DE2937742A1

DE2937742A1 - Vorrichtung zum ansteuern von schreibduesen in tintenmosaikschreibeinrichtungen

Info

Publication number: DE2937742A1
Application number: DE19792937742
Authority: DE
Inventors: Dr.rer.nat. Klaus 8031 Stockdorf Dietrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-18
Filing date: 1979-09-18
Publication date: 1981-03-19
Also published as: DE2937742C2

Description

Vorrichtung zum Ansteuern von Schreibdüsen in Tintenmo-
saikschreibeinrichtungen Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ansteuern von Schreibdüsen in Tintenmosaikschreibenrichtungen, bei denen die in den Schreibdüsen enthaltene Schreibil'ssig<eit tröpfchenförmig Uber Ausgangs öffnungen einer die Schreibdüsen abschließenden Düsenplatte ausgestoßen werden.
Als Druckprinzip für Tintenmosaikschreibeinrichtungen finden im wesentlichen elektromechanische Spritzvorrichtungen Verwendung. Ein bekanntes Ansteuerprinzip für die Schreibdüsen beruht auf der Ausnutzung des piezoelektrischen Effektes. In der DE-OS 25 43 420 ist ein piezoelektrisches Antriebselement für Schreibköpfe in Tintenmosaikschreibeinrichtungen beschrieben, bei dem keramische Röhrchen mit piezoelektrischen Eigenschaften,die Schreibflüssigkeit enthaltenden Schreibdüsen im Schreibkopf zylinderförmig umfassen. Über Kontaktierungen an den Mantelflächen des Keramikröhrchens, wird mittels Ansteuerimpulsen eine Formänderung des Antriebselementes erreicht, die zu einer Einschnürung des Keramikröhrchens führt, dadurch in der Schreibdüse eine Druckwelle erzeugte die einen tröpfchenweisen Ausstoß von Schreibflüssigkeit bewirkt.
Die Anwendung dieses Prinzips ermöglicht einen sehr kompakten Aufbau des Schreibkopfes. Allerdings sind zum Betrieb eines mit derartigen Antriebselementen ausgerüsteten Schreibkopfes Ansteuerimpulse notwendig, die sich nur mit relativ großen Spannungssprüngen realisieren lassen.
Im praktischen Betrieb treten Spannungssprünge von mehr als 80V auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Ansteuerung von Schreibdüsen in einer Tintenmosaikschreibeinrichtung zu schaffen, mit der auf der einen Seite die Vorteile eines sehr kompakten Aufbaues beibehalten werden, mit der aber andererseits die zur Ansteuerung erforderlichen Ansteuerimpulse erheblich reduziert sind.
Gemäß der Erfindung wird das dadurch erreicht, daß am der Düsenplatte abgewandten Ende der Schreibdüsen im Bereich eines mit Schreibflüssigkeit gefüllten Kompressionsraumes ein elektromagnetisches Wandlersystem vorgesehen ist, das für jede Düse eine in einem Ferritkern eingebettete und impulsweise ansteuerbare Magnetspule sowie ein Ankerelement umfaßt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Zur näheren Erläuterung der Erfindung wird auf die in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele verwiesen.
Dort zeigt: Fig. 1 ein Beispiel für einen Schreibkopf mit den einzelnen Schreibdüsen zugeordneten Ferritkernen und Ankerelementen Fig. 2 ein Beispiel für einen Schreibkopf mit einem für alle SchreibdUsen gemeinsamen Ferritkern und Ankerelement Fig. 3 und Fig. 4 zeigen ein Beispiel für die Zuführung der Schreibflüssigkeit im Schreibkopf.
In Fig. 1 ist der Teil eines Schreibkopfes dargestellt, in dessen beispielsweise aus Kunststoff bestehenden Schreibkopfgehäuse 1 die Schreibdüsen 2 verlaufen. Am einer Schreibstelle zugeordneten Ende des Schreibkopfes ist eine Düsenplatte 3 vorgesehen, an der die Schreibdsen 2 enden. Am anderen Ende jeder Schreibdüse 2 sind als Antriebselemente elektromagnetische Wandlersysteme cingeordnet, die jeweils aus einer in einem Ferritkern 4 eingebetteten Magnetspule 5, die mehrere Wicklungen umfassen kann, und einem Ankerelement 6 bestehen. Die Ankerelemente 6 erstrecken sich Uber einen mit Schreibflüssigkeit gefüllten Kompressionsraum 7, der sowohl mit den Schreibdüsen 2 als auch über einen Zuführungskanal 8 mit einem zentralen Versorgungskanal 9 in Verbindung steht.
Im Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 sind die Kompressionsräume 7 durch Ausnehmungen in einer sogenannten Abstandsfolie 10 gebildet. Zwischen den Ankerelementen 6 und der Abstandsfolie 10 ist eine Zwischenmembran 11 vorhanden, auf der die Ankerelemente 6 angebracht sind. Nach außen hin ist ein Andruckteil 12 vorgesehen, das zum einen die mechanische Stabilität der Anordnung erhöht, zum anderen aber die im Betrieb auftretenden sogenannten Nebensprecherscheinungen vermeidet oder doch auf ein vertretbares Naß reduziert.
Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist im einzelnen folgende. Zum Ausstoßen von Tröpfchen werden die Magnetspulen 5 des elektromagnetischen Wandlersystems durch Stromimpulse über eine hier nicht dargestellte Steuerung erregt.
Das führt dazu, daß das einer derart erregten Magnetspule 5 zugeordnete Ankerelement 6 in Richtung zum Kompressionsraum 7 hin gezogen wird. Über die Zwischenmembran 11 wird dabei ein Druckimpuls auf die im Kompressionsraum 7 enthaltene Schreibflüssigkeit ausgeübt. Dadurch wird in der entsprechenden Schreibdüse eine Druckwelle erzeugt, die am Ausgang der Schreibdüse 2 an der Düsenplatte 3 den Ausstoß eines Flüssigkeitströpfchens bewirkt. Am Ende des Stromimpulses nimmt das Ankerelement 6 wieder seine Ruhe-oder Ausgangslage ein, wodurch über den Zuführungskanal 8 Schreibflüssigkeit in den Kompressionsraum 7 angesaugt wird. Der Andruckteil 12 übernimmt dabei die Aufgabe, die Beeinflussung der den zum AusstoB eines Tröpfchens angesteuerten Schreibdüse benachbarten Schreibdüsen zu vermeiden. Erreicht wird das dadurch, daß durch die über den Andruckteil 12 ausgeübte Andruckkraft, die mit der Erregung des elektromagnetischen Wandlersystems angeregte Schwingung soweit gedämpft wird, daß der Effekt des Nebensprechens nicht störend auftritt. Um jedoch die für einen Tröpfchenausstoß erforderliche Druckwelle, die durch eine Bewegung des Ankerelementes ausgelöst wird, nicht zu hemmen, weist das Andruckteil 12 im Bereich jedes Ankerelementes 6 Aussparungen 13 auf. Diese Vorrichtung kann durch eine Positioniereinrichtung 14 ergänzt sein, mit der eine exakte Einstellung zwischen den Schreibdüsen 2 und den Kompressionsräumen 7 vorgenommen werden kann. Das ist deshalb von Bedeutung, weil die Funktion der Vorrichtung erheblich verbessert ist, wenn die durch die Bewegung des Ankerelementes ausgelöste Druckwelle zentral in Richtung auf die mit dem Kompressionsraum 7 in Verbindung stehende Öffnung der Schreibdüse 2 auftrifft.
In Ausgestaltung der Erfindung können der Ferritkern und/ oder das Ankerelement des elektromagnetischen Wandlersystems für sämtliche Schreibdüsen eines Schreibkopfes gemeinsam vorgesehen sein. Ein diesen Gedanken realisierendes Ausführungsbeispiel zeigt Fig. 2. Am der Düsenplatte 3 abgewandten Ende des Schreibkopfes 1, ist hier ein Ferritblock 15 vorgesehen, in den die Magnetspulen 5 des elektromagnetischen Wandlersystems eingebettet sind.
Als Ankerelement findet hier eine aus ferromagnetischem Material bestehende Membrane 16 Verwendung, die sowohl die Aufgabe der in Fig. 1 verwendeten Zwischenmembran als auch die Funktion der dort vorgesehenen Ankerelemente übernimmt. Die Kompressionsräume 7 sind wiederum in Form von Ausnehmungen in der Abstandsfolie 10 ausgebildet, die über die Zuführungskanäle 8 mit dem zentralen Versorgungskanal 9 in Verbindung stehen. Am gemeinsamen Ankerelement 16 ist nach außen hin das Andruckteil 12 mit den im Bereich der Kompressionsräume 7 liegenden Aussparungen 13 angeordnet. Die Funktion der Vorrichtung nach Fig. 2 entspricht der anhand von Fig. 1 bereits beschriebenen, d.h. bei Anlegen eines Stromimpulses an eine Magnetspule 5 wird die Membran 16 im Bereich des entsprechenden Kompressionsraumes 7 nach innen gezogen und erzeugt in der Schreibdüse 2 eine in Richtung ihrer Austrittsöffnung verlaufende Druckwelle, die an der Öffnung der Düsenplatte 3 einen Tröpfchenausstoß bewirkt. Die Beeinflussung benachbarter Schreibdüsen wird wiederum durch die dämpfende Wirkung des Andruckteiles 13 vermieden.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung, können die Kompressionsräume auch durch eine entspachende Gestaltung des Schreibkopfgehäuses 1 in Fig. 1 oder des Ferritblockes 15 in Fig. 2 gebildet sein.
In diesen Fällen kann dann die erwähnte Abstandsfolie 10 entfallen. Die Funktionsweise einer derart gestellten Vorrichtung entspricht der anhand von Fig. 1 oder Fig. 2 beschriebenen Vorrichtung.
Zur Versorgung des Schreibkopfes mit der SchreibflUssigkeit, sind die bereits erwähnten Zuführungskanäle 8 und ein oder mehrere zentrale Versorgungskanäle 9 vorgesehen.
Diese können, wie in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, im Kunststoffkörper 1 oder im Ferritblock 15 des Schreibkopfgehäuses 1 angeordnet sein. Sie können aber auch in der Abstandsfolie selbst oder in der Zwischenmembran bzw. wenn diese als gemeinsames Ankerelement vorgesehen ist, in dieser verlaufend angeordnet werden.
11 Patentansprüche 4 Figuren

Claims

Patentansprüche 1.5Vorrichtung zum Ansteuern von Schreibdüsen in Tinteniaikschreibeinrichtungen, bei denen die in den Schreibdüsen enthaltene Schreibflüssigkeit tröpfchenförmig über Ausgangsöffnungen einer die Schreibdüsen abschließenden Dusenpiatte ausgestoßen werden, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß am der Düsenplatte (3) abgewandten Ende der Schreibdüsen (2) im Bereich eines mit Schreibflüssigkeit gefüllten Kompressionsraumes (7) ein elektromagnetisches Wandlersystem (4, 5,6) vorgesehen ist, das für jede Schreibdüse (2) eine in einem Ferritkern (4,15) eingebettete und impulsweise ansteuerbare Magnetspule (5) sowie ein Ankerelement (6,16) umfaßt.
2. Vorrichtung 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 für jede einzelne Schreibdüse (2) ein eigener Ferritkern (4 in Fig. 1) vorgesehen ist.
3. Vorrichtung 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 für jeweils mehrere Schreibdüsen (2) ein gemeinsamer Ferritblock (15 in Fig. 2) vorgesehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß jeder einer Schreibdüse (2) zugeordnete Kompressionsraum (7) über einen Kanal (8) mit einem zentralen Versorgungskanal (9) für Schreibflüssigkeit in Verbindung steht.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c i n e t , daß der Kompressionsraum (7) durch eine, entsprechende Ausnehmungen aufweisende Abstandsfolie (10) gebildet ist.
6. Vorrichtung 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 Kompressionsraum (7) sowie die Zuführungskanäle (8) und mindestens ein zentraler Versorgungskanal (9) durch entsprechende Ausnehmungen im Schreibkopfgehäuse (1) bzw. im Ferritblock (15) gebildet sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Ankerelement (6 in Fig. 1) jeweils im Bereich des Kompressionsraumes (7) angeordnet ist, und daß zwischen der Abstandsfolie (10) und dem Ankerelement (6) eine Zwischenmembran (11) vorgesehen ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß tür alle Kompressionsräume (7) ein gemeinsames Ankerelement (16 in Fig. 2) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung 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 das gemeinsame Ankerelement (16) eine Zwischenmembran mit magnetischen Eigenschaften ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Ankerelemente (6,16) nach außen hin von einem Andruckteil (12) überdeckt sind.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß zur Einstellung einer exakten Positionierung der Ankerelemente (6,16) in Bezug auf die Kompressionsräume (7) eine Justiereinrichtung (14) vorgesehen ist.