DE2613204A1

DE2613204A1 - Vorrichtung zur erzeugung dosierter mengen einer fluessigkeit

Info

Publication number: DE2613204A1
Application number: DE19762613204
Authority: DE
Inventors: Horstdieter Glave
Original assignee: Olympia Werke AG
Current assignee: Olympia AG
Priority date: 1976-03-27
Filing date: 1976-03-27
Publication date: 1977-10-06
Also published as: DE2613204C3; DE2613204B2

Description

Vorrichtung zur Erzeugung dosierter Mengen einer Flüssigkeit
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung dosiert er Mengen einer Flüssigkeit, insbesondere einen Schreib- oder Mosaikdruckkopf einer Tintenaufzei chnungse inrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.
Bei Dosiereinrichtungen ist es oftmals notwendig, die 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.
Dem gegenüber kommt es bei Tintenschreibköpfen, Mosaikdruckköpfen und dergleichen Köpfe, die der gezielten Ubertragung 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 Nicht-mechanischen Schreibverfahren zur Erzeugung eines Schriftbildes aus Schriftzeichen und -Symbolen sollen die aus einem Farbpunkæraster 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, dEB die Tropfen zur Bildung waagerechter und nacheinander zu druckender Linienzüge gleiche Tintenmengen aufweisen wie die Tropfen für die senkrechten Linienzüge.
Die DX-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 Auslenken von in sie eingebrachten Volumenänderungsmitteln beaufschlagt werden. Werden Tintentropfen durch Verformung der Volumenänderungsmittel abgestoßen, bewegt sich die Tinte unter Einwirkung des Druckstoßes in eine Impulskammer zurück gegen das Fließen aus dem Tank herangeführter Tinte. Ein Teil der erzeugten Energie pflanzt sich als Druckwelle fort in die nebenliegenden Tintenkammern und führt hier auch zu einem optisch feststellbaren Schwingen der Menisken benachbarter Düsen. Hieraus läßt sich ableiten, daß derartige Impulssperrkammern, auch solche mit Prallolatteneffekten und Diodenwirkung, nur im begrenztem Maße 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. 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 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 dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch die in dessen Kennzeichen angegebenen Merkmale.
Zur Erzielung gleichbleibender Rasterpunkte bedarf es somit unterschiedlich hoher Impulsspannungen für die Auslenkung der Piezokristalle. Ebenso bedarf es 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 selbsttätig einstellt.
Die DT-OS 25 32 037 beschreibt weiterhin die Möglichkeit, die Größe der Punkte durch Anderung der Höhe des den Kristallen zugeführten Spannungsimpulses zu regeln. Sie befaßt sich jedoch nicht mit der Spannungsteilung mit Hilfe eines kapazitiven Spannungsteilers.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung im folgenden bescD Bben werden. Diese zeigt eine Spannungsteilerschaltung 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 RC-Glieder zur Entladung dieser nach Abschalten des Spannungsimpulses. Die Entladung kann 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 Eondenfators 8 und parallel zu jedem der weiteren Piezokristalle. Wird nun an den'Eingang 9 des Piezokristalles 1 ein Spannungsimpuls in Form eines Rechtecksignales gelegt, teilt sich die angelegte Spannung für die Zeit des Spannungsanstieges auf. Es gilt Up ~ C8 Uc C1 Wird für den Piezokristall C1 eine Kapazität von 1, 5 nF und für den Kondensator C8 eine Kapazität von 150 nF angenommen, erhält man das Spannungsteilerverhältnis von 100 : 1. Beim Anlegen eines Impulses würde sich dieser aufteilen wie 99, 01 Yo : 0,99 %. Somit liegt an dem Piezokristall 1 wie auch an jedem weiteren einzelgesteuerten Piezokristall eine Spannung von 99,01 96 der Impulsspannung.
Wird nun einem der Piezokristalle z. B. dem Piezokristall 1 ein weiterer z. B. der Piezokristall 2 parallel geschaltet durch gleichzeitiges Anlegen eines Spannungsimpulses an beide Piezokristalle, stellt sich für beide Kristalle eine Gesamtkapazität von C = C1 + C2 = 3 nF unter Zugrundelegung der vorgenannten Werte ein. Die Spannung an den Piezokristallen sinkt demzufolge auf 98,04 96 der Impulsspannung. Die Spannung an der Kapazität 8 steigt an auf 1,96 96 dieser. Die Höhe des Spannungsimpulses an den parallel geschalteten Kristallen errechnet sich aus Up C8 u UC C1 + C2 + ... C n Der Piezokristall 3 verkörpert hierbei jeden der möglichen weiteren Kristalle. Bei einem Tintenschreibkopf mit Feinraster werden beispielsweise 16 Piezokristalle zur Zeichenbildung benötigt, so daß sich eine entsprechend verringertet Spannung an den gleichzeitig gesteuerten Piezokristallen einstellt.
Die Spannung jedes einzelnen Piezokristalles 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 auch besonders die durch db Druckausbreitung in benachbarte Spritzsysteme hervorgerufenen Druckverluste berücksichtigt.

Claims

Patentanspruch Vorrichtung zur Erzeugung dosierter Mengen einer Flüssigkeit, insbesondere Schreib- oder Mosaikdruckkopf einer Dintenaufzeichnungseinrichtung, der mehrere Spritzsysteme mit Piezokristallen aufweist, bei deren elektrisch hervorgerufener Verformung Tinte auf einen Druckträger gebracht wird und eine Schaltungsanordnung zur Impulsamplitudensteuerung der Piezokristalle, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t daß in dieser jeder einzelne Piezokristall (1, 2, 3) in Reihe zu einem allen Piezokristallen gemeinsamen Kondensator (8) an die Impulsspannung und zu jedem weiteren der Piezokristalle parallel schaltbar ist.