EP0380526A1 - Process and device for determining the printing position of the delivery nozzles of printing ink heads - Google Patents

Process and device for determining the printing position of the delivery nozzles of printing ink heads

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Publication number
EP0380526A1
EP0380526A1 EP88908144A EP88908144A EP0380526A1 EP 0380526 A1 EP0380526 A1 EP 0380526A1 EP 88908144 A EP88908144 A EP 88908144A EP 88908144 A EP88908144 A EP 88908144A EP 0380526 A1 EP0380526 A1 EP 0380526A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
sensor
conductor tracks
circuit
ink droplet
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
EP88908144A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ernst Goepel
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE19873732395 external-priority patent/DE3732395A1/en
Priority claimed from DE19873732396 external-priority patent/DE3732396A1/en
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
Publication of EP0380526A1 publication Critical patent/EP0380526A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/165—Preventing or detecting of nozzle clogging, e.g. cleaning, capping or moistening for nozzles
    • B41J2/16579—Detection means therefor, e.g. for nozzle clogging

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for determining the Druckpositio ⁇ in ink printheads according to the preambles of claims 1 and 4.
  • the representation of characters or of graphic patterns with ink printing devices is known to be based on the fact that individual droplets are ejected in a controlled manner from outlet nozzles of an ink print head. Such arrangements are referred to as so-called drop-on-demand (DOD) arrangements.
  • DOD drop-on-demand
  • characters or graphic patterns in the form of a large number of individual points are thus built up in a grid pattern on the record carrier.
  • the quality of the recordings made in this way, the so-called writing quality essentially depends on the number of droplets by which a sign is formed.
  • each outlet nozzle is assigned its own drive element, for example in the form of an electrically controllable piezoelectric element. This must have a co-ordinated behavior for an error-free operation together with the ink channel and an ink supply.
  • ink printing devices that are subject to the functional monitoring of the user is print image acceptance.
  • the user of ink printing devices must recognize in good time whether the typeface generated is faulty or not. This is particularly difficult in the case of multi-nozzle ink heads with a high print resolution, since the failure of one or more nozzles of the ink print head initially only results in a slight deterioration in the print image.
  • the ink printheads which can also be manufactured using different technologies (piezoelectric ink printhead or bubble jet printhead), must meet the specified accuracy or tolerances with regard to the printing positions of their ink droplets sprayed onto a paper plane.
  • piezoelectric ink printhead or bubble jet printhead must meet the specified accuracy or tolerances with regard to the printing positions of their ink droplets sprayed onto a paper plane.
  • This known method requires special charging electrodes, to which a relatively high voltage (up to 300 V) must be applied in order to charge the ink droplets. This not only results in additional design effort, but because of the high voltages, protective measures against contact with the live parts must also be provided.
  • the invention is based on the object of specifying measures for monitoring the droplet ejection, with which both the function of the ink print head and the printing position of the ink droplets emitted by its nozzles can be determined, without a visual one To have to carry out checks of Druckmust ⁇ rn.
  • Fig. 1 is a schematic diagram for explaining the
  • Fig. 2 is a plan view of an ink droplet sensor
  • FIG. 3 shows a detailed section from the sensor plate
  • FIG. 4 shows a section through the sensor plate according to FIG. 3,
  • FIG. 8 shows an embodiment for the arrangement of the ink droplet sensor block
  • FIG. 9 shows an arrangement for determining the accuracy of the
  • Fig. 10 is a block diagram for controlling and evaluating the
  • an ink print head 1 known per se, which in the example consists of a nozzle plate 2 with nine outlet nozzles 3, a head part 4 with nine ink channels 5 and drive elements 6 assigned to them, and an ink supply part 7. This is via an ink feed 8 with an ink not shown here storage container connected.
  • an ink feed 8 with an ink not shown here storage container connected.
  • the ink droplet sensor 11 is arranged at a distance 10 from the nozzle plate 2.
  • the device for removing the ink liquid supplied by the impact of ink droplets consists of an electrically non-conductive porous material; it can be constructed in one layer or preferably from several sub-layers.
  • the contact surfaces of the sensor plate 12 are connected via a foil cable 13 to an evaluation circuit 20 which, as will be discussed in more detail later, depending on the impact of one or more droplets of tin on the electrode comb, emits a corresponding signal, the sensor signal SM.
  • FIGS. 2, 3 and 4 show an exemplary embodiment of the multifunctional sensor plate 12 of the ink droplet sensor 11 in a top view (FIG. 2), in a detailed partial representation (FIG . 3) and show in a sectional view (Fig. 4).
  • the sensor plate 12 contains an electrode comb structure 14, 18, 19 which is applied to the surface of an electrically non-conductive, porous material by means of photolithographic processes.
  • These are in detail a contact comb 14, from which a number (in the example 32) of mutually parallel conductor tracks 19 extend, so that they lie next to one another in the area of the points of impact for the ink droplets.
  • Additional conductor tracks 18 are inserted in each of the spaces between two adjacent conductor tracks 19, whereby two electrode combs which mesh with one another are formed in the area of the impact points, namely the spray window 22. While all the conductor tracks 19 are galvanically connected to the contact comb 14 and can be contacted externally together via contact areas M1, M2, the conductor tracks 18 are fanned out outside the spray window 22 and lead to individual contact areas K 1 to K 32, each assigned to the conductor tracks 18, with which they can be contacted externally, for example with the aid of a foil cable 13.
  • the contact surfaces M1, M2, K1 ... K32 are distributed on the surface of the sensor plate 12 around the spray window 22.
  • an electrically insulating carrier plate is provided with a metal layer. This is preferably done by evaporating a glass plate with a thickness of 100 ⁇ m to 800 ⁇ m (typically 200 ⁇ m) with a base metallization made of Ti, Cu.
  • a photoresist layer is applied to both sides of this.
  • the pattern of the electrode comb structure (contact comb 14 with the conductor tracks 18, 19) which is later desired on the sensor plate 12 is produced on one side by phototechnology and this galvanically amplified to 10 ... 20 ⁇ m Ni.
  • the area of the spray window 22 is exposed on both sides, and after the base metallization has been etched off, the glass is etched away in this area, so that the conductor tracks 18, 19 span the now glass-free spray window 22.
  • the contact surfaces Ml, M2, K1 ... K32 are etched free in this glass etching process.
  • the sensor plate 12 can be produced with great utility and can be connected and contacted with the suction block 17 in a simple manner.
  • the suction block 17 shown only schematically in FIG. 1 consists of two partial layers 15 and 16 of absorbent material with the thicknesses F1 and F2.
  • An insulating layer in the form of an gold-coated insulating film 21 is laminated onto the uppermost partial layer 15, which is then structured according to a division ratio T of the electrode comb and is provided with the conductor tracks 18 and 19.
  • T A + B is thus established.
  • the ink droplet sensor 11 If the ink droplet sensor 11 is to detect a single ink drop of diameter D, then TD must be in order to form an electrical resistance bridge between adjacent conductor tracks 18 and 19 and thus between the contact comb 14 and the corresponding contact surface K.
  • the example according to FIG. 4 shows that an ink drop 9 meets this condition when it hits the surface of the ink droplet sensor 11, that is to say between two adjacent conductor tracks 18, 19 brings about a significant reduction in resistance, which is achieved via the film cable 13 Evaluation circuit 20 can be supplied and evaluated. After the ink droplet 9 strikes, the amount of liquid is first absorbed by the upper porous sub-layer 15, transported downward and finally penetrates into the second sub-layer 16.
  • the electrically non-conductive porous sub-layers 15 and 16 act as a type of suction pump with a capillary effect.
  • the efficiency of this suction pump can be adjusted to specific applications by choosing the porosity (or pore size) and / or the number or the thickness F1, F2 of the partial layers.
  • the porosity P1 and P2 of the two layers 15 and 16 is different. It is advantageous if the porosity of the individual layers increases with increasing distance from the electrode comb (P2 ⁇ 7 Pl). Increasing porosity means decreasing pore size and thus increasing capillarity. This ensures that liquid transport preferably takes place from the upper sub-layer 15 to the lower sub-layer 16. This has the advantage that the space in the vicinity of the electrode comb is emptied of ink relatively quickly and that a sequence of individual droplets arriving at short time intervals can thus be reliably detected. Suitable materials for the individual partial layers 15 and 16 with different porosities are preferably Duran filter glass for the upper partial layer 15 and so-called Millipore filter paper for the lower partial layer 16.
  • the pore sizes of the upper porous partial layer 15 can be between 0.01 and 0.02, the pore sizes of the lower porous sublayer 16 are between 0.005 and 0.01 mm.
  • the Comb structures described can advantageously be produced by the thin-film or thick-film technology known per se.
  • a circuit arrangement which emits the sensor signal SM with each impact of an ink droplet.
  • An Au 's exitsbeispiel therefor is shown in FIG 5.
  • the circuit shown therein consists essentially of a voltage divider consisting of a fixed resistor 30 and the variable measuring resistor 31st This represents the current resistance value between the conductor tracks 18 and 19 of the electrode comb, ie the circuit shown is connected at this point to the contact areas M1, M2 and a contact area K. of the electrode comb.
  • the tap between the resistors 30, 31 of the voltage divider is connected to the inputs of a comparator 32.
  • the printer controller By monitoring the time period between the excitation for droplet ejection by the printer controller and the occurrence of the sensor signal SM, it is possible to check the functionality of the individual nozzles. Place after a certain period of time depending on predetermined parameters, such as printers structure flight time of the droplets, ink composition, etc. 'adjustable, no sudden change in resistance takes place, recognizes the printer controller that the excited nozzle is not operating.
  • the circuit arrangement described works with direct current, ie the voltage divider circuit is connected between a positive voltage source + U and ground. When certain ink liquids are used, this can lead to decomposition of the ink liquid especially when several droplets arriving in quick succession are necessary for the evaluation of ink droplets.
  • the ink liquid is in this case exposed to a current flow for a period of t _ 100 ms, which can cause electrolytic changes.
  • the dye can precipitate out of the solvent, which leads to solidification, which means that capillary suction is no longer possible.
  • this problem is solved in that the ink droplet sensor is operated with alternating voltage.
  • An exemplary embodiment of this is shown in FIG. 6.
  • the evaluation circuit 20 shown there also has the
  • Voltage divider circuit consisting of the fixed resistor 30 and a resistor 31 representing the current resistance value between the conductor tracks 18, 19.
  • the voltage divider circuit 30, 31 is here connected to an AC voltage generator 38.
  • a demodulator 33 is connected between the dividing point of the voltage divider circuit 30, 31 and the comparator 32 and operates in the circuit configuration selected in FIG. 7 as a so-called peak value rectifier. A voltage value is thus available at its output which corresponds to the current peak value of the voltage at the dividing point.
  • FIG. 7 shows a detailed circuit structure as an example of an embodiment for the evaluation circuit according to FIG. 6.
  • the ink liquid sprayed onto the conductor tracks 18, 19 is drawn capillary into the suction block 17.
  • the absorbency of the suction block 17 depends on its suction volume and its material, on the ink liquid and on the frequency of the spray test.
  • an opening for an additional ink disposal can be provided in a housing accommodating the suction block 17, which opening is filled with a suction material of higher porosity than that of the suction block 17.
  • the measurable change in resistance between two or more conductor tracks 18, 19 is processed with the aid of the evaluation circuit 20 to make a logical statement, namely with the result as to whether and where a selected nozzle D. of a multiple nozzle ink print head 1 has sprayed. If, for the further considerations, the Cartesian coordinate system with the axes X, Y, Z shown in FIG. 8 is used as a basis, it must be ascertained that initially the point of impact for an ink droplet 9 in the spray window 22 is only in one direction, namely the Y direction can be detected.
  • the conductor tracks 18, 19 run in the row direction, that is to say two or more conductor tracks 18, 19 are bridged, the subsequent evaluation circuit 20 not being able to recognize in which section on the X axis (within the spray window 22) the Bridging of the conductor tracks 18, 19 took place.
  • the ink jet position can also be determined in the X direction, whereby the subsequent position evaluation of both sensor signals SM realizes the complete position determination of the ink droplet 9 with the aid of the ink droplet sensor 11.
  • a sensor block 23 at a distance 10 from the nozzle plate 2 of the ink print head 1 which contains two ink droplet sensors 11, 11 'rotated relative to one another by the ink droplet sensor 11 with its conductor tracks 18, 19 running in the row direction (cf. FIG. 2), the position of the ink droplet in the Y direction is determined with the ink droplet sensor 11 'with its conductor tracks 18, 19 running in the column direction, the position in the X direction of an ink droplet 9 from a selected nozzle D.
  • the sensor block is translationally displaced in the X direction (arrow direction PF1) until the spray window 22 of the ink droplet sensor 11 'is positioned relative to the nozzle plate 2. Then an ink droplet 9 is ejected again from the same nozzle D.
  • the complete position nsbe-tuning is also possible with a single ink droplet sensor 11 if the sensor block 23 carrying the ink droplet sensor 11 is rotated by 90 "after the ejection of an ink droplet 9 of the selected nozzle D. (arrow direction PF2) and then the same nozzle D- again to eject an ink. droplet 9 is excited, whereby the X and Y position of the ink droplet 9 of the nozzle D. are determined.
  • both ink droplet sensors 11, 11 ' are used, they can be connected to one and the same evaluation circuit 20 via film cables 13, one of which Printer control operated switch must be provided, which selects the respective ink drop sensor (11, 11 ').
  • Printer control operated switch must be provided, which selects the respective ink drop sensor (11, 11 ').
  • the accuracy of the print position determinations or the degree of oblique spraying of nozzles of the ink print head 1 can be determined with the arrangement shown in FIG. This is based on the knowledge that the flight of the ink jets or the ink droplets is strictly straight up to a distance of approximately 30 mm (measured from the outlet opening of the nozzle). For this reason, the ink droplet sensor 11 can be arranged at a relatively large distance from the nozzle plate 2, without having to accept the loss of accuracy when determining the position owing to a curved trajectory.
  • two Cartesian coordinate systems with their axes X, Y, Z, which are spaced in the Z direction by the distance ZM-ZP, are drawn in, the indices M, P.
  • This virtual paper plane PE is at a distance Z p from the nozzle plate 2 of the ink print head 1.
  • the record carrier to be written during the actual printing process lies in the virtual paper plane PE.
  • the ink droplets are not sprayed onto the recording medium, but rather onto the surface of the spray window 22 of the ink droplet sensor 11.
  • the measurement plane ME thus represents the spray window 22 in this representation.
  • the inkjet print head 1 is positioned with respect to the two coordinate systems so that the direction of exit of the ink droplets from the nozzles runs parallel to the Z axis.
  • an ink droplet ejected from the nozzle D. does not penetrate the virtual paper plane PE, as required, at the coordinates ⁇ s ,,, v ⁇ 0 ⁇ ⁇ > but at the sections X ,,, v ⁇ st and consequently hit on the measuring plane ME at the coordinates X., ,,,
  • FIG. 10 shows a block diagram for the control and evaluation of the ink droplet signals.
  • the individual outlet nozzles 3 of the print head 1 shown in FIG. 1 are controlled via a print head control ST which is designed in a conventional manner and which is connected via an interface SS to a microprocessor-controlled central control ZS. From the central control ZS, the reset signal R is fed to the evaluation circuit 20 explained in more detail with reference to FIGS. 5 to 7, which in turn outputs the sensor signal SM via the interface SS of the central control ZS. While the contact areas M1, M2 of the contact comb 14 on the sensor plate 12 are connected directly to the evaluation circuit 20, electrically controllable switching elements S. are inserted into the line guides between the contact areas K. of the individual conductor tracks 18 and the evaluation circuit 20. The outputs of the Switching elements S.
  • the individual switching elements S can be actuated one after the other by means of an address decoder AD, which is constructed in a conventional manner and is controlled by the central control ZS. After an ink droplet has been ejected from a selected nozzle D., the central control ZS controls the sequential polling of the switching elements S-, which can be individually addressed via the address decoder AD.
  • the location of the ink droplets hitting the spray window 22 can also be determined in this way.
  • the geometric dimensions of the spray window 22 are adapted to the corresponding nozzle arrangement on the ink print head 1. If only the sprayability of the individual nozzles is to be checked with the ink droplet sensor 11, the height of the spray window 22 depends on the vertical distance of the outer nozzles of the ink print head.
  • the width of the spray window 22 is adapted to the horizontal extent of the nozzle exit area of the ink print head. In the case of a single-row nozzle arrangement, only a narrow, in the case of multi-row, a correspondingly wider spray window 22 is required. It is also possible to orient the spatially separated nozzle rows in succession to the spray window 22. This is more advantageous since the spray test of the individual nozzles only takes place successively and not next to one another and a narrow spray window 22 a narrow one
  • the ink print head is also checked for the printing position accuracy, for example after the manufacturing process, a square format should be selected for the spray window 22 of the ink droplet sensor 11, the side length of which is adapted at least to the vertical distance of the outer nozzles of the ink print head 1 is. This ensures that even when the ink droplet sensor 11 is rotated by 90 ° or when two ink droplet sensors 11, 11 'are rotated with respect to one another, the ink droplets always end in the splash window 22.
  • the ink print head 1 is moved into this position, in which it is opposite the described ink droplet sensor 11 at a constant distance. It is possible and advantageous that the ink printhead 1 has this position e.g. in the idle state or before each start of writing or printing and that a start of operation is preceded by a monitoring process. If a failure of one or more discharge nozzles is found, a manual rinsing with manual or automatic increase in pressure, which is known in many currently known ink pressure heads, can be carried out in a short time with a cleaning effect.
  • the invention was previously described for use in a pressure device for monitoring the droplet output and described for determining the print position accuracy. However, it is within the scope of the invention to use the arrangement according to the invention for measuring and adjusting the flight speed of individual ink droplets. Since the distance between the outlet nozzles and the surfaces of the ink droplet sensor is known, this only requires that the times of ejection and impact are recorded, which is possible, for example, in printer control without considerable electronic effort. This possibility offers considerable advantages especially in the production of ink printheads with a larger number of outlet nozzles, because in this case, because of the never completely avoidable tolerance of the individual electrical and ceramic (e.g. piezo elements) components, each one of the control circuit, drive element, ink channel and Existing nozzle system must be adjusted.
  • the individual electrical and ceramic e.g. piezo elements
  • the described device for detecting ink drops is characterized by a compact, small design that is easy to use or replace in printing devices and also offers the possibility of fully automatic assembly.
  • the arrangement can not only be used very advantageously in inkjet printers which work with multi-nozzle print heads, but is also suitable for economic quality assurance, since it can be used advantageously in the manufacture and long-term testing of multi-nozzle print heads.

Abstract

Un détecteur de gouttelettes d'encre (11) muni d'une plaquette de détection (12) multifonctionnelle est prévu pour contrôler le débit des gouttelettes et déterminer la position exacte d'impression d'une tête d'impression à encre multi-ajutage (1). Ce détecteur comporte une structure d'électrodes à peigne perméable à l'encre se présentant sous forme de pistes conductrices (18, 19) parallèles, et est aplliqué sur un bloc d'aspiration (17) constitué d'au moins une couche (F1, F2) poreuse non conductrice électriquement. La résistance entre les pistes conductrices (18, 19) contiguës se modifie en fonction du rapport d'écartement (T) de la structure à peigne lors de l'apparition d'une ou de plusieurs gouttelettes; un circuit d'évaluation (20) relié à ces pistes conductrices (18, 19) contrôle cette variation de la résistance et délivre un signal de détection (SM) à la commande centrale (ZS) du système d'impression à encre. La mise en oeuvre de deux détecteurs de gouttelettes d'encre (11, 11') de ce type, dont les plaquettes de détection (12) sont disposées à angle droit l'une par rapport à l'autre, permet de déterminer, par l'actionnement d'un ajutage quelconque (Di), outre la capacité de pulvérisation de celui-ci, le lieu d'incidence des gouttelettes d'encre et ainsi la position exacte d'impression dudit système d'impression à encre.An ink droplet detector (11) with a multifunctional detection pad (12) is provided to monitor the flow rate of the droplets and determine the exact print position of a multi-nozzle ink printhead ( 1). This detector comprises an ink-permeable comb electrode structure in the form of parallel conductive tracks (18, 19), and is applied to a suction unit (17) consisting of at least one layer (F1 , F2) porous electrically non-conductive. The resistance between the contiguous conductive tracks (18, 19) changes as a function of the spacing ratio (T) of the comb structure when one or more droplets appear; an evaluation circuit (20) connected to these conductive tracks (18, 19) monitors this variation in resistance and delivers a detection signal (SM) to the central control (ZS) of the ink printing system. The use of two ink droplet detectors (11, 11 ') of this type, the detection plates (12) of which are arranged at right angles to one another, makes it possible to determine, by the actuation of any nozzle (Di), in addition to the spraying capacity thereof, the place of incidence of the ink droplets and thus the exact printing position of said ink printing system.

Description

Verfahren und Anordnung zur Bestimmung der Druckposition von Austrittsdüsen in Tintendruckköpfen Method and arrangement for determining the printing position of outlet nozzles in ink print heads
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Bestimmung der Druckpositioπ in Tintendruckköpfen gemäß den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 4.The invention relates to a method and an arrangement for determining the Druckpositioπ in ink printheads according to the preambles of claims 1 and 4.
Die Darstellung von Zeichen oder von grafischen Mustern mit Tintendruckeinrichtungen beruhen bekanntlich darauf, daß einzelne Tröpfchen in gesteuerter Weise aus Austrittsdüsen eines Tintendruckkopfes ausgestoßen werden. Man bezeichnet derartige Anordnungen als sog. Drop-on-Demand-(DOD-)Anord- nungen. Aufgrund einer Relativbewegung zwischen einem Auf¬ zeichnungsträger und dem Tintendruckkopf werden somit Zeichen oder grafische Muster in Form einer Vielzahl von Einzelpunkteπ rasterför ig auf dem Aufzeichnungsträger aufgebaut. Man spricht deshalb von einer sog. Matrixdar¬ stellung bzw. von einem Matrixdruckverfahren. Die Güte von auf diese Weise gebildeten Aufzeichnungen, die sog. Schriftqualität, hängt wesentlich von der Anzahl der Tröpfchen ab, durch die ein Zeichen gebildet wird. Das hat zu Tintendruckköpfen mit einer größeren Anzahl von Aus¬ trittsöffnungen oder Düsen geführt, die z.B. in mehreren Reihen angeordnet sind. Damit ist es erreichbar, daß auf dem Aufzeichnungsträger die einzelnen aufgebrachten Tröpfchen so nahe beieinander liegen, daß sie sich überlappen und sowohl in senkrechter als auch in waagerechter Richtung optisch durchgehend geschlossen erscheinende Linien bilden. In einem sog. DOD-System ist jeder Austrittsdüse ein eigenes Antriebs¬ element, z.B. in Form eines elektrisch ansteuerbaren Piezo- ele ents zugeordnet. Dieses muß für einen fehlerfreien Betrieb zusammen mit dem Tintenkanal und einer Tintenzufuhr ein in sich abgestimmtes Verhalten aufweisen. Zieht man noch in Betracht, daß jedes dieser Einzelsysteme mit einer Tropfenfolgefrequenz bis etwa 4 kHz arbeitet, eine Tinten¬ druckeinrichtung während einer Dauer von Jahren nahezu ständig im Einsatz sein muß und eine Austrittsdüse einen Durchmesser aufweist, der kleiner als 100 μm ist, so erkennt man die Bedeutung einer Überwachung auf die volle Funktionsfähigkeit. Insbesondere äußere Einflüsse, wie etwa Staub, kleinste Papierabreibungen, eingetrocknete Tinte in den Austrittsdüsen oder Gas- bzw. Lufteinschlüsse im Tintenkanal können bereits zum Ausfall einer Austrittsdüse und somit zur Reduzierung der Schriftqualität führen. Es ist deshalb ein besonderes Anliegen, solche Störungen im Betrieb rechtzeitig zu erkennen, um darauf rechtzeitig reagieren zu können.The representation of characters or of graphic patterns with ink printing devices is known to be based on the fact that individual droplets are ejected in a controlled manner from outlet nozzles of an ink print head. Such arrangements are referred to as so-called drop-on-demand (DOD) arrangements. Because of a relative movement between a record carrier and the ink print head, characters or graphic patterns in the form of a large number of individual points are thus built up in a grid pattern on the record carrier. One therefore speaks of a so-called matrix representation or a matrix printing process. The quality of the recordings made in this way, the so-called writing quality, essentially depends on the number of droplets by which a sign is formed. This has led to ink printheads with a larger number of outlet openings or nozzles, which are arranged, for example, in several rows. It can thus be achieved that the individual droplets applied are so close to one another on the recording medium that they overlap and form lines which appear to be continuously closed in both the vertical and horizontal directions. In a so-called DOD system, each outlet nozzle is assigned its own drive element, for example in the form of an electrically controllable piezoelectric element. This must have a co-ordinated behavior for an error-free operation together with the ink channel and an ink supply. You still pull Considering that each of these individual systems works with a droplet repetition frequency of up to about 4 kHz, an ink printing device has to be in use almost continuously for a period of years, and an outlet nozzle has a diameter that is smaller than 100 μm, the significance can be seen monitoring for full functionality. In particular external influences, such as dust, very small paper rubbings, dried ink in the outlet nozzles or gas or air inclusions in the ink channel can already lead to the failure of an outlet nozzle and thus to a reduction in the quality of the font. It is therefore particularly important to recognize such malfunctions in operation in good time so that we can react to them in good time.
Ein weiteres Problem bei Tintendruckeinrichtungen, die der Funktionsüberwachung des Anwenders unterliegen, ist die Druckbildakzeptanz. Der Anwender von Tintendruckeinrichtungen muß rechtzeitig erkennen, ob das erzeugte Schriftbild ge¬ stört ist oder nicht. Dies ist insbesondere bei Mehrdüsen- Tintenköpfeπ hoher Druckauflδsung schwierig, da der Ausfall einer oder mehrerer Düsen des Tintendruckkopfes sich zunächst nur in einer geringfügigen Verschlechterung des Druckbildes auswirkt.Another problem with ink printing devices that are subject to the functional monitoring of the user is print image acceptance. The user of ink printing devices must recognize in good time whether the typeface generated is faulty or not. This is particularly difficult in the case of multi-nozzle ink heads with a high print resolution, since the failure of one or more nozzles of the ink print head initially only results in a slight deterioration in the print image.
Außerdem müssen die Tintendruckköpfe, welche auch nach unterschiedlichen Technologien (piezoelektrischer Tinten¬ druckkopf oder Bubble-jet-Druckkopf) hergestellt sein können, hinsichtlich der Druckpositionen ihrer auf eine Papierebene gespritzten Tintentröpfchen vorgeschriebene Genauigkeiten erfüllen bzw. Toleranzen einhalten. Insbe¬ sondere ist es nach der Herstellung der Tintendruckköpfe notwendig, den Druckpositionsfehler des von einer beliebigen Düse emittierten Tintenstrahls bzw. Tintentröpfchens zu messen, um feststellen zu können, ob der Tintendruckkopf die vorgeschriebenen Toleranzen unter- oder überschreitet.In addition, the ink printheads, which can also be manufactured using different technologies (piezoelectric ink printhead or bubble jet printhead), must meet the specified accuracy or tolerances with regard to the printing positions of their ink droplets sprayed onto a paper plane. In particular, after the production of the ink print heads, it is necessary to correct the print position error of the ink jet or ink droplet emitted by any nozzle Measure to determine if the ink printhead is below or above the specified tolerances.
Im allgemeinen wird die ordnungsgemäße Funktion des Schreibkopfes vom Anwender selbst durch eine visuelle Prüfung spezieller Druckmuster geprüft. Das ist nicht einfach, erfordert wegen der relativ kleinen Tröpfchen¬ durchmesser, die in der Größenordnung von etwa 60 μ liegen, eine sehr anstrengende Beobachtung. Insbesondere wenn der Ausfall zwei relativ weit voneinander beabstandete Aus- trittsdüseπ betrifft, ist das menschliche Auge überfordert. Insgesamt ist also eine solche Überprüfung unbefriedigend.In general, the proper functioning of the print head is checked by the user himself by visual inspection of special print patterns. This is not easy, and because of the relatively small droplet diameters, which are of the order of about 60 μ, requires very strenuous observation. The human eye is particularly overwhelmed when the failure affects two outlet nozzles spaced relatively far apart. Overall, such a review is unsatisfactory.
Es ist bereits bekannt (DE-OS 33 10 365), Betriebsstörungen der genannten Art mit einem Tintentröpfchensensor festzu¬ stellen. Dabei ist eine Fangelektrode für Tintentröpfchen vorgesehen und die Tintentröpfchen werden bei ihrer Bewegung zur Fangelektrode elektrisch aufgeladen. Beim Auftreffen der aufgeladenen Tintentrδpfchen auf der Fangelektrode wird ein elektrisches Signal gebildet, das als Meß- und Meldesignal für Störungen ausgewertet werden kann.It is already known (DE-OS 33 10 365) to detect malfunctions of the type mentioned with an ink droplet sensor. A falling electrode for ink droplets is provided and the ink droplets are electrically charged as they move toward the falling electrode. When the charged ink droplets strike the catch electrode, an electrical signal is formed which can be evaluated as a measuring and reporting signal for faults.
Dieses bekannte Verfahren erfordert besondere Ladeelek¬ troden, an denen zur Aufladung der Tinteπtröpfchen eine relativ hohe Spannung (bis zu 300 V) angelegt werden muß. Daraus resultiert nicht nur ein zusätzlicher konstruktiver Aufwand, sondern es müssen wegen der hohen Spannungen auch Schutzmaßnahmen gegen eine Berührung mit den spannungs¬ führenden Teilen vorgesehen werden.This known method requires special charging electrodes, to which a relatively high voltage (up to 300 V) must be applied in order to charge the ink droplets. This not only results in additional design effort, but because of the high voltages, protective measures against contact with the live parts must also be provided.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zur Überwachung des Tropfchenausstoßes anzugeben, mit denen sowohl die Funktion des Tintendruckkopfes als auch die Druckposition der von seinen Düsen emittierten Tinten- tröpfchen bestimmt werden kann, ohne eine visuelle Überprüfung von Druckmustεrn durchführen zu müssen.The invention is based on the object of specifying measures for monitoring the droplet ejection, with which both the function of the ink print head and the printing position of the ink droplets emitted by its nozzles can be determined, without a visual one To have to carry out checks of Druckmustεrn.
Diese Aufgabe wird gemäß den in den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 4 angegebenen Mitteln gelöst. Weitere Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.This object is achieved in accordance with the means specified in the characterizing parts of claims 1 and 4. Further refinements and advantageous developments are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher beschrieben. Dort zeigenThe invention is described below with reference to the drawings. Show there
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung zur Erläuterung derFig. 1 is a schematic diagram for explaining the
Erfindung,Invention,
Fig. 2 eine Draufsicht auf einen TintentröpfchensensorFig. 2 is a plan view of an ink droplet sensor
Fig. 3 einen detaillierten Ausschnitt aus der Sensorplatte, Fig. 4 einen Schnitt durch die Sensorplatte gemäß Fig. 3,3 shows a detailed section from the sensor plate, FIG. 4 shows a section through the sensor plate according to FIG. 3,
Fig. 5, Fig. 6 und Fig.7 jeweils Beispiele für eine Aus¬ werteschaltung,5, 6 and 7 each show examples of an evaluation circuit,
Fig. 8 ein Ausführungsbeispiel für die Anordnung des Tintεn- tröpfchen-Sensorblockes, Fig. 9 eine Anordnung zum Festlegen der Genauigkeit der8 shows an embodiment for the arrangement of the ink droplet sensor block, FIG. 9 shows an arrangement for determining the accuracy of the
Druckpositionsbestimmung,Determination of printing position,
Fig. 10 ein Blockschaltbild zur Steuerung und Auswertung derFig. 10 is a block diagram for controlling and evaluating the
Sensorsignale.Sensor signals.
In Fig. 1 ist rechts ein an sich, bekannter Tintendruckkopf 1 dargestellt, der im Beispiel aus einer Düsenplatte 2 mit neun Austrittsdüsen 3, einem Kopfteil 4 mit neun Tinten¬ kanälen 5 und diesen zugeordneten Antriebselementen 6 sowie einem Tintenversorgungsteil 7 besteht. Dieses ist über eine Tintenzuführung 8 mit einem hier nicht dargestellten Tinten- vorratsbehälter verbunden. Durch individuelle Ansteuerung der Antriebselemente 6 wird aus der zugeordneten Düse 3 ein einzelnes Tintentröpfchen 9 ausgestoßen. Die Düsen 3 in der Schπittdarstellung nach Fig. 1 können auch mehrfach und zwar in mehreren Reihen senkrecht zur Zeichnungsebene angeordnet sein, wobei die Düsen der einzelnen Reihen gegeneinander versetzt sein können. Der erfindungsgemäße Tintentröpfchen- sensor 11 ist in einem Abstand 10 gegenüber der Düsenplatte 2 angeordnet. Er besteht im wesentlichen aus einer als Elektro- denkamm ausgebildeten Sensorplatte 12 mit von außen kontak- tierbareπ Kontaktflächen sowie aus einer dahinter oder dar¬ unter befindlichen Schicht,die im folgenden als Saugblock 17 bezeichnet wird und die zur Aufnahme und zur Abführung von Tintenflüssigkeit dient. Der Elektrodenkamm weist zumindest im Bereich des Auftreffpunktes der Tintentröpfchen eine Vielzahl von im Austrittsbereich der Tintentröpfchen parallel verlaufenden Leiterbahnen 18 und 19 auf. Die Vor¬ richtung zur Abführung der durch das Auftreffen von Tinten¬ tröpfchen zugeführten Tintenflüssigkeit besteht aus elek- trisch nichtleitendem porösen Material; sie kann ein¬ schichtig oder vorzugsweise aus mehreren Teilschichten aufgebaut sein. Die Kontaktflächen der Sensorplatte 12 sind über ein Folienkabel 13 mit einer Auswerteschaltung 20 verbunden, die, worauf später näher eingegangen wird, ab- hängig vom Auftreffen eines oder mehrerer Tiπteπtröpfchen auf den Elektrodenkamm ein entsprechendes Signal, das Sensorsignal SM abgibt.1 shows an ink print head 1 known per se, which in the example consists of a nozzle plate 2 with nine outlet nozzles 3, a head part 4 with nine ink channels 5 and drive elements 6 assigned to them, and an ink supply part 7. This is via an ink feed 8 with an ink not shown here storage container connected. By individually controlling the drive elements 6, a single ink droplet 9 is ejected from the associated nozzle 3. 1 can also be arranged several times in several rows perpendicular to the plane of the drawing, the nozzles of the individual rows being offset from one another. The ink droplet sensor 11 according to the invention is arranged at a distance 10 from the nozzle plate 2. It essentially consists of a sensor plate 12 designed as an electrical comb with contact surfaces that can be contacted from the outside, and of a layer located behind or underneath, which is referred to below as suction block 17 and which serves to receive and discharge ink fluid. The electrode comb has, at least in the region of the point of impact of the ink droplets, a multiplicity of conductor tracks 18 and 19 running parallel in the outlet region of the ink droplets. The device for removing the ink liquid supplied by the impact of ink droplets consists of an electrically non-conductive porous material; it can be constructed in one layer or preferably from several sub-layers. The contact surfaces of the sensor plate 12 are connected via a foil cable 13 to an evaluation circuit 20 which, as will be discussed in more detail later, depending on the impact of one or more droplets of tin on the electrode comb, emits a corresponding signal, the sensor signal SM.
Die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Anordnung wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Figuren 2, 3 und 4 beschrieben, die ein Ausführungsbeispiel für die multifunktionale Sensorplatte 12 des Tintentröpfchensensors 11 in Aufsicht (Fig.2), in einer detaillierten Teildar¬ stellung (Fig. 3) und in einer Schnittdarstellung (Fig.4) zeigen. Die Sensorplatte 12 beinhaltet eine Elektrodenkammstruktur 14,18,19, die mittels fotolithographischer Verfahren auf die Oberfläche eines elektrisch nichtleitenden, porösen Materials aufgebracht wird. Es sind dies im einzelnen ein Kontaktkamm 14, von dem zinkenartig eine Anzahl (im Bei¬ spiel 32) von zueinander parallelen Leiterbahnen 19 aus¬ gehen, so daß sie im Bereich der Auftreffpunkte für die Tintentröpfchen nebeneinander liegen. Jeweils in den Zwischen¬ räumen zweier benachbarter Leiterbahnen 19 sind weitere Leiterbahnen 18 eingefügt, wodurch im Bereich der Auftreff¬ punkte, nämlich dem Spritzfenster 22, zwei ineinandergrei¬ fende Elektrodenkämme gebildet sind. Während alle Leiter¬ bahnen 19 mit dem Koπtaktkamm 14 galvanisch verbunden und gemeinsam über Kontaktflächen M1,M2 von außen kontaktierbar sind, sind die Leiterbahnen 18 außerhalb des Spritzfensters 22 aufgefächert und führen zu einzelnen, jeweils den Leiter¬ bahnen 18 zugeordneten Kontaktflächen Kl bis K32, mit denen sie von außen z.B. mit Hilfe eines Folienkabels 13 kontak¬ tierbar sind. Die Koπtaktflachen Ml, M2, K1...K32 sind dabei auf der Oberfläche der Sensorplatte 12 um das Spritzfenster 22 verteilt.The mode of operation of the method and the arrangement according to the invention is described below with reference to FIGS. 2, 3 and 4, which show an exemplary embodiment of the multifunctional sensor plate 12 of the ink droplet sensor 11 in a top view (FIG. 2), in a detailed partial representation (FIG . 3) and show in a sectional view (Fig. 4). The sensor plate 12 contains an electrode comb structure 14, 18, 19 which is applied to the surface of an electrically non-conductive, porous material by means of photolithographic processes. These are in detail a contact comb 14, from which a number (in the example 32) of mutually parallel conductor tracks 19 extend, so that they lie next to one another in the area of the points of impact for the ink droplets. Additional conductor tracks 18 are inserted in each of the spaces between two adjacent conductor tracks 19, whereby two electrode combs which mesh with one another are formed in the area of the impact points, namely the spray window 22. While all the conductor tracks 19 are galvanically connected to the contact comb 14 and can be contacted externally together via contact areas M1, M2, the conductor tracks 18 are fanned out outside the spray window 22 and lead to individual contact areas K 1 to K 32, each assigned to the conductor tracks 18, with which they can be contacted externally, for example with the aid of a foil cable 13. The contact surfaces M1, M2, K1 ... K32 are distributed on the surface of the sensor plate 12 around the spray window 22.
Zur Herstellung der Sensorplatte 12 wird eine elektrisch isolierende Trägerplatte mit einer Metallschicht versehen. Vorzugsweise geschieht das durch Bedampfen einer Glasplatte der Dicke 100 μ bis 800 μm (typisch 200 μm) mit einer Grundmetallisierung aus Ti, Cu.To produce the sensor plate 12, an electrically insulating carrier plate is provided with a metal layer. This is preferably done by evaporating a glass plate with a thickness of 100 μm to 800 μm (typically 200 μm) with a base metallization made of Ti, Cu.
Hierauf wird beidseitig eine Fotolackschicht aufgebracht. Anschließend wird einseitig fototechnisch das Muster der spater auf der Sensorplatte 12 gewünschten Elektrodenkamm¬ struktur (Kontaktkamm 14 mit den Leiterbahnen 18,19) erzeugt und dieses galvanisch auf 10...20 μm Ni verstärkt. In einem nachfolgenden fototechnischen Schritt wird der Bereich des Spritzfensters 22 beidseitig freibelichtet und nach dem Abätzen der Grundmetallisierung in diesem Bereich das Glas weggeätzt, so daß die Leiterbahnen 18,19 das nun glasfreie Spritzfenster 22 überspannen. Zusätzlich werden bei diesem Glasätzprozeß die Kontaktierungsfl chen Ml, M2, K1...K32 freigeätzt.A photoresist layer is applied to both sides of this. Subsequently, the pattern of the electrode comb structure (contact comb 14 with the conductor tracks 18, 19) which is later desired on the sensor plate 12 is produced on one side by phototechnology and this galvanically amplified to 10 ... 20 μm Ni. In a subsequent photo-technical step, the area of the spray window 22 is exposed on both sides, and after the base metallization has been etched off, the glass is etched away in this area, so that the conductor tracks 18, 19 span the now glass-free spray window 22. In addition, the contact surfaces Ml, M2, K1 ... K32 are etched free in this glass etching process.
Die Sensorplatte 12 kann nach diesen Maßnahmen in einem großen Nutzen hergestellt und in einfacher Weise mit dem Saugblock 17 verbunden und kontaktiert werden.According to these measures, the sensor plate 12 can be produced with great utility and can be connected and contacted with the suction block 17 in a simple manner.
Die Fig. 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Leiter- bahnanordnung im Bereich des Spritzfensters 22. Eine3 shows an enlarged section of the conductor track arrangement in the area of the spray window 22
Schnittdarstellung entlang der eingezeichneten Schnittlinie III durch das Spritzfenster 22 ist in Fig. 4. gezeigt. Dem¬ gemäß besteht der in Fig. 1 nur schematisch dargestellte Saugblock 17 aus zwei Teilschichten 15 und 16 saugfähigen Materials mit den Dicken Fl und F2. Auf die oberste Teil¬ schicht 15 ist eine isolierende Schicht in Form einer ober¬ seitig goldbeschichteten Isolierfolie 21 auflaminiert, die anschließend entsprechend einem Teilungsverhältnis T des Elektrodenkamms strukturiert und dabei mit den Leiterbahnen 18 und 19 versehen wird. Dadurch entsteht die in Fig. 3 und 4 gezeigte Struktur. Der Kontaktkamm 14 und die Leiterbahnen 18 und 19 weisen eine Höhe L aufj die Leiterbahnen 18 und 19 haben jeweils eine Breite A und verlaufen im Abstand B zu¬ einander. Damit ist das Teilungsverhältnis T=A+B festgelegt. Soll der Tintentröpfchensensor 11 bereits einen einzigen Tintentropfen des Durchmessers D detektieren, so muß T D sein, um eine elektrische Widerstandsbrücke zwischen benach¬ barten Leiterbahnen 18 und 19 und damit zwischen dem Kontakt¬ kamm 14 und der entsprechenden Kontaktfläche K. zu bilden. Am Beispiel nach Fig. 4 erkennt man, daß ein Tintentropfen 9 beim Auftreffen auf die Oberfläche des Tinteπtröpfchensen- sors 11 diese Bedingung erfüllt, also zwischen zwei benach¬ barten Leiterbahnen 18,19 eine deutliche Widerstandsredu- zierung herbeiführt, die über das Folienkabel 13 der Aus¬ werteschaltung 20 zugeführt und ausgewertet werden kann. Nach dem Auftreffen des Tintentröpfchens 9 wird die Flüssigkeitsmenge zunächst von der oberen porösen Teil¬ schicht 15 aufgenommen, nach unten transportiert und dringt schließlich in die zweite Teilschicht 16 ein. Die elektrisch nichtleitenden porösen Teilschichten 15 und 16 wirken als eine Art Saugpumpe mit kapillarischem Effekt. Der Wirkungs¬ grad dieser Saugpumpe kann durch die Wahl der Porosität (bzw. Porenweite) und/oder der Anzahl bzw. der Dicke Fl, F2 der Teilschichten auf bestimmte Einsatzfälle eingestellt werden.4 shows a sectional illustration along the section line III drawn through the spray window 22 . shown. Accordingly, the suction block 17 shown only schematically in FIG. 1 consists of two partial layers 15 and 16 of absorbent material with the thicknesses F1 and F2. An insulating layer in the form of an gold-coated insulating film 21 is laminated onto the uppermost partial layer 15, which is then structured according to a division ratio T of the electrode comb and is provided with the conductor tracks 18 and 19. This creates the structure shown in Figs. 3 and 4. The contact comb 14 and the conductor tracks 18 and 19 have a height L, the conductor tracks 18 and 19 each have a width A and run at a distance B from one another. The division ratio T = A + B is thus established. If the ink droplet sensor 11 is to detect a single ink drop of diameter D, then TD must be in order to form an electrical resistance bridge between adjacent conductor tracks 18 and 19 and thus between the contact comb 14 and the corresponding contact surface K. The example according to FIG. 4 shows that an ink drop 9 meets this condition when it hits the surface of the ink droplet sensor 11, that is to say between two adjacent conductor tracks 18, 19 brings about a significant reduction in resistance, which is achieved via the film cable 13 Evaluation circuit 20 can be supplied and evaluated. After the ink droplet 9 strikes, the amount of liquid is first absorbed by the upper porous sub-layer 15, transported downward and finally penetrates into the second sub-layer 16. The electrically non-conductive porous sub-layers 15 and 16 act as a type of suction pump with a capillary effect. The efficiency of this suction pump can be adjusted to specific applications by choosing the porosity (or pore size) and / or the number or the thickness F1, F2 of the partial layers.
Die Porosität Pl und P2 der beiden Schichten 15 und 16 ist unterschiedlich. Es ist vorteilhaft, wenn die Porosität der einzelnen Schichten mit zunehmendem Abstand vom Elektroden¬ kamm zunimmt ( P2 ~7 Pl). Zunehmende Porosität bedeutet ab¬ nehmende Porenweite und damit zunehmende Kapillarität. Da¬ durch wird gewährleistet, daß ein Flüssigkeitstransport bevorzugt von der oberen Teilschicht 15 zur unteren Teil- schicht 16 stattfindet. Das hat den Vorteil, daß der Raum in der Nähe des Elektrodenkamms relativ rasch von Tinte ent¬ leert wird und daß damit eine in kurzen Zeitabständen ein¬ treffende Folge von Einzeltröpfchen sicher detektiert werden kann. Als Materialien für die einzelnen Teilschichten 15 und 16 mit unterschiedlichen Porositäten eignet sich vorzugswei¬ se Duran-Filterglas für die obere Teilschicht 15 und sog. Millipore-Filterpapier für die untere Teilschicht 16. Die Porenweiten der oberen porösen Teilschicht 15 können dabei zwischen 0,01 und 0,02, die Porenweiten der unteren porösen Teilschicht 16 zwischen 0,005 und 0,01 mm liegen. Die beschriebenen Kammstrukturen können vorteilhaft nach der an sich bekannten Dünnfilm- bzw. Dickschichttechnik hergestellt werden.The porosity P1 and P2 of the two layers 15 and 16 is different. It is advantageous if the porosity of the individual layers increases with increasing distance from the electrode comb (P2 ~ 7 Pl). Increasing porosity means decreasing pore size and thus increasing capillarity. This ensures that liquid transport preferably takes place from the upper sub-layer 15 to the lower sub-layer 16. This has the advantage that the space in the vicinity of the electrode comb is emptied of ink relatively quickly and that a sequence of individual droplets arriving at short time intervals can thus be reliably detected. Suitable materials for the individual partial layers 15 and 16 with different porosities are preferably Duran filter glass for the upper partial layer 15 and so-called Millipore filter paper for the lower partial layer 16. The pore sizes of the upper porous partial layer 15 can be between 0.01 and 0.02, the pore sizes of the lower porous sublayer 16 are between 0.005 and 0.01 mm. The Comb structures described can advantageously be produced by the thin-film or thick-film technology known per se.
Beim Auftreffen eines Tintentröpfchens mit vorgegebener elektrischer Leitfähigkeit auf einer derartigen Kammstruktur verändert sich am Ort der aufgespritzten Tintenmenge sprung¬ haft der elektrische Widerstand zwischen den Leiterbahnen der beiden Kammteile. Durch das Entfernen des Tinten- tröpfchens durch kapillarisches Absaugen der Flüssigkeit in das Innere der beiden Schichten nimmt der zwischen den galvanisch nicht miteinander verbundenen Kammteilen, näm¬ lich den Leiterbahnen 18 und den Leiterbahnen 19 mit dem gemeinsamen Kontaktkamm 14, meßbare Widerstand zeitlich wieder zu, so daß nach einer von der Porosität Pl, P2 der Teilschichten 15 und 16 und von den Eigenschaften der Tinte abhängigen Absaugzeit ein erneuter, z.B. aus einer anderen Düse des Druckkopfes ausgestoßener Tintentropfen in der gleichen Weise detektiert werden kann.When an ink droplet with a predetermined electrical conductivity strikes such a comb structure, the electrical resistance between the conductor tracks of the two comb parts changes abruptly at the location of the sprayed-on ink quantity. As a result of the removal of the ink droplet by capillary suction of the liquid into the interior of the two layers, the measurable resistance between the comb parts that are not galvanically connected to one another, namely the conductor tracks 18 and the conductor tracks 19 with the common contact comb 14, increases again in time. so that after a suction time dependent on the porosity P1, P2 of the sub-layers 15 and 16 and on the properties of the ink, a new, eg ink drops ejected from another nozzle of the printhead can be detected in the same manner.
Mit der im vorhergehenden beschriebenen Anordnung, bei der. zwischen dem Teilungsverhältnis T und dem Durchmesser D eines Tintentröpfchens die Beziehung T _-• D besteht, ist bereits das Auftreffen eines einzelnen Tröpfchens sicher meßbar. Es liegt im Rahmen der Erfindung, ein Teilungs¬ verhältnis T vorzusehen, das größer ist als der Durchmesser D eines Einzeltröpfchens (T >D). Damit ist es möglich, das Eintreffen mehrerer kurz nacheinander, aus einer Düse des Druckkopfs ausgestoßener Einzeltröpfchen sicher zu er- kennen. Treffen nämlich die einzelnen Tintentröpfchen innerhalb einer Zeitdauer auf dem Elektrodenkamm auf, noch bevor die mit einem vorher eingetroffenen Tintentröpfchen aufgebrachte Flüssigkeit abgesaugt wurde, so vergrößert sich mit jedem neu auftreffenden Tintentrδpfchen die Flüssigkeits- menge zwischen zwei benachbarten Leiterbahnen, bis die Flüssigkeitsmenge eine elektrische Verbindung zwischen diesen beiden Leiterbahnen herstellt. Auf diese Weise ist es möglich, daß beispielsweise erst mit dem dritten eintreffen¬ den Tröpfchen eine deutliche sprunghafte Widerstandsänderung hervorgerufen wird. Es liegt im Rahmen der Erfindung, für diesen Fall auch die Porosität der einzelnen Schichten, die ein kapillarisches Absaugen der Tintenflüssigkeit bewirken, entsprechend einzustellen. Praktisch bedeutet das also, daß bei einem Teilungsverhältnis T ~> D und einem aus mehreren Teilschichten bestehenden Saugblock die Porosität der einzelnen Teilschichten von oben nach unten größer gewählt wird wie in Zusammenhang mit Fig. 4 beschrieben wurde.With the arrangement described above, in which. the relationship T _- • D exists between the division ratio T and the diameter D of an ink droplet, the impact of a single droplet can already be measured reliably. It is within the scope of the invention to provide a division ratio T which is greater than the diameter D of an individual droplet (T> D). This makes it possible to reliably detect the arrival of a plurality of individual droplets ejected from one another of the print head in quick succession. If the individual ink droplets hit the electrode comb within a period of time, even before the liquid applied with a previously arrived ink droplet has been sucked off, the amount of liquid between two adjacent conductor tracks increases with each newly arriving ink droplet until the Quantity of liquid creates an electrical connection between these two conductor tracks. In this way it is possible that, for example, a significant abrupt change in resistance is only caused with the third droplet arriving. It is within the scope of the invention to adjust the porosity of the individual layers, which cause capillary suction of the ink liquid, accordingly. Practically, this means that with a division ratio T ~> D and a suction block consisting of several partial layers, the porosity of the individual partial layers is chosen to be larger from top to bottom, as was described in connection with FIG. 4.
Zur Auswertung des Auftreffens von Tintentröpfchen, die mit einer plötzlichen Widerstandsreduzierung im Verlauf der Leiterbahnen des Elektrodenkamms verbunden ist, wird eine Schaltungsanordnung vorgesehen, die mit jedem Auftreffen eines Tintentröpfchens das Sensorsignal SM abgibt. Ein Au'sführungsbeispiel dafür zeigt Figur 5. Die dort gezeigte Schaltung besteht im wesentlichen aus einem Spannungsteiler, der aus einem Festwiderstand 30 und dem veränderlichen Meßwiderstand 31 besteht. Dieser repräsentiert den jeweils - aktuellen Widerstandswert zwischen den Leiterbahnen 18 und 19 des Elektrodenkamms, d.h. die gezeigte Schaltung ist an dieser Stelle mit den Kontaktflächen Ml, M2 und einer Kon¬ taktfläche K. des Elektroden-kamms verbunden. Der Abgriff zwischen den Widerständen 30,31 des Spannungsteilers ist mit den Eingängen eines Komparators 32 verbunden. Diese Verbin¬ dung geschieht derart, daß der sich am Abgriffpunkt der Spannungsteilerschaltung 30,31 einstellende Spannungswert Um als jeweiliger Momentanwert über einen Widerstand 39 un¬ mittelbar dem einen Eingang und über ein Integrierglied 35,36 als Mittelwert U m dem anderen Eingang des Komparators 32 zugeführt wird. Ein weiterer Widerstand 34 dient zur Erzeugung einer Vorspannung an dem einen der beiden Komparatoreingänge, welche den zur Funktion des Komparators 32 notwendigen Störspannungsabstand herstellt. Eine dem Komparator 32 nachgeschaltete bistabile Schaltung 37 bildet aus dem Ausgangssignal des Komparators 32 das Seπsorsignal SM für eine nachfolgende, im Blockdiagramm der Fig. 10 dargestellte Druckersteuerung.In order to evaluate the impact of ink droplets, which is associated with a sudden reduction in resistance in the course of the conductor tracks of the electrode comb, a circuit arrangement is provided which emits the sensor signal SM with each impact of an ink droplet. An Au 'sführungsbeispiel therefor is shown in FIG 5. The circuit shown therein consists essentially of a voltage divider consisting of a fixed resistor 30 and the variable measuring resistor 31st This represents the current resistance value between the conductor tracks 18 and 19 of the electrode comb, ie the circuit shown is connected at this point to the contact areas M1, M2 and a contact area K. of the electrode comb. The tap between the resistors 30, 31 of the voltage divider is connected to the inputs of a comparator 32. This connection takes place in such a way that the voltage value Um which arises at the tap point of the voltage divider circuit 30, 31 as a respective instantaneous value via a resistor 39 directly to one input and via an integrator 35, 36 as a mean value U m to the other input of the comparator 32 is fed. Another resistor 34 is used to generate a bias voltage on one of the two Comparator inputs, which produces the signal-to-noise ratio necessary for the function of the comparator 32. A bistable circuit 37 connected downstream of the comparator 32 forms the sensor signal SM from the output signal of the comparator 32 for a subsequent printer control shown in the block diagram in FIG. 10.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Schaltung näher erläutert.The mode of operation of the circuit is explained in more detail below.
Trifft aufgrund eines durch die Druckersteuerung im Druck¬ kopf angeregten Ausstoßes ein Tintentröpfchen auf dem Elektrodenkamm auf, so ist damit eine plötzliche Wider¬ standsreduzierung verbunden. Der Meßwiderstand 31 wird somit kleiner, was dazu führt, daß kurzzeitig der Momentan- wert Um kleiner wird als der zeitliche Mittelwert Umm. Im Beispiel nach Fig. 5 tritt am Ausgang des Komparators 32 eine kurzzeitige Pegeländerung von logisch "1" auf logisch . "0" auf. Dieser Übergang wird in der bistabilen Schaltung 37 zwischengespeichert und von der Druckersteuerung weiterver¬ arbeitet. Nach einer Tröpfchenerkennuπg wird die bistabile Schaltung 37 über ihren Reset-Eingang mit dem Resetsignal R zurückgesetzt und der Tintentröpfchensensor 11 somit für das Auftreffen und die Bewertung eines nächsten Tintentröpfchens aus einer anderen Düse des Druckkopfes aktiviert.If an ink droplet hits the electrode comb due to an ejection stimulated by the printer control in the print head, this is associated with a sudden reduction in resistance. The measuring resistor 31 thus becomes smaller, which means that the instantaneous value Um briefly becomes smaller than the temporal average value Umm. In the example according to FIG. 5, a brief change in level from logic "1" to logic occurs at the output of comparator 32. "0" on. This transition is temporarily stored in the bistable circuit 37 and further processed by the printer controller. After a droplet detection, the bistable circuit 37 is reset via its reset input with the reset signal R and the ink droplet sensor 11 is thus activated for the impingement and evaluation of a next ink droplet from another nozzle of the print head.
Durch Überwachung der Zeitdauer zwischen der Anregung für einen Tröpfchenausstoß durch die Druckersteuerung und dem Auftreten des Sensorsignals SM ist es möglich, die Funktionsfähigkeit der einzelnen Düsen zu überprüfen. Findet nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer, die abhängig von vorgegebenen Parametern, wie Druckeraufbau, Flugzeit der Tröpfchen, Tintenzusammensetzung usw.' einstellbar ist, keine sprunghafte Widerstandsänderung statt, so erkennt die Druckersteuerung, daß die angeregte Düse nicht arbeitet. Die beschriebene Schaltungsanordnung arbeitet mit Gleich¬ strom, d.h. die Spannungsteilerschaltung ist zwischen einer positiven Spannungsquelle +U und Masse geschaltet. Das kann bei Verwendung bestimmter Tintenflüssigkeiten zu einer Zer- Setzung der Tinte flüssigkeit vor allem dann führen, wenn zur Bewertung von Tintentrδpfchen mehrere, kurz nacheinander eintreffende Tintentrδpfchen notwendig sind. Um eine meßbare Widerstandsreduzierung herbeizuführen, ist die Tintenflüssig¬ keit in diesem Fall für eine Zeitdauer von t _ 100 ms einem Stromdurchfluß ausgesetzt, was elektrolytische Änderungen verursachen kann. So kann z.B. der Farbstoff aus dem Lösungsmittel ausfällen, was zu einer Verfestigung führt, wodurch ein kapillarisches Absaugen nicht mehr möglich ist.By monitoring the time period between the excitation for droplet ejection by the printer controller and the occurrence of the sensor signal SM, it is possible to check the functionality of the individual nozzles. Place after a certain period of time depending on predetermined parameters, such as printers structure flight time of the droplets, ink composition, etc. 'adjustable, no sudden change in resistance takes place, recognizes the printer controller that the excited nozzle is not operating. The circuit arrangement described works with direct current, ie the voltage divider circuit is connected between a positive voltage source + U and ground. When certain ink liquids are used, this can lead to decomposition of the ink liquid especially when several droplets arriving in quick succession are necessary for the evaluation of ink droplets. In order to bring about a measurable reduction in resistance, the ink liquid is in this case exposed to a current flow for a period of t _ 100 ms, which can cause electrolytic changes. For example, the dye can precipitate out of the solvent, which leads to solidification, which means that capillary suction is no longer possible.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird dieses Problem dadurch gelöst, daß der Tintentröpfcheπsensor mit Wechselspaπnung betrieben wird. Ein Ausführungsbeispiel dafür zeigt Figur 6.According to a further embodiment of the invention, this problem is solved in that the ink droplet sensor is operated with alternating voltage. An exemplary embodiment of this is shown in FIG. 6.
Auch die dort gezeigte Auswerteschaltung 20 weist dieThe evaluation circuit 20 shown there also has the
Spannungsteilerschaltung, bestehend aus dem Festwiderstand 30 und einem den aktuellen Widerstandswert zwischen den Leiterbahnen 18,19 repräsentierenden Widerstand 31 auf. Die Spannungsteilerschaltung 30,31 ist hier jedoch an einen Wechselspannungsgenerator 38 angeschlossen. Außerdem ist zwischen dem Teilerpunkt der Spannungsteilerschaltung 30,31 und dem Komparator 32 ein Demodulator 33 geschaltet, der in der in Fig. 7 gewählten Schaltungsausführung als sog. Spitzenwertgleichrichter arbeitet. An seinem Ausgang steht somit ein Spannungswert zur Verfügung, der dem momentanen Spitzenwert der Spannung am Teilerpunkt entspricht.Voltage divider circuit consisting of the fixed resistor 30 and a resistor 31 representing the current resistance value between the conductor tracks 18, 19. However, the voltage divider circuit 30, 31 is here connected to an AC voltage generator 38. In addition, a demodulator 33 is connected between the dividing point of the voltage divider circuit 30, 31 and the comparator 32 and operates in the circuit configuration selected in FIG. 7 as a so-called peak value rectifier. A voltage value is thus available at its output which corresponds to the current peak value of the voltage at the dividing point.
Dieser wird dem einen Eingang des Komparators 32 über den Widerstand 39 direkt und dem anderen Eingang über das Integrierglied 35,36 als zeitlicher Mittelwert zugeführt. Der Vergleich im Komparator 32, die Umsteuerung der bi¬ stabilen Schaltung 37 sowie die Abgabe des Sensorsigπals SM in der in Fig. 10 im Rahmen eines Blockschaltbildes dar¬ gestellten Druckersteueruπg geschieht dann, wie anhand von Fig. 5 beschrieben.This is fed directly to one input of the comparator 32 via the resistor 39 and to the other input via the integrator 35, 36 as an average over time. The comparison in the comparator 32, the reversal of the bi-stable circuit 37 and the output of the sensor signal SM in the printer control shown in FIG. 10 as part of a block diagram then takes place as described with reference to FIG. 5.
Einen detaillierten Schaltungsaufbau als Beispiel einer Aus¬ führung für die Auswerteschaltung nach Fig. 6 zeigt Fig. 7.FIG. 7 shows a detailed circuit structure as an example of an embodiment for the evaluation circuit according to FIG. 6.
Wie beschrieben, wird die auf die Leiterbahnen 18,19 gespritzte Tiπtenflüssigkeit kapillarisch in den Saugblock 17 gezogen. Die Saugfähigkeit des Saugblocks 17 hängt von seinem Saugvolumen und seinem Material, von der Tinten¬ flüssigkeit und von der Häufigkeit des Spritztests ab. Um das Saugvolumen zu erhöhen und die Zeitdauer für das Absaugen zu verkürzen, kann einem in den Saugblock 17 aufnehmenden Gehäuse eine Öffnung für eine zusätzliche Tintenentsorgung vorgesehen werden, welche mit einem Saugmaterial höherer Porosität als die des Saugblocks 17 gefüllt wird.As described, the ink liquid sprayed onto the conductor tracks 18, 19 is drawn capillary into the suction block 17. The absorbency of the suction block 17 depends on its suction volume and its material, on the ink liquid and on the frequency of the spray test. In order to increase the suction volume and shorten the time for suction, an opening for an additional ink disposal can be provided in a housing accommodating the suction block 17, which opening is filled with a suction material of higher porosity than that of the suction block 17.
Die meßbare Widerstandsänderung zwischen zwei oder mehreren Leiterbahnen 18,19 wird mit Hilfe der Auswerteschaltuπg 20 zu einer logischen Aussage verarbeitet und zwar mit dem Er- gebnis, ob und wohin eine ausgewählte Düse D. eines Mehr¬ fachdüsen-Tintendruckkopfes 1 gespritzt hat. Legt man für die weiteren Betrachtungen das in der Figur 8 eingezeichnete kartesische Koordinatensystem mit den Achsen X, Y, Z zugrun¬ de, so ist festzustellen, daß zunächst der Auftreffort für ein Tintentröpfchen 9 im Spritzfenster 22 nur in einer Rich¬ tung, nämlich der Y-Richtung detektiert werden kann. Die Leiterbahnen 18,19 verlaufen in diesem Beispiel in Zeilen¬ richtung, es werden also zwei oder mehrere Leiterbahnen 18,19 überbrückt, wobei die nachfolgende Auswerteschaltung 20 nicht erkennen kann, in welchem Abschnitt auf der X-Achse (innerhalb des Spritzfensters 22) die Überbrückung der Leiterbahnen 18,19 erfolgte. Gemäß der Anordnung nach Figur 8 und erneutem Abspritzen derselben Düse D. läßt sich jedoch die Tintenstrahlposition auch in X-Richtung bestimmen, womit durch anschließende Auswertung beider Sensorsignale SM die vollständige Positionsbestimmung des Tintentröpfchens 9 mit Hilfe des Tintentröpfchensensors 11 realisiert ist.The measurable change in resistance between two or more conductor tracks 18, 19 is processed with the aid of the evaluation circuit 20 to make a logical statement, namely with the result as to whether and where a selected nozzle D. of a multiple nozzle ink print head 1 has sprayed. If, for the further considerations, the Cartesian coordinate system with the axes X, Y, Z shown in FIG. 8 is used as a basis, it must be ascertained that initially the point of impact for an ink droplet 9 in the spray window 22 is only in one direction, namely the Y direction can be detected. In this example, the conductor tracks 18, 19 run in the row direction, that is to say two or more conductor tracks 18, 19 are bridged, the subsequent evaluation circuit 20 not being able to recognize in which section on the X axis (within the spray window 22) the Bridging of the conductor tracks 18, 19 took place. According to the arrangement according to FIG. 8 and the same nozzle D is again sprayed off, the ink jet position can also be determined in the X direction, whereby the subsequent position evaluation of both sensor signals SM realizes the complete position determination of the ink droplet 9 with the aid of the ink droplet sensor 11.
Dies ist zum einen dadurch möglich, daß man, wie in Fig. 8 gezeigt, in einem Abstand 10 von der Düsenplatte 2 des Tintendruckkopfes 1 einen Sensorblock 23 vorsieht, der zwei zueinander um 90" gedrehte Tintentröpfchensenoren 11, 11' enthält. Durch den Tintentropfchensensor 11 mit seinen in Zeilenrichtung verlaufenden Leiterbahnen 18,19 (vgl. Figur 2) wird die Position des Tintentröpfchens in Y-Richtung, mit dem Tintentropfchensensor 11' mit seinen in Spaltenrichtung verlaufenden Leiterbahnen 18,19 die Position in X-Richtung bestimmt. Nach Abspritzen eines Tintentröpf¬ chens 9 aus einer ausgewählten Düse D. auf das Spritzfenster 22 des.Tintentröpfchensensors 11 wird der Sensorblock translatorisch in X-Richtung verschoben (Pfeilrichtung PFl), bis das Spritzfenster 22 des Tintentröpfchensensors 11' gegenüber der Düsenplatte 2 positioniert ist. Anschließend wird aus derselben Düse D. noch einmal ein Tintentröpfchen 9 - ausgestoßen. Zum anderen ist die vollständige Positionsbe- Stimmung auch mit einem einzigen Tintentropfchensensor 11 möglich, wenn der den Tintentropfchensensor 11 tragende Sensorblock 23 nach Ausstoß eines Tintentröpfchens 9 der ausgewählten Düse D. um 90" gedreht wird (Pfeilrichtung PF2) und dann dieselbe Düse D- wiederum zum Ausstoß eines Tinteπ- tröpfchens 9 angeregt wird, wodurch die X- und Y-Position des Tintentröpfchens 9 der Düse D. bestimmt sind.This is possible, on the one hand, by providing, as shown in FIG. 8, a sensor block 23 at a distance 10 from the nozzle plate 2 of the ink print head 1 which contains two ink droplet sensors 11, 11 'rotated relative to one another by the ink droplet sensor 11 with its conductor tracks 18, 19 running in the row direction (cf. FIG. 2), the position of the ink droplet in the Y direction is determined with the ink droplet sensor 11 'with its conductor tracks 18, 19 running in the column direction, the position in the X direction of an ink droplet 9 from a selected nozzle D. onto the spray window 22 of the ink droplet sensor 11, the sensor block is translationally displaced in the X direction (arrow direction PF1) until the spray window 22 of the ink droplet sensor 11 'is positioned relative to the nozzle plate 2. Then an ink droplet 9 is ejected again from the same nozzle D. On the other hand, the complete position nsbe-tuning is also possible with a single ink droplet sensor 11 if the sensor block 23 carrying the ink droplet sensor 11 is rotated by 90 "after the ejection of an ink droplet 9 of the selected nozzle D. (arrow direction PF2) and then the same nozzle D- again to eject an ink. droplet 9 is excited, whereby the X and Y position of the ink droplet 9 of the nozzle D. are determined.
Bei Verwendung beider Tintentrδpfchensensoren 11,11' können diese dabei über Folienkabel 13 mit ein und derselben Auswerteschaltung 20 verbunden sein, wobei ein von der Druckersteuerung betätigter Umschalter vorgesehen sein muß, den den jeweiligen Tintentropfchensensor (11,11') auswählt. Selbstverständlich ist es auch möglich, für beide Tinten- tröpfchensensoren 11,11' zwei getrennte Auswerteschaltungeπ 20 vorzusehen.If both ink droplet sensors 11, 11 'are used, they can be connected to one and the same evaluation circuit 20 via film cables 13, one of which Printer control operated switch must be provided, which selects the respective ink drop sensor (11, 11 '). Of course, it is also possible to provide two separate evaluation circuits 20 for both ink droplet sensors 11, 11 '.
Die Genauigkeit der Druckpositionsbestimmungen bzw. das Maß des Schrägspritzens von Düsen des Tintendruckkopfes 1 läßt sich mit der in Figur 9 dargestellten Anordnung festlegen. Dabei wird von der Erkenntnis ausgegangen, daß der Flug der Tintenstrahlen bzw. der Tintentröpfchen bis zu einer Entfernung von ca. 30 mm (gemessen von der Austritts¬ öffnung der Düse) streng geradlinig verläuft. Deswegen kann - ohne Geπauigkeitseinbußen bei der Positionsbestimmung iπ- folge einer gekrümmten Flugbahn in Kauf nehmen zu müssen - der Tintentropfchensensor 11 in einem relativ großen Abstand von der Düsenplatte 2 angeordnet sein. Zur Verdeutlichung dieser Zusammenhänge sind zwei in Z-Richtung um die Strecke ZM-ZP beabstandete kartesische Koordinantensysteme mit ihren Achsen X,Y,Z eingezeichnet, wobei sich die verwende¬ ten Indices M,P.auf eine Meßebene ME und eine virtuelle Papierebeπe PE beziehen. Diese virtuelle Papierebene PE liegt in einem Abstand Zp von der Düsenplatte 2 des Tinten¬ druckkopfes 1 entfernt. In der virtuellen Papierebene PE liegt der beim eigentlichen Druckvorgang zu beschreibende Aufzeichnungsträger. Während des Prüfvorganges werden die Tintentrδpfchen nicht auf den Aufzeichnungsträger, sondern auf die Oberfläche des Spritzfensters 22 des Tintentröpfchen¬ sensors 11 gespritzt. Die Meßebene ME repräsentiert in dieser Darstellung also das Spritzfenster 22. Der Tinten¬ druckkopf 1 ist bezüglich der beiden Koordinatensysteme so positioniert, daß die Austrittsrichtuπg der Tintentröpfchen aus den Düsen parallel zur Z-Achse verläuft. Aufgrund der nie ganz zu vermeidenden Toleranzen bei der Herstellung des Tintendruckkopfes 1 durchstößt ein aus der Düse D. ausge¬ stoßenes Tintentröpfchen die virtuelle Papierebene PE nicht, wie gefordert, bei den Koordinaten ^s ,,, v ς0ι■■ > sondern bei den Abschnitten X, , , v τst und treffen infolge- dessen auf der Meßebene ME bei den Koordinaten X. , ,,The accuracy of the print position determinations or the degree of oblique spraying of nozzles of the ink print head 1 can be determined with the arrangement shown in FIG. This is based on the knowledge that the flight of the ink jets or the ink droplets is strictly straight up to a distance of approximately 30 mm (measured from the outlet opening of the nozzle). For this reason, the ink droplet sensor 11 can be arranged at a relatively large distance from the nozzle plate 2, without having to accept the loss of accuracy when determining the position owing to a curved trajectory. In order to clarify these relationships, two Cartesian coordinate systems with their axes X, Y, Z, which are spaced in the Z direction by the distance ZM-ZP, are drawn in, the indices M, P. used relating to a measuring plane ME and a virtual paper plane PE . This virtual paper plane PE is at a distance Z p from the nozzle plate 2 of the ink print head 1. The record carrier to be written during the actual printing process lies in the virtual paper plane PE. During the test process, the ink droplets are not sprayed onto the recording medium, but rather onto the surface of the spray window 22 of the ink droplet sensor 11. The measurement plane ME thus represents the spray window 22 in this representation. The inkjet print head 1 is positioned with respect to the two coordinate systems so that the direction of exit of the ink droplets from the nozzles runs parallel to the Z axis. Due to the tolerances that can never be completely avoided in the manufacture of the Ink printhead 1 an ink droplet ejected from the nozzle D. does not penetrate the virtual paper plane PE, as required, at the coordinates ^ s ,,, v ς0ι ■■ > but at the sections X ,,, v τst and consequently hit on the measuring plane ME at the coordinates X., ,,
Y Ist' au - - Durch die oben bereits erwähnte strenge gerad¬ linige Ausbreitung der Tintentröpfchen als Voraussetzung für diese Betrachtung ergibt sich bei Anwendung des aus der Mathematik bekannten Strahlensatzes durch Erhöhung des Ab- Standes ZM zwischen der Düsenplatte 2 des Tintendruckkopfes 1 und der Meßebene ME bei vorgegebener Kamm-Leiterbahn-Teilung der Sensorplatte 12 (gemäß Figur 3 und Fig.4) eine mit dem Abstand ZM proportional steigende Genauigkeit der Bestimmung der Position bzw. des Schrägspritzens bezogen auf die vir- tuelle Papierebene PE. Die Abweichung von der Sollposition genügt dabei der Beziehung .< S' wobei mit ^X und A Y die Differenzen zwischen den ent¬ sprechenden Soll-und Istwerten bezeichnet sind. Y I st ' au - - The above-mentioned strict straight-line spreading of the ink droplets as a prerequisite for this consideration results when using the radiation set known from mathematics by increasing the distance ZM between the nozzle plate 2 of the inkjet print head 1 and the Measuring plane ME with a given comb-conductor path division of sensor plate 12 (according to FIG. 3 and FIG. 4) an accuracy of determination of position or oblique spraying which increases proportionally with distance Z M, based on the virtual paper plane PE. The deviation from the target position is sufficient for the relationship. < S ' ^ X and AY denote the differences between the corresponding target and actual values.
Die Figur 10 zeigt ein Blockschaltbild zur Steuerung und Auswertung der Tintentröpfchensignale.FIG. 10 shows a block diagram for the control and evaluation of the ink droplet signals.
Angesteuert werden die einzelnen Austrittsdüsen 3 des in der Figur 1 dargestellten Druckkopfes 1 über eine in üblicher Weise ausgestaltete Druckkopfansteuerung ST, die über eine Schnittstelle SS mit einer mikroprozessorgesteuerten Zentraisteuerung ZS verbunden ist. Von der Zentralsteuerung ZS wird das Resetsignal R der anhand der Figuren 5 bis 7 näher erläuterten Auswerteschaltung 20 zugeführt, die wiederum das Sensorsignal SM über die Schnittstelle SS der Zentralsteuerung ZS abgibt. Während die Kontaktflächen M1,M2 des Kontaktkammes 14 auf der Sensorplatte 12 unmittelbar mit der Auswerteschaltung 20 verbunden sind, sind jeweils in die Leitungsführungen zwischen den Kontaktflächen K. der einzel¬ nen Leiterbahnen 18 und der Auswerteschaltung 20 elektrisch steuerbare Schaltelemente S. eingefügt. Die Ausgänge der Schaltelemente S. sind parallelgeschaltet und mit der Auswerteschaltung 20 verbunden. Durch einen in üblicher Weise aufgebauten Adressendecoder AD, der von der Zentral¬ steuerung ZS angesteuert wird, können die einzelnen Schalt elemente S. nacheinander betätigt werden. Nach Ausstoß eines Tintentröpfchens aus einer ausgewählten Düse D. erfolgt ein von der Zentralsteuerung ZS gesteuertes schnelles sequen¬ tielles Abfragen der über den Adressendecoder AD einzeln adressierbaren Schaltelemente S-. Durch die von der Auswerteschaltung 20 erfaßt Widerstandsänderung infolge der Überbrückung zweier benachbarter Leiterbahnen 18,19 läßt sich auf diese Weise neben der Spritzfähigkeit auch der Ort des Auftreffεns der Tinteπtröpfcheπ auf das Spritz¬ fenster 22 feststellen.The individual outlet nozzles 3 of the print head 1 shown in FIG. 1 are controlled via a print head control ST which is designed in a conventional manner and which is connected via an interface SS to a microprocessor-controlled central control ZS. From the central control ZS, the reset signal R is fed to the evaluation circuit 20 explained in more detail with reference to FIGS. 5 to 7, which in turn outputs the sensor signal SM via the interface SS of the central control ZS. While the contact areas M1, M2 of the contact comb 14 on the sensor plate 12 are connected directly to the evaluation circuit 20, electrically controllable switching elements S. are inserted into the line guides between the contact areas K. of the individual conductor tracks 18 and the evaluation circuit 20. The outputs of the Switching elements S. are connected in parallel and connected to the evaluation circuit 20. The individual switching elements S can be actuated one after the other by means of an address decoder AD, which is constructed in a conventional manner and is controlled by the central control ZS. After an ink droplet has been ejected from a selected nozzle D., the central control ZS controls the sequential polling of the switching elements S-, which can be individually addressed via the address decoder AD. As a result of the change in resistance detected by the evaluation circuit 20 as a result of bridging two adjacent conductor tracks 18, 19, in addition to the sprayability, the location of the ink droplets hitting the spray window 22 can also be determined in this way.
Die geometrischen Abmessungen des Spritzfensters 22 sind der entsprechenden Düsenanordnung am Tintendruckkopf 1 ange¬ paßt. Soll mit dem Tintentropfchensensor 11 nur die Spritz¬ fähigkeit der einzelnen Düsen überprüft werden, so richtet sich die Höhe des Spritzfensters 22 nach dem vertikalen Ab¬ stand der äußeren Düsen des Tintendruckkopfes. Die Breite des Spritzfensters 22 ist der horizontalen Ausdehnung des Düseπaustrittsbereiches des Tintendruckkopfes angepaßt. Bei einer einreihigen Düsenanordnung wird nur ein schmales, bei mehrreihigen ein entsprechend breiteres Spritzfenster 22 benötigt. Es ist auch möglich, die örtlich getrennten Düsen¬ reihen zeitlich nacheinander zum Spritzfenster 22 zu orien¬ tieren. Das ist vorteilhafter, da auch der Spritztest der einzelnen Düsen nur zeitlich nach- und nicht nebeneinander erfolgtr und ein schmales Spritzfenster 22 eine schmaleThe geometric dimensions of the spray window 22 are adapted to the corresponding nozzle arrangement on the ink print head 1. If only the sprayability of the individual nozzles is to be checked with the ink droplet sensor 11, the height of the spray window 22 depends on the vertical distance of the outer nozzles of the ink print head. The width of the spray window 22 is adapted to the horizontal extent of the nozzle exit area of the ink print head. In the case of a single-row nozzle arrangement, only a narrow, in the case of multi-row, a correspondingly wider spray window 22 is required. It is also possible to orient the spatially separated nozzle rows in succession to the spray window 22. This is more advantageous since the spray test of the individual nozzles only takes place successively and not next to one another and a narrow spray window 22 a narrow one
Bauform der Vorrichtung und damit eine geringere Gesamtver¬ breiterung des Druckerchassis ermöglicht. Wird der Tintendruckkopf beispielsweise im Anschluß an den Herstellungsprozeß neben der Spritzfähigkeit auch auf die Druckpositionsgenauigkeit überprüft, so ist für das Spritz¬ fenster 22 des Tintentröpfchensensors 11 ein quadratisches Format zu wählen, dessen Seitenlänge mindestens dem verti¬ kalen Abstand der äußeren Düsen des Tintendruckkopfes 1 angepaßt ist. Dadurch ist sichergestellt, daß auch bei Drehung des Tintentröpfchensensors 11 um 90° bzw. bei Verwendung von zwei gegenüber um 90° gedrehten Tinten- tropfchensensoren 11,11' die Tintentröpfchen immer im Spritzfenster 22 enden.Design of the device and thus a smaller overall widening of the printer chassis enables. If, in addition to the sprayability, the ink print head is also checked for the printing position accuracy, for example after the manufacturing process, a square format should be selected for the spray window 22 of the ink droplet sensor 11, the side length of which is adapted at least to the vertical distance of the outer nozzles of the ink print head 1 is. This ensures that even when the ink droplet sensor 11 is rotated by 90 ° or when two ink droplet sensors 11, 11 'are rotated with respect to one another, the ink droplets always end in the splash window 22.
Für die Anwendung und den Einsatz der gemäß der Erfindung aufgebauten Anordnung des Tintentröpfchensensors 11 ist es vorteilhaft, diese außerhalb des eigentlichen Druckbe¬ reiches einer Tintendruckeinrichtung vorzusehen, beispiels¬ weise am linken oder rechten Zeilenrand. Zur Überwachung des Tröpfchenausstoßes bzw. zur Feststellung des Auftreffens von Tröpfchen und zur Bestimmung der Druckpositionsfehler wird der Tintendruckkopf 1 in diese Position bewegt, in der er dem beschriebenen Tintentropfchensensor 11 in einem konstanten Abstand gegenüberliegt. Es ist möglich und vor- teilhaftdaß der Tintendruckkopf 1 diese Position z.B. im Ruhezustand oder vor jedem Schreib- oder Druckbeginn ein- nimmt und daß einem Betriebsbeginn ein Überwachungsvorgang vorausgeht. Wird dabei ein Ausfall einer oder mehrerer Aύs- trittsdüsen festgestellt, so kann durch eine, bei vielen derzeit bekannten Tintendruckkδpfen vorgesehene manuell oder automatisch durchführbare Druckerhδhung rechtzeitig ein kurzzeitiges Durchspülen mit Reinigungseffekt vorgenommen werden.For the application and use of the arrangement of the ink droplet sensor 11 constructed according to the invention, it is advantageous to provide it outside the actual printing area of an ink printing device, for example on the left or right edge of the line. To monitor the droplet ejection or to determine the impact of droplets and to determine the printing position errors, the ink print head 1 is moved into this position, in which it is opposite the described ink droplet sensor 11 at a constant distance. It is possible and advantageous that the ink printhead 1 has this position e.g. in the idle state or before each start of writing or printing and that a start of operation is preceded by a monitoring process. If a failure of one or more discharge nozzles is found, a manual rinsing with manual or automatic increase in pressure, which is known in many currently known ink pressure heads, can be carried out in a short time with a cleaning effect.
Die Erfindung wurde im Vorhergehenden für einen Einsatz in einer Drückeinrichtung zur Überwachung des Tröpfchen- ausstoßes und zur Bestimmung der Druckpositionsgenauigkeit beschrieben. Es liegt jedoch im Rahmen der Erfindung, die erfindungsgemäße Anordnung auch zur Messung und Einstellung der Fluggeschwindigkeit einzelner Tintentröpfcheπ einzu- setzen. Da der Abstand zwischen den Austrittsdüsen und der Oberflächen des Tintentröpfchensensors bekannt ist, erfor¬ dert das lediglich, daß die Zeitpunkte des Ausstoßes und des Auftreffens erfaßt werden, was z.B. in der Drucker¬ steuerung ohne erheblichen elektronischen Aufwand möglich ist. Diese Möglichkeit bietet vor allem bei der Fertigung von Tintendruckköpfen mit einer größeren Anzahl von Aus¬ trittsdüsen erhebliche Vorteile, da in diesem Fall wegen der nie ganz vermeidbareπ Toleranz der einzelnen elektrischen und keramischen (z.B. Piezoelemente) Bauteile jedes einzelne aus Ansteuerschaltung, Antriebselement, Tintenkanal und Aus¬ trittsdüsen bestehende System abgeglichen werden muß.The invention was previously described for use in a pressure device for monitoring the droplet output and described for determining the print position accuracy. However, it is within the scope of the invention to use the arrangement according to the invention for measuring and adjusting the flight speed of individual ink droplets. Since the distance between the outlet nozzles and the surfaces of the ink droplet sensor is known, this only requires that the times of ejection and impact are recorded, which is possible, for example, in printer control without considerable electronic effort. This possibility offers considerable advantages especially in the production of ink printheads with a larger number of outlet nozzles, because in this case, because of the never completely avoidable tolerance of the individual electrical and ceramic (e.g. piezo elements) components, each one of the control circuit, drive element, ink channel and Existing nozzle system must be adjusted.
Die beschriebene Vorrichtung zum Erkennen von Tinteπtropfen zeichnet sich durch eine kompakte kleine Bauform aus, die in Druckeinrichtungen leicht einsetz- bzw. austauschbar ist und bietet weiterhin die Möglichkeit für eine vollautomati¬ sche Montage.The described device for detecting ink drops is characterized by a compact, small design that is easy to use or replace in printing devices and also offers the possibility of fully automatic assembly.
Die Anordnung ist nicht nur sehr vorteilhaft in Tintenstrahl- druckern, die mit Multidüsen-Druckköpfen arbeiten, ein¬ setzbar, sondern eignet sich auch zur wirtschaftlichen Qualitätssicherung, da sie vorteilhaft bei der Fertigung und Dauererprobung von Multidüsen-Druckköpfen eingesetzt werden kann. BezugszeichenlisteThe arrangement can not only be used very advantageously in inkjet printers which work with multi-nozzle print heads, but is also suitable for economic quality assurance, since it can be used advantageously in the manufacture and long-term testing of multi-nozzle print heads. Reference list
1 = Tintendruckkopf1 = ink printhead
2 = Düsenplatte 3 = Austrittsdüsen2 = nozzle plate 3 = outlet nozzles
4 = Kopfteil4 = headboard
5 = Tintenkanäle5 = ink channels
6 = Antriebselemente6 = drive elements
7 = Tintenversorgungsteil 8 = Tintenzuführung7 = ink supply part 8 = ink supply
9 = Tintentröpfchen9 = ink droplets
10 = Abstand10 = distance
11,11' = Tintentropfchensensor11.11 '= ink drop sensor
12,12' = Sensorplatten 13 = Folienkabel12, 12 '= sensor plates 13 = foil cable
14 = Kontaktkamm14 = contact comb
15,16 = Teilschichten15.16 = partial layers
17 = Saugblock17 = suction block
18,19 = Leiterbahnen 20 = Auswerteschaltung.18, 19 = conductor tracks 20 = evaluation circuit.
21 = Isolierfolie21 = insulating film
22 = Spritzfenster22 = splash window
23 = Sensorblock23 = sensor block
30 = Festwiderstand 31 = Meßwiderstand30 = fixed resistor 31 = measuring resistor
32 = Komparator32 = comparator
33 = De odulator 34,39 = Widerstand 35,36 = Integrierglied 37 = bistabile Schaltung33 = de odulator 34.39 = resistor 35.36 = integrator 37 = bistable circuit
38 = Wechselspannungsgenerator38 = AC voltage generator
A = Breite LeiterbahnA = wide conductor track
B = Abstand LeiterbahnB = distance conductor track
D =- Durchmesser Tintentröpfchen D. DüseD = - diameter of ink droplets D. nozzle
L Höhe, Kontaktkamm und LeiterbahnenL height, contact comb and conductor tracks
P1,P2 Porosität der TeilschichtenP1, P2 porosity of the sub-layers
R Resetsignal F1,F2 DickeR reset signal F1, F2 thickness
SM SensorsignalSM sensor signal
T TeilungsverhältnisT division ratio
Um Spannungswert, momentanTo voltage value, currently
Umm Spannungswert, zeitlich gemittelt +U SpannungUmm voltage value, averaged over time + U voltage
PF1,PF2 PfeilsymbolePF1, PF2 arrow symbols
M1,M2 Kontaktflächen M1, M2 contact areas
ST Druckkopfsteuerung SS SchnittstelleST print head control SS interface
AD AdressendecoderAD address decoder
ZM'ZP Abstand ME Meßebene Z M ' Z P distance ME measuring plane
PE virtuelle Papierebene ZS ZentralSteuerungPE virtual paper level ZS central control
Y, Y, Achsen S, Schaltelemente Y, Y, S axes, switching elements

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Bestimmung der Druckposition von einzelnen Austrittsdüsen (3) eines Tintendruckkopfes (1) in einer Tintendruckeinrichtung mittels eines das Auftreffen von Tintentröpfchen feststellenden Tintentröpfchensensors (11) mit folgenden Merkmalen: a) nach Auftreffen mindestens eines aus der Austrittsdüse (3) abgespritzten Tintentrδpfchens auf eine in einer ersten Lage positionierten Sensorplatte (12) mit in einem bestimmten Teilungsmaß (T) angeordneten Leiterbahnen (18,19) werden von einer Zentralsteuerung (ZS) der Druckeinrichtung die einzelnen über Schaltelemente (Si) adressierbaren Leiterbahnen (18) der Sensorplatte (12) auf Widerstands- änderung zwischen den Leiterbahnen (18,19) abgefragt, b) diese Widerstandsänderung wird von einer Auswerteschal¬ tung (20) bewertet und daraufhin ein erstes Sensorsignal (SM) an die Zentralsteuerung (ZS) abgegeben, welches den Auftreffort des Tintentröpfchens in einer ersten Detek- tionsrichtung (X) repräsentiert, c) die Sensorplatte (12) wird in eine zweite, gegenüber der ersten Lage verdrehten Position gebracht und erneut die Aus¬ trittsdüse (3) zum Ausstoß von Tintentröpfchen angeregt; die Widerstandsänderung der am Auftreffort überbrückten Leiter- bahnen (18,19) wiederum, über die von der Zentralsteuerung (ZS) gesteuerten Schaltelemente (S.) der Auswerteschaltung (20) zugeführt, die entsprechend dem Auftreffort in einer zweiten Detektionsrichtung (Y) ein zweites Sensorsignal (SM) der Zentralsteuerung (ZS) übergibt, d) die Zentralsteuerung (ZS) der Druckeinrichtung verknüpft die beiden so erhaltenen Sensorsignale (SM), so daß eine vollständige Positionsbestimmung des Auftreffortes eines aus der Austrittsdüse (3) ausgestoßenen Tintentröpfchens ge¬ währleistet ist,1. A method for determining the printing position of individual outlet nozzles (3) of an ink print head (1) in an ink printing device by means of an ink droplet sensor (11) which detects the impingement of ink droplets, having the following features: a) after impinging on at least one ink droplet sprayed out of the outlet nozzle (3) the individual conductor tracks (18) of the sensor plate, which can be addressed via switching elements (S i ), are placed on a sensor plate (12) positioned in a first position with conductor tracks (18, 19) arranged in a certain pitch (T) (12) for a change in resistance between the conductor tracks (18, 19), b) this change in resistance is evaluated by an evaluation circuit (20) and then a first sensor signal (SM) is sent to the central control (ZS), which determines the point of impact represents the ink droplet in a first detection direction (X), c) the sensor plate (12) is brought into a second position rotated relative to the first position and again the outlet nozzle (3) is stimulated to eject ink droplets; the change in resistance of the printed conductors (18, 19) bridged at the point of impact, in turn, is fed to the evaluation circuit (20) via the switching elements (S.) controlled by the central controller (ZS), which, depending on the point of impact, in a second detection direction (Y) a second The sensor signal (SM) from the central control (ZS) passes, d) the central control (ZS) of the printing device links the two sensor signals (SM) thus obtained, so that a complete position determination of the point of impact occurs the outlet nozzle (3) of ejected ink droplets is ensured,
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n - z e i c h n e t , daß die beiden zur vollständigen Positionsbestimmung notwendigen, zueinander ver¬ setzten Lagen der Sensorplatte (12) durch entsprechendes Drehen eines Tintentröpfchensensors (11) erreicht wird.2. The method according to claim 1, so that the two positions of the sensor plate (12) necessary for complete position determination, which are necessary for complete position determination, are achieved by correspondingly rotating an ink droplet sensor (11).
3. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die beiden zur vollständigen Positionsbestimmung notwendigen, zueinander versetzten Lagen der Sensorplatte (12) durch zwei getrennte Tintentröpf- chensensoren (11,11')' mit gegeneinander versetzten Sensor- platten (12,12') erreicht wird, die beide auf einem Sensor¬ block (23) angeordnet sind, der entsprechend der aufzu¬ nehmenden Koordinaten (X,Y) des Auftreffortes translatorisch vor der Düsenplatte (2) des Tintendruckkopfes (1) bewegt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the two positions of the sensor plate (12) which are necessary for complete position determination and which are offset from one another by two separate ink droplet sensors (11, 11 ') ' with mutually offset sensor plates (12, 12 '), which are both arranged on a sensor block (23), which is moved in translation in accordance with the coordinates (X, Y) of the impact point to be recorded in front of the nozzle plate (2) of the ink print head (1).
4. Anordnung zur Bestimmung der Druckposition von einzelnen Austrittsdüsen (3) eines Tintendruckkopfes (1) in einer Tintendruckeinrichtung mittels eines das Auftreffen von Tintentröpfchen feststellenden Tintentröpfchensensors (11) mit folgenden 'Merkmalen: a) im Bewegungsbereich des Tintendruckkopfes (1) ist in einem Abstand (10) vor den Austrittsdüsen (3) mindestens eine Sensorplatte (12) angeordnet, b) die den Austrittsdüsen (3) zugewandte Oberfläche der Sensorplatte (12) ist als Elektrodenkamm strukturiert, dessen die Kammstruktur bildende Leiterbahnen (18,19) ein durch die Breite (A) und den Abstand (B) der Leiterbahnen (18,19) bestimmtes Teilungsverhältnis (T) aufweisen, c) sämtliche Leiterbahnen (18) sind über individuelle Kontaktflächen (K1...K32) auf der Sensorplatte (12) von außen kontaktierbar und die Leiterbahnen (19) sind mit einem Kontaktkamm (14) verbunden und gemeinsam über Koπtaktflächen (M1,M2) von außen kontaktierbar, d) die Leiterbahnen (18,19) sind elektrisch mit einer Aus¬ werteschaltung (20) verbunden, die beim Auftreffen mindestens eines Tintentröpfchens auf die Oberfläche des Elektrodenkamms der Sensorplatte (12) einstellende Wider- Standsänderung zwischen mindestens zwei benachbarten Leiter¬ bahnen (18,19) bewertet und ein Sensorsignal (SM) abgibt, e) in die Leitungsführung zwischen den Kontaktflächen (K1...K32) und der Auswerteschaltung (20) sind elektronisch steuerbare Schaltelemente (S.) eingefügt, die von einer Zentralsteuerung (ZS) der Druckeinrichtung über einen Adressendecodierer (AD) sequentiell ansteuerbar sind.4. An arrangement for determining the printing position by individual outlet nozzles (3) of an ink print head (1) in an ink jet print device by means of an impingement of ink droplets declaratory ink droplet sensor (11) with the following 'features: a) in the movement area of the ink print head (1) is at a distance (10) at least one sensor plate (12) is arranged in front of the outlet nozzles (3), b) the surface of the sensor plate (12) facing the outlet nozzles (3) is structured as an electrode comb, the conductor tracks (18, 19) of which form the comb structure through the Width (A) and the distance (B) of the conductor tracks (18, 19) have a specific division ratio (T), c) all conductor tracks (18) can be contacted from the outside via individual contact surfaces (K1 ... K32) on the sensor plate (12) and the conductor tracks (19) are connected to a contact comb (14) and together via contact surfaces (M1, M2) contactable from the outside, d) the conductor tracks (18, 19) are electrically connected to an evaluation circuit (20) which, when at least one ink droplet strikes the surface of the electrode comb of the sensor plate (12), changes the resistance between at least two adjacent conductors ¬ tracks (18,19) and outputs a sensor signal (SM), e) electronically controllable switching elements (S.) are inserted into the line routing between the contact surfaces (K1 ... K32) and the evaluation circuit (20) Central control (ZS) of the printing device can be controlled sequentially via an address decoder (AD).
5. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z ei c h n e t , daß der Tintentropfchensensor (11) auf einem um 90" drehbaren Sensorblock (23) angeordnet ist.5. Arrangement according to claim 4, so that the ink droplet sensor (11) is arranged on a sensor block (23) which can be rotated by 90 ".
6. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß zwei getrennte Tintentrδpfchensen- soren (11,11') mit zwei zueinander um 90" gedrehten Sensor- platten (12,12') auf einem translatorisch vor der Düsen¬ platte des Tintendruckkopfes 1) bewegbaren Sεnsorblock (23) angeordnet sind.6. Arrangement according to claim 4, characterized in that two separate ink droplet sensors (11, 11 ') with two sensor plates (12, 12') rotated by 90 "relative to one another on a translationally in front of the nozzle plate of the ink print head 1 ) movable sensor block (23) are arranged.
7. Anordnung nach Anspruch 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Überwachung des Auf¬ treffens von einzelnen Tintentröpfchen das Teilungsver¬ hältnis (T) der Kammstruktur kleiner oder gleich dem Durch¬ messer (D) eines einzelnen Tintentröpfchens ist (T ^D). 7. Arrangement according to claim 4 to 6, characterized in that for monitoring the impact of individual ink droplets, the division ratio (T) of the comb structure is less than or equal to the diameter (D) of an individual ink droplet (T ^ D).
8. Anordnung nach Anspruch 4 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Überwachung des Auf¬ treffens mehrerer nacheinander aus jeweils einer Austritts¬ düse (3) ausgestoßeπen Einzeltröpfchen das Teilungsver- hältnis (T) der Kammstruktur größer ist als der Durchmesser (D) eines einzelnen Tintentröpfchens (T >D).8. Arrangement according to claim 4 to 6, characterized in that to monitor the impact of several successive from each one of the outlet nozzle (3) ejected individual droplets, the division ratio (T) of the comb structure is greater than the diameter (D) of an individual Ink droplets (T> D).
9. Anordnung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der Saugblock (17) aus saugfähigem, nichtleitendem Material besteht.9. Arrangement according to claim 4, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t that the suction block (17) consists of absorbent, non-conductive material.
10. Anordnung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß der Saugblock (17) aus mindestens zwei Teilschichten (15,16) saugfähigeπ, nichtleitenden Materials unterschiedlicher Porosität und gleicher oder unterschiedlicher Dicke besteht und daß die Porosität der einzelnen Schichten (15,16) mit zunehmendem Abstand vom Elektrodenkamm zunimmt (P2 >P1).10. The arrangement according to claim 8, characterized in that the suction block (17) consists of at least two partial layers (15, 16) of absorbent, non-conductive material of different porosity and same or different thickness, and that the porosity of the individual layers (15, 16) increases with increasing distance from the electrode comb (P2> P1).
11. Anordnung nach Anspruch 5 und 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Sensorblock (23) außerhalb des Druckbereiches, vorzugsweise am linken oder rechten Zeilenrand des Druckbereiches an einem Drucker¬ chassis angeordnet ist.11. Arrangement according to claim 5 and 6, so that the sensor block (23) is arranged outside the print area, preferably on the left or right line edge of the print area on a printer chassis.
12. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Auswerteschaltung (20) eine aus einem Festwiderstand (30) und dem Widerstand (31) zwischen den Anschlüssen (K. ,M1,M2) der Leiterbahnen (18,19) bestehen- de und an eine Gleichspannungsquelle (+U) angeschlossene Spannungsteilerschaltung, einen an den Teilerpunkt der Spannungsteilerschaltung angeschalteten Ko parator (32) und eine über den Ausgang des Komparators steuerbare bistabile Schaltung (37) enthält, wobei der sich am Teiler- punkt der Spaππungsteilerschaltung (30,31) einstellende Spannungswert (Um) einmal direkt an den einen Eingang und einem über ein Integrierglied (35,36) als zeitlicher Mittel¬ wert (Um ) an den anderen Eingang des Komparators (32) angeschaltet ist, über dessen •Ausgang abhängig von einer Widerstandsänderung zwischen den Anschlüssen (K. ,M1,M2) die bistabile Schaltung (37) umgesteuert wird und das Seπsor- signal (SM) abgibt, und daß nach Auswertung des Sensor¬ signals (SM) in der Zentralsteuerung (ZS) die bistabile Schaltung (37) mit einem Resetsignal (R) wieder zurückge- setzt wird.12. The arrangement according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit (20) consists of a fixed resistor (30) and the resistor (31) between the connections (K., M1, M2) of the conductor tracks (18, 19). de and to a DC voltage source (+ U) connected voltage divider circuit, a connected to the dividing point of the voltage divider circuit comparator (32) and a controllable via the output of the comparator bistable circuit (37), the at the dividing point of the voltage divider circuit (30 , 31) adjusting Voltage value (Um) once directly to the one input and a value on an integrating circuit (35,36) as a temporal Mittel¬ (Um) is connected to the other input of the comparator (32), over whose • output depending on a change in resistance between the Connections (K., M1, M2) the bistable circuit (37) is reversed and emits the sensor signal (SM), and that after evaluation of the sensor signal (SM) in the central controller (ZS) the bistable circuit (37) is reset with a reset signal (R).
13. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n ¬ z e i c h n e t , daß die Auswerteschaltung (20) eine aus einem Festwiderstand (30) und dem Widerstand (31) zwischen den Anschlüssen (K.,M1,M2) der Leiterbahnen (18,19) bestehen¬ de und an einen Wechselspannungsgenerator (38) angeschlosse¬ ne Spannungsteilerschaltung, eine an den Teilerpunkt der Spannungsteilerschaltung (30,31) angeschaltete Demodulator- schaltung (33) enthält, daß der Ausgang der De odulator- Schaltung (33) einmal direkt an den einen Eingang und ein¬ mal über ein Integrierglied (35,36) an den anderen Eingang des Komparators (32) angeschaltet ist, über dessen Ausgang abhängig von einer Widerstandsänderung zwischen den An¬ schlüssen (K.,M1,M2) die bistabile Schaltung (37) umge- steuert wird und das Sensorsignal (SM) abgibt, und daß nach Auswertung des Sensorsignals (SM) die bistabile Schaltung (37) mit einem Resetsignal (R) wieder zurückgesetzt wird. 13. The arrangement according to claim 1, characterized in that the evaluation circuit (20) consists of a fixed resistor (30) and the resistor (31) between the connections (K., M1, M2) of the conductor tracks (18, 19) de and connected to an AC voltage generator (38) voltage divider circuit, a demodulator circuit (33) connected to the dividing point of the voltage divider circuit (30, 31) contains that the output of the de odulator circuit (33) once directly to one input and is connected via an integrating element (35, 36) to the other input of the comparator (32), via whose output the bistable circuit (37) depends on a change in resistance between the connections (K., M1, M2) is reversed and emits the sensor signal (SM) and that after evaluation of the sensor signal (SM) the bistable circuit (37) is reset with a reset signal (R).
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