DE2340855A1 - Duesendrucker fuer ein tintenspritzschreibwerk - Google Patents

Description

OLIMPIA WEOKE AO EP/MÜ/Kr/PS 1384

6· August 1973

Düsendrucker für ein Tintensprlts-Schreibifeyk

Die Erfindung besieht sich auf einen Me an drucker der iss Oberbegriff des Anspruches 1 aufgezeigten Gattung·

Bei derartigen Schreibwerken ist es erforderlich, daß der Düsendrucker eine geringe Hasse aufweist, da er hohen Beschleunigungen unterworfen wird. Weiterhin soll dieser im Aufbau einfach und billig herstellbar sein« Darüber hinaus besteht das Erfordernis* daß die Abdrucketeile auf dem Aufzeichnungsträger spätestens nach einem Schaltschritt für die Bedienperson einsehbar 1st·

In der DT-OS 2 164 614 ist eine Anordnung »um iufbriugto von Tropfen auf einen Aufzeichnungsträger bekanntgeworden mit den in den Oberbegriffen der Ansprüche Ϊ und 2 genannten Merkmalen· Diese wie eine ventillose Pumpe wirkende Anordnung weist im wesentlichen folgende Nachteile auf, die ihre 7$rw6£.&mg einschränken. Bedingt durch die Anordnung der Drucker«eugernitt«! auf einer Ebene ist seine Masse verhältnismäßig groß und e^ gestattet keinen sofortigen Einblick auf die Abdruckstslit beim Bewegen in Zeilenrichtung· Die Energiefluß- und Tinteneula&fkanäl« sind unterschiedlich lang, so daß jeder Druckerzeuger sit unterschiedlicher Energie su beaufschlagen ist. Der Wirkungsgrad in der Ausnutzung ist daher gering, der Verlauf des Impulses der die einzelnen Kristalle aktivierenden Spannung unterschiedlich· Durch die aufgezeigte Anordnung von Kompresslonskammern, Zulauf- und Auelaufkanälen und dem Abgreifen des Impulses im Zentrum der sich ausbreitenden Druckwelle in der Kompressionskammer ist ein verhältnismäßig lang auf Maximum stehender Spannungsimpuls erforderlich. Zudem kommt es zur Beeinflussung von Druckwellen in den unterschiedlichen Kompressionssystemen über die Zulaufkanäle· Das Wiedereinsetzen eines neuen Impulses kann generell erst denn erfolgen, wenn sich die Druckerzeuger in ihrer Ruhelage befinden«

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Durch die lang anhaltende Saugphase dieser Anordnung ist die Frequenz der Beaufschlagung der Druckerzeuger beschränkt auf 1OOO Hz.

Ee ist Aufgabe der Erfindung, einen Düsendrucker zu schaffen« für eine extrem kurze Impulslänge, der die aufgezeigten Nachteile nicht aufweist·

Die Anordnung entsprechend der Merkmale des Kennzeichens des Anspruches 1 lSst diese Aufgabe in wirkungsvoller Weise. Aufgrund der kompakten Bauweise 1st ein dichteres Punktraster möglich als bei der genannten Anordnung· Durch die bis zum Auslaufkanal separate Kabelführung ist eine Pulsbeeinflussung zwischen den einzelnen Energieflußkanälen nicht möglich. Durch den maximalen EnergiefluS bei niedriger Spannung ist die Ausstoßfrequenz von Tintentropfen wesentlich grSßer· Der GrundkSrper ist gekennzeichnet durch eine billige Bauweise· Die Fertigung dieses erfolgt durch Stanzen, Prigen, Tiefziehen und Funkenerosion. Die Verbindung der Aufbauteil«* untereinander und des Versorgungsteiles ist in einem Arbeitsgang durch WiderstandsschwelSung möglich.

Durch die erfinderische Anordnung im Kennseichen des Nebenanspruches 2 wird die Druckwelle an einem Entweichen weitestgehend gehindert. Die Beeinflussung der Druckwellen der einzelnen Kompressionssysteme bei gleichzeitiger Beaufschlagung der Druckerzeuger ist unterbunden* In der Saugphase 1st durch diese Anordnungsweise die Versorgung von Tinte aus dem Zulauf sichergestellt, ohne daß dabei Luft durch den Auetrittskanal in das Korapreseionssystem eintritt.

Der Düsendruoker nach Anspruch 3 weist insbesondere den Vorteil auf, daß sich die an der Peripherie abgegriffene Druckwelle über den größten Bereich des Verbindungskanal8 fortpflanzen kann. Die Verbindungskanale sind extrem kurz gehalten, so daß die Druckerzeuger mit minimaler Energie angesteuert werden können.

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Entsprechend Anspruch 4 können in vorteilhafter Weise sonst erforderliche Membranen und deren aufwendige Anordnung vermieden werden. Das Einsetzen dieser in die Gehäuseteile entfällt, so daß dadurch hervorgerufene und auch sich später lösende Verschmutzungen nicht auftreten und die Druckerzeuger weitaus weniger über den Grundkörper überstehen·

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beispielsbeschreibung zu der Zeichnung»

Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Druckerzeuger in starker Vergrößerung in einer Ansicht auf die Auslaufkanäle und

Fig· 2 einen Schnitt gemäß dem Schnittverlauf II-II in Fig. 1.

Die dargestellte Grundfläche des Düsendruckers 1 ist eine rechteckige, so daß in dem pyramidenförmigen Aufbau acht piezo-elektrische Keramikschwinger 2 unter Voraussetzung gleicher Energieflußverhältnisse in den Seiten angeordnet werden können· Es ist jedoch zur Erzielung anderer Punktraster jede andere Grundform denkbar. Die Keramikschwinger 2 stehen sich paarweise gegenüber· Die in den Hohlraum eingelassenen sind nicht dargestellt· Der Aufbau des Düeendruckers, die Energiefluß- sowie Zu- und Auslaufkanäle sind nur angedeutet und in Fig. 2 erkennbar· Der Düsendrukker besteht aus drei Aufbauteilen, die ineinander setzbar sind. Sie weisen hohle, pyramidenstumpfe Form auf und sind z. B. durch Tiefziehen und Prägen geformt· Das erste äußere Aufbauteil 3 trägt in Senkungen 4 vier Keramikechwinger 2· In die kleine Grundfläche 5 sind entsprechend der gesamten Anzahl Keramikechwinger Auslauföffnungen 8 in Düsenform eingelassen. Das zweite äußere Aufbauteil 6 trägt drei Keramikschwinger 2 zur Erzielung eines

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aus sieben Packten bestehenden Rasters· Es sind sieben Zulaufkanäle 7 ia ihr eingelassen zur (Fintenversorgung. Diese gehen in solche im inneren Aufbauteil 9 über. Das innere Aufbauteil 9 weist zudem Energieflußkanäle 10 auf, die sich im Bereich der Kompreseionskammern 11 und der Auelaufkanäle 8 zu kapillaren Spalten verjüngen xmä sieh in ihrer Breite auf etwa ein Sechstel dee Durchmessers dieser erweitern. Die Kompressionskammern 11 liegen den Keramiksohwingerä 2 gegenüber. Die Membranen 12 werden durch Prägen der äußeren Aufbauteile auf zwei Drittel bis ein Halb deren Materialstärke gebildet. Den Zulaufkanälen 7 ist ein Versorgungsteil 15 zugeordnet, das in das zweite äußere Aufbauteil 6 eingesetzt und mit diesem verbunden wird* Dieses weist eine Versorgungekammer 14- auf, das mit dem Anschlußstutzen 15 fließverbunden ist. Den Zulaufkanälen gegenüberstehend ist in der VeΓ8orgungskammer 14 eine für alle Zulaufkanäle gemeinsame Prallfläche 16 zugeordnet. Das zweite äußere Aufbauteil 6 legt eich mit eine» abgewinkelten Rand 17 über die Stirnkanten der beiden restlichen Aufbauteile· Die Aufbauteile untereinander und das Versorgungsteil am zweiten äußeren Aufbauteil werden durch z. B. Widerstandsschweißen miteinander verbunden· Die Kompressionskammern 11, die Auslaufkanäle 8, die Energieflußkanäle 10 im Bereich der Auelaufkanäle sowie die Versorgungskammer 14- sind kaplllarwirksaau

Die Wirkungsweise jede« der sieben Spritzsysteme ist folgende:

Beim Erregen dee Keramikechwingers 2 wird die Membrane 12 so verformt, daß in des Kömpreeeioneraum 11 eingefüllt· Flüssigkeit durch den Energieflußkanal lOverdrängt wird· Sie tritt mit hoher Geschwindigkeit an der Peripherie der Kompressionekemmer in den Energitflußkanal, wobei tion di· Druckwelle über diesen gleichmäßig fortpflanzt· Vor dem Austreten aus dem Auslaufkanal 8 unterliegt die Druckwelle einer'Beschleunigung und reißt Flüssigkeit mit, die durch den Auelaufkanml austritt. Ein Entweichen der Druckwelle durch den zwiechen de« Auslaufkanal 8 und der Kom-

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pressionskammer 11 eingelassenen Zulaufkanal 7 wird durch die Prallfläche 16 in der Versorgungskammer 14 verhindert» so daß eine Beeinflussung der restlichen Spritssysteme nicht erfolgen kann· Durch die kurse Führung der Energieflußkanäle 10 kann mit geringer Energie und kleinen Spamnangewerten eine AusstoSsahl an Tintentropfen von 2000 Hs erreicht werden· Ih d%r Saugphase beim Zurückführen des Kersmikschwingers in seine Buhestellung 1st die Versorgung aus der 7ersorgungskammer über den Zulaufkanal dadurch sichergestellt, daß einmal der Strömungswiderstand im Zulaufkanal geringer ist als der im Auslauf des Energieflußkanals beim übergang In den Auslaufkanal und diesem als der der angebotenen Tintenmenge aus der Yersorgungskammer· Durch diese Naßnahmen 1st eine Diodenwirkung In dem System eingebracht, die auch das Eintreten von luft während der Saugphase durch den Auslaufkanal unterbindet· Durch die vorteilhafte Bauwelse kann das suletst geschriebene Zeichen nach einem Schritt voll eingesehen werden· Die Dauer des Energie impulses beträgt nur ein Drittel der sum Stand der Technik genannten Einrichtung· Durch wel*- tere Ausgestaltung su einem z· B. sechsehn Systeme aufweisenden Datendrucker 1st es »δglich, swei Seihen Auslaufkanäle parallel, jedoch versetst ansuordnen, um bei Ansteuerung nach einem Zwischenschaltsohritt voll ausgedruckte senkrechte und schräg verlaufende Linien su erhalten· Die Abstände der Auslaufkanäl· kennen somit in sinnvoller Weise überbrückt werden·

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Claims (4)

1. Pat ent amrorüche

   Düsendrucker für ein Tintenspritz-Schreibwerk, mit Kompressionskammern und mit diesen fließverbundenen Auelauf» und Zulaufkanälen in einer Anzahl der an einer Abdruckatelle zu druckenden Punkte, sowie mit jeder Kompressionskammer zugeordneten aus einer Membran und einem Keramikschwinger bestehenden Mitteln zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstiege in dieser, dadurch gekennzeichnet, dafi der Tintenspritzkopf (1) ein in seiner Grundform stumpfer Körper und insbesondere ein Pyramidenetumpf ist, bestehend im wesentlichen aus drei pyramidenstumpffδrmigen, hohlen, ineinander steck- und miteinander verbindbaren Aufbauteilen, deren erstes äußeres Aufbauteil (3) eine Anzahl der Mittel (2) sum Druckanstieg in seiner Außenmantelflache und die aus seiner kleinen Deckfläche (5) austretenden Auslaufkanäle (8) aufnimmt, deren zweites äußeres Aufbauteil (6) die restliche Anzahl der Mittel zum Druckanstieg in seiner Innenmantelfläche und die Zulaufkanäle (7) aufnimmt und deren inneres Aufbauteil (9) die Kompressionskammern (11) und Energieflußkanfile (10) tu den Zulauf- und Auslaufkanälen aufnimmt und einem in den zweiten äußeren Aufbauteil einführbaren und an diesen festeatzbaren pyrsaidenstumpffSrmigen Versorgungsteil (1?) mit einer mit den Zulaufkanälen flieBverbundenen Versorgungskammer (14)·
2. 2. Düsendrucker mit Kompressionekammern und mit diesen über YerbindungskanSle fließverbundenen Auelauf- und Zulaufkanälen und mit Jeder Kompressionekammer zugeordneten Mitteln zur Erzeugung kurzzeitiger Druckanstiege in dieser und mit Mitteln zur Verhinderung einer Beeinflussung der Druckwellen untereinander bei gleichzeitiger Beaufschlagung mehrerer Kompreasionsräume, dadurch gekennzeichnet, daß der Zulaufkanal (7) jedes Kompressionssystems im Bereich

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   des zugehörigen Auslaufkanales (8) zwischen diesem und der Kompressionskammer (11) in den Energieflußkanal mündet und daß diesem eine für alle Zulaufkanäle gemeinsame, entgegen der Tintenflußrichtung DruckstSße aufnehmende PrallflSche (16) zugeordnet ist·
3. 3· Düsendrucker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Energieflußk&nal (10) jedes Spritzsystemes sich in seiner Höhe im Bereich der Kompressionskammer (11) und des Auslaufkanales (8) bis auf einen kapillar wirksamen Spalt verjüngt, daß dieser sich in seiner Breite im Bereich der Mündung in die Kompressionskammer erweitert und daß dieser in die Kompressionskammer an deren Peripherie mündet·
4. 4. Düsendrucker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß beide äußeren Aufbauteile (3, 6) in den Bereichen der Mittel (2) zum Erzeugen kurzzeitiger Druckanstiege in ihrer Materialstärke verjüngt sind und daß die Membranen (12) durch diese Bereiche gebildet werden·

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