EP0161341B1

EP0161341B1 - Vorrichtung zur Fixierung und Kontaktierung von Piezoröhrchen

Info

Publication number: EP0161341B1
Application number: EP84115417A
Authority: EP
Inventors: Ingolf Dipl.-Ing.(Fh) Depta; Wilfried Dipl.-Ing. Kindler
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1984-05-18
Filing date: 1984-12-14
Publication date: 1989-10-18
Also published as: EP0161341A3; US4588999A; DE3480183D1; JPS60260343A; EP0161341A2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Fixierung und Kontaktierung von als Piezoröhrchen ausgebildeten Antriebselementen gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 (EP-A 0 103 841).
Die Herstellung von Schreibköpfen für Tintenschreibeinrichtungen, in denen eine Vielzahl von Tintenkanälen zwischen einem Tintenversorgungsteil und dem einem Aufzeichnungsträger zugewandten Ende des Schreibkopfes verlaufen, erfolgt bekanntlich in einem sogenannten Giessverfahren. Praktisch werden dazu in ein Formteil sogenannte Formnadeln eings!egt, auf die jeweils ein Antriebselement für den Tröpfchenausstoss in Form eines aus piezokeramischem Material bestehenden sogenannten Piezoröhrchens aufgesteckt wird. Zur Kontaktierung der Piezoröhrchen können Kontaktklammern vorgesehen sein, die zugleich auch die Piezoröhrchen halten. Die derart vormontierte Einheit wird dann vergossen. Nach dem Aushärten der Form werden die Formnadeln herausgezogen. Die auf diese Weise entstehenden Ausnehmungen bilden die im Inneren des Schreibkopfes verlaufenden Tintenkanäle.
Dabei stellt die exakte Positionierung und Fixierung der Piezoröhrchen im Formteil ein Problem dar. Wegen der sehr kleinen Dimensionen der verwendeten Teile und der hohen Anforderungen an die Exaktheit der Justierung ist für die Herstellung von Tintenschreibköpfen ein sehr hohes Mass an manueller Geschicklichkeit erforderlich. Dazu kommt noch, dass die Kontaktierung der mit einer äusseren und mit einer inneren Elektrode versehenen Piezoröhrchen vor dem eigentlichen Vergiessen vollständig gewährleistet sein muss.
In diesem Zusammenhang ist bereits angegeben worden (EP-A 0103841), die Tintenkanäle und die ihnen zugeordneten Piezoröhrchen zu einer Piezorohrgruppe zusammenzufassen. Die Fixierung der Piezoröhrchen erfolgt dabei beim Einlegen in ein Formteil, was hohe Anforderungen an die Sorgfalt bei der Fertigung erfordert. Die Kontaktierung geschieht über federnde Kontaktelemente, die in Durchbrüchen einer Abdeckkappe gehalten sind und die nach dem Aufsetzen der Abdeckkappe an den Kontaktflächen der Piezoröhrchen anliegen. Damit ist weitgehend nur eine punktförmige Berührung zwischen Kontaktelement und Kontaktflächen erreichbar. Da ausserdem bereits eine geringfügige Lageveränderung zu Kontaktfehlern führt, sind die Anforderungen an Genauigkeit und manueller Geschicklichkeit sehr hoch.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fixierung und die Kontaktierung der Piezoröhrchen zu vereinfachen und damit den für die Herstellung von Schreibköpfen der genannten Art verbundenen Aufwand zu reduzieren.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale. In weiteren Unteransprüchen sind Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Im folgenden werden Einzelheiten der Erfindung unter Bezugnahme auf ein in der Zeichnung dargestelltes Ausführungsbeispiel gegeben.
Im oberen Teil der Zeichnung ist ein Kunststoffteil 1 dargestellt, das seiner Funktion wegen im folgenden als Röhrchenträger bezeichnet wird. Im unteren Teil der Zeichnung ist ein Klemmteil 2 dargestellt, in das der Röhrchenträger 1 einschnappbar ist. Der Röhrchenträger 1 weist im Beispiel 9 Ausnehmungen 3 auf, die in ihrer Form der Form der Piezoröhrchen, die mit 4 bezeichnet sind, angepasst sind und die als Aufnahme für die Piezoröhrchen 4 dienen. Die Ausnehmungen 3 sind entsprechend der Anordnungen der Piezoröhrchen 4 im Schreibkopf angeordnet. Erste Kontaktelemente 5 sind zur individuellen Kontaktierung der einzelnen Piezoröhrchen 4 vorgesehen. Die ersten Kontaktelemente 5 können als Einzelkontakte oder, wie im Ausführungsbeispiel gezeigt ist, in Form von Kontaktbänken 6 vorgesehen sein. In diesem Falle bilden die Kontaktzungen einer Kontaktbank die entsprechenden Kontaktelemente 5, die in die entsprechenden Ausnehmungen 3 des Röhrchenträgers 1 eingelegt werden. Wenn, wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, die Ausnehmungen 3 beidseits des Röhrchenträgers 1 vorgesehen sind, so ist für jede Reihe von Ausnehmungen jeweils eine solche Kontaktbank vorhanden. Die Kontaktelemente 5 reichen dabei soweit in die Ausnehmungen 3 hinein, dass über sie eine Kontaktierung mit der einen vorzugsweise mit der äusseren Elektrode jedes Piezoröhrchens 4 gewährleistet ist.
Das im unteren Teil der Zeichnung dargestellte Klemmteil 2 dient zur Aufnahme des Röhrchenträgers 1, der nach Einlegen der ersten Kontaktelemente in das Klemmteil 2 eingedrückt und durch Einschnappen befestigt wird. Im Bereich der Ausnehmungen 3 des eingeschnappten Röhrchenträgers 1 weist das Klemmteil 2 in seinen seitlichen Längswandungen 7 Durchbrechungen 8 auf. Die Durchbrechungen 8 dienen zur Aufnahme der zweiten Kontaktelemente 9. Auch die zweiten Kontaktelemente sind in Form von Kontaktbänken ausgebildet, wobei die Kontaktzungen 10 vor dem Einschnappen des Röhrchenträgers 1 durch die Durchbrechungen 8 hindurchgesteckt werden. Die Kontaktzungen 10 sind derart dimensioniert, dass über sie eine Kontaktierung mit der inneren Elektrode jedes Piezoröhrchens gewährleistet ist. Das Klemmteil 2 isoliert dabei die Kontaktierung der Piezoröhrchen über die zweiten Kontaktelemente von der Kontaktierung durch die ersten Kontaktelemente.
Nach dem Einschnappen des Röhrchenträgers 1 in das Klemmteil 2, wodurch die ersten und die zweiten Kontaktelemente klemmend gehalten werden, werden die Kontaktzungen 5 der Kontaktbank 6 durch Beschneiden vereinzelt. Damit ist die für einen Schreibkopf der genannten Art erforderliche Einzelkontaktierung der Piezoröhrchen gewährleistet. Die für sämtliche Piezoröhrchen gemeinsame Verbindung mit der jeweils anderen Elektrode der Piezoröhrchen kann dann über die Kontaktzungen 10 der zweiten Kontaktbank9 erfolgen.
Der auf diese Weise durch das Einschieben des eigentlichen Röhrchenträgers 1 in das Klemmteil gebildete Halteteil wird vorzugsweise vor dem Bestücken mit den einzelnen Piezoröhrchen auf eine Leiterplatte gesteckt und schwallgelötet. Danach werden die Piezoröhrchen 4 eingeschoben, wobei sie über die Kontaktzungen 5 und 10 sicher kontaktiert sind. Der mit dem Piezoröhrchen bestückte Halteteil wird anschliessend in eine Giessform oder ein Formteil eingelegt, und nach Durchstecken der eingangs erwähnten Formnadeln durch die Piezoröhrchen vergossen. Die Lage der Formnadeln ist dabei weitgehend durch die eindeutig fixierte Lage der bereits vollständig kontaktierten Piezoröhrchen gesichert.
Der Röhrchenträger 1 und das Klemmteil 2 bestehen aus einem temperaturfesten kostengünstigen Kunststoff. Der gesamte aus diesen beiden Teilen bestehende Halteteil kann somit problemlos vergossen werden und bleibt Bestandteil des Schreibkopfes.

Claims

1. Vorrichtung zur Fixierung und Kontaktierung von als Piezoröhrchen (4) ausgebildeten Antriebselementen im nach einem Giessverfahren hergestellten Schreibkopf von Tintenschreibeinrichtungen mit einem Röhrchenträger (1) zur lagerichtigen Aufnahme der Piezoröhrchen und mit Kontaktelementen (10), die in Durchbrüchen eines Klemmteiles (2) gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrchenträger (1) Ausnehmungen (3) aufweist, die die Piezoröhrchen (4) über ihre vollständige Länge sowie eine erste Gruppe von Kontaktelementen (5, 6) aufnehmen, dass das Klemmteil (2) derart gestaltet ist, dass es den Röhrchenträger (1) vollständig und einschnappbar aufnimmt, und dass eine zweite Gruppe von Kontaktelementen (10) in die Durchbrüche (8) des Klemmteiles (2) einsteckbar sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und die zweiten Kontaktelemente (5, 6; 9, 10) als Kontaktbänke ausgebildet sind, deren Kontaktzungen (5, 10) nach Einschnappen des Röhrchenträgers (1) in das Klemmteil (2) lagerichtig gehalten werden, und dass die Kontaktzungen (5) der ersten Kontaktbank (6) eine äussere und die Kontaktzungen (10) der zweiten Kontaktbank (9) eine innere Kontaktschicht der Piezoröhrchen (4) kontaktieren.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktzungen (5) der ersten Kontaktbank (6) nach dem Einlegen in den Röhrchenträger (1) und nach Einschnappen in das Klemmteil (2) vereinzelt werden.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Röhrchenträger (1) und das Klemmteil (2) jeweils temperaturfeste Kunststoffteile sind.