DE2853274A1

DE2853274A1 - Tintenstrahldruckkopf

Info

Publication number: DE2853274A1
Application number: DE19782853274
Authority: DE
Inventors: Arthur Rowland Hoffman
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1977-12-22
Filing date: 1978-12-09
Publication date: 1979-07-05
Also published as: JPS5488125A; IT7830723A0; CA1114002A; BE872178A; FR2412408A1; FR2412408B1; GB2010745A; JPS5842029B2; IT1160324B; US4185290A; GB2010745B

Description

Tintenstrahldruckkopf

Anmelderin: International Business Machines

Corporation, Armonk, N. Y. 10504

ki/ib

Die Erfindung betrifft eine im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebene Art eines Tintenstrahldruckkopfes.

In einem Tintenstrahldrucker mit einem in einer einzigen Ebene angeordneten Feld von Düsen, sind die aus den Düsen am Ende des Feldes austretenden Tintenströme einem aerodynamischen Widerstand ausgesetzt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß die Tintenströme an den Enden des Düsenfeldes von der Umgebung mehr beeinflußt werden als jene im Zentrum des Feldes.

Dadurch werden Veränderungen in der Geschwindigkeit der die Düsen an den beiden Düsenfeldenden verlassenden Tintenströme gegenüber den Tintenströmen, welche die Düsen im Zentrum des Düsenfeldes verlassen, verursacht. Aus diesen Geschwindigkeitsveränderungen ergibt sich, daß die Tintentröpfchen der Endströme nicht an den gewünschten Stellen auf das zu bedruckende Papier auftreffen. Diese Verminderung der Geschwindigkeit der Tintenströme an den Enden des Düsenfeldes ergibt ein Nichterreichen der gewünschten hohen Druckauflösung.

Es ist somit die Aufgabe der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung, die durch aerodynamischen Widerstand hervorgerufenen Geschwindigkeitsveränderungen der aus den Düsen eines vieldüsigen Tintenstrahldruckers ausgestoßenen Tintenströme zu kompensieren, d. h. diese Geschwindigkeiten zu steuern. Bei einem nach der Erfindung aufgebauten Tintenstrahldruckkopf wird den Tintenströmen an den beiden Enden des Düsenfeldes

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eine Anfangsgeschwindigkeit erteilt, die höiv2r ist als (tie der von den Düsen im Zentrum des Feldes erzeugten Tintenströme. Diese höhero Anfangscjeschwindigkeit wird dadurch erzeugt, in dan die Länge¹ des Längndurchganges einer jeden Düse am Ende des Düsenfeldos kurzer gehalten wird als der Längsdurchgang der Düsen im Zentrum des Düsenfeldes. Dadurch wird eine erhöhte Anfangsgeschwindigkeit gewählt, so daß die Verminderung der Gescnwindigkeit infolge des genannten aerodynamischen Widerstandes der Tintenströme, die von den an den Enden des Düsenfeldes angeordneten Düsen ausgestoßen werden, eine Geschwindigkeit dieser Düsenströme ergibt, die im wesentlichen gleich ist der Geschwindigkeit der im Zentrum des Düsenfeldes erzeugten Düsenströme zum Zeitpunkt des Aufschiagens auf dem zu bedruckenden Papier. Wenn die Länge des Längsdurchganges einer Düse zunimmt, nimmt auch der Widerstand des Tintenstromes zu. Deshalb nimmt die Geschwindigkeit an Düsenausgang ab, wenn die Länge des Durchganges zunimmt.

Weitere flerkiaale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Einzelheiten der Erfindung sind nachstehend anhand von in den Figuren veranschaulichten Ausführungsbeispielen beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Tintenstrahldruckkopf mit einem in einer einzigen Ebene angeordneten Düsenfeld in schaubildlicher Darstellung,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Tintenstrahldruckkopf nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2,

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Fig. 3 einen Schnitt durch das Düsenfeld von Fig. bei einer Düsenanordnung nach der Erfindung entlang der Linie 3-3 in Fig. 1 ,

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 3 einor anderen Düsenanordnung und

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich dem der Fig. 3 einer weiteren Ausf äiirungsform für eine Düsenanordnung.

Der Tintenstrahldruckkopf 10 weist die Grundplatte 11 auf, welche die Kammer 12 enthält, die einen Teil einer Tlntenkailiner bildet. Die Durchgänge 14 sind in einer gemeinsamen Ebene angeordnet und besitzen alle den gleichen Durclimesser,

Das Plättchen 16 ist an der Oberfläche 15 der Grundplatte befestigt, in einer in der US-PS 4 019 BtJb beschriabenen Weise, Wie in dieser US-PS im einzelnen beschrieben ist, besteht das Plättchen 16 aus einem Paar Plattem 17 und 18, die¹, vorzugsweise aus Glas bestehen.

Eine Mehrzahl von Düsen 19, die </or2ug.3./oi;ie 'llasL^ü l-irr-'.Uirchan darstellen, ist zwischen den PLattnn 17 iiad 1 ·;. './ie in a->r oboii /enannten LJS-P:; eiiKjt-iiena I-Pischriebr η i;t, an<j -rdnc-r. iji^.u- i'önrchen Jcünnon eiua rt>>.r CLi-siii.rti- Kj bi. ϊ 1*6 o-Vr Corr iii.j 72BO beste ..an.

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Jeder der Längsdurohgänge 20 steht nit einem der Durchgänge in der Grundplatte 11 in Verbindung, so daß unter Druck stehende Tinte von der Kammer 12 durch den Durchgang 14 innerhalb der Grundplatte 11 und den Längsdurchgang 20 als ein Strom fließen kann, der dannach in einzelne Tröpfchen zum 'Zwecke doi; Druckern; auf einem zu bedruckenden Papier (nicht gezeigt) in bekannter Weiso aufgebrochen wird. Jeder dar Tintenstrüitie wird durch einen piezoelektrischen Wandler in einzelne Tröpfchen aufgebrochen durch Beaufschlagung der innerhalb der Tintenkammer befindlichen Tinte mit Schwingungen .

nie Plattu 17 des Plättchens 1(1 besitzt die Fläche 21, die auf der ebenen Fläche 15 der Grundplatte 11 aufliegt. Die andere Fläche 22 der Platte 17 lüt konvex gekrümmt. Die Platte 1H des Plättchen:; 16 ist ähnlich ausgebildut, da die Platten 1/ gleichzeitig go läppt und poliert wurden.

Demzufol u- nimmt, die Länge der Längsdurchgänge 20 dor Düsen 19 aLlm'iuiJc'h ab, ausgohenu vom Zentrum des Düsenielde·; η ich den beiden ilnd Mi .u. uioise /^riaindurung der Lang«· der r.'in-jiidurchjäii.jt 10 /crnrsacht, las! die Tinte die Düsen In cK-u Endboi f'i *ti -λ d'i; Uih5e-ni^:elde_;; mit ..-iiiar höheren Geschwindigkeit vc-j L'i- , £;Lt. die Dist-a im knfrum les DiisiUift.-1. le;5.

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von denen eine jede einen Durchmesser von O,32 nun aufweint.

Die Länge der Längsdurchgänge 20 wird so gewählt, daß die Tröpfchen der Tintenströme aller Düsen 19 des Düsenfeldes das zu bedruckende Papier mit derselben Geschwindigkeit er-■reichen. Somit wird die besondere Länge eines jedes Längsdurchganges 20 der Düsen 19 bestimmt, um den Tröpfchen eines jedes Tintenstromes die gleiche Auftreffgeschwindigkeit auf dem zu bedruckenden Papier zu verleihen, so daß der aerodynamische Widerstand keine Geschwindigkeitsveränderungen innerhalb der verschiedenen Tintenströme zum Zeitpunkt des ;Auftreffens auf dem zu bedruckenden Papier verursachen kann. Die Länge der Längsdurchgänge 20 an jedem Ende des Düsenfeldes kann 0,038 mm betragen, während der Längsdurchgang 20 im Zentrum des Düsenfeldes 0,043 mm lang ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung (Fig. 4) ist die Platte 17 des Plättchens 16 durch die Platte 25 ersetzt. !Die Platte 25 besitzt beidseitig Flächen 26, 27, die in !ähnlicher Weise wie die Fläche 22 der Platte 17 konvex ge-'krümmt sind. Die Platte 18 ist gleich ausgeführt wie die platte 25, da sie gleichzeitig geläppt und poliert werden. j

Die Fläche 15 der Grundplatte 11 ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel eben. Das Kunstharz, das das Plättchen 16 mit

der Grundplatte 11 verbindet, fließt zwischen die Fläche 26 I

der Platte 25 und die Fläche 15 der Grundplatte 11 und füllt ' den Zwischenraum aus, jedoch nicht den Durchmesser eines jeden,

Durchganges 14 in der Grundplatte 11. Somit verhindert das i

Kunstharz eine Verbindung zwischen einem jeden der Durchgänge I

14 und dem Längsdurchgang 20 der Düse 19 nicht, unterbindet !

jedoch eine Verbindung benachbarter Durchgänge 14 oder be- I

nachbarter Längsdurchgänge 20 sogar dann/*?enn die Fläche 26 _;

der Platte 25 konvex gekrümmt ist. \

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— ö —

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in Fig. dargestellt, bei dem die Platte 17 durch die Platte 30 ersetzt ist. Diese Platte 30 weist die ebene Fläche 3T auf, die ,auf der ebenen Fläche 15 der Grundplatte 11 in der gleichen Weise wie die Fläche 21 der Platte 17 aufliegt. Die Platte ,besitzt die Fläche 32 mit dem ebenen Mittelabschnitt 33 und konvex gekrümmten Abschnitten 34 und 35, die sich beidseitig des ebenen Mittelabschnittes 33 erstrecken. Die Flächen der Platte 18 sind ähnlich geformt wie die Platte 30, da beide gleichzeitig geläppt und poliert werden.

Es ist nur notwendig, daß die Längsdurchgänge 20 der ersten drei oder vier Düssen 19 an beiden Enden des Düsenfeldes kürzer sind als die Druchgänge der übrigen Düsen 19 in Unabhängigkeit von der das Düsenfeld 19 bildenden Gesamtanzahl von Düsen 19. Somit ist es nicht notwendig, daß das Plättchen 16 entweder eine Fläche aufweist, die auf der Fläche 15 der Grundplatte 11 aufliegt oder seine andere Seite die Form ;einer kontinuierlichen Kurve aufweist, um die Geschwindigkeitsveränderungen der Tintenströme infolge des aerodynamischen Widerstandes zu kompensieren. Es ist nur notwendig, jdaß die Tintenströme, die dem aerodynamischen Widerstand ausgesetzt sind, aus Düsen 19 ausgestoßen werden, deren Längsjdurchgänge 20 kürzer sind als die Länge der Längsdurchgänge i20 der übrigen Düsen.

Obwohl die Längsdurchgänge 20 mit kreisrundem Querschnitt gezeigt sind, ist dies nicht unbedingt erforderlich. Es ist nur notwendig, daß jeder der Längsdurchgänge 20 den gleichen Querschnitt aufweist und dieser Querschnitt konstant ist.

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Claims

PATENTANSPRÜCHE

Tintenstrahldruckkopf mit einer Mehrzahl von Düsen, dadurch gekennzeichnet,

daß jede Düse (19) einen Längsdurchgang (20) aufweist mit konstantem Querschnitt,

daß die Querschnitte sämtlicher Düsen deckungsgleich sind und

daß die Länge der Düsen (19), deren Tintenströme durch die Umgebung verlangsamt werden, geringer ist als die Länge der Düsen (19), deren Tintenströme durch die Umgebung nicht verlangsamt werden, und daß der Längenunterschied so gewählt ist, daß die Auftreff geschwindigkeit der Tintenströme auf das zu bedruckende Papier sämtlicher Düsen (19) die gleiche ist.

Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß die Düsen {19) in einer einzigen Ebene angeordnet sind.

Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die Länge der Längsdurchgänge (20) vom Zentrum des Düsenfeldes ausgehend nach den beiden Enden zu allmählich abnimmt.

Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das eine Ende sämtlicher Düsen (19) auf einer planen Fläche (21) liegt und das andere Ende auf einer konvex gekrümmten Fläche (22).

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ORIGINAL INSPECTED

5. Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das eine Ende sämtlicher Düsen (19) auf einer konvex gekrümmten Fläche (26) und das andere Ende ebenfalls auf einer konvex gekrümmten Fläche (27) liegt.

6. Tintenstrahldruckkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die einen Enden sämtlicher Düsen (19) auf einer planer Fläche (31) liegen und die anderen Enden der Düsen (19), die in den beiden Randbereichen angeordnet sind, auf je einer konvex gekrümmten Fläche (34 bzw. 35) liegen, und daß die dazwischen angeordneten Düsen (19) mit ihren anderen Enden auf einer zur genannten planen Fläche (31) parallelen Fläche (33) liegen.

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I

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