DE2613204C3

DE2613204C3 -

Info

Publication number: DE2613204C3
Application number: DE19762613204
Authority: DE
Inventors: Horstdieter 2941 Heidmuehle Glave
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia AG
Priority date: 1976-03-27
Filing date: 1976-03-27
Publication date: 1979-08-09
Also published as: DE2613204B2; DE2613204A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung dosierter Mengen einer Flüssigkeit, insbesondere einen Schreib- oder Mosaikdruckkopf einer Tintenaufzeichnungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs.

Bei Dosiereinrichtungen ist es oftmals notwendig, die abzugebenden Mengen einer Flüssigkeit über einen längeren Zeitraum konstant zu halten. Um verschiedene Mischungsverhältnisse zu erzielen, bedarf es jedoch der Regelung der dosierten Mengen, oftmals auch der Geschwindigkeit der Mengenabgabe.

Demgegenüber kommt es bei Tintenschreibköpfen, Mosaikdruckköpfen und dergleichen Köpfe, die der gezielten Übertragung dosierter Tintenmengen und solcher in Tropfenform dienen im besonderen darauf an, unterschiedliche Farbabstufungen im Sinne von Grautönen auf dem Druckträger zu erzeugen. Es soll Farbe oder Tinte in unterschiedlichen Mengen übertragen werden.

In nichtmechanischen Schreibverfahren zur Erzeugung eines Schriftbildes aus Schriftzeichen und -Symbolen sollen die aus einem Farbpunkteraster gebildeten Schriftzüge gleich intensiv stark ausgebildet sein, so daß beispielsweise die waagerecht verlaufenden Linien des Buchstaben H oder des Buchstaben E den gleichen Eindruck auf den Betrachter hinterlassen wie die senkrecht verlaufenden Linien dieser Buchstaben. Es ist deshalb erforderlich, daß die Tropfen zur Bildung waagerechter und nacheinander zu druckender Linienzüge gleiche Tintenmengen aufweisen wie die Tropfen für die senkrechten Linienzüge.

Die DE-OS 25 32 037 beschreibt eine Tintenstrahleinrichtung zum Aufbringen von Tröpfchen einer Flüssigkeit auf einen Druckträger in Abhängigkeit von elektrischen Signalen. Der Schreibkopf weist eine Vielzahl von Tintenkammern auf, die aus einem Tintenreservoir gespeist werden. Aus den Kammern zugeordneten Düsen werden Tintentropfen in vorgegebenen Mustern ausgestoßen, wenn die Kammern in ihrem Volumen durch Ausienken von in sie eingebrachten Volumenänderungsmitteln beaufschlagt werden. Werden Tintentropfen durch Verformung der VoIunienanderungsmittel abgestoßen, bewegt sich die Tinte unter Einwirkung des Druckstoßes in eine Impulskammer /iirück gegen das Fließen aus dem Tank herangeführter Tinte. Fin Teil der erzeugten Energie pl'!an/t sich als Druckwelle fort in die ncbenliegcndcn Tn.irnkammern und führt hier auch /u einem optisch feststellbaren Schwingen der Menisken benachbarter Düsen. Hieraus läßt sich ableiten, daß derartige Impulssperrkammern, auch solche mit Prallplatteneffekten und Diodenwirkung, nur im begrenzten Maße

^r) Impulse sperren können. Bei Spritzköpfen dieser Art hat sich nachteiligerweise gezeigt, daß die waagerecht verlaufenden Rasterpunkte bei einzelnen Buchstaben wie beim H, E usw. wesentlich schwächer abgebildet werden als die senkrecht aufgezeichneten Rasterpunkte.

κι Nach eingehender Untersuchung konnte festgestellt werden, daß einzelne auf einen Druckträger übertragene Rasterpunkte generell schwächer ausfallen als mehrere zugleich aufgezeichnete Rasterpunkte.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, in Größe und

i) Farbintensität gleichmäßig ausgebildete Rasterpunkte auf dem Druckträger zu erzeugen unabhängig von der Anzahl Piezokristalle, die gleichzeitig beaufschlagt werden.

Diese Aufgabe wird gelöst bei einer Vorrichtung nach

2» dem Oberbegriff des Anspruchs durch die in dessen Kennzeichen angegebenen Merkmale.

Zur Erzielung gleichbleibender Rasterpunkte bedarf es somit unterschiedlich hoher Impulsspannungen für die Auslenkung der Piezokristalle. Ebenso bedürfte es

2~> Steuermittel, die in Abhängigkeit der Anzahl zu beaufschlagender Piezokristalle die notwendige Spannung an die entsprechenden Piezokristalle legen. Diese elektrischen Bauteile können eingespart werden, da sich die aufzubringende Spannung für die Piezokristalle

«ι selbsttätig einstellt.

Die DE-OS 25 32 037 beschreibt weiterhin die Möglichkeit, die Größe der Punkte durch Änderung der Höhe des den Kristallen zugeführten Spannungsimpulses zu regeln. Sie befaßt sich jedoch nicht mit der

Γι Spannungsteilung mit Hilfe eines kapazitiven Spannungsteilers.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung im folgenden beschrieben werden. Diese zeigt eine Spannungsteüerschaltung mit den Piezokristallen 1, 2 und 3. Die Kristalle besitzen eine Eigenkapazität aufgrund ihrer Konstruktion und Geometrie. Die Widerstände 4, 5 und 6 bilden mit den Kapazitäten der Piezokristalle /?C-Glieder zur Entladung dieser nach Abschalten des Spannungsimpulses. Die Entladung kann

■n auf anderem Wege, beispielsweise über eine einfache Transistorschaltung, erfolgen, und es können die Widerstände 4, 5 und 6 und der Widerstand 7, der der Entladung einer weiteren Kapazität 8 dient, unberücksichtigt bleiben. Die Kapazitäten der Piezokristalle

■><> liegen in Reihe zu der Kapazität eines Kondensators 8 und parallel zu jedem der weiteren Piezokristalle. Wird nun an den Eingang 9 des Piezokristall I ein Spannungsimpuls in Form eines Rechtecksignals gelegt, teilt sich die angelegte Spannung für die Zeit des

μ Spannungsanstieges auf. Es gilt

U₁. C_n

hu Wird für den Piezokristall C\ eine Kapazität von 1,5 nF und für den Kondensator Cs eine Kapazität von 15OnF angenommen, erhält man das Spannungsteilerverhältnis von 100 : 1. Beim Anlegen eines Impulses würde sich dieser aufteilen wie 99,01% :0,99%. Somit

(,·, liegt an dem Piezokristall I wie auch an jedem weiteren einzelgesteuerten Piezokristall eine Spannung von 99,01% der Impulsspannung.

Wird nun einem der Piezokristalle /.. II. dem

Piezokristall 1 ein weiterer z. B. der Piezokristall 2 parallel geschaltet durch gleichzeitiges Anlegen eines Spannungsimpulses an beide Piezokristall, stellt sich Tür beide Kristalle eine Gesamtkapazität von

C = C_x + C₂ = 3 nF

unter Zugrundelegung der vorgenannten Werte ein. Die Spannung an den Piezokristallen sinkt demzufolge auf 98,04% der Impulsspannung. Die Spy-nnung an der Kapazität 8 steigt an auf 1,96% dieser. Die Höhe des Spannungsimpulses an den parallel geschalteten Kristallen errechnet sich aus

U₁, U₁.

C₁ + C₂ -ι- ... C.

Der Piezokristall 3 verkörpert hierbei jeden der möglichen weiteren Kristalle. Bei einem Tintenschreibkopf mit Feinraster werden beispielsweise 16 Piezokristall zur Zeichenbildung benötigt, so daß sich eine entsprechend verringerte Spannung an den gleichzeitig gesteuerten Piezokristalien einstellt.

Die Spannung jedes einzelnen Piezokristalls am Schreibkopf ist unabhängig von der Spannungseinstellung durch die Spannungsteilerschaltung zuvor auf einen Wert einzustellen, der die Verhältnisse in dessen Tintenräumen und -kanälen bei vorgegebener Austrittsgeschwindigkeit abzustoßender Tintentropfen und aurh besonders die durch die Druckausbreitung in benachbarte Spritzsysteme hervorgerufenen Druckverluste berücksichtigt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Erzeugung dosierter Mengen einer Flüssigkeit, insbesondere Schreib- oder Mosaikdruckkopf einer Tintenaufzeichnungseinrichtung, der mehrere mit einem gemeinsamen Tintenreservoir verbundene Spritzsysteme mit Piezokristallen aufweist, bei deren elektrisch hervorgerufener Verformung Tinte aus einen Druckträger gebracht wird und eine Schaltungsanordnung zur Impulsamplitudensteuerung der Piezokristalle, dadurch gekennzeichnet, daß in dieser jeder einzelne Piezokristall (1, 2, 3) in Reihe zu einem allen Piezokristall gemeinsamen Kondesator (8) an die Impulsspannung und zu jedem weiteren der Piezokristalle parallel schaltbar ist.