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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit von Tintentropfen. Tintenspritz-Schreibwerke sind generell unterscheidbar in solche mit einem Schreibkopf für eine kontinuierliche Tropfenrate und in solche mit aperiodischem Tropfenaustritt und diese aus einer einzelnen oder aus mehreren Düsen austoßenden Tintenschreibkopf. Der in Tropfen aufgelöste Tintenstrahl eines Tintenschreibkopfes ersterer Art durchläuft Lade- und Ablenkstationen, und von den erzeugten Tropfen werden nur diejenigen gegen den Aufzeichnungsträger gelenkt, die für die Darstellung von Zeichen und Symbolen benötigt werden. Nicht benutzte Tropfen werden gegen eine Auffangblende geleitet. Das Ablenken der Tropfen gegen den Aufzeichnungsträger bzw. gegen die Abfangblende erfolgt elektrostatisch oder elektromagnetisch. In dem Tintenschreibkopf zweiter Art werden synchron oder/und asynchron auftretende Impulse verarbeitet, die die Darstellung von alphanumerischen Zeichen in einem ausgewählten Raster z. B. 7 × 5, 9 × 7, 12 × 9 usw. zur Folge haben. Bei solchen Tintenschreibwerken ist der zwischen den Düsen und dem Aufzeichnungsträger befindliche Raum für eine Tropfenlenkung als Korrekturmaßnahme nicht notwendig. Ein gutes Schriftbild bedingt andererseits aber auch eine gleichmäßige Tropfenbildung, Tropfen gleicher Größe und konstanter Austrittsgeschwindigkeit. Es ist deshalb erforderlich, die Tintentropfen hinsichtlich dieser Parameter zu überprüfen.
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In der DE-OS 27 25 801 ist eine Vorrichtung zur Bestimmung des Aufschlagpunktes von zu überwachenden Tintentropfen beschrieben worden. Hierbei wird ein Detektor verwendet aus einer gepolten piezoelektrischen Platte, auf deren einen Planseite zwei oder mehrere Leiterelektroden aufgebracht worden sind, die an eine Auswerteschaltung angeschlossen sind. Die paarweise angeordneten Leiterelektroden verlaufen zueinander parallel und es werden durch diese die jeweiligen auf sie übertragenden Ladungsanteile des überwachten Tropfens gemessen. Die Detektoreinrichtung ist auch für einen Schreibkopf für mehrere parallele Tropfen in Reihen ausgelegt worden. Hierbei werden nacheinander die Tintenströme jeweils einer einzigen Düse der Düsenreihe gegen die piezoelektrische Platte gerichtet.
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Es sind darüber hinaus Einrichtungen mit diesen Systemen bekannt (US-PS 38 52 768, entsprechend DE-OS 24 34 759), um Ladungen bzw. die Ladesynchronisation der elektrischen Tintentropfen bzw. die Richtung der sich bewegenden Tintentropfen abzufühlen. Diese Systeme zeigen Induktionsfühler, die an einer Stelle in der Flugbahn der Tropfen die Größe der Aufladung und Geschwindigkeit feststellen.
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In der US-PS 34 65 350 ist die Verwendung eines piezoelektrischen Meßwertaufnehmers beschrieben worden, der ein Signal erzeugt als Antwort auf das Aufschlagen eines Tropfens an irgendeiner Stelle des Meßwertaufnehmers.
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Darüber hinaus muß sichergestellt sein, daß ein zum Zweck der Tintentropfenabgabe an den Tintenschreibkopf bzw. dessen Druckwandlerorgan gelegtes Signal einen Tropfen bewirkt, der meßtechnisch erfaßbar ist und dessen Parameter über die Geschwindigkeit vergleichbar sind.
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Durch die DE-OS 25 32 150 ist ein Verfahren und eine Einrichtung zur Geschwindigkeitsregelung von Tintentropfen bekannt, wodurch eine konstante Wellenlänge für die Tintentropfen gewährleistet werden soll. Die für eine hohe Druckqualität erforderlich konstante Wellenlänge der Tintentropfen wird hierbei dadurch erzielt, daß die Geschwindigkeit des Flüssigkeitsstromes und der Tropfen geregelt wird. Diese bekannte Einrichtung weist auf der einen Seite der Flugbahn der Tropfen benachbart eine Lichtimpulse bekannter Frequenz aussendende Einrichtung und derselben gegenüberliegend, an der anderen Seite der Flugbahn eine Lochblende auf, in der zwei Löcher mit einem bestimmten Teilungsabstand angeordnet sind. Den Löchern ist eine photoelektrische Detektoreinrichtung zugeordnet, die mit einer logischen Schaltung zur Ermittlung der Tropfengeschwindigkeit verbunden ist. Diese logische Schaltung wiederum regelt in Abhängigkeit von der gewählten Erregungsfrequenz der Lichtimpulse aussendenden Einrichtung und von den Verdeckungszeitpunkten der beiden Löcher einen Regulator für den Druck der Tinte. Eine derartige Einrichtung ist für billige Massenprodukte weniger geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zum Überwachen der Geschwindigkeit von Tropfen in einem Tintenspritz- Schreibwerk und einen dazu geeigneten Detektor anzugeben, mit der der abgegebene Tropfen sicher technisch erfaßbar ist. Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.
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Im folgenden soll nun die Erfindung anhand des Ausführungsbeispiels in der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt
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Fig. 1 der Bewegung des Tintenschreibkopfes zugeordneten Bereich eines Tintenschreibwerkes,
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Fig. 2 eine mögliche Auswerteschaltung für die Meßsignale,
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Fig. 3 ein Diagramm der auftretenden Signale und
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Fig. 4 einen Detektor.
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In den Figuren sind solche Einzelheiten nicht mit dargestellt worden, die nicht erfindungswesentlich sind. So zeigt die Fig. 1 einen Teil eines Tintenschreibwerkes mit einem Tintenschreibkopf 1, der auf Führungsstangen 2 in Zeilenrichtung über einem Aufzeichnungsträger 3 und in Randbereiche sowie aus diesen heraus verschiebbar gelagert ist. In der Figur ist für einen Randbereich ein Tintenschreibkopf 1 1 in Strich-Punkt-Linien dargestellt worden, dem hier ein Detektor 4 beliebiger oder der im besonderen beanspruchten Art gegenübersteht. Der Aufzeichnungsträger 3 ist um eine Walze 5 herumgeführt und wird oberhalb dieser gegen eine Papierauflage 6 gelegt. Zum Vorschub des Aufzeichnungsträgers 3 in Spaltenrichtung wird die Walze 5 und mit dieser ein Walzen- bzw. Andruckrollenpaar 7 von einem Motor 8 bewegt. Die Andruckrollen 7 befinden sich auf einer drehbeweglichen Stange 9, die wie auch die Walze 5 über Getriebemittel 10 mit dem Motor 8 verbunden sind. Der Detektor 4 ist in einem Randbereich angeordnet, in dem der Tintenschreibkopf 1 bzw. 1 1 einer Beschleunigung unterworfen sein kann. Jede andere Position hinsichtlich der Bewegung des Tintenschreibkopfes ist möglich. Da zwischen dem Tintenschreibkopf bzw. dessen Düsenaustrittsfläche 11 (Fig. 1) und dem Aufzeichnungsträger 3 nur ein geringer Raum vorherrscht, ist die Detektoreinrichtung einem Randbereich zugeordnet worden. Mittel zum Entfernen von gegen diese gespritzten Tintentropfen oder Tropfen einer Flüssigkeit, die gegen die Tinte austauschbar ist, sind in dieser Figur nicht gezeigt worden. Der Tintenschreibkopf kann einen bekannten Aufbau aufweisen, bei dem er auf einer oder beiden seiner großen Deckflächen 12 Piezokeramikschwinger 13 trägt, die beim Anlegen von elektrischen Signalen synchroner und/oder asynchron auftretender Art in den darunter im Tintenschreibkopf befindlichen Kompressionskammern kurzzeitige Druckanstiege bewirken. Diese Druckanstiege führen zu tropfenweisen Tintenaustritten. Entsprechend der Anzahl der Düsen und der ein Zeichen bildenden Schritte oder der zu einem ein Zeichen überdeckenden Gesamtschritt zu zuzählenden Impulse werden alphanumerische Zeichen gebildet in einem Raster. Der Abstand der Punkte in dem Raster, hier Tropfenvolumen, der zeitliche Aufprall und letztlich ihr Auftreffen auf dem Aufzeichnungsträger prägt die Schrift und deren Lesbarkeit.
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Die piezoelektrischen Schwinger werden für die Abbildung von Zeichen entsprechend einem vorgegebenen Muster (Zeichengenerator) über die in Fig. 2 gezeigte Endstufe 14 angesteuert. Für die Überwachung der Tropfen bzw. deren Bildung werden nacheinander einzelne piezoelektrische Schwingelemente 13 am Tintenschreibkopf angesteuert. Die Tropfen bzw. Einzeltropfen erzeugen beim Überbrücken der Meßstrecke in dem Meßwertaufnehmer 4 Impulse bzw. einen Impuls, der über einen Verstärker 15 einem UND-Gatter 16 oder dergleichen zugeführt wird. Gleichzeitig mit der Abgabe des Signales an den einzelnen Piezokeramikschwinger wird das gleiche Signal an eine erste Zeitstufe 17 gelegt, die nach dem Ablauf einer vorbestimmten Zeit ein Signal an eine zweite Zeitstufe 18 abgibt. Die vorbestimmte Zeit der ersten Zeitstufe 17 entspricht einem Zeitwert, der der Soll-Zeit für einen Idealtropfen von seiner Erregung - Signal am Ausgang der Endstufe - bis zu seinem Auftreffen am Meßwertaufnehmer, Detektor 4, entspricht abzüglich einer Zeittoleranz. Die Zeitstufe hält das UND-Gatter 16 über eine Zeit offen, die einer Meßtoleranz entspricht, die ein Tropfen zeitlich nach oben und nach unten von seinem Soll-Wert abweichen kann. Entsprechend dem zeitlichen Auftreffen beider Signale am UND-Gatter 16 ist dann beispielsweise ein Signal für die Bedienperson oder ein Korrektursignal zu erwarten.
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Dem Zeitdiagramm nach Fig. 3 ist entnehmbar, daß mit dem Signal 19 am Ausgang der Endstufe 14 ein Signal 20 an der ersten Zeitstufe 17 ansteht, deren Beendigung ein Signal 21 an der zweiten Zeitstufe 18 auslöst. Entsprechend dem 4. Diagramm tritt als Folge der Meßstrecke, dem Eigen- und Resonanzverhalten von Tropfenabgabe und Tropfenerfassung sowie der Verstärkung des dieser entsprechenden Signales ein Ist-Signal 22 auf, das mit der Anstiegsflanke wünschenswerter Weise in der Zeitspanne des Signals 21 der zweiten Zeitstufe 18 fallen sollte. Die in Strich-Punkt-Linien gezeichneten Signale 22 1 und 22 2 kennzeichnen Signale von Meßwertaufnehmern, die außerhalb der Grenzwerte der zweiten Zeitstufe liegen und somit zu einem Korrektursignal in der Auswertung führen.
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Der in Figur dargestellte Meßwertaufnehmer bzw. Detektor ist in starker Vergrößerung wiedergegeben worden. Fig. 4 zeigt ein sich über eine kurze Strecke verjüngendes Rohr 23, das während der Meßzeit von einem Gas oder einem Fluid durchflossen wird. Im Bereich der Querschnittsverjüngung trägt ein Wandungsteil 24 einen piezokeramischen Schwinger 25, der an diesem und mit diesem schwingelastisch aufgehängt worden ist. In dem den piezokeramischen Schwinger tragenden Wandungsteil gegenüberliegenden Wandungsteil ist eine Bohrung 26 eingebracht worden, mit einer nach außen überstehenden ringförmigen Berandung 27. Um die Berandung 27 ist ein saugfähiges Flies angebracht zur Ableitung irregulär fliegender Tropfen. Die Wirkungsweise dieses Detektors ist nun folgende. Die das Rohr durchströmende Luft bzw. Flüssigkeit wird in dem sich verjüngenden Bereich beschleunigt und führt hier im Bereich der Bohrung zu einem Unterdruck, der durch zusätzliche Aufnahme von Luft über die Bohrung 26 ausgeglichen wird. Trifft nun ein Tintentropfen in den Öffnungsbereich der Bohrung 26, verschließt dieser den Querschnitt und es kommt zu einem Druckabfall in diesem Bereich, der zu einem Auslenken auch des den piezoelektrischen Schwinger 25 tragenden Wandungsteil 24 führt. Als Folge der Auslenkung wird entsprechend dem Generatorprinzip in dem Piezokeramikschwinger ein Signal ausgelöst, das über die Anschlüsse 29 der Auswerteschaltung nach Fig. 2 zugeführt wird. Der Tintentropfen wird mit dem fließenden Medium im Rohr aus dem Meßbereich herausgeführt.