DE3405062A1

DE3405062A1 - Schreibkopf fuer tintenmosaikschreibeinrichtungen

Info

Publication number: DE3405062A1
Application number: DE19843405062
Authority: DE
Inventors: Rolf Roeschlein; Heinz 4790 Paderborn Schulte
Original assignee: Nixdorf Computer AG; Nixdorf Computer Corp
Current assignee: Wincor Nixdorf International GmbH
Priority date: 1984-02-13
Filing date: 1984-02-13
Publication date: 1985-08-22
Also published as: DE3405062C2

Description

PATENTANWÄLTE

SCHAUMBÜRG & THOENES

EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

Nixdorf Computer AG Fürstenallee 7

4790 Paderborn

KARL-HEINZ SCHAUMBURQ. Dlpl.-Infl. DR. DIETER THOENES, Dlpl.-Phye.

N 7409 DE

SCHREIBKOPF FÜR TINTENMOSAIKSCHREIBEINRICHTÜNGEN

P. O. BOX 801560 · D-8000 MÜNCHEN 80 - MAUERKIRCHERSTRASSE 31

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Die Erfindung betrifft einen Schreibkopf für Tintenmosaikschreibeinrichtungen mit mehreren Schreibdüsen in Form von Schreibflüssigkeit aufnehmenden Tintenkanälen, die jeweils von einem impulsartig betriebenen Antriebselement im Sinne einer Druckwirkung beaufschlagbar sind und mit einem ihnen gemeinsamen Tintenraum in Verbindung stehen.

Es wurde bereits ein Schreibkopf dieser Art vorgeschlagen. Er besteht im-wesentlichen aus einem konisch ausgebildeten Kunststoffkörper, in den Tintenkanäle eingegossen sind/ welche mit ihren Düsenöffnungen an der Schreibkopfspitze in einer rasterartigen Verteilung münden. Die Tintenkanäle sind jeweils von einem impulsartig betriebenen piezoelektrischen Antriebselement im Sinne einer Druckwirkung beaufschlagbar. Bei geeigneter selektiver Ansteuerung dieser piezoelektrischen Antriebselemente mit elektrischen Spannungsimpulsen ist es möglich, im Verlauf einer zeilenweisen Bewegung des Schreibkopfes relativ zu einem Aufzeichnungsträger Schriftzeichen aufzuzeichnen. Dabei bewirken die rohrförmigen piezoelektrischen Antriebselemente infolge ihrer Ansteuerung mit den Spannungsimpulsen eine entsprechend impulsartige Kontraktion der Tintenkanäle, durch die Druckimpulse auf die in den Tintenkanälen befindliche Tinte ausgeübt werden.

Diese Druckimpulse pflanzen sich in Richtung zu den Düsenöffnungen hin fort. Sie führen zur Ablösung von Tiritentröpfchen an den Düsenöffnungen und bewirken deren Bewegung zum Aufzeichnungsträger hin. Ein solcher Druckimpuls pflanzt sich aber nicht nur in Richtung zu den Düsenöffnungen hin/ sondern auch in entgegengesetzter Richtung, nämlich in Richtung zum Tintenraum hin fort. Die Druckimpulse in Richtung zum Tintenraum müssen gedämpft werden, um die Übertragung der Druckimpulse einzelner aktiver piezoelektrischer Antriebselemente auf andere, zum jeweils aktuellen Zeitpunkt z.B. inaktive Tintenkanäle zu verhindern.

Um diese gegenseitige Entkopplung der Druckimpulse der einzelnen Tintenkanäle untereinander zu erreichen, wird bei dem vorgeschlagenen Schreibkopf an den Mündungen der Tintenkanäle in dem ihnen gemeinsamen Tintenraum eine Schicht eines Kapillarfiltermaterials vorgesehen, die auch eine gewisse Dämpfung für Druckimpulse hat. Diese Kapillarfilterschicht muß im Tintenraum so angeordnet werden, daß sie unmittelbar an den Mündungsöffnungen der Tintenkanäle anliegt. Dieses Einbringen der Filterschicht in den Tintenraum in einer genau vorbestimmten Lage ist arbeits- und zeitintensiv.

Um die durch die Filterschicht bewirkte Dämpfung der Druckimpulse in Richtung des Tintenraumes zu unterstützen, wird als zusätzliche Maßnahme das Volumen des Tintenraumes möglichst klein bemessen. Bei einem Schreibkopf mit einem Tintenraum mit einem vergleichsweise kleinen Volumen besteht aber die Gefahr, daß die Tintenversorgung der einzelnen Tintenkanäle nicht immer in ausreichendem Maße gewährleistet ist. Dies kann vor allem

dann der Fall sein, wenn gleichzeitig mehrere Tintenkanäle aktiviert werden und mit Tinte versorgt werden müssen. So kann die sichere Funktion des Schreibkopfes beeinträchtigt werden.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Schreibkopf eingangs genannter Art anzugeben, der fertigungstechnisch einfacher herzustellen und durch einen vergleichsweise großen Tintenraum funktionssicherer ist.

Diese Aufgabe wird für einen Schreibkopf eingangs genannter Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in dem Tintenraum in einer zu den Tintenkanälen zumindest annähernd normalen Ebene eine rauhe, den Tintenraum begrenzende und den Tintenkanälen zugewandte Fläche ausgebildet ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche .

Bei einem Schreibkopf nach der Erfindung werden die durch die Antriebselemente in den Tintenkanälen verursachten Druckimpulse, die sich in Richtung zum Tintenraum hin fortpflanzen, lediglich durch die Ausbildung mindestens einer den Tintenraum begrenzenden rauhen Fläche gedämpft, die den Mündungsöffnungen der Tintenkanäle gegenübersteht. Die Druckimpulse werden durch die rauhe Fläche des Tintenraumes so gut gedämpft, daß auf eine gesonderte Filterschicht, wie sie beim vorgeschlagenen Schreibkopf erforderlich ist, verzichtet werden kann. Es kann dagegen die den Mündungsöffnungen der Tintenkanäle gegenüberliegende Innenwand des Tintenraumes bereits vor der Endmontage mit einer rauhen Fläche versehen werden, ohne daß eine besondere

Materialschicht in genau vorgegebener Lage einzubringen ist.

Es kann beispielsweise das Wandmaterial des Tintenraumes selbst rauh ausgebildet sein, oder es kann, als eine weitere Möglichkeit, die Tintenrauminnenwand mit einer rauhen Schicht versehen werden, die mit ihr bereits vor der Montage des Schreibkopfes z.B. verklebt wird. Der erfindungsgemäße Schreibkopf ist daher in jedem
Falle einfacher und kostengünstiger als der eingangs
genannte zu fertigen.

Es ist möglich, das Volumen des Tintenraumes im Vergleich zum vorgeschlagenen Schreibkopf deutlich zu vergrößern, ohne daß die gegenseitige Entkopplung der
Druckimpulse der einzelnen Tintenkanäle untereinander beeinträchtigt wird. Durch das relativ große Volumen
des Tintenraumes ist dabei eine ausreichende Versorgung der Tintenkanäle selbst dann gewährleistet, wenn im
Extremfall alle Tintenkanäle aktiviert werden und mit Tinte versorgt werden müssen.

Es hat sich gezeigt, daß aufgrund des vergleichsweise großen Tintenraumes die Energie der mit den Antriebselementen erzeugten Druckimpulse offenbar besser als
beim vorgeschlagenen Schreibkopf ausgenutzt wird. Die größere Flüssigkeitsmenge im Tintenraum stellt eine
vergleichsweise große Masse dar, die sich während des kurzen Zeitraumes eines Druckimpulses wohl nahezu wie ein starrer Körper verhält.

Die Erfindung wird im folgenden anhand dreier Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch einen Schreibkopf, bei dem die den Tintenraum begrenzende Fläche durch das Wandmaterial selbst gebildet ist,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen Schreibkopf, bei dem die den Tintenraum begrenzende rauhe Fläche durch eine Schicht z.B. eines Fasermaterials gebildet ist und

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Schreibkopf, bei dem eine Schicht z.B. eines Fasermaterials den Tintenraum insgesamt ausfüllt.

Die in Fig. 1 dargestellte Ausführung eines erfindungsgemäßen Schreibkopfes besteht im wesentlichen aus einem Kunststoffkörper 10, der sich in Richtung zu einem Aufzeichnungsträger 18 hin konisch verjüngt. In diesen Kunststoffkörper 10 sind Tintenkanäle 14 eingegossen, die zu seiner in der Figur nach links gerichteten Spitze hin konvergierend ausgerichtet sind und dort mit Düsenöffnungen 12 münden. Sämtliche Tintenkanäle 14 sind mit einem ihnen gemeinsamen Tintenraum 22 über trichterförmig erweiterte Mündungsöffnungen 28 verbunden. Dieser Tintenraum ist zwischen dem Kunststoffkörper 10 und einer hinteren Abschlußplatte 24 ausgebildet, welche mit dem Kunststoffkörper 10 in abdichtender Verbindung steht und beispielsweise verschraubt (nicht dargestellt) ist. Diese Abschlußplatte 24 hat auf ihrer den Tintenraum 22 begrenzenden und den Mündungsöffnungen 28 der Tintenkanäle 14 gegenüberliegenden Seite eine rauhe Fläche 26. Diese rauhe Fläche 26 ist durch das Wandmaterial des Tintenraumes 22 selbst gebildet. Sie kann, wie in der Fig. 1 dargestellt,

spitz zulaufende Erhebungen 32 und Vertiefungen 34 haben, die jeweils in einer regelmäßigen Verteilung angeordnet sind. Sämtliche Tintenkanäle 14 sind von piezoelektrischen Antriebselementen 16 umgeben. Diese können selektiv in schneller Folge mit Spannungsimpulsen angesteuert werden, wodurch eine entsprechende Kontraktion der Tintenkanäle 14 bewirkt wird, was in bekannter Weise zum Ablösen von Tintentröpfchen an den Düsenöffnungen 12 führt.

Zur Versorgung der Tintenkanäle 14 mit Tinte ist ein Tintenversorgungssystem mit einem Tintenvorratsbehälter (nicht dargestellt) vorgesehen. Aus diesem Tintenvorratsbehälter wird die Tinte über eine Tintenzuführungsöffnung 20 dem Schreibkopf zugeführt und tritt so in den allen Tintenkanälen 14 gemeinsam zugeordneten Tintenraum 22 ein, aus dem sie in die Tintenkanäle 14 gelangt.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Schreibkopfes, die mit der in Fig. 1 dargestellten Ausführung gleichartig ist. Ein Unterschied besteht jedoch darin, daß die rauhe Fläche 26,die bei der Ausführung nach Fig. 1 durch das Wandmaterial des Tintenraumes 22 gebildet ist, bei der Ausführung nach Fig. durch eine Schicht 40 eines Fasermaterials verwirklicht ist. Als Fasermaterial kann beispielsweise ein Kunststoffmaterial oder auch Filz verwendet werden. Es ist auch möglich, für die Schicht 40 ein poröses Material zu verwenden, z.B. ein metallisches oder keramisches poröses Material.

Fig. 3 zeigt schließlich eine dritte Ausführung eines erfindungsgemäßen Schreibkopfes, bei dem die rauhe

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Fläche 26 (Fig. 1) durch eine Schicht 50 eines Fasermaterials gebildet ist, die den Tintenraum insgesamt ausfüllt. Der Tintenraum ist hier durch die sehr zahlreichen und miteinander verbundenen Hohlräume des Fasermaterials selbst gebildet. Die Versorgung der Tintenkanäle 52 wird hier durch die Kapillarwirkung des Fasermaterials unterstützt, durch die der so gebildete Tintenraum stets vollständig gefüllt bleibt. Auch hier kann für die Schicht 50 ein poröses Material, z.B. ein metallisches oder keramisches poröses Material verwenden werden.

Claims

Patentansprüche

1.]Schreibkopf für Tintenmosaikschreibeinrichtungen mit mehreren Schreibdüsen in Form von Schreibflüssigkeit aufnehmenden Tintenkanälen, die jeweils von einem
impulsartig betriebenen Antriebselement im Sinne einer Druckwirkung beaufschlagbar sind und mit einem ihnen gemeinsamen Tintenraum in Verbindung stehen, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Tintenraum (22) in einer
zu den Tintenkanälen (14; 52) zumindest annähernd normalen Ebene eine rauhe, den Tintenraum (22) begrenzende und den Tintenkanälen (14;52) zugewandte Fläche (26) ausgebildet ist.

2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Fläche (26) durch das Wandmaterial des Tintenraumes (22) gebildet ist.

3. Schreibkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichet,
daß die durch das Wandmaterial des Tintenraumes (22) gebildete rauhe Fläche (26) spitz zulaufende Erhebungen (32) und/oder Vertiefungen (34) hat.

4. Schreibkopf nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen (32) und/oder Vertiefungen (34) in regelmäßiger Verteilung angeordnet sind.

5. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die rauhe Fläche (26) durch eine Schicht (40; 50) eines Fasermaterials gebildet ist, die an der jeweiligen Wand des Tintenraumes (22) anliegt.

6. Schreibkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (40; 50) eines Fasermaterials den Tintenraum (22) insgesamt ausfüllt.

7. Schreibkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial ein Kunststoffmaterial ist.

8. Schreibkopf nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial ein Filzmaterial ist.