EP0040784A2 - Arrangement for a print head in a matrix ink jet writing device - Google Patents

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EP0040784A2
EP0040784A2 EP81103805A EP81103805A EP0040784A2 EP 0040784 A2 EP0040784 A2 EP 0040784A2 EP 81103805 A EP81103805 A EP 81103805A EP 81103805 A EP81103805 A EP 81103805A EP 0040784 A2 EP0040784 A2 EP 0040784A2
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ink channels
ink
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impression point
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Günter Dipl.-Ing. Rosenstock
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Siemens AG
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    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
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    • B41J2/005Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01Ink jet
    • B41J2/135Nozzles
    • B41J2/145Arrangement thereof
    • B41J2/155Arrangement thereof for line printing

Definitions

  • the invention relates to an arrangement for a print head in ink mosaic writing devices with a plurality of ink channels running in the write head and approaching one another in the direction of the impression point.
  • Ink mosaic writing devices are known in which the ink droplets are sprayed from a plurality of nozzles against a recording medium and form a raster-shaped symbol thereon (DE-OS 25 43 457).
  • Cylindrical tubes are used as nozzles or ink channels, which are connected on one side to a writing fluid reservoir and on the other side end at an outlet opening in front of the impression point. If necessary, a nozzle plate can be provided as an additional end part.
  • the ink ejection is controlled by piezoelectric drive elements which can be controlled individually, thereby generating a shock wave in the interior of the ink channel and causing the ejection of a defined ink droplet.
  • the font quality that can be achieved in this way does not always meet the desired requirements due to the fact that the ink channels at the impression point or on the nozzle plate are not close enough to be rewarded.
  • a reduction in the distance between the ink channels in this area due to the use of thinner ink channels reaches both technological and manufacturing limits.
  • high flow losses occur inside, which leads to an increase in the voltages required for the operation of the drive elements.
  • the invention has for its object to provide an arrangement for printheads in ink mosaic devices, which allows a narrower division of the ink channels in the area of the impression and thus a higher resolution without known influences, without affecting the flow properties.
  • the ink channels have a wedge-shaped taper at their end facing the impression point, and in that the outlet openings are each arranged in the mouth slot of the wedge-shaped taper. This advantageously results in the possibility of refining the division by at least twice with the same minimum wall thickness between the individual ink channels.
  • the ink channels can be arranged such that their mouth slots in the area of the impression point are parallel to the latter and the outlet openings form a row.
  • Another arrangement is characterized in that the ink channels are arranged in at least two planes in such a way that their orifices form at least two rows which are offset with respect to one another and lie parallel to the latter in the region of the impression point.
  • the wedge-shaped tapering of the ink channels can be chamfered at their front end according to a further embodiment of the invention.
  • the ink channel 1 shown in FIG. 1 has a wedge-shaped taper 2 at its front end facing the impression point, which ends with an orifice slot 3. In this there is the outlet opening 4.
  • This design makes it possible to keep the cross section of the ink channel 1 as large as possible and above all constant up to close to the impression point, as a result of which the flow losses remain low.
  • the height of the ink channel 1 at its front end is only limited by the division and the minimum wall thickness of the partition between the channels.
  • the width of the ink channel can be selected in accordance with the tools, for example needles, provided in the print head for producing the ink channels.
  • the wedge-shaped taper can lead to the formation of empty spaces in the area of the impression, for example between the outlet openings and the nozzle plate, in which air bubbles can accumulate. This has a disruptive effect on the function of the write head in that these air bubbles dampen the pressure wave inside the ink channels and adversely affect or prevent the ejection of ink droplets. This can be avoided by the fact that, as shown in FIGS. 2 and 3, the wedge-shaped taper 2 is chamfered at its front end.
  • the bevel can be applied on both sides (bevel 5 in FIG. 2) or only on one side (bevel 6 in FIG. 3). Possibly. accumulated air bubbles can now escape through the outlet opening 4.
  • FIGS. 4 and 5 show an example of the arrangement of 24 ink channels in a write head.
  • the total of 24 ink channels 1 running in the write head 7, which are each tapered in a wedge shape, are arranged here in four planes, the orifice slots 3 of the 24 ink channels form two rows and are offset from each other.
  • the outlet openings 4 form two rows.
  • the invention is not limited to the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5. Rather, it is within the scope of the invention to arrange the ink channels in more or fewer planes and the orifice slots in more or fewer rows.

Abstract

Tintenmosaikschreibeinrichtung mit einer Vielzahl von im Schreibkopf (7) angeordneten und jeweils an einer Austrittsstelle endenden Tintenkanälen (1). Die Tintenkanäle (1) besitzen in Richtung zur Austrittsstelle keilförmige Verjüngungen (2), damit ist eine enge Teilung der Austrittsöffnungen möglich.Ink mosaic writing device with a plurality of ink channels (1) arranged in the writing head (7) and each ending at an exit point. The ink channels (1) have wedge-shaped tapers (2) in the direction of the exit point, so that a narrow division of the exit openings is possible.

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für einen Schreibkopf in Tintenmosaikschreibeinrichtungen mit mehreren im Schreibkopf verlaufenden sich in Richtung zur Abdruckstelle einander annähernden Tintenkanälen.The invention relates to an arrangement for a print head in ink mosaic writing devices with a plurality of ink channels running in the write head and approaching one another in the direction of the impression point.

Es sind Tintenmosaikschreibeinrichtungen bekannt, bei denen die Tintentröpfchen aus mehreren Düsen gegen einen Aufzeichnungsträger gespritzt werden und auf diesem ein rasterförmiges Zeichen bilden (DE-OS 25 43 457). Als Düsen oder Tintenkanäle werden dabei zylindrische Röhrchen verwendet, die auf der einen Seite mit einem Schreibflüssigkeitsreservoir in Verbindung stehen und an ihrer anderen Seite an einer Austrittsöffnung vor der Abdruckstelle enden. Bedarfsweise kann als zusätzliches Abschlußteil noch eine Düsenplatte vorgesehen sein. Die Steuerung des Tintenausstoßes erfolgt bei bekannten Einrichtungen dieser Art durch piezoelektrische Antriebselemente, die individuell ansteuerbar sind, dabei eine Stoßwelle im Inneren des Tintenkanals erzeugen und den Ausstoß eines definierten Tintentröpfchens bewirken. Aus der Abhängigkeit von der Größe eines gewünschten Schreibrasters und abhängig von der gewünschten Auflösung der Tintentröpfchen auf dem Aufzeichnungsträger innerhalb des Rasters ergeben sich Forderungen für die Anzahl der Tintenkanäle und deren räumliche Anordnung im Schreibkopf. Für eine Tintenmosaikschreibeinrichtung ist es bekannt geworden (DE-OS 25 43 451), die Tintenkanäle von der Abdruckstelle strahlenförmig, knickfrei wegfluchtend anzuordnen. Damit ist es möglich, die sich an ihrem, der Abdruckstelle zugewandten Ende konisch verjüngenden Tintenkanäle einerseits im Bereich der Abdruckstelle räumlich eng zusanmenzuführen, andererseits im Bereich eines größeren Abstandes der Tintenkanäle voneinander die Antriebselemente für die einzelnen Tintenkanäle mit den erforderlichen Steuerzuleitungen anzuordnen. Mit diesen Maßnahmen wird ein einfacher Aufbau des Schreibkopfes erreicht und dessen Größe auf ein handliches Maß reduziert. Allerdings entspricht die damit erreichbare Schriftqualität wegen der nicht belobig engen Zusammenführung der Tintenkanäle an der Abdruckstelle oder an der Düsenplatte, nicht immer den gewünschten Anforderungen. Eine Verringerung des Abstandes zwischen den Tintenkanälen in diesem Bereich durch Verwendung dünnerer Tintenkanäle stößt sowohl an technologische als auch an fertigungstechnische Grenzen. Außerdem treten bei Verwendung sehr enger, langer Tintenkanäle hohe Strömungsverluste in derem Inneren auf, was zu einer Erhöhung der zum Betrieb der Antriebselemente erforderlichen Spannungen führt.Ink mosaic writing devices are known in which the ink droplets are sprayed from a plurality of nozzles against a recording medium and form a raster-shaped symbol thereon (DE-OS 25 43 457). Cylindrical tubes are used as nozzles or ink channels, which are connected on one side to a writing fluid reservoir and on the other side end at an outlet opening in front of the impression point. If necessary, a nozzle plate can be provided as an additional end part. In known devices of this type, the ink ejection is controlled by piezoelectric drive elements which can be controlled individually, thereby generating a shock wave in the interior of the ink channel and causing the ejection of a defined ink droplet. The dependency on the size of a desired writing grid and the desired resolution of the ink droplets on the recording medium within the grid result in demands for the number of ink channels and their spatial arrangement in the writing head. For an ink mosaic writing device, it has become known (DE-OS 25 43 451) to arrange the ink channels in a radial, kink-free manner from the impression point. This makes it possible to find yourself at their, the impression point the conical tapered ink channels on the one hand in the area of the impression point, on the other hand to arrange the drive elements for the individual ink channels with the necessary control leads in the area of a larger distance between the ink channels. With these measures, a simple construction of the print head is achieved and its size is reduced to a handy size. However, the font quality that can be achieved in this way does not always meet the desired requirements due to the fact that the ink channels at the impression point or on the nozzle plate are not close enough to be rewarded. A reduction in the distance between the ink channels in this area due to the use of thinner ink channels reaches both technological and manufacturing limits. In addition, when using very narrow, long ink channels, high flow losses occur inside, which leads to an increase in the voltages required for the operation of the drive elements.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für Schreibköpfe in Tintenmosaikeinrichtungen zu schaffen, die eine gegenüber bekannten Anordnungen engere Teilung der Tintenkanäle im Bereich der Abdruckstelle und damit eine höhere Auflösung ermöglicht, ohne daß die Strömungseigenschaften störend beeinflußt werden.The invention has for its object to provide an arrangement for printheads in ink mosaic devices, which allows a narrower division of the ink channels in the area of the impression and thus a higher resolution without known influences, without affecting the flow properties.

Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß die Tintenkanäle an ihrem der Abdruckstelle zugewandten Ende eine keilförmige Verjüngung aufweisen, und daß die Austrittsöffnungen jeweils im Mündungsschlitz der keilförmigen Verjüngung angeordnet sind. Damit ergibt sich in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die Teilung bei gleicher Mindestwandstärke zwischen den einzelnen Tintenkanälen mindestens um das Doppelte zu verfeinern.This object is achieved in that the ink channels have a wedge-shaped taper at their end facing the impression point, and in that the outlet openings are each arranged in the mouth slot of the wedge-shaped taper. This advantageously results in the possibility of refining the division by at least twice with the same minimum wall thickness between the individual ink channels.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können die Tintenkanäle derart angeordnet sein, daß deren M'ün.dungsschlitze im Bereich der Abdruckstelle parallel zu dieser liegen und die Austrittsöffnungen eine Reihe bilden. Eine andere Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Tintenkanäle in mindestens zwei Ebenen angeordnet sind, derart, daß deren Mündungsschlitze im Bereich der Abdruckstelle mindestens zwei parallel zu dieser liegende gegeneinander versetzte Reihen bilden. Dadurch ist es möglich, die Anzahl der Tintenkanäle und damit auch die Anzahl der Austrittsöffnungen bei etwa gleichen Abmessungen des Schreibkopfes erheblich zu vergrößern, was sich sehr vorteilhaft auf die Schriftqualität auswirkt. Insbesondere erscheinen dann auch Rundungen und Schrägen als geschlossene Linien. Da nunmehr die Anzahl der Austrittsöffnungen erheblich größer gemacht werden kann, entfällt auch eine sehr eng tolerierte Grenze für die Schrifthöhe, d.h. die Anwendung der Erfindung ermöglicht auch, Unter- bzw. Überstreichungen oder Oberlängen für Akzente zu schreiben.According to an advantageous embodiment of the invention, the ink channels can be arranged such that their mouth slots in the area of the impression point are parallel to the latter and the outlet openings form a row. Another arrangement is characterized in that the ink channels are arranged in at least two planes in such a way that their orifices form at least two rows which are offset with respect to one another and lie parallel to the latter in the region of the impression point. This makes it possible to considerably increase the number of ink channels and thus also the number of outlet openings with approximately the same dimensions of the print head, which has a very advantageous effect on the font quality. In particular, curves and slants appear as closed lines. Since the number of outlet openings can now be made significantly larger, there is also no very narrow tolerance limit for the font height, i.e. the application of the invention also makes it possible to write underlines or overlines or ascenders for accents.

Zur Verbesserung der Betriebsweise kann gemäß weiterer Ausgestaltung der Erfindung die keilförmige Verjüngung der Tintenkanäle an ihrem vorderen Ende abgeschrägt sein.In order to improve the mode of operation, the wedge-shaped tapering of the ink channels can be chamfered at their front end according to a further embodiment of the invention.

Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden an Hand der Zeichnungen erläutert. Dort zeigen

  • Fig. 1, 2 und 3 jeweils ein Ausführungsbeispiel für einen Tintenkanal mit einer keilförmigen Verjüngung ohne Abschrägung und mit einer Abschrägung am vorderen Ende.
  • Fig. 4 zeigt eine Anordnung von 24 keilförmig verjüngten Tintenkanälen in einem Schreibkopf und
  • Fig. 5 zeigt die Anordnung nach Fig. 4 in perspektifischer Darstellung.
Details of the invention are explained below with reference to the drawings. Show there
  • 1, 2 and 3 each show an embodiment for an ink channel with a wedge-shaped taper without a bevel and with a bevel at the front end.
  • Fig. 4 shows an arrangement of 24 wedge-shaped tapered ink channels in a print head and
  • FIG. 5 shows the arrangement according to FIG. 4 in a perspective representation.

Der in Fig. 1 dargestellte Tintenkanal 1 besitzt an seinem vorderen, zur Abdruckstelle hin gewandten Ende eine keilförmige Verjüngung 2, die mit einem Mündungsschlitz 3 abschließt. In diesem befindet sich die Austrittsöffnung 4. Diese Gestaltung erlaubt es, den Querschnitt des Tintenkanals 1 bis nahe an die Abdruckstelle hin möglichst groß und vor allem konstant zu halten, wodurch die Strömungsverluste gering bleiben. Die Höhe des Tintenkanals 1 an seinem vorderen Ende ist nur durch die Teilung und die Mindestwandstärke der Trennwand zwischen den Kanälen begrenzt. Die Breite des Tintenkanals kann entsprechend dem zur Herstellung der Tintenkanäle im Schreibkopf vorgesehenen Werkzeuge, beispielsweise Nadeln, gewählt werden.The ink channel 1 shown in FIG. 1 has a wedge-shaped taper 2 at its front end facing the impression point, which ends with an orifice slot 3. In this there is the outlet opening 4. This design makes it possible to keep the cross section of the ink channel 1 as large as possible and above all constant up to close to the impression point, as a result of which the flow losses remain low. The height of the ink channel 1 at its front end is only limited by the division and the minimum wall thickness of the partition between the channels. The width of the ink channel can be selected in accordance with the tools, for example needles, provided in the print head for producing the ink channels.

Die keilförmige Verjüngung kann dazu führen, daß sich im Bereich der Abdruckstelle, beispielsweise zwischen den Austrittsöffnungen und der Düsenplatte Leerräume bilden, in denen sich Luftbläschen ansammeln können. Das hat insofern einen störenden Einfluß auf die Funktion des Schreibkopfes, als diese Luftbläschen zu einer Dämpfung der Druckwelle im Inneren der Tintenkanäle führen und das Ausstoßen von Tintentröpfchen nachteilig beeinflussen oder verhindern. Das läßt sich dadurch vermeiden, daß wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, die keilförmige Verjüngung 2 an ihrem vorderen Ende abgeschrägt ist. Die Abschrägung kann dabei beidseitig (Abschrägung 5 in Fig. 2) oder nur einseitig (Abschrägung 6 in Fig. 3) angebracht sein. Evtl. angesammelte Luftbläschen können nun über die Austrittsöffnung 4 entweichen.The wedge-shaped taper can lead to the formation of empty spaces in the area of the impression, for example between the outlet openings and the nozzle plate, in which air bubbles can accumulate. This has a disruptive effect on the function of the write head in that these air bubbles dampen the pressure wave inside the ink channels and adversely affect or prevent the ejection of ink droplets. This can be avoided by the fact that, as shown in FIGS. 2 and 3, the wedge-shaped taper 2 is chamfered at its front end. The bevel can be applied on both sides (bevel 5 in FIG. 2) or only on one side (bevel 6 in FIG. 3). Possibly. accumulated air bubbles can now escape through the outlet opening 4.

Ein Beispiel für die Anordnung von 24 Tintenkanälen in einem Schreibkopf, zeigen Fig. 4 und 5. Die im Schreibkopf 7 verlaufenden, insgesamt 24 Tintenkanäle 1, die jeweils keilförmig verjüngt sind, sind hier in vier Ebenen angeordnet, wobei die Mündungsschlitze 3 der 24 Tintenkanäle zwei Reihen bilden und gegeneinander versetzt sind. An der Abdruckstelle, beispielsweise an einer vor den Austrittsöffnungen liegenden Düsenplatte 8, bilden die Austrittsöffnungen 4 zwei Reihen. Die Erfindung ist jedoch nicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 4 und 5 beschränkt. Vielmehr liegt es im Rahmen der Erfindung, die Tintenkanäle auch in mehr oder weniger Ebenen bzw. die Mündungsschlitze in mehr oder weniger Reihen anzuordnen.4 and 5 show an example of the arrangement of 24 ink channels in a write head. The total of 24 ink channels 1 running in the write head 7, which are each tapered in a wedge shape, are arranged here in four planes, the orifice slots 3 of the 24 ink channels form two rows and are offset from each other. At the impression point, for example on a nozzle plate 8 located in front of the outlet openings, the outlet openings 4 form two rows. However, the invention is not limited to the exemplary embodiment according to FIGS. 4 and 5. Rather, it is within the scope of the invention to arrange the ink channels in more or fewer planes and the orifice slots in more or fewer rows.

Die Erstellung eines Schreibkopfes mit den erfindungsgemäß gestalteten Tintenkanälen kann aufwandsarm nach dem Gießverfahren erfolgen. Dazu werden bekanntlich vor dem eigentlichen Vergießen des Schreibkopfes in diesen Nadeln eingebracht, die die Hohlräume für die Tintenkanäle bilden. Es ist nunmehr nur erforderlich, an diese Nadeln zwei ebene Flächen anzuschleifen, deren Schnittkanten normal zur Nadelachse stehen und diese schneiden. Die mechanische Festigkeit der Nadeln bleibt erhalten.The creation of a print head with the ink channels designed according to the invention can be carried out with little effort using the casting process. For this purpose, it is known that prior to the actual casting of the print head, needles are introduced into these, which form the cavities for the ink channels. It is now only necessary to grind two flat surfaces on these needles, the cutting edges of which are normal to the needle axis and cut them. The mechanical strength of the needles is retained.

Claims (5)

1. Anordnung für einen Schreibkopf in Tintenmosaikschreibeinrichtungen mit mehreren im Schreibkopf verlaufenden sich in Richtung zur Abdruckstelle einander annähernden Tintenkanälen,
dadurch gekennzeichnet , daß die Tintenkanäle (1) an ihren der Abdruckstelle zugewandten Ende eine keilförmige Verjüngung (2) aufweisen, und daß die Austrittsöffnungen (4) jeweils im Mündungsschlitz (3) der keilförmigen Verjüngung (2) angeordnet sind.
1. Arrangement for a printhead in ink mosaic writing devices with a plurality of ink channels running in the printhead and approaching one another in the direction of the impression point,
characterized in that the ink channels (1) have a wedge-shaped taper (2) at their end facing the impression point, and in that the outlet openings (4) are each arranged in the orifice slot (3) of the wedge-shaped taper (2).
2. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Tintenkanäle (1) derart angeordnet sind, daß deren Mündungsschlitze (3) im Bereich der Abdruckstelle parallel zu dieser liegen und die Austrittsöffnungen (4) eine Reihe bilden.
2. Arrangement according to claim 1,
characterized in that the ink channels (1) are arranged in such a way that their orifice slots (3) are parallel to the impression point in the region of the impression point and the outlet openings (4) form a row.
3. Anordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet , daß die Tintenkanäle (1) in mindestens zwei Ebene angeordnet sind, derart, daß deren Mündungsschlitze (3) im Bereich der Abdruckstelle mindestens zwei parallel zu dieser liegende gegeneinander versetzte Reihen bilden.
3. Arrangement according to claim 1,
characterized in that the ink channels (1) are arranged in at least two planes in such a way that their mouth slots (3) form at least two mutually offset rows in the region of the impression point lying parallel to the latter.
4. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die keilförmige Verjüngung (2) beidseitig von der im Mündungsschlitz (3) angeordneten Austrittsöffnung (4) abgeschrägt ist.4. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wedge-shaped taper (2) is chamfered on both sides of the outlet opening (4) arranged in the mouth slot (3). 5. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die keilförmige Verjüngung (2) einseitig von der im Mündungsschlitz (3) liegenden Austrittsöffnung (4) abgeschrägt ist.5. Arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the wedge-shaped taper (2) is chamfered on one side by the outlet opening (4) lying in the orifice slot (3).
EP81103805A 1980-05-23 1981-05-18 Arrangement for a print head in a matrix ink jet writing device Ceased EP0040784A3 (en)

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