DE3018586A1

DE3018586A1 - Anordnung zur steuerbaren dosierung von fluessigkeitstroepfchen in fluessigkeitsschreibeinrichtungen

Info

Publication number: DE3018586A1
Application number: DE19803018586
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.rer.nat. 8031 Stockdorf Dietrich
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1980-05-14
Filing date: 1980-05-14
Publication date: 1981-11-19
Also published as: DE3018586C2

Description

Anordnung zur steuerbaren Dosierung von Flüssigkeits-
tröpfchen in Flüssigkeitsschreibeinrichtungen Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur steuerbaren Dosierung der tröpfchenformig über eine Schreibdüse ausgestoßenen Schreibflüssigkeit in Fldssigkeitsschreibeinrichtungen mit elektromechanischen Wandlerelementen unter Verwendung einer durch ein magnetisches Feld beeinflußbaren Schreibflüssigkeit.
Für Flüssigkeitsschreibeinrichtungen ist es bekannt, die in einer Schreibdüse enthaltene Schreibflüssigkeit mit Hilfe von elektromechanischen Wandlerelementen derart z-u beeinflussen, daß die Schreibflüssigkeit tröpfchenweise aus einer auf eine Abdruckstelle gerichtete Austrittsöffnung der Schreibdüsen herausgeschleudert wird (DE-OS 25 43 397). Als elektromechanisches Wandlerelement kommt beispielsweise ein piezoelektrisches Element zum Einsatz, das die Schreibdüsen zylinderförmig umfaßt, durch einen elektrischen Impuls angesteuert wird und in der im Inneren der Schreibdüse-sich befindenden Schreibflüssigkeit eine Stoßwelle erzeugt. Die auf diese Weise ausgespritzten Tintentröpfchen erzeugen auf einem Aufzeichnungsträger ein rasterförmiges Zeichen; Die ausgestoßenen Tröpfchen haben jeweils gleiche Größe.
Für bestimmte Einsatzfälle wird gefordert, bedarfsweise ein Schriftbild mit abgestufter Druckintensität zu erhalten. Praktisch bedeutet das, daß die Menge der mit einem Tröpfchen ausgestoßenen Flüssigkeit variabel sein muß.
Mit den bekannten Einrichtungen könnte das durch'eine. Anderung der Ansteuerimpulse für das elektromechanische Wand- lerelement durchgeführt werden. Nachteilig ist dabei, daß mit einer solchen Ansteuerung auch die Geschwindigkeit der Tröpfchen und der Tröpfchenausstoß selbst spannungsabhängig wird, Binde diesen Nachteil vermeidende andere Methode könnte darin bestehen, jeweils Tröpfchen gleicher Größe zu erzeugen und diese jedoch bedarfsweise mehrmals nacheinander auf die gleiche Stelle des Aufzeichnungsträgers aufzuspritzen. Allerdings würde damit nur ein sehr unruhig wirkendes Druckbild erzeugt werden können, und zugleich würde auch die Druckgeschwindigkeit erheblich reduziert sein.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zu schaffen, mit der die Dosierung des Volumens der einzelnen Schreibflüssigkeitströpfchen variabel und unabhängig von der Ansteuerung der elektromechanischen Wandlerelemente einstellbar ist, ohne daß sich die Druckgeschwindigkeit ändert. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer für Flüssigkeitsschreibeinrichtungen bereits eingesetzten magnetischen Schreibflüssigkeit aus (DE-OS 25 52 952).
Gemäß der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der Schreibdüse im Bereich des Austrittes der Schreibflüssigkeit ein Magnetfeldsystem zugeordnet ist, über dessen eintellbares Magnetfeld die Viskosität der Schreibflüssigkeit in diesem Bereich verändert wird.
Bei Anwendung der Erfindung kann das Flüssigkeitsvolumen jedes Tröpfchens individuell beliebig fein eingestellt werden, was sich besonders vorteilhaft für die Darstellung von Grauwerten z.B. für den sog. Faksimiledruck auswirkt.
In Ausgestaltung der Erfindung wird das Magnetfeldsystem nur für die Erzeugung von Tröfpchen mit reduzierter Größe eingeschaltet. Die Ansteuerung des Magnetfeldsystems kann dabei mit einem gegenüber dem Ansteuerimpuls für das elek- tromagnetische Wandlerelement verzögert einsetzenden Impuls geschehen, oder es kann gleichzeitig mit dem Ansteuerimpuls das elektromechanische Wandlerelement eingeschaltet werden, wobei dann die Größe des magnetischen Feldes die gewünschte Flüssigkeitsmenge eines Tröpfchen bestimmt.
Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Dort zeigen Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem Magnetsystem in unmittelbarer Nähe einer Düsenplatte und Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise.
Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt. eine mit Schreibflüssigkeit gefüllte Düse 1, die hier Bestandteil eines Schreibkopfes 2 ist. Am vorderen Ende des Schreibkopfes 2 ist-eine Düsenplatte 3 ist einer Austrittsöffnung 4 vorgesehen. Zur Ansteuerung der Düse 1 ist als elektromechanisches Wandlerelement ein die Düse 1 zylinderförmig umfassendes piezokeramisches Röhrchen 5 vorgesehen, dessen innerer Durchmesser sich bei Anliegen eines geeigneten Ansteuerimpulses UW verengt und im Inneren der Düse 1 dann eine Stoßwelle' erzeugt. Uber die Austrittsöffnung 4 der Düsenplatte 3 tritt daraufhin Schreibflüssigkeit aus, die nach Erreichen einer durch die geometrische Dimensionierung -der Durchmesser sowie durch'die Größe des Ansteuerimpulses bestimmten, Länge abreißt und in Tröpf. -chenform auf einen hier nicht dargestellten Aufzeichnungsträger geschleudert wird. Die auf diese Weise gebildeten Tröpfchen besitzen immer eine gleiche Größe. Verwendet man nun aber eine magnetische Schreibflüssigkeit1 z.B. eine Flüssigkeit', in der in feinster Verteilung ferromagnetische Teilchen eingelagert sind, so kann die Tröpfchengröße individuell eingestellt werden. Dazu ist ein Magnetfeldsystem vorgesehen, das im Beispiel aus einem Elektromagnet 6 und dessen Spule 7 besteht. Die Polschuhe des Elek- tromagneten 6 umfassen die Düse 1 im Beispiel hinter der Düsenplatte 3. Bei Ansteuerung über die Spule 7 wird das auf die magnetische Schreibflüssigkeit einwirkende Feld eingeschaltet und die Viskosität der Schreibflüssigkeit wird dadurch erhöht. Das führt zu einem früheren Abreißen des aus der Austrittsöffnung 4 austretenden Flüssigkeitswulstes und damit zu kleineren, eine geringere Menge an Schreibflüssigkeit enthaltenden Tröpfchen. Die Dosierung des ausgestoßenen Flüssigkeitsvolumens wird durch den Zeitpunkt der Einschaltung des Magnetfeldes und/oder durch die Größe des Magnetfeldes bestimmt. Im Ausführungsbeispiel erfolgt in Einschaltung des Magnetfeldes gegenüber der Einschaltung des elektromechanischen Wandlerelementes verzögert. Zur näheren Erläuterung wird dazu auf Fig. 2 verwiesen. Dort ist in Zeile 1 der Ansteuerimpuls UW für das elektromechanische Wandlerelement 5 und in Zeile 2 der Ansteuerimpuls UM für das Magnetfeld 6, 7 dargestellt. Zum Zeitpunkt to steht der Ansteuerimpuls UW für das Wandlerelement 5 ein und führt etwa zum Zeitpunkt tl zur Ausbildung einer Schockwelle in der Düse 1. Damit beginnt auch der Ausstoß von Flüssigkeit. Diese wird bei Fehlen weiterer Einflüsse zum Zeitpunkt t4 sozusagen abgerissen und als Tröfpchen gegen den Aufzeichnungsträger gespritzt. Wird jedoch nach Ablauf einer einstellbaren Verzögerungszeit t zum Zeitpunkt t2 das Magnetfeld eingeschaltet (Impuls UW), so erhöht sich im Bereich der Austrittsstelle die Viskosität der Schreibflüssigkeit derart, daß bereits vor dem Zeitpunkt t4 der Flüssigkeitswulst abreißt und ein TröSchen mit kleinerem Flüssigkeitsvolumen ausgespritzt wird. Durch die Einstellung der Verzögerungszeit g ist die Dosierung beliebig fein einstellbar. Es lassen sich somit die insbesondere für Faksimiledruckverfahren geforderten Grauwerte in den gewünschten Abstufungen erreichen.
Die Erfindung wurde anhand eines Beispieles erläutert, bei dem das Magnetfeld nach Ablauf einer einstellbaren Verzögerungszeit eingeschaltet wird. Es liegt jedoch auch im Rahmen der Erfindung, das Magnetfeld bereits ummittelbar mit Auftreten eines Ansteuerimpulses fr das elektromechanische Wandlerelement einzuschalten und dessen Intensität und damit auch die Viskosität der Schreibflüssigkeit derart einzustellen, daß Tröpfchen verschiedener Größe entstehen.
4 Patentansprüche 2 Figuren

Claims

Patentansprüche 1. Anordnung zur steuerbaren Dosierung der tröpfchenför mit über eine Düse ausgestoßenen Schreibflüssigkeit in Flüssigkeitsschreibeinrichtungen mit elektromechanischen Wandlerelementen unter Verwendung einer durch ein magnetisches Feld beeinflußbaren SchreibflUssigkeit, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der DUse (1) im Bereich des Austritts (4) der Schreibflüssigkeit ein Magnetfeldsystem (6,7) zugeordnet ist, über dessen einstellbares Magnetfeld die Viskosität der Schreibflüssigkeit in diesem Bereich verändert wird.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ne t , daß das Magnetfeldsystem (6,7) nur für die Erzeugung von Tröpfchen mit reduzierter Größe eingeschaltet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n-n z e i c h n e t , daß der Ansteuerimpuls (UM) für das Magnetfeldsystem (6,7) gegenüber einem Ansteuerimpuls (UW) für das elektromagnetische Wandlerelement (5) einstellbar verzögert' (g) ist, und daß die Verzögerung (#) abhängig von der gewünschten Flüssigkeitsmenge eines Tröfpchens ist.
4. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ansteuerimpuls (UM) für das Magnetfeldsystem (6,7) gleichzeitig mit einem Ansteuerimpuls (UW) für das elektromechanishe Wandlerelement (5) zur Verfügung steht und die Größe des Magnetfeldes abhängig vom gewünschten Flüssigkeitsvolumen eines Tröpfchens ist.