DE3227638A1 - Kopf fuer tintenstrahldrucker - Google Patents
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Description
TER MEER . MÜLLER . STFINMEISTfrR _ Sharp K.K. - 1853-GER-T
BESCHREIBUNG
Die Erfindung bezieht sich auf einen Kopf für Tintenstrahldrucker,
insbesondere nach der im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegebenen Definition.
Die in den letzten Jahren auf den Markt gelangten Tintenstrahldrucker
mit bedarfsorientierter Tintenförderung, wie sie beispielsweise in den US-PSen 3 747 120 oder 3 946 398 beschrieben
sind, haben als besonderes Merkmal in ihrem Kopf eine Druckkammer/ deren Volumen jeweils zum gewünschten Tintenausstoßzeitpunkt
plötzlich reduziert wird.
Bei dieser Art herkömmlicher Tintenstrahldrucker wird die Präzision
des Druckvorgangs leicht durch infolge ungenügender Kopfabdichtung hineingelangte Luftblasen in der innerhalb der Druckkammer
befindlichen Tintenflüssigkeit beeinträchtigt, weil die Luftblasen die von einem mit der Druckkammer verbundenen piezoelektrischen
Schwinger abgegebene Schwingungsenergie absorbieren.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch Schaffung und ,
Anwendung eines im Kopfbereich verbesserten Tintenstrahldruckers die dem Stand der Technik anhaftenden Nachteile zu beseitigen.
Die erfind.ungsgemäße Lösung der gestellten Aufgabe ist kurz gefaßt
im Patentanspruch 1 angegeben.
Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in
Unteransprüchen. gekennzeichnet.
Der Grundgedanke der Erfindung geht dahin, die zu einem Stapel
aufeinandergelegten Platten, aus denen der Kopf des Tintenstrahldruckers
unter Bildung seiner inneren Druckkammer zusammengefügt
TER MEER · MÜLLER - STElNMEhSTER " [ -. Sharp K.K. - 1853-GER-T
wird, absolut dicht, fest und dauerhaft miteinander zu verschweißen.
Der verschweißte Plattenstapel umfaßt zumindest eine Grundplatte, eine die Druckkammer definierende Zwischenplatte,
eine der Zwischenplatte benachbarte Schwingerplatte und eine an der anderen Zwischenplattenseite benachbarte Lochplatte.
Nach einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens können die
Plattenoberflächen vor dem Stapeln mit einer Nickellegierung beschichtet und dann unter Wärmeeinwirkung fest und flächig
miteinander verschweißt werden.
Der so hergestellte Kopf arbeitet luftblasenfrei und erzeugt
präzise steuerbare Tintentröpfchen.
Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten werden nachstehend unter Bezug auf eine Zeichnung in beispielsweiser Ausführungsform näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittansicht des Kopfes eines Tintenstrahldruckers
mit bedarfsorientierter Tintenförderung,
Fig. 2 einen Schnitt durch den Kopf eines zum Stand der Technik gehörenden Tintenstrahldruckers, und
Fig. 3 einen Schnitt durch den Kopf eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers.
Der in Fig. 1 zur Erläuterung des Prinzips eines Tintenstrahldruckers
mit bedarfsorientierter Tintenförderung dargestellte Kopf eines solchen Druckers enthält in einem Gehäuse 10 eine
Tintenflüssigkeit enthaltende Druckkammer 12, die am vorderen
Ende durch eine sandwichartig zwischen einer Schlitzplatte 16 und einer Durchgangsplatte 18 angeordnete Lochplatte 14 begrenzt
und an ihrem hinteren Ende durch eine mit einem nachstehend kurz
als Piezoschwinger 22 bezeichneten piezoelektrischen Wandler verbundene Schwingerplatte 20 abgeschlossen ist. Durch Zuleitung
TER MEER . MÖLLER . STEINMEtSTBR sharp R>
R> _ , 853_GER.
T
einer Pulsspannung an den Piezoschwinger 22 wird das Volumen
der Druckkammer 12 plötzlich so reduziert, daß ein Quantum der
in der Kammer enthaltenen Tintenflüssigkeit durch einen Kanal und die Durchgangs-, Loch- und Schlitzplatten 18, 14, 16 ausgestoßen
und in Form von Tintentröpfchen auf ein Schreibpapier gespritzt wird, wo es einen Teil eine*in Punktmatrixdruckweise
erzeugten Zeichens oder Symbols bildet.
Da die Tröpfchenabgabefrequenz eines derartigen Tintenstrahldruckers
auf etwa 2 kHz begrenzt ist, gibt es Hochgeschwindigkeitsdrucker mit einem mehrere Köpfe in Spaltenrichtung übereinander
enthaltenden Mehrfachkopf. Ein solcher Mehrfachkopf mit z.B. sieben Köpfen mit einer Tröpfchenabgabefrequenz von
je 2 kHz kann bei einer 5 * 7 Punktmatrixanordnung 2000:5 = Zeichen pro Sekunde, und bei einem Abstand von 2 · 7 Punktpositionen
zwischen je zwei aufeinanderfolgenden Zeichen 2000 : 7 = 285 Zeichen pro Sekunde drucken.
Bei dem in Fig. 2 dargestellten bekannten Kopf eines herkömmlichen
Tintenstrahldruckers sind je eine durch Ätztechnik geformte Schlitzplatte 30, Lochplatte 32, Durchgangsplatte 34
und Zwischenplatte 36 und ferner eine durchgehende Schwingerplatte 38 in Verbindung mit zwischengelegten Dichtungen 44
nach Art eines Plattenstapels gepackt und mittels Schrauben zwischen, einer Grundplatte 40 und einer gelochten Deckplatte
dicht und fest eingespannt. An der Schwingerplatte 38 ist ein Piezoschwinger 48 befestigt.
Bei diesem herkömmlichen Kopf gemäß Fig. 2 hat sich die Abdichtung
der Druckkammer durch Silikondichtungen zwischen den einzelnen durch die Schrauben 46 zusammengehaltenen Platten als
mangelhaft erwiesen, es können Luftbläschen in die Tintenflüssigkeit
gelangen* Ferner haben die Silikondichtungen 44 einen
TER MEER · MÜLLER · STSNMEISTER ' Sharp K.K. - 1853-GER-T
ungünstigen Einfluß auf die Tröpfchenbildung, die Abgabegeschwindigkeit,
Zeitsteuerung und Folgefrequenz der Tintentröpfchen, und sie bedingen außerdem eine aufwendige Fertigung.
Bei dem in Fig. 3 geschnitten dargestellten Ausführungsbeispiel des Kopfes eines erfindungsgemäßen Tintenstrahldruckers sind in
Form eines Stapels zwischen einer gelochten Deckplatte 50 und einer Grundplatte 68 eine Schlitzplatte 52, eine Lochplatte 54,
eine untere Lochplatte 56, drei Durchgangsplatten 58, 60 und 62, eine Zwischenplatte 64 und eine Schwingerplatte 66 mit einem
darauf festgeklebten Piezoschwinger 82 fest und dicht zusammengebaut. Aus einer in dem Plattenstapel und insbesondere durch
die Zwischenplatte 64 gebildeten Druckkammer 78 wird Tintenflüssigkeit, welche über einen Einlaß 70 und einen innerhalb
der drei Durchgangsplatten 58, 60, 62 gebildeten Einlaßkanal 74 zugeführt wurde, tröpfchenweise durch einen Schlitz 76 in der
Schlitzplatte 52 abgegeben.
Der Piezoschwinger 82 ist über ein an der Grundplatte 68 befestic tes flexibeles Substrat 84 mit einer Erregerschaltung verbunden
und erhält von dort ein Treibersignal von z.B. 2 kHz, um durch entsprechende Anregung der Schwingerplatte 66 das Volumen der
Druckkammer 78 schnell zu reduzieren, und dabei werden einzelne Tintentröpfchen durch die öffnung 72 und den Schlitz 76 hindurch
auf ein. Papier abgegeben.
Sämtliche Platten, d.h. Deckplatte 50, Schlitzplatte 52, Lochplatten
54 und 56, Durchgangsplatten 58, 60, 62, Zwischenplatte 64, Schwingerplatte 66 und Grundplatte 68 sind in ihrer vorgesehenen
Form aus Edelstahlblech nach japanischer Industrienorm. SUS-304 hergestellt. Die Lochplatte 54 ist durch eine Ätz-·
technik geformt, alle übrigen Platten sind ausgestanzt worden.
TER MEER . MÜLLER · STE.NN/iRISTER
Sharp K.K. - 1853-GER-T
Die Blechdicken sind wie folgt gewählt:
Platte | 50 | 52 | 54 | 56 | 58 | 60 | 62 | 64 | 66 | 68 |
Blechdicke {rancj | 0,4 | 0,3 | 0,05 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 1 | 0,4 | 0,2 | 2 |
Bei der Fertigung des Kopfes werden die zehn Platten 50 ... 68 zuerst mit einer flüssigen Nickellegierung bestrichen,
dann gemäß Fig. 3 übereinander geschichtet und bei einer hohen Temperatur von etwa 1050 0C bis 1100 0C in einer Vorrichtung
fest miteinander verschweißt; die Nickellegierung geht dabei mit dem Edelstahl eine Schweißverbindung ein. Anschließend
werden der Piezoschwinger 82 auf der Schwingerplatte 66 und das flexibele Substrat 84 auf der Grundplatte 68
mittels eines geeigneten Klebers befestigt.
Nach einem Dauerversuch konnten bei einem so hergestellten und im gefüllten Zustand drei Monate lang auf 50 0C erwärmten Tintenstrahldrucker-Kopf
weder an den Schweißverbindungen noch an der Tintenflüssigkeit irgendwelche Schaden festgestellt
werden.
Leerseite
Claims (3)
- TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTERPATENTANWÄLTE!- EUROPEAN PATENT ATTORNEYSDipl.-Chem. Dr. N. tar Meer Dipl.-Ing. H. Steinmeister τΐΚτΧβ"· MÜlier Artur-Ladebeck-Strasse 51D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1Case: 1853-GER-TMÜ/Gdt/ma 23· Juli 1982SHARP KABUSHIKI KAISHA22-22 Nagaike-cho, Abeno-kufOsaka. 545, JapanKopf für Tintenstrahldrucker Priorität: 24. Juli 1981, Japan, Ser.No. 56-117000PATENTANSPRÜCHEKopf für einen insbesondere mit bedarfsorientierter Tintenförderung arbeitenden Tintenstrahldrucker, mit einer Druckkammer, aus der durch rasche Volumenverminderung mittels eines an dem einen Ende der Kammer angeordneten elektromechanischen Schwingers Tintenflüssigkeit durch eine öffnung am anderen Kammerende tröpfchenweise abgegeben wird, dadurch gekennzeichnet, daß - aus einer Grundplatte (68), einer den an ihr befestigten elektromechanischen Schwinger (82) tragenden Schwingerplatte (66), einer zumindest teilweise die Druckkammer (78) begrenzenden Zwischenplatte (64),TER MEER · MÖLLER ■ STCINMEISTCR _" ,,:,;^ Sharp K.K. - 1853-6ER-1einer Anzahl von Durchgangsplatten (58,60,62) und einer Lochplatte (56 und/oder 54) ein aufeinandergeschichteter Stapel gebildet und- dieser Stapel so verschweißt ist, daß zumindest je eine flächige Schweißverbindung zwischen der Schwingerplatte und der Zwischenplatte, zwischen den jeweils benachbarten Durchgangsplatten, zwischen der äußeren Durchgangsplatte (62) und der Zwischenplatte (64) sowie zwischen der anderen äußeren Durchgangsplatte (58) und der Lochplatte (56 bzw. 54) gebildet ist.
- 2. Kopf nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß in dem Stapel ferner eine Schlitzplatte (52) mit der Lochplatte (54) verschweißt ist.
- 3. Kopf nach Anspruch 1 oder 2,dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung der Platten
miteinander nach Bestreichen der Oberflächen jeder Platte
(52 ...) mit einer Nickellegierung unter Erhitzen des so beschichteten Plattenstapels in einer Kammer auf eine Temperatur von etwa 10500C bis 11000C erfolgt ist.
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