DE3333980C2

DE3333980C2 -

Info

Publication number: DE3333980C2
Application number: DE19833333980
Authority: DE
Inventors: Joachim Prof. Dr. 8000 Muenchen De Heinzl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1983-09-20
Filing date: 1983-09-20
Publication date: 1990-04-05
Also published as: DE3333980A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Reduzierung der Nebensprecheinflüsse in einer Tintenschreibeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches.The invention relates to an arrangement for reducing the Crosstalk influences in an ink writing device according to the preamble of the claim.

In Tintenschreibeinrichtungen, bei denen Tinte in Form von Einzeltröpfchen ausgestoßen wird ist es bekannt, die Antriebselemente für den Tröpfchenausstoß in Form eines sogenannten Piezokammes auszubilden (DE-AS 25 27 647). Die freien Enden der an ihrem anderen Ende über einen Steg zusammenhängenden Piezoelemente sind dabei derart den Austrittsöffnungen zugeordnet, daß bei einer durch eine Ansteuerung bewirkten Biegeschwingung eines Piezo elements ein Tröpfchen aus der zugeordneten Austrittsöff nung ausgestoßen wird.In ink pens where ink is in the form is ejected from individual droplets, it is known that Drive elements for droplet ejection in the form of a training so-called piezo comb (DE-AS 25 27 647). The free ends of the other end over one Pieces of connected piezo elements are of this type assigned to the outlet openings that at a through a control caused bending vibration of a piezo elements a droplet from the assigned outlet voltage is expelled.

Gemäß einem anderen Vorschlag nach der US-PS 45 44 933 weist eine Anordnung zum Ausstoß von Einzeltröpfchen Antriebselemente in Form von Leiterschleifen auf, die beidseits eines Tintenkanals be festigt sind, und deren pfeilartig abgewinkelten bewegli chen Mittelteile im Tintenkanal verlaufen. Ein sich über die gesamte Länge des Tintenkanals erstreckendes Magnet system erzeugt im Bereich der Mittelteile der Antriebs elemente ein magnetisches Feld. Durch eine Änderung des Stromflusses in einem Antriebselement, beispielsweise durch Einschalten des Stromes wird eine auf den Mittel teil einwirkende Kraft erzeugt, die den Mittelteil in Richtung auf eine, diesem Antriebselement zugeordnete Austrittsöffnung bewegt und zum Ausstoß eines Tröpfchens führt. According to another proposal according to US-PS 45 44 933 has an arrangement for Ejection of single droplets of drive elements in the form of Conductor loops on both sides of an ink channel are solidified, and their arrow-shaped movable Chen middle parts run in the ink channel. A about yourself magnet extending the entire length of the ink channel system generates the drive in the area of the middle parts elements a magnetic field. By changing the Current flow in a drive element, for example by turning on the power one on the medium generated part of the force acting in the middle part Direction to an assigned to this drive element Exit opening moves and to eject a droplet leads.

Bei einem Einsatz derartiger Antriebssysteme, bei denen ein Tröpfchenausstoß durch eine Bewegung des Antriebsele mentes im Tintenkanal bewirkt wird, ist das Auftreten von sogenannten Nebensprecheffekten ein besonderes Problem. Man versteht darunter die Beeinflussung, die bei der An steuerung eines Antriebselements vor allem auf die be nachbarten Austrittsöffnungen ausgeübt wird. Einer der Gründe dafür besteht darin, daß mit der Bewegung des an gesteuerten Antriebselements in Richtung auf die ihm zu geordnete Austrittsöffnung eine Druckwelle im Inneren des Tintenkanals erzeugt wird, die zwar im wesentlichen in Richtung der diesem Antriebselement unmittelbar zugeord neten Austrittsöffnung wirkt, die aber auch im Bereich der benachbarten Austrittsöffnungen Auswirkungen zeigt. Es besteht die Gefahr, daß die Bedingungen für den Aus stoß aus benachbarten Austrittsöffnungen unkontrolliert verändert werden. Trifft z. B. eine mit einer folgenden Ansteuerung eines Antriebselements erzeugte Druckwelle mit einer durch einen vorhergehenden Ausstoßvorgang aus der benachbarten Austrittsöffnung ausgelösten Druckwelle zusammen, so wird das nunmehr gebildete Tröpfchen mit ver änderter Ausstoßgeschwindigkeit abgegeben werden. Diese kann größer oder kleiner sein als die für den Schreibbe trieb vorgesehene normale Ausstoßgeschwindigkeit. Derar tige unkontrollierte Abweichungen stören die Betriebswei se und verschlechtern das Schriftbild in erheblichem Maße. Eine Abhilfemöglichkeit besteht in der Reduzierung der Folgefrequenz des Tröpfchenausstoßes. Damit wird eine aus reichende Beruhigungszeit gewährleistet, während der die Druckwellen im Tintenkanal so weit abklingen, daß eine stö rende Beeinflussung nicht mehr auftreten kann.When using such drive systems in which droplet ejection by movement of the drive element mentes in the ink channel is the occurrence of so-called crosstalk effects is a particular problem. It is understood to be the influence that occurs with the An control of a drive element especially on the be neighboring outlet openings is exercised. One of The reason for this is that with the movement of the controlled drive elements towards him ordered outlet opening a pressure wave inside the Ink channel is generated, which is essentially in Direction of this drive element directly assigned Neten outlet opening acts, but also in the area of the neighboring outlet openings shows effects. There is a risk that the conditions for the end bumps out of uncontrolled outlets to be changed. For example, B. one with a following Control of a drive element generated pressure wave with one from a previous ejection process the adjacent discharge opening triggered pressure wave together, the droplet now formed is ver changed output speed are given. These can be larger or smaller than that for the writing pen provided normal ejection speed. Derar Uncontrolled deviations disturb the operating mode se and deteriorate the typeface considerably. One remedy is to reduce the Repetitive frequency of droplet ejection. This turns one sufficient sedation period during which the Decay pressure waves in the ink channel so far that an interfering influencing can no longer occur.

Aber selbst damit läßt sich ein unkontrollierter Tröpf chenausstoß nicht mit Sicherheit vermeiden. Ein solcher Tröpfchenausstoß kann z. B. dann auftreten, wenn gleich zeitig zwei oder mehrere Antriebselemente betätigt wer den. Die dabei entstehenden, im Tintenkanal verlaufenden Druckwellen können dann an einer oder mehreren benachbar ten Austrittsöffnungen einen Tröpfchenausstoß bewirken, obwohl deren Antriebselemente nicht betätigt wurden.But even with that you can leave an uncontrolled droplet do not safely avoid emissions. Such a Droplet ejection can e.g. B. occur when the same who actuated two or more drive elements at the same time the. The resulting run in the ink channel Pressure waves can then be adjacent to one or more droplets are emitted although their drive elements have not been actuated.

Zur Reduzierung einer derartigen Beeinflussung ist es bekannt (DE-OS 32 25 578), den gesamten Tinteninnenraum in separate Einzelkammern zu unterteilen, wobei Trennwän de jeweils ein Antriebselement soweit umschließen, daß lediglich eine schmale Öffnung für die Zufuhr von Tinte offenbleibt. Mit der bekannten Anordnung ist nicht nur ein relativ großer Fertigungsaufwand verbunden, sondern es besteht auch die Gefahr, daß nicht ausreichend genug Tinte in die einzelnen Tintenkammern nachfließt.It is to reduce such interference known (DE-OS 32 25 578), the entire ink interior to be divided into separate individual chambers, with dividing walls de each enclose a drive element so far that just a narrow opening for the supply of ink remains open. With the known arrangement is not only a relatively large manufacturing effort, but there is also a risk that it will not be enough Ink flows into the individual ink chambers.

Aufgabe der Erfindung ist es, für eine Tintenschreibein richtung mit Einzeltröpfchenausstoß eine Anordnung anzu geben, mit der der störende Einfluß von Nebensprecheffek ten vermieden, zumindest aber ganz erheblich reduziert wird.The object of the invention is for an ink pen direction with single droplet ejection with which the disturbing influence of crosstalk effect avoided, but at least significantly reduced becomes.

Diese Aufgabe wird gemäß dem kennzeichnenden Teil des Pa tentanspruches gelöst.This task is carried out according to the characterizing part of Pa claim resolved.

Es ist zwar bereits bekannt (IBM TDB, Vol. 19, Nr. 6, Nov. 1976, S. 2255, 2256), zum Ausstoß von Einzeltröpf chen durch die Einwirkung eines Piezoelements dieses auf seiner der Austrittsöffnung zugewandten Seite mit einem Ansatz zu versehen, der in seiner Form der Austrittsöff nung entspricht. Damit wird zwar die bei Bewegung des Piezoelementes erzeugte Druckwelle bevorzugt in Richtung zur Austrittsöffnung ausgerichtet; bei einem Einsatz in einem Druckkopf mit einer Vielzahl von Antriebselementen und Austrittsöffnungen wird jedoch die Beeinflussung be nachbarter Austrittsöffnungen nicht vermieden. Although it is already known (IBM TDB, Vol. 19, No. 6, Nov. 1976, pp. 2255, 2256), to eject single droplets chen by the action of a piezo element its side facing the outlet opening with a Approach to be provided in the form of the exit opening voltage corresponds. This is the movement of the Piezo element generated pressure wave preferably in the direction aligned with the outlet opening; when used in a printhead with a variety of drive elements and exits will be affected neighboring outlet openings not avoided.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung besteht darin, daß eine Ausbreitung der bei der Ansteuerung eines Antriebs elementes erzeugten Druckwelle im Tintenkanal reduziert wird, ohne daß dabei die Bedingungen für den Ausstoß eines Tröpfchens aus der, dem betreffenden Antriebsele ment zugeordneten Austrittsöffnung verändert wird, und ohne daß ein Nachfließen der Tinte im Tintenkanal behin dert wird.The main advantage of the invention is that a spread of when driving a drive element generated pressure wave in the ink channel reduced without the conditions for the discharge a droplet from the drive element concerned ment associated outlet opening is changed, and without the ink flowing in the ink channel is changed.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Dabei zeigtIn the following the invention with reference to the drawings explained. It shows

Fig. 1 ein erstes und Fig. 1 a first and

Fig. 2 ein zweites Ausführungsbeispiel. Fig. 2 shows a second embodiment.

Das in Fig. 1 gezeigte Ausführungsbeispiel geht von einem Schreibkopf aus, der aus einer Düsenplatte 1 mit den Austrittsöffnungen 2, Abstandselementen 4 und 5 und einer Abdichtplatte 6 besteht. Dazwischen befinden sich die in der Tintenkammer 3 verlaufenden Antriebselemente 7, deren Mittelteile 8 jeweils über eine dem Antriebsele ment zugeordnete Austrittsöffnung 2 liegen. Über die ge samte Länge des Tintenkanals 3 kann sich eine hier nicht dargestellte Magnetanordnung erstrecken.The exemplary embodiment shown in FIG. 1 is based on a write head which consists of a nozzle plate 1 with the outlet openings 2 , spacer elements 4 and 5 and a sealing plate 6 . In between are the drive elements 7 extending in the ink chamber 3 , the central parts 8 of which are each located above an outlet opening 2 assigned to the drive element. A magnetic arrangement, not shown here, can extend over the entire length of the ink channel 3 .

Die im Inneren des Tintenkanals 3 verlaufenden Antriebs elemente 7 weisen im Bereich der ihnen zugeordneten Aus trittsöffnungen 2 einen Ansatz 12 auf. Dieser ist der Form der Austrittsöffnung 2 derart angepaßt, daß der An satz 12 im Ruhezustand des Antriebselementes in die Aus trittsöffnung hineinragt und bei einer Betätigung des An triebselements 7, bei der sich dessen Mittelteil 8 in Richtung auf die Austrittsöffnung hin bewegt, in die Austrittsöffnung 2 hinein bewegt wird, in diese also sozusagen eintaucht, ohne daß sich die seitlichen Flächen des Ansatzes 12 und der Austrittsöffnung 2 unmittelbar berühren. Die Bewegung wird vielmehr allenfalls durch die Innenfläche der Düsenplatte 1 begrenzt. Eine durch die Betätigung eines Antriebselements 7 erzeugte Druckwelle wird damit auf die Austrittsöffnung 2 hin gerichtet. Zu gleich findet eine Ausbreitung der Druckwelle im Tinten kanal 3 in radialer Richtung statt. Eine radiale Ausbrei tung bedeutet aber einen erheblich rascheren Abbau der Druckenergie. Die störende Ausbreitung der Druckwelle in den Tintenkanal hinein wird bereits dadurch deutlich reduziert. The running inside the ink channel 3 drive elements 7 have in the area of their associated openings 2 from an approach 12 . This is the shape of the outlet opening 2 adapted such that the set 12 protrudes into the outlet opening in the idle state of the drive element and upon actuation of the drive element 7 , in which the central part 8 moves in the direction of the outlet opening, into the outlet opening 2 is moved into it, so to speak immersed in it without the lateral surfaces of the extension 12 and the outlet opening 2 touching directly. Rather, the movement is limited at most by the inner surface of the nozzle plate 1 . A pressure wave generated by the actuation of a drive element 7 is thus directed towards the outlet opening 2 . At the same time, the pressure wave propagates in the ink channel 3 in the radial direction. A radial expansion means, however, that the pressure energy is reduced considerably more quickly. This already significantly reduces the disturbing propagation of the pressure wave into the ink channel.

Im Inneren des Tintenkanals 3 sind die Austrittsöffnungen 2 der Düsenplatte 1 von einer wallartigen Erhöhung 13 umgeben. Damit wird in dem Bereich, in welchem ein An triebselement 7, im Beispiel dessen Mittelteil 8 bei Ansteuerung in Richtung auf die Austrittsöffnung 2 hin bewegt wird, die dadurch erzeugte Druckwelle ebenfalls auf die Austrittsöffnung 2 hin gerichtet, wobei zugleich auch eine störende Ausbreitung der Druckwelle in den Tin tenkanal 3 hinein reduziert wird.In the interior of the ink channel 3 , the outlet openings 2 of the nozzle plate 1 are surrounded by a wall-like elevation 13 . Thus, in the area in which a drive element 7 , in the example its middle part 8 is moved when actuated in the direction of the outlet opening 2 , the pressure wave thereby generated is also directed towards the outlet opening 2 , and at the same time a disturbing propagation of the pressure wave in the Tin tenkanal 3 is reduced.

Dadurch, daß jedes Antriebselement 7 im Bereich der ihm zugeordneten Austrittsöffnung 2, im Beispiel am Mittel teil 8, einen nach unten weisenden Ansatz 12 aufweist, der in seiner Form der Form der wallartigen Erhöhung 13 und der Austrittsöffnung 2 angepaßt ist, wird die Aus breitung von Druckwellen nahezu völlig reduziert.Characterized in that each drive element 7 in the region of the outlet opening 2 assigned to it, in the example on the middle part 8 , has a downward-facing projection 12 , which is adapted in shape to the shape of the wall-like elevation 13 and the outlet opening 2 , the spread from almost completely reduced by pressure waves.

Die wallartigen Erhöhungen umgeben jeweils nur die Aus trittsöffnung, erstrecken sich nicht über die Breite des Tintenkanals 3 und sind deutlich niedriger als dessen Gesamthöhe. Somit ist gewährleistet, daß die Tinten kammer 3 stets mit Tinte gefüllt ist, daß also das durch den Ausstoß von Tröpfchen reduzierte Tintenvolumen stets ergänzt wird.The wall-like elevations each surround only the opening from, do not extend across the width of the ink channel 3 and are significantly lower than its total height. This ensures that the ink chamber 3 is always filled with ink, so that the ink volume reduced by the ejection of droplets is always supplemented.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 lediglich durch die Form der Austrittsöffnung und des Ansatzes am Antriebs element. Hinsichtlich des sonstigen Aufbaues und der Funktion gelten die vorhergehenden Ausführungen analog.The embodiment of FIG. 2 differs from the embodiment of FIG. 1 only by the shape of the outlet opening and the approach to the drive element. With regard to the other structure and function, the previous explanations apply analogously.

Claims

Arrangement for reducing the crosstalk influences in ink writing devices, with a plurality of closely arranged, and with a common ink channel communicating outlet openings, from which individual droplets are ejected under the influence of individually controllable and each outlet opening drive elements, the drive elements in the ink channel are arranged in a continuous manner, and in the case of an electrical control each carry out a mechanical movement which causes a droplet discharge and in which means are provided which the pressure wave triggered by a movement of a drive element in the liquid contained in the ink channel in the direction of the associated drive element Align the opening and weaken the spread of the pressure wave into the ink chamber, characterized in that each drive element ( 7, 8 ) in the region of the supplied to it in a manner known per se associated outlet opening (2) comprises a pointing in the direction of the outlet opening (2) extension (12) is adapted to the opening in the form of the outlet (2), protrudes in the resting state of the drive element in the outlet opening (2) and at a Actuation of the drive element ( 7 ) is moved out of its rest position into the outlet opening, and that the outlet openings ( 2 ) are surrounded by a wall-like elevation ( 13 ) projecting into the interior of the ink channel ( 3 ).