Устройство распределения жидкости

1 Область изобретения Предметом изобретения является устройство распределения жидкости. Устройство согласно изобретению содержит жидкостной резервуар, разбрызгивающее сопло и жидкостной трубопровод, один конец которого соединен с жидкостным резервуаром для подачи жидкости из жидкостного резервуара в разбрызгивающее сопло. Устройство особенно подходит для точного распределения небольших количеств жидкости, в частности красителей, медицинских или подобных им жидкостей, которые должны распределяться очень точными, дозируемыми порциями. Изобретение также относится к печатающей головке и к печатающей системе, использующей устройство распределения. Уровень техники, к которой относится изобретение Технология печати является специфической областью, в которой используются различные способы распределения жидкостей. Печатные изображения на бумаге или других носителях имеют постоянный спрос, что существенно поддерживается тем, что технология печати и печатная продукция ежедневно используются практически во всех областях экономики. Вероятно, в будущем спрос сохранится или даже возрастет. Значительные усилия вкладываются в развитие высокоскоростных и дешевых печатающих систем. Исследования проводятся в двух различных направлениях. Первое представляет собой комбинацию известных технологий печати с получением цифрового изображения на допечатной стадии, а второе представляет собой развитие полностью цифровых печатающих систем. Например, известная офсетная печатающая система является предпочтительной с точки зрения низкой стоимости только тогда, когда печатаются большие тиражи. Стоимость картинок, распечатанных с помощью цифровых систем модемов, меньше зависит от тиража в случае, когда системы уже установлены. Однако большие первоначальные затраты означают, что полная стоимость печатного листа все равно выше по сравнению с известными системами. Другой недостаток состоит в том, что красители, используемые в настоящее время в струйных и пузырьковых технологиях печати, хуже по сравнению с традиционными методами в отношении устойчивости к влаге и ультрафиолетовому излучению. Хотя настольные цветные принтеры становятся общераспространенными,в то же время существует давно ощущаемая потребность в технологии печати, которая обеспечила бы возможность недорогой, скоростной печати очень небольшого числа, даже одиночных сообщений, вместе с возможностью печати продукции большого масштаба, т.е. большого размера. Примерами такой продукции являются большие плакаты для рекламных целей. 2 В уровне техники известна технология диспергирования или распыления жидкости с использованием ультразвука, генерируемого пьезоэлектрическим преобразователем. Более конкретно, ультразвуковое разбрызгивание жидкости основано на следующем явлении: если может быть достигнуто механическое колебание с большой амплитудой, то возможно осуществить диспергирование жидкости на капли посредством преодоления силы поверхностного натяжения. Существует два основных типа ультразвукового разбрызгивания жидкости. Высокочастотная (приблизительно 1 МГц или выше) энергия колебаний, излучаемая из преобразователя, концентрируется на жидкости для того, чтобы достичь плотности энергии, т.е. давления, необходимого для диспергирования. В технологиях, основанных на использовании более низких частот, необходимая плотность энергии достигается посредством использования различных типов твердых концентраторов, и жидкость направляется к поверхности,которая колеблется с относительно высокой амплитудой. Доступные в настоящее время ультразвуковые диспергаторы жидкости имеют ряд недостатков. Их внешние размеры довольно большие, и, следовательно, их применение в индустрии печати ограничено. Кроме того,вследствие их больших размеров, вибрирующая масса является также большой, что приводит к длительному времени активизации. Кроме всех этих недостатков не решена проблема регулировки размера пикселя, создаваемого посредством эжектированных капелек жидкости. Очистка устройства, замена деталей и относительно сложная электрическая система также вызывают проблемы. Патент США 4,815,661, принадлежащийAnthony, относится к устройству ультразвукового распыления, имеющему корпус и пьезоэлектрический вибрирующий сердечник. Вибрации,генерируемые вибрирующим сердечником, передаются в распылительное сопло. Жидкость,которая должна распыляться, раздробляется посредством вибрации распылительного сопла. Жидкость распыляется наружу в результате внутреннего давления в жидкости, при этом внутреннее давление создается вибрирующим сердечником. Патент США 4,897,673, принадлежащийOkabayaashi и соавторам, относится к способу соединения трубки сопла струйного принтера с пьезоэлектрическим элементом. В нем описана трубка сопла в оперативном соединении с пьезоэлектрическим элементом, который вызывает периодическое сжатие и расширение трубки сопла и, следовательно, выброс жидкости (чернил) из трубки сопла. Как описано выше, жидкость выбрасывается под давлением, которое создается внутри трубки сопла. 3 Патент Англии 2,024,724 А относится к сборке капиллярной трубки и пьезоэлектрического преобразователя (к сборке язычковой головки). Капиллярная трубка вибрирует в продольном направлении для осуществления эжекции капелек чернил, по существу в направлении оси трубки. Продольные вибрации генерируются посредством преобразователя. Сборка обеспечивается катушкой и магнитом для того, чтобы осуществлять поперечные вибрации капиллярной трубки. Эти поперечные вибрации служат для того, чтобы обеспечить сканирование эжектируемых капелек чернил. В авт. св.1,007,752 А описан ультразвуковой распылитель жидкости. Это известное устройство используется для создания монодисперсных капель (т.е. капель приблизительно одинакового размера) для исследований процессов в двухфазных системах, например при исследованиях капельной коагуляции, и процессов в общем, где необходим поток монодисперсных капель. Этот распылитель жидкости содержит резервуар и сообщающийся с ним капилляр. Капилляр соединен с пьезоэлектрическим преобразователем через концентратор. Выходной торец капилляра выполнен наклонным к продольной оси капилляра. Угол наклона образует распыляющую поверхность, обеспечивающую образование монодисперсных капель. Эта известная система преобразователя-концентратора не может быть использована для печати, поскольку преобразователь и концентратор являются относительно широкими. Кроме того, время пуска и остановки обычных преобразователей в комбинации с концентратором является относительно большим, так что распределение очень маленьких количеств жидкости, например точное распределение количества краски, соответствующее одной печатной точке, осуществить невозможно. Как отмечено выше, эти известные устройства не подходят для крупномасштабной быстрой печати. Следовательно, основной задачей изобретения является обеспечение достижения такого размера капель жидкости или размера пикселя на бумаге или другом носителе, который мог бы изменяться в широких пределах. Более конкретно, делаются попытки создать устройство, которое производит изменяемый оттенок печатаемых пикселей. Создание устройства распределения с уменьшенным размером по меньшей мере в одном измерении обеспечивает расположение модулей распределения жидкости близко друг к другу. Таким образом, может быть достигнута непрерывная параллельная печать по полной ширине носителя печати. Для того чтобы достичь высоких скоростей печати, предпринимались попытки уменьшить время создания капель жидкости. Кроме того, усилия были направлены на то, чтобы обеспечить систему без необходимо 004492 4 сти использования усложненной электрической системы в соединении с возможностью использования многочисленных различных типов жидкостей. Также необходимо создать систему, которая может соединяться с компьютером и управляться им, а также сможет решить проблемы очистки и замены деталей. Сущность изобретения Согласно первому аспекту изобретения задачи достигаются посредством создания устройства, содержащего жидкостной резервуар,разбрызгивающее сопло и жидкостной трубопровод, один конец которого соединен с жидкостным резервуаром для подачи жидкости из жидкостного резервуара в разбрызгивающее сопло. Согласно изобретению устройство дополнительно содержит средство вибрации,предназначенное для обеспечения действия вибрации разбрызгивающего сопла и посредством действия вибрации приводящее к ускорению сопла до такой степени, которая достаточна для того, чтобы вызвать отделение жидкости от сопла. Изобретение также относится к устройству для распределения жидкости по существу с теми же самыми основными характеристиками, но без жидкостного резервуара. Это модифицированное устройство согласно изобретению присоединяется к внешнему жидкостному резервуару. В предпочтительном варианте воплощения жидкостный трубопровод составляет единое целое с разбрызгивающим соплом. Предпочтительно, когда свободный конец жидкостного трубопровода срезан под углом и обрезанный свободный конец функционирует как разбрызгивающее сопло. С другой стороны, сопло может быть выполнено в виде свободного конца жидкостного трубопровода, имеющего диаметр,уменьшающийся к свободному концу, по меньшей мере, в части трубопровода, смежного со свободным концом. В наиболее предпочтительном варианте воплощения средство вибрации содержит пьезоэлектрический преобразователь, а жидкостный трубопровод представляет собой полую металлическую трубку. В этом случае сопло находится на вибрирующем конце трубки. Конец может быть срезан под углом, или его поперечное сечение может быть постепенно уменьшающимся. В устройстве согласно изобретению предусмотрено, чтобы преобразователь был прикреплен к жидкостному трубопроводу через резонатор. Наиболее предпочтительно, чтобы преобразователь, резонатор и трубопровод составляли резонирующий модуль. В специфическом варианте воплощения резонатором является плоская стальная пластинка, прикрепленная прямо или косвенно на жидкостном трубопроводе вблизи его свободного конца. Ее основным преимуществом над 5 трехмерными, то есть пространственными резонаторами, является не только малый поперечный размер, но также и намного более короткое время активизации, которое позволяет осуществить импульсное функционирование устройства распределения жидкости и обеспечивает управляемый перенос жидкости за короткое время. Пластинчатый резонатор согласно изобретению прикреплен к подводящей жидкость трубке, которая имеет меньший вес, чем сам резонатор, и поэтому трубка вибрирует с более высокой амплитудой. Сопло образовано на свободном конце подводящей жидкость трубки и вибрирует с максимальной амплитудой. Однако эта система распределяет жидкость должным образом, если к активным деталям, то есть к соплам, направлено соответствующее количество жидкости. Если это количество больше или меньше оптимального, то возможности системы остаются неиспользуемыми. На подачу жидкости к соплу влияет капиллярный эффект, а также гидростатическое давление в трубке. Так как капиллярным эффектом трудно управлять,предполагается, что устройство должно содержать средство для изменения гидростатического давления жидкости в жидкостном резервуаре и/или в жидкостном трубопроводе. В наиболее предпочтительном варианте воплощения устройства согласно изобретению преобразователем является круглый дискообразный пьезоэлектрический преобразователь, а стальная пластинка по существу является каплевидной, с круглой частью, имеющей треугольное расширение, объединенное с круглой частью. Преобразователь прикреплен параллельно к круглой части, в концентрическом положении, а вершина треугольного расширения прикреплена к жидкостному трубопроводу. Для облегчения компьютерного управления устройством оно может дополнительно содержать внешне управляемое средство возбуждения для возбуждения преобразователя на заданных, переменных частотах. Второй аспект изобретения относится к печатающей головке, содержащей множество средств распределения жидкости для распределения красителя в управляемых количествах на заданных, управляемых местоположениях носителя печати. Согласно изобретению средство разбрызгивания жидкости содержит устройство распределения жидкости согласно первому аспекту изобретения. В предпочтительном варианте воплощения печатающая головка содержит параллельные прорези для вставки устройств распределения жидкости и контактные пружины для фиксации устройств распределения жидкости к стенкам прорезей. Для того чтобы обеспечить изменение размера пикселя и/или изменение оттенка на различных носителях, печатающая головка содержит множество распределяющих устройств,расположенных в линию, и дополнительно со 004492 6 держит средство перемещения для трансляционного перемещения, по меньшей мере, сопел разбрызгивающих устройств в направлении,параллельном линии. Также предлагается включить средство регулирования для дополнительного трансляционного перемещения сопел устройств распределения в направлении, перпендикулярном к линии, одновременно или отдельно для каждого сопла. Это особенно полезно для того, чтобы регулировать соотношение размера пикселя (ширины) к разрешающей способности по пикселям (число пикселей на единицу длины) и/или к оттенку (покрытию). Изобретение также относится к печатающей системе с механизмом подачи носителя печати и по меньшей мере с одной печатающей головкой для распределения красителя в управляемых количествах в заданных, управляемых местоположениях носителя печати, с печатающей головкой согласно второму аспекту изобретения. Предлагается использовать множество печатающих головок, причем каждая печатающая головка предназначена для заданного цвета. Настоящее изобретение может быть использовано для непрерывного или импульсного распределения небольших количеств жидкости. Согласно изобретению частицы жидкости эжектируются в виде капелек по направлению к носителю-мишени с большой энергией и с высокой частотой повторения, и эжектированные количества жидкости могут быть точно отрегулированы. Жидкостью может быть растворитель(например, вода, ацетон и т.д.), раствор красителя (например, чернила), эмульсия или суспензия (например, окрашенные пигментом чернила). Вследствие вышеупомянутых особенностей, устройство предпочтительно используется для целей печати, и применение устройства в печатающих системах обеспечивает внедрение в практику новейшего процесса печати. Однако в качестве областей применения также рассматриваются фармацевтические и медицинские области, а также любые другие области, в которых относительно маленькие количества жидкости должны распределяться с большой точностью и без загрязнения. Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его воплощения со ссылками на сопровождающие чертежи,где фиг. 1 изображает схему, иллюстрирующую основные элементы устройства распределения жидкости согласно изобретению,фиг. 2 а, б - вид сбоку и вид спереди, соответственно, предпочтительного варианта воплощения устройства согласно изобретению,фиг. 3 изображает общий вид ряда распределяющих устройств в конфигурации, используемой в печатающей головке согласно изобретению, 7 фиг. 4 а, б иллюстрируют предложенный вариант воплощения средства вибрации, используемого в устройстве согласно изобретению,фиг. 5 изображает вид сбоку сборки преобразователь-резонатор, показывая принцип действия резонатора,фиг. 6 а, б изображают два различных варианта воплощения модуля резонатор-жидкостный трубопровод,фиг. 7 а, б иллюстрируют принцип действия распределяющего устройства согласно изобретению,фиг. 8 а-в иллюстрируют регулировку оттенка пикселя с помощью устройства согласно изобретению,фиг. 9 а, б иллюстрируют форму сигнала возбуждающего устройства, необходимую для достижения единичного выброса жидкости,фиг. 10 а, б изображают пиксельный модуль для установки в печатающей головке согласно изобретению,фиг. 11 изображает поперечное сечение части печатающей головки, использующей пиксельные модули фиг. 10 а, б,фиг. 12 а, б иллюстрируют другой вариант воплощения пиксельного модуля для установки в печатающей головке согласно изобретению,фиг. 13 а, б изображают поперечное сечение части другой печатающей головки и схематический общий вид печатающей головки, использующей пиксельные модули фиг. 12 а, б,фиг. 14 иллюстрируют зависимость покрытия (оттенка) пикселя от времени на протяжении цикла выброса жидкости в устройстве согласно изобретению. Подробное описание предпочтительного варианта воплощения На фиг. 1 показана принципиальная схема устройства 1 распределения жидкости. Устройство 1 снабжено резонатором 2 в виде плоской металлической пластинки, прикрепленной к жидкостному трубопроводу, имеющему сопло 7. Жидкостный трубопровод выполнен в виде подводящей жидкость трубки 3 со свободным концом, заканчивающимся в сопле 7, и с другим концом, соединенным с жидкостным резервуаром 5. Жидкость 6, подлежащая разбрызгиванию посредством сопла 7, содержится в жидкостном резервуаре 5. Устройство 1 также обеспечивается средством вибрации, выполненным в виде преобразователя 4. Вибрация резонатора 2 возбуждается преобразователем 4, который крепится к резонатору 2. Преобразователь 4 предпочтительно является пьезоэлектрическим преобразователем,т.е. пьезокерамической пластинкой. Резонансный режим колебаний резонатора 2, т.е. колебания по толщине, радиальный тип или изгибающий тип, определяются конструкцией данного изобретения. Однако в предпочтительном варианте воплощения используется радиальный тип, 004492 8 как будет описано ниже. Подводящая жидкость трубка 3 крепится к резонатору 2 с помощью соединительной детали 9. Резонатор 2 и подводящая жидкость трубка 3 составляют резонирующий модуль, т.е. механическую вибрирующую систему, имеющую определенную резонансную частоту. Один конец подводящей жидкость трубки 3 погружается в жидкость 6 жидкостного резервуара 5. Поперечное сечение другого конца подводящей жидкость трубки 3 уменьшается,чтобы образовать сопло, или, как в случае предпочтительного варианта воплощения на чертежах, конец трубки 3 срезается под острым углом. Сопло 7 находится на вибрирующем конце подводящей жидкость трубки 3. Сопло 7 служит для передачи энергии колебаний от резонатора 2 к жидкости. Также необходимо регулировать резонансные характеристики сопла 7 в соответствии с характеристиками жидкости (параметры потока, масса, вязкость, капиллярная постоянная, поверхностное натяжение и т.д.). Поэтому сопло 7 является частью, вибрирующей с частотой, подбираемой к резонансной частоте резонатора (объединенная вибрирующая система). В некоторых случаях резонатор 2 может быть присоединен к соплу 7 с помощью соединительной детали 9. В этом случае соединительная деталь 9 также образует часть вибрирующей системы. Энергия вибрации сопла 7 и степень эффективности зависят от правильного расчета колебаний соединительной детали 9. Следует отметить, что соединительная деталь 9 необязательно должна быть изготовлена отдельно от резонатора 2 или сопла 1, но может составлять с ними единое целое. Подвод жидкости к соплу 7 может производиться различными способами. Чтобы избежать трудностей с калибровкой и сделать очистку более простой, необходимо поместить сопло 7 на вибрирующем конце подводящей жидкость трубки 3. Подводящая жидкость трубка 3 имеет уменьшающееся поперечное сечение на свободном конце, функционируя как концентратор изгибающего типа, поскольку, если поперечное сечение подводящей жидкость трубки 3, а в результате, и отношение удельной массы к длине, уменьшается соответствующим образом,то баланс энергии требует увеличения амплитуды вибрации. Это уменьшение поперечного сечения выполняется путем срезания конца трубки под острым углом или посредством уменьшения внутреннего диаметра и/или толщины стенок трубки на конце сопла. Подача жидкости обеспечивается перепадом давления в жидкости 6, а также капиллярным эффектом в подводящей жидкость трубке 3. На конце сопла 7 подводящей жидкость трубки 3 избыточная подача предотвращается поверхностным натяжением, которое поддерживает саморегулирующий баланс с перепадом дав 9 ления на другом конце подводящей жидкость трубки 3. Как показано на фиг. 2 а, б, устройство распределения жидкости согласно изобретению может быть реализовано как модуль, независимый от жидкостного резервуара 5. Например,несколько таких устройств могут быть присоединены к общему жидкостному резервуару 5,как видно на фиг. 3. Разбрызгивающее устройство согласно изобретению является по существу плоским. Фактически, его можно рассматривать как почти двухмерное тело, как лучше всего видно на фиг. 2 б. Когда осуществляется применение печатающих систем, эта плоская форма является очень важной. В этом случае пьезокерамика преобразователя 4 прикрепляется к резонатору 2 предпочтительно посредством адгезии. Резонатор 2 передает энергию колебаний к подводящей жидкость трубке 3 в сварном точечном соединении 8. Продольный тип колебаний резонатора 2 преобразуется в изгибающий тип, т.е. поперечную вибрацию трубки 3, в сварном соединении 8. Очевидно, что у подводящей жидкость трубки 3 должны быть размеры, соответствующие подходящей вибрационной частоте, и они должны настраиваться на резонансную частоту всей системы. В случае этой конструкции сопло 7 находится на вибрирующем конце подводящей жидкость трубки 3, как лучше всего показано на фиг. 7 а и яб. Устройство распределения жидкости согласно настоящему изобретению, особенно варианты воплощения фиг. 2 а-б, может использоваться в печатающих головках. Базовое расположение распределяющих устройств 1 внутри печатающей головки 10 изображено на фиг. 3. Здесь печатающая головка 10 содержит множество устройств 1 распределения жидкости, расположенные по линии L, с плоскостями резонаторов 2, расположенными параллельно друг другу. Сопла 7 расположены на некоторой высоте h над носителем печати М. Поскольку устройства 1 очень плоские, расстояние d между ними очень небольшое - порядка 1 мм. Это означает, что по полной ширине w носителя печати М может быть напечатано большое количество пикселей. Подводящие жидкость трубки 3 присоединены к общему жидкостному резервуару 5. Альтернативно, каждые четыре или три устройства 1 могут периодически присоединяться к общему жидкостному резервуару, например соответствующему цветам модели смешанных цветов CMYK (голубой-вишневыйжелтый-черный) или модели основных цветовRGB (красный-зеленый-синий). Носитель печати М, например лист бумаги, который тянется из бумажного рулона R,перемещается под печатающей головкой 10 посредством известного механизма подачи. Механизм подачи может быть реализован посредст 004492 10 вом привода G и двигателя ЕМ, приводящего в действие тянущий рулон D. Чтобы обеспечить возможность регулировки поперечного разрешения печатающей головки 10, предусматривается обеспечение средства перемещения (не показано на фиг. 3) для трансляционного перемещения, по меньшей мере, сопел разбрызгивающих устройств в направлении, параллельном линии L по координате X. Также предлагается обеспечить средство регулирования (не показано на фиг. 3) для дополнительного трансляционного перемещения сопел 7 распределяющих устройств в направлении, перпендикулярном линии L (по координатеZ), одновременно или отдельно для каждого сопла. Под словосочетанием "дополнительное трансляционное перемещение" подразумевается, что должно задаваться перемещение, которое является дополнительным относительно действия колебаний сопла по оси Z, и по существу постоянная составляющая, добавляемая к переменному перемещению. Это средство регулировки может обеспечить альтернативный способ регулировки размера пикселя на носителе печати посредством изменения высоты h сопла 7 над носителем М. Следует отметить, что теоретически также возможно перемещение печатающей головки 10 и/или сопел 7 по координате Y. Однако в предпочтительном варианте воплощения относительное перемещение между печатающей головкой 10 и носителем печати М достигается посредством перемещения носителя печати М и сохранения печатающей головки 10 в фиксированном положении по координате Y. Было выполнено несколько опытных образцов печатающей головки 10 в так называемом параллельном принтере, где распределяющие устройства 1 в печатающей головке 10 размещены на расстоянии размера растра (расстояние d) друг от друга. Были проведены испытания на надежность, а также на цикл долговечности печатающих головок 10, а также установлено, что печатающие головки с устройствами распределения жидкости согласно изобретению функционируют надежно и точно. Печатающие головки 10 согласно изобретению включены в печатающую систему (подробно не показана). Система содержит механизм подачи носителя печати и по меньшей мере одну печатающую головку для разбрызгивания красителя в управляемых количествах в заданных, управляемых местоположениях носителя печати, подобного бумаге. Цветная печать достигается посредством использования множества печатающих головок, с каждой печатающей головкой, предназначенной для заданного цвета. При использовании конфигурации, показанной на фиг. 3, несколько печатающих головок 10 могут быть размещены друг за другом,по направлению относительного перемещения между печатающей головкой 10 и носителем М(направление Y на фиг. 3) . Координация печати между головками выполняется компьютером. Следует отметить, что расстояние d между распределяющими устройствами 1 в печатающей головке может быть больше действительной ширины р пикселя (см. фиг. 8 а-в и 14) . В этом случае для того, чтобы определить, что соплами печатающей головки 10 достигается вся площадь носителя печати М, применяются известные способы, и разрешение, достигнутое таким способом, может быть фактически лучше,чем физическое расстояние между местоположениями разбрызгивания жидкости, т.е. расстояние d между соплами 7. Такие способы могут включать небольшое поперечное перемещение печатающей головки или носителя за несколько прохождений печатающей головки над носителем. Альтернативно, печатающая головка может поперечно перемещаться несколько раз за одно прохождение носителя, подобно действию известных настольных струйных принтеров. Такие способы известны в уровне техники и не являются частью изобретения. Далее будут описаны детали конструкции и действие устройства распределения жидкости согласно изобретению. На фиг. 4 а и 4 б показан вид сбоку и общий вид преобразователя 4. В наиболее предпочтительном варианте воплощения преобразователь 4 представляет собой плоский пьезоэлектрический диск, например пьезоэлектрический преобразователь (PZT). Он возбуждается в радиальном типе, как обозначено стрелками. В этом типе точки диска, расположенные по окружности, колеблются в радиальных направлениях. Как показано на фиг. 5, резонатор 2, прикрепленный к преобразователю 4, по существу является каплевидным, с круглой частью 2 а, имеющей треугольное расширение 2 б, объединенное с круглой частью 2 а. Преобразователь 4 прикреплен к круглой части 2 а параллельно в концентрическом положении. Как видно на фиг. 5 и фиг. 6 а, б, вершина 2 в треугольного расширения прикреплена к жидкостному трубопроводу 3. Периферийные точки резонатора будут также вибрировать из-за возбуждения преобразователем 4. Этот эффект показан пунктирными линиями и стрелками на фиг. 5 и на следующих чертежах. Подводящая жидкость трубка 3 может быть присоединена к резонатору 2 разными способами. Например, можно прикрепить резонатор 2 к трубке вплотную к ее свободному концу, близко к соплу 7. В этом случае трубка 3 может оставаться относительно короткой, с малой массой. Такая компоновка изображена на фиг. 6 а. Но практика показала, что лучшие результаты могут быть достигнуты с более длинной трубкой 3, если резонатор 2 прикреплен на некотором расстоянии от сопла 7 и свободный конец сопла 7 имеет возможность резонировать. Это приводит к более высокой амплитуде виб 004492 12 рации сопла 7 и, следовательно, лучшей эффективности распределения. Эта компоновка изображена на фиг. 6 б. Физический принцип нового способа распределения согласно изобретению состоит в следующем (см. фиг. 6 б). Жидкость 6 проходит в трубку 3 вследствие капиллярного эффекта и давления в жидкостном резервуаре 5. Поскольку преобразователь 4 возбуждается с соответствующей частотой,вибрация преобразователя 4 передается к резонатору 2 и к соединенной с ним трубке 3. Свободный конец 11 трубки также начнет вибрировать. Если возбуждающая частота равна или близка к резонансной частоте, то амплитуда вибрации будет относительно большой. Т.к. ускорение вибрирующей системы линейно и пропорционально амплитуде (оба изменяются синусоидально и с равной фазой), то ускорение свободного конца 11 будет также большим. В конечном счете, сила ускорения (в действительности, сила инерции жидкости, возникающая из-за ускорения сопла), действующая на жидкость 6 в сопле 7, будет достаточна для того,чтобы преодолеть капиллярные силы адгезии,которые в противном случае поддерживали бы жидкость 6 прикрепленной к соплу 7, и частицы жидкости будут отрываться от сопла 7 в виде крохотных капелек 12. Оторвавшиеся капельки 12 будут сохранять те направление и скорость,которые они имели в последний момент, когда они были прикреплены к соплу 7, и будут эжектироваться в направлении, по существу перпендикулярном трубке 3, в плоскости вибрации. Теперь, вследствие среза под углом трубки 3 на сопле 7, основная часть жидкости будет эжектироваться только в одном направлении (на фиг. 6-8 - вниз). Количество эжектируемой жидкости(красителя) по существу линейно зависит от времени возбуждения (см. фиг. 8 а-в и 14), потому что давление и капиллярный эффект непрерывно будут обеспечивать подачу нового количества жидкости из жидкостного резервуара. Если количество жидкости превышает оптимальный уровень, то работа системы может ухудшиться. Модуль, содержащий резонатор и сопло, работает оптимально как устройство распределения жидкости, если только к нему подводится соответствующее количество жидкости. Подача жидкости является оптимальной только тогда, когда количество эжектируемой жидкости обеспечивается за короткое время без поступления в сопло большего количества жидкости, чем требуется. Проблема управляемой подачи жидкости решается посредством незначительного перепада давления, создаваемого в жидкостном резервуаре, а также капиллярного эффекта в подводящей жидкость трубке 3. Избыточная подача предотвращается вследствие того, что поверхностное натяжение жидкости на конце сопла 7 находится в саморегулирующем балансе с перепадом давления на другом конце 13 трубки в жидкостном резервуаре 5. Эта конструкция обеспечивает возможность регулировки количества жидкости посредством перепада давления. Следует отметить, что при правильном выборе диаметра сопла и трубки этот перепад давления может поддерживаться на относительно небольшом значении, например порядка 10-2 Па. Поскольку это соответствует гидростатическому давлению водяного столба с высотой несколько сантиметров, то это небольшое значение достигается посредством гидростатического давления самой жидкости в жидкостном резервуаре. Это означает, что для поддержания некоторого уровня жидкости в жидкостном резервуаре достаточно иметь относительно простое средство управления. Управляемый уровень жидкости будет автоматически обеспечивать точное значение перепада давления, которое необходимо для надлежащего функционирования сопел. На фиг. 7 а и 7 б показаны подходящие резонансные типы подводящей жидкость трубки 3. Теоретически, могут использоваться как основная частота (фиг. 7 а), так и более высокие гармоники (фиг. 7 б). Если трубка 3 возбуждается на основной частоте, то жидкость может подводиться к трубке 3 по промежуточной гибкой трубке (не показана на фиг. 7 а), т.к. конец, противоположный свободному концу 11, также будет вибрировать с относительно большой амплитудой. Практика показала, что лучше использовать более высокую гармонику трубки,имеющей основную частоту приблизительно 200 кГц. В этом случае на трубке 3 будут образовываться стоячие узлы 13 и в таком узле 13 жидкостный резервуар 5 может быть прикреплен к трубке 3. Важная особенность устройства распределения жидкости согласно изобретению состоит в том, что плотность пикселей может изменяться. Это означает, что, даже если размер пикселя,полученного посредством настоящего устройства, несколько больше размера пикселя, полученного с помощью других, например струйных, технологий, результирующее покрытие"более гладкое", чем с другими способами. Этот эффект особенно является важным, когда печатаются фотографические изображения. Процесс иллюстрируется на фиг. 8 а-в. На фиг. 8 а показано сопло 7 в состоянии бездействия, когда никакая жидкость (краситель или чернила) не инжектируется и пиксель 17 не покрывается. Сопло 7 активизируется управляющим сигналом 14. Управляющий сигнал 14 является входным сигналом соответствующей возбуждающей электроники (не показана), который, в свою очередь, обеспечит подачу возбуждающего сигнала 15 в преобразователь 4 устройства. Возбуждающий сигнал 15 представляет собой сигнал переменного тока с резонансной частотой, и он будет вызывать вибра 004492 14 цию сопла 7. Амплитуда (и ускорение) сопла 7 показана амплитудно-временной функцией 16. После нескольких колебаний, которые в практической системе занимают приблизительно 60 мкс, сопло достигнет порога Т, выше которого ускоряющая сила, обусловленная колебательным движением сопла, будет превосходить силу сцепления между соплом и жидкостью и капельки жидкости будут отрываться от сопла. Время, необходимое для достижения порога Т из состояния бездействия, названо временем активизации t1 сопла 7. Капельки с большой энергией эжектируются к носителю печати и формируют пиксель 17 со средней шириной Р. Размер капелек 18 жидкости составляет приблизительно 10 мкм, в то время как ширина Р находится в пределах 0,2-4 мм, в зависимости от геометрических размеров и параметров резонанса всей сборки (высота h над носителем, см. фиг. 3, размер и форма трубки 3 и сопла 7, резонансная частота и т.д.). В конкретной испытанной сборке использовались следующие параметры. Металлическая трубка была изготовлена из стали по венгерскому стандарту Hungarian Norm К 036 (используемому, главным образом, для медицинских инъекционных игл). Длина трубки составляла 27 мм,внешний диаметр - 0,9 мм, внутренний диаметр 0,5 мм. Сопло было срезано под углом =20(см. фиг. 6a). Используемые чернила представляли собой окрашенные пигментом диспергированные чернила на водной основе, с фирменным знаком IDRO ЕТ, произведенные итальянской компанией Colorprint. Чернила были растворены водой в пропорции 5:1. Пьезоэлектрический преобразователь (PZT) возбуждался с частотой 200 кГц, используя стандартную ТТЛ-схему(транзисторно-транзисторная логика) входного возбуждающего устройства. Как показано на фиг. 8 б, 8 в и 14, количество жидкости, эжектируемой из сопла 7 на первой стадии, является по существу линейным(после времени активизации t1), а (цвет) плотность или оттенок пикселя 17 будет пропорционален эжектированной жидкости. После нескольких циклов колебания все больше и больше жидкости будет достигать пикселя 17, и плотность постепенно достигнет фазы насыщения по истечении времени насыщения (t2). Время насыщения t2 является статистическим значением, которое в испытанной системе составляет приблизительно 600 мкс, при номинальном диаметре пикселя 2 мм. Пиксель 17 считается покрытым красителем на 100% по истечении времени насыщения t2. На фиг. 9 а и 9 б показано, каким образом подавляется вибрация сопла 7 после эжекции требуемого количества. Если бы сопло 7 продолжало вибрировать после выключения возбуждающего сигнала 15, амплитуда могла бы случайно достичь порога Т даже после нескольких колебаний и было бы эжектировано больше 15 красителя, чем требуется. Это показано на фиг. 9 а. Чтобы избежать этого эффекта, в преобразователь подаются один или два возбуждающих импульса в противофазе, перед тем как будет выключен возбуждающий сигнал 15. В связи с этим, колебания сопла 7 будут спадать очень быстро, практически за один или два цикла, и выброс жидкости закончится в определенное время. Таким способом из сопла могут быть распределены очень хорошо определенные и очень небольшие количества жидкости. На фиг. 10 а, б и фиг. 11 показана конструкция печатающей головки согласно изобретению. На фиг. 10 а и 10 б показано устройство 1 распределения жидкости, по существу эквивалентное варианту воплощения на фиг. 2 а, б. Несколько таких устройств 1 объединены друг с другом в печатающей головке 10 (см. также фиг. 3). Печатающая головка 10 содержит параллельные прорези 20 для вставки устройств 1 распределения жидкости. Для закрепления устройств 1 распределения жидкости к стенкам прорезей 20 имеются контактные пружины 19. Печатающая головка 10 содержит общий жидкостный резервуар 5 (не показан на фиг. 11). Стенка резервуара 5, обращенная к устройствам 1, изготовлена из эластичной резины с круглыми отверстиями, и входные концы 22 трубок 3 просто вставляются в эти отверстия. Эта конструкция является простой и обеспечивает возможность быстро и без проблем заменять распределяющие устройства 1. На фиг. 12 а, б и фиг. 13 а, б показан альтернативный, но подобный вариант воплощения. Здесь распределяющие устройства 1 размещены в корпусе 21 так, что устройство 1 и корпус 21 вместе составляют сменный модуль в печатающей головке 10. Корпус 21 имеет отверстие 23 в месте сопла для обеспечения возможности разбрызгивания жидкости через отверстие 23. Это решение более сложное, но обеспечивает лучшую защиту для чувствительных сопел. Также лучше предотвращаются загрязнение сопел и взаимное загрязнение между соплами. Устройство распределения жидкости согласно изобретению имеет множество преимуществ. Оно подходит для распределения жидкостей любого вида, будь то растворитель или чернила для печати. Распределяемые количества жидкости, вес капель, а также частота повторения капель могут изменяться в широком диапазоне. Устройство является плоским и маленьким, что делает его применимым в печатающих системах, но оно способно обеспечить очень быструю печать (1-2 м/с). Устройство и печатающая головка могут управляться компьютером, и не требуется никаких сложных электрических систем. Устройство имеет простую механическую конструкцию, что снижает производственные затраты и упрощает очистку, а также замену. Чтобы испытать изо 004492 16 бретение, был построен полностью функциональный опытный образец. Результаты испытаний показали, что изобретение применимо на практике. Было продемонстрировано, что печатающая головка разбрызгивает капли жидкости на характерной резонансной частоте. Распределяемые количества жидкости пропорциональны длительности времени включения, а также амплитуде вибраций. На практике, правильным способом управления распределяемыми количествами жидкости, при печати - количеством чернил, видимо, является изменение времени включения, в то время как амплитуда вибраций остается постоянной. Изобретение не ограничивается вариантами воплощения, изображенными на чертежах и раскрытыми в описании, но подразумевается,что оно включает дополнительные варианты воплощения, которые очевидны для специалистов. Например, устройство распределения согласно изобретению одинаково подходит для распределения других типов жидкостей, отличных от красителей или чернил. Особенно, в качестве возможного применения изобретения,может также рассматриваться разбрызгивание лекарств в маленьких количествах. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Устройство распределения жидкости,содержащее жидкостный резервуар (5), удлиненный трубчатый жидкостный трубопровод(3), снабженный разбрызгивающим соплом (7),при этом один конец жидкостного трубопровода(3) присоединен к жидкостному резервуару (5) для подачи жидкости (6) из жидкостного резервуара (5) в разбрызгивающее сопло (7), и средство вибрации для возбуждения колебаний разбрызгивающего сопла (7) поперечно оси жидкостного трубопровода (3), отличающееся тем, что средство вибрации соединено с жидкостным трубопроводом (3) через резонатор (2), выполненный в виде плоской металлической пластинки, при этом средство вибрации выполнено с возможностью возбуждения поперечных колебаний, приводящих к ускорению сопла (7),обеспечивающему отрыв жидкости от сопла (7) в направлении, по существу перпендикулярном трубопроводу (3). 2. Устройство по п.1, отличающееся тем,что жидкостный трубопровод (3) составляет единое целое с разбрызгивающим соплом (7). 3. Устройство по п.2, отличающееся тем,что свободный конец жидкостного трубопровода (3) срезан под углом, при этом срезанный свободный конец функционирует как разбрызгивающее сопло (7). 4. Устройство по любому из пп.1-3, отличающееся тем, что средство вибрации содержит пьезоэлектрический преобразователь (4). 5. Устройство по любому из пп.1-4, отличающееся тем, что жидкостный трубопровод (3) 17 представляет собой полую металлическую трубку. 6. Устройство по любому из пп.3-5, отличающееся тем, что преобразователь (4) прикреплен к жидкостному трубопроводу (3) через соединительную деталь (9) резонатора (2). 7. Устройство по любому из пп.3-6, отличающееся тем, что преобразователь (4), резонатор (2) и жидкостный трубопровод (3) образуют резонирующий модуль. 8. Устройство по любому из пп.1-7, отличающееся тем, что резонатор (2) имеет по существу каплевидную форму с круглой частью (2 а),имеющей треугольное расширение (2 б), объединенное с круглой частью (2 а). 9. Устройство по любому из пп.6-8, отличающееся тем, что содержит средство для изменения гидростатического давления жидкости (6) в жидкостном резервуаре (5) и/или в жидкостном трубопроводе (3). 10. Устройство по любому из пп.3-9, отличающееся тем, что преобразователь (4) является круглым дискообразным пьезоэлектрическим преобразователем, а стальная пластинка является по существу каплевидной с круглой частью и имеет треугольное расширение, объединенное с круглой частью, при этом преобразователь (4) прикреплен параллельно круглой части в концентрическом положении, а вершина треугольного расширения прикреплена к жидкостному трубопроводу (3). 11. Устройство по любому из пп.3-10, отличающееся тем, что дополнительно содержит внешне управляемое возбуждающее средство для возбуждения преобразователя (4) на заданных переменных частотах. 12. Печатающая головка, содержащая множество средств разбрызгивания жидкости для разбрызгивания красителя в управляемых количествах на заданных управляемых местоположениях носителя печати (М), отличающаяся тем, что средство разбрызгивания жидкости содержит устройство (1) распределения жидкости по пп.1-11. 13. Печатающая головка по п.12, отличающаяся тем, что содержит параллельные прорези (20) для вставки устройств (1) распределения жидкости. 14. Печатающая головка по п.13, отличающаяся тем, что дополнительно содержит контактные пружины (19) для закрепления устройств (1) распределения жидкости к стенке прорезей (20). 15. Печатающая головка по любому из пп.12-14, отличающаяся тем, что содержит множество устройств (1) распределения жидкости, расположенных по линии (L), и средство для перемещения, по меньшей мере, сопел (7) устройств (1) распределения жидкости в направлении, параллельном линии (L). 16. Печатающая головка по любому из пп.12-15, отличающаяся тем, что содержит 18 средство регулирования для дополнительного перемещения сопел (7) устройств (1) распределения жидкости в направлении, перпендикулярном линии (L) , одновременно или отдельно для каждого сопла (7). 17. Печатающая система с механизмом (G,ЕМ, D, R) подачи носителя печати (М) и по меньшей мере с одной печатающей головкой(10) для разбрызгивания красителя в управляемых количествах в заданных, управляемых местоположениях носителя печати (М), отличающаяся тем, что содержит печатающую головку(10) по любому из пп.12-16. 18. Печатающая система по п.17, отличающаяся тем, что содержит множество печатающих головок, с каждой печатающей головкой, предназначенной для заданного цвета. 19. Устройство распределения жидкости,содержащее разбрызгивающее сопло (7) и удлиненный трубчатый жидкостный трубопровод(3), присоединенный к разбрызгивающему соплу (7), и средство вибрации для возбуждения колебаний разбрызгивающего сопла (7) поперечно оси жидкостного трубопровода (3), отличающееся тем, что средство вибрации соединено с жидкостным трубопроводом (3) через резонатор (2), выполненный в виде плоской металлической пластинки, при этом средство вибрации выполнено с возможностью возбуждения поперечных колебаний, приводящих к ускорению сопла (7), обеспечивающему отрыв жидкости от сопла (7) в направлении, по существу перпендикулярном трубопроводу (3). 20. Устройство по п.19, отличающееся тем,что дополнительно содержит средство для присоединения к жидкостному резервуару (5). 21. Устройство по п.19 или 20, отличающееся тем, что дополнительно содержит защитный корпус (21) с отверстием (23) для обеспечения возможности разбрызгивания жидкости. 22. Устройство по любому из пп.19-21, отличающееся тем, что средство вибрации содержит пьезоэлектрический преобразователь (4). 23. Устройство по любому из пп.19-22, отличающееся тем, что преобразователь (4), резонатор (2) и жидкостный трубопровод (3) образуют резонирующий модуль. 24. Устройство по любому из пп.19-23, отличающееся тем, что резонатор (2) имеет по существу каплевидную форму с круглой частью(2 а), имеющей треугольное расширение (2 б),объединенное с круглой частью (2 а).