DE2344453C2 - Nozzle arrangement for an ink jet matrix printer - Google Patents

Nozzle arrangement for an ink jet matrix printer

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Description

4545

Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art einer Düsenanordnung für einen Tintenstrahlmatrixdrucker aus.The invention is based on a type of nozzle arrangement specified in the preamble of claim 1 for an inkjet matrix printer.

Durch die DE-OS 20 24 330 isi es bekannt, bei einem ^o Tintenstrahlschreiber, der mit elektrisch leitfiihiger Tinte arbeitet, die durch eine vor der Düse angeordnete Beschleunigungselektrode in Form einzelner Tröpfchen aus der Düse ausgestoßen wird, die Düse aus ühis herzustellen.From DE-OS 20 24 330 it is known that a ^ o Inkjet printer that works with electrically conductive ink, which is produced by an ink jet arranged in front of the nozzle Accelerating electrode in the form of individual droplets is ejected from the nozzle, the nozzle from ühis to manufacture.

Bei dem Tintentröpjchenschreiber nach der DE-OS 42 912 wird zum Zwecke der Tröpfchenbildune das Düsenrohr periodischen Verengungen unterworfen. Kiner derartigen Beanspruchung dürfen Glasdiisen nicht ohne weiteres über längere Zeit austrev..:/i scm. bil In the ink droplet writer according to DE-OS 42 912, the nozzle tube is subjected to periodic constrictions for the purpose of droplet formation. Glass nozzles must not be exposed to such stresses easily over a long period of time.: / I scm. bil

Es ist auch vorgeschlagen wurden (DE-AS 2' 44 842). hei einem Tintentröplebenv.hr" ^cr mn iincm iv.n Finte u'.'f'illiei!. :iii' Düse ■.!'". ' ■■> · |ί;·;;·:ο·ιν .r:n. rj:;-,·It has also been proposed (DE-AS 2 '44 842). in an ink droplet life "^ cr mn iincm iv.n feint u '.'f'illiei!.: iii 'nozzle ■.!'". '■■> · | ί; · ;; ·: ο · ιν .r: n. rj:; -, ·

■■■:!i:n;■■■:! I: n;

ben der Tintenstrahldüsen, wodurch Kurzschlüsse verursacht werden können, zu einer unerwünschten Störanfälligkeit bei. Dies wird hervorgerufen durch Elektrolyse von Metallteilchen als Ergebnis eines elektrischen Potentials über der Tinte und den die Tinte führenden Teilchen.ben the inkjet nozzles, which can cause short circuits, to an undesirable Susceptibility to failure at. This is caused by the electrolysis of metal particles as a result of a electrical potential across the ink and the particles carrying the ink.

Es ist die Aufgabe der im Anspruch I angegebenen Erfindung, eine Düsenanordnung für einen Tin; enstrahlmatrixdrucker so auszubilden, daß Verklebungen der Tintenaustrittsdüsen, die durch Elektrolyse von Metallteilchen entstehen, vermieden werden.It is the object of the invention specified in claim I to provide a nozzle arrangement for a Tin; to train jet matrix printer so that adhesions of the Ink outlet nozzles, which result from the electrolysis of metal particles, can be avoided.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the subclaims.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben.The invention is described below with reference to an embodiment illustrated in the drawing.

Der Verteilerkopf 36 weist pro Tintendüse je einen Zuführungskanai auf. Der aus einem piezoelektrischen, keramischen Material bestehende elektromechanische Übertrager tO ist mit dem genannten Zuführungskanal im Verteilerkopf 36 ausgerichtet. Das Düsenmundstück 38 ist an der anderen Seite eines mit dem Zuführungskanal ausgerichteten Loches im piezoelektrischen Material angeordnet. Das Tintendrucksystem 40 liefert dem Verteilerkopf 36 unter Druck stehende Tinte, so daß das Oüsenmundstück 38 den Tintenstrom 41 erzeugt. Beide Seiten des piezoelektrischen Materiales weisen je eine Elektrode 43 auf, die mit der Signalquelle 24 verbunden sind, um das piezoelektrische Material in mechanische Schwingungen zu versetzen, die in axialer Richtung der Düse verlaufen und so den Tintenstrom 41 in viele gleich voneinander beabstandete, gleich große Tintentropfen The distributor head 36 has one feed channel for each ink nozzle. The electromechanical transmitter t0, which consists of a piezoelectric, ceramic material, is aligned with the supply channel mentioned in the distributor head 36. The nozzle mouthpiece 38 is arranged on the other side of a hole in the piezoelectric material which is aligned with the feed channel. The ink printing system 40 provides pressurized ink to the manifold head 36 so that the orifice 38 creates the stream 41 of ink. Both sides of the piezoelectric material each have an electrode 43 which is connected to the signal source 24 in order to set the piezoelectric material in mechanical vibrations that run in the axial direction of the nozzle and thus the ink stream 41 in many equally spaced and equally large numbers Ink drop

45 auflösen. Die Ladeelektrode 20 ist der Stelle benachbart, an welcher der Tintenstrom 41 in einzelne Tintentropfen 45 unterteilt wird. Eine der Ladeelektrode 20 zugeführte, vom Zeichengenerator 50 gelieferte Spannung hängt von den Eingangssignal auf der Leitung 42 ab. Eine Bezugselektrode, wie die geerdete Elektrode 44 ist in der Nähe des durch den Verteilerkopf 36 führenden Tintenkanales angeordnet. Der Filter 34 ist .twischen der genannten Elektrode 44 und dem durch den Verteilerkopf führenden Tintenkanal angeordnet, so daß irgendwelche aus einem elektrolytisch auf der Elektrode 44 vorkommenden Prozeß resultierende Partikel gehindert werden, in den Tintenstrom einzutreten. Die eine Klemme des Zeichengenerators 50 liegt am Beztigspotential, beispielsweise an Erde, und die andere Klemme ist mit der Ladeelektrode 20 verbunden. Somit wird ein elektrischer Weg für die Aufladung der Tintentropfen 45 durch die Bezugselektrode 44 über den Filter 34, den Tintenstrom 41 und die Ladeelektrode 20 errichtet. Wenn die Ladeelektrode 20 eine positive Spannung aufweist, werden Elektronen vom Ende des Tintenstromes angezogen, so daß die Spitze des Tintenstromes negativ wird. Wenn der Tropfen gebildei wird, ist diese negative Laduns: eingelangen, so daß der Tintentropfen von dem folgenden elektrostatischen Feld beeinflußbar ist. Die aufgeladenen Tintentropfen haben nämlich ein statisches elektrisches Feld zu durchqueren, das von den an die Hochspannungsqucile45 dissolve. The charging electrode 20 is adjacent to the point at which the ink stream 41 in individual Ink drop 45 is divided. One of the charging electrode 20 supplied by the character generator 50 Voltage depends on the input signal on line 42. A reference electrode, like the one that is grounded Electrode 44 is arranged in the vicinity of the ink channel leading through manifold head 36. The filter 34 is .twischen the said electrode 44 and through arranged the header leading ink channel, so that any of an electrolytic on the Electrode 44 occurring process are prevented from entering the ink stream. One terminal of the character generator 50 is connected to the Beztigspotential, for example to earth, and the the other terminal is connected to the charging electrode 20. Thus it becomes an electrical way for charging the ink drop 45 through the reference electrode 44 via the filter 34, the ink stream 41 and the charging electrode 20 erected. When the charging electrode 20 has a positive voltage, electrons are released from the end of the Ink stream attracted so that the tip of the ink stream becomes negative. When the drop is formed is this negative Laduns: arrived, so that the Ink droplets can be influenced by the following electrostatic field. The charged ink drops namely have to traverse a static electric field that is sent by the high-voltage qucile

46 angeschlossenen Ablenkelektroden 48 erzeug! wird. \ul diese Weise werden die das Zeicnen bildenden Πη',·'·'!Γ('ρίεη aι!' die richtigen Stellen des /:.i bedrük-'■<■■.:!. ,,! l:apiert:-> 32 abgcienu. ·:η.Ι die anderen fiir den Hüi.'k lilies /eiL'iens nicht e!-;u,\;erl!ch_M Timcnirdpei! :■■ i"ücn zur i MHenaiillar:L'h!enJe 28 wienei. i';ie dort ^ii-'eiangene linie wird hierauf .«cfilten und uem r'iir.endni.'ksvstcm 40 wieder .· ,vc-l uhri46 connected deflection electrodes 48 generated! will. \ ul In this way the Πη ', ·' · '! Γ (' ρίεη aι! 'which form the drawing are the correct places of the / : .i oppress-' ■ <■■.:!. ,,! l : apiert: -> 32 abgcienu ·: η.Ι other fiir the Hüi.'k lilies / eiL'iens not e - u \; erl ch_M Timcnirdpei.! ■■ i "ücn for i MHenaiillar: L'h! ! enJe 28 wienei. i '; ie the line there ^ ii-'your line will be on this. «cfilten and uem r'iir.endni.'ksvstcm 40 again. ·, vc-l uhri

Zusätzlich zu dem zuvor erwähnten elektrolytischen Problem treten weitere chemische Korrosionsprobleme auf, wenn einige Materialien über eine lange Zeit hinweg der Tinte ausgesetzt sind. Aus diesem Grunde besteht der Verteilerkopf 36 aus einem Kunststoff, beispielsweise Plexiglas, da dieses Material eine ausreichend mechanische Widerstandskraft aufweist und chemisch neutral ist bei einem Ausgesetztsein gegenüber Tinte über einen langen Zeitabschnitt hinweg. In einem besonderen Ausführungsbeispiel wurde in einem Drucker ein Übertrager 10 aus e.nem piezoelektrischen keramischen Material verwendet, das für axiale Schwingungen polarisiert war. Das pie?oelektrische Material wies eine Bohrung von einem Durchmesser von 0,9 Millimeter auf. Diese Bohrung wurde an beiden Seiten aufgebohrt, um sicherzustellen, daß die Elektroden 43 nicht in den Bohrungsbereich ragen, wodurch sie durch die leitende Tinte kurzgeschlossen werden würden. In die Aufbohrung des einen Endes wurde eine Quarzdüse mittels Klebens eingesetzt Es stellte sich heraus, daß ein halbelastischer Kunstharzkleber hierfür geeignet ist, da er eine geeignete Wärmeausdehnungscharakteristik aufweist. Für das Verbinden des piezoelektrischen Materiales mit dem aus Plexiglas bestehenden Verteilerkopf wurde ebenfalls ein Kunstharzkleber verwendet Die Bezugselektrode 44 wurde aus nichtrostendem Stahl hergestellt und in eine mit den Tintenzufünrungskanälen in Verbindung stehende Öffnung des Verteilerkopfes 36 eingeschraubt. Der Filter bestand aus einer Mischung von Zellulose und neutralen Ester von Zellulose und das Vorfiltermaterial bestand aus reinem Glasfiber mit einem Acrylbinder. Es ist ersichtlich, daß dieseIn addition to the aforementioned electrolytic problem, there are other chemical corrosion problems when some materials are exposed to the ink for a long time. For this reason If the distributor head 36 is made of a plastic, for example Plexiglas, as this material is a has sufficient mechanical resistance and is chemically neutral to exposure to ink for a long period of time. In a special embodiment a transducer 10 made of a piezoelectric ceramic material was used in a printer, the was polarized for axial vibrations. The pie? O-electric Material had a bore with a diameter of 0.9 millimeters. This hole was drilled open on both sides to ensure that the electrodes 43 did not enter the bore area protrude, whereby they would be short-circuited by the conductive ink. In the bore of one At the end a quartz nozzle was inserted by means of gluing. It turned out to be a semi-elastic Synthetic resin adhesive is suitable for this because it has suitable thermal expansion characteristics. For the connection of the piezoelectric material with the distribution head made of Plexiglas a synthetic resin adhesive is also used. The reference electrode 44 is made of stainless steel and into an opening of the manifold head 36 which is in communication with the ink supply channels screwed in. The filter consisted of a mixture of cellulose and neutral esters of cellulose and that The pre-filter material consisted of pure fiberglass with an acrylic binder. It can be seen that this

ίο Konstruktion einen elektrischen Stromkreis von der Bezugselektrode zur Ladeelektrode über den Tintenstrom bildet, der nur wenige Millimeter lang ist. Der Filter verhütet, daß von irgendeinem elektrolytischen Prozeß herrührende Partikel den Tintenstrom verunreinigen und somit die Aufzeichnungsgüte schädlich beeinflussen.ίο Construct an electrical circuit from the The reference electrode to the charging electrode is formed by the flow of ink, which is only a few millimeters long. Of the Filters prevent particles from any electrolytic process from contaminating the ink stream and thus have a detrimental effect on the recording quality.

Die einzelnen Düsen können austauschbar und justierbar ausgebildet sein durch eine kugelige Oberfläche an dem dem Düsenmundstück 38 zugewandten Ende des Verteilerkopfes 36, so daß das ausgetauschte Düsenmundstück 38 auf einfache Art justierbar ist und dann in dieser Stellung durch geeignete Schrauben feststellbar ist.The individual nozzles can be designed to be exchangeable and adjustable by means of a spherical surface at the end of the distributor head 36 facing the nozzle mouthpiece 38, so that the exchanged Nozzle mouthpiece 38 is adjustable in a simple manner and then in this position by means of suitable screws is detectable.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Düsenanordnung für einen Tintenstrahlmatrixdrucker mit elektrostatischer Ablenkung der Tintentröpfchen und mit mindestens einem einen Tintenka- nal umgebenden piezoelektrischen Wandler zum Erzeugen mindestens eines Stromes von Tintentröpfchen mit Hilfe von Taktsignalen, die den Wandler in mechanische Schwingungen versetzen und dadurch eine taktweise Veränderung des Tintenkanals hervorrufen, dadurch gekennzeichnet, daß der piezoelektrische Wandler als polarisierte Platte (10) mit je einer Elektrodenplatte (43) an den beiden Seiten ausgebildet und an einem starren, die Tintenzuführleitung aufnehmenden Kör-15 per befestigt ist, daß auf der dem starren Körper abgewandten Seite des piezoelektrischen Wandlers ein aus Glas bestehendes Düsennv.indstück (38) angeordnet ist, das durch die auf dieser Seite angeordnete Elektrodenplatte (43) hindurch bis in eine in dem Wandler ausgebildete Bohrung, die den Tintenkanal bildet, reicht, daß auch die Elektrodenplatte (43) auf der dem starren Körper zugewandten Seite des Wandlers eine mit dem Tintenkanal im Wandler ausgerichtete Bohrung mit einer gegenüber dem Durchmesser des Tintenkanals größeren Durchmesser aufweist und daß in die Tintenzuführ leitung im starren Körper eine Bezugselektrode (44) ragt, deren der Tinte zugewandte Seite durch eine Filterscheibe (34) abgedeckt ist. 1. Nozzle arrangement for an inkjet matrix printer with electrostatic deflection of the ink droplets and with at least one piezoelectric transducer surrounding an ink channel for generating at least one stream of ink droplets with the aid of clock signals that set the transducer into mechanical vibrations and thereby cause a cyclical change in the ink channel, characterized in that the piezoelectric transducer is designed as a polarized plate (10) with an electrode plate (43) on each side and is attached to a rigid body 15 which receives the ink supply line, on the side of the piezoelectric device facing away from the rigid body Transducer, a nozzle connector (38) made of glass is arranged, which extends through the electrode plate (43) arranged on this side into a bore formed in the transducer which forms the ink channel, that also the electrode plate (43) that of the rigid body facing side of the transducer has a bore aligned with the ink channel in the transducer with a larger diameter than the diameter of the ink channel and that a reference electrode (44) protrudes into the ink supply line in the rigid body , the side of which facing the ink is covered by a filter disc (34) is. 2. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterscheibe (34) aus einer Mischung von Zellulose und neutralem Ester von Zellulose besteht und mit einem Vorfiltermateria! aus reinem Glasfiber und einem Acrylbinder ausgestattet ist. 2. Nozzle arrangement according to claim 1, characterized in that the filter disc (34) consists of a mixture of cellulose and neutral ester of cellulose and with a Vorfiltermateria! made of pure fiberglass and an acrylic tie. 3. Düsenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verteilerkopf (36) an seiner den Düsenmundstücken (38) zugewandten Seite pro Düsenmundstück eine kugelige Oberfläche aufweist. 4n die mit einer entsprechend ausgebildeten Gegenfläche des Düsenmundstückes (38) zusammenwirkt.3. Nozzle arrangement according to claim 1, characterized in that the distributor head (36) on its side facing the nozzle mouthpieces (38) has a spherical surface per nozzle mouthpiece. 4n which interacts with a correspondingly designed counter surface of the nozzle mouthpiece (38).
DE2344453A 1972-09-05 1973-09-04 Nozzle arrangement for an ink jet matrix printer Expired DE2344453C2 (en)

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