RU2376146C1 - Portable gadget to eject fluid and method of ejecting fluid drops - Google Patents
Portable gadget to eject fluid and method of ejecting fluid drops Download PDFInfo
- Publication number
- RU2376146C1 RU2376146C1 RU2008114320/12A RU2008114320A RU2376146C1 RU 2376146 C1 RU2376146 C1 RU 2376146C1 RU 2008114320/12 A RU2008114320/12 A RU 2008114320/12A RU 2008114320 A RU2008114320 A RU 2008114320A RU 2376146 C1 RU2376146 C1 RU 2376146C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- ejection
- head
- nozzles
- chambers
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Coating Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к головкам для выброса капель жидкости и инструментам, содержащим такие головки. Настоящее изобретение также относится к способам выброса капель жидкости из таких головок.The present invention relates to heads for ejecting liquid droplets and tools containing such heads. The present invention also relates to methods for ejecting liquid droplets from such heads.
Более конкретно настоящее изобретение относится к головке для выброса капель жидкости, предназначенной для установки в инструмент для выброса жидкости, при этом указанная головка содержит множество сопел для выброса, через которые капли выбрасываются из головки, и множество исполнительных камер, имеющих, по меньшей мере, одно впускное отверстие, соединенное с резервуаром с жидкостью для подачи ее в исполнительную камеру, по меньшей мере, одно исполнительное средство, предназначенное для создания пульсаций в жидкости, содержащейся в камере, под действием энергии,, полученной от управляющего устройства и, по меньшей мере, одну выпускную часть, соединенную, по меньшей мере, с одним соплом для выброса из указанного множества сопел.More specifically, the present invention relates to a head for ejecting liquid droplets for installation in a tool for ejecting a liquid, wherein said head comprises a plurality of ejection nozzles through which droplets are ejected from the head, and a plurality of actuating chambers having at least one an inlet connected to a reservoir with a liquid for supplying it to the actuating chamber, at least one actuating means designed to create ripples in the liquid contained in the chamber Here, under the action of energy received from the control device and at least one outlet part connected to at least one nozzle for ejection from the specified plurality of nozzles.
В уровне техники описаны головки для выброса чернил, содержащие множество исполнительных камер с одним соплом для выброса на каждое исполнительное средство, выбрасывающее чернила, причем сопла расположены в матричном порядке. Из множества сопел выбрасывается множество капель, при этом каждая выброшенная капля ударяется о покрываемую чернилами поверхность отдельно от других капель с получением на поверхности контакта той же формы, что и матричная форма расположения сопел.In the prior art, ink ejection heads are described comprising a plurality of actuation chambers with one ejection nozzle for each ink ejection actuator, the nozzles being arranged in a matrix order. Many drops are ejected from the plurality of nozzles, with each ejected drop striking the ink-coated surface separately from the other droplets to obtain the same shape on the contact surface as the matrix arrangement of the nozzles.
Эти головки для выброса, как правило, используются в неизменных условиях эксплуатации, где потоки воздуха минимальны, длина струи выброса фиксирована и практически постоянна как, например, в настольных принтерах. В ситуации, когда скорость перемещения переменна в уровне техники для получения большего осаждения чернил, применялось изменение частоты выброса. Тем не менее, это не решает проблему, заключающуюся в выбросе на бóльшие расстояния.These ejection heads are typically used under constant operating conditions, where air flows are minimal, the ejection jet length is fixed and almost constant, such as in desktop printers. In a situation where the movement speed is variable in the prior art to obtain greater ink deposition, a change in the ejection frequency is applied. However, this does not solve the problem of ejecting over longer distances.
Настоящее изобретение выполнено с учетом упомянутых выше недостатков и предлагает альтернативное решение. Таким образом, цель изобретения заключается в том, чтобы предложить устройство для выброса капель жидкости, обеспечивающее, в частности, выброс капель из головки на подкладку с большего расстояния по сравнению с расстоянием, на котором работают обычные устройства. С этой целью один аспект изобретения заключается в том, чтобы предложить головку для выброса капель жидкости упомянутого выше типа, которая отличается тем, что множество сопел расположено так, что выброшенные капли объединяются в заранее заданной точке, расположенной на определенном расстоянии от указанной головки.The present invention is made taking into account the above-mentioned disadvantages and offers an alternative solution. Thus, the aim of the invention is to provide a device for ejecting liquid droplets, providing, in particular, the ejection of droplets from the head onto the lining from a greater distance compared to the distance at which conventional devices operate. To this end, one aspect of the invention is to provide a head for ejecting liquid droplets of the type mentioned above, characterized in that the plurality of nozzles are arranged so that the ejected droplets are combined at a predetermined point located at a certain distance from the specified head.
В настоящей головке сохранено классическое исполнительное устройство, за исключением того, что окончательная капля является результатом объединения множества выброшенных капель из нескольких сопел. Множество выброшенных капель может объединиться в любом месте в зазоре, существующем между головкой и покрываемой поверхностью или объединиться в точке контакта с поверхностью. Бóльшие, а значит более тяжелые, капли будут выбрасываться и перемещаться дальше и точнее, чем мелкие капли. Это является важным достоинством при использовании портативных пишущих устройств, когда расстояния между головкой для выброса капель жидкости и поверхностью для нанесения краски в целом значительно больше по сравнению с областями применения, где используется обычная технология выброса чернил, такая как в настольных струйных принтерах.The classic actuator is retained in this head, with the exception that the final drop is the result of combining a plurality of ejected drops from several nozzles. Many ejected droplets may combine anywhere in the gap existing between the head and the surface to be coated, or combine at the point of contact with the surface. Larger, and therefore heavier, drops will be ejected and moved farther and more accurately than small drops. This is an important advantage when using portable writing devices, when the distance between the head for ejecting liquid droplets and the surface for applying ink is generally significantly greater compared to applications that use conventional ink ejection technology, such as in desktop inkjet printers.
Еще одно достоинство данной конструкции заключается в том, что объединение множества одновременно выброшенных капель вместе на поверхности нанесения или до нее позволяет формировать бóльшую единичную точку на поверхности, то есть без пустот, видимых между отдельными каплями, что может иметь место в обычных устройствах для выброса. Это позволяет рисовать более толстые линии или работать головке при меньшей частоте выброса.Another advantage of this design is that combining a plurality of simultaneously ejected droplets together on or before the application surface allows the formation of a larger unit point on the surface, that is, without voids visible between the individual droplets, which may occur in conventional ejection devices. This allows you to draw thicker lines or work the head at a lower ejection frequency.
Также надо заметить, что для получения бóльших по сравнению с обычными капель за свет объединения многих маленьких капель в большие окончательные капли, настоящее изобретение позволяет использовать исполнительные устройства обычных размеров, таких как те, которые используются в настольных струйных принтерах. Меньший размер исполнительного устройства дает большую свободу при расположении исполнительных устройств в головке для выброса капель жидкости.It should also be noted that to obtain larger drops compared to conventional drops of light, combining many small drops into large final drops, the present invention allows the use of standard size actuators, such as those used in desktop inkjet printers. The smaller size of the actuator gives greater freedom in the arrangement of actuators in the head to eject droplets of liquid.
Дополнительное достоинство состоит в возможности изменять объем окончательных выброшенных капель в зависимости от условий, заданных пользователем или от требуемого результата и получать единственную каплю изменяющегося размера, которая контактирует с поверхностью. Указанное изменение осуществляется путем приведения в действие различного количества исполнительных устройств при каждом выбросе чернил. Это особенно полезно при рисовании линий различной толщины без изменения частоты.An additional advantage is the ability to change the volume of the final discarded droplets depending on the conditions specified by the user or on the desired result and to receive a single drop of varying size, which is in contact with the surface. The specified change is carried out by actuating a different number of actuators with each ink ejection. This is especially useful when drawing lines of various thicknesses without changing the frequency.
Между тем структурно устройство остается таким же, как и классические устройства, с таким же трактом чернил от резервуара до сопла, что сделано для большей надежности.Meanwhile, structurally, the device remains the same as the classical devices, with the same ink path from the tank to the nozzle, which is done for greater reliability.
Различные варианты осуществления изобретения могут дополнительно включать в себя любое из следующих признаков:Various embodiments of the invention may further include any of the following features:
- каждое сопло из множества сопел имеет ось выброса, и сопла ориентированы так, что их оси выброса пересекаются в заданной точке;- each nozzle of the plurality of nozzles has an ejection axis, and the nozzles are oriented so that their ejection axes intersect at a given point;
- множество исполнительных камер расположены, по существу, радиально вокруг центральной оси и заданная точка расположена на указанной центральной оси;- a plurality of executive chambers are arranged substantially radially around a central axis and a predetermined point is located on said central axis;
- предусмотрено множество камер подачи жидкости, каждая камера подачи соединена с впускным отверстием одной исполнительной камеры и содержит, по меньшей мере, одно сквозное отверстие для соединения с резервуаром с жидкостью;- a plurality of fluid supply chambers is provided, each feed chamber is connected to an inlet of one actuating chamber and comprises at least one through-hole for connecting to a reservoir with liquid;
- форма головки является по существу плоской с передней и задней поверхностью, которые параллельны друг другу, сопла выполнены в передней поверхности, а на задней поверхности предусмотрены отверстия, соединенные с впускными отверстиями исполнительных камер;- the shape of the head is essentially flat with a front and rear surfaces that are parallel to each other, nozzles are made in the front surface, and holes are provided on the rear surface connected to the inlet openings of the executive chambers;
- впускные и выпускные части исполнительных камер в целом расположены в основной плоскости плоской пластины и, предпочтительно, вдоль радиальных направлений относительно центральной оси;- the inlet and outlet parts of the executive chambers are generally located in the main plane of the flat plate and, preferably, along radial directions relative to the central axis;
- головка для выброса жидкости изготовлена из кремниевой пластины или выполнена из термопластичного материала;- the head for ejecting liquid is made of a silicon wafer or made of a thermoplastic material;
- исполнительное средство представляет собой средство, выбранное из группы, содержащей: электростатические, термические, пьезоэлектрические исполнительные средства и, предпочтительно, электростатические средства.- the actuating means is a means selected from the group consisting of: electrostatic, thermal, piezoelectric actuating means and, preferably, electrostatic means.
Указанная выше головка для выброса особенно подходит для использования в портативных инструментах для выброса жидкости, содержащих, главным образом, цилиндрический корпус с отверстием на переднем конце и резервуар с жидкостью, аккумулятор, блок управления и головку для выброса капель жидкости, характеризующуюся любым из вышеуказанных признаков.The above ejection head is particularly suitable for use in portable liquid ejection tools, comprising mainly a cylindrical body with a hole at the front end and a liquid reservoir, a battery, a control unit, and a liquid droplet ejection head characterized by any of the above features.
Портативное устройство для выброса капель жидкости может дополнительно характеризоваться:A portable device for ejecting liquid droplets may further be characterized by:
- средством измерения расстояния, предназначенным для определения расстояния между указанной головкой и поверхностью нанесения и предназначенным для выброса жидкости на указанную поверхность в случае, когда указанное расстояние находится в заранее заданном диапазоне;- a means of measuring the distance, designed to determine the distance between the specified head and the application surface and designed to eject fluid onto the specified surface in the case when the specified distance is in a predetermined range;
- тем, что заданная точка расположена на таком расстоянии от головки, что капли жидкости, одновременно выброшенные из сопел, объединяются на указанной поверхности, образуя единое пятно;- the fact that a given point is located at such a distance from the head that liquid droplets simultaneously ejected from the nozzles are combined on the specified surface, forming a single spot;
- заранее заданная точка расположена на таком расстоянии от головки, что капли жидкости, одновременно выброшенные из сопел, объединяются, образуя единое пятно, до контакта с указанной поверхностью;- a predetermined point is located at such a distance from the head that liquid droplets simultaneously ejected from the nozzles are combined to form a single spot until they come into contact with the indicated surface;
- тем, что устройство для выброса жидкости представляет собой пишущее устройство.- the fact that the device for ejecting liquid is a writing device.
Настоящее изобретение также касается способа выброса капель, предназначенного для управления выбросом капель с помощью головки для выброса жидкости, установленной в устройстве для выброса жидкости, который отличается тем, что он включает в себя следующие этапы:The present invention also relates to a droplet ejection method for controlling droplet ejection using a liquid ejection head installed in a liquid ejection device, which is characterized in that it includes the following steps:
- снабжение множеством исполнительных камер, каждая из которых содержит, по меньшей мере, одно впускное отверстие (107), по меньшей мере, одно исполнительное средство, предназначенное для создания пульсаций в жидкости, содержащейся в камере, и, по меньшей мере, одну выпускную часть;- supplying a plurality of actuating chambers, each of which contains at least one inlet (107), at least one actuating means, designed to create pulsations in the liquid contained in the chamber, and at least one outlet ;
- снабжение множеством сопел для выброса, которые соединены с выпускными частями камер из указанного множества исполнительных камер;- supplying a plurality of nozzles for ejection, which are connected to the exhaust parts of the chambers from the specified set of Executive chambers;
- подачу через впускные отверстия в исполнительные камеры жидкости из резервуара с жидкостью;- supply through the inlet openings to the executive chambers of the liquid from the reservoir with the liquid;
- одновременный привод в действие исполнительных средств, по меньшей мере, двух исполнительных камер из указанного множества исполнительных камер, что обеспечивается благодаря подаче энергии от блока управления, при этом, по меньшей мере, две капли жидкости выбрасываются, по меньшей мере, из двух сопел из указанного множества сопел для выброса;- simultaneous drive of the actuating means of at least two actuating chambers from the specified set of actuating chambers, which is ensured by supplying energy from the control unit, while at least two drops of liquid are ejected from at least two nozzles from said plurality of nozzles for ejection;
- расположение указанных сопел так, что указанные, по меньшей мере, две капли жидкости объединяются в заданной точке, расположенной на определенном расстоянии от головки.- the location of these nozzles so that the specified at least two drops of liquid are combined at a given point located at a certain distance from the head.
В другом предпочтительном варианте осуществления изобретения может быть дополнительно предусмотрен любой из следующих этапов:In another preferred embodiment, any of the following steps may be further provided:
- выбор тех из одновременно приводимых в действие камер, чтобы капли, выбрасываемые из сопел, были расположенны на одинаковом расстоянии от заранее заданной точки и под равными углами друг относительно друга;- the choice of those from simultaneously driven chambers so that the droplets ejected from the nozzles are located at the same distance from a predetermined point and at equal angles to each other;
- до этапа приведения в действие определяют количество исполнительных камер, которые будут приведены в действие, что делается с целью получения определенного окончательного размера капли;- before the actuation stage, the number of executive chambers is determined, which will be put into action, which is done in order to obtain a certain final droplet size;
- применение устройства, представляющего собой портативное пишущее устройство, содержащее средство измерения расстояния и/или перемещения, при этом жидкость представляет собой чернила, и способ дополнительно включает в себя следующие этапы:- the use of a device that is a portable writing device containing means for measuring distance and / or movement, the liquid is ink, and the method further includes the following steps:
- по сигналам, полученным средствами измерения, определяют условия письма;- the signals received by the measuring instruments determine the writing conditions;
- повторно выбрасывают капли чернил в зависимости от условий письма, предпочтительно с постоянной частотой выброса;- re-drop ink droplets depending on the writing conditions, preferably with a constant ejection frequency;
- оценивают окончательный определенный размер капли, по меньшей мере, по одному из параметров из группы, содержащей: измеренную скорость перемещения устройства, измеренное расстояние между поверхностью и соплом для выброса и требуемую толщину или стиль получаемой линии.- evaluate the final determined droplet size according to at least one of the parameters from the group consisting of: the measured speed of the device, the measured distance between the surface and the nozzle for ejection and the required thickness or style of the resulting line.
Другие, не ограничивающие изобретение, отличительные признаки и достоинства изобретения будут ясны специалистам в рассматриваемой области из приведенного ниже подробного описания, в котором:Other, non-limiting, distinguishing features and advantages of the invention will be apparent to those skilled in the art from the detailed description below, in which:
фиг.1 - поперечный разрез пишущего инструмента, содержащего головку для выброса, соответствующую первому варианту осуществления изобретения;figure 1 is a cross section of a writing instrument containing a head for ejection, corresponding to the first embodiment of the invention;
фиг.2 - более подробный вид варианта осуществления изобретения по фиг.1, где выброшенные капли объединяются в точке, расположенной до поверхности нанесения краски;figure 2 is a more detailed view of a variant embodiment of the invention of figure 1, where the discarded droplets are combined at a point located before the surface of the paint;
фиг.3 - вид, аналогичный фиг.2, но для второго варианта осуществления изобретения, в котором выброшенные капли объединяются в точке, расположенной на поверхности нанесения краски;figure 3 is a view similar to figure 2, but for the second variant embodiment of the invention, in which the ejected droplets are combined at a point located on the surface of the paint;
фиг.4 - вид в изометрии головки для выброса, которая содержит внешнюю пластину и несущую пластину;4 is an isometric view of an ejection head that comprises an outer plate and a carrier plate;
фиг.5 - вид в изометрии, аналогичный фиг.4, но со снятой внешней пластиной.5 is a perspective view similar to FIG. 4, but with the outer plate removed.
На каждой фигуре одинаковые позиции обозначают аналогичные или те же элементы.In each figure, the same positions indicate the same or the same elements.
На фиг.1 показан конкретный вариант осуществления головки 100 для выброса капель жидкости, которая установлена в бесконтактном пишущем устройстве 1. Тем не менее, это изобретение не ограничено пишущими устройствами и специалистам в рассматриваемой области ясно, что указанный вариант осуществления является одним из возможных вариантов осуществления изобретения, которые одинаково эффективно используются в переносных принтерах, настольных принтерах, устройствах коррекции, устройствах для рисования и других устройствах, в которых жидкость попадает на поверхность без физического контакта устройства и поверхности нанесения краски.Figure 1 shows a specific embodiment of a
Пишущее устройство содержит практически цилиндрический элемент, который расположен между передним концом 11 и задним концом 12, образуя ручку. Цилиндрический элемент содержит внутреннюю стенку 13, ограничивающую полое внутреннее пространство, и внешнюю стенку 14, которую пользователь держит рукой.The writing device contains an almost cylindrical element, which is located between the
Внутреннее полое пространство пишущего устройства 1 содержит резервуар 15 с жидкостью, установленный съемно, чтобы пользователь мог легко его заменить, и содержащий жидкость 16. Жидкость, используемая в этом варианте осуществления, представляет собой видимые чернила, но в зависимости от области применения, жидкость также может являться корректирующей жидкостью, клеем или чем-то другим, подходящим для применения.The inner hollow space of the writing device 1 comprises a
По меньшей мере, один соединительный канал 130 для жидкости расположен между резервуаром 15 с жидкостью и головкой 100 для выброса капель жидкости.At least one
Пишущее устройство 1 дополнительно содержит аккумулятор 17, предназначенный для подачи энергии на блок 20 управления и головку 100 для выброса капель жидкости. Аккумулятор 17 может быть так установлен в пишущем устройстве 1, чтобы его можно было легко заменить, или он может являться частью резервуара 15 с жидкостью, как описано во французской заявке на патент, поданной 22.07.2004 г.№04 08138, или может содержать средство перезарядки, расположенное в пишущем устройстве.The writing device 1 further comprises a
Пишущее устройство 1 также может содержать другие устройства, такие как средство измерения расстояния, расположенное между головкой 100 для выброса жидкости и средством 2, на которое наносится краска, например оптический дальномер 21, средство измерения интенсивности письма ручки, например, с измерителем 22 ускорений.The writing device 1 may also contain other devices, such as distance measuring means located between the
Согласно первому варианту осуществления изобретения головка 100 для выброса капель жидкости установлена в пишущем устройстве 1 и обращена к фронтальному отверстию 19 на переднем конце 11 пишущего устройства 1. Размеры головки невелики, так что она может быть расположена в задней части переднего конца 11, при этом образуется наконечник ручки с невидимой пользователю головкой.According to a first embodiment of the invention, a
Блок 20 управления, который содержит центральный процессор, системные часы и другие элементы и служит для обработки всех данных, таких как данные измерений расстояния и интенсивности письма, и также служит для регулирования и подачи энергии для приведения в действие головки 100 для выброса капель жидкости 16 из сопел 99.The
Также возможно, чтобы блок 20 управления был предназначен только для выброса капель жидкости 16 из головки 100 в случае, когда измеритель 22 ускорений определяет наличие перемещения и когда одновременно оптическая система 21 определяет, что расстояние между соплом 99 и средством 2, на которое наносится краска, находится в диапазоне, ограниченном заданным минимальным значением и заранее заданным максимальным значением, также он может работать по принципу «снова выбросить чернила до тех пор, пока не нарисовано» - то есть когда оптическая система 21 определит, что на поверхности нарисовано нужное и больше рисовать не надо.It is also possible that the
Как хорошо видно на фиг.4 и 5, головка 100 для выброса капель жидкости размещена в несущей пластине 101, на которой расположено множество исполнительных средств 120, также называемых исполнительными устройствами и предназначенных для выброса жидкости 16, и во внешней пластине 102, расположенной сверху несущей пластины 101 и закрывающей несущую пластину, и, таким образом, головка 100 содержит жидкость 16 в камере, которая расположена в головке. Головка 100 содержит переднюю поверхность 110, являющуюся верхней поверхностью внешней пластины 102, и заднюю поверхность 111, являющуюся нижней поверхностью несущей пластины 101.As can be clearly seen in FIGS. 4 and 5, the
Форма несущей пластины 101 и внешней пластины 102, по существу, является квадратной, указанные пластины изготовлены в ходе процесса изготовления полупроводников с использованием кремниевой пластины или чего-то подобного. Тем не менее, для изготовления несущей и внешней пластин (101, 102) могут быть использованы другие материалы. В частности, с целью уменьшения стоимости, эти компоненты головки для выброса жидкости могут быть выполнены из термопластичного материала, такого как поликарбонат.The shape of the
На фиг.5 подробно показана несущая пластина 101 с вырезанной частью внешней пластины 102. Предусмотрено множество исполнительных камер 105 и камер подачи 106. В этом варианте осуществления изобретения три канала 107 подачи образуют соединение камеры 106 подачи и исполнительной камеры 105 и образуют впускные отверстия исполнительных камер 105. Выпускные части 108 исполнительных камер 105 обеспечивают соединение исполнительных камер 105 и сопел 99 для выброса. Возможно различное количество каналов или выполнение каналов 107 разной формы, при условии, что они транспортируют жидкость от камер 106 подачи или непосредственно из резервуара 15 с чернилами до исполнительных камер 105.5, a
Каждое сопло 99 соединено с исполнительной камерой 105 с помощью выпускной части 108, расположенной в несущей пластине 102. Тем не менее, возможно соединение двух или более сопел из всего множества сопел с одной исполнительной камерой и соединение одного сопла с двумя или нескольким исполнительными камерами.Each
Исполнительная камера 105, содержащая исполнительное средство 120, соединена с блоком 20 управления линиями передачи сигнала (не показаны) для подачи энергии и приведения в действие исполнительного средства 120.An
Внешняя пластина 102 представляет собой тонкую пластину, которую пересекает центральная ось X. Множество сопел 99 расположено на передней поверхности 110, по существу, по радиусу и на одном расстоянии от этой центральной оси X. Каждое сопло 99 из множества сопел имеет ось XI выброса, при этом все оси выброса сопел из множества сопел 99 пересекаются одна с другой в заданной точке Р. Точка Р расположена на заранее заданном расстоянии между головкой 100 для выброса и средством 2, на которое наносится краска. На фиг.2 и 3 показаны два различных случая, когда капли объединяются до поверхности средства 2 (фиг.2) и на этой поверхности (фиг.3). Таким образом, точка Р является точкой, где множество выброшенных капель, полученных из множества сопел 99, объединяются для нанесения на поверхность средства 2 одного пятна. Термин «объединяются» обозначает то, что множество капель собираются вместе и оказывают действие вместе. Выброшенные капли могут соединиться и, касаясь друг друга, продолжить перемещаться вместе по немного другой траектории. В качестве альтернативы, они могут физически объединиться и образовать единую однородную каплю.The
Как показано на фиг.5, каждая из шести исполнительных камер 105 соединена с одной из шести камер 106 подачи жидкости и камеры 105 радиально расположены вокруг центральной оси X.As shown in FIG. 5, each of the six
Каждая исполнительная камера 105, по существу, имеет форму сектора, тем не менее, форма исполнительной камеры 105 может быть любой, при условии размещения исполнительного средства 120 и обеспечения соединения выпускной части 108, по меньшей мере, с одним соплом 99, выполненным во внешней пластине 102. Исполнительные камеры 105 и камеры 106 подачи расположены на одном расстоянии от центра и под равными углами друг относительно друга и в целом размещены в одной и той же плоскости несущей пластины 101. Сопла 99 также расположены симметрично вокруг центральной оси Х и под равными углами друг относительно друга. Следовательно, капля чернил, полученная как объединенная капля в точке Р, перемещается вдоль центральной оси Х и наносится на поверхность 2 с большой точностью. Тем не менее, возможно, чтобы капли специально были неравномерно распределены, так что в точке Р они объединяются и сталкиваются с поверхностью 2 под углом относительно центральной оси X.Each
Жидкость 16 направляется через исполнительные камеры по направлению к внешним частям 108 под действием энергии пульсаций, созданных исполнительными устройствами 120, которые являются частью исполнительных камер 105. Сами исполнительные камеры 105 снабжаются жидкостью 16 из камер 106 подачи жидкости. В этом варианте осуществления исполнительные камеры 105 и камеры 106 подачи соединены одна с одной, тем не менее, возможно, чтобы одна камера 106 подачи жидкости была соединена более чем с одной исполнительной камерой 105.The fluid 16 is guided through the actuation chambers toward the
Камеры 106 подачи жидкости соединены с резервуаром 15 с жидкостью и в каждый момент времени содержат небольшое количество жидкости 16, которая может течь от камер 106 подачи в исполнительные камеры 105.The
Кроме того, соединительные каналы 107, соединяющие камеры 106 подачи и исполнительные камеры 105 сконструированы так, чтобы облегчить истечение жидкости 16 в исполнительные камеры 105, но обеспечить гораздо большее сопротивление обратному потоку и под пульсирующим давлением, воздействующим со стороны исполнительных устройств 120 с использованием энергии блока 20 управления. Если выпускная часть 108 является отдельной частью по отношению к исполнительным камерам 105, то канал к выпускной части должен обеспечивать насколько возможно малое сопротивление для пульсирующей жидкости, протекающей через эту часть.In addition, the connecting
Отверстие 109 подачи чернил расположено в каждой камере 106 подачи жидкости. Отверстие 109 подачи чернил проходит сквозь несущую пластину 101 до ее задней поверхности 111, которая также является задней поверхностью головки 100 для выброса. Отверстие 109 соединено с резервуаром 15 с жидкостью.An
Описанный вариант осуществления содержит шесть исполнительных камер 105, тем не менее, в рамках описанной здесь концепции, может быть использовано любое количество исполнительных камер.The described embodiment comprises six
Управлять исполнительными камерами 105, в частности исполнительными устройствами 120, можно индивидуально, группами или параллельно всеми вместе. Тем не менее, на практике управляют расположенными друг напротив друга парами или группами исполнительных устройств 120, независимо от количества камер.The
В типовой конфигурации описанного выше устройства 100 для выброса капель, объем микроскопической капли, импульсно выбрасываемой из исполнительной камеры 105, обычно находится в диапазоне от 25 до 80 пиколитров, так что общий объем всех камер приблизительно равен 150-200 пл.In the typical configuration of the
Важно заметить, что указанная концепция может быть реализована с использованием любого исполнительного средства, включая пьезоэлектрические, термические или электростатические исполнительные устройства.It is important to note that this concept can be implemented using any actuating means, including piezoelectric, thermal or electrostatic actuators.
Наиболее простым средством осуществления пульсации жидкости является термическая головка, тем не менее, она обладает недостатком, заключающимся в ограниченном ресурсе. Для преодоления проблемы ограниченного ресурса, блок управления может быть выполнен так, чтобы чередовать использование конкретного исполнительного устройства в зависимости от предыдущей деятельности, что призвано равномерно распределить износ по всем исполнительным устройствам.The simplest means of fluid pulsation is a thermal head, however, it has the disadvantage of a limited resource. To overcome the problem of a limited resource, the control unit can be designed to alternate the use of a specific actuator depending on previous activities, which is designed to evenly distribute wear across all actuators.
Другим исполнительным средством могут быть пьезоэлектрические исполнительные устройства. Достоинством указанных устройств является то, что на них не накладывается ограничений при использовании с жидкостями не на водной основе. Тем не менее, в ручных устройствах высокие напряжения, требуемые для приведения в действие, неблагоприятно воздействуют на пьезоэлектрические исполнительные устройства.Other actuating means may be piezoelectric actuators. The advantage of these devices is that they are not subject to restrictions when used with non-aqueous liquids. However, in hand-held devices, the high voltages required to drive act adversely on piezoelectric actuators.
Предпочтительное исполнительное средство представляет собой электростатическое исполнительное устройство, что объясняется высокой эффективностью использования энергии, в частности, при небольших размерах. Также такое устройство не ограничивается применением жидкостей на водной основе и для работы требует небольших напряжений.The preferred actuating means is an electrostatic actuating device, due to the high energy efficiency, in particular for small sizes. Also, such a device is not limited to the use of water-based fluids and requires low voltages to operate.
Другой возможный вариант осуществления настоящего изобретения заключается в возможности смешивания различных жидкостей, например возможности смешивания чернил различных цветов. Вместо того чтобы резервуар 15 с жидкостью содержал жидкость одного цвета, можно предусмотреть разделение резервуара на несколько контейнеров с жидкостями различных цветов, при этом, учитывая различные весовые факторы или коэффициенты использования, объемы контейнеров не обязательно совпадают. Далее в опоре 110 головки для выброса жидкости может быть выполнено множество каналов 130 подачи, чтобы за каждый цвет было ответственно только подмножество общего количества исполнительных устройств. В этом варианте осуществления изобретения и с использованием четырех отдельных цветов, содержащих синий, пурпурный, желтый и черный, возможно, чтобы пользователь писал любым цветом, полученным комбинированием упомянутых выше цветов.Another possible implementation of the present invention is the ability to mix various liquids, for example the ability to mix inks of different colors. Instead of the
Далее будет описан способ выброса капель жидкости из головок 100 для выброса капель жидкости, который соответствует вариантам осуществления изобретения.Next, a method for ejecting liquid droplets from the
Как упомянуто выше, в конкретном варианте осуществления изобретения головка 100 для выброса жидкости установлена на конце пишущего устройства 1 и устройство 1 с жидкостью содержит блок 20 управления, аккумулятор 17, снабжающий энергией блок 20 управления, и резервуар 15 с жидкостью.As mentioned above, in a specific embodiment of the invention, a
Чернила расположены или в стационарном или в сменном резервуаре 15 с чернилами, который размещен в корпусе пишущего устройства 1, из указанного резервуара 15 чернила 16, по меньшей мере, через один соединительный канал 130 подают в головку 100 для выброса капель. Камера 106 подачи жидкости позволяет иметь в распоряжении небольшой отдельный резерв чернил 16 для использования в соответствующей исполнительной камере 105. Сквозное отверстие 109, расположенное в указанной камере 106 подачи жидкости, соединено с резервуаром 15 с жидкостью.The ink is located either in a stationary or
Исполнительное устройство 120, расположенное в исполнительной камере 105, может представлять собой устройство следующего типа: электростатическое, пьезоэлектрическое, термическое. В настоящем описании подробно не раскрыто функционирование исполнительных устройств указанных различных типов, так как существует большое количество вариантов осуществления этих устройств и они хорошо известны в технике.The
По команде из блока 20 управления, исполнительные устройства 120, расположенные в исполнительных камерах 105, приводятся в действие благодаря подводу пульсирующей энергии от блока 20 управления.On command from the
Этот поток энергии в основном ориентирован по пути наименьшего сопротивления, который направлен к центру выпускной части 108. Затем импульс, содержащий небольшое количество жидкости 16, перемещается к соплам 99. Этот импульс жидкости из исполнительных камер 105 проходит несущую пластину 101 вдоль основной плоскости по направлению к соплам 99. Капли выходят из сопел 99, расположенных во внешней пластине 102, и вместе с другими каплями, полученными в то же мгновение времени из других исполнительных камер 105, объединяются в точке Р после выброса из сопел 99.This energy flow is mainly oriented along the path of least resistance, which is directed to the center of the
Возможно применять исполнительные устройства 120 так, чтобы каждое исполнительное устройство приводилось в действие, в среднем, примерно одинаковое количество раз. Это особенно важно для исполнительных устройств термического типа.It is possible to use
Головка 100, а также блок 120 управления, должны выбрасывать чернила с достаточно большой частотой, чтобы отдельные капли чернил были не видны и выброс казался непрерывным. Таким образом, блок 20 управления приводит в действие разное число исполнительных устройств 120 при постоянной частоте от 500 до 800 Гц, что делается с целью обеспечения на поверхности для письма капель приемлемого размера с тем, чтобы добиться приемлемой толщины написанной линии, в зависимости от скорости перемещения устройства 1. Желательно, чтобы объем объединенной капли в точке Р был примерно равен 150-200 пиколитров, что необходимо для создания приемлемой толщины линии на поверхности 2 для письма, например толщины, равной 0,3 мм при одном проходе.The
Достоинство этого по сравнению со случаем переменного размера одной капли состоит в том, что даже в случае быстрого перемещения кончика ручки, при предотвращении визуального разделения отдельных капель, может поддерживаться приемлемая частота выброса чернил.The advantage of this compared to the case of a variable size of one drop is that even in the case of a quick movement of the tip of the pen, while preventing the visual separation of individual drops, an acceptable ink ejection frequency can be maintained.
Блок 20 управления определяет количество исполнительных устройств 120, которые необходимо привести в действие для изменения толщины линии в зависимости от скорости сканирования, полученной внутренними датчиками ручки, такими как измеритель 22 ускорений, или от внешних команд, таких как давление на рукоятку ручки, или от настроек пользователя.The
Размер капель также можно установить в соответствии с измеренным расстоянием между соплом 99 и поверхностью для письма средства 2, что делается для гарантированного воздействия капель на эту поверхность. Также возможно изменять размер капель с целью изменения толщины написанной линии.The size of the droplets can also be set in accordance with the measured distance between the
Claims (16)
множество сопел (99) для выброса, через которые капли выбрасываются из указанной головки (100), и
множество исполнительных камер (105), при этом каждая исполнительная камера содержит, по меньшей мере, одну выпускную часть (108) и, по меньшей мере, одно впускное отверстие (107), соединенное с резервуаром (15) с жидкостью для подачи жидкости (16) в указанную исполнительную камеру (105),
по меньшей мере, одно исполнительное средство (120) для создания пульсаций в жидкости, содержащейся в исполнительной камере (105), под действием энергии, полученной от устройства (20) управления, и
по меньшей мере, одну выпускную часть (108), соединенную, по меньшей мере, с одним соплом (99) для выброса из указанного множества сопел для выброса,
отличающийся тем, что
сопла (99) из указанного множество сопел (99) расположены по радиусу и на одном расстоянии от центральной оси (X) так, что выброшенные капли объединяются в заданной точке, расположенной на некотором расстоянии от головки (100),
каждое сопло из указанного множества сопел имеет ось выброса, при этом сопла из указанного множества сопел расположены так, что их оси выброса пересекаются друг с другом в заданной точке,
камеры (105) из множества исполнительных камер (105) расположены, по существу, радиально вокруг центральной оси, а указанная заданная точка расположена на указанной центральной оси (X) и
сопла (99) из множества сопел (99) для выброса от головки (100) для выброса направлены наружу от переднего отверстия (19) цилиндрического корпуса (14).1. A portable liquid ejection tool (1) having an almost cylindrical body (14) with an opening (19) at the front end (11), including a reservoir (15) with liquid, a battery (17), a control unit (20) and a head (100) for ejecting drops of liquid, while the head (100) for ejecting drops of liquid contains
a plurality of ejection nozzles (99) through which droplets are ejected from said head (100), and
a plurality of actuating chambers (105), each actuating chamber comprising at least one outlet part (108) and at least one inlet (107) connected to the liquid reservoir (15) for supplying liquid (16) ) into said actuating chamber (105),
at least one actuating means (120) for creating pulsations in the liquid contained in the actuating chamber (105) under the action of energy received from the control device (20), and
at least one outlet part (108) connected to at least one nozzle (99) for ejecting from said plurality of ejection nozzles,
characterized in that
nozzles (99) from the aforementioned set of nozzles (99) are located along the radius and at the same distance from the central axis (X) so that the ejected droplets are combined at a given point located at a certain distance from the head (100),
each nozzle from the specified set of nozzles has an ejection axis, while nozzles from the specified set of nozzles are arranged so that their ejection axes intersect each other at a given point,
chambers (105) of the plurality of executive chambers (105) are arranged substantially radially around a central axis, and said predetermined point is located on said central axis (X) and
nozzles (99) of the plurality of nozzles (99) for ejection from the head (100) for ejection are directed outward from the front opening (19) of the cylindrical body (14).
снабжение множеством исполнительных камер (105), расположенных, по существу, радиально вокруг центральной оси (X), каждая из которых содержит, по меньшей мере, одно впускное отверстие (107), по меньшей мере, одно исполнительное средство для создания пульсаций в жидкости, содержащейся в камере, и, по меньшей мере, одну выпускную часть (108);
снабжение множеством сопел (99) для выброса, которые соединены с выпускными частями (108) указанного множества исполнительных камер (105), при этом указанные сопла для выброса расположены радиально и на равных расстояниях от центральной оси (X) и каждое сопло имеет ось выброса, оси выброса сопел пересекаются друг с другом в заранее заданной точке;
подачу через впускные отверстия (107) в исполнительные камеры (105) жидкости (16) из резервуара (15) с жидкостью;
одновременное приведение в действие исполнительных средств (120), по меньшей мере, двух исполнительных камер (105) из указанного множества исполнительных камер под действием энергии от блока (20) управления, при этом, по меньшей мере, две капли жидкости выбрасываются, по меньшей мере, из двух сопел указанного множества сопел (99) для выброса;
располагают указанные сопла так, что указанные, по меньшей мере, две капли жидкости объединяются в заданной точке, расположенной на определенном расстоянии от головки (100).11. The method of ejecting liquid droplets from the head (100) to eject the liquid installed in the tool (1) for ejecting liquid, characterized in that it includes the following steps:
supplying a plurality of actuating chambers (105) located essentially radially around a central axis (X), each of which contains at least one inlet (107), at least one actuating means for creating pulsations in the liquid, contained in the chamber, and at least one outlet part (108);
supplying a plurality of ejection nozzles (99) that are connected to the outlet portions (108) of said plurality of actuating chambers (105), wherein said ejection nozzles are arranged radially and at equal distances from the central axis (X) and each nozzle has an ejection axis, nozzle ejection axes intersect each other at a predetermined point;
supplying liquid (16) from the reservoir (15) with liquid through the inlet openings (107) to the executive chambers (105);
simultaneous actuation of the actuating means (120) of at least two actuating chambers (105) from the specified set of actuating chambers under the action of energy from the control unit (20), while at least two drops of liquid are ejected , from two nozzles of said plurality of nozzles (99) for ejection;
said nozzles are arranged such that at least two drops of liquid are combined at a given point located at a certain distance from the head (100).
по сигналам, полученным средствами измерения, определяют условия письма;
повторно выбрасывают капли чернил в зависимости от условий письма предпочтительно с постоянной частотой выброса.14. A method of ejecting liquid droplets from a liquid ejection head according to any one of claims 11 to 13, wherein the device is a writing device (1) comprising distance measuring means (21) and / or displacement determining means (22), wherein the liquid (16) is ink and the method further includes the following steps:
the signals received by the measuring instruments determine the writing conditions;
re-drop ink droplets depending on the writing conditions, preferably with a constant ejection frequency.
окончательный размер капли устанавливают в зависимости, по меньшей мере, от одного из параметров: измеренной скорости перемещения инструмента (1), измеренного расстояния между поверхностью средства (2) и соплом (99) для выброса, требуемой толщины или стиля получаемой линии.15. The method of ejecting liquid droplets from the head for ejecting liquid according to item 13, further includes the following step:
the final droplet size is set depending on at least one of the parameters: the measured tool moving speed (1), the measured distance between the surface of the tool (2) and the nozzle (99) for ejection, the required thickness or style of the resulting line.
окончательный размер капли устанавливают в зависимости, по меньшей мере, от одного из параметров: измеренной скорости перемещения инструмента (1), измеренного расстояния между поверхностью средства (2) и соплом (99) для выброса, требуемой толщины или стиля получаемой линии. 16. The method of ejecting liquid droplets from the head for ejecting a liquid according to 14, further includes the following step:
the final droplet size is set depending on at least one of the parameters: the measured tool moving speed (1), the measured distance between the surface of the tool (2) and the nozzle (99) for ejection, the required thickness or style of the resulting line.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114320/12A RU2376146C1 (en) | 2005-09-14 | 2005-09-14 | Portable gadget to eject fluid and method of ejecting fluid drops |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008114320/12A RU2376146C1 (en) | 2005-09-14 | 2005-09-14 | Portable gadget to eject fluid and method of ejecting fluid drops |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008114320A RU2008114320A (en) | 2009-10-20 |
RU2376146C1 true RU2376146C1 (en) | 2009-12-20 |
Family
ID=41262595
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008114320/12A RU2376146C1 (en) | 2005-09-14 | 2005-09-14 | Portable gadget to eject fluid and method of ejecting fluid drops |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2376146C1 (en) |
-
2005
- 2005-09-14 RU RU2008114320/12A patent/RU2376146C1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008114320A (en) | 2009-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI508866B (en) | Fluid ejection device with two-layer tophat | |
JPH0624874B2 (en) | Nozzle for inkjet printer | |
JP2009056629A (en) | Liquid discharge head and inkjet recording device | |
JP6971377B2 (en) | Fluid discharge device with built-in cross-passage | |
US8308269B2 (en) | Print head | |
US11654680B2 (en) | Fluidic ejection dies with enclosed cross-channels | |
KR101217199B1 (en) | A Liquid Droplet Ejecting Head A Writing Instrument Comprising Such a Head and A Method of Ejecting Liquid Droplets from Same | |
JP2008273201A (en) | Inkjet head | |
RU2376146C1 (en) | Portable gadget to eject fluid and method of ejecting fluid drops | |
US8042935B2 (en) | Micro-miniature fluid jetting device | |
JP4772125B2 (en) | Multi-nozzle droplet ejection head, writing instrument having the head, and method for ejecting droplets from the head | |
KR20090025244A (en) | System and methods for fluid drop ejection | |
RU2375201C1 (en) | Head of liquid drop discharge, writing tool, comprising such head, and method for discharge of liquid drops from it | |
JP2020032677A (en) | Filter unit, liquid discharge head, and liquid discharge device | |
CN101263009B (en) | A writing device comprising a multi-nozzle liquid droplet ejecting headand a method of ejecting liquid droplets from same | |
JP2006145224A (en) | Liquid discharge device for manufacturing probe carrier and probe carrier manufacturing apparatus | |
JP2008195002A (en) | Nozzle head and liquid ejector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140915 |