DE3607992A1

DE3607992A1 - Ink jet print head with a damping device dependent on the viscosity of the ink

Info

Publication number: DE3607992A1
Application number: DE19863607992
Authority: DE
Inventors: Ingo Dr.-Ing. DDR 5069 Erfurt Michel; Herbert Dipl.-Chem. Neumann; Karin DDR 5023 Erfurt Rieck; Wolfgang Dipl.-Math. DDR 5020 Erfurt Zweigler
Original assignee: Robotron VEB
Current assignee: Robotron AG
Priority date: 1985-04-08
Filing date: 1986-03-11
Publication date: 1986-10-09

Abstract

The invention relates to an ink jet print head with a damping device which is dependent on the viscosity of the ink. The primary aim of the device is to achieve effective damping of the undesirable meniscus vibrations in the nozzle and a high droplet frequency whilst reducing the susceptibility to disturbance of the print head in the face of contaminations of the ink. The object of the invention is thus to develop a damping device with which the vibrations of the excited ink column can be damped in the form of the aperiodic boundary case and whose dimensions can be adapted in a defined dependence on one another to the design and technical possibilities. According to the invention, for this purpose the damping region is designed as a microchannel with an approximately circular cross-sectional area or is produced by one or n channels of appropriate cross-sectional shapes and is dimensioned according to the given calculation regulations. The invention can be applied for ink jet print heads designed with one or more nozzles and having a droplet discharge which is oriented by requirements.

Description

Titel der ErfindungTitle of the invention

Tintenstrahldruckkopf mit tintenviskositätsabhängiger Dämpfungseinrichtung Arwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft einen ein oder mehrdüsig ausgebildeten und mit einer universellen tintenviskositätsabhängigen Dämpfungseinrichtung versehenen Tintenstrahldruckkopf einer im Ein- oder Mehrfarbendruck arbeitenden Tintenstrahldruckei nrichtuny mit diskonti nuierlicher Tro pfenerzeugung.Inkjet printhead with a damping device that is dependent on the ink viscosity Field of application of the invention The invention relates to a single-nozzle or multi-nozzle design and provided with a universal ink viscosity-dependent damping device Inkjet print head of an inkjet printer working in single or multi-color printing Notuny with discounted drop production.

Charct--teristik der bekannten technischen Lösungen In der DE-OS 22 10 512 wird eine Dämpfungseinrichtung beschrieben, die aus einem Düsen-Prellplattensystem (Fluidik-Dauelement) im Tintenzulauf der Druckkammer des Tintenstrahldruckkopfes besteht, dessen Strömungswiderstand von der Druckkammer zum Zulaufkanal sehr groß, in der umgekehr- ten Richtung jedoch sehr klein ist. Aufgrund der geringen Strömungsgeschwj ndigkeiten ist die Wirksamkeit einer solchen Einrichtung allerdings sehr beschränkt und besitzt zudem den Nachteil, daß durch die Düsenausbildung in der Dämpfungsei nrichtung die auf den Meniskus in der tropfenausstoßenden Düse bezogene Massenträgheit der Tinte verhältnismäßig groß wird und die erreichbare Tropfenfrequenz infolgedessen begrenzt bleibt. Bedingt durch die unzureichende Dämpfung der Flüssigkeitsbewegung im Druckkopf nach jedem Tropfenausstoß ergibt sich eine hohe Störanfälligkeit in Form von Benetzungen der Düsenplatte, Tropfengeschwindigkeitsschwankungen und Tro pfe nstrahl richtungsänderungen.Characteristics of the known technical solutions In DE-OS 22 10 512 a damping device is described, which consists of a nozzle-baffle plate system (fluidic permanent element) in the ink inlet of the pressure chamber of the inkjet printhead, the flow resistance of which from the pressure chamber to the inlet channel is very high, in the reverse However, the ten direction is very small. Due to the low flow rates, however, the effectiveness of such a device is very limited and also has the disadvantage that, due to the nozzle design in the damping device, the inertia of the ink related to the meniscus in the drop-ejecting nozzle becomes relatively large and the achievable drop frequency remains limited as a result . Due to the inadequate damping of the liquid movement in the printhead after each drop ejection, there is a high susceptibility to failure in the form of wetting of the nozzle plate, fluctuations in the speed of the drops and changes in the direction of the drop.

Die gleichen Mängel zeigt auch die in der DE-AS 26 52 924 offenbarte und auf dem bekannten Venturidüsenprinzip beruhende Lösung, nach der der zwischen Druckkammer und Düsenbohrung angeordnete Tintenkanal eine Einschnürung aufweist, in dessen Bereich die Tintenzuführung erfolgt.The 26 52 924 disclosed in DE-AS also shows the same shortcomings and based on the known Venturi nozzle principle, according to which the between The ink channel arranged in the pressure chamber and nozzle bore has a constriction, in the area of which the ink is supplied.

Un den Schreibkopf gegenüber Druckschwankungen des Tintenversorgungssystems besonders unempfindlich zu machen, ist mit der DE-PS 25 43 451 bereits auch die Ausbildung einer für sämtliche Ti ntenkanäle gemei nsamen Kapi 1 larfiltervorrichtung vorgeschlagen worden, bei der zwischen einer mit engen Bohrungen versehenen Drosselplatte und den Tintenkanälen ein engmaschiges Gitter angeordnet ist. Eine definierte Dämpfung der Tintenschwj ngung läßt diese Lösung allerdings nicht erkennen, so daß ihr auch weiterhi--n die eingangs bereits beschriebenen Nachteile hinsichtlich der erreichbaren Tro pfe nfrequenz anhaften. Zudem wirkt sich die Aufteilung der Tintenführung hinter der Kapillarfiltervorrichtung nachteilig auf die übersprechdämpfung zjvJschen den Tintenkanälen aus.Un the print head against pressure fluctuations in the ink supply system To make particularly insensitive is with DE-PS 25 43 451 already Formation of a capillary filter device common to all Ti ntenkanäle has been proposed in between a throttle plate provided with narrow bores and the ink channels are arranged in a close-meshed grid. Defined damping However, the swing of the ink does not reveal this solution, so that you too Furthermore, the disadvantages already described at the beginning with regard to the achievable Adhere to drop frequency. In addition, the distribution of the ink feed has a negative effect the capillary filter device has a detrimental effect on the crosstalk attenuation Ink channels off.

Durch die DE-OS 30 26 976 ist schließlich ein Tintenstrahldruckkopf bekannten, der zur Dämpfung der Meniskusschwingungen ein n in den Tintellkanal, z. B. in den Zulaufkanal zur Druckkammer, eingebrachtes poröses Filter vorsieht-, das jedoch einen so hohen Strömungswiderstand aufweist, daß eine Beaufschlagung mit Überdruck erforderlich wird. Diese iaßnahae führt bei der diskontinui.erlichen Tintentropfenerzeugung allerddngs zum Verlust der Reproduzierbarkeit von Richtung und Geschwindigkeit des Tintenstrahles.DE-OS 30 26 976 finally provides an ink jet print head known, the for damping the meniscus vibrations an n in the Tintell canal, z. B. in the inlet channel to the pressure chamber, provided porous filter introduced, which, however, has such a high flow resistance that an impact with overpressure is required. This iaßnahae leads to the discontinuous Ink drop generation, however, results in loss of reproducibility of direction and speed of the ink jet.

Ziel der Erfindung Ziel ihr Erfindung ist es, die den bekannten technischen Lösungen anhaftenden Nachteile zu beseitigen und einen in seinen Aufbau gleichermaßen einfachen wie kostengünstigen Ti ntenstrahldr uckkopf vorzusehen, der bei Verringerung seiner Störanfälligkeit gegen Verunreinigungen der Tinte sowohl eine wirksame Dämpfung der unerwünschten Schwi ngungen des Tintenmeniskus in der Düse als auch eine hohe Tro pfe nfrequenz ermöglicht.OBJECT OF THE INVENTION The aim of your invention is to avoid the known technical Solutions to eliminate inherent disadvantages and one in its structure alike simple and inexpensive inkjet print head to be provided, the reduction in its susceptibility to contamination of the ink both an effective attenuation the undesired oscillations of the ink meniscus in the nozzle as well as a high one Drop frequency allows.

Auf gabe der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen ei n- oder mehrdüsig ausgebildeten Ti ntenstrahldr uckkopf mit diskontinuierlicher Tropfenerzeugung zu entwickeln, dessen Tintenkanaisystem unter Berücksichtigung der Tintenparameter eine Dämpfung der Schwingungen der angeregten Tintensäule in Form des sogenannten aperiodischen Grenzfalles" bewirkt und in seinen geometrischen Abmessungen in definierter Abhängigkeit den konstruktiven Erfordernissen und technologischen Möglichkeiten angepaßt werden kann.On task of the invention The invention is based on the object of developing a single or multi-nozzle Ti ntenstrahldruckkopf with discontinuous droplet generation, the ink channel system, taking into account the ink parameters, a damping of the vibrations of the excited ink column in the form of the so-called aperiodic borderline "causes and in its geometrical dimensions in a defined relationship to the structural requirements and technological possibilities can be adapted.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Ha uptan spr uchs beschriebenen Me rkmal e gelöst. Weitere vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den ergänzenden Unteransprüchen.According to the invention, the object is uptan by the characteristics of the Ha The features described in the claim are solved. Further advantageous and expedient refinements of the invention emerge from the supplementary subclaims.

Ausf ühr ungsbeispie 1 Die Erfindung soll nachstehend anhand zweier Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnuny zeigen in vereinfachter, schaub ildlic her Darstellung: Fig. 1 einen die funktionswesentlichsten Elemente umfassenden Ausschnitt eines in Schnittdarstellung wiedergegebenen Tintenstrahldruckkopfes, gem.Ausf uhr ungsbeispie 1 The invention is based on two Embodiments are explained in more detail. Show in the accompanying drawing in a simplified, diagrammatic representation: FIG. 1 shows the most important functions Detail of a section of an inkjet printhead reproduced in a sectional view, comprising elements, according to

dem 1. Ausführungsbeispiel der Erfindung Fig. 2 eine modifizierte Detailansicht des in Fig. 1 dargestellten Tintenstrahldruckkopfes Fig. 3 ei ne anhand der auseinandergezogenen Einzelteile entstehende Ansicht von der in Plattenbaurveise erfolgenden Mikrokanalausbildung Fig. 4 einen die funktionswesentlichsten Elemente umfassenden Ausschnitt eines in Schnittdarstellung wiedergegebenen Tintenstrahldruckkopfes, gem. dem 2. Ausführungsbeispiel der Erfindung Fig. 5 eine Ansicht des in Fiy. 4 gezeigten Tintenstrahldruckkopfes ohne Ablaufkanal Der in den Fig. 1 bis 3 bzw. 4 und 5 in seinen charakteristischen Einzelheiten dargestellte, ein- oder mehrdüsig ausgebildete Ti ntenstrdildr uckkopf besteht aus einem oder mehreren analogen Systemen, die gleichermaßen jeweils einen Zulaufkanal 1 und Dämpfungsbereich 2 (der nach dem 1. Ausführungsbeispiel der Erfindung in Form eines Mikrokanals 2a ausgebildet ist - Fig. 1 und 3), eine Druckkammer 3, ein n Energiewandlerelement 4 (beispielsweise einen elektrostriktiven Wandler oder ein Heizelement), eine Düsenplatte 6 mit Düsenbohrungen 7 und gegebenenfalls einen Ab-Ablaufkanal 5 (Fig. 1, 2 und 4) sowie nach dem 1. Ausführungsbei spiel zudem ei ne Gaze bzw. Folie 8 (Fig. 1) enthalten. the first embodiment of the invention Fig. 2 is a modified Detailed view of the inkjet print head shown in Fig. 1 Fig. 3 egg ne based on of the disassembled individual parts resulting from the panel construction microchannel formation taking place Fig. 4 shows the most functionally essential elements comprehensive section of an inkjet print head reproduced in section, according to the second embodiment of the invention Fig. 5 is a view of the in Fig. 4th Inkjet printhead shown without a drain channel The one shown in Fig. 1 to 3 or 4 and 5 shown in its characteristic details, a or multi-nozzle formed ink jet pressure head consists of one or more analog systems that each have an inlet channel 1 and damping area 2 (which according to the 1st embodiment of the invention in the form of a microchannel 2a is formed - Fig. 1 and 3), a pressure chamber 3, an n energy converter element 4 (e.g. an electrostrictive transducer or heating element), a nozzle plate 6 with nozzle bores 7 and optionally a drainage channel 5 (Fig. 1, 2 and 4) and after the 1st Ausführungsbei also play egg ne gauze or film 8 (Fig. 1) contain.

Hierbei stellt der Zulaufkanal 1 in bekannter IVeise die Verbindung zu einem nicht dargestellten Tintenvorratsbehälter der Tintenstrahldruckeinrichtung her. Über den Dämpfungsbereich 2 gelangt die Tinte in die Druckkammer 3, in der durch das Energiewandlerelement 4 kurzzeitige Druckimpulse erzeugt werden können Durch diese Druckimpulse wird die Bewegung der Tinte durch den gegebenenfalls vorhandenen Ablaufkanal 3 (Fig. 1, 2 und 4) und ihr Ausstoß aus der Düsenbohrung 7 hervorgerufen. in der Ruhestellung bildet sich die Tinte oberfläche an der Außenfläche der Düsenbohrung 7 als konkaver Meniskus aus, der durch den geringen Höhenunterschied zwischen der Düsenbohrung 7 und dem Tintenvorratsbehälter sowie dem Kapillardruck in der Düsenbohrung 7 bewirkt wird.Here, the inlet channel 1 provides the connection in a known manner to an ink reservoir, not shown, of the inkjet printing device here. Via the damping area 2, the ink reaches the pressure chamber 3, in which brief pressure pulses can be generated by the energy converter element 4 Through these pressure pulses, the movement of the ink is caused by the possibly existing Drainage channel 3 (Fig. 1, 2 and 4) and its ejection from the nozzle bore 7 caused. In the rest position, the ink surface forms on the outer surface of the nozzle bore 7 as a concave meniscus, which is due to the small height difference between the Nozzle bore 7 and the ink reservoir and the capillary pressure in the nozzle bore 7 is effected.

Vach einem Tro pfe nausstoß und nachfolgenden Saugimpuls durch das Energiewandlerelement 4 ist dieser Meniskus über die Ruhelage hinaus in konkaver R icht;ung gespannt. Bis sich die Ruhelage jedoch wieder einstellt, findet ein Schwi ngungsvorgang statt, der im Interesse ei ner maximalen Tropfenfrequenz in kürzester Zeit abgeklungen sein soll.After ejecting a drop and following a suction impulse through the Energy converter element 4, this meniscus is concave beyond the rest position Direction; un tense. Until the rest position is restored, however, there is a swi ngation process instead, which in the interest of a maximum drop frequency in the shortest Time should have subsided.

Das erfordert, daß die angeregte Flüssigkeitssäule in einer solchen Bewegung zum Stillstand gelangt, die dem aperiodischen Grenzfall der Schwingungslehre entspricht.This requires that the excited liquid column in such a Movement comes to a standstill, which is the aperiodic limit case of oscillation theory is equivalent to.

Dazu sind folgende Größen bekannt: - der Meniskusdruck in der Düsenbohrung 7 wobei 3, die Auslenkung des Tintenmeniskus in der Düsenbohrung, die Oberflächenspannung der Tinte, den Randwinkel zwischen der Düsenbohrungswand und der Tintenoberfläche und dD den Durchmesser der Düsenbohrung bezeichnen, unter der Annahme, daß sich der Meniskusdruck proportional zur Auslenkung des Meniskus ändert und Für den vollen Kapillardruck erreicht; - der Druck für die Beschleunigungskräfte, bezogen auf den Meniskus worin e die Dichte der Tinte, 1. die Länge des i-ten Kanalabschnittes und d. den Durchmesser des i-ten Kanalahschnittes bezeichnen, unter Zugrundelegung der Gleichung i n der die Druckabfälle im i-ten Kanalabschnitt und vi die Geschwindigkeit im i-ten Kanalabschnitt bezeichnen und der Kontinuitätsgleichung; - der Druck für die Reibungskräfte;, bezogen auf den Meniskus wobei die dynamische Viskosität der Tinte bezeichnet, unter Zugrundelegung der Gleichung für laminare Strömungen und der Kontinuitätsgleichung.The following variables are known for this purpose: the meniscus pressure in the nozzle bore 7 where 3, the displacement of the ink meniscus in the nozzle bore, the surface tension of the ink, the contact angle between the nozzle bore wall and the ink surface and dD denotes the diameter of the nozzle bore, assuming that the meniscus pressure changes proportionally to the displacement of the meniscus, and For reaches full capillary pressure; - the pressure for the acceleration forces, related to the meniscus where e is the density of the ink, 1. the length of the i-th channel section and d. denote the diameter of the i-th sewer section, based on the equation in which the pressure drops in the i-th duct section and vi denote the velocity in the i-th duct section and the continuity equation; - the pressure for the frictional forces; related to the meniscus where denotes the dynamic viscosity of the ink, based on the equation for laminar flows and the continuity equation.

Die Beziehungen in den Gleichungen (1) bis (6) führen zur Schwingungsgleichung in der Form und für den aperiodischen Grenzfall zu der Gleichung sowie über die Substitutionen in denen d den Durchmesser des Mikro kanals, m die Querschnittsfläche des Mikro kanals, AD die Querschnittsfläche der Düsenbohrung kennzeichnen, in Einschränkung auf die Betrachtung von Düsenbohrungen 7 und Mikro kanal 2a, die in guter Näherung möglich ist, da lk dk-2 bzw. lk dk-4 (wobei lk die Länge und dK den Durchmesser des Ablaufkanals 5 bezeichnen) verhältnismäßig klein ist, was gleichermaßen auch für die Druckkammer 3 und den Zulaufkanal 1 gilt, zu der Gleichung in der 1D die Länge der Düsenbohrung und 1m die Länge des Mikro kanals darstellen.The relationships in equations (1) to (6) lead to the vibration equation in the form and for the aperiodic borderline case to the equation as well as about the substitutions in which d denotes the diameter of the microchannel, m the cross-sectional area of the microchannel, AD the cross-sectional area of the nozzle bore, restricted to the consideration of nozzle bores 7 and microchannel 2a, which is possible to a good approximation, since lk dk-2 or lk dk-4 (where lk denotes the length and dK denotes the diameter of the outlet channel 5) is relatively small, which applies equally to the pressure chamber 3 and the inlet channel 1 to the equation in FIG. 1D the length of the nozzle bore and 1m the length of the micro-channel.

Diese Gleichung ist beispielsweise auf iterativem Wege leicht lösbar und gilt in 3uter Näherung auch für vieleckige Que rsc hnit ts,2 1 äc hen.This equation can easily be solved, for example, in an iterative way and is also valid in a 3 approximation for polygonal cross sections, 2 1 surfaces.

Da die Kreisfrequenz der freien ungedämpften Schwingung ## entsprechend der Gleichung (7) beträgt und nach der Substitution von lm gemäß der Gleichung (12) für den Quotienten lm gilt, wird eine hohe Frequenz und somit eine minimale Ausschwingzeit bei möglichst kleiner Länge lm und kleiner Querschnittsfläche Am des Mikro kanals 2a, entsprechend der Gleichung (12), erreicht.Since the angular frequency of the free undamped oscillation ## according to equation (7) and after the substitution of lm according to equation (12) for the quotient lm applies, a high frequency and thus a minimal decay time with the smallest possible length lm and a small cross-sectional area Am of the micro-channel 2a, according to equation (12), is achieved.

In de. Druckphase der Tintenbewegung müssen funktionsbedingt durch das Energiewandlerelement 4 Volumina verdrängt werden, die über das Volumen des ausgestoßenen Tinte tropfens hinausgehen. Beeinflußbar sind dabei das durch die Kompressibilität der Tnte aufzubringende Volumen und das Volumen der Tintenmenge, die durch den Mikrokanal 2a zurückfließt. Bei festliegenden Abmessungen von Düsenbohrung 7 und Mikrokanal 2a steht zur Beeinflussung dieser Volumina somit nur die Querschnittsfläche AK des Ablaufkanals 5 zur Verfügung. Da ihre Verkleinerung den zum Ausstoß eines Tintentropfe ns erforderlichen Druck erhöht, fließt in diesem Fall auch mehr Tinte durch den ,i7ikrokanal 2a zurück. Andererseits hat aber ei ne Erweiterung des Ablauf kanals 5 ei ne Vergrößerung des komprimierten Volumens zur Folge. Aus diesem Grunde ist die Dimensionierung der Querschnittsfläche AK des Ablaufkanales 5 als Extremwertaufgabe durchzuführen.In the. Due to the function, the printing phase of the ink movement must go through the energy converter element 4 volumes are displaced over the volume of the ejected ink go out a drop. Are influenceable the volume to be applied by the compressibility of the tone and the volume of the Amount of ink that flows back through the microchannel 2a. With fixed dimensions of nozzle bore 7 and microchannel 2a is thus available for influencing these volumes only the cross-sectional area AK of the drainage channel 5 is available. Because their downsizing increases the pressure required to eject a drop of ink, flows in it More ink also falls back through the microchannel 2a. On the other hand, but has egg ne enlargement of the drainage channel 5 an enlargement of the compressed volume result. For this reason, the dimensioning of the cross-sectional area AK des Drain channel 5 to be carried out as an extreme value task.

Der mittlere Druck im Ablaufkanal 5 setzt sich aus dem für den Ausstoß eines Tintentropfens erforderlichen Druck in der Düsenbohrung 7 und der Hälfte des Druckabfalles im Ablaufkanal 5 zusammen: wobei v0 die Austrittsgeschwindigkeit der Tinte aus der Düsenbohrung t die Druckdauer p bezeichnen.The mean pressure in the drainage channel 5 is made up of the pressure in the nozzle bore 7 required to eject a drop of ink and half of the pressure drop in the drainage channel 5: where v0 denotes the exit speed of the ink from the nozzle bore t denotes the printing duration p.

Wenn die Kompressibilität nur auf den Ablaufkanal 5 bezogen wird-, was bei einer im Vergleich zum Ablaufkanal 5 kleinen Druckkammer 3 ei ne gute Näherung darstellt, und X den Kompressibi.litätskoeffizienten der Tinte bezeichnet, folgt für die Volumenverkleinerung Der in der Druckkammer 3 herrschende Druck p führt zum Rücklauf durch den Mikro kanal 2a entsprechend der Differentialgleichung wobei Vm die Geschwindigkeit im Mikro kanal bezeichnet, die über führt und da Vm (0) = 0 sich als ergibt.If the compressibility is related only to the drainage channel 5, which is a good approximation for a pressure chamber 3 that is small compared to the drainage channel 5, and X denotes the compressibility coefficient of the ink, the result is the reduction in volume The pressure p prevailing in the pressure chamber 3 leads to the return through the micro channel 2a according to the differential equation where Vm denotes the speed in the micro channel, which over and since Vm (0) = 0 turns out to be results.

Da das Volumen der durch den Mikrokanal 2a zurücklaufenden Tinte entsprechend zu errechnen ist, ergibt sich nach Integration und nach Einsetzen der Sunme der Drücke von Düse und Ablaufkanal 5 für p sowie unter Verwendung der untenstehenden Substitutionen Das ergibt Somit entsteht als Extremwertaufgabe nach der Substitution 1. Ausführungsbeispiel In dem die Erfindung darstellenden 1. Ausführungsbeispiel wurden folgende Parameter der Tinte und des Tintenstrahldruckkopfes zugrunde gelegti, wobei zur Darstellung des Einflusses der dynamischen Viskosität der Tinte für diese zwei unterschiedliche Werte angenommen wurden: # = 2 # 10-3 Pa # s bzw. 6 # 10-3 Pa # s # = 1 # 10-3 kgm-3 # = 50 # 10-3 Nm-1 = 00 1D = 1 # 10-4 m dD = . 10-6 m AD = 5,03 # 10-@ m2 lm = 2 # 10-4 m Mikrokanalausbildung Wie die zeichnerische Darstellung der Fig. 3 veranschaulicht, wird der Mikro kanal 2a durch die Platten 9 und 10 in Verbindung mit zwei Abdeckele;uenten gebildet, wobei die erforderliche Mikrokanallänge 1m durch die Ausbildung definierter Stegbreiten 2b zwischen Durchbrüchen in der Platte 10 und die erforderliche Querschnittsfläche Am des Mikro kanals 2a durch die Breite der in der Platte 9 eingebrachten Schlitze 2c sowie durch deren Plattendicke 9a selbst festgelegt werden. Die Querschnittsflächen Am des Mikro kanals 2a berechnen sich dabei wie folgt: # = 2 mPa # s Über die Gleichungen q = 2,01 # 10-6 (9) und folgt nach Newton-Iteration: für A = 2,15 # 10-9 m2 # = = 6 mPa . s q = 1,81 # 10-5 (9) Newton-Iteration: ergibt für Am = 5,22 # 10-9 m2 Diese Querschnittsflächen Am des Mikro kanals 2a können bei Verwendung einer beispielsweise 50 µm dicken Metallfolie durch das Einarbeiten von 43 µm bzw. 104 tjm breiten SchlitIn n 2c in die Platte 9 gebildet werden. Die daraus resultierenden Beruhigungszeiten ergeben sich nach der Gleichung (13) zu 600 µs bzw. 430 ps. Würde der Mikro kanal 2a eine unnötig große Länge 1m von z. B. 5 mm aufweisen, betrügen die Querschnittsflächen Am 6,4 # 10-9 m2 bzw.Since the volume of the ink flowing back through the microchannel 2a is correspondingly is to be calculated, results after integration and after inserting the Sunme of the pressures of the nozzle and drainage channel 5 for p as well as using the substitutions below That makes Thus, the extreme value problem arises after the substitution 1st Embodiment In the 1st embodiment, which represents the invention, the following parameters of the ink and the inkjet print head were taken as a basis, two different values being assumed for the illustration of the influence of the dynamic viscosity of the ink: # = 2 # 10-3 Pa # s or 6 # 10-3 Pa # s # = 1 # 10-3 kgm-3 # = 50 # 10-3 Nm-1 = 00 1D = 1 # 10-4 m dD =. 10-6 m AD = 5.03 # 10- @ m2 lm = 2 # 10-4 m microchannel training As the graphic representation of FIG. 3 illustrates, the microchannel 2a is through the plates 9 and 10 in conjunction with two cover elements; uenten formed, the required microchannel length 1m being determined by the formation of defined web widths 2b between openings in the plate 10 and the required cross-sectional area Am of the microchannel 2a by the width of the slots 2c made in the plate 9 and by the plate thickness 9a itself. The cross-sectional areas Am of the micro-channel 2a are calculated as follows: # = 2 mPa # s Using the equations q = 2.01 # 10-6 (9) and follows after Newton's iteration: for A = 2.15 # 10-9 m2 # = = 6 mPa. sq = 1.81 # 10-5 (9) Newton iteration: results for Am = 5.22 # 10-9 m2. These cross-sectional areas Am of the microchannel 2a can be formed by incorporating 43 µm or 104 µm wide slots n 2c into the plate 9 when using a 50 µm thick metal foil, for example. The resulting settling times result from equation (13) as 600 µs or 430 ps. Would the micro channel 2a an unnecessarily large length 1m of z. B. 5 mm, the cross-sectional areas Am 6.4 # 10-9 m2 or

14,3 # 10 m und die Beruhigungszeiten würden auf 1600 µs bzw. 1080 µs anwachsen, womit sich die Schreibfrequenz jedoch entsprechend verringert.14.3 # 10 m and the settling times would be 1600 µs and 1080 µs increase, which however reduces the writing frequency accordingly.

Zulaufkanalausbildung Der im Tintenstrahldruckkopf ausgebildete und annähernd senkrecht angeordnete Zulaufkanal 1 weist zur Vermeidung nennenswerter Rei bungs- und Beschleunigungsanteile ei. nie wesentlich größere Querschnittsfläche als die Mikrokanäle 2a auf. Un den Einfluß auf den Schwingungsvorgang vernachlässigbar klein zu halten, ist der Zulaufkanal 1 derart dimensioniert, daß bei einer Länge von ca. 15 mm eine Querschnittsfläche von etwa 0,5 mm2 pro zu versorgendem System genügt. Die Verbindung zwischen den Zulaufkanälen 1 und Druckkammern 3 erfolgt nur durch die Mikro kanäle 2a. Oberhalb der Abzweigung der Mikro kanäle 2a gehen die Zulaufkanäle 1 in Entlüftungskanäle 13 über, die durch Verschlußelemm nute 14 verschließbare Öffnungen 13a aufweisen. Durch diese Anordnung wird eine einfache Füllung des Tintenstrahldruckkopfes mit Tinte ermöglicht, da beim Füllvorgang zuerst die Zulaufkanäle 1 und die angebundenen Mikro kanäle 2a von unten nach oben sowie die Entlüftungskanäle 13 bei geöffneten Entlüftungsöffnungen 13a geflutet werden und anschließend nach Verschließen der Entlüftungsöffnungen 13a bei Erhöhung des Druckes auf die Tinte die Flutung der Druckkammern 3, Ablaufkanäle 5 und Düsenbohrungen 7 erfolgt. Die direkte Anbindung der Mikrokanäle 2a an die Zulaufkanäle 1 verhindert darüber hinaus mit großer Sicherheit ein Eindringen von in der Tinte eventuell mitgeführten Gasblasen in die Mikrokanäle 2 ar, die anderenfalls zu einem Funktionsausfall des betreffenden Systems führen würden.Inlet channel formation The and approximately vertically arranged inlet channel 1 has to avoid significant Friction and acceleration components ei. never much larger cross-sectional area as the microchannels 2a. The influence on the oscillation process is negligible To keep small, the inlet channel 1 is dimensioned such that at one length of approx. 15 mm a cross-sectional area of approx. 0.5 mm2 per system to be supplied enough. The connection between the inlet channels 1 and pressure chambers 3 only takes place through the micro channels 2a. Above the junction of the micro channels 2a go Inlet channels 1 in ventilation channels 13, the groove 14 closable by locking elements Have openings 13a. This arrangement enables easy filling of the ink jet print head with ink, since the inlet channels 1 and the connected ones first during the filling process Micro channels 2a from bottom to top and the ventilation channels 13 when open Vent openings 13a are flooded and then after closing the Vents 13a when increasing the pressure on the ink, the flooding of the Pressure chambers 3, drainage channels 5 and nozzle bores 7 takes place. The direct connection the micro-channels 2a to the inlet channels 1 also prevents with great certainty a penetration of gas bubbles possibly entrained in the ink into the microchannels 2 ar, which would otherwise lead to a functional failure of the system concerned would.

Ablaufkanalausb bildung Die Dimensionierung der Querschnittsfläche AK des Ablaufkanales 5 ergibt sich unter Verwendung der bisherigen und der nachstehenden CVerte wie folgt: # = 470 # 10-12 Pa-1 lk = 2 # 10-2 m vo = 2 ms-1 tp = 30 # 10-6 s # = 2 mPa # s # = 6 mPa # s a = 7,38 # 10-12 7,38 # 10-12 (24) b = 2 103 6 103 (25) c = 8,19 # 10-12 2,46 # 10-11 (26) d = 6,67 # 103 6,67 # 103 (27) e = 4,27 # 10-3 4,27 # 10-3 (28) f = 1,38 # 10-17 2,71 # 10-17 (29) # = 2 mPa # s Über die Gleichung und Newton-Iteration ergibt sich für Ak = 1,07 # 10-@ m2.Drainage channel formation The dimensioning of the cross-sectional area AK of the drainage channel 5 results using the previous and the following C values as follows: # = 470 # 10-12 Pa-1 lk = 2 # 10-2 m vo = 2 ms-1 tp = 30 # 10-6 p # = 2 mPa # s # = 6 mPa # s a = 7.38 # 10-12 7.38 # 10-12 (24) b = 2 103 6 103 (25) c = 8.19 # 10-12 2.46 # 10-11 (26) d = 6.67 # 103 6.67 # 103 (27) e = 4.27 # 10-3 4.27 # 10-3 (28) f = 1.38 # 10-17 2.71 # 10-17 (29) # = 2 mPa # s About the equation and Newton iteration results for Ak = 1.07 # 10- @ m2.

Aus der Beziehung nach Gleichung (34) resultiert: = = 6 mPa . s Newton- lt eration ergibt: #k = 1,24 # 10-6 m2 Bei diesen Querschnittsflächen AK der Ablaufkanäle 5 werden die Volumenverluste auf die beschriebene Weise minimiert und der Energieaufwand somit auf das erforderliche Maß reduziert. Der Querschnitt des Ablaufkanales 5 wird hierbei in einem möglichst geringen Abstand von der Düsenplatte 6 stetig reduziert, so daß sich ein kontinuierlicher Übergang zu der kegelstumpfähnlichen Senkung 7a der Düsenbohrung 7 ergibt (Fig. 2). Der annähernd kontinuierliche Übergang von der Querschnittsfläche AK der Ablaufkanalöffnung auf die Querschnittsfläche AD der Düsenbohrung 7 wird erreicht, indem die Senkungen 7a der Düsenbohrungen 7 deckungsgleich auf den Ablaufkanalöffnungen liegen. Infolgedessen können sich auch keine Gasbläschen hinter der Düsenplatte O halten, sondern werden mittels der Tinte durch die Düsenbohrungen 7 nach außen transportiert. An der Berührungsstelle 7c von Ablauf kanal 5 und Düsenplatte 6 beträgt der gemeinsame Durchmesser rund 0,2 mm. Im kegelstumpfähnlichen Bereich (Senkung 7a) der Düsenbohrung 7i, der etwa die Hälfte der Düsenplattendicke einnimmt, reduziert sich dieser Durchmesser weiter bis auf den eigentlichen Düsendurchmesser dD, der sich auf den äußeren, zylindrischen Teil 7b erstreckt und etwa 60 pm bis 100 im beträgt. Die kegelstumpfähnlichen Senkungen 7a lassen sich elektroerosiv oder mittels eines Atzvorganges besonders vorteilhaft herstellen.The relationship according to equation (34) results in: = = 6 mPa. s Newton eration results in: #k = 1.24 # 10-6 m2 With these cross-sectional areas AK of the drainage channels 5, the volume losses are minimized in the manner described and the energy expenditure is thus reduced to the required level. The cross section of the drainage channel 5 is steadily reduced at the smallest possible distance from the nozzle plate 6, so that there is a continuous transition to the truncated cone-like depression 7a of the nozzle bore 7 (FIG. 2). The almost continuous transition from the cross-sectional area AK of the discharge channel opening to the cross-sectional area AD of the nozzle bore 7 is achieved in that the depressions 7a of the nozzle bores 7 are congruent on the discharge channel openings. As a result, no gas bubbles can stay behind the nozzle plate O, but are transported to the outside through the nozzle bores 7 by means of the ink. At the point of contact 7c of the drain channel 5 and the nozzle plate 6, the common diameter is around 0.2 mm. In the frustoconical area (depression 7a) of the nozzle bore 7i, which takes up about half the nozzle plate thickness, this diameter is further reduced to the actual nozzle diameter dD, which extends to the outer, cylindrical part 7b and is about 60 μm to 100 μm. The truncated cone-like depressions 7a can be produced particularly advantageously by electroerosion or by means of an etching process.

Zwischen der Platte 12) in der die Druckkammern 3 und Zulaufkanäle 1 ausgebildet sind, und dem die Ablaufkanäle 5 nthaltendem Bauteil ist im Bereich zwischen den Druckkammern 3 und der Düsenplatte 6 eine Gaze oder durchlöcherte Folie 8 angeordnet, deren maximale Maschenweite bzw.Between the plate 12) in which the pressure chambers 3 and inlet channels 1 are formed, and the component holding the drainage channels 5 is in the area between the pressure chambers 3 and the nozzle plate 6 a gauze or perforated film 8 arranged, the maximum mesh size or

Lochdurchmesser seiner oder geringfügig größer als der Düsenbohrungsdurchmesser dD und größer als der Fadendurchmesser bzw. die Stegbreite ist. Un die Zunahme von Rei bungs-und Beschleunigungsverlusten zu minimieren, sind der Fadendurchmesser bzw. . die Stegbreite;, einschließlich der Foliendicke, dabei jedoch so klein wie möglich zu halten. So besitzt die Folie 3 eine Dicke von 30 ,um bis 50 µm und weist im Bereich des Tintendurchtrittes Durchbrüche 8a von etwa 50 µm Durchmesser auf, wobei deren Stege zwischen diesen Durchbrüchen 8a etwa 30 Cim breit sind. Anstatt dieser Folie 8 kann auch ein Gewebe vorgesehen werden'-, welches aus ca. 30 pm dicken Drähten besteht und eine Maschenweite von etwa 50 µm aufweist. Dieses ist vorteilhafterweise in Plastmaterial eingebettet', das im Bereich des Tintendurchtrittes entsprechend ausgespart ist. Durch eine Plastbeschichtung des Gewebes im Bereich zwischen den Ablaufkanälen 5 bzw.Hole diameter of its or slightly larger than the nozzle bore diameter dD and larger than the thread diameter or the web width. Un the increase of The thread diameter is used to minimize friction and acceleration losses respectively. . the web width; including the film thickness, but as small as possible to keep. The film 3 has a thickness of 30 μm to 50 μm and has in the area of the ink passage openings 8a of about 50 µm diameter, the webs of which between these openings 8a are approximately 30 cm wide. Instead of this film 8 can also be provided with a fabric which is approximately 30 μm thick Consists of wires and has a mesh size of about 50 microns. This is beneficial embedded in plastic material, which is in the area of the ink passage accordingly is recessed. With a plastic coating of the fabric in the area between the Drainage channels 5 resp.

den nicht durchlöcherten Bereichen der Folie 8 sowie durch Planlage wird ein mögliches hydromechanisches Übersprechen nischen den einzelnen Systemen vermieden.the non-perforated areas of the film 8 as well as flatness possible hydromechanical crosstalk niches between the individual systems avoided.

Bei der Verwendung von Metallfolie oder -gewebe ist zur Vermeidung von elektrochemischen Lokalelementen eine Isolation zu anderen mit der Tinte im elektrischen Kontakt stehenden Metal lteilchen vorgesehen. Die angegebene Lage und Abmessungen der Gaze bzw. Folie 5 bewirken, daß beim Entfernen der Düsenplatte 6 keine Luft von außen in die Druckkammern 3 gelangen kann und nach dem Aufsetzen der f)üsenplatte 6 eine leichte Entlüftung der Systeme möglich ist.Avoid using metal foil or metal mesh isolation from local electrochemical elements to others provided with the ink in electrical contact metal oil particles. the specified position and dimensions of the gauze or film 5 cause that when removed the nozzle plate 6 no air from outside can get into the pressure chambers 3 and after The systems can be easily vented after placing the f) outer plate 6.

2. Ausführungsbeispiel Wie bereits im 1. Ausführungsbeispiel ausgeführt wurde:, erfolgt die Dämpfung der durch den Tropfenausstoß angeregten Flüssi.gkeitssäulei, indem das Verhältnis aus der Länge jedes tintenführenden Kanala bsc hnittes zu deren Querschnittsflächen möglichst klein gehalten wirdi, da nach der Gleichung (13) für die Kreisfrequenz der freien ungedämpften Schwingung ## bei vollständiger Benetzung des Düsenkanales die Beziehung gilt, in der A. die Querschnittsfläche des i-ten Kanalabschnittes bezeichnet. Aus dieser Beziehung folgt daß für ## nur dann große Werte entstehen, wenn die klein gehalten wird. In dieser Summe ist die Größe aufgrund der Düsengeometrie konstant, während alle anderen Summanden im Interesse einer hohen Tropfenfrequenz klein gehalten werden. Bei der Ausbildung des Dämpfung bereiches 2 als Mikro kanal 2a mit annähernd kreisrunder Querschnittsfläche werden allerdings schnell technologische Grenzen erreic;ft) da die schwingungsdämpfenden Rei bungskräfte dem Ausdr uck propotional sind, wobei lv die Länge des flämpfungsbereiches und A die Querschnittsfläche des Dämpfungsbereiches v bezeichnet, und der Summand für den Dämpfungsbereich somit die Form c. Av anninmt und folglich nur für kleine Querschnittsflächen und Längen des Mikrokanales 2a kleine Werte erreichen kann. In Abhängigkeit von der Tintenviskosität liegt die Querschnittsfläche des Mikro kanals 2a daher zum Teil unter der der Düsenbohrung 7, wobei immer noch das Verhältnis größer als der Quotient ist. Damit bleibt die Tropfenfrequenz jedoch weiter eingeschränkt und beträgt bei Miniaturisierung aller Abmaße etwa 1,5 kHz. Un eine derartige Einschränkung zu umgehen, werden, entsprechend dem 2. Ausführungsbeispiel, die zur Dämpfung der Meniskusschwingungen nach dem aperiodischen Grenzfall erforderlichen Rei bungskräft e erfindungsgemäß durch einen bzw. mehrere spaltenförmige Kanäle oder durch eine entsprechende Anzahl enger Röhren erzeugt, deren Gesamtquerschnitt so groß ist, daß der Ausdruck annähernd gleich oder kleiner als wird, wobei die Reibungskräfte auFgrund der Vielzahl der Kanäle und der Kanalgeometrie trotzdem für eine Dämpfung in Form des aperiodischen Grenzfalles ausreichen.2nd embodiment As already explained in the 1st embodiment: the damping of the liquid column excited by the drop ejection takes place in that the ratio of the length of each ink-carrying channel section to its cross-sectional areas is kept as small as possible, since according to equation (13 ) for the angular frequency of the free undamped oscillation ## with complete wetting of the nozzle channel the relationship applies, in which A. denotes the cross-sectional area of the i-th channel section. From this relationship it follows that ## only has large values if the is kept small. In this sum is the size constant due to the nozzle geometry, while all other summands are kept small in the interest of a high drop frequency. When the damping area 2 is designed as a microchannel 2a with an approximately circular cross-sectional area, however, technological limits are quickly reached because the vibration-damping friction forces result in the expression are proportional, where lv denotes the length of the attenuation area and A denotes the cross-sectional area of the attenuation area v, and the summand for the attenuation area thus the form c. Av assumes and consequently can only achieve small values for small cross-sectional areas and lengths of the microchannel 2a. Depending on the ink viscosity, the cross-sectional area of the microchannel 2a is therefore partly below that of the nozzle bore 7, the ratio still remaining greater than the quotient is. However, this means that the drop frequency remains further restricted and is around 1.5 kHz when all dimensions are miniaturized. In order to avoid such a restriction, according to the 2nd embodiment, the friction forces required to dampen the meniscus oscillations after the aperiodic limit case are generated according to the invention by one or more columnar channels or by a corresponding number of narrow tubes whose overall cross-section is so large that the expression approximately equal to or less than The frictional forces due to the large number of channels and the channel geometry are nevertheless sufficient for damping in the form of the aperiodic limit case.

Nach der Schwingungslehre halten sich die Reibungs- und Beschleunigungskräfte beim aperiodischen Grenzfall im Gleichgewicht. Das entspricht bei einer vollständigen Benetzung des Düsenkanals nach der auf die Kanalquerschnitte umgerechneten Gleichung (7) der Beziehung in der f; das Verhältnis des Druckabfalls durch die Reibung im Kanal i zum Druckabfall in einem Kanal mit gleicher Länge und flächengleicher, aber kreisrunder Querschnittsfläche bezeichnet und alle Kräfte auf den Meniskus in der Düsenbohrung 7 umgerechnet wurden. In Einschränkung auf die Einflüsse von Düsenkanal und Dämpfungsbereich 2 ergibt sich aus der Gleichung (38): und damit als ej.ne Formkonstante für die jeweilige Que rsc hnit tsform zu: Aus der Strömungslehre ist bekannt, daß f für verschiedene Querschnittsformen die nachstehenden Werte annimmt : Querschnitts- ein Kanal n Kanäle parallel form Kreis 1 (41a) n (41b) Quadrat 4 (42 a) 4 @ (42b) #' #" Rechteck (1 + m)2 (43 a) (1+m)2 (43b) #m #m flacher Spalt 3m (44a) 3m n (44b) (m » 1) 2# 2# wobei m das Verhältnis der Kantenlängen des rechteckigen Kanal querschnittes kennzeichnet und im weiteren durch die Beziehung eliminiert wird, in der h die kleinere Kante des rechteckigen Kanalquerschnittes beze ich net.According to the theory of oscillation, the forces of friction and acceleration are in equilibrium in the aperiodic limit case. In the case of complete wetting of the nozzle channel, this corresponds to the relationship according to equation (7) converted to the channel cross-sections in the f; the ratio of the pressure drop due to the friction in channel i to the pressure drop in a channel with the same length and area of the same but circular cross-sectional area and all forces on the meniscus in the nozzle bore 7 have been converted. Restricting the influence of the nozzle channel and damping area 2, equation (38) gives: and thus as a single form constant for the respective cross-sectional form: It is known from fluid dynamics that f takes the following values for various cross-sectional shapes: Cross-sectional one channel n channels parallel shape District 1 (41a) n (41b) Square 4 (42 a) 4 @ (42b) # '# " Rectangle (1 + m) 2 (43 a) (1 + m) 2 (43b) #m #m shallow gap 3m (44a) 3m n (44b) (m »1) 2 # 2 # where m denotes the ratio of the edge lengths of the rectangular channel cross-section and in the following by the relationship is eliminated, in which h I denote the smaller edge of the rectangular duct cross-section.

Auf diese Weise kann durch Vorgabe der konstruktiv gegebenen und technologisch realisierbaren Maße die Dimensionierung des Dämpfungsbereiches 2 festgelegt werden.In this way, by specifying the constructively given and technological realizable dimensions the dimensioning of the damping area 2 can be determined.

Nach dem 2. Ausführungsbeispiel der Erfindung seien hierzu folgende rte vorgegeben: # = 50 # 10-3 Nm-1 # = 1 # 103 kgm-3 # = 2 # 10-3 Pa # s AD = 5 # 10-9 m2 1D = 1 10 4 m lv = 104 m-1 (bei z. B. lv = 2 # 10-3 m@ Av Av = 0,2 # 10-6 m2) heraus folgt nach Gleichung (40) fv = 400,6.According to the second embodiment of the invention, the following are in this regard rte specified: # = 50 # 10-3 Nm-1 # = 1 # 103 kgm-3 # = 2 # 10-3 Pa # s AD = 5 # 10-9 m2 1D = 1 10 4 m lv = 104 m-1 (with e.g. lv = 2 # 10-3 m @ Av Av = 0.2 # 10-6 m2) it follows from equation (40) fv = 400.6.

Bei der Ausbildung des Dämpfungsbereiches 2 in mehrere schmale Spalten folgt nach Substitution von Gleichung (45) und somit danach ergibt sich h = 15,3 # 10-6 m.When the damping area 2 is formed into several narrow columns, after substituting equation (45), it follows and thus this results in h = 15.3 # 10-6 m.

Die für die Realisierung der Querschnittsfläche Av er; forderliche Gesamtbreite beträgt demnach 13 mm. Dementsprechend könnte der Dämpfungsbereich 2 beispielsweise durch 13 parallele, 1 mm breite und 15,3 lJm hohe Kanäle mit einer Länge von jeweils 2 mm realisiert werden. Es wäre aber auch denkbar, den Dämpfungsbereich 2 in Form eines Bündels von Kanälen quadratischen Querschnitts auszubilden. In diesem Fall ist und da m = 1 ist, ergibt sich entsprechend der Substitution nach Gleichung (45) und somit Daraus resultiert h = 25,0 # 10-6 m mit n = 320.The for the realization of the cross-sectional area Av er; The total width required is therefore 13 mm. Accordingly, the damping area 2 could be implemented, for example, by 13 parallel, 1 mm wide and 15.3 l / m high channels, each with a length of 2 mm. However, it would also be conceivable to design the damping area 2 in the form of a bundle of channels with a square cross section. In this case it is and since m = 1, we get according to the substitution according to equation (45) and thus This results in h = 25.0 # 10-6 m with n = 320.

Folglich könnte der Dämpfungsbereich 2 ebenso durch 320 parallele Kanäle mit einer Tinte von 25 tim x 25 im und 2 mm Länge gebildet werden. Damit ergibt sich in beiden Varianten des Ausführungsbeispiels zugleich auch eine deutliche Verringerung der Anfälligkeit gegen eventuelle Verschmutzungen, die in der Tinte mitgeführt werden. Da sich die Kreisfrequenz der freien ungedämpften Schwingung #o nach der Gleichung (13) in beiden Fällen zu #o = 20 467 errechnet, beträgt die Beruhigungszeit lediglich 307 is, so daß die maximal mögliche, stabile Tropfenfrequenz bei 3,25 kHz liegt.Consequently, the damping area 2 could also be parallel by 320 Channels are formed with an ink of 25 tim x 25 in and 2 mm in length. In order to In both variants of the exemplary embodiment, there is also a clear one at the same time Reduction of the susceptibility to possible dirt in the ink be carried. Since the angular frequency of the free undamped oscillation #o calculated according to equation (13) in both cases to #o = 20 467, is The settling time is only 307 is, so that the maximum possible, stable drop frequency is 3.25 kHz.

Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Zulaufkanal 2 Dämpfungsbe@eich 2a Wikrokanal 2b Stegbreite 2c Schlitz 3 Druckkammer 4 Energiewandlerelement 5 Ablaufkanal 6 Düsenplatte 7 Düsenbohrung 7 Senkung 7b zylindrischer Teil 7c Serührungsstelle S Gaze bzw. . Folie @a Durchbruch Platte @a Plattendicke Platte 11 Platte 12 Platte 13 Entlüftungskanal 13a Öffnung 14 Verschlußelement - L e e r s e i t e -List of the reference symbols used 1 inlet channel 2 damping area 2a Wikrokanal 2b web width 2c slot 3 pressure chamber 4 energy converter element 5 drainage channel 6 Nozzle plate 7 Nozzle bore 7 Countersink 7b cylindrical part 7c Contact point S gauze respectively. Foil @a breakthrough plate @a plate thickness plate 11 plate 12 plate 13 ventilation duct 13a opening 14 closure element - L e r s e i t e -

Claims

Patent claim 1. Inkjet print head with ink viscosity-dependent damping device and demand-oriented droplet ejection, consisting of pressure chambers with energy converter elements used to generate brief pressure pulses, damping areas and inlet channels that connect to one or more ink reservoirs and outwardly moving nozzle bores that are directly or indirectly drilled via drainage channels are connected to the pressure chambers, characterized in that the quotient of the length (1v)) and the cross-sectional area (Av) of each damping area (2) is minimized and the length (lv) and cross-sectional area (Av) of each damping area (2) of the equation correspond, in which the dynamic viscosity of the ink, the density of the ink, the surface tension of the ink, the length of the nozzle bore (7) and AD denotes the cross-sectional area of the nozzle bore (7) and f ei ne shape constant is that for the formation of the damping area (2) as a channel with a circular cross-sectional area the value 1, (41a) as n channels with circular cross-sectional areas the value n, (41b) as a channel with a rectangular cross-sectional area as n channels with rectangular cross-sectional areas as a channel with a very flat, Spaltförmi ger cross-sectional area or as n channels with very flat, gap-shaped cross-sectional areas at n in mt, where m represents the quotient between the larger and the smaller edge length of the rectangular duct cross-sectional area.

2. Inkjet print head according to claim 1, characterized in that the damping area (2) consists of a microchannel (2a) whose length (lm)) is minimized and whose cross-sectional area (Am) corresponds to the calculation formula in the lv = 1 t Av Am and the contact angle between the wall of the nozzle bore (7) and the ink surface, is dimensioned.

3. Ink jet print head according to claim 1 or 2, characterized in that the cross-sectional area (AK) of the section between the pressure chamber (3) and the front, narrowing region of each drainage channel (5) according to the relationship is designed in the corresponds to and the compressibility coefficient of the ink, vo the exit speed of the ink from the nozzle bore (7), tp the duration of the pressure; 1K denotes the length of the drainage channel (5), d the diameter of the nozzle hole (7) and dm the diameter of the micro channel (2a).

4. Inkjet print head according to claim 2, characterized in that that the microchannels (2a) are formed by two superimposed plates (9; 10) and the length (lm) and the cross-sectional area (Am) of each microchannel (2a) through the formation of defined web widths (2b) and corresponding slots (2c) is determined in the plates (10; 9) or by the plate thickness (9a).

5. Inkjet print head according to claim 2, characterized in that that the ink supply is arranged approximately vertically via one or more Inlet channels (1) takes place, the cross-sectional area of which is significantly larger than the cross-sectional area (A)) of the microchannel (2a) is i, and the connection between the inlet channels (1) and pressure chambers (3) is formed by the microchannels (2a).

6. Inkjet print head according to claim 5, characterized in that that the inlet channels (1) above the branches of the micro channels (2a) in ventilation channels (13) pass over, which have openings (13a) secured by closure elements (14).

7. An ink jet printhead according to claim 1 or 2; characterized by that the nozzle bores (7) have frustoconical depressions (7a) which are congruent on the outward opening of the drainage channels (5).

8. Ti ntenstrahldruckkopf according to claim 7i, characterized in that, that the frustoconical depressions (7a) in the nozzle bores (7) are electroerosive or by means of an etching process.

9. ink jet print head according to claim 2, characterized in that that between the pressure chambers (3) and the nozzle bores (7) in the area of the drainage channels (5) a gauze (8) made of metal or plastic fabric or a perforated film (8) is arranged, each only in the area of the inner openings of the drainage channels (5) is permeable and a smaller or smaller than the nozzle bore diameter slightly coarser maximum mesh size and a maximum thread diameter respectively.

has a maximum web width smaller than the mesh size.