WO2005084952A1 - Tintenstrahl-schreibkopf - Google Patents

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WO2005084952A1
WO2005084952A1 PCT/EP2004/010042 EP2004010042W WO2005084952A1 WO 2005084952 A1 WO2005084952 A1 WO 2005084952A1 EP 2004010042 W EP2004010042 W EP 2004010042W WO 2005084952 A1 WO2005084952 A1 WO 2005084952A1
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valve
strip
head according
write head
bending
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PCT/EP2004/010042
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Manfred Pauly
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Rea Elektronik Gmbh
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Publication date
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Priority to US11/568,987 priority patent/US20080246821A1/en
Priority to PCT/EP2005/004718 priority patent/WO2005110759A1/de
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    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters 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
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/135—Nozzles
    • B41J2/14—Structure thereof only for on-demand ink jet heads
    • B41J2/14201—Structure of print heads with piezoelectric elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2202/00—Embodiments of or processes related to ink-jet or thermal heads
    • B41J2202/01—Embodiments of or processes related to ink-jet heads
    • B41J2202/05—Heads having a valve

Definitions

  • the invention relates to an ink jet writing head with a pressurized ink chamber with at least one ink nozzle, which is closed by a movable valve body, with a piezoelectric valve actuating element which drives the valve body to perform lifting movements and which is electrically connected to a control device.
  • Such inkjet printheads are used to print characters and numbers on areas moving past them.
  • several ink nozzles are provided in an ink chamber, which are selectively actuated by a control in order to briefly open the respectively controlled nozzle.
  • a short ink jet is thrown out of the ink nozzle, which creates a dot on the surface to be printed.
  • folding magnets are provided as valve actuating elements, the armatures of which are each in drive connection with the associated valve body.
  • the mass essentially formed by the armature of the folding magnet must be accelerated and decelerated each time the valve is actuated. The energy required for this limits the possible operating speed of the valve actuation device.
  • the object of the invention is therefore to provide an ink jet
  • valve actuating element has a bending strip at its valve-side end which is in drive connection with the valve body, from which an MFC piezo element is applied on both sides, and in that both MFC piezo elements can be electrically controlled separately by the control device.
  • MFC piezo elements (macro-fiber composite piezoelectric element) known from WO 01/33648 AI, for example, which are available on the market
  • high-performance piezo elements are available, but because of their design they are not used directly for actuating valves on ink jet print heads can be. Only when connected to a bending strip, on which two MFC piezo elements are applied on both sides, does a valve actuation element arise, which is very small footprint allows high enough performance and speed to be used with an ink jet print head.
  • the separate controllability of the two MFC piezo elements enables the valve body to be controlled in both directions, specifically for the opening movement and the closing movement, so that both movements can be carried out very quickly and with sufficient force. This is the only way to achieve exact valve actuation, as is necessary for an inkjet print head.
  • the bending strip is a sheet metal strip, preferably made of spring sheet metal.
  • the bending strip on the one hand offers the two MFC piezo elements sufficient rigidity; on the other? it is flexible enough to perform the rapid valve actuation movements.
  • the bending strip is curved in such a way that a strip leg on the valve side extends transversely to the stroke direction of the valve body and a strip longitudinal section of the bending strip is angled in relation thereto.
  • valve-side strip leg and the strip longitudinal section are expediently connected to one another via an arcuate section, on the one hand enables a particularly space-saving design of the ink jet Write head; on the other hand, it makes it possible to simultaneously provide a high actuation force and a high actuation stroke at a very high working speed.
  • the bending strip is curved in a circular arc.
  • the bending strip expediently forms a circular arc of approximately 270 °, which starts from a fixed end remote from the valve and whose valve-side end extends approximately in the stroke direction of the valve body.
  • the bending strip carrying the MFC piezo elements is pivotally mounted in its central region about a pivot axis extending transversely to its plane of movement and that its end remote from the valve is held fixed to the frame. It is achieved in a particularly space-saving manner that the deformation of the bending strip caused by the piezo elements can be converted particularly effectively into an actuation movement of the valve.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of an inkjet write head
  • Fig. 2 is an enlarged partial section along the line II-II in Fig. 1 and
  • FIG. 4 in a representation corresponding to FIG. 1, a further modified embodiment of an ink jet print head and
  • FIG. 5 shows the bending strip of the ink jet write head according to FIG. 4 in a spatial representation.
  • the ink jet write head shown schematically in FIG. 1 serves to print characters and numbers 1 on an area only indicated in FIG. 1, while this area 1 is moved along the ink jet write head.
  • the ink jet writing head has a pressurized ink chamber 2 filled with writing ink, which is supplied with ink via an ink line 3.
  • a plurality of ink nozzles 5 are arranged in the bottom wall 4 of the ink chamber 2, only one of these ink nozzles 5 being shown in FIG. 1.
  • Each ink nozzle 5 is closed by a valve body 6 which can be driven to control stroke movements is.
  • the valve body 6, which is sealed against the inner wall of the ink chamber 2 via a flexible seal 7 and is pressed into the closed position of the valve by a compression spring 8, is connected to a valve actuating element 10 via a pull rod 9 which is led out of the ink chamber 2.
  • a grommet with the appropriate sealing material can also be used. It is also possible and, given all, advantageous to replace the pull rod 9 with a thin pull rope or stranded strand.
  • the valve actuating element 10 has a bending strip 11 which, in the exemplary embodiment shown, is a sheet metal strip made of spring sheet metal.
  • the valve-side end 12 of the bending strip 11 is adjustably connected to the pull rod 9 via an adjusting nut 13.
  • An elongated, strip-shaped MFC piezo element 14, 15 is applied to the bending strip 11 on both sides. Both MFC piezo elements 14, 15 are electrically connected to an electrical control device 16 in such a way that the two MFC piezo elements 14, 15 can be electrically controlled separately by the control device 16 in order to accommodate changes in length in opposite directions
  • the bending strip 11 with the MFC piezo elements 14, 15 attached to it is curved such that a strip leg 11a on the valve side extends transversely to the stroke direction of the valve body 6 and in Strip longitudinal section 11b of the bending strip 11 is angled against it.
  • valve-side strip leg 11a and the strip longitudinal section 11b are connected to one another via an arcuate section 11c.
  • the longitudinal strip section 11b is received in a holding block 17 between deformable insulation and fastening plates 18, 19 in a recess in the holding block 17.
  • the bending strip 11 is bent in such a way that its valve-side end 12 executes controlled movements upwards or downwards. This creates an opening and closing stroke for the valve body 6.
  • Bending plate 11 with the MFC piezo elements 14 and 15 applied to it can also be straight.
  • the bending strip 11 and the MFC piezo elements 14, 15 applied thereon together form a bimorph bending element.
  • the embodiment shown in Fig. 3 of an ink jet print head differs from the embodiment described above only by the changed shape of the bending strip 11 with the attached MFC piezo elements 14, 15.
  • the valve remote Longitudinal strip section 11b of the bending strip 11, which extends in the valve lift direction, is also received in the holding block 17 between insulation and fastening plates 18, 19.
  • the subsequent bending strip 11 forms a circular arc 20 of approximately 270 °, which starts from a fixed end 20a remote from the valve and whose valve-side end 20b extends approximately in the stroke direction of the valve body 6.
  • the center point 21 of the circular arc 20 lies approximately in the extension of the longitudinal strip section 11b and - seen in the stroke direction of the valve - at the level of the valve-side end 12 of the bending strip 11.
  • the cross section of the bending strip 11 with the two MFC piezo elements 14, 15 corresponds to FIG . 2.
  • FIGS. 4 and 5 differs from the exemplary embodiment according to FIG. 1 essentially in that the bending strip 11 carrying the MFC piezo elements 14, 15 is pivotally mounted in its central region about a pivot axis 22, which is the case in the illustrated exemplary embodiment lies in the plane of the bending strip 11 and is transverse to it
  • the end 23 of the bending strip 11 remote from the valve is held fixed to the frame, although it can be adjusted in the pivoting direction by means of an adjusting screw 24.
  • the longitudinal strip section 11b extends approximately in the valve actuation direction in the illustrated embodiment.
  • strip leg 11a is curved or angled. In the embodiment according to FIG. 4, the curvature of the strip leg 11a extends over an arc of approximately 90 °.
  • the bending strip 11 is mounted in a holder 25 connected to the ink chamber 2, on which the adjusting screw 24 also engages.
  • the adjusting screw 24 is rotatable on the holder 25 and is in engagement with a press nut 26 which is attached to the free end 23 of the bending strip 11.
  • Tabs 27 of the bending strip 11 each carry a tubular sleeve 28, which are inserted into a respective bearing recess 29 on the holder 25.
  • the valve-side end 12 of the bending strip 11 carries an adjusting tube nut 30 through which the pull rod 9, which is designed here as a pull wire, extends.
  • the pull rod 9 is on provided with a thread in its end accommodated in the adjusting tube nut 30 and carries the adjusting nut 13. This enables an adjustment of the pull rod 9 on the valve-side end 12 of the bending strip 11.
  • the ink nozzle 5 is arranged below the bore 33.
  • the entire bending strip 11 is curved in such a way that its valve-side end 12 executes controlled lifting movements which transmit to the valve body 6 become.

Landscapes

  • Particle Formation And Scattering Control In Inkjet Printers (AREA)

Abstract

Ein Tintenstrahl-Schreibkopf weist eine druckbeaufschlagte Tintenkammer (2), mindestens eine Tintendüse (5), die durch einen beweglichen Ventilkörper (6) verschlossen ist, und ein den Ventilkörper (6) zu Hubbewegungen antreibendes, Biegebewegungen ausführendes piezoelektrisches Ventilbetätigungselement (10) auf, das mit einer Ansteuerungseinrichtung (16) elektrisch verbunden ist. Auf einem mit dem Ventilkörper (6) in Antriebsverbindung stehenden Biegestreifen (11) ist beiderseits jeweils ein MFC-­Piezoelement (14, 15) appliziert ist, wobei beide MFC-Piezoelemente durch die Ansteuerungseinrichtung (16) getrennt elektrisch ansteuerbar sind. Der aus Federblech bestehende Biegestreifen (11) ist in der Weise gekrümmt, dass ein ventilseitiger Streifenschenkel (lia) sich quer zur Hubrichtung des Ventilkörpers (6) erstreckt und ein Streifenlängsabschnitt (11b) des Biegestreifens (11) demgegenüber abgewinkelt ist. Das ventilseitige Ende (12) des Biegestreifens (11) ist über eine Zugstange (9) oder über ein Zugseil mit einer Einstellmutter (13) verstellbar mit dem Ventilkörper (6) verbunden.

Description

Tintenstrahl-Schreibkopf
Die Erfindung betrifft einen Tintenstrahl-Schreibkopf mit einer druckbeaufschlagten Tintenkammer mit mindestens einer Tintendüse, die durch einen beweglichen Ventilkörper verschlossen ist, mit einem den Ventilkörper zu Hubbewegungen antreibenden, Biegebewegungen ausführenden piezoelektrischen Ventilbetätigungselement, das mit einer Ansteuerungseinrichtung elektrisch verbunden ist.
Derartige Tintenstrahl-Schreibköpfe werden verwendet, um auf daran vorbeibewegten Flächen Schriftzeichen und Zahlen aufzudrucken. Üblicherweise sind in einer Tintenkammer mehrere Tintendüsen vorgesehen, die durch eine Steuerung wahlweise betätigt werden, um die jeweils angesteuerte Düse kurzzeitig zu öffnen. Unter der Wirkung des in der Tintenkammer herrschenden Drucks wird aus der Tintendüse ein kurzer Tintenstrahl herausgeschleudert, der auf der zu bedruckenden Fläche einen Punkt erzeugt.
Bei einem bekannten Tintenstrahl-Schreibkopf (EP 0 445 137) sind als Ventilbetätigungselemente Klappmagnete vorgesehen, deren Anker jeweils mit dem zugeordneten Ventilkörper in Antriebsverbindung stehen. Hierbei muss die im Wesentlichen durch den Anker des Klappmagneten gebildete Masse bei jedem Ventilbetätigungsvorgang beschleunigt und verzögert werden. Die hierfür erforderliche Energie begrenzt die mögliche Arbeitsgeschwindigkeit der Ventilbetätigungseinrichtung.
Bei einem bekannten Tintenstrahl-Schreibkopf der eingangs genannten Gattung (DE 1 952 880 A) ist zur Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit die Verwendung von piezoelektrischen Ventilbetätigungselementen vorgeschlagen worden. Hierbei besteht aber die Schwierigkeit, dass die dort verwendeten Piezoelemente wegen ihrer Bauweise als Biegestäbe oder Längenänderungen ausführende Stäbe den Praxisanforderungen bei höheren Schreibgeschwindigkeiten nicht entsprechen und deshalb in der Praxis nicht so eingesetzt werden konnten, wie es in der genannten Druckschrift beschrieben ist.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Tintenstrahl-
Schreibkopf der eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass er auch unter den in der Praxis erforderlichen Arbeitsgeschwindigkeiten störungsfrei betrieben werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Ventilbetätigungselement einen an seinem ventilseitigen Ende mit dem Ventilkörper in Antriebsverbindung stehenden Biegestreifen aufweist, aus dem beiderseits jeweils ein MFC-Piezoelement appliziert ist, und dass beide MFC- Piezoelemente durch die Ansteuerungseinrichtung getrennt elektrisch ansteuerbar sind.
In den beispielsweise aus der WO 01/33648 AI bekannten und auf dem Markt erhältlichen MFC-Piezoelementen (macro-fiber composite piezoelectric element) stehen zwar hochleistungsfähige Piezoelemente zur Verfügung, die wegen ihrer Bauweise aber nicht unmittelbar zur Betätigung von Ventilen an Tintenstrahl-Schreibköpfen eingesetzt werden können. Erst durch die Verbindung mit einem Biegestreifen, auf dem zwei MFC-Piezoelemente beidseitig appliziert werden, entsteht ein Ventilbetätigungselement , das bei sehr geringem Platzbedarf eine ausreichend hohe Leistung und Arbeitsgeschwindigkeit ermöglicht, um bei einem Tintenstrahl-Schreibkopf eingesetzt zu werden.
Die getrennte Ansteuerbarkeit der beiden MFC-Piezoelemente ermöglicht es, den Ventilkδrper in beiden Richtungen, nämlich für die Öffnungsbewegung und die Schließbewegung, gezielt anzusteuern, so dass beide Bewegungen sehr rasch und mit ausreichender Kraft ausgeführt wercLen können. Nur dadurch ist eine exakte Ventilbetätigung möglich, wie sie für einen Tintenstrahl-Schreibkopf erfordeα lich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der: Erfindung ist vorgesehen, dass der Biegestreifen ein Blechstreifen ist, vorzugsweise aus Federblech. In dieser Ausführung bietet der Biegestreifen den beiden MFC-Piezoelementen einerseits eine ausreichende Steifigkeit; andererseits? ist er ausreichend leicht biegbar, um die schnellen Ventilbetätigungsbewegungen auszuführen.
In weiterer Ausgestaltung des Erfindungsgedankens ist als besonders vorteilhaft vorgesehen, dass der Biegestreifen in der Weise gekrümmt ist, dass ein ventilseitiger Streifenschenkel sich quer zur Hubrichtung des Ventilkörpers erstreckt und ein Streifenlängsabschnitt des Biegestreifens demgegenüber abgewinkelt ist.
Diese abgewinkelte Ausführung, bei der der ventilseitige Streifenschenkel und der Streifenlängsabsctinitt zweckmäßigerweise über einen kreisbogenförmigen Abschnitt miteinander verbunden sind, ermöglicht einerseits eine besonders platzsparende Ausführung des Tintenstrahl- Schreibkopfes; andererseits wird es dadurch ermöglicht, gleichzeitig eine hohe Betätigungskraft und einen hohen Betätigungshub bei sehr hoher Arbeitsgeschwindigkeit zur Verfügung zu stellen.
Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der Biegestreifen kreisbogenförmig gekrümmt ist. Zweckmäßigerweise bildet der Biegestreifen einen Kreisbogen von angenähert 270°, der von einem festen, ventilfernen Ende ausgeht und dessen ventilseitiges Ende angenähert in Hubrichtung des Ventilkörpers verläuft. Damit wird bei sehr kompakter Bauweise ein großer Ventilhub bei gleichzeitig hoher Ventilbetätigungskraft erreicht.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der die MFC-Piezoelemente tragende Biegestreifen in seinem mittleren Bereich um eine sich quer zu seiner Bewegungsebene erstreckende Schwenkachse schwenkbar gelagert ist und dass sein ventilfernes Ende gestellfest gehalten ist. Hierbei wird in besonders platzsparender Weise erreicht, dass sich die durch die Piezoelemente verursachte Verformung des Biegestreifens besonders wirkungsvoll in eine Betätigungsbewegung des Ventils umsetzen lässt.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche .
Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt :
Fig. 1 in schematischer Darstellungsweise einen Tintenstrahl-Schreibkopf,
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt längs der Linie II-II in Fig. 1 und
Fig. 3 in einer Darstellung entsprechend der Fig. 1 eine abgewandelte Ausführung eines Tintenstrahl-Schreibkopfes,
Fig. 4 in einer Darstellung entsprechend der Fig. 1 eine weitere abgewandelte Ausführungsform eines Tintenstrahl- Schreibkopfes und
Fig. 5 in räumlicher Darstellungsweise den Biegestreifen des Tintenstrahl-Schreibkopfes gemäß Fig. 4.
Der in Fig. 1 schematisch in einem Schnitt dargestellte Tintenstrahl-Schreibkopf dient dazu, auf einer in Fig. 1 nur angedeuteten Fläche 1 Schriftzeichen und Zahlen zu drucken, während diese Fläche 1 am Tintenstrahl-Schreibkopf entlang bewegt wird. Hierzu weist der Tintenstrahl- Schreibkopf eine mit Schreibtinte gefüllte, unter Druck stehende Tintenkammer 2 auf, die über eine Tintenleitung 3 mit Tinte versorgt wird. In der Bodenwand 4 der Tintenkammer 2 sind mehrere Tintendüsen 5 angeordnet, wobei in Fig. 1 nur eine dieser Tintendüsen 5 dargestellt ist.
Jede Tintendüse 5 ist durch einen Ventilkörper 6 verschlossen, der zu gesteuerten Hubbewegungen antreibbar ist. Der Ventilkörper 6, der über eine flexible Dichtung 7 gegenüber der Innenwand der Tintenkammer 2 abgedichtet ist und durch eine Druckfeder 8 in die geschlossene Stellung des Ventils gedrückt wird, ist über eine aus der Tintenkammer 2 herausgeführte Zugstange 9 mit einem Ventilbetätigungselement 10 verbunden. Anstelle der flexiblen Dichtung 7 kann auch eine Durchführungsdichtung mit entsprechendem Dichtungsmaterial verwendet werden. Ebenso ist es möglich und gegebenen alls vorteilhaft, die Zugstange 9 durch ein dünnes Zugseil, bzw. eine verseilte Litze zu ersetzen.
Das Ventilbetätigungselement 10 weist einen Biegestreifen 11 auf, der bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Blechstreifen aus Federblech ist. Das ventilseitige Ende 12 des Biegestreifens 11 ist über eine Einstellmutter 13 verstellbar mit der Zugstange 9 verbunden.
Auf dem Biegestreifen 11 ist beiderseits jeweils ein längliches, streifenförmiges MFC-Piezoelement 14, 15 appliziert. Beide MFC-Piezoelemente 14, 15 sind mit einer elektrischen Ansteuerungseinrichtung 16 in der Weise elektrisch verbunden, dass die beiden MFC-Piezoelemente 14, 15 durch die Ansteuerungseinrichtung 16 getrennt elektrisch ansteuerbar sind, um Längenänderungen in entgegengesetzten
Richtungen auszuführen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Biegestreifen 11 mit den daran angebrachten MFC- Piezoelementen 14, 15 in der Weise gekrümmt, dass ein ventilseitiger Streifenschenkel 11a sich quer zur Hubrichtung des Ventilkörpers 6 erstreckt und ein Streifenlängsabschnitt 11b des Biegestreifens 11 demgegenüber abgewinkelt ist.
Der ventilseitige Streifenschenkel 11a und der Streifenlängsabschnitt 11b sind über einen kreisbogenfδrmigen Abschnitt 11c miteinander verbunden. Der Streifenlängsabschnitt 11b ist in einem Halteblock 17 zwischen verformbaren Isolations- und Befestigungsplatten 18, 19 in einer Ausnehmung des Halteblocks 17 aufgenommen.
Wenn die beiden MFC-Piezoelemente 14, 15 durch die elektrische Ansteuerungseinrichtung 16 durch entsprechende entgegengesetzte elektrische Polung gesteuert werden und daher entgegengesetzte Längenänderungen ausführen, wird der Biegestreifen 11 so gebogen, class sein ventilseitiges Ende 12 gesteuerte Bewegungen nach oben oder unten ausführt . Dadurch wird ein Öffnung- und Schließhub für den Ventilkörper 6 erzeugt.
Abweichend von der dargestellten Ausfuhrungsform kann das
Biegeblech 11 mit den daran applizierten MFC-Piezoelementen 14 und 15 auch gerade ausgeführt sein.
Der Biegestreifen 11 und die daran applizierten MFC- Piezoelemente 14, 15 bilden zusammen ein bimorphes Biegeelement .
Das in Fig. 3 dargestellte Ausführungsbeispiel eines Tintenstrahl-Schreibkopfes unterscheidet sich von dem vorher beschriebenen Ausführungsbeispiel nur durch die geänderte Form des Biegestrei ens 11 mit den daran angebrachte MFC-Piezoelementen 14, 15. Der ventilferne Streifenlängsabschnitt 11b des Biege streifens 11, der sich in Ventilhubrichtung erstreckt, ist auch hier im Halteblock 17 zwischen Isolations- und Befestigungsplatten 18, 19 aufgenommen. Der sich anschließende Biegestreifen 11 bildet einen Kreisbogen 20 von angenähert 270°, der von einem festen, ventilfernen Ende 20a ausgeht und dessen ventilseitiges Ende 20b angenähert in Hubrichtung des Ventilkδrpers 6 verläuft.
Der Mittelpunkt 21 des Kreisbogens 20 liegt hierbei angenähert in Verlängerung des Streifenlängsabschnitts 11b und - in Hubrichtung des Ventils gesehen - auf der Höhe des ventilseitigen Endes 12 des Biegestreifens 11. Der Querschnitt des Biegestreifens 11 mit den beiden MFC- Piezoelementen 14, 15 entspricht der Fig. 2.
Beim Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 werden für entsprechende Teile die gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet. Das Ausführungsbeispiel nach den Fig. 4 und 5 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, dass der die MFC-Piezoelemente 14, 15 tragende Biegestreifen 11 in seinem mittleren Bereich um eine Schwenkachse 22 schwenkbar gelagert ist, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der Ebene des Biegestreifens 11 liegt und sich quer zu seiner
Bewegungsebene erstreckt, die mit der Zeichenebene in Fig. 4 zusammenfällt. Von einer Lagerung im "mittleren Bereich" des Biegestreifens wird in diesem Zusammenhang gesprochen, weil der Biegestreifen einen sich zwischen der Schwenkachse 22 und dem ventilfernen Ende 23 erstreckenden
Streifenlängsabschnitt 11b und einen sich zwischen der Schwenkachse 22 und dem ventilseitigen Ende 12 erstreckenden, gekrümmten Streifenschenkel 11a aufweist.
Das ventilferne Ende 23 des Biegestreifens 11 ist gestellfest gehalten, wobei es jedoch in Schwenkrichtung mittels einer Justierschraube 24 verstellbar ist.
Der Streifenlängsabschnitt 11b erstreckt sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel angenähert in Ventilbetätigungsrichtung. Der ventilseitige
Streifenschenkel 11a ist demgegenüber abgekrümmt oder abgewinkelt. Bei der Ausführung nach Fig. 4 erstreckt sich die Krümmung des Streifenschenkels 11a über einen Bogen vom angenähert 90°.
Der Biegestreifen 11 ist in einem mit der Tintenkammer 2 verbundenen Halter 25 gelagert, an dem auch die Justierschraube 24 angreift. Die Justierschraube 24 ist am Halter 25 drehbar und steht mit einer Einpressmutter 26 in Eingriff, die am freien Ende 23 des Biegestreifens 11 angebracht ist .
Wie in Fig. 5 dargestellt, ist die Lagerung des Biegestreifens 11 zur Bildung der Schwenkachse 22 so ausgeführt, dass zwei seitlich gegenüber vorspringende
Laschen 27 des Biegestreifens 11 jeweils eine rohrförmige Hülse 28 tragen, die in jeweils eine Lagerausnehmung 29 am Halter 25 eingelegt sind.
Das ventilseitige Ende 12 des Biegestreifens 11 trägt eine Einstellrohrmutter 30, durch die sich, die hier als Zugdraht ausgeführte Zugstange 9 erstreckt. Die Zugstange 9 ist an ihrem in der Einstellrohrmutter 30 aufgenommenen Ende mit Gewinde versehen und trägt die Einstellmutter 13. Damit wird eine Verstellung der Zugstange 9 am ventilseitigen Ende 12 des Biegestreifens 11 ermöglicht.
Die als Zugdraht ausgeführte Zugstange 9 erstreckt sich durch eine elastische Dichtplatte 31 in die Tintenkammer 2 und ist an ihrem Ende mit dem Ventilkörper 6 verbunden, der durch die Druckfeder 8 auf eine elastische Dichtplatte 32 gedrückt wird, die eine Durchtrittsbohrung 33 aufweist. Unterhalb der Bohrung 33 ist die Tintendüse 5 angeordnet.
Wenn die beiden MFC-Piezoelemente 14, 15 durch die elektrische Ansteuerungseinrichtung 16 durch entsprechende entgegengesetzte elektrische Polung angesteuert werden und daher entgegengesetzte Längenänderungen ausführen, wird der gesamte Biegestreifen 11 so gekrümmt, dass sein ventilseitiges Ende 12 gesteuerte Hubbewegungen ausführt, die auf den Ventilkörper 6 übertragen werden.

Claims

Tintenstrahl -SchreibkopfP a t e n t a n s p r ü c h e
1. Tintenstrahl-Schreibkopf mit einer druckbeaufschlagten Tintenkammer (2) mit mindestens einer Tintendüse (5) , die durch einen beweglichen Ventilkörper (6) verschlossen ist, mit einem den Ventilkörper (6) zu Hubbewegungen antreibenden, Biegebewegungen ausführenden piezoelektrischen Ventilbetätigungselement (10) , das mit einer Ansteuerungseinrichtung (16) elektrisch verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass das
Ventilbetätigungselement (10) einen an seinem ventilseitigen Ende (12) mit dem Ventilkörper (6) in Antriebsverbindung stehenden Biegestreif n (11) aufweist, auf dem beiderseits jeweils ein MFC-Piezoelement (14, 15) appliziert ist, und dass beide MFC-Piezoelemente durch die
Ansteuerungseinrichtung (16) getrennt elektrisch ansteuerbar sind.
2. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) ein
Blechstreifen ist.
3. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) aus Federblech besteht.
4. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ventilseitige Ende (12) des Biegestreifens (11) über eine Zugstange (9) , einen Zugdraht oder über ein Zugseil mit dem Ventilkörper (6) verbunden ist.
5. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstange (9) , der Zugdraht oder das Zugseil über eine Einstellmutter (13) verstellbar mit dem Biegestreifen (11) verbunden ist.
6. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) in der Weise gekrümmt ist, dass ein ventilseitiger Streifenschenkel (11a) sich quer zur Hubrichtung des Ventilkörpers (6) erstreckt und ein Streifenlängsabschnitt (11b) des Biegestreifens (11) demgegenüber abgewinkelt ist.
7. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der ventilseitige Streifenschenkel (11a) und der Streifenlängsabschnitt (11b) über einen kreisbogenförmigen Abschnitt (11c) miteinander verbunden sind.
8. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifenlängsabschnitt (11b) in einem Halteblock (17) aufgenommen ist.
9. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Streifenlängsabschnitt (11b) zwischen verformbaren Isolations- und Befestigungsplatten (18, 19) in einer Ausnehmung des Halteblocks (17) aufgenommen ist.
10. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass der Biegestreifen gerade ist.
11. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) kreisbogenförmig gekrümmt ist.
12. Tintenstrahl-Schreibkopf nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegest eifen (11) einen Kreisbogen (12) um angenähert 270° bildet, der von einem festen, ventilfernen Ende (20a) ausgeht und dessen ventilseitiges Ende (20b) angenähert in Hubrichtung des Ventilkörpers (6) verläuft.
13. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der die MFC-Piezoelemente (14, 15) tragende Biegestreifen (11) in seinem mittleren Bereich um einen sich quer zu seiner Bewegungsebene erstreckende Schwenkachse (22) schwenkbar gelagert ist und dass sein ventilfernes Ende (23) gestellfest gehalten ist.
14. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das ventilferne Ende (23) des Biegestreifens (11) in Schwenkrichtung verstellbar gehalten ist .
15. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das ventilferne Ende (23) des Biegestreifens (11) mittels einer Justierschraube (24) verstellbar ist.
16. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) einen sich zwischen der Schwenkachse (22) und dem ventilfernen Ende (23) erstreckenden Streifenlängsabschnitt (11b) und einen sich zwischen der Schwenkachse (22) und dem ventilseitigen Ende (12) erstreckenden, gekrümmten Streifenschenkel (11a) aufweist.
17. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Streifenlängsabschnitt (11b) angenähert in Ventilbetätigungsrichtung erstreckt und der ventilseitige Streifenschenkel (11a) demgegenüber abgekrümmt oder abgewinkelt ist .
18. Tintenstrahl-Schreibkopf nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreifen (11) in einem mit der Tintenkammer (2) verbundenen Halter (25) gelagert ist.
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