DE2641744A1

DE2641744A1 - Farbstrahl-aufzeichnungsvorrichtung

Info

Publication number: DE2641744A1
Application number: DE19762641744
Authority: DE
Inventors: Yoshio Ohuchi; Hideyuki Omori; Osamu Otsubo
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1976-09-16
Publication date: 1977-03-24
Also published as: DE2641744C2; JPS5237431A; US4121223A

Description

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MÜNCHEN 9O₁ MARIAHILFPLATZ 2 & 3 A-VTIf-TT POSTADRESSE: D-8 MÜNCHEN 95, POSTFACH 95O1 6O

HITACHI, LTD. 16. September 1976

DA-12 274

Farbstrahl-AufZeichnungsvorrichtung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Farbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem verbesserten Farbsensor und betrifft insbesondere den Farbsensor, der dazu dient, Fehler beim Aufzeichnen zu ermitteln.

Bei einer Farbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung wird Tinte oder Farbe unter Druck an einer Düse der Vorrichtung mit konstanter Frequenz in Schwingungen versetzt. Die Farbe tritt daher an der Düse in Form von Tröpfchen konstanter Größe und mit regelmäßigen Abständen aus. Die Farbtröpfchen werden durch eine Aufladungsplatte gemäß einer an dieser liegenden elektrischen Spannung aufgeladen.

Bei einer Farbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung dieser Art tritt häufig das Problem auf, daß die Phase, mit der die Farbtröpfchen an der Düse emittiert werden, nicht mit der Phase ihrer Aufladung übereinstimmt, was zu einer fehlerhaften Aufzeichnung führen kann. Die Phasenbeziehung muß daher korrigiert werden.

Zur Feststellung von Fehlern bei der Aufzeichnung ist bereits ein Mikrophon verwendet worden, das in der Flugbahn der zu ermittelnden Farbtröpfchen angeordnet ist und die Auftreff-

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energie der Farbpartikel in elektrische Signale umwandelt. Ein solches Mikrophon weist jedoch die folgenden Schwierigkeiten und Nachteile auf:

1. Da die Farbtröpfchen direkt auf die Membran des Mikrophons ..auftreffen, muß diese vollständig wasserfest sein, was zu Schwierigkeiten bei der Herstellung der Membran führt und erhöhte Kosten verursacht.

2. Da das Maß der Ablenkung der aufgeladenen Farbtröpfchen gering ist, muß der Aufbau des Mikrophons kleine Abmessungen haben, was wiederum zu Schwierigkeiten bei der Herstellung führt.

3."Da bei einer vibrierenden Fläche eines herkömmlichen Mikrophons die Empfindlichkeit von derjenigen Stelle abhängt, an der die Farbtröpfchen auftreffen, ist es erforderlich, das Mikrophon derart zu justieren, daß die Farbtröpfchen an der empfindlichsten Stelle des Mikrophons auftreffen. Dies macht die Einstellung schwierig.

--Bekannt ist ferner ein Farbsensor mit einem Induktionsstab, dessen eines Ende der Flugbahn der zu ermittelnden Farbtröpfchen gegenüber steht, sowie mit einem Paar von Schirmplatten, zwischen denen das Ende des Induktionsstäbes angeordnet.ist. Die beiden Schirmplatten sind jeweils mit einem Loch versehen, das die Farbtropfen durchsetzen. Bei diesem Farbsensor ist es jedoch schwierig, die Position des Sensors relativ zu der Färbstrahl-AufZeichnungsvorrichtung derart zu justieren, daß die Farbtröpfchen auf ihrer Flugbahn die Schirmplatten nicht berühren.

Der Erfindung liegt die generelle Aufgabe zugrunde, Nachteile, wie sie beim Stand der Technik bestehen, mindestens teilweise zu beseitigen. Angesichts der obigen Darstellung kann eine speziellere Aufgabe der Erfindung darin gesehen v/erden, einen Farbsensor zu schaffen, der es gestattet, die Farbtröpf- -chen zu ermitteln, ohne daß diese mit dem Sensor in Berührung gelangen. Dabei soll die Lage des Sensors relativ zu der Flugbahn der Farbtröpfchen einfach justierbar sein. Ferner soll der Sensor in seinem Aufbau einfach sein und hohe Empfindlichkeit aufweisen.

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In einer erfindungsgemäßen Färbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung umfaßt der Färbsensor eine Induktionseinrichtung mit einem Paar von Flächen, die so angeordnet sind, daß die zu ermittelnden Farbtröpfchen zwischen den Flächen hindurch treten, sowie mit einer an der Induktionseinrichtung über isolierende Mittel montierten Schirmeinrichtung zur Abschirmung von elektrischem Rauschen. Vorzugsweise umfaßt die Induktionseinrichtung ein Paar von in Abstand voneinander angeordneten Induktionsplatten sowie ein Paar von geerdeten Platten, die jeweils über einen elektrischen Isolator an einer der Induktionsplatten montiert sind. Der Farbsensor ist so angeordnet, daß die Flugbahn der zu ermittelnden Farbpartikel zwischen den beiden Induktionsplatten verläuft. In diesen Induktionsplatten wird Strom induziert, sooft ein aufgeladenes Farbtröpfchen zwischen den beiden Platten hindurch fliegt, wobei ein elektrisches Signal erzeugt wird, das zur Steuerung verwendet wird.

Die Erfindung wird in der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen

Figur 1 eine schematisehe Darstellung einer Färbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Farbsensor;

Figur 2 ein Diagramm zur Erläuterung der Relation zwischen den emittierten Farbtröpfchen und elektrischen Signalen, die Videosignale und Phasendetektorsignale umfassen; Figur 3 einen Längsschnitt durch den Färbsensor nach Figur 1;

und
Figur 4 eine Seitenansicht des Farbsensors nach Figur 3.

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

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Halterung 303 eine Justierung des Winkels der Düse ermöglicht.

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

Unter Druck stehende Farbe wird von einem Behälter 9 über Bine Leitung 7 der Düse 1 zugeführt "und von dieser inform von Tröpfchei emittiert, die mit der Schwingfrequenz des elektrischen Signals synchron sind. Über Aufladungsplatten 17 werden die Tröpfchen elektrisch aufgeladen, wobei die Aufladungs-

-.platten 17 aus einem Signalgenerator 31 über einen Verstärker 29 mit dem in Figur 2b gezeigten elektrischen Signal versorgt werden.Das Signal enthält zusammengesetzte Videosignal-Anteile A und Phasendetektor-Anteile B. Die Videosignal-Anteile A entsprechen jedem zweiten von der Düse 1 emittierten Farbtröpf-

—chen und führen bei Vorliegen von Spannung in -dem Video-Signal eine positive Spannung, während die Phasendetektor-Anteile B den übrigen dazwischen liegenden Tröpfchen entsprechen und eine negative Spannung führen. Der Phasendetektor-* Anteil B erscheint dabei in einer Periode von sechs aufeinander folgenden jeweils zweiten Tröpfchen. Die aufgeladenen Tröpfchen werden von einem Deflektorplattenpaar 19 entsprechend abgelenkt. Der einen Deflektorplatte 191 wird eine positive Spannung, der anderen Deflektorplatte 192 eine negative Spannung zugeführt. Entsprechend treffen diejenigen Tröpfchen, die Videosignale führen, auf ein Aufzeichnungsmedium 21, bei dem es sich etwa um Papier, Gegenstände oder sonstiges handelt, während die die Phasendetektor-Anteile führenden Tröpfchen oder ungeladene Tröpfchen auf einen Abfluß 11 treffen, der an einem stationären Teil 13 der Färb strahl-Auf Zeichnungsvorrichtung befestigt ist. Die an dem Abfluß 11 aufgefangene Farbe wird über ein Rohr 8 dem Behälter zurückgeleitet. Die die Phasendetektor-Anteile führenden Tröpfchen werden von einem auf dem Abfluß 11 angebrachten Farbsensor 15 elektrisch ermittelt. Das daraus sich ergebende

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elektrische Signal wird nach Verstärkung durch einen Verstärker 39 und Beseitigung von elektrischem Rauschen durch ein Filter 37 einem Pegelvergleicher 35 zugeführt. Stellt der Pegelvergleicher 35 fest, daß die Emission der Farbtröpfchen nicht mit der Aufladung der Tröpfchen übereinstimmt, was bedeutet, daß die Aufzeichnung fehlerhaft wird, so erzeugt er ein elektrisches Signal, das dem Video-Signalgenerator 31 zugeführt v/ird. Die Phase des elektrischen Signals wird dabei entsprechend der Signale aus dem Taktgenerator 27 über einen Phasenschieber 33 verschoben. Wie oben beschrieben, wird das die Phasendetektor-Anteile enthaltende elektrische Signal aus dem Video-Signalgenerator 31 über den Verstärker 29 den Aufladungsplatten 17 zugeführt, so daß die Tröpfchen mit der richtigen Phase aufgeladen werden.

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

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

Der Farbsensor 15 wird derart in die Färbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtung eingesetzt, daß die die Phasendetektor-Anteile führenden Tröpfchen zwischen den beiden Induktionsplatten

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151 hindurchfliegen, ohne auf diese aufzutreffen. Dazu wird die Farbe zunächst derart emittiert, daß die zu ermittelnden Tröpfchen über den Farbfühler 15 hinwegfliegen, woraufhin die Flugbahn der Tröpfchen in den Zwischenraum zwischen den beiden Induktionsplatten 151 nach unten hineingelenkt wird. Diese Justierung der Flugbahn erfolgt durch die Schrauben.

Die Breite 1 des Farbsensors 15 beträgt vorzugsweise zwischen etwa p(n+3) bis etwa p(n+7), wobei ρ der Abstand in der emittierten Tröpfchenfolge und η die Anzahl der zu ermittelnden aufeinander folgenden beladenen Tröpfchen ist. Werden die Tröpfchen mit einer Geschwindigkeit von 20 m/sec und einer Frequenz von 60 KHz emittiert, so beträgt der Abstand ρ -etwa gleich 0,32 mm. Wie in Figur 4 gezeigt, beträgt die Anzahl η in dem gewählten Ausführungsbeispiel gleich 6.

In dem Farbsensor 15 wird durch die Ladung, die den zu ermittelnden Tröpfchen mitgeteilt worden ist, dadurch, daß die Tröpfchen in der Nähe oder zwischen den beiden Induktionsplatten 151 vorbei- bzw. hindurchfliegen, ein Strom induziert, woraus der Färbsensor 15 das genannte elektrische Signal erzeugt .

Der Färbsensor 15 kann außer der oben beschriebenen Vorrichtung auch bei anderen Farbstrahl-Aufzeichnungsvorrichtungen verwendet werden, wie sie beispielsweise in der US-Patentschrift 3 836 912 offenbart sind.

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Claims

Patentansprüche

f 1. J Färbstrahl-AufZeichnungsvorrichtung mit einer Einrichtung, die eine Folge von Farbtröpfchen mit konstantem Intervall emittiert, einer Einrichtlang, die die Farbtröpfchen gemäß einem elektrischen Signal auflädt, wobei das elektrische Signal Detektoranteile zur Ermittlung von Fehlern bei der Aufzeichnung enthält, einer Einrichtung zur Ablenkung der aufgeladenen Farbtröpfchen entsprechend den von diesen mitgeführten Ladungen, einem Aufzeichnungsträger und einem zwischen der Ablenkeinrichtung und dem Aufzeichnungsträger angeordneten Sensor, der die von den Farbtröpfchen mitgeführten Ladungen zur Ermittlung von Fehlern bei der Aufzeichnung wahrnimmt und ein entsprechendes elektrisches Signal erzeugt, dadurch gekennzeichnet , daß der Sensor (15) eine Induktionseinrichtung (151) mit einem Paar von Flächen, die so angeordnet sind, daß die zu ermittelnden Farbtröpfchen den Raum zwischen den Flächen passieren, ohne auf den Sensor (15) aufzutreffen, sowie eine an der Induktionseinrichtung (151) über eine Isolations-.einrichtung (153) montierte Abschirmeinrichtung (152) zur Abschirmung von elektrischem Rauschen umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die induktionseinrichtung ein Paar von in Abstand voneinander gegenüber angeordneten und elektrisch miteinander verbundenen Induktionsplatten (151) umfaßt.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschirmeinrichtung ein "Paar von elektrisch miteinander verbundenen und geerdeten leitenden Platten (152) umfaßt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch g e t en η ζ e ichn e t , daß die beiden Tnduktionsplatten

(151) und die beiden leitenden Platten (152) über ihre ge- -samte-Außenfläche mit Isoliermaterial (157) überzogen sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche- 2 bis 4, dadurch gekennze ice h η e t , daß die einander zugewandten Flächen der Induktionsplatten (151) parallel zueinander und in Richtung der Flugbahn der zu ermittelnden Farbtröpfchen verlaufen.

6. ~Farbstrahl-AufZeichnungsvorrichtung mit einer Düse, die Farbe unter Druck emittiert, einer Wandlere inrichtung, die die Düse entsprechend elektrischen Signalen in Schwingungen ver-

- setzt ^und-die-Farbe in-eine Felge von—Farbtröpfchen mit konstantem Intervall umsetzt, einer Einrichtung zum Aufladen der Farbtröpfchen gemäß einem Video-Anteile und Phasendetektor-Anteile enthaltenden elektrischen Signal, einer Deflektoreinrichtung, die die aufgeladenen Farbtröpfchen entsprechend den von ihnen mitgeführten Ladungen ablenkt, einem Aufzeichnungstrr, -einem zwischen xier-Befiektoreinrichtung und dem Aufzeichnungsträger angeordneten Sensor sowie einem Ablauf zum

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Auffangen der den Sensor passierenden Farbtröpfchen, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (15) ein Paar von isolierenden Elementen (153) umfaßt, ferner einen isolierenden Block (154), an dem die isolierenden Elemente (153) mit einem Ende derart befestigt sind, daß sie in Abstand voneinander angeordnet sind und parallel zueinander verlaufen, ferner ein Paar von elektrisch miteinander verbundenen Induktionsplatten, die jeweils an den isolierenden Elementen (153) einander zugewandt und in Abstand voneinander derart befestigt sind, daß zwischen den Induktionsplatten (151) ein Zwischenraum besteht, sowie elektrisch miteinander verbundene und geerdete Abschirmelemente (152), die jeweils an der von der betreffenden Induktionsplatte (151) abgewandten Seite der betreffenden isolierenden Elemente (153) befestigt sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der isolierende Block (154) an dem Ablauf (11) befestigt ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite des Fühlers (15) zwischen etwa p(n+3) und p(n+7) beträgt, wobei ρ der Abstand aufeinanderfolgender emittierter Farbtröpfchen und η die Anzahl der zu ermittelnden aufeinander folgenden aufgeladenen Farbtröpfchen ist.

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