EP0767063B1

EP0767063B1 - Method and system for monitoring the functioning of an inkjet printhead

Info

Publication number: EP0767063B1
Application number: EP96250200A
Authority: EP
Inventors: Michael Dr. Seikel
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Francotyp Postalia GmbH
Priority date: 1995-10-06
Filing date: 1996-09-14
Publication date: 1998-09-30
Anticipated expiration: 2016-09-14
Also published as: EP0767063A1; DE19537160C1; DE59600623D1; US5815175A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Überwachung der Funktion eines Tintendruckkopfes.
Derartige Druckköpfe werden in Bürodruckern und neuerdings auch in Frankiermaschinen und Produktbeschriftungsgeräten eingesetzt. Ausfälle einzelner Düsen eines Tintendruckkopfes können entstehen durch:

Verstopfung der Düsen- beziehungsweise Tintenkanäle durch Tintenpartikel,
Verstopfung der Düsenöffnungen durch eingetrocknete Tinte oder/ und Staub,
Unterbrechung der Tintenkapillaren durch Blasenbildung beziehungsweise Meniskusabriß,
Gaseinschlüsse in der Tintenkammer,
Fehler in der Ansteuerelektronik.

The invention relates to a method and an arrangement for monitoring the function of an ink print head.
Such printheads are used in office printers and more recently also in franking machines and product labeling devices. Failures of individual nozzles of an ink print head can result from:

Blockage of the nozzle or ink channels by ink particles,
Obstruction of the nozzle openings by dried ink and / or dust,
Interruption of the ink capillaries due to blistering or meniscus tear,
Gas pockets in the ink chamber,
Error in the control electronics.

Diese Druckausfälle sind nicht nur störend im Schriftbild, sondern kritisch bei sicherheitstechnisch relevanten Druckbilddaten, wie Wert, Datum, Maschinennummer bei Frankiermaschinen. Eine Verschmutzung einzelner Düsen durch Staub ist jederzeit während des Betriebes möglich.
Wenn die Führung des Aufzeichungsträgers am Druckkopf derart erfolgt, daß eine Einsichtnahme während des Druckvorganges nicht möglich ist, besteht die Gefahr, daß beispielsweise eine Reihe von Briefen nicht vollständig oder gar nicht frankiert die Frankiermaschine verläßt. Neben dem Portoverlust ist eine solche Unsicherheit von großem Nachteil, weil die Druckvorgänge möglicherweise mit neuen Umschlägen wiederholt werden müssen.
Bei Tintendruckköpfen, die nach dem Bubble-Jet-Prinzip arbeiten, kann es bei Tintendruckkammern mit Lufteinschluß zur Überhitzung und Beschädigung der Thermoaktoren kommen, da die Wärmeabgabe an die Tinte dann nicht mehr voll gesichert ist.
Eine ständige Überwachung der Funktion des Tintendruckkopfes ist darum wichtig.These print failures are not only annoying in the typeface, but are also critical for safety-related print image data such as value, date and machine number on franking machines. Individual nozzles can be contaminated by dust at any time during operation.
If the recording medium is guided on the print head in such a way that it is not possible to inspect it during the printing process, there is a risk that a number of letters, for example, will not leave the franking machine completely or not at all franked. In addition to the loss of postage, such uncertainty is of great disadvantage because the printing processes may have to be repeated with new envelopes.
In the case of ink print heads which operate on the bubble jet principle, in the case of ink pressure chambers with air inclusion, the thermal actuators can overheat and be damaged, since the heat transfer to the ink is then no longer fully ensured.
It is therefore important to constantly monitor the function of the ink print head.

Es ist bekannt, vergleiche EP 0 257 570 A2, EP 0331 352 A2 und EP 0 416 849 B1, alle Druckdüsen eines Tintendruckkopfes pro Druckdurchlauf einmal anzusteuern, so daß ein Strich quer zur Zuführrichtung der Poststücke entsteht. Anschließend wird dieser Strich mittels eines optischen Sensors abgetastet.
Üblicherweise wird als optischer Sensor ein CCD-Zeilensensor eingesetzt, der bei beispielsweise 200 Düsen - je Düse beziehungsweise Druckpunkt eine Fotodiode - relativ kostspielig ist, siehe auch EP 0 297 8 10 B1. Eine ständige Überwachung liegt hierbei nicht vor. Hinzu kommt, daß der Frankierdruck mit roter Tinte auf Aufzeichnungsträger von sehr unterschiedlicher Helligkeit erfolgt, demzufolge kann die Helligkeitsdifferenz zwischen unbedrucktem und bedrucktem Aufzeichnungsträger von Fall zu Fall auch sehr unterschiedlich sein. Bei einem dunklen Aufzeichnungsträger kann sie so gering sein, daß an die Empfindlichkeit des optischen Sensors kaum erfüllbare hohe Anforderungen gestellt werden.It is known, compare EP 0 257 570 A2, EP 0331 352 A2 and EP 0 416 849 B1, to actuate all printing nozzles of an ink print head once per printing pass, so that a line arises transversely to the feed direction of the mail pieces. This line is then scanned using an optical sensor.
A CCD line sensor is usually used as the optical sensor, which is relatively expensive with, for example, 200 nozzles - one photodiode per nozzle or pressure point, see also EP 0 297 8 10 B1. There is no constant monitoring. In addition, the franking imprint is done with red ink on recording media of very different brightness, so the difference in brightness between unprinted and printed recording media can also be very different from case to case. In the case of a dark recording medium, it can be so small that the sensitivity of the optical sensor can hardly be met.

Weiterhin ist eine Vorrichtung zur Überwachung von Tintendruckköpfen bekannt, vergleiche DE 40 23 390 A1, bei der ein Ultraschallsensor die beim Druckvorgang emittierten Schallwellen aufnimmt und als Signal an eine Auswerteeinheit leitet. Der Ultraschallsensor ist in Dünnfilmtechnik ausgeführt und in den schichtweisen Aufbau des Tintendruckkopfes integriert.
Als Ultraschallsensoren sind Piezosensoren, Oberflächenfilter oder Polyphenylfolien verwendbar.
Mit dieser Vorrichtung kann die Funktion der einzelnen Tintendruckkammer beziehungsweise Düse festgestellt werden, jedoch ist die Auswerteeinheit desto umfangreicher und komplizierter, je weniger Ultraschallsensoren man einsetzen will.Furthermore, a device for monitoring ink print heads is known, compare DE 40 23 390 A1, in which an ultrasonic sensor records the sound waves emitted during the printing process and sends them as a signal to an evaluation unit. The ultrasonic sensor is designed using thin-film technology and integrated in the layered structure of the ink print head.
Piezo sensors, surface filters or polyphenyl foils can be used as ultrasonic sensors.
With this device, the function of the individual ink pressure chamber or nozzle can be determined, but the evaluation unit is the more extensive and complicated, the fewer ultrasonic sensors one wants to use.

Zweck der Erfindung ist eine Erhöhung der Funktionssicherheit von Tintendruckköpfen mit möglichst geringem Aufwand.The purpose of the invention is to increase the functional reliability of Ink printheads with the least possible effort.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine ständige Überwachung der Funktion eines Tintendruckkopfes vorzunehmen, wobei die Helligkeit des Aufzeichnungsträgers ohne Einfluß auf die Überwachungsgenauigkeit beziehungsweise die Prüfempfindlichkeit sein soll.The invention is based, continuous monitoring the task the function of an ink print head, the brightness of the record carrier without influencing the monitoring accuracy or the test sensitivity should be.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Patentansprüchen gelöst.According to the invention, this object is achieved according to the claims solved.

Die Erfindung geht von dem Sachverhalt aus, daß Tinte aus einem Tintentank in einen Tintendruckkopf nur einströmen kann, wenn dieselbe bei Druckbetrieb auch ausgestoßen wird. Es ist bekannt, beziehungsweise ermittelbar, welche Tintenmenge in einem ausgestoßenen Tintentröpfchen enthalten und welche Tintendüse jeweils angesteuert worden ist. Daraus ist ein Durchschnittswert für einen Frankierabdruck ableitbar. Beispielsweise kann die Tintenmenge für ein Tintentröpfchen 250 Pikoliter betragen. Pro Frankierabdruck werden ungefähr 40 000 Tröpfchen benötigt, das entspricht dann einer Tintenmenge von 10 Mikrolitern. Durch Vergleich der den Anregungsimpulsen entsprechenden Tintenmenge mit der in den Tintendruckkopf eingeströmten Tintenmenge ist so ein Rückschluß auf die Funktion des Tintendruckkopfes als Ganzes möglich.
In vorteilhafter Weise ist die erfindungsgemäße Lösung auch geeignet, den Reinigungsbetrieb für den Tintendruckkopf zu überwachen. Analog zum Druckbetrieb sind Duchschnittswerte für einen ordnungsgemäßen Reinigungsvorgang ermittelbar, mit denen dann die tatsächlich gemessenen Durchflußmengen verglichen werden.
Bedingung ist, stets so zu messen, daß die Kapillarwirkung nicht gestört wird.
Als Durchflußmengenmesser kommt ein hochempfindlicher Geber in Frage, mit dem möglichst kleine Durchflußmengen meßbar sind und der darüber hinaus noch möglichst billig ist. The invention is based on the fact that ink can only flow from an ink tank into an ink print head if the same is also ejected during printing operation. It is known, or ascertainable, which amount of ink contains in an ejected ink droplet and which ink nozzle has been activated in each case. An average value for a franking imprint can be derived from this. For example, the amount of ink for an ink droplet can be 250 picoliters. Approximately 40,000 droplets are required per franking imprint, which corresponds to an amount of ink of 10 microliters. By comparing the amount of ink corresponding to the excitation pulses with the amount of ink flowing into the ink print head, it is possible to draw conclusions about the function of the ink print head as a whole.
Advantageously, the solution according to the invention is also suitable for monitoring the cleaning operation for the ink print head. Analogous to printing, average values for a proper cleaning process can be determined, with which the actually measured flow rates are then compared.
The condition is always to measure so that the capillary effect is not disturbed.
A highly sensitive sensor can be used as a flow meter, with which the smallest possible flow rates can be measured and which is also as cheap as possible.

Bevorzugt wird ein induktiver Geber. Hiermit werden quer zur Tintenleitung ein Magnetfeld erzeugt und die Tinte in diesem Bereich mittels zweier Elektroden abgetastet. Die Tinte muß dazu leitfähig sein beziehungsweise wäßrige Anteile haben, damit sich Ionen bilden können. Die vorbeiströmenden Tintenionen erzeugen ein schwaches Magnetfeld, das die Tintenleitung ringförmig umgibt. Beide Magnetfelder überlagern sich derart, daß das querverlaufende Magnetfeld auf der einen Seite der Tintenleitung verstärkt und auf der anderen Seite geschwächt wird. Als Folge davon wirkt eine Ablenkkraft - Lorentzkraft - auf die vorbeiströmenden Tintenionen, die wiederum eine Induktionsspannung zur Folge hat. Die Größe der Induktionsspannung ist proportional dem Durchflußvolumen und der Durchflußgeschwindigkeit der Tinte.
Die Erfindung wird nachfolgend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen :

Fig.1: Ein Blockschaltbild eines Tintendruckkopfes mit Überwachungsanordnung und Reinigungsvorrichtung,
Fig.2: ein Blockschaltbild einer Auswerteeinheit,
Fig.3: einen induktiven Geber mit Permanentmagneten,
a) ein Längsschnitt quer zur Tintenleitung,

b) ein Längsschnitt AA' entlang der Tintenleitung,
Fig.4: einen induktiven Geber mit einem Elektromagnetkreis im Längsschnitt quer zur Tintenleitung.

An inductive transmitter is preferred. This creates a magnetic field across the ink line and scans the ink in this area using two electrodes. For this purpose, the ink must be conductive or have aqueous components so that ions can form. The ink ions flowing past create a weak magnetic field that surrounds the ink line in a ring. Both magnetic fields overlap in such a way that the transverse magnetic field is strengthened on one side of the ink line and weakened on the other side. As a result, a deflecting force - Lorentz force - acts on the ink ions flowing past, which in turn results in an induction voltage. The magnitude of the induction voltage is proportional to the flow volume and flow rate of the ink.
The invention is explained in more detail below using the exemplary embodiment.
Show it :

Fig. 1: A block diagram of an ink print head with monitoring arrangement and cleaning device,
Fig. 2: 2 shows a block diagram of an evaluation unit,
Fig. 3: an inductive sensor with permanent magnets,
a) a longitudinal section transverse to the ink line,

b) a longitudinal section AA 'along the ink line,
Fig. 4: an inductive sensor with an electromagnetic circuit in longitudinal section across the ink line.

Zur Vereinfachung und zum leichteren Verständnis ist die Darstellung schematisiert ausgeführt.
Gemäß Fig.1 ist eine Tintenleitung 21 von einem Tintentank 2 durch einen Durchflußmengenmesser 5 zu einem Tintendruckkopf 1 geführt.
Eine Ansteuerschaltung 6 für den Tintendruckkopf 1 ist ausgangsseitig mit einem Steuereingang 11 des Tintendruckkopfes 1 und mit einem Steuereingang 41 einer Reinigungsvorrichtung 4 verbunden.
Je nach Bedarf wird durch die Ansteuerschaltung 6 entweder Druckbetrieb oder Reinigungsbetrieb ausgelöst.
Im letzteren Fall werden die Reinigungsvorrichtung 4 auf zweckmäßige Weise mit dem Tintendruckkopf 1 mechanisch gekoppelt und Tinte aus den Tintendüsen ab- gesaugt. Zur Unterstützung können außerdem nicht dargestellte Aktoren im/am Tintendruckkopf 1 zum Tintenausstoß angeregt werden. For the sake of simplification and easier understanding, the illustration is carried out schematically.
According to FIG. 1, an ink line 21 is guided from an ink tank 2 through a flow meter 5 to an ink print head 1.
A control circuit 6 for the ink print head 1 is connected on the output side to a control input 11 of the ink print head 1 and to a control input 41 of a cleaning device 4.
Depending on requirements, the control circuit 6 triggers either printing operation or cleaning operation.
In the latter case, the cleaning device 4 is expediently mechanically coupled to the ink print head 1 and ink is sucked out of the ink nozzles. To assist, actuators (not shown) in / on the ink print head 1 can also be excited to eject ink.

Der Durchflußmengenmesser 5 ist mit einem Analog-Digital-Wandler 59 - im weiteren A/D-Wandler - versehen, der zur Umwandlung von durch den Tintenfluß erzeugten Induktionsspannungen in Digitalwerte dient. Der A/D-Wandler 59 kann integraler Bestandteil oder externes Bauteil sein; das hängt davon ab, welcher hochempfindliche Durchflußmengenmesser 5 eingesetzt wird.
Der Durchflußmengenmesser 5 ist über den A/D-Wandler 59 ausgangsseitig mit einem Eingang 332 einer Auswerteeinheit 3 verbunden. Die Ansteuerschaltung 6 ist an einen zweiten Eingang 331 angeschlossen. An den Eingang 332 wird ein digitaler erster Wert T1 geliefert, der dem ständig quantitativ gemessenen aktuellen Tintenfluß entspricht. Der minimal meßbare Wert T1 hängt von der Empfindlichkeit des Durchflußmengenmessers 5 ab. An den Eingang 331 wird ein digitaler zweiter Wert T2 geliefert, der den ständig gezählten aktuellen Impulsen zur Anregung der Aktoren beziehungsweise zum Tintenausstoß entspricht. In der Auswerteeinheit werden beide Werte T1, T2 miteinander verglichen. Überschreitet das Vergleichsergebnis eine vorgegebene zulässige Differenz, so wird von der Auswerteeinheit 3 an den Eingang 61 der Ansteuerschaltung 6 ein Signal geliefert, das die Unterbrechung des Druckbetriebes und die Einleitung der Reinigunsprozedur auslöst.
Wie Fig. 2 zeigt, besteht die Auswerteeinheit 3 aus einer Vergleichsschaltung 31, einer Schwellwertschaltung 32 und einem Speicher 33. In dem Speicher 33 werden der erste Wert T1 und der zweite Wert T2 kumulativ zwischengespeichert. In der Regel werden die Werte T1, T2 für einen kompletten Frankierabdruck angehäuft und dann über die Ausgänge 333 und 334 an die Vergleichsschaltung 31 gegeben.
Beide Summenwerte werden über eine Differenz- oder Quotientenbildung miteinander verglichen und das Ergebnis vom Ausgang 311 an die Schwellwertschaltung 32 geliefert. Von einem Ausgang 336 des Speichers 33 wird ein gespeicherter vorgegebener Schwellwert S, der einer zulässigen Abweichung entspricht, an die Schwellwertschaltung 32 gegeben. Je nachdem, ob das Vergleichsergebnis unterhalb oder oberhalb des Schwellwertes S liegt, wird von der Schwellwertschaltung 32 an den Eingang 61 der Ansteuerschaltung 6 ein Signal zur Druckfortsetzung oder Druckunterbrechung - gleichbedeutend Reinigungsprozedurauslösung - geliefert. The flow meter 5 is provided with an analog-digital converter 59 - in the further A / D converter - which is used to convert induction voltages generated by the ink flow into digital values. The A / D converter 59 can be an integral part or an external part; that depends on which highly sensitive flow meter 5 is used.
The flow meter 5 is connected on the output side to an input 332 of an evaluation unit 3 via the A / D converter 59. The control circuit 6 is connected to a second input 331. A digital first value T1, which corresponds to the constantly quantitatively measured current ink flow, is supplied to the input 332. The minimum measurable value T1 depends on the sensitivity of the flow meter 5. A digital second value T2 is supplied to the input 331, which corresponds to the constantly counted current pulses for excitation of the actuators or for ink ejection. Both values T1, T2 are compared with one another in the evaluation unit. If the comparison result exceeds a predetermined permissible difference, the evaluation unit 3 sends a signal to the input 61 of the control circuit 6 which triggers the interruption of the printing operation and the initiation of the cleaning procedure.
As shown in FIG. 2, the evaluation unit 3 consists of a comparison circuit 31, a threshold circuit 32 and a memory 33. The first value T1 and the second value T2 are cumulatively buffered in the memory 33. As a rule, the values T1, T2 are accumulated for a complete franking imprint and then passed to the comparison circuit 31 via the outputs 333 and 334.
Both sum values are compared with one another by forming a difference or quotient and the result is supplied from output 311 to threshold circuit 32. A stored predetermined threshold value S, which corresponds to a permissible deviation, is output from an output 336 of the memory 33 to the threshold value circuit 32. Depending on whether the comparison result is below or above the threshold value S, the threshold value circuit 32 sends a signal to continue or interrupt the pressure - equivalent to triggering the cleaning procedure - to the input 61 of the control circuit 6.

Die im Speicher 33 abgelegten Schwellwerte sind empirisch ermittelte Werte entsprechend zugelassener Ausfallraten.
Um beim Reinigungsbetrieb auch eine ständige Überwachung zu ermöglichen, sind im Speicher 33 sowohl empirisch ermittelte Werte T3 als auch entsprechende Schwellwerte S abgelegt. Der Vergleichswert T3 wird in diesem Fall über den Ausgang 335 an die Vergleichsschaltung 31 gegeben.
Je nach gewünschtem Ablaufregime kann in der Ansteuerschaltung 6 alternierend Druck- oder Reinigungsbetrieb oder Fortsetzung des Reinigungsbetriebes oder völlige Unterbrechung zwecks Reparatur programmiert werden.
Fig.3 zeigt einen Durchflußmengenmesser, der als induktiver Geber ausgeführt ist. Zwei Permanentmagnete 51 sind mit Abstand magnetisch hintereinander geschaltet. Die Permanentmagnete 51 sind im Abstandsbereich 53 - gleichbedeutend Luftspalt - in einem Isolator 54 gefaßt und mit ihren äußeren Enden mit einem Weicheisenteil 52 verbunden, das den magnetischen Kreis schließt. Der Isolator 54 weist im Abstandsbereich 53 eine Bohrung auf, in der die Tintenleitung 21 geführt ist. Die Tintenleitung 21 ist so zwischen den Permanentmagneten 51 angeordnet, das dieselbe die magnetischen Feldlinien orthogonal kreuzt.
Gleichfalls im Isolator 54 geführt sind zwei Abtastelektroden 55,56, die mittig im Abstandbereich 53 durch die Wand der Tintenleitung 21 bis an die Tinte reichen und so mit dieser kontaktiert sind, vergleiche Fig.3a und 3b. Die äußeren Enden der Abtastelektroden 55,56 sind in nicht dargestellter Weise mit Eingängen des A/D-Wandlers 59 verbunden.
Der Isolator 54 kann aus einem Plastomer, wie Hostalen bestehen. Für das Weicheisenteil 52 wird ein Mumetall verwendet.
Gemäß Fig.4 ist der Durchflußmengenmesser 5 so als induktiver Geber ausgeführt, indem ein Weicheisenteil 52 von einer Spule 57 umschlossen wird und einen Luftspalt 53 aufweist, in dem wie die Tintenleitung 21 orthogonal zu den Magnetfeldlinien angeordnet ist. Analog zu Fig.3 sind an die Tintenleitung 21 zwei Abtastelektroden 55, 56 herangeführt, die einerseits mit der Tinte und andererseits mit Eingängen des A/D-Wandlers kontaktiert sind. Die Spule wird von einer Gleichstromquelle 58 gespeist. The threshold values stored in the memory 33 are empirically determined values corresponding to approved failure rates.
In order to enable constant monitoring during cleaning operation, both empirically determined values T3 and corresponding threshold values S are stored in the memory 33. In this case, the comparison value T3 is given to the comparison circuit 31 via the output 335.
Depending on the desired sequence regime, alternating printing or cleaning operation or continuation of the cleaning operation or complete interruption for repair can be programmed in the control circuit 6.
3 shows a flow meter, which is designed as an inductive transmitter. Two permanent magnets 51 are magnetically connected one behind the other at a distance. The permanent magnets 51 are in the spacing area 53 - synonymous air gap - in an insulator 54 and connected with their outer ends to a soft iron part 52, which closes the magnetic circuit. The insulator 54 has a bore in the spacing area 53, in which the ink line 21 is guided. The ink line 21 is arranged between the permanent magnets 51 so that it crosses the magnetic field lines orthogonally.
Likewise guided in the insulator 54 are two scanning electrodes 55, 56 which extend in the center in the spacing area 53 through the wall of the ink line 21 to the ink and are thus contacted with it, compare FIGS. 3a and 3b. The outer ends of the scanning electrodes 55, 56 are connected to inputs of the A / D converter 59 in a manner not shown.
Insulator 54 can be made of a plastomer, such as hostalen. A mummy metal is used for the soft iron part 52.
According to FIG. 4, the flow meter 5 is designed as an inductive transmitter in that a soft iron part 52 is enclosed by a coil 57 and has an air gap 53 in which, like the ink line 21, is arranged orthogonally to the magnetic field lines. Analogously to FIG. 3, two scanning electrodes 55, 56 are brought up to the ink line 21, which are in contact with the ink on the one hand and with inputs of the A / D converter on the other hand. The coil is fed by a direct current source 58.

Verwendete BezugszeichenReference symbols used

11: TintendruckkopfInk printhead
1111: Steuereingang des Tintendruckkopfes 1Control input of the ink printhead 1
22nd: TintentankInk tank
2121: Tintenleitung vom Tintentank 2 zum Tintendruckkopf 1Ink line from the ink tank 2 to the ink printhead 1
33rd: AuswerteeinheitEvaluation unit
3131: VergleichsschaltungComparison circuit
311311: Ausgang der Vergleichsschaltung 31Output of the comparison circuit 31
3232: SchwellwertschaltungThreshold switching
3333: SpeicherStorage
331, 332331, 332: Eingänge des Speichers 33Memory 33 inputs
333, 334, 335333, 334, 335: Ausgänge des Speichers 33 zur Vergleichsschaltung 31Outputs of the memory 33 to the comparison circuit 31
336336: Ausgang des Speichers 33 zur Schwellwertschaltung 32Output of the memory 33 to the threshold circuit 32
44th: ReinigungsvorrichtungCleaning device
4141: Steuereingang der ReinigungsvorrichtungControl input of the cleaning device
55: DurchflußmengenmesserFlow meter
5151: PermanentmagnetPermanent magnet
5252: Weicheisenteil/eSoft iron part / s
5353: Luftspalt, Abstandsbereich zwischen den Permanentmagneten 51 beziehungsweise Weicheisenteilen 52Air gap, distance range between the permanent magnets 51 or soft iron parts 52
5454: Isolatorinsulator
55, 5655, 56: AbtastelektrodenScanning electrodes
5757: SpuleKitchen sink
5858: StromquellePower source
5959: Analog-Digital-WandlerAnalog-to-digital converter
66: Ansteuerschaltung für den Tintendruckkopf 1Control circuit for the ink printhead 1
6161: Eingang der Ansteuerschaltung Input of the control circuit
77: AufzeichnungsträgerRecord carrier
SS: SchwellwertThreshold
T1T1: digitalisierter erster Wert für den tatsächlichen Tintenflußdigitized first value for the actual ink flow
T2T2: digitalisierter zweiter Wert für den theoretischen Tintenausstoßdigitized second value for the theoretical Ink ejection
T3T3: digitaler gespeicherter Vergleichswert für Reinigungsbetriebdigital stored comparison value for cleaning operation

Claims

A method for monitoring the function of an ink print head with individual droplet ejection that is supplied from an ink tank with ink containing water, characterized by the following properties

the flow of ink from the ink tank (2) into the ink print head (1) is continuously quantitatively measured and supplied as a first current digital value (T1) to an evaluation unit (3);

the impulses for the excitation of the actuators (11) for ink ejection are continuously counted and supplied as a second current digital value (T2) to the evaluation unit (3), with the quantity of ink contained in an ink droplet being known;

the first and the second values (T1, T2) are compared with each other in the evaluation unit (3) and if the difference between the two values (T1, T2) exceeds a defined permissible value, the printing operation is interrupted and a cleaning procedure for the ink print head (1) is initiated;

during the cleaning procedure, the first value (T1) is also measured and its alteration is evaluated as a signal of the function of the cleaning device (4);

after the cleaning procedure, the printing process is started and both values (T1, T2) are counted starting from the same initial value;

both values (T1, T2) again are compared with each other in the evaluation unit (3) and if there still exists a difference between them that exceeds the defined permissible value, the printing operation is interrupted alternatively for another cleaning procedure or a repair.
A method according to Claim 1, characterized in that, during the cleaning procedure, the first value (T1) is compared with empirically determined, stored values (T3) and that, in case of deviations exceeding likewise empirically determined, defined, stored threshold values (S), the cleaning procedure is interrupted for the purpose of fault correction in the cleaning device (4).
An arrangement for monitoring the function of an ink print head with individual droplet ejection that is supplied from an ink tank with ink containing water, characterized by the following properties:

between the ink tank (2) and the ink print head (1), there is arranged a flowmeter (5) that is connected with an evaluation unit (3);

the driver circuit (6) for the generation of impulses for the actuators of the ink print head (1) is connected with the evaluation unit (3), too;

in addition to a comparator circuit (31) for comparing the first digital values (T1) from the flowmeter (5) with the second digital values (T2) from the driver circuit (6), the evaluation unit (3) contains a threshold circuit (32) the output of which is connected with an input (61) of the driver circuit (6), as well as a memory (33) for the temporary storage of the two values (T1, T2) and for the storage of reference values (T3) for printing operation and for cleaning operation as well as of assigned threshold values (S).
An arrangement according to Claim 3, characterized in that the flowmeter (5) is provided with an analog-digital converter (59) the output of which is connected with an input (312) of the evaluation unit (3).
An arrangement according to Claims 3 and 4, characterized in that the flowmeter (5) is designed as an inductive transducer having a magnet circuit of at least one permanent magnet (51) and a soft-iron part (52) and that the ink line (21) from the ink tank (2) to the ink print head (1) is arranged in the air gap (53) of the magnetic circuit crosswise to the lines of the magnetic field and is provided with sensing electrodes (55, 56) that, on the one hand, are in contact with the ink and, on the other hand, are connected with the analog-digital converter (59).
An arrangement according to Claims 3 and 4, characterized in that the flowmeter (5) is designed as an inductive transducer having a electromagnet circuit of one coil (57) and a soft-iron part (52) in the air gap (53) of which the ink line (21) from the ink tank (2) to the ink print head (1) is arranged crosswise to the lines of the magnetic field and is provided with sensing electrodes (55, 56) that, on the one hand, are in contact with the ink and, on the other hand, are connected with the analog-digital converter.