DE3018586C2

DE3018586C2 - Anordnung zur steuerbaren Dosierung der Schreibflüsigkeit in Flüssigkeitsschreibeinrichtungen

Info

Publication number: DE3018586C2
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: 1984-06-28
Also published as: DE3018586A1

Description

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Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Für Flüssigkeitsschreibeinrichtungen ist es bekannt, die in einer Schreibdüse enthaltene Schreibflüssigkeit mit Hilfe von elektromechanischen Wandlerelementen derart zu beeinflussen, daß die Schreibflüssigkeit tröpfchenweise aus einer auf eine Abdruckstelle gerichtete Austrittsöffnung der Schreibdüsen herausgeschleudert wird (DE-OS 25 43 451). Als elektromechanisches Wandlerelement kommt beispielsweise ein piszoelektrisches 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 ausgestoöenen Flüssigkeit variabel sein muß. Mit den bekannten Einrichtungen könnte das durch eine Änderung der Ansieuerimpulse für das elektromechanische Wandlerelement durchgeführt werden. Nachteilig ist dabei, daß mit einer solchen Ansteuerung auch die Geschwindigkeit der Tröpfchen und der Tröpfchenausstoß selbst spannungsabhängig wird. Eine diesen Nachteil vermeidende andere Methode könnte darin bestehen, jeweils Tröpfchen gleicher Größe zu erzeu- b5 gen 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 Drehgeschwindigkeit ändert. Zur Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einer für Flüssigkeitsschreibeinrichtungen bereits eingesetzten magnetischen Schreibflüssigkeit aus. So ist es z. B. bekannt (DE-OS 25 52 952) eine aus magnetischer Tinte gebildeten Strahl einem Feld auszusetzen, um die Bildung von Satellitentröpfchen zu reduzieren. In einem anderen bekannten Fall (DE-OS 21 48 282) wird eine mit magnetischer Tinte gefüllte Düse auf einen Aufzeichnungsträger gerichtet, und die Tinte wird unter der Einwirkung eines zwischen der Düse und dem Aufzeichnungsträger erzeugten Magnetfeldes aus der Düse sozusagen herausgezogen. Keine dieser bekannten Anordnungen vermag jedoch die der Anmeldung zugrundeliegende Aufgabe zu lösen.

Eine zufriedenstellende Lösung der Aufgabe ergibt sich erst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Maßnahmen.

Mit der Erfindung ist der Vorteil verbunden, daß das Flüssigkeitsvolumen jedes Tröpfchens individuell beliebig fein eingestellt werden kann, was besonders für die Darstellung von Grauwerten, z. B. für den sogenannten Faksimiledruck günstig ist.

In Ausgestaltung der Erfindung wird das Magnetfeldsystem nur für die Erzeugung von Tröpfchen mit reduzierter Größe eingeschaltet. Die Ansteuerung des Magnelfeldsystems kann dabei mit einem gegenüber dem Ansteuerimpuls für das elektromagnetische 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 Tröpfchens bestimmt.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Dort zeigt

F i g. 1 ein Ausführungsbeispiel mit einem Magnetsystem in unmittelbarer Nähe einer Düsenplatte und

Fig. 2 ein Impulsdiagramm zur Erläuterung der Betriebsweise.

Das in F i g. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine mit Schreibflüssigkeit gefüllte Düse I₁ die hier Bestandteil eines Schreibkopfes 2 ist. Am vorderen Ende des Schreibkopfes 2 ist eine Düsenplatte 3 mit 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. Über 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 Tröpfchenform auf einer hier nicht dargestellten Aufzeichnungsträger geschleudert wird. Die auf diese Weise gebildeten Tröpfchen besitzen immer eine gleiche Größe. Verwendet man nun aber eine magnetische Schreibflüssigkeit, z. B. eine Flüssigkeit, in der in feinster

Verteilung ferromagnetische Teilchen eingelagert sind, so kann die Tröpfchengröße individuell eingestellt werden. Dazu ist ein Magnetfeldsystem vorgssehen, das im Beispiel aus einem Elektromagnet 6 und dessen Spule 7 besteht. Die Polschuhe des Elektromagneten 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 das Fiießverhalten 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 Flüssigkeitsvoluinens wird durch den Zeitpunkt der Einschaltung des Magnetfeldes und/oder durch die Größe des Magnetfeldes bestimmt. Im Ausführungsbeispiel erfolgt die Einschaltung des Magnetfeldes gegenüber der Einschaltung des elektromechanischen Wandlerelementes verzögert. Zur näheren Erläuterung wird dazu auf F i g. 2 verwiesen. Dort ist in Zeile 1 der Ansteuerimpuls UWtür 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 11 zur Ausbildung einer Schockwelle in der Düse t. Damit beginnt auch der Ausstoß von Flüssigkeit. Diese wird bei Fehlen weiterer Einflüsse zum Zeitpunkt 14 sozusagen abgerissen und als Tröpfchen gegen den Aufv:eichnungsträger gespritzt. Wird jedoch nach Ablauf einer einstellbaren Verzögerungszeit τ zum Zeitpunkt 12 das Magnetfeld eingeschaltet (Impuls UW), so wird im Bereich der Austrittsstelle der Fluß der Schreibflüssigkeit derart gebremst, daß bereits vor dem Zeitpunkt 14 der Flüssigkeitswulst abreißt und ein Tröpfchen mit kleinerem Flüssigk^itsvolumen ausgespritzt wird. Durch die Einstellung der Verzögerungszeit τ 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 unmittelbar mit Auftreten eines Ansteuerimpulses für das elf.'ktromechanische Wandlerelement einzuschalten und dessen Intensität und damit auch das Fließverhalten der Schreibflüssigkeit derart einzustellen, daß Tröpfchen verschiedener Größe entstehen.

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Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Anordnung zur steuerbaren Dosierung der tröpfchenförmig über eine Düse ausgestoßenen Schreibflüssigkeit in Flüssigkeitsschreibeinrichtungen mit elektromechanischen Wandlerelementen, dadurch gekennzeichnet, daß der Düse(l) im Bereich des Austritts (4) der Schreibflüssigkeit ein Magnetfeldsystem (6,7) zugeordnet ist, über dessen einstellbares Magnetfeld das Fließverhalten einer durch ein magnetisches Feld beeinflußbaren Schreibflüssigkeit in diesem Bereich verändert wird.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Magnetfeldsystem (6,7) nur für die Erzeugung von Tröpfchen mit reduzierter Größe eingeschaltet ist.

3. Anordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerimpuls (UM) für das Magnetfeldsystem (6,7) gegenüber einem Ansteuerimpuls (UW) für das elektromagnetische Wandlerelement (5) einstellbar verzögert (r) ist, und daß die Verzögerung (r) abhängig von der gewünschten Flüssigkeitsmenge eines Tröpfchens ist.

4. Anordnung nach Anspruch I und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansteuerimpuls (UM) für das Magnetfeldsystem (6, 7) gleichzeitig mit einem Ansteuerimpuls (UW) für das elektromechanische Wandlerelement (5) zur Verfügung steht und die Größe des Magnetfeldes abhängig vom gewünschten Flüssigkeitsvolumen eines Tröpfchens ist.