EP0183224B1

EP0183224B1 - Schreibkopf für Tintenschreibeinrichtungen

Info

Publication number: EP0183224B1
Application number: EP85114981A
Authority: EP
Inventors: Martin Dipl.-Ing. Behrens (Fh); Ingolf Dipl.-Ing. Depta (Fh); Günter Dr. Ing. Rosenstock
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-11-29
Filing date: 1985-11-26
Publication date: 1989-10-04
Also published as: DE3573391D1; US4665409A; JPS61134264A; EP0183224A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Schreibkopf für Tintenschreibeinrichtungen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Zum Aufbau von Schreibköpfen für Tintenschreibeinrichtungen ist es bekannt (DE-Patentschrift 2 543 451), eine vormontierte, Formnadeln und röhrenförmige Piezoelemente enthaltende Einheit zu vergießen, wobei nach dem Entfernen der Formnadeln im Schreibkopf die Tintenkanäle entstehen. Die Tintenkanäle sind an dem der Schreibstelle zugewandten Ende mit einer Düsenplatte abgeschlossen. Am anderen Ende der Tintenkanäle stehen diese mit einem Tintenversorgungssystem in Verbindung. Der damit verbundene Fertigungsaufwand ist relativ groß und erfordert ein hohes Maß an manueller Tätigkeit. Insbesondere stellt die Einhaltung sehr enger Toleranzen hohe Anforderungen, was häufig zu aufwendigen Nachbehandlungen der Einzelteile führt.
Zur Reduzierung des Aufwandes ist es weiterhin bekannt (DE-A 3 234 408), die Tintenkanäle und die diesen zugeordneten Piezoröhrchen zu einer sogenannten Piezorohrgruppe zusammenzufassen. Die Tintenkanäle sind dabei fächerförmig angeordnet und verlaufen von einem gemeinsamen Steg ausgehend konvergierend nach vorne, wo sie in einer vorderen Kegelfläche zusammengefaßt sind. Die Herstellung einer derartigen Piezorohrgruppe ist vor allem wegen der sehr engen Teilung der Tintenkanäle am vorderen Bereich der Piezorohrgruppe nicht einfach; weiterhin ist auch zur Justierung der Piezoröhrchen, die in die Einheit mit einbezogen sind, ein beträchtlicher Aufwand, erforderlich.
Schließlich ist es zur Herstellung eines Schreibkopfes bekannt (EP-A 0 063 637), eine Reihe von Führungsnadeln zunächst in einer Halterung zu fixieren, dann mit den Piezoröhrchen zu bestücken und anschließend zu vergießen. Zur Bildung der Tintenkanäle werden dann die Führungsnadeln herausgezogen. Auch in diesem Fall ist der Aufwand beträchtlich, da nach wie vor im großen Umfang sehr exakte manuelle Tätigkeiten erforderlich sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Schreibkopf für Tintenschreibeinrichtungen zu schaffen, zu dessen Aufbau wenige, aufwandsarm herstellbare Einzelteile benötigt werden, die durch einfache Montagevorgänge ohne zusätzliche Nachbearbeitung der Einzelteile zusammengefügt werden können und der im Betrieb eine hohe Funktionssicherheit gewährleistet.
Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
Die für den erfindungsgemäßen Aufbau des Schreibkopfes vorgesehene und im folgenden als Kanalblock bezeichnete Einheit, die die an einem gemeinsamen Trägerteil angeordneten, parallel zueinander verlaufenden Tintenkanäle umfaßt, kann in einfacher Weise z. B. als Kunststoffspritzteil hergestellt werden. Die Bestückung dieser Einheit mit den Piezoröhrchen geschieht durch einfaches Aufstecken auf die, über ihre gesamte Länge parallel verlaufenden Tintenkanäle. Die Kontaktierung geschieht mit Kontaktelementen einer vorzugsweise als Kunststoffplatte mit Leiterbahnen ausgeführten Kontaktvorrichtung. Auch die an einer Seite des Kanalblocks befestigte Kanalplatte sowie das für ein Ausführungsbeispiel vorgesehene plattenförmige Halteteil kann vorzugsweise als Spritzteil vorgefertigt und in einfacher Weise montiert werden. Die gesamte Einheit kann schließlich vollständig oder teilweise vergossen werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Kanalplatte an der rückwärtigen Fläche des Trägerteils spaltenfrei und tintendicht befestigt. In diesem Falle ist das plattenförmige Halteteil zur steckbaren Aufnahme der freien Enden der Tintenkanäle zusätzlich vorgesehen, über das dann auch die Tintenversorgung erfolgt. Weitere im Rahmen der Erfindung liegende Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Einzelheiten der Erfindung werden im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dort zeigen

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei der die Kanalplatte an der rückwärtigen Fläche des Halteteiles befestigt ist und
Fig. 2 bis Fig. 6 einige ausgestaltende Details der Anordnung nach Fig. 1.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 besteht der Kanalblock aus dem Trägerteil 1 und den daran angeformten parallel verlaufenden Tintenkanälen 2. Nach dem Einsetzen einer hier nicht dargestellten Kontaktierungsvorrichtung werden die Piezoröhrchen 3 auf die Tintenkanäle 2 aufgesteckt, dort befestigt und kontaktiert. Die Kanalplatte 5 ist spaltenfrei und tintendicht an der Rückwand des Trägerteils 1 des Kanalblocks befestigt. Die freien Enden 4 der Tintenkanäle 2 sind in Öffnungen 16 eines plattenförmigen Halteelements eingesteckt, das im folgenden als Deckplatte 17 bezeichnet wird. Über diese Deckplatte 17 ist das Tintenversorgungssystem angeschlossen, das in diesem Falle für alle Tintenkanäle 2 gemeinsam ist. Die Verbindung zwischen den Tintenkanälen 2 und der Tintenversorgung, die hier nicht dargestellt ist, erfolgt über die Öffnungen 16 in der Deckplatte 17. Um die Festigkeit der gesamten Anordnung zu erhöhen, ist es vorteilhaft, an der vorderen Fläche des Schreibkopfes eine zusätzliche Abstützplatte 18 vorzusehen, die im Bereich der Austrittsöffnungen 15 eine entsprechende Aussparung 19 aufweist. Die gesamte Anordnung kann vollständig oder teilweise vergossen werden.
Als Kanalplatte kann auch, wie im folgenden anhand einiger Ausführungsbeispiele erläutert wird, eine Zwei- oder eine Einschichtplatte verwendet werden, wobei sich für die Ausbildung der Übergangskanäle verschiedene Möglichkeiten bieten.
Bei Verwendung einer Zweischichtplatte können, wie die Ausgestaltung nach Fig. 2 zeigt, die Übergangskanäle 23 ausschließlich in der an das Trägerteil 1 anliegenden Schichtplatte 21 der Kanalplatte 20 ausgebildet sein, oder es kann, wie die Ausgestaltung nach Fig. 3 zeigt, eine Kanalplatte 24 vorgesehen sein, in der ein Teil 25 der Übergangskanäle im Trägerteil 1 und ein zweiter Teil 26 in der ersten Schichtplatte 27 ausgebildet ist. Die Austrittsöffnungen 15 sind in beiden Fällen entsprechend der für den Schreibbetrieb vorgesehenen Teilung jeweils in der zweiten Schichtplatte 22 (Fig. 2) bzw. 28 (Fig. 3) ausgebildet.
Bei Verwendung einer Einschichtplatte können, wie das Ausführungsbeispiel nach Fig. 4 zeigt, die Übergangskanäle 30 und die Austrittsöffnungen 15 in der Kanalplatte 29 angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, wie Fig. 5 zeigt, im Trägerteil 1 Übergangskanäle 32 auszubilden und eine Kanalplatte 31 vorzusehen, die nur die Austrittsöffnungen 15 enthält.
In einer weiteren Ausgestaltung kann es, wie Fig. 6 zeigt, vorteilhaft sein, bei im Trägeriteil 1 angeordneten Tintenkanälen 2, zwei Platten 34, 36 mit unterschiedlich großen Öffnungen zu verwenden, die zudem aus unterschiedlichen Materialien bestehen können, wobei die Möglichkeit besteht, daß die eine Düsenplatte entsprechend Platte 36 nicht fest verbunden ist und entfernt werden kann.

Claims

1. Schreibkopf für Tintenschreibeinrichtungen mit röhrenförmigen Tintenkanälen (2), die mit ihrem einen Ende an ein Tintenversorgungssystem angeschlossen sind und an ihrem anderen Ende mit den Austrittsöffnungen einer Düsenplatte des Schreibkopfes in Verbindung stehen und die über einen Teil ihrer Länge von individuell ansteuerbaren Piezoröhrchen (3) umfaßt sind, unter deren Wirkung ein tröpfchenweiser Ausstoß von Tinte erfolgt, wobei die Tintenkanäle (2) als parallel verlaufende Röhrchen ausgebildet sind, die an einer Seite an einem gemeinsamen plattenförmigen Trägerteil (1) zusammengefaßt sind, und deren freien Enden (4) nach Bestückung mit den Piezoröhrchen (3) in Durchgangslöcher (16) eines plattenförmigen Halteteiles (17) einsteckbar sind, sowie mit einer Kanalplatte (5, 20, 24, 29, 31, 34), die Austrittsöffnungen (15) im für den Schreibbetrieb vorgesehen Teilungsraster aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Trägerteil (1) und den Tintenkanälen (2) bestehende Kanalblock einstückig ausgebildet ist, daß die Kanalplatte (5, 20, 24, 29, 31, 34) an der den freien Enden (4) der Tintenkanäle (2) abgewandten Außenfläche des Trägerteils (1) spaltenfrei befestigt ist und die freien Enden (4) der Tintenkanäle (2) in Durchgangslöcher (16) des plattenförmigen Halteteils (17) steckbar gehalten werden, und daß Übergangskanäle (14, 23, 25, 26, 30, 32) zwischen den Tintenkanälen (2) und den Austrittsöffnungen (15) der Kanalplatte im Trägerteil (1) und/oder in einem Teil der Kanalplatte ausgebildet sind.

2. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte (5) eine Mehrschichtplatte (7, 8, 9) ist, daß die am Trägerteil (1) anliegende erste Schichtplatte (7) Durchgangslöcher (6) aufweist, die in Form und Anordnung den Öffnungen (13) der Tintenkanäle (2) auf der angrenzenden Fläche des Trägerteils (1) entsprechen, daß die zweite Schichtplatte (8) die Übergangskanäle (14) zur Führung des Tintenflusses und die dritte Schichtplatte (9) die Austrittsöffnungen (15) im für den Schreibbetrieb vorgesehenen Teilungsraster aufweisen.

3. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte (20) in Fig. 2) eine Zweischichtplatte (21, 22) ist, deren erste am Trägerteil (1) anliegende Schichtplatte (21) die Übergangskanäle (23) zur Führung des Tintenflusses und deren zweite Schichtplatte (22) die Austrittsöffnungen (15) aufweisen.

4. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte eine Zweischichtplatte (24 in Fig. 3) ist, daß ein erster Teil (25) der Übergangskanäle im Trägertei! (1) und ein zweiter Teil (26) der Übergangskanäle in der ersten an dem Trägerteil (1) anliegenden Schichtplatte (27) der Kanalplatte (24) ausgebildet ist.

5. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte eine Einschichtplatte (29 in Fig. 4) ist, in der die Übergangskanäle (30) und die Austrittsöffnungen (15) ausgebildet sind.

6. Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte eine Einschichtplatte (31 in Fig. 5) ist, in der die Austrittsöffnungen (15) ausgebildet sind und daß die Übergangskanäle (32) im Trägerteil (1) ausgebildet sind.

7. Schreibkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte (34 in Fig. 6) als Einschichtplatte mit Durchgangsöffnungen (35) ausgebildet ist, deren Durchmesser größer sind als die der Austrittsöffnungen (15) und die von einer Abdeckplatte (36) abgedeckt ist, in der die Austrittsöffnungen (15) liegen, und daß die Abdeckplatte (36) bedarfsweise lösbar befestigt ist.

8. Schreibkopf nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanalplatte (5, 20, 24, 29, 31) nach auß hin durch eine zusätzliche Versteifungsplatte (18) abgedeckt ist, die im Bereich der Austrittsöffnungen (15) eine Ausnehmung (19) aufweist.