DE2652924A1 - Duesendruckkopf - Google Patents

Duesendruckkopf

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DE2652924A1
DE2652924A1 DE19762652924 DE2652924A DE2652924A1 DE 2652924 A1 DE2652924 A1 DE 2652924A1 DE 19762652924 DE19762652924 DE 19762652924 DE 2652924 A DE2652924 A DE 2652924A DE 2652924 A1 DE2652924 A1 DE 2652924A1
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Karl-Heinz Fischbeck
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/14Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B41J2/14298Structure of print heads with piezoelectric elements of disc type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
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    • B41J2002/14379Edge shooter

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  • Ink Jet (AREA)
  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Description

  • Düsendruckkopf
  • Die Erfindung betrifft einen Düsendruckkopf der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
  • In den Druckschriften DT-OS 21 32 082 und DT-AS 21 64 614 sind Druckköpfe beschrieben worden, bei denen der Tintenaustritt aus Düsen erfolgt aufgrund von Flüssigkeitsverdrängung in der At ventilloser Pumpen. Bei diesen Systemen besteht während ner Saugphase die Möglichkeit des Lufteinsaugens in das Pumpensystem durch die Düsen. Die in der Saugphase eingedrungene Luftsäule darf in ihrem Volumen nicht größer sein als das volumen der Düse, da weiter bis in den Energieflußkanal eingedrungene Luftblassen nicht mehr aus der Düse ausgedrückt werden können. Hierdurch setzt der Druckkopf aus und muß im Vakuumverfahren neu mit Tinte gefüllt werden. Wird das Zurückweichen des in der sZse sich bildenden Tintenmeniskus gestört, z. B. durch einen vor de Düse gelegten oder bereits in diese eingedrungenen Staubflusen, verringert sich die Oberflächenspannung des Meniskus und es kommt zu einem verstärkten Eindringen von Luft, da neben der Kapillarwirkung der Tinte in der Düse auch die Oberflächenspannung mitbestimmend ist für das einwandfreie Funktionieren dieses Pumpensystems. Die Länge der Düse ist von verschiedenen Fakten abhängig.
  • Diese mißt bei einem Druckkopf nach der DT-AS 21 64 o14 zwischen 0,05 und 0,1 mm und entspricht somit der Breite des Fließspaltes hinter der Düse. Bei einer längeren Düse kann es bei diesem System dazu kommen, daß der Tropfen nicht mehr von dieser gelöst wird. In dem Fließspalt weist diese Einrichtung eine allen Düsen gemeinsame Tintenversorgung auf und es werden die dem angesteuerten Pu=sensystem benachbarten Systeme miterregt.
  • In der DT-OS 21 32 082 ist der Tintenzulauf im Rückraum der Pumpenkammer vorgesehen. Der Austritt zur Düse befindet sich an der gegenüberliegenden Wandung. Um nun hierbei zu verhindern, daß Tinte unter dem erzeugten Druckimpuls in den Zulauf gegen die vom Tintenvorratsbehälter gebildete Drucksäule zurückgedrängt wird, sich aber für das Strömen der Tinte eine Vorzugsrichtung ergibt, wird das Rückströmen durch einen Flüssigkeitswiderstand begrenzt.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, das Nachfließen von Tinte aus den Vorratsbehälter über den Tintenzulauf bereits in der Druckphase solcher Drucksysteme einzuleiten.
  • Diese Aufgabe wird bei einem Düsendruckkopf der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art gelöst durch die Merkmale nach dessen Kennzeichen. Durch die Geschwindigkeitserhöhung der tinte in dem eingeschnürrten Bereich kommt es bereits in der Phase der Tropfenbildung zu einem Ansaugen von Tinte aus dem Zulauf.
  • Die in den Energieflußkanal und die Düse bewegte Tintenmenge bewegt sich nicht mehr in Richtung Pumpenraum zurück; sie bleibt hier bis zum nächsten Druckimpuls steher, so daß auch einge -drungene Luftblasen nicht tiefer eindringen können und während der nächsten oder übernächsten Druckphase aus der Düse herausgeführt werden. Die aus dem Pumpenraum abgegebende Tintenmenge füllt sich in der Saugphase aus dem Tintenzulauf auf.
  • Durch die Aufteilung des Energieflußbereiches in zwei gleiche Kanäle nach dem Anspruch 2 kommt es zu einer weiteren Verbesserung des Strömungsverhaltens und zur besseren Ausnutzung der von dem Druckerzeuger ausgehenden Energie.
  • Die Vorteile der Erfindung bestehen darin, daf das Spritzsystem gegen Beeinflussung von außen an der Düse sowohl auch durch die Pendelbewegung des Schlauches und die demzufolge in dem Drucksystem bedingten Druckschwankungen unanfällig ist. Die Düsenlänge kann auf die Viskosität der Tinte eingestellt werden.
  • Die Tintenversorgung erfolgt im Bereich größter Geschwindigkeit.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand der Ausführungsbeispiele in der Zeichnung unter Rückbeziehung auf die Positionen beschrieben werden. Es zeigen: Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel nach der Lrfindung in starker Vergrößerung, Figur 2 einen Düsendruckkopf im Querschnitt nach der Schnittlinie II-II in Figur 61 und Figur 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel nach der Erfindung in starker Vergrößerung.
  • Mit den Figuren 1 und 3 sind Düsendrucker in einer solchen Weise dargestellt, daß sie einen Blick auf jeweils ein Kompressionssystem gestatten. Der Düsendrucker in der Figur 61 weist einen kreisrunden Pumpenraum 2 auf, der nach außen durch eine Membranplatte, wie sie in der Figur 2 mit 9 positioniert wurde, verschlossen ist. Dieser Pumpenraum 2 ist nur zum Teil und zwar durch einen Energieflußkanal 3 sichtbar. Der Energieflußkanal 3 liegt über dem Pumpenraum 2 in der Düsenplatte (12) und mündet hierbei in dessen Peripherie. Es ist jedoch auch denkbar, daß der Energieflußkanal 3 im Zentrum das Pumpenraumes oder in einem anderen Bereich in diesen übergeht. Der Energieflußkanal stellt die Verbindung von Pumpenraum zu einer Düse 4 dar nd teil sich im wesentlichen in zwei Bereich auf. Der der umpenraum 2 zugeordnete Bereich verjüngt sich in Richtung auf die Düse 4 bis etwa einen kapillaren Durchlaß (bei 5), um dann in einen verbreiterten Teil überzugehen. In diese Engstelle aes Energieflußkanales 3 mündet ein Tintenzulauf 6. Hier besteht die Möglichkeit, daß Kompressionssystem aus Pumpenraum 2 und Energieflußkanal 3 über weitere Tintenzuläufe 6 zu versorgen.
  • Diese Tintenzuläufe münden im wesentlichen senkrecht zur Durchflußrichtung des Tintenstromes, der sich während aer Druckphase in den Energieflußkanal aufbaut Die Tintenversorgung aus einem nicht dargestellten Tintenvorratsbehälter erfolgt über den Tintenkanal 7, der in zwei Ebenen, oberhalb und unterhalb der Düsenplatte 12 in den Xanal- oder Diodenplatten (10, 11 in Figur 2) angeordnet sein kann. Eine Membranplatte 9 (Figur 2o trägt einen Keramikschwinger 8.
  • Wird der Keramikschwinger 8 durch einen Spannungsimpuls beaufschlagt, kommt es zu einer Verformung der Membranplatte 9 in der Weise, daß sich der Pumpenraum 2 verkleinert. Der in den Energieflußkanal 3 geleitete Druckimpuls bewegt die Tinte in Richtung Düse 4 und fphrt hier zum Austritt von Tintentropfen.
  • Die Verjüngung des Energieflußkanales 3 bewirkt hierbei eine wesentliche Beschleunigung des Tintenstromes, so daß Tinte aus dem Tintenzulauf 6 mitgerissen wird. Beim Abschalten des an den Keramikschwinger gelegten Impulses kommt es zu einem Stillstand der Flüssigkeitssäule in der Düse 4 d dem breiteren der Düse 4 zugeordneten Teil des Energieflußkanales 3. Das sich vergrößernde Volumen des Pumpenraumes 2 wird aufgefüllt durch weiterhin in das Kompressionssystem einströmende Tinte aus dem Tintenzulauf 6.
  • Der in Sandwich-Bauweise aufgebaute Düsendrucker 1 in Figur 2 weist zwei Membranplatten 9 auf, die das 1 Figur \ dargestellte Kompressionssystem wie auch eine Mehrzahl solcher bei einem Düsendrucker mit mehreren Düsen gegen Umluft verschließen.
  • Desweiteren sind zwei Diodenplatten 10 angeordnet, die Tintenzulaufkanäle 7 und ein Teil-Volumen des Energieflußkanals 3 aufnehmen. In die untere Diodenplatte 10 wie auch in die darüberliegende Kanalplatte 11 sind zusätzlich der Pumpenraum 2 für das in Figur 1 gezeigte Kompressionssystem eingelassen. Im Mittelabschnitt der Kanalplatten 11 sind eine oder mehrere Tintenzuläufe 6 eingearbeitet, die in en Energieflußkanal 3 in der Düsenplatte 12 münden. Der Zulauf 6 bildet mit der Membranplatte 9 im Bereich des Tintenkanales 7 jeweils eine Fluidik-Diode, die wesentlich ist für die Richtwirkung des Tintenstromes auf die Düse 4 zu. Zu dem Kompressionssystem gehört der Keramikschwinger 8 an der unteren Membranplatte 9. Es versteht sich, daß für einen Düsendruckkopf nit mehreren Düsen gleich viele Kompressionssysteme vorhanden sein müssen. Diese Mittel sind aus Gründen der besseren Erkennbarkeit des gezeigten Systems weggelassen worden.
  • In Figur 3 ist ein weiteres Kompressionssystem nach dem Erfindungsgedanken dargestellt mit dem Pupenraum 2, dessen Volumen durch den Keramikschwinger 8 verkleinerbar ist, der Düse 4 und dem Energieflußkanal 3. Der Energieflußkanal ist in seinem dem Pumpenraum 2 zugeordneten Teil aufgeteilt in zwei Einzelkanäle. Diese münden getrennt voneinander in den Pumpenraum 2 und zwar an dessen Umfang Auch diese Kanäle 3 verjüngen sich in Richtung Düse 4 und bilden in Bereich 5 jeweils einen etwa kapillarwirksamen Durchla3, in den der Tintenzulaufkanal 7 über je einen Tintenzulauf 6 mündet. Auch anhand dieser Anordnung konnte beobachtet werden, daß Tinte aus dem Tintenkanal 7 über die Tintenzuläufe 6 in die Energieflußkanäle 3 bereits in der Druckphase, also während sich der Pumpenraum 2 verkleinert, fließt

Claims (3)

  1. Patentansprüche 1. Düsendruckkopf für ein Tintendruckwerk, mit eine Pumpenkammer aufweisenden Drucksystemen, die mit einer gegen einen Druckträger gerichteten Düse und über einen Tintenzulaufkanal mit einem Vorratsbehälter für nachfließende Tinte verbunden ist und die ein Erregersystem aufweist für kurzzeitige Druckstöße in der Tinte, wobei sich durch die Ausbildung von Tintenzulaufkanal und Austrittsdüse eine Vorzugsfließrichtung für die Tinte derart einstellt, daß der Strömungswiderstand von der Kammer und der Düse zum Vorratsbehälter größer ist als der Strömungswiderständ in Richtung Düse, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Pumpenkammer (2) durch zumindest einen Energieflußkanal (3) in die Düse (4) führt, der sich in einem Teil seiner Länge in seinem Querschnitt verjüngt und dessen verbleibende Teillänge bis zum Übergang in die Düse erweitert ist und daß der Tintenzulauf (6) in den Energieflußkanal und hier in den Bereich (5) dessen stärkster Verjüngung übergeht.
  2. 2. Düsendrucker nach Ansprüch 1 , d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zwei Energieflußkanäle (3) angeordnet sind, die beabstandet voneinander an er Peripherie der Pumpenkammer (2) und in eine gemeinsame Düse (4) münden.
  3. 3. Düsendrucker nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß in den sich verjüngerden Bereich (5) zumindest zwei Tintenzuläufe (6) münden.
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DE2652924A1 true DE2652924A1 (de) 1978-05-24
DE2652924B2 DE2652924B2 (de) 1980-01-17
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3227638A1 (de) * 1981-07-24 1983-02-24 Sharp K.K., Osaka Kopf fuer tintenstrahldrucker
DE3248087A1 (de) * 1981-12-29 1983-07-07 Canon K.K., Tokyo Fluessigkeitsstrahlkopf
DE3250105C2 (de) * 1981-12-29 2001-02-22 Canon Kk Flüssigkeitsstrahlaufzeichnungskopf

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DE2652924B2 (de) 1980-01-17
DE2652924C3 (de) 1980-09-11

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