SU680620A3 - Устройство дл формировани капель в блоках струйной печати - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ КАПЕЛЬ В БЛОКАХ СТРУЙНОЙ ПЕЧАТИ

изобретени ; на фиг. 6 - сечение Б-В фиг. 5 .

Устройство содержит корпус 1 с выходным соплом 2, соединеннг с полостью 3 и емкостью с чернилами 4 через Д1эу1ую камеру 5 подачи текучей сред1з1. Поперечное сечение трубопровода 6  вл етс  таким же (но не обчзательно ), как поперечное сечение среза сопла 2, Тонка  гибка  мембрана 7 герметично прикреплена к корпусу 1 и образует внешнюю эластичную стенку полости 3. К мембране 7 присоединена пластина 8 с пьезоэлектрическими cвoйcтвa да, котора  зажата и св зана с парой электродов 9 и 10 причем электрод 9 св зан с мембраной 7. Пьезоэлектрическа  пластина во врем  изготовлени  пол ризуетс  таким образом, чтобы она сокращалась в плоскости, параллельной плоскости мембраны 7, когда она возбуждаетс , при приложении соответствующего напр жени  на электроды 9 и 10. Сокращение пьезоэлектрической пластины 8 оказывает аналогичное воздействие на мембрану 7, деформирует ее или продольно изгибает, измен   объем полости 3. Дл  приложени  к электродам 9 и 10 напр жени  к нимподключаетс  усилитель мощности 11. В схему (фиг. 4) вход т также генераторы импульсов 12, 13 и элемент задержки 14,

Работает устройство следующим образом .

При активации пьезоэлектрической пластины 8 мембрана 7 прогибаетс  и создает увеличение давлени  жидкости в полости 3, которое приводит к выдавливанию капли чернил из отверсти  среза сопла 2.

На фиг. 3 показаны диаграммы типичного мениска Формы капли по отношению к промежутку времени, следующему за вырабатыванием давлени  текучей среды в полости 3. На фиг. За показана форма мениска 15 в момент времени, когда электрический сигнал подаетс  к пьезоэлектрическому преобразователю . На фиг. 36 показана форма мениска 15 по окончании элект рического сигнала. На фиг. Зв показана форма мениска 15, котора  уже выV нyтa и готова оторватьс  от отвврсти  в виде капли 16 (фиг. Зг) . Н фиг. Зг показана капл  16, когда она покидает отверстие среза сопла 2 и показан также вновь образованный мениск 15.

Когда напр жение, прикладываемое к электродам 9 и 10 снимаетс , освобожда  тем самым пьезоэлектричест кий кристалл и мембрану 7, последн  возвращаетс  в свое нормальное положение , создава  уменьшение давлени  в полости 3, что заставл ет жидкост из резервуара через камеру 5 вводитс  в полость 3. Однайо это уменьше«ие давлени  воздействует также на жид:ц ость в отверстии сопла 2 , что вызывает вт гивание мениска 15 в отверстие , как это показано на фиг. Зд Мениск 15 вибрирует взад и вперед до тех пор, пока не достигает стабильного состо ни , после чего занимает положение, которое показано дл  мениска 15 на фиг. За. Амплитуда или степень этой вибрации мениска ограничивает частоту выбрасывани  чернил через отверстие сопла 2, так как мениск 15 должен достигнуть достаточно стабильного состо ни  перед выдавливанием другой контролируемой капли. Например, если мениску 15 требуетс  300 МКС дл  достижени  достаточно стабильного состо ни , то подача электрических импульсов должна производитьс  с интервалом не меньшим, чем 300 МКС дл  последующей эжекции. Как уже говорилось, целью изобретени   вл етс  демпфирование амплитуды вибрации мениска и тем самым уменьшение времени стабилизации мениска , что приводит к увеличению частоты выдавливани  чернильных капель и предотвращает также прием воздуха в устройство. Это выполн етс  путем приложени  напр жени  к пьезоэлектрической пластине 8 в заранее заданное врем , после приложени  к ней первого напр жени  дл  осуществлени  второго увеличени  давлени  в полости 3. Это второе увеличение давлени  приводит к по влению давлени , направленного навстречу вогнутому мениску , которое возникает в пределах эффективного демпфировани  мениска в окрестности отверсти  сопла 2, в то же самое мгновение, когда капл  16 покидает отверстие. Это давление демпфирует по существу весь период вибрации мениска до тех пор, пока мениск не достигнет стабильного состо ни . Величина напр жени  и его длительность выбираютс  такими, что второе увеличение давлени  жидкости в полости 3 не будет величиной, котора  вызывала бы выдавливание капли чернил через отверстие сопла 2, но оно будет демпфировать весь период вибрации мениска. Браненна  задержка между приложением первого и второго напр жени  к пьезоэлектрическойи пластине пьезоэлектрического преобразовател  будет определ тьс  гидравлической конструкцией системы чернильного сопла. Например, было установлено, что период дл  достаточной стабилизации мениска может быть укорочен от 300 мкс до 200 мкс с мениском, имеющим естественную частоту вибрации 2,5 кГц при нижеследующих услови х. Первоначальное напр жение, прикладываемое к пьезоэлектрической пластине дл  выдавливани  капли, было равно 100 В в течение 30 мкс, в то врем  как второе наг1р жен е, равное 60 В в течение 20 МКС, прикладывалосъ к пьезоэлектрической пластине через 160 мне после индикации первого напр жени  дл  демпфировани  вибрации мениска. На фиг. 4 показана электрическа  схема управлени . Одна часть входного сигнала проходит через генератор 12 к усилителю 11 и затем к электродам 9 и 10 дл  приложени  первого напр жени  заданной величины и в течение заданного периода к пьезоэлект рической пластине 8. Друга  часть входного сигнала проходит через элемент задержки 14, дополнительный генератор импульсов 13 к усилителю мощ ности 11 и затем к электродам 9 и 10 дл  прикладывани  задержанного по времени второго напр жени  меньшей величины и в течение более короткого времени, чем первое напр жение. Усилитель 11 включает элементы дл  изме нени  времени подъема, времени падени , амплитуды напр жени  и длительности импульса. Указанна  схема может быть применена -с чернильным соплом другой кон струкции, например, работающим по принципу совпёшени , но и в этом слу чае быстродействие устройства дл.  формировани  капель увеличиваетс . Тормула изобретени  Устройство дл  формировани  капель в блоках струйной печати, содержащее корпус, в KOTOpjM выполнена полость с выходным соплом, емкость с чернилами, подключенна  к выходному соплу, пьезоэлектрический преобразователь , установленный на эластичной стенке полости и подключенный к выходу усилител , один из входов которого соединен с выходом генератора импульсов, подключенного к входному каналу, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи  устройства за счет увеличени  частоты вытеснени  капель путем демпфировани  вибрации мениска, в нем установлен элемент задержки и дополнительный генератор импульсов, управл ющий вход которого через элемент задержки подключен к входному каналу, а выход соединен с вторым входом усилител . Источники инфop saции, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент США 3747120, кл. G 01 D 15/16, опубл. 1972. 2.Патент США 3832579, кл. 310-8.1, опубл. 1973.

фигл

lat

.-Х5

Л

.15

i е

fut.

Входной, сигнад