DE3039164A1

DE3039164A1 - Tintenstrahlschreiber

Info

Publication number: DE3039164A1
Application number: DE19803039164
Authority: DE
Inventors: Yoshihumi Kawasaki Kanagawa Hattori; Yukio Yokohama Kanagawa Kasugayama; Hiroshi Kawasaki Kanagawa Kyogoku; Shigeru Yokohama Kanagawa Okamura; Shigemitsu Matsudo Chiba Tazaki; Koji Mitaka Tokyo Terasawa
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1979-10-23
Filing date: 1980-10-16
Publication date: 1981-05-07
Also published as: US4352114A; JPS5660261A

Description

Beschreibung *^'

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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tintenstrahlschreiber gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

Tintenstrahlschreiber (auch: Tintenstrahldrucker) dienen zum Aufzeichnen von Zeichen oder Bildern durch Abgabe flüssiger Tinte in Tröpfchenform. Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Tintenstrahlschreiber, die unabhängig von der Temperatürabhängigkeit der Viskosität der verwendeten Tinte konstant gleichmäßige Tintentröpfchen abgeben können.

Es sind bereits verschiedene Arten von Tintenstrahlschreibern bekannt und in Gebrauch. Ein derartiger Tintenstrahlschreiber besitzt im allgemeinen ein Elektrostriktionselement, das einem Teil einer Tintenkammer zugeordnet ist, in der die zum Drucken oder Schreiben verwendete Tinte gespeichert ist. Durch Anlegen einer vorgegebenen Spannung wird das Elektrostriktionselement verformt, um dadurch das Volumen der Tintenkammer zu vermindern und so ein Tintentröpfchen mit einem Durchmesser im Bereich zwischen 50 - 100 um aus einer mit der Tintenkammer verbundenen Tintendüse entsprechenden Durchmessers austreten zu lassen. Die für derartige Tintenstrahldrucker geeignete Tinte muß gewisse physikalische Eigenschaften aufweisen, damit die für die Erzeugung von Punkten auf einem Aufzeichnungsträger benötigten Tintentröpfchen von dem Tröpfchenerzeugungsmechanismus abgegeben werden können. Die

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Tinte besitzt im allgemeinen eine Viskosität zwischen 2 - 1Ocp und hat eine Oberflächenspannung im Bereich zwischen

40 - 5Odyne/cß . Die Viskosität als eine der Eigenschaf ten der Tinte weist eine besonders ausgeprägte Temperaturab^ hängigkeit auf und kann leicht außerhalb des erforderlichen Bereichs liegen, selbst in einem Temperaturbereich zwischen. _;, 0 - 40°C» in dem die Vorrichtung normal arbeiten soll. _; Speziell bei niedrigen Temperaturen wird der normale Austritt der Tinte häufig durch eine.hohe.Viskosität.gehemmt. ■

Um den oben aufgezeigten-Nachteil zu vermeiden, wurde eine Heizvorrichtung verwendet, um die Tinte auf der erforderlichen Temperatur zu halten. Wenngleich durch, diese Maßnahme die richtigen physikalischen Eigenschaften erzielt werden, wenn die Tinte auf einer konstanten Temperatur gehalten wird, so läßt es sich nicht vermeiden, daß hierbei eine gewisse Zeit zum Aufheizen der Tinte auf eine. Temperatur, benötigt ,wird, nachdem die Stromversorgung eingeschaltet, ist. Es. muß also eine,.. Verzögerung in Kauf genommen werden, bevor der Drucker funktionsfähig wird.. .-..-. . .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahlschreiber der eingangs genannten Art anzugeben, der in der Lage ist, die temperaturabhängige. Änderung der Tintenviskosität sicher und mit geringem Aufwand zu kompensieren, um dadurch, ohne Zeitverlust die sofortige ¥ei*wendung des Schreibers zu ermöglichen. ...

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Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebene Erfindung gelöst.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine graphische Darstellung eines Beispiels der Viskosität-Temperatur-Kennlinie von Tinte,

Fig. 2A ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels einer Treiberschaltung für das Elektrostriktionselement bei einem herkömmlichen Tintenstrahlschreiber,

Fig. 2B ein Wellenformdiagramm, das den Verlauf der dem Elektrostriktionselement zugeführten Spannung zeigt,

Fig. 3 eine graphische Darstellung eines Beispiels für die dem Elektrostriktionselement in erfindungsgemäßer Weise zugeführten Spannung als Funktion der Temperatur, und

Fig. 4 ein Schaltungsdiagramm eines Ausfühi-ungsbeispiels einer Stromversorgungsschaltung, mit der der in Fig. 3 gezeigte Verlauf erzielbar ist.

Wenngleich die Viskosität der in einem Tintenstrahlschreiber verwendeten Tinte im Idealfall unabhängig von der Temperatur

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konstant bleiben sollte, so unterliegt sie jedoch einer temperaturabhängigen Änderung, wie in Fig. 1 dargestellt ist. Hierdurch wird die Bildung von Tintentröpfchen nach dem Austritt der Tinte oder die Fixierung auf dem Papier beeinflußt. Die Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur hat im allgemeinen den in Fig. 1 dargestellten Verlauf, wenngleich sie in einem gewissen Maß mit der Zusammensetzung der Tinte schwankt. Die Viskosität kann bei O⁰C über 1Ocp liegen.

Fig. 2A zeigt ein Beispiel der herkömmlichen Treiberschaltung für das Elektrostriktionselement. Die Schaltungsanordnung beinhaltet das Elektrostriktionselement 1, Widerstände 2, 3» 4 und einen Leistungstransisitor 5· An den Basistransistor 3 wird ein Tintenaustritts-Steuerimpulssignal 6 gegeben, um den Transistor 5 in den leitenden Zustand zu bringen, wodurch das Potential am Verbindungspunkt 7 zwischen dem Elektrostriktionselement 1 und dem Kollektor des Transistors 5 rasch vermindert wird (s. Fig. 2B), um das Elektrostriktionselement zu treiben. V/ie in den Fig. 2A und 2B gezeigt ist, wird die dem Element 1 zugeführte Spannung V™, die nach der herkömmlichen Methode stets konstant gehalten wird, bei der vorliegenden Erfindung als Funktion der Temperatur gesteuert, wie in Fig. 3 gezeigt ist. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das Elektrostriktionselement bei einer niedrigen Temperatur, bei der die Viskosität größer ist, mit einer höheren Spannung getrieben, wohingegen das Element bei höherer Temperatur, die eine niedrigere

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Viskosität bedingt, mit einer niedrigeren Spannung getrieben wird, um dadurch ungeachtet der Temperatur einen im wesentlichen konstanten Tintenaustritt zu erzielen. In Fig. 3sind die Spannungen \?*, V^₀ und V„₂ dargestellt, die bei 0°, 25°, bzw. 40 C angelegt werden.

Fig. 4 zeigt ein Beispiel für eine Stromversorgungsschaltung, die für die Änderung der zugeführten Spannung V„ gemäß Fig. 3 sorgt. Der Primärwicklung eines Transformators 11, dessen Sekundärwicklung an eine Gleichrichterdiode 12 angeschlossen ist, wird eine Wechselspannung zugeführt. Die gleichgerichtete Spannung wird durch einen Kondensator 13 geglättet und dann an eine aus einem Widerstand 14, einem Thermistor 15 und

gegeben einer Zenerdiode 16 bestehenden Serienschaltung sowie dem Kollektor eines Transistors .17, dessen Basis an den Verbindungspunkt zwischen dem Widerstand 14 und dem Thermistor 15 angeschlossen ist, zugeführt.

Die Ausgangsspannung des Emitters des Transistors 17 wird über ein aus einem Kondensator 18 und einem Widerstand 19 bestehendes Filter als Spannung V_H abgegriffen. Der Widerstand des Termistors 15 nimmt bei höheren Temperaturen ab, um die Spannung an dem Widerstand 14 ansteigen zu lassen, wodurch das Basispotential des Transistors 17 niedriger wird, um das Emitterpotential Vjt entsprechend zu vermindern. Andererseits wird bei einer höheren Temperatur der Widerstand des

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Thermistors 15 größer und hebt somit die Spannung V„ an. Die Versorgungsspannung V™ für das Elektrostriktionselement wird auf diese Weise durch die Verwendung eines Thermistors variiert, um den in Fig. 3 verdeutlichten temperaturabhängigen Antrieb zu erzielen.

Wie oben erläutert, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Volumenänderung der Tintenkammer oder des Tintenbehälters durch die Änderung der Speisespannung für das Elektrostriktionselement in Abhängigkeit von der Temperatur gesteuert, um dadurch unabhängig von der Temperatur einen konstanten Tintenaustritt zu gewährleisten. Es ist möglich, selbst unmittelbar nach dem Einschalten der Stromquelle ohne zeitliche Verzögerung einen stabilen Tintenaustritt zu erzielen, und dies wird mit einer einfach aufgebauten, billigen Schaltung erreicht. Der Fachmann erkennt, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Verwendung der in Fig. dargestellten Schaltungsanordnung beschränkt ist, vielmehr kann jede andere Stromversorgunsschaltung verwendet werden, die von einem Thermistor oder irgendeinem anderen temperaturempfindlichen Element Gebrauch macht.

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Leerseite

Claims

BLUMBACH ♦ WESiHR · BERGEN · KRAMER

zwiRNER-HOFFMANN 30" ':d4

PATENTANWÄLTE IN MÜNCHEN UND WIESBADEN

Patentconsull Radeckestraße 43 8000 München 60 Telefon (089) 883603/833604 Telex 05-212313 Telegramme Patentconsult Patentconsult Sonnenberger Straße 43 6200 Wiesbaden Telefon (05121) 562943/561998 Telex 04-186237 Telegramme Patentconsult

Canon K. K. Case 998

Tokyo, Japan

Tintenstrahlschreiber Patentansprüche

j 1.\Tintenstrahlschreiber, mit einem Elektrostriktionselement, das wenigstens einem Teil eines Tintenbehälters zugeordnet ist, um in Abhängigkeit einer dem Elektrostriktionselement zugeführten Spannung den Austritt von Tinte aus einer mit dem Tintenbehälter verbundenen Düse zu veranlassen, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Elektrostriktionselement (1) zugeführte Spannung in Abhängigkeit von Temperaturänderungen variiert wird.
2. Tintenstrahlschreiber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung derart variiert wird, daß sie bei niedrigeren und höheren Temperaturen höher bzw. niedriger wird.

München: R. Kramer Dipl.-Ing. ■ W. Weser Dipl.-Phys. Dr. rer. nat. · E. Hoffmann Dipl.-Ing. Wiesbaden: P.G. Blumbach Dipl.-Ing. . P. Bergen Prof. Dr. jur.Dipl.-Ing., Pat.-Ass., Pat.-Anw.bis 1979 . G. Zwirner Dipl.-Ing. Dipl.-W.-Ing.

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