens in ! einem bestimmten Zeichen entspricht. '

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Der bei 20 dargestellte, auf einem Papier 21 zu druckende Buchstabe S setzt sich aus einer Anzahl senkrechter Spalten 122 zusammen. Der Druckvorgang erfolgt in einer Folge von senkrechten Spalten, die jeweils aus einer Anzahl von Tröpfchen bestehen, die von der Düse 13 auf das Papier 21 zum ,Druck des betreffenden Zeichens fliegen. Werden die Tröpfchen ■ für den Druck nicht benötigt, dann werden sie nach einem Ablauf 24 abgeleitet und gelangen über eine Leitung 25 zurück an den Tintenvorrat. Ablenkplatten 27 und 28 sind oberhalb der Flugbahn der die Aufladeelektrode 16 verlassenden Tröpfchen angeordnet. An einer dieser Platten wird eine hohe Spannung angelegt, während die andere Platte auf Erdpotential liegen kann oder auf einem hohen negativen Potential, so daß

zwischen den beiden Ablenkplatten ein Potentialgradient ge- ;bildet wird. Dies bestimmt in Verbindung mit den unterschied- ^;liehen Aufladungen der einzelnen Tröpfchen den Betrag der

,Ablenkung eines jeden Tröpfchens, wenn dieses auf das Papier i21 gerichtet ist.

,Der aus der Düse 13 austretende Tintenstrahl wird einer iStörung ausgesetzt, die mit dem Abstand von der Düse zunimmt. ' 'Diese Störung ist das Ergebnis der Schwingungen des Kristalls .14. Innerhalb der Aufladeleketrode 16 werden die einzelnen !Störungen so stark, daß die Tröpfchen sich von dem Tintenstrahl ablösen. Die den einzelnen Tröpfchen erteilte Auf-Iladung hängt vom Potential der Aufladeelektrode zum Abreiß- ι izeitpunkt ab. Durch unterschiedlich starke Aufladung und einen 'konstanten Ablenkgradienten zwischen den Platten 27 und 28 I '

werden die Tröpfchen durch Ablenkung der unterschiedlich auf- ι geladenen Tröpfchen nach den gewünschten Punkten in einem ^l vierzig Punkte hohen Abtastraster abgelenkt. 40 Tröpfchen ,können dabei eine senkrechte Strecke von etwa 4 mm darstellen,■ iwobei man ein Kästchen für ein Zeichen mit der Höhe von ι I40 Tröpfchen für 10 Zeichen je Zoll erhält.

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Ein mit mehreren Düsen versehener Tintenstrahldruckkopf ist in Fign. 2 und 3 gezeigt. Ein Block 30 enthält ein nach den einzelnen Düsen führendes Leitungssystem 31. Innerhalb des Leitungssystems 31 ist ein Schwingkristall 32 und eine mit Bohrungen versehene Düsenplatte 33 angeordnet. Die Düsenplatte enthält zwei Zeilen 34 und 35 eng benachbarter Tintenstrahldüsen. Eine Aufladeplatte 36 ist auf dem Block 30 befestigt und v/eist zwei Reihen von Aufladeelektroden 37 und 38 auf, wobei jede Aufladeelektrode mit einer entsprechenden Bohrung oder Düse in der Düsenplatte 33 ausgerichtet ist. Der piezoelektrische Kristall 32 ist auf einer Trägerplatte 3 9 befestigt.

Unter Druck stehende Tinte wird über das Leitungssystem 31 zugeführt und durch die Düsen 34 und 35 in der Düsenplatte 33 ausgestoßen. Der piezoelektrische Kristall 32 wird durch ein elektrisches Signal angesteuert und verändert dadurch das innere Volumen des Verteilersystems 31. Dadurch wird aber die Störung auch in den Tintendruck eingeführt, so daß die aus den Düsen 34 und 35 austretenden Tintenstrahlen in Ströme gleichförmiger Tröpfchen aufbrechen. Wie im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben, tritt die Tinte aus den Düsen 34 und 35 in Form von Tintenstrahlen aus, die durch Öffnungen 40 und 41 hindurchlaufen, wobei die Störungen mit dem Abstand von der Düsenplatte 33 zunehmen. In einem Abstand von den Düsenplatten, bei dem die Tintenstrahlen sich innerhalb , der entsprechenden Aufladeelektroden 37 und 38 befinden, I ι lösen sich die einzelnen Tröpfchen von den Tintenstrahlen ab. ' Die Tröpfchen nehmen dann eine, von der an den entsprechenden ,

,Aufladeelektroden 37 oder 38 zum AbreißZeitpunkt anliegenden I !Spannung entsprechende Aufladung an. !

iNicht geladene Tröpfchen fliegen längs der Bahnen 42 und 43 ι !nach einem Auftreffpunkt auf einem Aufzeichnungsträger 44. j 'Eine Ablenkplatte wird auf einer hohen Spannung gehalten '

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und liegt zwischen den Flugbahnen 42 und 43. Ablenkelektroden 46 und 47 liegen elektrisch an Erde und sind auf der anderen Seite der Tropfchsnbahnen 42 und 43 gegenüber der Hochspannungs-Ablenkelektrode 45 angeordnet. Wie gezeigt, können die Ablenkelektroden 46 und 47 von den Tröpfchenbahnen nach außen aufgebogen sein und bilden damit Öffnungen 48 und 49, die mit Kammern 50 und 51 in Verbindung stehen. Die Kammern und 51 können außerdem mit Röhrchen 55 und 56 in Verbindung stehen, an denen eine Vakuumpumpe angeschlossen ist, um von dort Tinte abzuziehen und sie dem Tintenvorrat wieder zuzuführen .

Das Leitungssystem 31 ist außerdem über einen Kanal 58 und einen Schlauch 59 an einer Pumpe 60 angeschlossen. Die Pumpe 60 ist über eine Leitung 61 mit dem Tintenvorratsbehälter 62 verbunden. Die Pumpe 60 liefert damit Tinte von dem Tintenvorratsbehälter nach dem Leitungssystem 31 und bewirkt damit, daß die Tinte aus den Düsen 34 und 35 der Düsenplatte 33 austritt.

Fig. 4 zeigt die erfindungsgemäße Schaltung zur Feststellung der Verunreinigung einer oder mehrerer der Aufladeelektroden. Die schematisch dargestellte Tintenstrahldüse 70 gibt einen Tintenstrahl 71 ab, der sich in einen Strahl von Tintentröpfchen 72 auflöst. Angenommen, diese Tintenstrahldüse sei die von Fig. 1, dann ist die Aufladeelektrode 73 die gleiche wie die Aufladeelektrode 16 in Fig. 1. Die eingangsseitig bei 74 durch einen Aufladeverstärker angelegte Spannung kann einen großen Wertebereich annehmen und möglicherweise einen 'Spitzenwert von 250 V erreichen.

:Die erfindungsgemäß aufgebaute Schaltung soll eine oder mehrere der Aufladeelektroden zur Feststellung einer Spannung

.abtasten, die einer vorbestimmten angelegten Spannung ent-¹ spricht.

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In der Schaltung für nur eine Aufladeelektrode enthält die erfindungsgemäß aufgebaute Schaltung eine Diode 80, deren Durchlaßrichtung dann in Richtung auf die Aufladeelektrode gerichtet ist, wenn die Aufladespannungen positiv sind, einen Widerstand 81 und eine Eingangsklemme 82, an der eine konstante Spannung liegt, die am Knotenpunkt 33 eine Anzeigespannung liefert, die eine Anzeige dafür bildet, ob die Aufladeelektrode 73 verunreinigt oder nicht verunreinigt ist. Zur Festlegung dieser Spannung muß die Spannung der Spannungsquelle 82 etwas kleiner sein, als die am Eingang 74 an die Aufladeelektrode 73 angelegte ausgewählte Spannung. Die am Knotenpunkt 83 liegende Spannung wird durch einen als Vergleichsstufe 85 wirkenden Operationsverstärker abgenommen. Der Knotenpunkt 83 ist am ersten Eingang 86 der Vergleichsstufe 85 angeschlossen. Der zweite Eingang 87 der Vergleichsstufe ist an die Vorspannungsquelle 88 angeschlossen. Die Vorspannungsquelle 88 kann ein Regelwiderstand sein, der zwischen Erde 89 und einer konstanten Spannung am Eingang S»0 eingeschaltet ist. Die Spannung am Eingang 90 ist die gleiche wie die an der Eingangsklemme 82. Somit ist die Bezugs-¹ spannung am Eingang 87 etwas kleiner als die an der Eingangsklemme 82 liegende Eingangsspannung.

Solange der Widerstand 81 keinen Strom führt, ist die Spannung am Knotenpunkt 83 und am Eingang 86 der Vergleichsstufe gleich der konstanten Eingangsspannung an der Eingangsklemme 82. Solange diese Spannung höher ist als die am Eingang 87 liegende Bezugsspannung, liefert die Vergleichsstufe ein Ausgangssignal 0. Die am Eingang 74 der Aufladeelektrode 73 zugeführte Spannung ist oft niedriger als die vorgewählte Spannung. Diese niedrigere Spannung bewirkt, daß die Diode 80 , leitend wird und einen Strom durch den Widerstand 81 zieht, so, daji die Spannung am Knotenpunkt 83 abfällt. Da das Abfallen der Spannung am Knotenpunkt 83 unterhalb der am Eingang 87 der, Vergleichsstufe liegenden Bezugsspannung bewirkt, daß die

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■Vergleichsstufe ein Ausgangssignal liefert, wird die Vergleichs-¹ stufe außerdem noch mit einem Taktsignal an dem Takteingang 92 -angesteuert. Das Taktsignal tastet die Vergleichsstufc auf und hält zunächst den Ausgang der Vergleichsstufe 95 auf der Leitung 91 solange geerdet, bis am Takteingang 92 ein Taktsignal anliegt. Damit die Verunreinigung der Aufladeelektrode 73 nur dann geprüft wird, wenn dies erwünscht und wenn die vorausgewählte Spannung am Eingang 74 liegt, ist der Takteingang 92 normalerweise gesperrt und wird nur während der Prüfzeiten betätigt.

Im Betrieb werden die unterschiedlichen Aufladespannungen idurch den Aufladeverstärker am Eingang 74 an die Auflade-'elektrode 73 angelegt. Wenn immer diese Spannung geringer ist ,als die an der Eingangsklemme 82 zugeführte konstante Spannung ι [dann wird über die Diode 80 ein den Widerstand 81 durchfließender Strom gezogen. Der über die Diode 80 gezogene Strom; 'erzeugt einen Spannungsabfall, so daß die Spannung am Knotenipunkt 83 der an der Aufladeelektrode 73 liegenden Spannung Ifolgt. Die Diode leitet daher solange, wie die am Eingang 74 j liegende Spannung kleiner ist als die am Eingang 82 zugeführte; !konstante Spannung. Wenn immer die am Eingang 74 zugeführte 'Spannung höher ist als die an der Eingangsklemme 82 liegende ₍ !Spannung, dann sperrt die Diode 80 und damit fließt auch kein · I Strom mehr über den Widerstand 81. Dann wird der Knotenpunkt 183 auf der am Eingang 82 liegenden konstanten Spannung festge-.

halten. Die am Knotenpunkt 83 liegende Spannung kann nunmehr I auf der Ausgangsleitung 91 der Vergleichsstufe kein Ausgangssignal mehr liefern, da am Takteingang 92 kein Taktimpuls liegt

Vor überprüfung der Aufladeelektrode wird die ausgewählte Spannung an der Eingangsklemme 74 an die Aufladeelektrode 73 angelegt und am Takteingang 92 der Vergleichsstufe 85 wird ein Taktimpuls zugeführt. Sollte die Aufladeelektrode nicht verunreinigt sein, dann wird durch die Aufladeelektrode kein Strom gezogen und die dort anliegende Spannung ist höher als die an der Eingangsklemme 82 liegende konstante Spannung. bo 976 054 90 9828/07 00

Die Diode 80 sperrt damit die am Knotenpunkt 83 liegende
höhere Spannung, so daß über den Widerstand 81 kein Strom
gezogen wird. Die Spannung am Knotenpunkt 83 ist damit die
gleiche, wie an der Eingangsklemme 82 und damit höher, als
die am Eingang 87 der Vergleichsstufe liegende Bezugsspannung.
Somit liefert die Vergleichsstufe trotz des am Eingang 92
zugeführten Taktimpulses kein Ausgangssignal auf der Ausgangs-: leitung 91.

Sollte die Aufladeelektrode verunreinigt sein, dann bildet
die leitende Tinte einen leitenden Nebenschlußweg nach Masse,
so daß die resultierende Spannung an der Aufladeelektrode
vermindert wird, die damit einen Strom über die Diode 80 ziehti Dieser Strom bewirkt einen Spannungsabfall über dem Widerstand 81 und verringert damit die am Knotenpunkt 83 und am
Eingang 86 der Vergleichsstufe liegende Spannung. Wenn die ; Eingangsspannung am Eingang 86 der Vergleichsstufe 85 unter
die Bezugsspannung am Eingang 87 abfällt, liefert die Ver- , 'gleichsstufe für die Dauer des am Eingang 92 zugeführten ' Taktsignals ein Ausgangssignal. Das Ausgangssignal auf Lei- ' ι I

ιtung 91 ist eine Anzeige für eine Verunreinigung der Auflade- |

elektrode 73. j

ι !

! I

IAus der vorangegangenen Beschreibung erkennt man, daß die | lDiode 80 für das Arbeiten der Schaltung nicht unbedingt er- | forderlich ist. Sie soll lediglich verhindern, daß zwischen ' ι der Eingangsklemme 74 der Aufladeelektrode und der konstanten , I Spannungsquelle 82 eine Gegenspannung auftritt. Damit läßt I sich eine relativ preiswerte niedrige Spannung einsetzen.
ι Die Diode ist aber notwendig, wenn man die Schaltung gemäß
I Fig. 4 auf eine Anzahl von Aufladeelektroden anwendet, weil

dann durch diese Diode die Aufladeelektroden voneinander
Ϊ isoliert werden müssen. Diese Schaltung kann gleichermaßen
!mit einer Anzahl von Tintendruckköpfen gemäß Fig. 1 öder

auch für eine Anzahl von Aufladeelektroden eines einzigen
ι Tintendruckkopfes gemäß Fig. 2 und 3 eingesetzt werden.
I

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iWie aus Fig. 4 zu erkennen, ist eine Anzahl von Leitungen 1OO 'und Dioden 101 einzeln an den übrigen Aufladeelektroden angeschlossen und gemeinsam am Eingang 86 der Vergleichsstufe 85 angeschlossen. Das hat zur Folge, daß das Potential am Knotenpunkt 83 wegen des durch diese Spannung über die zugehörige Diode 80 oder 101 über Widerstand 81 gezogene Stroms der niedrigsten Spannung auf einer der Aufladeelektroden folgen wird. Die Dioden 80 und 101 trennen daher die Aufladeelektrode vom Knotenpunkt 83 immer dann ab, wenn die Spannung an der Aufladeelektrode höher ist als an dem Knotenpunkt .

Im Betrieb werden alle Aufladeelektroden durch das von der Spannungsquelle über Leitung 74 kommende Eingangssignal bei I der vorbestimmten Spannung betrieben. Dann wird das Takt-,signal 92 angelegt. Ist keine der Aufladeelektroden verschmutzt, dann ist an allen Aufladeelektroden die Spannung höher als die von der konstanten Spannungsquelle an der Eingangsklemme 8£ !gelieferte Spannung. Die Dioden 80 und 1Ο1 sperren den Stromfluß über den Widerstand 81, so daß die Spannung am Knoten-'punkt 83 die gleiche ist wie die an der Eingangsklemme 82.

j Da diese Spannung aber größer ist als die am Eingang 87 der j Vergleichsstufe liegende Bezugsspannung, liefert die Ver- ι gleichsstufe kein Ausgangssignal auf der Leitung 91. '

ι i

!Sollte eine der Aufladeelektroden verschmutzt sein, dann i bildet die elektrisch leitende Tinte eine leitende Verbindung ' I I

inach Erdpotential. Dies bewirkt, daß ein Strom über die züge- ^

!ordnete Diode 80 oder 101 und den Widerstand 81 gezogen ι

wird. Durch den Spannungsabfall über dem Widerstand 81 fällt ' ι die Spannung am Knotenpunkt 83 ab. Diese Spannung liegt dann

Iam Eingang 86 der Vergleichsstufe. Wenn die Spannung aber i

unter die am Eingang 87 liegende Bezugsspannung abfällt, i I I

I liefert die Vergleichsstufe 85 für die Dauer des am Takt- ₍ leingang 92 liegenden Taktimpulses auf der Leitung 91 ein ι Ausgangssignal. '

ι ;

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Zusammenfassend liefert also die Vergleichsstufe 85 nur dann
auf Leitung 91 ein Ausgangssignal, wenn sowohl das Taktsignal am Takteingang 92 anliegt und wenn eine der Aufladeelektroden 73 verschmutzt ist.

Die in Fig. 5 dargestellte Schaltung zur Feststellung einer
Verschmutzung von Ablenkplatten oder Ablenkelektroden ist der
zur Feststellung der Verschmutzung von Aufladeelektroden
ähnlich, obgleich die hier verwendeten Spannungen beträchtlich höher sind. Es ist wiederum eine Tintendüse 70 gezeigt, die
einen Tintenstrahl 71 erzeugt, in den Störungen eingeführt
werden, so daß er sich in einen Strahl von Tintentröpfchen 72
auflöst. Auf die Aufladeelektroden 73 folgen in Richtung des
Tröpfchenstrahls 72 die Ablenkplatten oder Ablenkelektroden
105 und 106. Die Ablenkplatte 106 kann an Erdpotential 107
angeschlossen sein, oder aber mit einem

negativen Potential verbunden sein. Die Ablenkplatte 106
entspricht damit der Ablenkplatte 28 in Fig. 1 und den Ablenkplatten 46 und 47 in Fig. 2 und 3. Die Ablenkplatte 105
ist über einen Knotenpunkt 109 und einen Widerstand 110 j ι an der Eingangsklemme 111 einer Hochspannungsquelle ange- I

'schlossen. Die Ablenkplatte 105 entspricht damit der Ablenk- j j platte 27 in Fig. 1 und der Elektrode 45 in Fign. 2 und 3. ι

[ i

^!In dem gewählten Beispiel werden die Tintentröpfchen durch ' !die Aufladeelektrode 74 positiv aufgeladen, und die Hoch- ι l Spannungsquelle liefert eine konstante hohe negative ι 'Spannung. Man kann selbstverständlich genau die entgegen-

[ I

!gesetzte Anordnung verwenden. Sollten die Ablenkplatten durch |

!elektrisch leitende Tinte verschmutzt sein, dann könnte ^! 'ein Strom von der Ablenkplatte 105 nach Erde oder nach einer

,verfügbaren positiven Spannung abfließen. Dieser Stromfluß ^:

ierzeugt über dem Widerstand 110 einen Spannungsabfall, so ι 'daß am Knotenpunkt 109 die Spannung in Richtung Erdpotential

,ansteigt. \

ι I

ι i

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j Die Detektorschaltung enthält eine Diode 114, einen Widerj stand 115 und an eine Konstant-Spannungsquelle etwas gerin-I gerer negativer Spannung als die an der Eingangsklemme 116 jangeschlossene Spannungsquelle 111, eine Vergleichsstufe 117 ι und eine BezugsSpannungsquelle. Der Wert des Widerstandes 115 !ist wesentlich geringer als der des Widerstandes 110. Somit •wird jeder den Widerstand 115 durchfließende Strom wesentlich größer sein als der durch den Widerstand 11O fließende Strom, und damit erhält man einen Detektor-Knotenpunkt 120, der am Eingang 121 der Vergleichsstufe 117 angeschlossen ist.

I Die Bezugsspannungsquelle 118 kann einen Regelwiderstand enthalten, der zwischen Erdpotential 122 und einer an einer iSpannungsquelle angeschlossenen Eingangsklemme 123 eingeschaltet ist. Die Spannungsquelle liefert eine negative

!Spannung und könnte die gleiche Spannungsquelle sein, wie sie an der Eingangsklemme 116 angeschlossen ist. Die Vergleichsspannung squel Ie ist am Eingang 124 der Vergleichsstufe 117 angeschlossen. Somit wird am Eingang 124 eine Schwellwertspannung aufgebaut, die etwas näher an Erdpotential liegt ι j als die an der Eingangsklemme 116 liegende Spannung. Solange ! das Signal am Eingang 121 eine größere negative Amplitude hat als die Schwellwertspannung am Eingang 124, liefert die ; Vergleichsstufe 117 auf der Leitung 125 kein Ausgangssignal. ί Sollte die Spannung am Knotenpunkt 120 wegen eines über den . Widerstand 115 fließenden Stroms sich Erdpotential nähern, ι so daß dieses Potential eine geringere negative Amplitude aufweist als die Schwellwertspannung am Eingang 124, dann liefert die Vergleichsstufe 117 auf der Leitung 125 ein ι Ausgangssignal. '

I Im Betrieb sei zunächst einmal angenommen, daß die Ablenk- .j platten 105 und 106 nicht verschmutzt sind, so daß von der negativen Spannungsquelle 111 kein Strom nach der Ablenkplatte fließt. Da durch den Widerstand 110 kein Strom fließt, | tritt über diesen Widerstand auch kein Spannungsabfall auf, '

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so daß der Knotenpunkt 1Oy die Spannung der Eingangsklemme 111 annimmt. Da diese Spannung negativer ist als die an der Eingangsklemme 116 liegende Spannung, ist die Diode 114 in Sperrichtung vorgespannt und kann damit keinen Strom führen. Ist die Diode 114 gesperrt, dann nimmt der Knotenpunkt 120 die Spannung der Eingangsklemme 116 an und führt diese dem Eingang 121 der Vergleichsstufe 117 zu. Da diese Spannung negativer ist als die von der Spannungsquelle 118 am Eingang 124 angelegte Bezugsspannung, liefert die Vergleichsstufe 117 auf der Leitung 125 kein Ausgangssignal.

Es sei nunmehr jedoch angenommen, daß die Ablenkplatten verschmutzt sind, so daß sie nunmehr einen Strom über den Widerstand 110 ziehen, wodurch über diesen Widerstand ein Spannungsabfall auftritt, der die am Knotenpunkt 109 liegende Spannung in Richtung Erdpotential anhebt. Wenn die am Knotenpunkt 109 liegende Spannung positiver wird als die an der Eingangsklemme 11b liegende negative Spannung, dann wird die Diode 114 leitend. Damit baut sich wegen des Stromflusses zwischen der Eingangsklemme 116 und der Ablenkplatte ein Potentialabfall über dem Widerstand 115 auf, so daß am Knotenpunkt 120 eine Spannung auftritt, der die Spannungen am '

ι Knotenpunkt 109 und an der Ablenkplatte 105 dicht folgen. Die ,

am Knotenpunkt 120 liegende Spannung wird dem Eingang 121 der ι

Vergleichsstufe 117 zugeführt. Da diese Spannung kleiner ist

als die der Bezugsspannungsquelle 118 am Eingang 124, liefert ,

ι die Vergleichsstufe 117 auf der Leitung 125 ein Ausgangs- ι

' signal. '

ι ι Zusammenfassend liegt also am Vergleichseingang der Ver- i gleichsstufe 117 solange die an der Eingangsklemme 116 liegende .Spannung, wie die Ablenkplatten nicht verschmutzt sind. . Werden die Ablenkplatten jedoch verschmutzt, dann folgt die | am Eingang 121 liegende Spannung der Spannung am Knoten- I

! I

, punkt 120 wegen des über den Widerstand 115 und die Ablenk--

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platte 105 fließenden Stromes, solange die Spannung näher an Erdpotential und von geringerer negativer Amplitude ist als die an der Eingangsklemme 116 liegende Spannung. Ist diese Spannung kleiner als die Vergleichsspannung, dann liefert die Vergleichsstufe ein eine Verschmutzung anzeigendes Ausgangssignal auf Leitung 125.

Selbstverständlich könnte eine Anzahl von Ablenkplatten angeschlossen und in gleicher Weise, wie die Aufladeelektroden betrieben werden.

In Fig. 6 sind die Ausgangsleitung 91 aus Fig. 4 und die Ausgangsleitung 125 von Fig. 5 als Eingangsleitungen an einer ODER-Inverterstufe 130 angeschlossen, die solange ein Ausgangssignal liefert/ wie an keiner der Eingangsleitungen 91 oder 125 ein Eingangssignal liegt. Wenn jedoch auf der Eingangsleitung 91 oder auf der Eingangsleitung 125 ein Eingangssignal ankommt, dann fällt das auf der Ausgangsleitung 131 der ODER-Inverterstufe 130 auftretende Ausgangssignal ab.

Die Ausgangsleitung 131 liegt über die Eingangsleitung 135 an einem UND-Glied 136, an einer Treiberstufe 137 und einer Treiberstufe 138. UND-Glied 136 dient als Torschaltung und wird über die Eingangsleitung 135 aufgetastet. Am Eingang 140 'liegen die von der Aufladeelektrode kommenden Daten. Diese Daten werden normalerweise durch das UND-Glied 136 nach einer

!Aufladeelektröden-Steuerstufe 141 übertragen. Diese Steuerstufe 141 liefert in Abhängigkeit von den eingangsseitig zu-'geführten Daten die Aufladesignale auf Leitung 74 an die Auf-I ladeelektrode 73 in Fig. 4. Sind mehrere Düsen vorgesehen, !wie zum Beispiel in Fign. 3 und 4, dann ist die Ausgangs-¹ leitung 131 der ODER-Inverterstufe 130 an einer Anzahl von IUND-Gliedern 136 und 142 angeschlossen, die selektiv die i Daten nach einer entsprechenden Anzahl von Aufladeelektroden·-- I Steuerstufen 141 - 143 durchlassen.

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Die Treiberstufe 137 ist an einem in die Tintenleitung 146 und 147 eingeschaltetes Ventil 145 angeschlossen. Die Treiberstufe 137 ist dawei so geschaltet, daß dann, wenn auf der Ausgangsleitung 131 kein Signal auftritt, das anzeigt, daß die Aufladeelektroden oder Ablenkplatten verschmutzt sind, diese Treiberstufe Kein Signal an das Ventil 145 abgibt, so daß das unter Federvorspannung stehende Ventil schließt. Im Normalbetrieb liefert die ODER-Inverterstufe 13O ein Signal an das Ventil 145 und hält damit das Ventil offen, so daß Tinte über die Leitung 146 nach der Ausgangsleitung 147 fließen kann. Die Ausgangsleitung 147 ist am Tintendruckkopf angeschlossen und führt diesem die Tinte zu. Diese Leitung kann beispielsweise am Eingang 12, Fig. 1, angeschlossen sein, oder kann am Ausgang der Pumpe 60 in Fig. 3 ein Ventil enthalten.

Die Treiberstufe 138 liefert in Abhängigkeit von einem auf Leitung 1J1 auftretenden Signal e,inen Treiber strom an die Erregerwicklung 150 eines Relais 151, das daraufhin schließt und die Hochspannungsquelle 152 am Widerstand 110 und Knotenpunkt 109 in Fig. 5 anschließt. Das Hochspannungsrelais 1b1 bildet also die Spannungsquelle an der Eingangsklemme in Fig. 5 und liefert die hochspannung an die Ablenkplatten 105 in Fig. 5. Sollten die Ablenkplatten oder die Aufladeelektroden verschmutzt sein, dann fällt das Ausgangssignal der ODER-Inverterstufe 130 auf der Leitung 131 ab, so daß die Treiberstufe 138 die Erregerspule 150 nicht mehr mit Strom versorgt. Das Hochspannungsrelais 151 öffnet, und damit wird die hochspannungsversorgung für den Knotenpunkt 109 und die Ablenkplatte 105 abgeschaltet.

,Tritt also auf den Eingangsleitungen 91 oder 125 der ODER- ;Inverterstufe 130 kein Eingangssignal auf, so zeigt dies an, _; 'daß keine Verschmutzung vorhanden ist. Die ODER-Inverterstufe liefert damit ein Ausgangssignal auf Leitung 131,

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das die Aufladedaten über UND-Glieder 136 und 142 nach den iAufladeelektroden-Steuerstufen 141 - 143 durchläßt, die .Treiberstufe 137 zum öffnen des Ventils 145 betätigt, so daß die Tinte nunmehr an den Tintenstrahldruckkopf abgegeben werden kann und außerdem die Treiberstufe 138 zum Schließen des ι Hochspannungsrelais 151 ansteuert, wodurch Hochspannung an die IAblenkplatten angelegt wird. Wenn entweder eine der Auflade-I elektroden oder die Ablenkplatten verunreinigt oder verschmutzt ■werden, dann liefert die entsprechende Schaltung entweder über 'Eingangsleitung 91 oder Eingangsleitung 125 ein Signal an die ODER-Inverterstufe 130. Wenn auf einer der beiden Eingangs- :leitungen oder auf beiden Eingangsleitungen ein Eingangssignal auftritt, fällt das auf der Ausgangsleitung 131 der ODER-iInverterstufe 130 liegende Signal ab, die UND-Glieder 136 bis ε 142 sperren die Weitergabe der Aufladedaten nach den Aufladeielektroden-Steuerstufen, so daß kein Aufladesignal mehr angeregt wird. Das auf Leitung 131 abfallende Signal bewirkt j außerdem, daß die Treiberstufen 137 und 138 das entsprechende ^!Ventil 145 bzw. das Hochspannungsrelais 151 nicht mehr ansteuern, so daß die Zufuhr von Tinte durch das Ventil 145 jabgesperrt und die Hochspannungsversorgung 152 von den Hoch- !spannungs-Ablenkplatten abgetrennt wird.

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Claims

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PATENTANSPRÜCHE

Schaltungsanordnung zum Feststellen einer Verschmutzung an Elektroden in einem mit elektrostatischer Aufladung bzw. elektrostatischer Ablenkung von aus leitender Tinte gebildeten Tintentröpfchen arbeitenden Tintenstrahldrucker, mit unter Druck einen Tintenstrahl-Druckkopf zugeführte leitender Tinte, dadurch gekennzeichnet,

daß die Elektroden (73, 105) mit einer auf eine Verschmutzung ansprechende Schaltung (80, 81, 83, 85, 88 bzw. 114, 115, 120, 117, 118) verbunden ist, die bei auftretender Verschmutzung eine Anzeigespannung liefert, die über eine Steuerschaltung (Fig. 6) die Ansteuerung der Elektroden und die Tintenzufuhr unter- ; bindet.

ι
2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet,

daß die Elektroden (73, 105) zusätzlich zu ihrem An-ι

■ Schluß an eine Elektrodenspannungsquelle jeweils mit

ι einem Knotenpunkt (83, 109) verbunden sind, der jeweils über einen Kiderstand (81, 115) mit einer Konstant-Spannungsquelle (über 82, 116), deren Potential geringer

i ist als das an die jeweilige Elektrode anlegbare

' Potential der Elektroden-Spannungsquelle, und einem

j Eingang einer Vergleichsstufe (85, 117) verbunden ist, ,

I an deren anderen Eingang (87, 124) eine Bezugsspan-

I nungsquelle (88, 118) angeschlossen ist, deren Potentiai

j geringer ist als las Potential der Konstant-Spannungs- ι

I quelle, und

I daß der Ausgang (91, 125) der Vergleichsstufe (85, 117)

j mit einer Steuerschaltung (Fig. 6) für eine Unter- |

I brechung (145) der Tintenzufuhr und für eine Abschaltung

¹ der Elektroden (130, 131, 135, 136, 142; 150, 151) von I '■

■ der jeweiligen Elektroden--Spannungsquelle verbunden 1St₁

i I

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3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Knotenpunkt (83, 109) über eine normalerweise, d. h. bei nicht verschmutzter Elektrode (73, 105) gesperrte Diode (80, 101, 114) mit der Konstant-Spannungsquelle (82, 116) und der Vergleichsstufe (85, 117) verbunden ist.

4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die durch das Ausgangssignal (über 91, 125) der Vergleichsstufe (85, 117) ansteuerbare Steuerschaltung (Fig. 6) eingangsseitig ein ODER-Glied (130) aufweist, dessen Ausgang (131) an einer Treiberstufe (137) für die Abschaltung (145) der Tintenzufuhr und an einer Treiberstufe (138) für die Abschaltung (150, 151) der Ablenkspannung (152) von der Ablenkelektrode sowie an der über ein logisches Schaltglied (136, 142) abschaltbaren Ansteuerung (141, 143) der Aufladeelektrode (73) angeschlossen ist.

5. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch | gekennzeichnet, I daß durch den bei Verschmutzung einer Elektrode durch

, die leitende Tinte nach Masse abfließenden Strom das ι Potential am Knotenpunkt (83, 109) unter das Sperr- !

potential der Diode (80, 101, 114) absenkbar ist, so '

ι i

daß durch den nunmehr von der Konstant-Spannungs- | quelle (82, 11G) über den Widerstand (81, 115) und i die Diode (80, 111, 114) nach der Elektrode (73, 105) fließenden Strom die am Knotenpunkt (82, 109) anliegende Anzeigespannung unter das Potential der Vergleichsspannung absinkt, was ein Ausgangssignal der Vergleichsstufe zur Folge hat.

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Schaltungsanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die Anzeigespannung für die Aufladeelektrode (73) abfühlende Vergleichsstufe (85) zur Feststellung einer Verschmutzung der Aufladeelektrode (73) mit leitender Tinte bei gleichzeitiger Beaufschlagung

der Aufladeelektrode (73) mit einem über dem Potential ! der Konstant-Spannungsquelle (82) liegenden Potential . durch einen Taktimpuls (über 92) auftastbar ist.

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7. Schaltungsanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,

daß das ODER-Glied mit einer Inverterstufe versehen ! ist, ^:

daß die logischen Schaltglieder als UND-Glieder aufgebaut sind und an ihren zweiten Eingang (140) durch die Aufladedaten ansteuerbar sind, und ^!

daß über ein eine Verschmutzung einer Elektrode , anzeigendes Signal auf einer der Eingangsleitungen I (91, 125) der ODER-Inverterstufe (13o) das Ausgangs- ' signal auf der Leitung (131) abfällt, wodurch die ; UND-Bedingung der UND-Glieder entfällt und die \ Treiberstufen (137, 138) abgeschaltet werden und ein die Tintenzufuhr regelndes Ventil (145) schließt, während das die Ablenkspannung (152) anlegende Hochspannungsrelais (150, 151) abfällt.

ORIGINAL INSPECTED