DE4026457A1 - Tintenstrahl-druckkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Druckkopf mit einer elektro-thermische Wandlerelemente tragenden Platte, mit Tinten­ kanälen, die von in einem weiteren Bauteil ausgebildeten Vertie­ fungen und zumindest teilweise von der Platte gebildet sind, mit einem Tintenvorratsbehälter und mit einer Zweigleitung, die mehrere Tintenkanäle mit dem Tintenvorratsbehälter verbindet.

Ein derartiger, aus der EP 02 10 848 A2 bekannter Tintenstrahl- Druckkopf enthält eine Platte mit einer Vielzahl von elektro­ thermischen Wandlerelementen, die jeweils von einer Heizwider­ standsschicht gebildet sind und Zuleitungen zur Ansteuerung mit Stromimpulsen aufweisen. In einer Kanalplatte sind Vertiefungen eingearbeitet, die teilweise unter Bildung von Tintenkanälen von der Platte abgedeckt werden. Die Tintenkanäle enden jeweils einerseits an der Stirnfläche der Kanalplatte in Tintenaus­ trittsöffnungen und münden andererseits in eine gemeinsame Zweigleitung, die zur Tintenzufuhr mit einem separaten Tinten­ vorratsbehälter in Verbindung steht. Bei dem bekannten Tinten­ strahl-Druckkopf bedarf es neben der Herstellung des Tintenvor­ ratsbehälters und der die elektro-thermischen Wandlerelemente tragenden Platte eines erheblichen weiteren fertigungstechni­ schen Aufwandes zur Herstellung der Kanalplatte bzw. der in ihr enthaltenen Vertiefungen und der Zweigleitung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintenstrahl- Druckkopf zu schaffen, der äußerst einfach und damit kosten­ günstig herzustellen ist, insbesondere im Hinblick auf die Herstellung eines Einweg-Tintenstrahl-Druckkopfes, der nach Erschöpfung seines Tintenvorrates komplett ausgetauscht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Tintenstrahl-Druck­ kopf der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die Vertie­ fungen und die Zweigleitung im Material des Tintenvorratsbe­ hälters ausgebildet sind. Der erfindungsgemäße Tintenstrahl- Druckkopf weist damit in vorteilhafter Weise nur noch zwei fertigungsintensive Bauteile, nämlich die die thermischen Wandlerelemente tragende Platte und den Tintenvorratsbehälter auf. Sowohl die Zweigleitung als auch die die Tintenkanäle bildenden Vertiefungen können hochpräzise beispielsweise in einem Kunststoff-Spritzgußteil ausgebildet werden. Der dazu notwendige Formeinsatz kann in üblicher Weise galvanisch gefer­ tigt werden, wie es in der fertigungstechnischen Literatur aus­ führlich beschrieben ist (siehe z. B. "Berechenbarkeit von Spritzgießwerkzeugen", VDI-Gesellschaft Kunststofftechnik, VDI-Verlag GmbH, Düsseldorf, 1974, Seite 154 ff. oder "Mikrome­ chanik, Mikrofertigung mit Methoden der Halbleitertechnologie", A. Heuberger (Herausgeber), Berlin, Springer-Verlag, 1989).

Eine fertigungstechnisch vorteilhafte Fortbildung des erfin­ dungsgemäßen Tintenstrahl-Druckkopfes besteht darin, daß die Vertiefungen in das Material eingeprägt sind. Beim Spritzpres­ sen bzw. beim Spritzprägen wird ein vorgegebener Druck- und Temperaturparameter-Bereich durchfahren, so daß die mittels galvanischer Verfahren hergestellten Formeinsätze zu einer besonders maßhaltigen Ausbildung der Vertiefungen führen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines einzigen figür­ lichen Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die Figur zeigt einen Ausschnitt eines Tintenstrahl-Druckkopfes, der eine Platte 1 und einen (nur teilweise gezeigten) Tintenvor­ ratsbehälter 2 enthält. Auf der Platte 1 sind in der Art des eingangs beschriebenen, aus der EP 02 10 848 A2 bekannten Tintenstrahl-Druckkopfes eine Vielzahl elektro-thermischer Wandlerelemente ausgebildet, von denen nur ein Wandlerelement 3 im Schnitt durch einen Tintenkanal 4 gezeigt ist. Der Tinten­ kanal 4 ist von einer von der Platte 1 bedeckten Vertiefung 5 (Materialaussparung) im Material des Tintenvorratsbehälters 2 gebildet. Der Tintenkanal 4 endet im Bereich der Stirnseite des Tintenvorratsbehälters 2 an einer Tintenaustrittsöffnung 6 und mündet mit seinem anderen Ende 7 in eine Zweigleitung 8, die von einer Materialaussparung an der Oberseite des Tintenvorrats­ behälters 2 gebildet ist.

Jedes Wandlerelement 3 ist über eine elektrische Zuleitung 9 mit einem Anschlußpunkt 10 verbunden. An seiner anderen Seite ist jedes Wandlerelement 3 mit einem Sammelleiter 11 verbunden, so daß jedes Wandlerelement 3 über einen über den Anschlußpunkt 10 zugeführten Stromimpuls individuell erregbar ist. Eine Erregung des Wandlerelements 3 hat eine kurzzeitige thermische Überhitzung der Tinte in dem Tintenkanal 4 zur Folge, die zum Austritt eines Tintentröpfchen 12 aus der Austrittsöffnung 6 führt. Der Tintenvorratsbehälter 2 ist mit einer geeigneten Tinte 13 gefüllt, die durch die Zweigleitung 8 jedem einzelnen Tintenkanal 4 zugeführt wird. Als Material für den Tintenvor­ ratsbehälter 2 wird vorzugsweise ein spritzgußgeeigneter Kunst­ stoff verwendet. Vorzugsweise werden die Vertiefungen 5 und die Zweigleitung 8 im Material des Tintenvoratsbehälters 2 durch Spritzpressen oder Spritzprägen ausgebildet. Die dafür erforder­ lichen Spritzgußwerkzeuge sind mit bekannten Verfahren der LIGA-Technik (Lithographie- und Galvano-Technik) oder anderen galvanischen Verfahren herstellbar und ermöglichen die maßge­ naue Herstellung einer Vielzahl von Tintenstrahl-Druckköpfen.

Auf den Anschlußpunkt 10 ist eine Lotmenge 15 aufgebracht, die in Gegenwart eines Endes 16 einer leitend beschichteten Folie 17 über den Schmelzpunkt der Lotmenge 15 hinaus erwärmt wird, so daß eine Lötverbindung zwischen dem Anschlußpunkt 10 und dem Ende 16 entsteht. Am anderen Ende 18 ist die Folie 17 zur Kontaktierung mit einer nichtgezeigten Steuereinrichtung ausgebildet.

Claims (2)

1. Tintenstrahl-Druckkopf mit einer elektro-thermische Wandler­ elemente (3) tragenden Platte (1), mit Tintenkanälen (4), die von in einem weiteren Bauteil ausgebildeten Vertiefungen (5) und zumindest teilweise von der Platte gebildet sind, mit einem Tintenvorratsbehälter (2) und mit einer Zweigleitung (8), die mehrere Tintenkanäle (4) mit dem Tintenvorratsbehälter (2) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (5) und die Zweigleitung (8) im Material des Tintenvorratsbehälters (2) ausgebildet sind.

2. Tintenstrahl-Druckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (5) in das Material eingeprägt sind.