DE69609113T2 - Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schreibkopfes - Google Patents
Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines SchreibkopfesInfo
- Publication number
- DE69609113T2 DE69609113T2 DE69609113T DE69609113T DE69609113T2 DE 69609113 T2 DE69609113 T2 DE 69609113T2 DE 69609113 T DE69609113 T DE 69609113T DE 69609113 T DE69609113 T DE 69609113T DE 69609113 T2 DE69609113 T2 DE 69609113T2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- ink
- liquid metal
- print head
- chamber
- heating element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/17—Ink jet characterised by ink handling
- B41J2/175—Ink supply systems ; Circuit parts therefor
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04528—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits aiming at warming up the head
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04541—Specific driving circuit
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04563—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting head temperature; Ink temperature
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
- B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
- B41J2/04586—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads of a type not covered by groups B41J2/04575 - B41J2/04585, or of an undefined type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/135—Nozzles
- B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
- B41J2/075—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection
- B41J2/10—Ink jet characterised by jet control for many-valued deflection magnetic field-control type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/07—Ink jet characterised by jet control
- B41J2/11—Ink jet characterised by jet control for ink spray
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
- 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
- B41J2/01—Ink jet
- B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
- B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
- B41J2002/041—Electromagnetic transducer
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
- B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
- B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
- B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
- B41J2202/04—Heads using conductive ink
Landscapes
- Ink Jet (AREA)
- Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft einen Druckkopf für einen Tintenstrahldrucker und insbesondere einen Druckkopf, bei dem ein Flüssigmetall zum Ausstoßen von Tintentröpfchen verwendet wird.
- Wie bereits bekannt ist, basiert das Prinzip von Tintenstrahldruckern zum Darstellen von Zeichen auf einem Aufzeichnungsmedium auf dem Ausstoßen einzelner Tintentröpfchen aus der Düse von einem Druckkopf, der eine Komponente des Druckers ist. Die Tintentröpfchen werden durch Einwirkung einer sich in dem Drucker befindlichen Steuerungseinrichtung aus der Düse ausgestoßen. Zeichen und/oder graphische Muster sind normalerweise aus einer rasterähnlichen Matrix auf dem Aufzeichnungsmedium gebildet, indem das Ausstoßen von einzelnen Tröpfchen und die Relativbewegung zwischen dem Aufzeichnungsmedium und dem Druckkopf koordiniert wird. Die Betriebszuverlässigkeit und die Qualität der Aufzeichnung sind sehr stark abhängig von der Gleichförmigkeit des Tröpfchen-Ausstoßes, d. h., die einzelnen Tröpfchen, die durch einen Steuerungsimpuls ausgestoßen werden, müssen den Druckkopf mit der gleichen Geschwindigkeit verlassen.
- Normalerweise weist ein Bubblejet-Drucker einen Druckkopf mit einer Heizvorrichtung auf, um die Tinte in dem Bereich eines Tintenkanals abrupt zu erhitzen, um so eine Tintendampfblase zu erzeugen. Die Blasenbildung der Tinte, die durch eine Heizvorrichtung selbst bewirkt wird, bewirkt das Ausstoßen von Tinte aus der Düse. Eine Heizvorrichtung des vorstehend beschriebenen Typs dient als ein Heizelement zum Erhitzen der Tinte.
- Aus dem US-Patent Nr. 5,182,578 ist bekannt, eine Heizvorrichtung zum Erwärmen der Tinte in einem Tintenkanal vorzusehen, der in dem Druckkopf von einem Tintenstrahldrucker vorgesehen ist. Die Heizvorrichtung enthält ein Heizelement und einen Temperatursensor, der an einem Druckkopfträger vorgesehen ist, sowie eine Spannungsreglerkomponente. Das Heizelement wird über eine Reglerschaltung mit einem konstanten Arbeitsstrom gespeist, bis eine einstellbare Betriebstemperatur erreicht ist.
- Wegen der Frequenz der Heizzyklen für die Tinte werden die inherenten Eigenschaften der Tinte nachteilig beeinflußt. Dies bewirkt, daß sich die erwartete Lebensdauer von dem Druckkopf sowie die von dem Heizelement selbst vermindert. Als eine Folge kann durch eine Steuerungseinrichtung, die einen Temperatursensor und ein Heizelement aufweist, das als eine Heizvorrichtung zum Erwärmen und Steuern der Temperatur der Tinte dient, keine zuverlässige Regelung der Temperatur garantiert werden.
- Mit Blick auf das obige und unter Bezugnahme auf Fig. 1A und 1B erfolgt nun eine detaillierte Erläuterung des normalerweise verwendeten Verfahrens. Eine Tintenspeicherkammer 12 ist innerhalb des Körpers 11 von einem Druckkopf 10 eines herkömmlichen Tintendruckers vorgesehen. Eine Düse 13, die einzelne Tintentröpfchen ausstößt, ist im mittleren Bereich der oberen Fläche der Tintenspeicherkammer vorgesehen. Ein Paar Tintenkanäle, die entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, liefert Tinte von einer außenliegenden Tintenpatrone (nicht gezeigt) in das Innere der Tintenspeicherkammer 12.
- Ein Paar Elektroden 16, 17 und ein Paar Magnetkörper mit jeweiligen N- und S-Polen sind senkrecht zueinander um den Umfang des unteren Bereichs der Tintenspeicherkammer angeordnet, so daß die Elektroden symmetrisch angeordnet und bezüglich der Magnetkörper mit einem Winkel von 90º ausgerichtet sind.
- Das Ausstoßen von einzelnen Tintentröpfchen aus der Spitze der Düse 13 in dem Druckkopf 10 ist eine Folge der Wirkung der Lorentzkraftgleichung. Folglich bestimmt sich die Höhe der Kraft, die auf die Tinte in dem Pfad der magnetischen Flußlinien aufgebracht wird, die von den Magnetkörpern stammen, durch Flemmings Rechte-Hand-Regel. Die Tinte wird zu einer Bewegung senkrecht zur Richtung der magnetischen Flußlinien, die zwischen den Magnetkörpern 18 und 19 erzeugt werden, und zur Richtung des elektrischen Stroms gezwungen, der zwischen den Elektroden 16 und 17 strömt (die normalerweise mit einem konstanten Strom gespeist werden).
- Der Einfluß des elektrischen Widerstandes der Tinte 15, die beim Aufbau eines solchen Druckkopfmechanismus verwendet wird, ist kritisch für das Bewirken des Tröpfen-Ausstoßes. Der elektrische Widerstand sollte geringer als 5 Ohm sein, jedoch ist dies in der Realität nicht erreichbar.
- Es wurde vorgeschlagen, daß eine Membran verwendet werden kann, zum Beispiel ein piezoelektrisches Material, so daß die Tinte 15 indirekt mittels der Membran ausgestoßen wird. Anstelle einer Membran wurde auch Flüssigmetall vorgeschlagen, und das US-Patent Nr. 4,845,517 offenbart einen Druckkopf für einen Tintenstrahldrucker gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 13.
- Fig. 2A und 2B zeigen jeweils Querschnittsansichten von einem Druckkopf, bei dem Flüssigmetall 20 in einem Tintenstrahldrucker verwendet wird.
- Bei dieser Konfiguration wird eine bestimmte Menge an Flüssigmetall 20 in die Tintenspeicherkammer 12 geleitet. Das Flüssigmetall, ist eine Zusammensetzung, die Indium (In) und Gallium (Ga) enthält sowie außerdem das Erfordernis eines elektrischen Widerstandes (weniger als 5 Ohm) erfüllt, das mit Tinte unmöglich zu erreichen ist. Folglich dient das Flüssigmetall als eine Quelle kinetischer Energie anstelle von einer Menge an Tinte. Durch Wirkung von aufgebrachter kinetischer Energie, die durch Wirkung der Lorentzkraftgleichung mittels des Flüssigmetalls erzeugt wird, wird bewirkt, daß Tinte 15 aus der Spitze der Düse 13 ausgestoßen wird.
- Bei Flüssigmetall, wie es vorstehend verwendet wird, ist es bekannt, daß eine Temperatur erforderlich ist, die nicht kleiner als ein konstanten Wert ist, z. B. 18ºC, um den flüssigen Zustand beizubehalten. Folglich ist die normale Funktion des Druckens von Zeichen und/oder Graphiken auf ein Aufzeichnungsmedium sehr stark von der Temperatur des Flüssigmetalls abhängig, da das Flüssigmetall unterhalb einer Schmelzpunkttemperatur fest bleibt. Dadurch wird häufig der normale Betrieb bei einem Tintenstrahldrucker gestört.
- Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Druckkopf-Steuerungsvorrichtung für einen Tintenstrahldrucker zur Verfügung zu stellen, bei dem ein Flüssigmetall verwendet wird, wobei das Flüssigmetall im flüssigen Zustand verbleibt.
- Um diese und andere Aufgaben zu lösen, ist ein Druckkopf für einen Tintenstrahldrucker vorgesehen, mit:
- einer Kammer, die einen unteren Bereich, der eine Menge an Flüssigmetall enthält, und eine obere Tintenkammer aufweist, einem Tintenkanal, der dazu ausgestaltet ist, um die Tintenkammer mit einem Tintenbehältnis zu verbinden, und einer Düse, um Tintentröpfchen aus der Tintenkammer auszustoßen,
- einer Einrichtung, um in dem Flüssigmetall ein Magnetfeld zu erzeugen und um einen elektrischen Strom mit einem Winkel zu dem Magnetfeld durch das Flüssigmetall zu leiten, um zu bewirken, daß das Flüssigmetall bewegt und ein Tintentröpfchen aus der Tintenkammer durch die Düse ausgestoßen wird,
- gekennzeichnet durch einen Temperatursensor zum Messen der Temperatur an einer vorbestimmten Stelle an dem Druckkopf,
- ein Heizelement zum Erhitzen des Flüssigmetalls, und
- eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Heizelements, um so die Temperatur des Flüssigmetalls über dessen Schmelzpunkt zu halten.
- Die vorliegende Erfindung sieht außerdem ein Verfahren zur Steuerung eines Druckkopfes in einem Tintenstrahldrucker vor, bei dem der Druckkopf aufweist: eine Kammer, die einen unteren Bereich, der eine Menge an Flüssigmetall enthält, und eine obere Tintenkammer aufweist, einem Tintenkanal, der dazu ausgestaltet ist, um die Tintenkammer mit einem Tintenbehältnis zu verbinden, einer Düse, um Tintentröpfchen aus der Tintenkammer auszustoßen, und einer Einrichtung, um in dem Flüssigmetall ein Magnetfeld zu erzeugen und um einen elektrischen Strom mit einem Winkel zu dem Magnetfeld durch das Flüssigmetall zu leiten, um zu bewirken, daß das Flüssigmetall bewegt und ein Tintentröpfchen aus der Tintenkammer durch die Düse ausgestoßen wird,
- wobei bei das Verfahren gekennzeichnet ist durch das Messen der Temperatur an einer vorbestimmten Stelle an dem Druckkopf, Erhitzen des Flüssigmetalls, wenn die Temperatur unter einen ersten vorbestimmten Wert gefallen ist, und
- Beenden des Erhitzens der Tinte, wenn die Temperatur über einen zweiten vorbestimmten Wert gestiegen ist, um so die Temperatur des Flüssigmetalls über dessen Schmelzpunkt zu halten.
- Ein besseres Verständnis der Erfindung und vieler seiner zugehörigen Vorteile wird unter Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele zusammen mit den beiliegenden Zeichnungen erhalten, in denen gleiche Bezugszeichen und Symbole die gleichen oder ähnliche Komponenten bezeichnen, wobei:
- Fig. 1A eine schematische Querschnittsansicht ist, die einen herkömmlichen Druckkopf in einem Tintenstrahldrucker darstellt, der eine einzige Tintenspeicherkammer verwendet;
- Fig. 1B eine vergrößerte Querschnittsansicht von dem Druckkopf entlang Linie A-A aus Fig. 1A ist;
- Fig. 2A eine schematische Querschnittsansicht von einem herkömmlichen Druckkopf in einem Tintenstrahldrucker ist, bei dem ein Flüssigmetall verwendet wird;
- Fig. 2B eine vergrößerte Querschnittsansicht von dem Druckkopf entlang Linie B-B in Fig. 2B ist;
- Fig. 3 eine schematische Querschnittsansicht von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel von einem Druckkopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- Fig. 4 eine schematische Querschnittsansicht von einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel von einem Druckkopf gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- Fig. 5 ein schematisches Schaltungsdiagramm von einer Steuerungsschaltung von einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist;
- Fig. 6 ein Blockdiagramm ist, das einen Teil der Schaltung von einem Tintenstrahldrucker darstellt, in dem die Steuerungsschaltung aus Fig. 5 enthalten ist; und
- Fig. 7 ein Flußdiagramm ist, das das Steuerungsverfahren einer Schaltung darstellt, wie sie in Fig. 6 gezeigt ist. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel von einem Druckkopf der vorliegenden Erfindung dargestellt. Eine Vielzahl von Tintenspeicherkammern 12 ist innerhalb des Körpers 11 von einem Druckkopf 10 vorgesehen, wobei die Kammern entweder getrennt voneinander angeordnet oder durch jeweilige Tintenkanäle 14 miteinander verbunden sind.
- Wenn die Konstruktion so ist, daß eine Vielzahl von verbundenen Tintenkanälen vorgesehen ist, dann werden entweder eine einzige Tintenspeicherkammer mit großem Speichervermögen oder isolierte Tintenspeicherkammern verwendet, wie dies erforderlich ist. An einem Abschnitt, vorzugsweise an dem oberen Abschnitt, von einer Tintenspeicherkammer 12 ist eine Düse 13 vorgesehen, durch die beim Druckbetrieb Tintentröpfchen ausgestoßen werden. Die Tintenspeicherkammer wird aus einem Tintenbehältnis 23 über einen Tintenkanal 14 mit Tinte versorgt.
- Ein Paar Elektroden 16 und 17 ist gegenüberliegend in dem Körper 11 angeordnet, während ein Paar Magnetkörper 18 und 19 bezüglich der Elektroden in einem rechten Winkel angeordnet ist, wie unter Bezugnahme auf Fig. 1 und 2 beschrieben. Außerdem ist eine Flüssigmetallmenge 20 an dem Boden der Kammer 12 vorgesehen.
- Gemäß der vorliegenden Erfindung sind ein Temperatursensor 21 zum indirekten Erfassen der Temperatur der Flüssigmetallmenge 20 und ein Heizelement 22 zum indirekten Erhitzen der Flüssigmetallmenge 20 in dem Tintenkanal 14 vorgesehen. Das Heizelement 22 erhitzt die Tinte, und somit wird die Flüssigmetallmenge 20 indirekt durch die warme Tinte erhitzt.
- Der Temperatursensor 21 und die Heizvorrichtung 22 können in einem Druckkopf 10 an jeder Düse 13 ausgeführt oder andererseits isoliert oder gemeinsam in Gruppen oder Blöcken ausgebildet sein, falls erforderlich.
- In Fig. 3 erhitzt das Heizelement 22 die Tinte 15 und erwärmt somit indirekt das Flüssigmetall 20 und kann irgendwo vorgesehen sein, um das Erhitzen des Flüssigmetalls zu ermöglichen. Für die Heizvorrichtung 22 kann irgendeine Position gewählt werden; zum Beispiel irgendein Oberflächengebiet des Druckkopfes 10, innerhalb des Tintenkanals 14 oder an einer Seitenwand der Tintenspeicherkammer. Außerdem kann der Temperatursensor 21 in der Nähe des Flüssigmetalls 20 angeordnet sein, um so die Temperatur zu messen. Tatsächlich kann für den Temperatursensor 21 jede Stelle, an der eine Temperatur des Flüssigmetalls 20 direkt oder indirekt gemessen werden kann, gewählt werden; zum Beispiel an dem Körper 11, an den inneren Seitenwänden in der Nähe von jedem Speicherbereich für Tinte oder Flüssigmetall in der Tintenspeicherkammer 12, im Tintenkanal 14 oder an irgendeinem Flächenbereich des Kopfes 10.
- Wie in Fig. 4 gesehen werden kann, können in einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung sowohl das Heizelement als auch der Temperatursensor in der Nähe des Flüssigmetalls angeordnet sein und dessen Temperatur direkt messen oder es direkt erhitzen, statt indirekt über die Tinte.
- Die Elektroden 16 und 17 und die Magnetkörper 18 und 19 in Fig. 3 und 4 werden durch eine Steuerungsschaltung gesteuert, die in Fig. 5 gezeigt ist. Die Steuerungsschaltung enthält einen ersten Spannungsteiler mit zwei konstanten Widerständen R1 und R2 sowie einen zweiten Spannungsteiler mit einem konstanten Widerstand R3 und dem Temperatursensor 21 als ein variabler Widerstand, einen Komparator (COM) mit einem invertierenden und einem nichtinvertierenden Eingang und einen Transistor (TR), der mit einem Ausgang des Komparators (COM) verbunden ist, um das Heizelement 22 ein- oder auszuschalten. Eine vorbestimmte Referenzspannung Vref, die die Spannung ist, die durch den ersten Spannungsteiler geteilt wird, Widerstände R1 und R2, die in Reihe mit einem Erdpotential verbunden sind, ist an einen nichtinvertierenden Anschluß (-) des Komparators COM angelegt. Ein Potential Va mit einem veränderlichen Spannungspegel, das durch den zweiten Spannungsteiler an der Verbindungsstelle zwischen dem Widerstand R3 und dem Temperatursensor 21 erzeugt wird, ist an einen invertierenden Anschluß (+) des Komparators COM angelegt.
- Der Ausgangsanschluß des Komparators COM ist mit der Basiselektrode des Transistors TR verbunden, dessen Emitterelektrode geerdet und dessen Kollektorelektrode über das Heizelement 22 mit einer Spannungsquelle +V verbunden ist. Vorzugsweise ist der Temperatursensor 21 eine Vorrichtung mit einem negativen Temperaturkoeffizienten und hat einen Innenwiderstand, der ansteigt, wenn die Temperatur größer als eine vordefinierte Temperatur (vorzugsweise 18ºC bis 23ºC) ist.
- Wenn der Sensor 21 eine Temperatur von weniger als 18ºC erfaßt, die die Schmelztemperatur des Flüssigmetalls ist, dann wird die Spannung (Va) des zweiten Spannungsteilers größer als die Referenzspannung (Vref), weil der Widerstand des Sensors 21 angestiegen ist. Daher wird dem Komparator die Spannung (Va) zugeführt, und dann gibt der Komparator ein Signal mit einem hohen Pegel an den Transistor aus, um das Heizelement 22 einzuschalten.
- Wenn die Temperatur, die von dem Sensor 21 erfaßt wird, größer ist als die vordefinierte Temperatur, dann sinkt der Innenwiderstand des Sensors 21, und die Spannung (Va) von dem zweiten Spannungsteiler ist kleiner als die Referenzspannung (Vref) des ersten Spannungsteilers, so daß der Komparator ein Signal mit einem geringen Pegel an den Transistor ausgibt, um das Heizelement 22 auszuschalten. Folglich kann das Flüssigmetall in der flüssigen Phase gehalten werden. Die vordefinierte Temperatur liegt vorzugsweise in dem Bereich von 0º - 5ºC über der Schmelztemperatur des Metalls.
- Als eine Folge gibt das Heizelement 22 Wärme ab, wenn der Transistor eingeschaltet ist, und die Temperatur des Flüssigmetalls 20 steigt an.
- Wenn die Temperatur des Flüssigmetalls 20 über einen vordefinierten Wert steigt, dann sinkt das Potential Va wegen des abnehmenden Innenwiderstandes des Temperatursensors 21, wodurch bewirkt wird, daß der Komparator COM ein Signal mit dem geringen Pegel ausgibt, wodurch dann der elektrische Leitungspfad in dem Transistor TR unterbrochen wird. In diesem Moment beendet das Heizelement 22 die Abgabe von Hitze. Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren wird in dem Flüssigmetall 20 eine konstante Temperatur beibehalten.
- Fig. 6 ist ein Blockdiagramm von einem Teil der Schaltung eines Tintenstrahldruckers. Die in Fig. 6 gezeigte Schaltung umfaßt einen Temperatursensor 21 zum Messen der Temperatur der Tinte 15, einen Wandler 21B, um den sich verändernden Widerstand des Temperatursensors 21 in einen Spannungspegel umzuwandeln, eine Steuerung 30 zum Steuern des Gesamtbetriebs der Schaltung in dem Drucker, eine Speichervorrichtung 31, um der Steuerung zuvor gespeicherte Daten zuzuführen, wobei die Vorrichtung intern oder extern vorgesehen sein kann, ein Heizelement 22, und eine Versorgungsschaltung 22B, um das Heizelement 22 zu speisen.
- Unter Bezugnahme auf Fig. 7 zeigt ein Flußdiagramm das Steuerungsverfahren. Zunächst ist ein vorbestimmtes Programm in der Speichervorrichtung 31 gespeichert. Wenn die Schaltung mit Strom versorgt wird, dann wird das Programm geladen, um in der Steuerung 30 ausgeführt zu werden. Der Temperatursensor 21 mißt die Temperatur und leitet den gemessenen Wert an einen Wandler 21B. Ein Signal, das in dem Wandler 21B umgewandelt wird, wird der Steuerung 30 zugeführt (Schritt 1).
- Die Steuerung bestimmt, ob das vom Wandler 21B zugeführte Eingangssignal, durch das die Temperatur des Flüssigmetalls 20 angegeben wird, kleiner ist als eine vorbestimmte Temperatur, die in einer relevanten Adresse in dem Speicher gespeichert ist (Schritt 2).
- Wenn das Eingangssignal eine Temperatur angibt, die unter einem vorbestimmten Wert liegt, dann gibt die Steuerung 30 ein Signal an die Versorgungsschaltung aus, um einen Hitzeabgabebetrieb des Heizelements 22 einzuleiten (Schritt 3).
- In Schritt 2 wird von der Steuerung 30 jedoch kein Signal ausgegeben, wenn das Eingangssignal ausgeschaltet ist, um einen Wert anzugeben, der größer ist als ein vorbestimmter Wert, und das Heizelement 22 beendet die Hitzeabgabe (Schritt 4).
- Die aufeinanderfolgenden Verfahrensschritte, wie vorstehend erläutert, ermöglichen es, daß das Flüssigmetall seine Temperatur bei einem relativ konstanten Wert beibehält, der nicht geringer ist als dessen kritische Schmelzpunkttemperatur.
- Wie vorstehend offenbart, wird die Temperatur des Flüssigmetalls durch die vorliegende Erfindung bei oder über dessen Schmelzpunkttemperatur gehalten, wodurch ermöglicht wird, daß die Betriebstemperatur des Schreibkopfes genau beibehalten werden kann, wodurch die Gesamtleistung des Tintenstrahldruckers verbessert wird.
Claims (16)
1. Druckkopf für einen Tintenstrahldrucker, mit:
einer Kammer (12), die einen unteren Bereich, der eine
Menge an Flüssigmetall enthält, und eine obere Tintenkammer
aufweist, einem Tintenkanal (14), der dazu ausgestaltet ist,
um die Tintenkammer mit einem Tintenbehältnis (23) zu
verbinden, und einer Düse (13), um Tintentröpfchen aus der
Tintenkammer auszustoßen,
einer Einrichtung (16-19), um in dem Flüssigmetall ein
Magnetfeld zu erzeugen und um einen elektrischen Strom mit
einem Winkel zu dem Magnetfeld durch das Flüssigmetall zu
leiten, um zu bewirken, daß das Flüssigmetall bewegt und ein
Tintentröpfchen aus der Tintenkammer durch die Düse (13)
ausgestoßen wird,
gekennzeichnet durch einen Temperatursensor (21) zum
Messen der Temperatur an einer vorbestimmten Stelle an dem
Druckkopf,
ein Heizelement (22) zum Erhitzen des Flüssigmetalls, und
eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Heizelements
(22), um so die Temperatur des Flüssigmetalls über dessen
Schmelzpunkt zu halten.
2. Druckkopf nach Anspruch 1, bei dem das Heizelement (22) so
angeordnet ist, um das Flüssigmetall indirekt zu erhitzen,
indem die Tinte direkt erhitzt wird.
3. Druckkopf nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die
Einrichtung, um einen elektrischen Strom durch das
Flüssigmetall zu leiten, ein Paar Elektroden (16, 17) aufweist,
die an gegenüberliegenden Seiten der Kammer (12) angeordnet
sind.
4. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
die Einrichtung zum Erzeugen eines Magnetfeldes in dem
Flüssigmetall ein Paar Magnetkörper (18, 19) aufweist, die
an gegenüberliegenden Seiten der Kammer (12) angeordnet
sind.
5. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
der Winkel im wesentlichen gleich 90º ist.
6. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
der Temperatursensor (21) und das Heizelement (22) von einer
Vielzahl von Kammer/Düse-Baugruppen geteilt werden.
7. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
der Temperatursensor (21) und/oder das Heizelement (22) nahe
der Kammer (12) angeordnet sind.
8. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem der
Temperatursensor (21) und/oder das Heizelement (22) nahe dem
unteren Bereich der Kammer (12) angeordnet sind.
9. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1-6, bei dem der
Temperatursensor (21) und/oder das Heizelement (22) in dem
Tintenkanal (14) angeordnet sind.
10. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
der Temperatursensor (21) und/oder das Heizelement (22) an
einer Fläche von dem Druckkopf angeordnet sind.
11. Druckkopf nach einem der Ansprüche 1-9, bei dem der
Temperatursensor (21) und/oder das Heizelement (22) in dem Körper
von dem Druckkopf angeordnet sind.
12. Druckkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem
die Steuerungseinrichtung eine Steuerungsschaltung enthält,
mit:
einem ersten Paar von Spannungsteilerwiderständen (R1,
R2), die in Reihe geschaltet sind, um an einem
Verbindungs
punkt eine Referenzspannung (Vref) mit einem konstanten
Pegel zur Verfügung zu stellen,
einem zweiten Paar von Spannungsteilereinrichtungen,
die einen Widerstand (R3) und den Temperatursensor (21)
umfassen, die in Reihe geschaltet sind, um eine variierende
Spannung (Va) zur Verfügung zu stellen,
einem Komparator (COM), der an seinem nichtinvertierenden
Eingangsanschluß die Referenzspannung (Vref) und an seinem
invertierenden Eingangsanschluß die variierende Spannung
(Va) empfängt,
einem Transistor (TR) mit einer Basiselektrode, die die
Ausgabe von dem Komparator (COM) empfängt, einer
Emitterelektrode, die mit Erdpotential verbunden ist, und einer
Kollektorelektrode, die über das Heizelement (22) mit einer
Stromquelle gekoppelt ist.
13. Verfahren zur Steuerung eines Druckkopfes in einem
Tintenstrahldrucker, bei dem der Druckkopf aufweist: eine Kammer
(12), die einen unteren Bereich, der eine Menge an
Flüssigmetall enthält, und eine obere Tintenkammer aufweist, einem
Tintenkanal (14), der dazu ausgestaltet ist, um die
Tintenkammer mit einem Tintenbehältnis (23) zu verbinden, und
einer Düse (13), um Tintentröpfchen aus der Tintenkammer
auszustoßen, und einer Einrichtung (16-19), um in dem
Flüssigmetall ein Magnetfeld zu erzeugen und um einen
elektrischen Strom mit einem Winkel zu dem Magnetfeld durch das
Flüssigmetall zu leiten, um zu bewirken, daß das
Flüssigmetall bewegt und ein Tintentröpfchen aus der Tintenkammer
durch die Düse (13) ausgestoßen wird,
wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch das Messen
der Temperatur an einer vorbestimmten Stelle an dem
Druckkopf,
Erhitzen des Flüssigmetalls, wenn die Temperatur unter
einen ersten vorbestimmten Wert gefallen ist, und
Beenden des Erhitzens der Tinte, wenn die Temperatur über
einen zweiten vorbestimmten Wert gestiegen ist, um so die
Temperatur des Flüssigmetalls über dessen Schmelzpunkt zu
halten.
14. Verfahren nach Anspruch 13, bei dem das Flüssigmetall
indirekt erhitzt wird, indem die Tinte direkt erhitzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder Anspruch 14, bei dem der
Druckkopf ein Druckkopf nach einem der Ansprüche 1-12 ist.
16. Tintenstrahldrucker mit einem Druckkopf nach einem der
Ansprüche 1-12.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019950009586A KR0147902B1 (ko) | 1995-04-24 | 1995-04-24 | 액체금속을 이용한 잉크분사식 프린터 헤드의 제어장치 및 방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE69609113D1 DE69609113D1 (de) | 2000-08-10 |
| DE69609113T2 true DE69609113T2 (de) | 2001-03-22 |
Family
ID=19412756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE69609113T Expired - Fee Related DE69609113T2 (de) | 1995-04-24 | 1996-04-24 | Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schreibkopfes |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5831643A (de) |
| EP (1) | EP0739733B1 (de) |
| JP (1) | JPH08318626A (de) |
| KR (1) | KR0147902B1 (de) |
| DE (1) | DE69609113T2 (de) |
Families Citing this family (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE60016503T2 (de) * | 1999-06-04 | 2005-12-15 | Canon K.K. | Flüssigkeitsausstosskopf, Flüsigkeitsausstossvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Flüssigkeitsausstosskopfes |
| DE60033213T2 (de) | 1999-06-04 | 2007-10-25 | Canon K.K. | Flüssigkeitsausstosskopf und Flüssigkeitsausstossvorrichtung |
| JP3880411B2 (ja) * | 2001-01-31 | 2007-02-14 | キヤノン株式会社 | 記録装置 |
| US7730746B1 (en) | 2005-07-14 | 2010-06-08 | Imaging Systems Technology | Apparatus to prepare discrete hollow microsphere droplets |
| US7802866B2 (en) * | 2006-06-19 | 2010-09-28 | Canon Kabushiki Kaisha | Recording head that detects temperature information corresponding to a plurality of electro-thermal transducers on the recording head and recording apparatus using the recording head |
| JP2009190380A (ja) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Riso Kagaku Corp | 印刷装置 |
| US8220896B2 (en) * | 2009-03-17 | 2012-07-17 | Xerox Corporation | Printhead de-prime system and method for solid ink systems |
| JP5679825B2 (ja) * | 2010-01-21 | 2015-03-04 | キヤノン株式会社 | 液体吐出装置、および液体吐出ヘッドの異常検知方法 |
| US9559162B2 (en) | 2013-06-19 | 2017-01-31 | Globalfoundries Inc. | Thermoresistance sensor structure for integrated circuits and method of making |
| CN104425207A (zh) * | 2013-08-20 | 2015-03-18 | 中国科学院理化技术研究所 | 多管芯电子直写式圆珠笔 |
| JP6448227B2 (ja) | 2014-06-19 | 2019-01-09 | キヤノン株式会社 | 素子基板および液体吐出ヘッド |
| JP6448228B2 (ja) * | 2014-06-19 | 2019-01-09 | キヤノン株式会社 | 素子基板および液体吐出ヘッド |
| CN107414080B (zh) * | 2016-05-23 | 2024-04-16 | 中国科学院理化技术研究所 | 液态金属3d打印喷头装置及设有该装置的3d打印机 |
| JP6590110B2 (ja) * | 2017-02-24 | 2019-10-16 | Jfeスチール株式会社 | 連続溶融金属めっき処理装置及び該装置を用いた溶融金属めっき処理方法 |
| US10870273B2 (en) * | 2017-07-18 | 2020-12-22 | Hewlett-Packard Development Company, L.P. | Dies including strain gauge sensors and temperature sensors |
| DE102020108317A1 (de) * | 2020-03-26 | 2021-09-30 | Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg | Tintenstrahldruckkopf |
| US11400714B2 (en) * | 2020-12-22 | 2022-08-02 | Xerox Corporation | Method for magnetohydrodynamic (MHD) printhead/nozzle reuse |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4845517A (en) * | 1988-01-11 | 1989-07-04 | Am International, Inc. | Droplet deposition apparatus |
| EP0401216B1 (de) * | 1988-06-29 | 1993-04-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Heizvorrichtung zur erwärmung der tinte im schreibkopf einer tintendruckeinrichtung |
| US5560543A (en) * | 1994-09-19 | 1996-10-01 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Heat-resistant broad-bandwidth liquid droplet generators |
| US5598200A (en) * | 1995-01-26 | 1997-01-28 | Gore; David W. | Method and apparatus for producing a discrete droplet of high temperature liquid |
-
1995
- 1995-04-24 KR KR1019950009586A patent/KR0147902B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-04-24 EP EP96106437A patent/EP0739733B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-04-24 JP JP8127739A patent/JPH08318626A/ja active Pending
- 1996-04-24 US US08/639,091 patent/US5831643A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-04-24 DE DE69609113T patent/DE69609113T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5831643A (en) | 1998-11-03 |
| DE69609113D1 (de) | 2000-08-10 |
| KR0147902B1 (ko) | 1998-08-17 |
| KR960037288A (ko) | 1996-11-19 |
| JPH08318626A (ja) | 1996-12-03 |
| EP0739733A3 (de) | 1997-06-25 |
| EP0739733B1 (de) | 2000-07-05 |
| EP0739733A2 (de) | 1996-10-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE69609113T2 (de) | Vorrichtung und Verfahren zum Steuern eines Schreibkopfes | |
| DE2836897C2 (de) | ||
| DE3401797C2 (de) | ||
| DE69213542T2 (de) | Verfahren und Apparat zur Steuerung der Temperatur von Wärmetintenstrahl- und Wärmedruckköpfen mittels Anwendung von nicht druckerzeugenden Impulsen | |
| DE69414171T2 (de) | Aufzeichnungsgerät mit Wärmekopf und Aufzeichnungsverfahren | |
| DE69232398T2 (de) | Farbstrahlaufzeichnungsgerät mit temperaturüberwachung | |
| DE69406580T2 (de) | Verfahren zum Betrieb eines Thermo-Farbstrahldruckers | |
| DE69024237T2 (de) | Tintenstrahlvorrichtung und Tintenstrahlkopf | |
| DE2659398A1 (de) | Heizvorrichtung fuer schreibkoepfe in tintenmosaikschreibeinrichtungen | |
| DE69130037T2 (de) | Betriebsart für Farbstrahlkopf | |
| DE3644642A1 (de) | Fluessigkeitsstrahl-schreibkopf | |
| DE69131362T2 (de) | Tintenstrahlaufzeichnungsgerät | |
| DE3218263C2 (de) | ||
| DE2353525A1 (de) | Tintenstrahlschreiber | |
| DE69328288T2 (de) | Aufzeichnungsgerät und Aufzeichnungsverfahren | |
| DE1964957B2 (de) | Vorrichtung zum Darstellen von Daten auf sich abhängig von der Temperatur optisch änderndem Material | |
| DE3332491A1 (de) | Vorrichtung fuer tintenschreibeinrichtungen zum beschreiben eines aufzeichnungstraegers | |
| DE2559563A1 (de) | Ansteuerschaltung fuer einen thermischen drucker | |
| DE69011640T2 (de) | Thermischer Tintenstrahldruckkopf. | |
| DE69724527T2 (de) | Verfahren zur Regelung der Menge von aus einer Mehrzahl von Flüssigkeitsausstossdüseeinheiten ausgestossener Flüssigkeit, Tintenstrahlsteuerverfahren unter Anwendung dieses Regelverfahrens und Tintenstrahlapparat | |
| DE60115184T2 (de) | Tintenstrahldrucksystem, Tintenbehälter und Herstellungsverfahren | |
| DE10059964A1 (de) | Verfahren und Struktur zum Messen der Temperatur von Heizelementen eines Tintenstrahl-Druckkopfs | |
| DE3150601C2 (de) | ||
| EP0377599B1 (de) | Druckeinrichtung mit einem elektrothermisch betriebenen druckkopf | |
| DE69526535T2 (de) | Aufzeichnungskopf und Tintenstrahlaufzeichnungsgerät damit versehen |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |