DE3028404A1

DE3028404A1 - Tintenstrahldrucker

Info

Publication number: DE3028404A1
Application number: DE19803028404
Authority: DE
Inventors: Frank Dr. 8900 Augsburg Gießner; Peter Dr. 8000 München Reitberger; Helmut Dipl.-Ing. 8900 Augsburg Weber
Original assignee: NCR Corp
Current assignee: NCR Voyix Corp
Priority date: 1980-07-26
Filing date: 1980-07-26
Publication date: 1982-07-22

Description

Beschreibung:
Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahldrucker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Die DE-OS 2527647 zeigt einen derartigen Tintenstrahldrucker bei dem in einem allen Düsen gemeinsamen Tintenbehälter pro Düse ein Piezo-Kristall angebracht ist, wobei die Piezo-Kristalle an einem Ende durch einen Steg verbunden sind, so daß sich eine Art Kamm ergibt. Das freie Ende des stabförmigen Piezo-Kristalls liegt direkt der inneren öffnung jeder Düse gegenüber. Bei Erregung eines Piezo-Kristalls wird Tinte durch einen hammerartigen Stoßimpuls in die Düse gestoßen. Der allen Düsen gemeinsame Tintenbehälter birgt die Gefahr eines Ubersprechens in sich. Da jedes Piezo-Kristall pro Düse die gesamte mögliche Breite einnimmt, können die Piezo-Kristalle nur äußerst schmal ausgeführt werden. Ferner ist die Ansteuerung der einzelnen Piezo-Kristalle verhältnismäßig kompliziert.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, einen Tintenstrahldrucker zu schaffen, bei dem trotz einer äußerst dichten Anordnung der Düsen Piezo-Kristalle größerer Breite verwendet werden können, während eine selektive Ansteuerung der einzelnen Düsen ohne die Gefahr des Übersprechens ermöglicht wird.
Der erfindungsgemäße Tintenstrahldruckkopf ist im Patentanspruch 1 definiert.
Durch die gestaffelte Anordnung der Piezo-Kristalle können diese praktisch doppelt so breit wie bei der bekannten Anordnung sein. Dadurch, daß für jede Düse eine getrennte Druckkammerrvorgesehen ist, ergibt sich eine gute Ansteuerung ohne daß ein Übersprechen auftreten könnte. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckkopfes besteht darin, daß er für eine Massenfertigung zu äußerst günstigen Kosten geeignet ist.
hund ein stromaufwärts liegendes Filter Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispicls anhand der Zeichnungen. Es zeigen Fig. 1 eine prinzipielle perspektivische Ansicht auf einen Tintenstrahldrucker Fig. 2 eine perspektivische Schnittansicht der Düsenleiste Fig. 3 eine Prinzipdarstellung der Anordnung der Ansteuerleitungen für die Piezo-Kristalle und Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie A-B in Fig. 2 Fig. 1 zeigt einen Tintenstrahldrucker mit einer Düsenleiste 24, die sich über die gesamte Druckbreite erstreckt. Die Düsenleiste ist einerseits über eine Zuführleitung (26) mit einem Tintenbehälter (25) und andererseits über ein Kabel (27) mit einer nicht gezeigten Ansteuerschaltung verbunden.
Aus Fig. 2 sind die Einzelheiten der Düsenleiste (24) ersichtlich. Sie besteht insbesondere aus einer Düsenplatte (1), in der auf der Vorderseite eine Reihe von Düsen (2) gewünschten Durchmessers angebracht ist. Auf der Rückseite der Düsenplatte (1) ist für jede Düse (2) eine eigene Druckkammer (3) in Form einer flachen Vertiefung vorgesehen. über Tintenkanäle (4) stehen die einzelnen Druckkammern mit Tintenzuleitungen (8) in Verbindung (Vgl. auch Fig. 4). Zwischen die Tintenzuleitungen (8) und die Tintenkanäle (4) sind vorzugsweise Filter (9) eingefügt, die einmal ein übersprechen dämpfen und zum anderen Verunreinigungen in der Tinte von den Düsen (2) fernhalten. Von besonderer Bedeutung ist die gestaffelte Anordnung der Druckkammern (3) abwechselnd oberhalb und unterhalb der Reihe von Düsen (2). Hierdurch erreichen die Druckkammern eine günstige Breite, so daß sie von ihnen zugeordneten Piezo-Kristallen (6), mit den Durckkammern (3) angepaßter Größe mit entsprechend höherer Leistung erregt werden können.
Eine Abdeckplatte (5) liegt über den Druckkammern (3) und den Tintenkanälen (4) und dichtet diese gegeneinander ab. Die Piezo-Kristalle (6) sind auf der Rückseite der Abdeckplatte (5) den zugeordneten Druckkammern (3) jeweils gegenüberliegend angeordnet. Die Ansteuerung der einzelnen Piezo-Kristalle (6) erfolgt mittels einer an sich bekannten Ansteuerschaltung über Ansteuerleitungen (10). Vorzugsweise wird eine gruppenweise Anordnung der Ansteuerleitungen (10) vorgesehen, wie sie im Prinzip aus Fig. 3 ersichtlich ist. Eine derartige gruppenweise Ansteuerung erlaubt einen Multiplexbetrieb, durch den sich die Anzahl der notwendigen Anschlußleitungen erheblich reduzieren läßt.
Andererseits kann je nach gewünschter Druckgeschwindigkeit die Ansteuerung der Piezo-Kristalle auch entweder rein seriell oder rein parallel erfolgen.
Statt einer einzigen Düsenreihe können auch zwei oder mehrere Düsenreihen vorgesehen werden, wobei eine Versetzung der Düsen zwischen den einzelnen Reihen erfolgen kann.
Der vorliegende Tintenstrahldrucker besitzt den beachtlichen Vorteil, daß er in wenigen automatischen Arbeitsschritten hergestellt werden kann. So besteht die Düsenplatte (1) vorzugsweise aus Keramik, Metall oder Kunststoff, wobei die Druckkammern entweder bei der Herstellung der Düsenplatte angeformt oder mittels eines Fotoätzverfahrens angebracht werden.
Die Düsen (2) selbst können auch in der Form vorgesehen werden, daß ein nur die Düsen enthaltender Streifen auf die Vorderseite der Düsenplatte (1) aufgebracht, etwa aufgeklebt, aufgesintert oder beim Preßguß eingegossen wird.
Die Abdeckplatte (5) kann ebenfalls aus Keramik, Kunststoff oder Metall bestehen; die Ansteuerleitungen (10) werden auf ihrer Rückseite mittels gedruckter Schaltungstechnik oder integrierter Schaltungstechnik in mehreren Ebenen aufgebracht. Die Piezo-Kristalle (6) können entweder als Einzelteile oder vorzugsweise als Schicht aufgesintert sein, wobei im letzteren Fall eine Auftrennung in die Einzelkristalle mittels mechanischem Einritzen, Ätzen oder durch strichweises Polarisieren erfolgt.
Die Düsenplatte (1) und die Abdeckplatte (5) werden miteinander in geeigneter Weise, nämlich Kleben, Schweißen oder Sintern, je nach verwendeten Materialien, verbunden. Die Zuführleitungen (8) sind vorzugsweise als U-förmige Leisten auf die Rückseite der Abdeckplatte (6) an deren oberen und unteren Kanten angeordnet und decken dort die entsprechenden Reihen von Filtern (9) ab.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Erfindung wurden zur Erregung der Druckkammer piezoelektrische Kristalle verwendet. An deren Stelle könnten auch magnetostriktive, magnetische oder andere Erreger treten.
Es kann vorteilhaft sein, die erfindungsgemäße Düsenleiste in kürzeren Einheiten herzustellen, die dann je nach gewünschter Druckbreite aneinandergereiht werden können.
Der besondere Vorteil des vorliegenden Tintenstrahldruckers besteht darin, daß keinerlei Bewegung eines Druckkopfes erforderlich ist, so daß Abnutzungserscheinungen vermieden werden, eine hohe Druckgeschwindigkeit möglich ist und die einzelnen Druckpunkte sehr exakt positioniert werden können. Leerseite

Claims

Tintenstrahldrucker Patentansprüche 1. Tintenstrahldrucker mit einer sich über die gesamte ckbreite erstreckenden Düsenleiste, in der für jeden möglichen Druckpunkt längs der Zeile eine Düse vorgesehen ist, der je ein piezo-elektrischer Kristall zugeordnet ist und mit Tintenspeicher und Zuführvorrichtungen dadurch gekennzeichnet, daß über die gesamte Breite der Düsenleiste (1) jeder Düse (2) eine eigene Druckkammer (3) zugeordnet ist und daß die Druckkammer (3) über gemeinsame Tintenzuführleitungen (8) mit einem Tintenbehälter (25) in Verbindung stehen und daß die Druckkammern (3) und die ihnen jeweils zugeordneten Piezo-Kristalle (6) abwechselnd oberhalb bzw.

unterhalb der Düsen (2) angeordnet sind.
2. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 da durch gekenni.eichnet, daß die Düsenleiste aus einer Düsenplatte (1) besteht, auf deren Rückseite die Druckkammern (3) als Vertiefungen vorgesehen sind, und daß an der Rückseite der Düsenplatte (1) eine Abdeckplatte (5) abdichtend anliegt, die auf der Rückseite alle Piezo-Kristalle (6) mit zugehörigen Ansteuerleitungen (10) trägt.
3. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den gemeinsamen Tintenzuleitungen (8) und den einzelnen Druckkammern (3) jeweils Filter (9) vorgesehen sind.
4. Tintenstrahldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte aus Glas oder Keramik besteht, in die die Druckkammern (3) und/oder die Düsen (2) eingeätzt oder angeformt sind.
5. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte aus Stahl besteht.
6. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte aus Kunststoff besteht, in den die Düsen (2) und/oder die Druckkammern (3) angeformt wurden.
7. Tintenstrahldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckplatte (5) aus Metall, Keramik oder Kunststoff besteht.
8. Tintenstrahldrucker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezo-Kristalle (6) auf der Rückseite der Abdeckplatte (5) aufgesintert sind.
9. Tintenstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezo-Kristalle (6) auf der Rückseite der Abdeckplatte (5) als Schicht aufgebracht sind, die rasterartig durch Einschnitte oder strichförmige Polarisierung in die einzelnen Piezo-Kristalle (6) aufgeteilt ist.
10. Tintenstrahldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Piezo-Kristalle (6) in Gruppen mit den Ansteuerleitungen (10) verbunden sind und daß die Ansteuerung vorzugsweise im Multiplexbetrieb erfolgt.
11. Tintenstrahldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerleitungen (10) als gedruckte Schaltungen auf der Rückseite der Abdeckplatte (5) aufgebracht sind.
12. Tintenstrahldrucker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerleitungen (10) in integrierter Schaltungstechnik auf der Rückseite der Abdeckplatte (5) aufgebracht sind.
13. Tintenstrahldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsenplatte (1) mit der Abdeckplatte (5) verklebt, verschweißt oder versintert ist.
14. Tintenstrahldrucker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführungsleitungen (8) als U-förmige Leisten längs der oberen und unteren Kante der Düsenleiste angeordnet sind.