DE2450638C2 - Strahltropfen-Aufzeichnungskopf - Google Patents
Strahltropfen-AufzeichnungskopfInfo
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- B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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- B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
- B41J2/115—Ink jet characterised by jet control synchronising the droplet separation and charging time
Description
, Die Erfindung bezieht sich auf einen Strahltropfen-Aufzeichnungskopf
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
. Ein solcher Strahltropfen-Aufzeichnungskopf ist aus
der US-PS 33 34 351 bekannt. Beim Betrieb dieses Aufzeichnungskopfs hat ein aus seiner Strahldüse
^austretender Tintenstrahl die natürliche Neigung, infolge der Oberflächenspannung der Tinte in eine
Folge winziger Tröpfchen aufzuspalten. Bei dieser Aufspaltung läßt sich eine gewisse natürliche Regelmä-'ßigkeit
erkennen, die von verschiedenen Parametern, 5wie dem Strahldurchmesser, der Strömungsgeschwindigkeit
und dgl. abhängt. Abhängig von diesen Parametern bildet sich eine gewisse Anzahl von
Tröpfchen pro Sekunde, was nichts anderes als eine bestimmte Tröpfchenbildungsfrequenz darstellt. Bei
dem bekannten Aufzeichnungskopf wird die den Tintenstrahl abgebende Düse mit einer der natürlichen
Tröpfchenbildungsfrequenz entsprechenden Frequenz in Schwingungen versetzt. Trotz dieser Maßnahme
kann es bei dem bekannten Aufzeichnungskopf zur Bildung sogenannter Satellitentröpfchen kommen, also
von Tröpfchen, die sich unerwünschterweise zusätzlich zu den für den Aufzeichnungsvorgang herangezogenen
Tropfen vom jeweiligen Tintenfaden abspalten. Die
so bekannte Maßnahme der Anregung der Düse mit der natürlichen Tropfenbildungsfrequenz hat nämlich keinen
Einfluß auf die Länge der Tintenfäden, die sich beim Tintenaustritt aus der Düse bilden, ehe sich die Tropfen
abspalten. Diese Tintenfadenlänge ist aber das entscheidende Kriterium, das die Bildung von Satellitentröpfchen
in hohem Maß beeinflußt.
Auch aus der US-PS 36 83 396 ist ein Strahltropfen-Aufzeichnungskopf
bekannt, bei dem die mecnanische Schwingungsfrequenz der den jeweiligen Tintenstrahl
abgebenden Düse entsprechend der natürlichen Tropfenbildungsfrequenz eingestellt wird. Als besondere
Maßnahme wird dabei die Düse so ausgebildet, daß ihre mechanische Eigenresonanzfrequenz mit der natürlichen
Tropfenbildungsfrequenz übereinstimmt. Wie bei dem zuvor geschilderten Stand der Technik kann es
auch hier zur Bildung unerwünschter Satellitentröpfchen kommen, da eine Einflußnahme auf die Tintenfadenlänge
nicht vorgesehen ist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine für den Betrieb eines Tröpfchenschreibers ermittelte
Fadenlänge des Tintenstrahls bis zu seiner Auflösung in Tintentröpfchen unabhängig von Änderungen des zur
Schwingungserzeugung eingcsetzu-n Wandlers während des Betriebs zu machen.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmalen gelöst. Beim erfindungsgemäßen Aufzeichnungskopf wird der die Schwingungen erzeugende
Wandler mit der Eigenresonanzfrequenz betrieben, und die Frequenz des den Wandler zum Schwingen
anregenden Signals wird jeweils so nachgeführt, daß beispielsweise alterungs- oder temperaturbedingte
Resonanzfrequenzänderungen des Wandlers kompensiert werden. Mit Hilfe dieser Maßnahmen wird auch bei
längerem Betrieb des Aufzeichnungskopfs eine konstante Tintenfadenlänge aufrechterhalten, und es kann
insbesondere die Tintenfadenlänge beibehalten werden, bei der die Wahrscheinlichkeit der Bildung von
'"Satellitentropfen auf ein Minimum herabgesetzt ist. Die erzielbare Aufzeichnungsqualität des mit dem erfindungsgemäßen
Strahltropfen-Aufzeichnungskopfs ausgestatteten Tintenstrahlschreibers kann dadurch wesentlich
verbessert werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Darin zeigt
Fig. 1 ein allgemeines Schaltbild einer Ansteuerschaltung für den elektromechanischen Wandler eines
erfindungsgemäßen Stra hltropfen-Aufzeichnungskopfs,
F i g. 2 ein genaues Schaltbild der Ansteuerschaltung für den Wandler mit einer allgemeinen Darstellung des
Aufzeichnungskopfs,
F i g. 3 ein Wurzelortdiagramm für die Schaltung von F i g. 2 und
Fig.3A einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Diagramm von F i g. 3.
Die in Fi g. 1 dargestellte Ansteuerschaltung 11 dient
dazu, den elektromechanischen Wandler 12 zum Schwingen anzuregen,
Der Wandler 12 kann in einem Strahltropfen-Aufzeichnungskopf
13 angebracht sein, wie er allgemein in Fig.2 dargestellt ist. Der Aufzeichnungskopf enthält
einen Tintenzuführungsanschluß 14, eine Lochplatte 15, eine Laderingplatte 16, zwei Ablenkelektroden 17 und
einen Auffänger 18. Ein Tintenvorrat 21 wird in der Zuführung 14 unter Druck gehalten, und er tritt aus der
Zuführung 14 über eine Reihe von öffnungen 22 (von denen nur die eine Öffnung 22 dargestellt ist) zur
Bildung einer Reihe von Fäden 23 aus. Der Wandler 12 kann eine Sonde enthalten, die sich nach unten zur
Berührung mit der Lochplatte 15 erstreckt. Eine Vertikalschwingung der Sonde erzeugt an einem Ende
der Lochplatte 15 eine Auslenkung, und die sich daraus ergebenden Schwingungen wandern längs der Lochplatte
15, so daß sie die Fäden 23 gleichmäßig in Tropfen 24 aufspalten. Bei der hier beschriebenen Anordnung
werden die Tropfen 24 erzeugt, ohne daß gleichzeitig eine übergroße Anzahl von (nicht dargestellten)
Satellitentropfen entsteht.
Bei dem Aufzeichnungskopf 13 ist zu erkennen, daß einige Tropfen 24 auf eine sich bewegende Bahn 20
fallen, während andere Tropfen 24 zum Auffänger 18 abgelenkt werden. Ein selektives Auffangen von
Tropfen 24 wird durch selektives Anlegen von Ladungssteuersignalen an eine Reihe von Ladungsrin-
gen 19 in der Laderingplatte 16 erreicht. Zwischen den Ablenkelektroden 17 wird ein elektrisches Feld erzeugt,
und diejenigen Tropfen 24, die von den Laderingen 19 (wobei jeder Strahl seinen eigenen Ladering hat) von
dem elektrischen Feld in den Auffänger 18 abgelenkt. Es sind zwei Strahlreihen und zwei Auffänger vorgesehen,
wobei jeder Auffänger eine Fläche aufweist, die a's Ablenkelektrode für eine zugehörige Reihe von
Strömen dient.
Das Hauptelement des Wandlers 12 ist ein piezoelektrischer Kristall, der ein elektrisches Eingangssignal in
Ausgangsschwingungen umsetzt. Diese Ausgangsschwingungen werden über eine Lastmasse und eine
Hornanordnung an die oben erwähnte Sonde angekoppelt, damit sie der Lochplatte 15 zugeführt werden.
Allgemein weisen solche Wandler mehrere Resonanzfrequenzen auf, von denen eine der Eigenfrequenz der
Fäden 23 entsprechen sollte. Die Ansteuerschaltung 11 ist so ausgelegt, daß sie den Wandler 12 mit der
richtigen Resonanzfrequenz ansteuert, und daß sie 'dieser Frequenz nachfolgt, wenn sie sich normalerweise
infolge einer Erwärmung oder aus anderen Gründen während des Routinebetriebs des Tintenstrahlschreibers
ändert.
Die Ansteuerschaltung 11 für den Wandler 12 enthält
einen Differenzverstärker 30, einen Leistungsverstärker 31, einen Lastwiderstand 32 sowie einen Gegenkopplungszweig
und einen Mitkopplungszweig zu den negativen und positiven Eingangsklemmen 34 und 42
des Differenzverstärkers 30. Es ist nicht notwendig, daß der Verstärker 30 ein Differenzverstärker ist, wenn nur
Summierungsverbindungen für den Gegenkopplungszweig und den Mitkopplungszweig vorhanden sind.
Außerdem sei bemerkt, daß der Leistungsverstärker 31 kein notwendiges Element der hier beschriebenen
Anordnung darstellt, sondern lediglich zur Stromverstärkung ohne Spannungsverstärk'jng verwendet wird.
Es ist jedoch wichtig, daß der Gegenkopplungszweig an die Ausgangsseite des Lastwiderstandes 32 angeschlossen
ist, und daß der Mitkopplungszweig so angeschlossen ist, daß sie den Lastwiderstand 32 ausschließt.
Wie in Fig. 1 hervorgeht, verläuft der erwähnte Gegenkopplungszweig von der Ausgangsklemme 53
des Differenzverstärkers 30 zurück zur negativen Eingangsklemme 34. Der Gegenkopplungszweig enthält
dazu den Lastwiderstand 32, und er ist an seinem Ausgang in zwei Teilzweige aufgeteilt. Einer dieser zwei
negativen Teilzwüige enthält nur den Widerstand 33, während der andere Teilzweig einen Spitzenwertdetektor
35, einen Differenzverstärker 36 und einen spannungsabhängigen Widerstand 37 aufweist. Der
Mitkopplungszweig verläuft von der Ausgangsklemme 53 des Verstärkers 30 über eine ÄC-Schaltung zurück
zur positiven Eingangsklemme 42. Allgemein ist der Verstärkungsfaktor des Verstärkers 30 extrem hoch,
doch das Signal, das verstärkt wird, ist nur ein sehr kleines Differenzsigna!, das sich beim Zusammenführen
der positiven und negativen Rückkoppfungssignale ergibt. Beim Berechnen der Gesamtschleirenverstärkung
längs der den Mitkopplungszweig enthaltenden Schleife muß daher der subtrahierende Einfluß des
Gegenkopplungszweigs berücksichtigt werden. Damit die Ansteuerschaltung 11 den Wandler 12 ein
Ansteuerschwingungs-Dauersignal zuführt, muß die Schleifenverstärkung längs der positiven Schleife exakt
den Wert 1,0 haben; der Widerstand 33 ist so ausgewählt, daß dieser Verstärkungszustand erzeugt
wird.
Aus unten erörterten Gründen schwingt die Ansteuerschaltung 11 mit einer Frequenz, die dicht an die
Resonanzfrequenz des Wandlers 12 angepaßt ist. Im Spezialfall eines Wandlers mit nur einer Resonanzfrequenz
kann der oben erwähnte Mitkopplungszweig aus einer einfachen Verbindung vom Ausgang des Verstärkers
30 zurück zur positiven Klemme des Verstärkers 30 bestehen. Im allgemeinen hat der Wandler 12 jedoch
mehrere Resonanzfrequenzen, und es ist erwünscht, den Wandler 12 mit derjenigen dieser Resonanzfrequenzen
anzusteuern, die am dichtesten an die Eigenfrequenz der Fiüssigkeitsfäden 23 angenähert ist. Demzufolge enthält
der Mitkopplungszweig um den Verstärker 30 eine ÄC-Schaltung, die so ausgelegt ist, daß ein Schwingen
des Verstärkers 30 mit einer Frequenz erzeugt wird, die nahe bei dieser einen Resonanzfrequenz des Wandlers
liegt, die nachgeführt werden soll. Wie in F i g. 1 dargestellt ist, enthält der Mitkopplungszweig somit die
Widerstände 38 und 39 und die Kondensatoren 40 und 41, die in einer Wien-Brückenschaltung angeschlossen
sind. Die Brückenschaltung hat eine Dämpfung von etwa 3 (oder eine Verstärkung von 1/3) bei der
gewünschten Nachführfrequenz, und daher ist der Gegenkopplungszweig (mit den zwei oben beschriebenen
Teilzweigen) so ausgelegt, daß eine effektive verstärkung am Verstärker 30 mit dem Wert 3 von der
Eingangsklemme 42 zur Ausgangsklemme 53 erzeugt wird. Die Gesamtverstärkung der Schleife mit dem
Mitkopplungszweig hat somit bei der Nachführfrequenz den Wert 1,0.
Der Frequenznachführvorgang der Ansteuerschaltung 11 erfolgt deshalb, weil der Lastv/iderstand 32 im
oben erwähnten Gegenkopplungszweig angebracht ist Und weil die Eingangsklemme des Wandlers 12 mit der
Ausgangsseite des Lastwidsrstandes 32 verbunden ist. Diese Schaltung hat zur Folge, daß sich der Lastwiderstand
32 und der Wandler 12 wie ein Spannungsteiler verhalten: da der Spannungsabfall am Wandler J2
frequenzabhangig ist. gilt dies auch für den Spannungsabfall
am Widerstand 32 Wegen der Rückkopplungsverbindung zur Eingangsklemme 34 ist somit zu
erkennen, daß ein frequenzabhangiger Verstärkungszustand
vorliegt, bei dem die effektive Verstärkung in der Schleife mit dem Miikopplungs/weig einen Maximal
wert bei der Frequenz hai. bei der der Spannungsabfall
am Widerstand 32 ebenfalls ein Maximum hat.
Dir Frequenz, bei der der Spannungsabfall am
Widersland 32 einen Maximalwert hai. muß notwendigerweise
diejenige Frequenz sein, bei der die Impedanz des Wandlers 12 und der Spannungsabfall an
ihm einen minimalen Wert haben. Die Frequenz, bei der dies auf<n:i. ist die Resonanzfrequenz des vVandlers.
und somit liegen bei dieser Frequenz solche Bedingungen
vor,daß eine maximale Anstiegsgeschwindigkeit für vom Rauschen erzeugte Störungen gefördert wird. Der
über den Spitzen wertdetektor 35, den Verstärker 36 und
den spannungsabhängigen Widerstand 37 führende Gegenkopplungszweig steift die Sysiemverstärküng
ständig so ein, daß ein stabiler Schwingungszustand
unabhängig von der vorhandenen Schwingungsfrequenz aufrecht erhalten wird. Das bedeutet, daß die
Schleifenvertärkung für die oben erwähnte Resonanzfrequenz
den Wert 1,0 und für alle anderen Frequenzen einen kleineren Wert als i.O aufweist. Daraus ergibt sich,
daß der Verstärker 30 und die Ansteuerschaltung fl nur bei einer Frequenz schwingen können, die einer
Resonanzfrequenz des Wandler '2 entspricht.
Die oben erwähnte Verstärkungseinstellung tritt auf.
weil der Spitzenwertdetektor 35 ständig den Spitzenwert
der an der Ausgangsseite des Widerstandes 32 auftretenden sinusförmigen Spannung überwacht und
ein entsprechendes Steuersignal über den Verstärker 36 an den spannungsabhängigen Widerstand 37 anlegt. Der
Verstärker 36 führt dem spannungsabhängigen Widerstand
37 eine negative Spannung zu, und die Größe dieser Spannung nimmt zr, (d. h. steigt in der negativen
Richtung), wenn die Amplitude des sinusförmigen
ίο Signals an der Ausgangsseite des Widerstandes 32
größer wird. Dies hat dann einen Anstieg des Widerstandswerts des spannungsabhängigen Widerstandes
37 und eine Zunahme des an ihm auftretenden Spannungsabfalls zur Folge. Der angestiegene Spannungsabfall
am spannungsabhängigen Widerstand 37 erhöht das der Eingangsklemme 34 zugeführte Gegenkopplungssignal,
wodurch die Amplitude der Schwingung herabgesetzt wird. In dieser Hinsicht arbeitet die
Verstärkungseinstellungsanordnung in einer Weise, die analog zur Arbeitsweise einer Wolframdrahtlampe oder
einer ähnlichen Vorrichtung ist, die häufig in bekannten Oszillatorschaltungen verwendet wurden. In diesem Fall
ändert sich jedoch die Schwingungsfrequenz der Schaltung in kontrollierter Weise, während die Verstärkungseinstellungsanordnung
des übrigen Oszillators ein ungedämpftes Schwingen mit einer sich nicht ändernden
Frequenz ermöglicht.
Wie oben beschrieben wurde, übt der Lastwiderstand 32 eine notwendige Funktion beim Betrieb der hier
JO beschriebenen Anordnung beim Erleichtern des Nachfolgens
der Resonanzfrequenz des Wandlers 12 aus. Die allgemeine Ansteuerschaltung 11 stellt sich leichter auf
die Resonanzfrequenz des Wandlers 12 starr ein, wenn der Lastwiderstand 32 einen relativ hohen Widerstands-
» wert hat. Die Widerstandserwärmung am Widerstand 32 verursacht jedoch einen Energieverlust, so daß daher
ein optimaler Widerstandswert für den Widerstand 32 vorhanden ist. Vorzugsweise sollte der Widerstandswert
des Widerstands 32 entsprechend der Impedanz des Wandlers 12 bei der Resonanzfrequenz gewählt
werden (also bei der Frequenz, bei der die Impedanz fast vollständig ohmisch ist).
Experimente mit Ansteuerschaltungen wie der Ansieuerschaitung 1 ί haben gezeigt, daß der Lastwider-
■f) stand 32 vorzugsweise einen Widerstandswert haben
soll, der wenigstens 10% des Widerstandswerts des Wandlers 12 beträgt, wobei ein Widerstandsverhältnis
von etwa 25% ^otimal ist. Vom Standpunkt der
Verlustleistung her sollte der Widerstand 32 keinen
>o Widerstandswert haben, der größer als der ohmische
Impedanzwert des Wandlers 12 bei seiner Resonanzfrequenz ist. In einem typischen Fall liegt die Resonanzfrequenz,
der nachzufolgen ist, bei etwa 50 kHz. Wenn der Wandler 12 bei dieser Frequenz in Resonanz ist, kann er
eine innere Impedanz von etwa 200 Ohm haben. Unter diesen Bedingungen hat sich ein Widerstandswert von
47 Ohm für den Widerstand 32 als höchst zufriedenstellend erwiesen.
Ein ausführlicheres Schaltbild der Ansteuerschaltüng Il ist in Fig.2 dargestellt. Wie gezeigt ist, enthält der Leistungsverstärker 31 zwei Transistoren 43 und 44 in einer Gegentaklschaltung. Der Verstärker 31 hat einen Spannungsversfärkungsfaklor 1, und er dient als niedrige Ausgrngsimpedanz für den Differenzverstär-
Ein ausführlicheres Schaltbild der Ansteuerschaltüng Il ist in Fig.2 dargestellt. Wie gezeigt ist, enthält der Leistungsverstärker 31 zwei Transistoren 43 und 44 in einer Gegentaklschaltung. Der Verstärker 31 hat einen Spannungsversfärkungsfaklor 1, und er dient als niedrige Ausgrngsimpedanz für den Differenzverstär-
ker 30, Der spannungsabhängige Widerstand 37 enthält
einen Widerstand 45, der in Serie zu einem Feldeffekttransistor 46 geschaltet ist. Die Gate-Spannung des
Feldeffekttransistors 46 ändert sich mit der Ausganjrs-
spannung des Verstärkers 36, was wiederum einen entsprechenden Widerstandswert zwischen der Drain-Elektrode
und der Source-Elektrode des Feldeffekttransistors zur Folge hat. Als Folge davon folgt das an die
Eingangsklemme 34 des Differenzverstärkers 30 angelegte Gegenkopplungssignal den vom Spitzenwertde-
;tektor35 festgestellten Spannungsspitzen nach.
' Der Spitzenwertdetektor 35 enthält eine Diode 47, zwei Widerstände 48 und 49 und einen Kondensator 50, und er ist gemäß der Darstellung an die negative Eingangsklemme des Verstärkers 36 angeschlossen, der vorzugsweise ein hochverstärkender Differenzverstärker ist. Die der positiven Eingangsklemme des Verstärkers 36 zugeführte Bezugsspannung wird durch einen angezapften Widerstand 52 erzeugt, der parallel zu einer Zenerdiode 51 und zu Quellen positiver und negativer Potentiale (typischerweise mit etwa 12 Volt) gemäß der Darstellung von F i g. 2 angeschlossen ist.
' Der Spitzenwertdetektor 35 enthält eine Diode 47, zwei Widerstände 48 und 49 und einen Kondensator 50, und er ist gemäß der Darstellung an die negative Eingangsklemme des Verstärkers 36 angeschlossen, der vorzugsweise ein hochverstärkender Differenzverstärker ist. Die der positiven Eingangsklemme des Verstärkers 36 zugeführte Bezugsspannung wird durch einen angezapften Widerstand 52 erzeugt, der parallel zu einer Zenerdiode 51 und zu Quellen positiver und negativer Potentiale (typischerweise mit etwa 12 Volt) gemäß der Darstellung von F i g. 2 angeschlossen ist.
Wie oben bereits beschrieben wurde, ist die an die positive Eingangsklemme 42 des Differenzverstärkers
30 angeschlossene Schaltung so ausgelegt, daß ein Schwingen des Verstärkers bei einer Frequenz aufrechterhalten
wird, die dicht bei einer speziellen Resonanzfrequenz des Wandlers 12 liegt. Für eine
typische Resonanzfrequenz von etwa 50 kHz haben die Widerstände 38 und 39 Widerstandswerte von etwa
1,6kOhm, und die Kondensatoren 40 und 41 haben jeweils eine Kapazität von etwa 2000 pF. Wie in F i g. 2
ferner dargestellt ist, können die Widerstände 38 und 39 gekoppelte veränderliche Widerstandselemente 38' und
39' für eine gleichzeitige Einstellung aufweisen. Die gekoppelten veränderlichen Widersta.idselemente 38'
und 39' sind vorgesehen, damit eine anfängliche starre Frequenzeinstellung auf die gewünschte Resonanzfrequenz
des Wandlers 12 erleichtert wird. Diese anfängliche Frequenzeinstellung kann durch Einstellen
der Wirierstandselemente 38' und 39' und durch Beobachten der Schwingungsfrequenz der Anordnung
erzielt werden. Die Schwingungsfrequenz ändert sich mit einer veränderten Einstellung der Widerstandselemente
38' und 39', bis eine Übereinstimmung mit der des Wandlers 12 erreicht worden ist. An dieser Stelle
erzeugt eine weitere Verstellung der gekoppelten Widersiandseiernenie keine weitere Änderung der
Schwingungsfrequenz der Anordnung.
Wie in Fig.2 ferner dargestellt ist, ist auch der
Widerstand 33 veränderlich. Vorzugsweise ist der Widerstand 33 ein Potentiometer mit einem Widerstandswert
von 50kOhm, das zur Einstellung der Vorspannung des Feldeffekttransistors 46 auf den
richtigen Arbeitsbereich verwendet werden kann. Wenn
der Widerstand 33 auf den richtigen Wert eingestellt ist, dann kann die Amplitude der Ansteuerspannung für den
Wandler 12 auf einen Wert im Bereich zwischen 0 und 20 Volt Spitze-Spitze eingestellt werden. Die Einstellung
der Amplitude der Wandleransteuerspannung wird durch Einstellen der Lage des Abgriffs am Widerstand
52 bewirkt werden.
Ein Wurzelortdiagramm für die Schaltung von F i g. 2 ist in den F i g. 3 und 3a dargestellt. Der Ausdruck, für
den dieses Diagramm ausgeführt ist, hat allgemein die Form:
KG(s)
1-KG(S)
wobei gilt:
κ =
κ =
_ #37 + ^33
■37
und
Rj9C41S
(R39C41S)2+ 3 R39C41S+1
Z ist die Übertragungsfunktion des Wandlers 12, für die in einem typischen Fall eine durch die folgende
Gleichung gegebene Näherung gefunden wurde:
= 0,87 X W9[S2 + 0,5 X W3S+ (3,157 XIQ5)2]
{S) S[S2 Λ- 0,5 XW3S+ (3,252 X105)2]
Wenn die Anordnung schwingt, ist der Widerstandswert des spannungsabhängigen Widerstandes 37 (und
somit auch K) auf einen stabilen Zustand eingestellt. Dieser stabile Schwingungszustand entspricht dem
Punkt, an dem zwei der Pole 60 und 61 die Achse 62 von F i g. 3 und 3a schneiden. Wie in Fi.g. 3 und insbesondere
in dem vergrößerten Ausschnitt von Fig.3A dargestellt ist, erfolgt das Schneiden der Achse dann,
wenn K den Wert von etwa 2,52 hat, damit ein Schwingen bei einer Frequenz von 3,158x105 rad pro
Sekunde oder etwa 50 kHz erzeugt wird. Es sei bemerkt, daß die Pöie, die die reelie Achse bei dieser Verstärkung
schneiden, solche Pole sind, die bei der Verstärkung Null einen Realteil von -250 und einen Imaginärteil von
3,157 χ 105 haben. Diese Pole werden bei den Nullstellen
des Wandlers 12 erzeugt. Das Diagramm bestätigt somit, daß es die niedrige Resonanzimpedanz des
Wandlers 12 ist, die die Schwingungsfrequenz der Anordnung steuert.
fHierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf mit einer Einrichtung zur Erzeugung eines Flüssigkeitsfadens
aus einer Aufzeichnungsflüssigkeit, einem im Bereich der natürlichen Ablösefrequenz der Aufzeichnungströpfchen
betriebenen elektromechanischen Wandler zum Anregen der Flüssigkeitsfäden zum Aufspalten in eine Folge gleichmäßig geformter und
gleich weit voneinander entfernter Tropfen, Einrichtungen zum Aufladen und Ablenken der Tropfen und
eine Ansteueranordnung zum elektrischen Ansteuern des Wandlers, dadurch gekennzeichnet,
daß die Ansteueranordnung (11) ein auf die Eigenresonanz des Wand'ers (12) abgestimmtes
Ansteuersignal abgibt und Mittel zum Nachführen der Frequenz des Ansteuersignals bei sich
ändernder Eigenresonanz des Wandlers (12) enthält.
2. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung
(11) einen Lastwiderstand (32) enthält, 'der an die Eingangsklemme des Wandlers (12)
angeschlossen ist und daß Einrichtungen (33, 34) vorgesehen sind, mit deren Hilfe die Frequenz der
Schwingung so einstellbar ist, daß der Spannungsabfall an dem Lastwiderstand (32) einen Maximalwert
annimmt.
, 3. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Ansteueranordnung (11) einen Differenzverstärker (30) mit einem Mitkopplungszweig und einem
Gegenkopplungszweig von der Ausgangsklemme (53) des Differenzverstärkers zu seinen Eingangsklemmen
(42,34) enthält.
4. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach An- ; Spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteueranordnung
(11) einen Verstärker (30) enthält, daß die Eingangsseite eines Lastwiderstandes (32) mit der
Ausgangsklemme (53) des Verstärkers (30) verbunden ist, während die Ausgangsseite des Lastwiderstandes
mit der Eingangsklemme des Wandlers (12) verbünden ist, daß zwischen die Ausgangsseite des
Lastwiderstandes (32) und den Eingang des Verstärkers (30) ein Gegenkopplungszweig (33, 35, 36, 37)
eingefügt ist, daß zwischen die Eingangsseite des Lastwiderstandes (32) und den Eingang des Verstärkers
(30) ein Mitkopplungszweig (38,39, 40,41 und 42) eingefügt ist und daß der Gegenkopplungszweig
so ausgebildet ist, daß mit seiner Hilfe die Verstärkung der Ansteueranordnung (11) für die
Aufrechterhaltung ihres Dauerschwingungszustandes einstellbar ist.
5. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dat der Mitkopplungszweig
(38,39,40 und 41) derart ausgebildet ist, daß eine Anfangsschwingung der Ansteueranordnung
(11) mit einer Frequenz erzeugt wird, die nahe bei einer vorgewählten Resonanzfrequenz des
Wandlers (12) liegt.
6. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitkopplungszweig
(38, 39, 40 und 41) eine /?C-Schaltung enthält.
7. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die RC-Schaltung
(38, 39, 40 ui.' 41) in Form einer Wien-Brückenschaltung ausgeführt ist.
8. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Gegenkopplungszweig
einen Spitzenwertdetektor (35) zum Feststellen von Spannungsspitzen am Eingang des Wandlers (12) aufweist, daß ein Feldeffekttransistor
(37) zur Verstärkung des Ausgangssignals des Spiizenwertdetektors (35) vorgesehen ist und daß
zur Einstellung des Arbeitswerts des Feldeffekttransistors (37) ein Vorspannungswiderstand (33) vorgesehen
ist.
9. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die
Ausgangsklemme (53) des ersten Verstärkers (30) und die Eingangsseite des Lastwiderstandes (32) ein
Leistungsverstärker (31) eingefügt ist.
10. Strahltropfen-Aufzeichnungskopf nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
der Lastwiderstand (32) einen Widerstandswert hat, der zwischen 10% und 100% der Reaktanz des
Wandlers (12) bei dessen Resonanzfrequenz liegt.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US409132A US3868698A (en) | 1973-10-24 | 1973-10-24 | Stimulation control apparatus for an ink jet recorder |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2450638A1 DE2450638A1 (de) | 1975-04-30 |
DE2450638C2 true DE2450638C2 (de) | 1984-03-01 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2450638A Expired DE2450638C2 (de) | 1973-10-24 | 1974-10-24 | Strahltropfen-Aufzeichnungskopf |
Country Status (9)
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---|---|
US (1) | US3868698A (de) |
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GB (1) | GB1475334A (de) |
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IT (1) | IT1018298B (de) |
Families Citing this family (43)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3940715A (en) * | 1974-09-25 | 1976-02-24 | Sound Technology, Inc. | Distortion measurement system |
DE2548691C3 (de) * | 1975-10-30 | 1986-04-17 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum Ansteuern von Schreibdüsen in Tintenmosaikschreibeinrichtungen |
US4303927A (en) * | 1977-03-23 | 1981-12-01 | International Business Machines Corporation | Apparatus for exciting an array of ink jet nozzles and method of forming |
JPS5655268A (en) * | 1979-10-11 | 1981-05-15 | Sharp Corp | Controller for particle of ink in ink jet printer |
US4644369A (en) * | 1981-02-04 | 1987-02-17 | Burlington Industries, Inc. | Random artificially perturbed liquid jet applicator apparatus and method |
JPS57133080A (en) * | 1981-02-13 | 1982-08-17 | Hitachi Ltd | Ink particle making device |
US4696425A (en) * | 1984-07-17 | 1987-09-29 | Texas Instruments Incorporated | Programmable ultrasonic power supply |
US4841191A (en) * | 1987-02-20 | 1989-06-20 | Hitachi, Ltd. | Piezoelectric actuator control apparatus |
US4812673A (en) * | 1987-07-17 | 1989-03-14 | Burlington Industries, Inc. | Print pulse control circuit for electrostatic fluid jet applicator |
US5248087A (en) * | 1992-05-08 | 1993-09-28 | Dressler John L | Liquid droplet generator |
US5403617A (en) * | 1993-09-15 | 1995-04-04 | Mobium Enterprises Corporation | Hybrid pulsed valve for thin film coating and method |
US5736195A (en) * | 1993-09-15 | 1998-04-07 | Mobium Enterprises Corporation | Method of coating a thin film on a substrate |
US6135357A (en) * | 1998-11-23 | 2000-10-24 | General Electric Company | Apparatus for atomizing high-viscosity fluids |
US6160245A (en) * | 1999-05-19 | 2000-12-12 | Maytag Corporation | Variable volume signaling device for an appliance |
US6469418B1 (en) * | 2001-06-27 | 2002-10-22 | Scitex Digital Printing, Inc. | Vibration monitoring system and method |
US7524016B2 (en) * | 2004-01-21 | 2009-04-28 | Silverbrook Research Pty Ltd | Cartridge unit having negatively pressurized ink storage |
US20050157000A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cradle with end data and power contacts |
US7097291B2 (en) * | 2004-01-21 | 2006-08-29 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with ink refill port having multiple ink couplings |
US7367647B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-05-06 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pagewidth inkjet printer cartridge with ink delivery member |
US7083273B2 (en) * | 2004-01-21 | 2006-08-01 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with uniform compressed air distribution |
US7645025B2 (en) * | 2004-01-21 | 2010-01-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with two printhead integrated circuits |
US7731327B2 (en) * | 2004-01-21 | 2010-06-08 | Silverbrook Research Pty Ltd | Desktop printer with cartridge incorporating printhead integrated circuit |
US7328985B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-02-12 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge refill dispenser with security mechanism |
US7360868B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-04-22 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with infrared ink delivery capabilities |
US7121655B2 (en) * | 2004-01-21 | 2006-10-17 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge refill dispenser |
US20050157125A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with integral shield |
US7374355B2 (en) | 2004-01-21 | 2008-05-20 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cradle for receiving a pagewidth printhead cartridge |
US20050157128A1 (en) * | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Silverbrook Research Pty Ltd | Pagewidth inkjet printer cartridge with end electrical connectors |
US7469989B2 (en) | 2004-01-21 | 2008-12-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead chip having longitudinal ink supply channels interrupted by transverse bridges |
US7198352B2 (en) * | 2004-01-21 | 2007-04-03 | Kia Silverbrook | Inkjet printer cradle with cartridge stabilizing mechanism |
US7448734B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-11-11 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with pagewidth printhead |
US7303255B2 (en) * | 2004-01-21 | 2007-12-04 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with a compressed air port |
US7441865B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-10-28 | Silverbrook Research Pty Ltd | Printhead chip having longitudinal ink supply channels |
US7364264B2 (en) * | 2004-01-21 | 2008-04-29 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cradle with single drive motor performing multiple functions |
US7287846B2 (en) * | 2004-01-21 | 2007-10-30 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cartridge with combined blotter |
US20050157112A1 (en) | 2004-01-21 | 2005-07-21 | Silverbrook Research Pty Ltd | Inkjet printer cradle with shaped recess for receiving a printer cartridge |
JP4639922B2 (ja) * | 2004-04-20 | 2011-02-23 | 富士ゼロックス株式会社 | 容量性負荷の駆動回路及び方法、液滴吐出装置、液滴吐出ユニット、インクジェットヘッドの駆動回路 |
US7735994B2 (en) * | 2004-12-20 | 2010-06-15 | Silverbrook Research Pty Ltd | Wall mountable printer with removable cartridge |
US7547002B2 (en) * | 2005-04-15 | 2009-06-16 | Delavan Inc | Integrated fuel injection and mixing systems for fuel reformers and methods of using the same |
US7766251B2 (en) * | 2005-12-22 | 2010-08-03 | Delavan Inc | Fuel injection and mixing systems and methods of using the same |
US8074895B2 (en) * | 2006-04-12 | 2011-12-13 | Delavan Inc | Fuel injection and mixing systems having piezoelectric elements and methods of using the same |
US7688154B1 (en) * | 2006-06-21 | 2010-03-30 | Exar Corporation | Amplitude regulated crystal oscillator |
US8628176B2 (en) * | 2007-11-10 | 2014-01-14 | Videojet Technologies Inc. | Electromechanical converter for ink jet printing |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2583943A (en) * | 1947-01-10 | 1952-01-29 | Hewlett Packard Co | Modified wien-bridge oscillator |
US2752512A (en) * | 1952-05-10 | 1956-06-26 | Clevite Corp | Sonic energy source |
US2872578A (en) * | 1954-10-25 | 1959-02-03 | Kaplan Jack | Electro-mechanical resonant system |
US3447051A (en) * | 1965-01-13 | 1969-05-27 | Union Special Machine Co | Control circuit for electro-mechanical devices |
US3334351A (en) * | 1965-06-16 | 1967-08-01 | Honeywell Inc | Ink droplet recorder with plural nozzle-vibrators |
US3434074A (en) * | 1967-01-16 | 1969-03-18 | Ohio State Univ Board Of Trust | High speed,wide frequency range feedback circuit |
US3500246A (en) * | 1968-07-26 | 1970-03-10 | Rca Corp | Variable frequency oscillator with constant amplitude output |
US3683396A (en) * | 1970-08-05 | 1972-08-08 | Dick Co Ab | Method and apparatus for control of ink drop formation |
US3701476A (en) * | 1971-10-14 | 1972-10-31 | Mead Corp | Drop generator with rotatable transducer |
BE790064A (fr) * | 1971-10-14 | 1973-02-01 | Mead Corp | Generateur de gouttes pour dispositif d'enregistrement. |
US3761941A (en) * | 1972-10-13 | 1973-09-25 | Mead Corp | Phase control for a drop generating and charging system |
-
1973
- 1973-10-24 US US409132A patent/US3868698A/en not_active Expired - Lifetime
-
1974
- 1974-07-10 CA CA204,478A patent/CA993940A/en not_active Expired
- 1974-08-16 BR BR6763/74A patent/BR7406763D0/pt unknown
- 1974-08-21 FR FR7428758A patent/FR2248941B1/fr not_active Expired
- 1974-08-30 IT IT12949/74A patent/IT1018298B/it active
- 1974-09-12 JP JP10545074A patent/JPS5322408B2/ja not_active Expired
- 1974-10-23 GB GB4588374A patent/GB1475334A/en not_active Expired
- 1974-10-24 DE DE2450638A patent/DE2450638C2/de not_active Expired
-
1979
- 1979-11-29 HK HK813/79A patent/HK81379A/xx unknown
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2248941A1 (de) | 1975-05-23 |
IT1018298B (it) | 1977-09-30 |
BR7406763D0 (pt) | 1975-08-05 |
DE2450638A1 (de) | 1975-04-30 |
JPS5322408B2 (de) | 1978-07-08 |
CA993940A (en) | 1976-07-27 |
JPS5074941A (de) | 1975-06-19 |
HK81379A (en) | 1979-12-07 |
FR2248941B1 (de) | 1983-02-04 |
US3868698A (en) | 1975-02-25 |
GB1475334A (en) | 1977-06-01 |
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