DD250091A1

DD250091A1 - INK JET PRINT HEAD WITH DYNAMICALLY FLUSHED DUESEN PREORUMS

Info

Publication number: DD250091A1
Application number: DD86291384A
Authority: DD
Inventors: Ingo Michel; Wolfgang Zweigler
Original assignee: Robotron Bueromasch
Priority date: 1986-06-18
Filing date: 1986-06-18
Publication date: 1987-09-30
Also published as: DE3705447A1; DD250091B1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldruckkopf mit dynamisch gefluteten Duesenvorraeumen, deren vorrangiges Ziel es ist, die Zuverlaessigkeit und Funktionssicherheit des Druckkopfes gegenueber Verschmutzungs- und Eintrocknungserscheinungen sowie undefinierter Benetzungen am Duesenrand zu erhoehen. Aufgabe der Erfindung ist es somit, einen Tintenstrahldruckkopf mit einem vor der tropfenausstossenden Duese liegenden Raum zu entwickeln, der nicht in die fuer die Tintenzufuehrung dienenden Kanalabschnitte eingebunden sowie im Ruhezustand frei von Tinte und im Betriebszustand dynamisch flutbar ist. Erfindungsgemaess weisen dazu die als kreisrundes oder Langloch in einer oder mehreren auf der Duesenplatte angeordneten Platten ausgebildeten Duesenvorraeume eine kapillare Steighoehe auf, die geringer als der Hoehenunterschied zwischen dem maximalen Tintenstand im Tintenvorratsbehaelter und den Duesenbohrungen ist und durch Erzeugung von Fluessigkeitsbewegungen in der Duesenbohrung geflutet sind. Die Erfindung ist bei ein- oder mehrduesigen Tintenstrahldruckkoepfen in ein- oder mehrfarbig arbeitenden Tintenstrahldruckeinrichtungen mit diskontinuierlicher Tropfenerzeugung anwendbar. Fig. 1The invention relates to an ink jet print head with dynamically flooded Duesenvorraeumen, the primary objective is to increase the reliability and reliability of the printhead against dirt and drying phenomena and undefined wetting on Duesenrand. The object of the invention is therefore to develop an ink jet printhead with a lying before the drop ejecting Duese space that is not involved in serving for the ink supply channel sections and in the idle state free of ink and dynamically floatable in the operating state. In accordance with the invention, the nozzle spaces formed as circular or oblong hole in one or more plates arranged on the nozzle plate have a capillary rise height which is less than the height difference between the maximum ink level in the ink reservoir and the nozzle bores and which are flooded in the nozzle bore by generation of fluid movements. The invention is applicable to single or multi-nozzle ink jet print heads in single or multi-color ink jet printing devices with discontinuous drop generation. Fig. 1

Description

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen ' For this 3 pages drawings '

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft einen ein- oder mehrdüsig ausgebildeten Tintenstrahldruckkopf mit dynamisch gefluteten Düsenvorräumen, insbesondere die Gestaltung und Flutung der den Düsenbohrungen vorgelagerten Düsenvorräume, deren Anwendung bei Tintenstrahldruckköpfen in ein- oder mehrfarbig arbeitenden Tintenstrahldruckeinrichtungen mit diskontinuierliche Tropfeneraeugung zweckmäßig ist.The invention relates to a one- or Mehrdüsig formed ink jet print head with dynamically flooded Düsenvorräumen, in particular the design and flooding of the nozzle bores upstream nozzle antechambers whose application is useful in ink jet printheads in single or multi-color ink jet printing devices with discontinuous Tropfeneraeugung.

-2- 250 Ö91-2- 250 Ö91

Characteristic of the known technical solutions

Einfache Tintenstrahldruckköpfe, die im wesentlichen aus einem Tintenvorratsbehälter, Zulaufkanälen, Dämpfungseinrichtungen, Druckkammern mit zur Erzeugung kurzzeitiger Druckimpulse dienenden Antriebselemente, gegebenenfalls auch Ablaufkanälen sowie unmittelbar nach außen führenden Düsen bestehen, weisen im allgemeinen den Nachteil auf, daß es an der Außenseite der Düse, in Abhängigkeit von den Tintenparametern (insbesondere bei geringer Viskosität), der Nutzungsdauer, der Tropfenfrequenz und des Verschmutzungsgrades, zu unerwünschten Benetzungen kommt, die die Tropfenbildung behindern und zu Richtungsfehlern der Tintenstrahlen und unterschiedlichen Tropfengeschwindigkeiten führen.Simple inkjet printheads, which consist essentially of an ink reservoir, feed channels, damping devices, pressure chambers with short-term pressure pulses serving drive elements, possibly also drainage channels and directly outwardly leading nozzles, generally have the disadvantage that it on the outside of the nozzle, in Depending on the ink parameters (especially at low viscosity), the useful life, the drop frequency and the degree of contamination, undesirable wetting occurs that hinder the formation of droplets and lead to directional errors of the ink jets and different drop velocities.

Die in diesem Zusammenhang bekannt gewordenen Lösungen, die Düsenplatten durch spezielle Oberflächenbehandlung (Hydrophobierung) zu passivieren (z. B. DD-Patentanmeldung WP B41 J/275029.5) vermögen den aufgezeigten Mangel jedoch nicht auf Dauer zu beseitigen, da durch Ablagerungen von Partikeln aus der Luft, vor allem aber von oberflächenaktiven Tintenbestandteilen, diese Schichten bereits nach relativ kurzer Anwendungszeit in ihrer Wirksamkeit beeinträchtigt werden. Des weiteren sind auch eine Reihe von Tintenstrahldruckköpfen bekannt, bei denen den tropfenausstoßenden Düsen weitere tintengefüllte Bereiche in Richtung zum Aufzeichnungsträger vorgelagert sind. Entsprechend dem bekannten Stand der Technik lassen sich zwei prinzipielle Ausführungen derartiger Düsenvorräume unterscheiden: Im ersten Fall wird der Düsenvorraum durch eine zweite Düsenplatte, deren Düsenbohrung axial fluchtend mit der der ersten Düsenplatte angeordnet ist, abgeschlossen. Aufgrund des nur geringen Abstandes der parallelen Düsenplatten hat dieser Raum einen hohen Kapillardruck und ist immer mit Tinte gefüllt, so daß der in der Bohrung der äußeren Düsenplatte befindliche Meniskus der Tinte von der Umwelt umgeben ist (DE-OS 21 64614, DE-OS 2439445, DE-PS 2536369 und DE-AS 2543038). Nachteilig bei dieser Lösung ist jedoch, daß der Raum zwischen den Düsenplatten („äußere Kammer"), welcher der Tintenzuführung dient, wegen des geringen Förderungsquerschnittes zu hohen Trägheitskräften der Tinte führt. Die fluchtende Anordnung der Bohrungen und der Abstand der Düsenplatten sind für die Funktion des Druckkopfes von entscheidender Bedeutung jedoch aufgrund der geringen Größe technologisch nur schwer beherrschbar. Zudem kommt es nach längerer Betriebsdauer auch hier auf der Außenseite der äußeren Düsenplatten zu Benetzungen, die unsymmetrisch zur Düsenbohrung angelagert sind und somit die Tropfenausbildung, besonders hinsichtlich der Strahlrichtung, beeinflussen, wodurch die Schriftqualität merklich beeinträchtigt wird.However, the solutions that have become known in this context, the nozzle plates by special surface treatment (hydrophobing) to passivate (eg DD patent application WP B41 J / 275029.5) can not permanently eliminate the identified defect, as by deposits of particles from the Air, but especially of surface-active ink constituents, these layers are impaired in their effectiveness after a relatively short period of use. Furthermore, a number of inkjet printheads are known in which the drop ejecting nozzles are preceded by further ink-filled areas in the direction of the recording medium. In the first case, the nozzle antechamber is closed by a second nozzle plate, the nozzle bore of which is arranged axially aligned with that of the first nozzle plate. Due to the small distance between the parallel nozzle plates this space has a high capillary pressure and is always filled with ink, so that the located in the bore of the outer nozzle plate meniscus of the ink is surrounded by the environment (DE-OS 21 64614, DE-OS 2,439,445 DE-PS 2536369 and DE-AS 2543038). A disadvantage of this solution, however, is that the space between the nozzle plates ("outer chamber"), which serves the ink supply leads to high inertial forces of the ink because of the small delivery cross-section.The alignment of the holes and the distance of the nozzle plates are for the function However, due to the small size of the printhead, it is difficult to control it technologically and, after a longer period of operation, also on the outside of the outer nozzle plates wetting occurs which are asymmetrical to the nozzle bore and thus influence the formation of the drops, in particular with respect to the direction of the jet. whereby the font quality is noticeably impaired.

Im zweiten Fall ist der Düse ein nach außen offener Spalt mit hohem Kapillardruck vorgelagert, der ebenfalls ständig geflutet ist und auch die Verbindung des unmittelbar druckführenden Systems mit dem Tintenvorratsbehälter herstellt (DE-AS 21 61 315). Diese Ausführung hat somit den Vorteil, daß sie die Probleme hinsichtlich der erforderlichen Genauigkeit bei der Montage weitgehend umgeht und eine Beeinträchtigung der Schriftqualität durch ungleichmäßige Benetzung des Düsenrandes bedingt durch den tintengefluteten Kapillarspalt ausschließt. Aufgrund der erforderlichen Abmessungen des Kapillarspaltes sind jedoch andererseits die Trägheitskräfte der Tinte sehr hoch, was zu einer unerwünschten Begrenzung der Tropfenfrequenz führt. Zudem hat diese Lösung den Nachteil, daß die Oberfläche der Tinte gegen die umgebende Luft verhältnismäßig groß ist und somit die mit der Eintrocknung der Tinte verbundenen Probleme (Verstopfungen, Verkrustungen) wesentlich zunehmen. Außerdem ist festzustellen, daß die Dicke des im Kapillarspalt vorhandenen und von den Tintentropfen zu durchdringenden Tintenfilms stark von der Tropfenfrequenz abhängt, wodurch sich schon bei geringen Frequenzen eine unerwünschte Abhängigkeit der Tropfengeschwindigkeit von der Tropfenfrequenz ergibt. Durch Verschmutzung kann darüber hinaus der Zufluß der Tinte durch den Kapillarspalt zum druckerzeugenden System unterbrochen bzw. so stark behindert werden, daß Luft angesaugt wird und das System ausfällt.In the second case, the nozzle is preceded by an outwardly open gap with high capillary pressure, which is also constantly flooded and also the connection of the immediately pressurized system with the ink reservoir produces (DE-AS 21 61 315). This embodiment thus has the advantage that it largely avoids the problems in terms of the required accuracy during assembly and excludes any impairment of the writing quality due to uneven wetting of the nozzle edge due to the ink-flooded capillary gap. On the other hand, due to the required dimensions of the capillary gap, the inertial forces of the ink are very high, which leads to an undesirable limitation of the drop frequency. In addition, this solution has the disadvantage that the surface of the ink is relatively large against the surrounding air and thus substantially increase the problems associated with the drying of the ink (blockages, encrustations). In addition, it should be noted that the thickness of the ink film present in the capillary gap and to be penetrated by the ink droplets depends strongly on the droplet frequency, resulting in an unwanted dependence of the droplet velocity on the droplet frequency even at low frequencies. Contamination can also interrupt the flow of ink through the capillary gap to the pressure generating system or be so much hindered that air is sucked in and the system fails.

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, die wesentlichsten Nachteile der bekannten technischen Lösungen zu beseitigen und einen mit hoher Tropfenfrequenz und Zuverlässigkeit arbeitenden Tintenstrahldruckkopf vorzusehen, der weder eine gesondert behandelte Düsenplatte benötigt noch Änderungen hinsichtlich der Strahlrichturig oderTropfengeschwindigkeit durch Undefinierte Benetzungen am Düsenrand eintreten läßt sowie bei Verschmutzungen in Düsennähe nicht ausfällt bzw. im hohen Maße gegen Eintrocknung geschützt ist.The aim of the invention is to eliminate the main drawbacks of the known technical solutions and to provide a high drop frequency and reliability inkjet printhead that does not require a separately treated nozzle plate, nor changes in jet or drop velocity due to undefined wetting on the nozzle edge, as well as contamination in Close to the nozzle does not fail or is largely protected against drying out.

Explanation of the essence of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ein- oder mehrdüsig ausgebildeten Tintenstrahldruckkopf einer im Ein- oder Mehrfarbendruck arbeitenden Tintenstrahldruckeinrichtung mit bedarfsorientiertem Tropfenausstoß zu entwickeln, der mit einem vor der tropfenausstoßenden Düse liegenden, jedoch nicht in die für die Tintenzuführung dienenden Kanalabschnitte einbezogenen Raum versehen ist, der im Ruhezustand frei von Tinte und für den Betriebszustand dynamisch flutbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Hauptpunktes des Anspruchs beschriebenen Merkmale gelöst. Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den ergänzenden Punkten des Erfindungsanspruchs.The invention has for its object to develop a one- or Mehrdüsig trained ink-jet printhead of working in single- or multi-color inkjet printing device with demand-oriented drop ejection, which is provided with a front of the drop-ejecting nozzle, but not included in the serving for ink supply channel sections space , which is free from ink in the idle state and dynamic flooding for the operating state. The object is achieved by the features described in the characterizing part of the main claim. Further advantageous and expedient embodiments of the invention will become apparent from the additional points of the invention claim.

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiei näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen in vereinfachter schaubildlicher Darstellung:The invention will be explained in more detail below with reference to an exemplary embodiment. In the accompanying drawing show in simplified perspective view:

Fig. 1: einen in Schnittdarstellung wiedergegebenen und auf die erfindungswesentlichsten Teile beschränkten Ausschnitt desFig. 1: a reproduced in sectional view and limited to the essential parts of the invention section of the

Tintenstrahldruckkopfes mit nichtgeflutetem Düsenvorraum Fig.2: den oberen Teil des in Fig. 1 ausschnittsweise gezeigten Tintenstrahldruckkopfes mit geflutetem DüsenvorraumInkjet printhead with non-flooded nozzle vestibule Fig.2: the upper part of the inkjet printhead shown in fragmentary form in Fig. 1 with flooded nozzle antechamber

Fig.3: eine Ausbildung des Düsenvorraumes in kreisrunder Form und mit einer Düse Fig.4: eine Ausbildung des Düsenvorraumes in Langlochform und mit einer Düse Fig. 5: eine Ausbildung des Düsenvorraumes in Langlochform und mit mehreren Düsen Fig. 6: einen in Schnittdarstellung gezeigten Ausschnitt eines Tintenstrahldruckkopfes mit geflutetem Düsenvorraum und4: an embodiment of the nozzle antechamber in oblong shape and with a nozzle FIG. 5: an embodiment of the nozzle pre-space in oblong shape and with a plurality of nozzles FIG. 6: a sectional view shown section of an ink jet printhead with flooded nozzle antechamber and

angebundenem parallelen Strömungspfad Fig.7: mehrere anhand der auseinandergezogenen Einzelteile dargestellte und in Plattenbauweise gebildete Düsenvorräume mit jeweils einer Düse und angebundenem parallelen Strömungspfad.connected parallel flow path Fig.7: several illustrated with reference to the exploded items and formed in plate construction nozzle antechambers each with a nozzle and connected parallel flow path.

Dem Ausführungsbeispiel der Erfindung liegt ein ein- oder mehrdüsig ausgebildeter Tintenstrahldruckkopf einer im Ein- oder X Mehrfarbendruck arbeitenden Tintenstrahldruckeinrichtung mit bedarfsorientiertem Tropfenausstoß zugrunde. Der in der Fig. 1 lediglich ausschnittsweise dargestellte Tintenstrahldruckkopf besteht aus dem Tintenvorratsbehälter 1 mit der Schreibflüssigkeit 2, dem Tintenzulauf 3, der Dämpfungseinrichtung 4, der Druckkammer 5 mit dem zur Erzeugung kurzzeitiger Druckimpulse dienenden Energiewandlerelement 6 und der nach außen führenden Düsenbohrung 7 sowie dem Düsenvorraum 8. Ebenso sind aber auch solche Ausführungen von Tintenstrahldruckköpfen denkbar, bei denen zwischen Druckkammer 5 und DüsenbohrungThe embodiment of the invention is based on a mono- or mehrdüsig formed ink jet print head of a working in single or X multi-color printing ink jet printing apparatus with demand-drop ejection. The illustrated in Fig. 1 only partially fragmentary ink jet print head consists of the ink reservoir 1 with the writing fluid 2, the ink inlet 3, the damping device 4, the pressure chamber 5 with the short-term pressure pulses serving energy converter element 6 and the outwardly leading nozzle bore 7 and the nozzle vestibule 8. Likewise, however, such embodiments of ink jet print heads are conceivable in which between the pressure chamber 5 and the nozzle bore

7 ein nicht dargestellter Verbindungskanal vorhanden, ein Plattenaufbau des Druckkopfes rechtwinklig zur Düsenebene oder eine massive Ausbildung der Druckkopfbereiche Druckkammer 5 und nicht dargestellter Verbindungskanal zur Düse 7 vorgesehen ist. Erfindungsgemäß weist der Düsenvorraum 8, bedingt durch seinen Formgestaltung und charakterisiert durch den Durchmesser 8a und die Höhe 8 b bei kreisrunder Form, in dessen Mittpunkt die Düsenbohrung 7 angeordnet ist (Fig. 3), eine kapillare Steighöhe auf, die geringer als der Höhenunterschied zwischen dem maximalen Tintenstand im Tintenvorratsbehälter 1 und der Düsenbohrung 7 ist. Dadurch wird eine selbständige Flutung des Düsenvorraumes 8 ausgeschlossen und eine bestehende Flutung des Düsenvorraumes 8 durch Zurückfließen von Schreibflüssigkeit 2 beseitigt. Unter Zugrundelegung der entsprechenden Parameter üblicher Schreibflüssigkeiten 2 und guter Benetzungsfähigkeit der Oberflächen im Düsenvorraum 8 und bei Vorgabe des Höhenunterschiedes zwischen dem maximalen Tintenstand im Tintenvorratsbehälter 1 und der Düsen bohrung 7 von größer 10 mm, ist bei einem Düsen Vorraum 8 in Form eines kreisrundes Loches ein Durchmesser 8 a von 0,8mm bis 1 mm und eine Höhe 8b des Düsenvorraumes8 von ungefähr 0,1 mm sinnvoll.7 an unillustrated connection channel present, a plate assembly of the print head is provided at right angles to the nozzle plane or a massive formation of the print head areas pressure chamber 5 and unillustrated connection channel to the nozzle 7. According to the invention, the nozzle pre-chamber 8, due to its shape and characterized by the diameter 8a and the height 8 b in a circular shape, in the center of the nozzle bore 7 is arranged (Figure 3), a capillary rise height, which is less than the height difference between the maximum ink level in the ink reservoir 1 and the nozzle bore 7 is. As a result, an independent flooding of the Düsenvorraumes 8 is excluded and eliminated an existing flooding of the Düsenvorraumes 8 by flowing back of writing fluid 2. On the basis of the corresponding parameters of conventional writing fluids 2 and good wettability of the surfaces in the nozzle foyer 8 and the specification of the height difference between the maximum ink level in the ink reservoir 1 and the nozzle bore 7 of greater than 10 mm, is at a nozzle vestibule 8 in the form of a circular hole Diameter 8 a from 0.8 mm to 1 mm and a height 8 b of the nozzle antechamber 8 of about 0.1 mm makes sense.

Durch Erzeugung von geringen Flüssigkeitsbewegungen in der Düsenbohrung 7 mittels eines elektromechanischen Schwingungselmentes, das mit Anregeimpulsen bestimmter Frequenz und Intensität belegt ist, die aber noch keine Tropfenerzeugung bewirken, tritt aus der Düsenbohrung 7 Schreibflüssigkeit 2 aus und bewirkt eine definierte Flutung des Düsenvorraumes 8 und damit die Ausbildung eines stabilen konkaven Flüssigkeitsmeniskus 9 im Düsenvorraum 8. Die Tropfenerzeugung kann danach synchron oder asynchron zur Frequenz der Anregeimpulse ausgelöst werden. Im dargestellten Beispiel der Fig. 2 wird zur Erzeugung der Flüssigkeitsbewegung und da mit zur definierten Flutung des Düsenvorraumes 8 das am Tintenstrahldruckkopf zurTropfenerzeugung dienende Energiewandlerelement 6 verwendet. Die zur Flutung des Düsenvorraumes 8 notwendigen Anregeimpulse weisen dabei eine wesentlich geringere Intensität auf als die zur Tropfenerzeugung notwendigen Impulse. Bedingt durch die geringe Höhe 8 b von ca. 0,1 mm des Düsenvorraumes 8 ist die Schichtdicke der Schreibflüssigkeit 2 direkt über der Düsenbohrung 7 sehr gering, so daß keine negativen Auswirkungen in Form von Energieverlusten bei der Tropfenerzeugung entstehen. Die Tropfenerzeugung erfolgt durch kurzzeitige Druckimpulse mit entsprechender Stärke auf die Schreibflüssigkeit 2 im Bereich der Druckkammer 5 durch das Energiewandlerelement 6. Nach jedem Tropfenausstoß aus der Düsenbohrung 7 und anschließender Saug phase zur Förderung von Schreibflüssigkeit 2 aus dem Tintenvorratsbehälter 1, erzeugt durch das Energiewandlerelement 6 und den konkav gespannten Flüssigkeitsmeniskus in der Düsenbohrung 7, bewirkt die Dämpfungseinrichtung 4 die Beruhigung der Flüssigkeitssäule zwischen Tintenvorratsbehälter 1 und Düsenbohrung 7 in kürzester Zeit. Dabei bleibt das Tintenvolumen im gefluteten Düsenvorraum 3 annähernd unberührt, so daß nach Beendigung der Saugphase sofort der Ausgangszustand im gefluteten Düsenvorraum 8 in Form des Flüssigkeitsmeniskus 9 wieder eintritt. Bei Abschaltung der Anregeimpulse zur Flutung bzw. Aufrechterhaltung der Flutung des Düsenvorraumes 8, reißt der Flüssigkeitsmeniskus 9 und die Schreibflüssigkeit 2 im Düsenvorraum 8 wird durch den Unterdruck zwischen Düsenbohrung 7 und Tintenvorratsbehälter 1 von der Düsenbohrung 7 abgesaugt. Eine Minimierung des Energiegehaltes der Anregeimpulse zur Herstellung und Aufrechterhaltung einer definierten Flutung des Düsenvorraumes 8 wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, indem die Freuqenz der Anregeimpulse annähernd gleich der Resonanzfreuqenz der Flüssigkeitssäule zwischen Druckkammer 5 bzw. Dämpfungseinrichtung 4 und der Düsenbohrung 7 ist. In den Fig.4 und 5 sind zwei weitere Beispiele für die Ausbildung des Düsenvorraumes 8 dargestellt, bei denen der DüsenvorraumBy generating small liquid movements in the nozzle bore 7 by means of an electromechanical Schwingungselmentes, which is occupied with excitation pulses of certain frequency and intensity, but still cause no droplet generation, emerges from the nozzle bore 7 writing fluid 2 and causes a defined flooding of the Düsenvorraumes 8 and thus the Formation of a stable concave liquid meniscus 9 in the nozzle vestibule 8. The drop generation can then be triggered synchronously or asynchronously to the frequency of the excitation pulses. In the illustrated example of Fig. 2 is used to generate the liquid movement and da with the defined flooding of the Düsenvorraumes 8 serving at the inkjet printhead for drop formation energy converter element 6. The necessary for flooding the Düsenvorraumes 8 excitation pulses have a much lower intensity than the pulses necessary for the generation of drops. Due to the small height 8 b of about 0.1 mm of Düsenvorraumes 8, the layer thickness of the writing fluid 2 directly above the nozzle bore 7 is very low, so that no negative effects in the form of energy losses in the drop generation. The drop generation is carried out by short-term pressure pulses of appropriate strength on the writing fluid 2 in the pressure chamber 5 by the energy converter element 6. After each drop ejection from the nozzle bore 7 and subsequent suction phase for conveying writing fluid 2 from the ink reservoir 1, generated by the energy converter element 6 and the concave tensioned liquid meniscus in the nozzle bore 7, the damping device 4 causes the calming of the liquid column between the ink reservoir 1 and the nozzle bore 7 in the shortest possible time. In this case, the volume of ink in the flooded nozzle vestibule 3 remains approximately untouched, so that immediately after the completion of the suction phase, the initial state in the flooded nozzle front chamber 8 in the form of the liquid meniscus 9 again occurs. When switching off the excitation pulses for flooding or maintaining the flooding of Düsenvorraumes 8, the liquid meniscus tears 9 and the writing liquid 2 in the nozzle antechamber 8 is sucked by the negative pressure between the nozzle bore 7 and ink reservoir 1 of the nozzle bore 7. A minimization of the energy content of the excitation pulses for producing and maintaining a defined flooding of the Düsenvorraumes 8 is inventively achieved by the Freuqenz the excitation pulses is approximately equal to the Resonanzfreuqenz the liquid column between the pressure chamber 5 and damping device 4 and the nozzle bore 7. FIGS. 4 and 5 show two further examples of the design of the nozzle antechamber 8, in which the nozzle antechamber

8 jeweils als Langloch ausgeführt ist und entweder eine Düsenbohrung 7 (Fig.4) oder aber mehrere Düsenbohrungen 7 (Fig. 5) auf der Längsachse des Langloches angeordnet sind. Um dabei die vorstehend beschriebenen Eigenschaften zu erreichen, müssen das Verhältnis von Querschnittsfläche zu Umfang des Langloches 0,2mm bis 0,3mm und die Höhe 8b des Düsenvorraumes 8 ungefähr 0,1 mm betragen.8 is in each case embodied as a slot and either a nozzle bore 7 (FIG. 4) or a plurality of nozzle bores 7 (FIG. 5) are arranged on the longitudinal axis of the elongated hole. In order to achieve the properties described above, the ratio of the cross-sectional area to the circumference of the elongated hole must be 0.2 mm to 0.3 mm and the height 8b of the nozzle vestibule 8 approximately 0.1 mm.

Der in Fig. 6 dargestellte Tintenstrahldruckkopf weist einen mittels Anregeimpulsen definiert gefluteten Düsenvorraum 8 auf, der über parallel zur Außenseite der Düsenplatte 15 verlaufende Kanäle 10 an einen parallelen Strömungspfad 11, der die Verbindung mit dem Tintenzulauf 3 herstellt, angeschlossen ist. Erfindungsgemäß weisen die Mündungsstellen der Kanäle 10 in den Düsenvorraum 8 eine solche Kapillarität auf, daß bei einem nichtgefluteten Düsenvorraum 8 die Schreibflüssigkeit 2 an den Mündungsstellen der Kanäle 10 ansteht. Zweckmäßigerweise erfolgt die Realisierung der Düsenvorräume 8, der Kanäle 10 und des parallelen Strömungspfades 11, aufbauend auf die Düsenplatte 15, in Plattenbauweise. Gemäß der Darstellung nach Fig.7 werden hierbei die Düsenvorräume 8 durch definierte Durchbrüche 12a und 13a in den Platten 12 und 13 sowie durch die Materialstärken der Platten 12 und 13 gebildet. Dabei fungieren die Durchbrüche 12a gleichzeitig als Mündungsstellen der Kanäle 10 in den Düsenvorräumen 8 (12a und 13a). Durch die Platte 14 erfolgt die Anbindung der Kanäle 10 an den parallelen Strömungspfad 11, der durch die Platte 16 nach außen abgedeckt wird. Weiterhin ist es auch möglich, die Durchbrüche 12a und 13a in den Platten 12 und 13 in nur einer Platte mit definierten Durchbrüchen und Vertiefungen (beispielsweise durch Tiefenätzung) und entsprechender Materialstärke zu realisieren.The illustrated in Fig. 6 ink jet print head has a defined by means of excitation pulses flooded nozzle Vorraum 8, which is parallel to the outside of the nozzle plate 15 extending channels 10 to a parallel flow path 11, which connects to the ink inlet 3, connected. According to the invention, the mouth points of the channels 10 in the nozzle antechamber 8 such a capillarity that at a non-flooded nozzle antechamber 8, the writing liquid 2 is present at the mouth points of the channels 10. Conveniently, the realization of the Düsenvorräume 8, the channels 10 and the parallel flow path 11, based on the nozzle plate 15, carried out in plate construction. 7, the nozzle antechambers 8 are formed by defined apertures 12a and 13a in the plates 12 and 13 and by the thicknesses of the plates 12 and 13. In this case, the openings 12a simultaneously act as mouth points of the channels 10 in the Düsenvorräumen 8 (12a and 13a). Through the plate 14, the connection of the channels 10 to the parallel flow path 11, which is covered by the plate 16 to the outside. Furthermore, it is also possible to realize the apertures 12a and 13a in the plates 12 and 13 in only one plate with defined apertures and depressions (for example by deep etching) and corresponding material thickness.

Erfindungsgemäß ist der Düsenvorraum 8 nicht in die der Tintenversorgung dienenden Kanalabschnitte eingebunden, so daß die Schwingungsvorgänge nach einem Tropfenausstoß von diesem nicht beeinflußt werden und Verschmutzungen nicht zum Ansaugen von Luft führen können. Indem die Düsenvorräume 8 nur beim Betreiben durch Anregung der Schreibflüssigkeit 2 zu einer Schwingung mit einem dünnen Tintenfilm auf der Düsenplatte 15 geflutet werden, im Ruhezustand aber frei von )( Schreibflüssigkeit 2 bleiben, verringert sich zugleich auch die Gefahr des Eintrocknensei lieblich. Zu dem könnenAccording to the invention, the nozzle pre-chamber 8 is not involved in the ink supply channel sections serving, so that the vibration processes are not affected by a drop ejection of this and contamination can not lead to the intake of air. By the nozzle antechambers 8 are flooded on the nozzle plate 15 only in operation by exciting the writing liquid to a vibration with a thin ink film, but at rest but free from ) ( writing fluid 2 remain at the same time also reduces the risk of drying egg lovely

Beeingträchtigungen hinsichtlich der Stabilität der Tropfengeschwindigkeit vermieden werden, da zwischen zwei Tropfenemmissionen mehrere solcher Anregeimpulse erfolgen, wodurch die Dicke des Tintenfilms bei jedem Ausstoß gleich ist. Es ist somit ein Wesensmerkmal der Erfindung, daß aufgrund der zweckmäßigen Gestaltung des Düsenvorraumes 8, der zur Verbesserung der Erzeugung und des Abbaus seiner Flutung zudem mit einem zum unmittelbar druckführenden System parallelen Strömungspfad 11 verbunden sein kann, die Richtungsstabilität des Tintenstrahls wesentlich erhöht werden kann, ohne daß dabei Nachteile hinsichtlich des Eintrocknungsverhaltens, der Stabilität der Tropfengeschwindigkeit, der Zuverlässigkeit oder der erreichbaren Tropfenfrequenz in Kauf genommen werden müssen.Damage to the stability of the drop velocity can be avoided, as there are several such excitation pulses between two droplet emissions, whereby the thickness of the ink film is the same at each ejection. It is thus an essential feature of the invention that due to the expedient design of the nozzle antechamber 8, which can also be connected to improve the production and the reduction of its flooding with a flow path 11 parallel to the immediately pressurized system, the directional stability of the ink jet can be substantially increased, without any disadvantages in terms of drying behavior, the stability of the drop speed, the reliability or the achievable drop frequency must be taken into account.

Claims

1. ink jet push button with dynamically flooded Düsenvorräumen, which are formed lying on the outside of the nozzle plate in front of the nozzle bores, characterized in that the Düsenvorräume (8) have a capillary rise height, which is less than the height difference between the maximum ink level in the ink reservoir (1) and the nozzle bores (7) and the nozzle antechambers (8) are flooded defined by generation of liquid movements in the nozzle bore (7).

2. Ink jet print head according to item!, Characterized in that for each nozzle bore (7) .ein independent Düsenvorraum (8), which by a circular hole or a slot in one or more on the nozzle plate (15) arranged plates (12; ) is formed, wherein the nozzle bore (7) is located in the center of the hole.

3. ink jet print head according to item 2, characterized in that for a nozzle vestibule (8) with a circular hole diameter (8a) 0.8mm to 1 mm for a nozzle antechamber (8) in the form of a slot the ratio of cross-sectional area to the circumference of the elongated hole , 2 mm to 0.3 mm.

4. ink jet print head according to item 1, characterized in that for a plurality of nozzle bores arranged in a row (7) has a common Düsenvorraum (8) in the form of a slot, wherein the ratio of cross-sectional area to the circumference of the elongated hole 0.2 mm to 0.3 mm is.

5. Ink jet print head according to the points 1 to 4, characterized in that the height (8 b) of the Düsenvorraumes (8) or the total thickness of the plates (12; 13), in which the Düsenvorräume (8) are formed, approximately 0, 1 mm.

6. Inkjet printhead according to item 1, characterized in that the printhead one or more electromechanical vibration elements for the realization of the liquid movements in the nozzle bores (7) and thus for generating and maintaining the defined flooding of the Düsenvorräume (8) are formed, wherein the frequency of Excitation pulses of the vibrational elements is synchronous or asynchronous to droplet generation.

7. ink jet print head according to item 6, characterized in that the frequency of the excitation pulses for the defined flooding of a Düsenvorraumes (8) is approximately equal to the resonant frequency of the liquid column between the pressure chamber (5) and damping device (4) and nozzle bore (7).

8. ink-jet printhead according to item 6 or 7, characterized in that the at the print head for droplet generation energy converter elements (6) which are supplied to the defined flooding of the nozzle antechambers (8) generating electrical stimulation pulses.

9. The ink jet print head according to item 1, characterized in that the Düsenvorräume (8) opening at the edges, parallel to the nozzle plate (15) extending, covered channels (10) to a connection with the ink inlet (3) of the ink reservoir (1) producing parallel flow path (11) are connected, wherein the writing liquid (2) at non-flooded nozzle front chamber (8) at the mouth points of the channels (10) in the Düsenvorräumen "(8) is present by capillarity.

10. An ink jet print head according to item 9, characterized in that the nozzle antechambers (8) are formed by apertures (12a; 13a) in the nozzle plate (15) upstream plates (12; 13), wherein the aperture (13a), the outer shape of the nozzle antechamber ( 8) and the opening (12a) generates the capillary gap communicating with the parallel flow path (11).