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Title:
SYSTEM ENABLING THE ELECTRICAL BALANCING OF TRANSDUCERS ARRANGED IN INKING HEADS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1988/002310
Kind Code:
A1
Abstract:
To balance thermal transducers located on the substrate of an inking head, a calibration resistor is also fitted on this substrate. For the purposes of balancing, the inking head or substrate is connected to a standard power supply arrangement, which is identical to a power supply arrangement used in a printer. Next, the calibration resistor incorporated in the substrate is balanced as a function of the triggering voltage desired for the transducers. After connection of an inking head thus balanced to the power supply in a printer, the power supply of the latter detects the preset value of the calibration resistor and thereby automatically adjusts the triggering voltage for the thermal transducers.

Inventors:
GOEPEL ERNST (DE)
SCHUMANN WERNER (DE)
Application Number:
PCT/DE1987/000441
Publication Date:
April 07, 1988
Filing Date:
September 25, 1987
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AG (DE)
International Classes:
B41J2/01; B41J2/05; G01R35/00; G05F1/46; (IPC1-7): B41J3/04; G01R35/00; G05F1/46
Foreign References:
US4346343A1982-08-24
DE3340251A11985-05-23
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Claims:
Patentansprüche
1. Anordnung zum elektrischen Abgleich von mehreren in ei¬ nem Tintenschreibkopf (TK) einer Druckeinrichtung angeord neten Wandlerelementen, die über eine elektrische Schalt¬ einrichtung (Sl bis SN) zeichenabhängig mit einer An¬ steuerspannung beaufschlagbar sind, wobei in einem Funk¬ tionstest zum Ausgleich von Fertigungsschwankungen ein Ab¬ gleich der von einer Stromversorgungsanordnung (SV) gelie ferten Ansteuerspannung (U) für die Wandlerelemente vorge¬ nommen wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h ¬ n e t , daß der Abgleich über ein dem Schreibkopf (TK) zu¬ geordnetes Bauelement (RA) erfolgt, dessen elektrisches Verhalten von der der Druckeinrichtuπg zugeordneten Strom Versorgungsanordnung (SV) erfaßt wird und daß dann die Stromversorgungsanordnung (SV) in Abhängigkeit von diesem Bauelement die Ansteuerspaπnung (U) einstellt.
2. Anordnung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Abgleich unabhängig von der Druckeinrichtung durch Koppelung des Schreibkopfes (TK) an eine Modellstromversorgungsanordnung (SVM) erfolgt.
3. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h., g e k e n n z e i c h n e t , daß die Wandler elemeπte als auf einem Substrat angeordnete ThermalWand lerele ente ausgebildet sind und daß der Abgleich über einen dem Substrat zugeordneten Abgleichwiderstand (RA) erfolgt.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ab¬ gleichwiderstand (RA) auf dem Substrat integriert ange¬ ordnet ist.
5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß der Ab gleichswiderstand (RA) als laserabgleichbarer Schichtwi¬ derstand ausgebildet ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Strom¬ versorgungsanordnung (SV) im Drucker einen Spannungsregler (SR) mit zugehörigem Referenzwiderstand (RF) aufweist, wo¬ bei der Referenzwiderstand (RF) bei angeschlossenem Tin tendruckkopf (TK) mit dem Abgleichswiderstand (RA) elek¬ trisch gekoppelt ist.
Description:
Anordnung zum elektrischen Abgleich von in Tiπtenköpfen angeordneten Wandlerelementen.

Die Erfindung betrifft eine Anordnung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Nach dem Bubble-Jet-Prinzip arbeitende Tintendruckeinrich¬ tungen, wie sie z.B. in der DE-OS 30 12 698 beschrieben werden, enthalten Thermalwandlerele ente mit elektrischen Dünnfilm-Heizwiderständeπ R, die in kapillaren Tintenkanä¬ len auf einem Substrat angeordnet sind. Beim Anlegen eines Spanπungsimpulses der Höhe U und der Dauer t an einen sol¬ chen Heizwiderstand R entsteht durch die in ihm freiwer- dende Stromwärme E = (U / R) . t eine Tintendampfblase, deren Druck p auf die Tinte zum Tintentröpfchenausstoß ge¬ nutzt wird. Der Druck der Tiπtendampfblase p ist eine Funk¬ tion der freiwerdenden Stromwärme E, wobei in dieser Funk¬ tion thermodynamische, dünnfilmtechnische Einflußgrößen mit berücksichtigt werden.

Um gleiches Spritzverhalten aller Kanäle eines Kopfes sowie der Köpfe untereinander zu erhalten, sollte der Druck der Tintenda pfblase p möglichst überall gleich sein. Zwar ist es möglich diese Gleichheit innerhalb der Kanäle eines Mul- tikanalkopfes, d.h. innerhalb eines Substrates, weitge- hendst zu erreichen - womit auf einen kaπalweisen Abgleich verzichtet werden kann - wegen der Grenzen der Herstellbar¬ keit ist jedoch eine hochgenaue Reproduzierbarkeit der Dünπfilmdicken und -Zusammensetzungen für verschiedene Sub- strate nicht möglich. Das bedeutet, die freiwerdende Strom- wärme und damit der Druck in der Tiπtendampfblase ändert sich von Kopf zu Kopf bzw. von Fertigungslos zu Fertigungs¬ los derart, daß eine dem Herstelluπgsprozeß folgende Mes¬ sung und Einstellung der Tintenspritzparameter zur Her- Stellung eines qualitativ hochwertigen Schriftbildes unum¬ gänglich ist.

Ein derartiger Abgleich ist im übrigen auch für die

Schreibköpfe von Tintendruckeinrichtungen notwendig, die mit piezoelektrischen Wandlern arbeiten (Piezoröhrchen oder -plättchen) .

Aus der Literaturstelle BG-80 Bubble-Jet-Printer, Service Manual, Canon Q48-0101-705 Dec.1985 ist es bekannt, bei Tintenköpfen die nach dem Thermalwandlerprinzip arbeiten, nach der Kopfherstellung in einem Spritztest die I puls- Spannung U zu ermitteln, bei der sich das gewünschte

Spritzverhalten des Kopfes einstellt. Diese köpfspezifische Spannung wird auf dem Tintenkopf- vermerkt. Beim Einbau des Tintenschreibkopfes in ein Druckgerät wird das dortige ' Stromversorgungsteil mit Hilfe eines Abgleichwiderstandes, der in diesem Stromversorgungsteil angeordnet ist und eines Spannungsmeßinstrumentes eingestellt bzw. abgeglichen. Da die Lebensdauer solcher Tintenschreibköpfe begrenzt ist und während der Gesamtlebensdauer der Druckeinrichtung mehrere solcher Kopfwechsel notwendig sind, bedeutet dies einen re- lativ hohen Aufwand hinsichtlich der Wartung des Druckers, zumal für einen derartigen Abgleich Fachpersonal erforder¬ lich ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung der eingangs genannten Art bereitzustellen mit der es möglich ist Tin- tenköpfe in Druckeinrichtungen auszuwechseln bzw. einzu¬ bauen, ohne daß ein gesonderter Abgleich bei jedem Kopf¬ wechsel notwendig ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Anordnung der eingangs ge¬ nannten Art dadurch gelöst, daß der Abgleich über ein dem Schreibkopf zugeordnetes Bauelement erfolgt, dessen elek¬ trisches Verhalten von der der Druckeinrichtung zugeord¬ neten Stromversorgungsanordnuπg erfaßt wird, und daß dann die Stromversorgungsanordnung in Abhängigkeit davon die Ansteuerspannung festlegt.

Der Abgleich er folgt unabhängig von der Druckeinrichtung durch Koppelung des Schreibkopfes an eine Modellstromver- sorguπgsanordnung un d Einstellen der Ansteuerspannung über einen dem Schreibkopf zugeordneten Abgleichwiderstand .

Wird die Erfindung in Tintendruckeinrichtungen verwendet die nach dem Ther alwandlerprinzip arbeiten, so kann den auf einem Substrat angeordneten Thermalwandlerelemeπten ein auf dem Substrat integrierter Abgleichwiderstaπd zugeordnet sein.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden beispielsweise näher be¬ schrieben. Es zeigen

FIG 1 eine schematische Darstellung eines Tintenschreib- kopfes nach dem Thermalwandlerprinzip beim Abgleich und

FIG 2 eine schematische Darstellung desselben Tinten- schreibkopfes vor dem Einbau.

Eine hier nur schematisch dargestellte Tintendruckeinrich- tuπg, die nach dem Thermalwandlerprinzip arbeitet, wie sie z.B. in der DE-OS 30 12 698 im Detail beschrieben ist, weist einen Tintenschreibkopf TK auf, der die eigentlichen, hier nicht dargestellten Wandlerelemente enthält. Diese Wandlerelemente sind in bekannter Weise auf einem einzigen Substrat integriert und weisen die in der FIG 1 mit Rl-RN bezeichneten Heizwiderstände auf. Der Schreibkopf TK wird mit Hilfe einer hier nicht dargestellten Antriebseinrich¬ tung zeilenweise entlang eines Aufzeichnuπgsträgers bewegt, wobei er über ein flexibles Kabel K mit einer Stromversor- gungsanordπung SV der Druckeiπrichtung verbunden ist. Die Stromversorgungseinrichtung SV weist eine der Zahl der Wandlerelemente R entsprechende Anzahl von elektronischen Schaltern Sl bis SN auf, die mit der eigentlichen zeichen¬ erzeugenden Einrichtung verbunden sind und die die Aufgabe

haben, die Wandlerelemente mit ihren Heizwiderständen Rl bis RN zeichenabhängig an eine Ansteuerspannung U zu legen. Diese Ansteuerspannung U wird in bekannter Weise über einen Spannungsregler SR erzeugt.

Die erfindungsgemäße Anordnung arbeitet nun wie folgt: Nach Herstellung des eigentlichen, die Wandlerelemente mit ihren Widerständen Rl bis RN aufnehmenden Substrates wird dieses Substrat über eine entsprechende Kabelverbindung K an eine Modellstromversorgungsanordnung SVM angeschlossen. Dann wird mit Hilfe eines hier nicht dargestellten Meßinstrumen¬ tes die Ansteuerspannung U festgestellt und dann mit Hilfe eines Lasers oder anderer Einrichtungen der auf dem Sub¬ strat angeordnete Abgleichwiderstand RA so eingestellt bzw. gewählt, daß an den Heizwiderständen Rl bis RN die dem ge¬ wünschten Spritzverhalten des Tintenkopfes entsprechende Ansteuerspannung U anliegt.

Anstelle der Einstellung des Abgleichwiderstandes ist es auch möglich, einen entsprechend ausgewählten Widerstand auf der die Wandlerelemente tragenden Leiterplatte bzw. dem Substrat zu kontaktieren. Zu diesem Zwecke können entspre¬ chende Stecker und Halterungen vorgesehen sein.

Bei entsprechend aufgebauter Stromversorgung ist es weiter¬ hin möglich, statt Widerständen andere elektrische Bau¬ elemente zu verwenden, die einstellbar ausgestaltet sind, z.B. Kondensatoren.

Ein so abgeglichener Kopf kann ohne zusätzlichen Abgleich in jeder Druckeinrichtung entsprechend der FIG 2 eingebaut werden, die eine der Modellstromversorgung SVM entsprechen¬ de Stromversorgung SV aufweist.

Im noch nicht angeschlossenen Zustand des Tintenkopfes TK liefert entsprechend der Fig. 2 die Stromversorgung SV mit dem zugeordnetem Referenzwiderstand RF die Leerlauf- Ansteuerspannuπg UR. Nach Koppelung des Tinteπkopfes TK mit

der Stromversorgung SV erfaßt der Spannungsregler SR durch Parallelschaltung des Abgleichwiderstandes RA mit dem Re¬ ferenzwiderstand RF den voreingestellten Wert des Abgleich¬ widerstandes RA und stellt damit am Ausgang und damit an den Heizwiderständen Rl bis RN automatisch die kopfspezi¬ fische Ansteuerspannung U ein.

6 Patentansprüche 2 FIG