EP0695640B1 - Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen - Google Patents

Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen Download PDF

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EP0695640B1
EP0695640B1 EP95250146A EP95250146A EP0695640B1 EP 0695640 B1 EP0695640 B1 EP 0695640B1 EP 95250146 A EP95250146 A EP 95250146A EP 95250146 A EP95250146 A EP 95250146A EP 0695640 B1 EP0695640 B1 EP 0695640B1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
ink
pressure chambers
plate
plates
module
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP95250146A
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English (en)
French (fr)
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EP0695640A2 (de
EP0695640A3 (de
Inventor
Wolfgang Dr. Thiel
Junming Dr. Zhang
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Francotyp Postalia GmbH
Original Assignee
Francotyp Postalia GmbH
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Publication date
Application filed by Francotyp Postalia GmbH filed Critical Francotyp Postalia GmbH
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Publication of EP0695640A3 publication Critical patent/EP0695640A3/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • B41J2/145—Arrangement thereof
    • 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
    • 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
    • B41J2/14233—Structure of print heads with piezoelectric elements of film type, deformed by bending and disposed on a diaphragm
    • 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
    • B41J2202/20—Modules

Definitions

  • the invention relates to an ink print head which is composed of ink print modules which operate according to the edge shooter principle and are preferably equipped with piezo actuators.
  • the inkjet print head is intended for use in small, fast printers, which in turn are part of modern machines for franking mail or for printing addresses. Such a printer is also suitable as a product labeling device.
  • the print width determines the number of those to be arranged one below the other Nozzles and thus a dimension of the ink print head.
  • To the offered comfort of franking machines include clichés Word and picture symbols.
  • To ensure good print quality are Print resolutions of approximately 200 dpi required. This requires nozzle openings from 40 to 50 ⁇ m wide. With a usual cliché width of 25.4 mm (corresponds to an inch or inch) are therefore very demanding the accuracy of the nozzle distribution and its control posed. The adjustment error must be kept below 10 ⁇ m here.
  • An ink print head of the type described in the introduction is known, see DE 42 25 799 A1, which consists of several different modules, of which only one external module carries the common row of nozzles on its end face. All modules have pressure chambers for ink ejection that can be driven by piezo actuators and are connected to the associated nozzles via correspondingly guided channels.
  • the connection channels from module to module are inevitably orthogonal to the pressure chambers. A higher accuracy than that for the pressure chambers and a higher adjustment effort are required for the connecting channels running through several modules.
  • the connection channels of different lengths require additional electronic control measures.
  • An ink print head is also known, see DE 26 49 970 A1, which is composed of individual smooth plates of the same size in a sandwich construction.
  • An intermediate plate, two channel plates, a pump plate, a membrane plate and, on the outside, piezo actuators are arranged one after the other on both sides of a nozzle plate.
  • the end face of the nozzle plate is provided with tooth-like cutouts which represent the nozzles or nozzle openings.
  • Compensation chambers or recesses are provided in the part of the nozzle plate located behind for the purpose of decoupling the ink pressure chambers located on both sides of the nozzle plate.
  • the intermediate plates have openings for the flow of ink to the nozzles.
  • the channel plates there are ink or energy flow channels to the nozzles and inlet channels for ink from an ink reservoir in the form of openings.
  • the pump plates have openings similar to the compensation chambers in the nozzle plate, one part of which serves as a pump chamber and the other part as an ink flow channel.
  • the membrane plates also serve to close the system and to support the piezo actuators.
  • the arrangement described essentially represents an inkjet print head consisting of two inkjet print modules which are completely mirror-symmetrical to one another and have a common nozzle plate, piezoelectric actuators being attached only to the two outer walls and opposing piezoelectric actuators being actuated simultaneously.
  • the purpose of the invention is to reduce the manufacturing outlay Reaching the required print resolution.
  • the invention has for its object an ink printhead of the beginning to create the type mentioned, while maintaining the principle the number of different ink printing modules in a single row of nozzles or building blocks is significantly reduced and at which the ink paths from the pressure chambers to the nozzles approximate are the same length.
  • a compact stacked printhead structure with high packing density is achieved. With the stacked construction, adjustment problems are minimized.
  • the desired print density of 192 dpi can be achieved in two ways. If the ink printhead with its row of nozzles is to be arranged orthogonally to the relative direction of movement of the recording medium, the front module or plate length is limited to the printing width of 25.4 mm, so that a maximum of 48 ink pressure chambers can be achieved per module. Accordingly, two ink printing modules are to be provided on each side of the nozzle module, between which an appropriately dimensioned spacer plate is to be inserted.
  • the ink printhead with its row of nozzles can be arranged at an angle, for example at an angle of 30 degrees to the relative direction of movement of the recording medium, then the front module or plate length can be doubled and 96 ink pressure chambers per module can thus be achieved. As a result, only one ink printing module should be provided on each side of the nozzle module. Except for the outer cover plates, which do not require any additional processing, all plates can be manufactured with high precision using the lithography technique.
  • the openings, the nozzle openings or the nozzles, the ink chambers and the ink channels can be produced in the same way. Suitable technologies are etching, laser drilling, sandblasting or LIGA technology. If the plates were made of steel, punching and spark erosion would still be possible. There is no need to check the etching depth.
  • the problem of print resolution as well as the accuracy of the nozzle division (equidistance) and the shape of the nozzle has been shifted away from the ink printing modules into the combination of adapter and nozzle plate and can be easily mastered here using the lithography technology.
  • the proposed construction of the ink printing modules from the first cover plate, intermediate plate, partition plate, intermediate plate and second cover plate makes it possible to mold the ink pressure chambers either into the cover plate or into the intermediate plate. Both the offset of the ink pressure chambers on both sides of the separating plate to gap as well as the separating plate itself bring about good acoustic decoupling within a module. In the case of more than one ink printing module on both sides of the nozzle module, a good acoustic decoupling is achieved by the spacer plate arranged between them.
  • the adapter and spacer plates have recesses for the piezo actuators and provide their connecting lines; are expedient these recesses open to the back.
  • the nozzle plate can be used to improve accessibility to the piezo actuators be provided with recesses in the same way.
  • connection of the plates of a module to one another can be advantageous by means of thermal bonding.
  • the connection between the modules can preferably be done using a UV-activatable adhesive, which was previously applied using lithography technology.
  • an ink print head consists of a nozzle module 1 and two mirror-symmetrically arranged and built-up ink printing modules 2, 3, the piezo actuators 21 applied on both sides, 27, 31, 37 are provided, see also FIG. 2.
  • the nozzle module 1 consists of a nozzle plate 11 and two adapter plates 12, 13 arranged on both sides thereof.
  • the adapter plates 12, 13 are provided with openings 121, 131 corresponding to the number of ink pressure chambers 232, 252; 323, 352 provided in the ink printing modules 2, 3.
  • the adapter plates 12, 13 also have recesses 122, 132 into which the internal piezo actuators 21, 31 of the ink printing modules 2, 3 protrude.
  • the nozzle plate 11 is regularly toothed in its front area, the tooth gaps represent the nozzles 111. In this way, up to 192 nozzles are arranged one below the other.
  • the nozzles 111 are alternately flow-connected to the ink pressure chambers 232, 332, 252, 352 in the ink pressure modules 2, 3. In this way, sufficiently large distances between the adjacent ink pressure chambers and their associated ink channels are achieved.
  • the openings 121, 131 in the adapter plates 12, 13, also compare FIG. 3, are, on the one hand, adapted in one area to the dimensions d (nozzle height) of the nozzles 111 and aligned with them. On the other hand, the openings 121, 131 are adapted in their other area to the dimensions D (ink channel height) of the ink channels to the ink pressure chambers 232, 252, 332, 352 and are also in alignment therewith.
  • the ink pressure chambers 232, 332 which are closer to the nozzle module 1 are correspondingly set back from the ink ejection side with respect to the more distant ink pressure chambers 252, 352. In this case, this would correspond to the sum of the thickness of the separating plate 241, 341 and the intermediate plate 231, 331.
  • the ink printing module 2 consists of a first cover plate 22 with piezo actuators 21 mounted thereon on the outside, a first intermediate plate 23, a separating plate 24, a second intermediate plate 25 and a second cover plate 26 and piezo actuators 27 mounted on the outside, see FIG. 2a.
  • ink pressure chambers 232 are arranged between the first cover plate 22 and the first intermediate plate 23, and on the other hand, 25 ink pressure chambers 252 are arranged equidistantly between one another between the second cover plate 26 and the second intermediate plate.
  • the ink pressure chambers 232 are here formed in the first intermediate plate 23 as elongated openings in the direction from the front to the rear. A wall of the ink pressure chamber is formed by the cover plate 22.
  • the ink pressure chambers 252 are formed equidistantly from one another in the second intermediate plate 25.
  • the cover plate 26 forms a side wall of the ink pressure chamber 252.
  • the ink pressure chambers 232 in the first intermediate plate 23 are offset from one another in relation to those in the second intermediate plate 25, as a result of which the acoustic decoupling is further enhanced.
  • the ink printing module 3 consists of a first cover plate 32 with piezo actuators mounted thereon on the outside 31, a first intermediate plate 33, a partition plate 34, a second Intermediate plate 35 and a second cover plate 36 and on the outside applied piezo actuators 37.
  • the arrangement and design of the ink pressure chambers 332 and 352 is also analogous to the ink printing module 2, see Fig. 2b.
  • the outer ink pressure chambers 252 of the ink pressure module are aligned 2 with the outer ink pressure chambers 352 of the ink pressure module 3 and the inner ink pressure chambers 232 of the ink pressure module 2 are aligned with the inner ink pressure chambers 332 of the ink pressure module 3rd
  • the piezo actuators 21, 27 31, 37 are on the cover plates 22, 26, 32, 36 in attached to the areas opposite the ink pressure chambers 232, 252, 332, 352.
  • one of the piezo actuators 21 emitted pressure pulse a reduction in the ink pressure chamber 232, passing ink through the ink drain channel 231, through the breakthroughs 221, 121 is pressed to the nozzle 111 and deflected by 90 degrees on the nozzle plate 11 leaves the nozzle 111 as an ink drop. After decay of the pressure pulse, ink is sucked in via the ink supply channel 233. The mode of action is for the other ink pressure chambers analogous.
  • the nozzle gap or the assigned plate length can be 25.4 mm.
  • two ink printing modules 2, 6, 3, 7 must then be arranged on both sides of the nozzle module 1, see FIG. 4.
  • spacer plates 4, 5 between the ink printing modules 2 and 6 and 3 and 7 are additionally required, which are also provided with openings for the ink guidance and with recesses for the piezo actuators.
  • the recesses 122, 132 in the adapter plates 12, 13 expediently extend to the rear, so that there is an opportunity to access the piezo actuators 21, 27, 31, 37 from this side.
  • the spacer plates are then also formed analogously.
  • the nozzle plate 1 can be provided with a recess in the same way.

Landscapes

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

Description

Die Erfindung betrifft einen Tintendruckkopf, der aus Tintendruckmodulen zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und vorzugsweise mit Piezoaktoren ausgerüstet sind.
Der Tintendruckkopf ist für den Einsatz in kleinen schnellen Druckern vorgesehen, die wiederum Bestandteil von modernen Maschinen zum Frankieren von Postgut oder zum Drucken von Adressen sind. Ein derartiger Drucker ist auch als Produktbeschriftungsgerät geeignet.
Im Unterschied zum üblichen Bürodrucker mit zeilenweisem Abdruck erfolgt der Druck als einmaliger Frankierabdruck in einem Durchlauf des Postgutes. Die Druckbreite bestimmt die Anzahl der untereinander anzuordnenden Düsen und damit eine Dimension des Tintendruckkopfes. Zum angebotenen Komfort von Frankiermaschinen gehören Klischees mit Wort- und Bildzeichen. Zur Gewährleistung einer guten Druckqualität sind Druckauflösungen von annähernd 200 dpi erforderlich. Das bedingt Düsenöffnungen von 40 bis 50 µm Breite. Bei einer üblichen Klischeebreite von 25,4 mm (entspricht einem Inch oder Zoll) werden damit hohe Anforderungen an die Genauigkeit der Düsenaufteilung und deren Ansteuerung gestellt. Der Justagefehler muß hier unter 10 µm gehalten werden.
Es ist ein Tintendruckkopf der eingangs beschriebenen Art bekannt, siehe DE 42 25 799 A1, der aus mehreren unterschiedlichen Modulen besteht, von denen nur ein außenliegender Modul an seiner Stirnseite die gemeinsame Düsenreihe trägt. Alle Module weisen von Piezoaktoren antreibbare Druckkammern für den Tintenausstoß auf, die über entsprechend geführte Kanäle mit den zugeordneten Düsen verbunden sind. Die Verbindungskanäle von Modul zu Modul verlaufen zwangsläufig orthogonal zu den Druckkammern.
Für die durch mehrere Module verlaufenden Verbindungskanäle sind eine höhere Genauigkeit als die für die Druckkammern und ein höherer Justieraufwand erforderlich. Die verschieden langen Verbindungskanäle bedingen zusätzliche elektronische Steuermaßnahmen.
Obwohl der Vorteil nur einer einzigen Düsenreihe unstreitig ist, ist der technologische Aufwand zur Herstellung der zueinander unterschiedlichen Module noch beträchtlich.
Es ist weiterhin ein Tintendruckkopf bekannt, siehe DE 26 49 970 A1, der in Sandwich-Bauweise aus einzelnen glatten Platten gleicher Größe zusammengesetzt ist.
Zu beiden Seiten einer Düsenplatte sind nacheinander je eine Zwischenplatte, zwei Kanalplatten, eine Pumpenplatte, eine Membranplatte und an deren Außenseite Piezoaktoren angeordnet.
Die Düsenplatte ist an ihrer einen Stirnseite mit zahnartigen Ausschnitten versehen, die die Düsen beziehungsweise Düsenöffnungen darstellen. Im dahinter liegenden Teil der Düsenplatte sind Ausgleichskammern beziehungsweise Ausnehmungen vorhanden zwecks Entkopplung der beiderseits der Düsenplatte liegenden Tintendruckkammern.
Die Zwischenplatten weisen Durchbrüche für den Tintenfluß zu den Düsen auf.
In den Kanalplatten befinden sich in Form von Durchbrüchen Tinten- beziehungsweise Energieflußkanäle zu den Düsen und Zulaufkanäle für Tinte aus einem Tintenreservoir.
Die Pumpenplatten weisen Durchbrüche analog den Ausgleichskammern in der Düsenplatte auf, von denen der eine Teil als Pumpenraum und der andere Teil als Tintenflußkanal dient.
Die Membranplatten dienen neben ihrer eigentlichen Funktion noch zum Verschluß des Systems und als Träger der Piezoaktoren.
Die beschriebene Anordnung stellt im wesentlichen einen Tintendruckkopf aus zwei zueinander völlig spiegelsymmetrisch aufgebauten Tintendruckmodulen mit einer gemeinsamen Düsenplatte dar, wobei Piezoaktoren nur an den beiden Außenwänden befestigt sind und gegenüberliegende Piezoaktoren gleichzeitig angesteuert werden.
Obwohl der Aufwand von 11 Platten recht beträchtlich ist, werden mit diesem Tintendruckkopf auf Grund des Aufbaus sowie der Betriebsweise nur Druckauflösungen von 24 dpi erreicht; erforderlich sind aber 192 dpi.
Zweck der Erfindung ist eine Verringerung des Herstellungsaufwandes bei Erreichung der erforderlichen Druckauflösung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Tintendruckkopf der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem unter Beibehaltung des Prinzips einer einzigen Düsenreihe die Anzahl unterschiedlicher Tintendruckmodule beziehungsweise Bausteine wesentlich verringert wird und bei dem die Tintenwege von den Druckkammern zu den Düsen annähernd gleich lang sind.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe entsprechend dem Hauptanspruch gelöst.
Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Es wird ein kompakter Druckkopfaufbau in Stapelbauweise mit hoher Packungsdichte erreicht. Mit der Stapelbauweise werden Justierprobleme minimiert.
Die gewünschte Druckdichte von 192 dpi kann auf zwei Wegen erzielt werden.
Soll der Tintendruckkopf mit seiner Düsenreihe orthogonal zur relativen Bewegungsrichtung des Aufzeichungsträgers angeordnet sein, dann ist die frontseitige Modul- beziehungsweise Plattenlänge auf die Druckbreite von 25,4 mm beschränkt, somit sind pro Modul maximal 48 Tintendruckkammern erzielbar. Demzufolge sind auf jeder Seite des Düsenmoduls zwei Tintendruckmodule vorzusehen, zwischen denen eine entsprechend bemessene Distanzplatte einzufügen ist.
Darf der Tintendruckkopf mit seiner Düsenreihe schräg, beispielsweise im Winkel von 30 Grad zur relativen Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers angeordnet sein, dann kann die frontseitige Modul- beziehungsweise Plattenlänge verdoppelt werden und pro Modul sind somit 96 Tintendruckkammern erzielbar. Demzufolge ist auf jeder Seite des Düsenmoduls nur ein Tintendruckmodul vorzusehen.
Bis auf die außen abschließenden Deckplatten, bei denen kein zusätzlicher Bearbeitungsvorgang erforderlich ist, können alle Platten unter Einsatz der Lithographie-Technik hochgenau hergestellt werden. Die Durchbrüche, die Düsenöffnungen beziehungsweise die Düsen, die Tintenkammern und die Tintenkanäle sind auf die gleiche Weise herstellbar. Geeignete Technologien sind Ätzen, Laserbohren, Sandstrahlen oder LIGA-Technik.
Bei Ausführung der Platten in Stahl wäre noch Stanzen sowie Funkenerosion möglich. Eine aufwendige Kontrolle der Ätztiefe entfällt.
Die Adapterplatte erfüllt mehrere Funktionen:
  • mechanische und fluidische Verbindung zwischen Tintendruckmodul und Düsen,
  • räumliche Anpassung zwischen größeren Tintenkanälen beziehungsweise den zu diesen führenden Durchbrüchen und kleineren Düsenöffnungen sowie zwischen deren räumlichen Versatz zueinander,
  • Reduktion von 2n Spalten Tintendruckkammern auf eine Spalte Düsen,
  • Distanzstück zwischen Düsenplatte und Piezoaktoren.
Die Problematik der Druckauflösung sowie der Genaugikeit der Düsenaufteilung (Äquidistanz) und der Düsenform ist von den Tintendruckmodulen weg in die Kombination aus Adapter- und Düsenplatte verlagert worden und hier mittels der Lithographie-Technik ohne Schwierigkeiten beherrschbar.
Der vorgeschlagene Aufbau der Tintendruckmodule aus erster Deckplatte, Zwischenplatte, Trennplatte, Zwischenplatte und zweiter Deckplatte ermöglicht es, die Tintendruckkammern entweder in die Deckplatte oder in die Zwischenplatte einzuformen. Sowohl der Versatz der Tintendruckkammern beiderseits der Trennplatte auf Lücke als auch die Trennplatte selbst bewirken eine gute akustische Entkopplung innerhalb eines Moduls. Bei mehr als einem Tintendruckmodul beiderseits des Düsenmoduls wird durch die zwischen diesen angeordnete Distanzplatte eine gute akustische Entkopplung erreicht.
Die Adapter- und Distanzplatten sind mit Ausnehmungen für die Piezoaktoren und deren Anschlußleitungen versehen; zweckmäßigerweise sind diese Ausnehmungen zur Rückseite offen.
Zur Verbesserung der Zugänglichkeit zu den Piezoaktoren kann die Düsenplatte in gleicher Weise mit Ausnehmungen versehen werden.
Da die näher zum Düsenmodul liegenden Tintendruckkammern so weit von der Frontseite zurückversetzt sind, daß gleich lange Tintenwege wie bei den weiter außen liegenden Tintendruckkammern bestehen, werden auch gleiche Betriebsbedingungen erreicht und korrigierende Steuerungsmaßnahmen erübrigen sich.
Die Verbindung der Platten eines Moduls untereinander kann vorteilhaft mittels thermischem Bonden erfolgen. Die Verbindung der Module untereinander kann vorzugsweise mittels eines uv-aktivierbaren Klebers erfolgen, der zuvor in Lithographie-Technik aufgebracht worden ist.
Die Erfindung wird nachstehend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1
Die Frontansicht eines Tintendruckkopfes aus einem Düsenmodul und zwei Tintendruckmodulen in schematischer Darstellung,
Fig. 2
einen Tintendruckkopf gemäß Fig. 1, teilweise schematisch in Explosivdarstellung,
  • a) rechter Abschnitt,
  • b) linker Abschnitt,
Fig. 3
ein Detail aus dem Düsenmodulbereich schematisch in Explosivdarstellung,
Fig. 4
die Frontansicht eines Tintendruckkopfes aus einem Düsenmodul und vier Tintendruckmodulen.
Gemäß Fig. 1 besteht ein Tintendruckkopf aus einem Düsenmodul 1 und zwei spiegelsymmetrisch zu diesem angeordneten und aufgebauten Tintendruckmodulen 2, 3, die mit beidseitig aufgebrachten Piezoaktoren 21, 27, 31, 37 versehen sind, vergleiche auch Fig. 2.
Der Düsenmodul 1 besteht aus einer Düsenplatte 11 und zwei beidseitig zu dieser angeordneten Adapterplatten 12, 13.
Die Adapterplatten 12, 13 sind mit Durchbrüchen 121, 131 entsprechend der Anzahl der Tintendruckkammern 232, 252; 323, 352 in den Tintendruckmodulen 2, 3 versehen. Ferner weisen die Adapterplatten 12, 13 noch Ausnehmungen 122, 132 auf, in die die innenliegenden Piezoaktoren 21, 31 der Tintendruckmodule 2, 3 hineinragen.
Die Düsenplatte 11 ist in ihrem Frontbereich regelmäßig gezahnt, die Zahnlücken stellen die Düsen 111 dar, Auf diese Weise sind bis zu 192 Düsen untereinander angeordnet. Die Düsen 111 sind abwechselnd mit den Tintendruckkammern 232, 332, 252, 352 in den Tintendruckmodulen 2, 3 fließverbunden. Auf diese Weise werden genügend große Abstände zwischen den benachbarten Tintendruckkammern und ihren zugehörigen Tintenkanälen erreicht.
Die Durchbrüche 121 131 in den Adapterplatten 12, 13, vergleiche auch Fig. 3, sind einerseits in ihrem einen Bereich den Abmessungen d (Düsenhöhe) der Düsen 111 angepaßt und fluchten mit diesen. Andererseits sind die Durchbrüche 121, 131 in ihrem anderen Bereich den Abmessungen D (Tintenkanalhöhe) der Tintenkanäle zu den Tintendruckkammern 232, 252, 332, 352 angepaßt und fluchten auch mit diesen.
Zur Erzielung gleich langer Tintenwege von den Tintendruckkammern 232, 252, 332, 352 zu den Düsen 111 sind die zum Düsenmodul 1 näher liegenden Tintendruckkammern 232, 332 gegenüber den entfernter liegenden Tintendruckkammern 252, 352 entsprechend weiter von der Tintenausstoßseite zurückversetzt. Das würde in diesem Fall der Summe aus der Dicke der Trennplatte 241, 341 und der Zwischenplatte 231, 331 entsprechen.
Der Tintendruckmodul 2 besteht aus einer ersten Deckplatte 22 mit darauf außen aufgebrachten Piezoaktoren 21, einer ersten Zwischenplatte 23, einer Trennplatte 24, einer zweiten Zwischenplatte 25 sowie einer zweiten Deckplatte 26 und darauf außen aufgebrachten Piezoaktoren 27, siehe Fig. 2a.
Einerseits sind zwischen der ersten Deckplatte 22 und der ersten Zwischenplatte 23 Tintendruckkammern 232 und andererseits sind zwischen der zweiten Deckplatte 26 und der zweiten Zwischenplatte 25 Tintendruckkammern 252 äquidistant untereinander angeordnet. Die Tintendruckkammern 232 sind hier in die erste Zwischenplatte 23 als langgestreckte Durchbrüche in Richtung von der Front- zur Rückseite eingeformt. Eine Wand der Tintendruckkammer wird durch die Deckplatte 22 gebildet. Analog sind die Tintendruckkammern 252 in die zweite Zwischenplatte 25 äquidistant untereinander eingeformt. Hier bildet die Deckplatte 26 eine Seitenwand der Tintendruckkammer 252.
Die Tintendruckkammern 232 in der ersten Zwischenplatte 23 sind gegenüber denen in der zweiten Zwischenplatte 25 auf Lücke zueinander versetzt, wodurch die akustische Entkopplung noch verstärkt wird.
Analog zum Tintendruckmodul 2 besteht der Tintendruckmodul 3 aus einer ersten Deckplatte 32 mit darauf außen aufgebrachten Piezoaktoren 31, einer ersten Zwischenplatte 33, einer Trennplatte 34, einer zweiten Zwischenplatte 35 sowie einer zweiten Deckplatte 36 und darauf außen aufgebrachten Piezoaktoren 37. Die Anordnung und Ausbildung der Tintendruckkammern 332 und 352 ist gleichfalls analog wie beim Tintendruckmodul 2, siehe Fig. 2b.
Auf diese Weise fluchten die äußeren Tintendruckkammern 252 des Tintendruckmoduls 2 mit den äußeren Tintendruckkammern 352 des Tintendruckmoduls 3 und die inneren Tintendruckkammern 232 des Tintendruckmoduls 2 fluchten mit den inneren Tintendruckkammern 332 des Tintendruckmoduls 3.
Die Piezoaktoren 21, 27 31, 37 sind an den Deckplatten 22, 26, 32, 36 in den Bereichen befestigt, die gegenüber den Tintendruckkammern 232, 252, 332, 352 liegen.
Wie Fig. 2a und 3 zu entnehmen ist, bewirkt ein von einem Piezoaktor 21 abgegebener Druckimpuls eine Verkleinerung der Tintendruckkammer 232, wodurch Tinte durch den Tintenabflußkanal 231, durch die Durchbrüche 221, 121 zur Düse 111 gedrückt wird und um 90 Grad umgelenkt an der Düsenplatte 11 die Düse111 als Tintentropfen verläßt. Nach Abklingen des Druckimpulses wird Tinte über den Tintenzuflußkanal 233 nachgesaugt. Die Wirkungsweise ist für die anderen Tintendruckkammern analog.
Wie schon weiter vorn beschrieben, kann die Düsenspalte beziehungsweise die zugeordnete Plattenlänge 25,4 mm betragen. Um hier 192 dpi zu erreichen, müssen dann beiderseits des Düsenmoduls 1 jeweils zwei Tintendruckmodule 2, 6, 3, 7 angeordnet sein, vergleiche Fig. 4.
In diesem Fall sind zusätzlich noch Distanzplatten 4, 5 zwischen den Tintendruckmodulen 2 und 6 sowie 3 und 7 erforderlich, die gleichfalls mit Durchbrüchen für die Tintenführung und mit Ausnehmungen für die Piezoaktoren versehen sind.
Die Ausnehmungen 122, 132 in den Adapterplatten 12, 13 reichen zweckmäßigerweise bis zur Rückseite, so daß von dieser Seite eine Zugangsmöglichkeit zu den Piezoaktoren 21, 27, 31, 37 besteht. Analog sind dann auch die Distanzplatten ausgebildet.
Zur weiteren Verbesserung der Zugänglichkeit kann die Düsenplatte 1 in gleicher Weise mit einer Ausnehmung versehen werden.
Verwendete Bezugszeichen
1
Düsenmodul
11
Düsenplatte
111
Düse
12
Adapterplatte für Tintendruckmodul 2
121
Durchbruch in Adapterplatte 12 für Tintenkanal
122
Ausnehmung in Adapterplatte 12 für Piezoaktoren 21
13
Adapterplatte für Tintendruckmodul 3
131
Durchbruch in Adapterplatte 13 für Tintenkanal
2
Tintendruckmodul
21
Piezoaktor auf Deckplatte 22
22
Deckplatte
221
Durchbruch in Deckplatte 22 für Tintenkanal
23
Zwischenplatte
231
Tintenabflußkanal in Zwischenplatte 23
232
Tintendruckkammer in Zwischenplatte 23
233
Tintenzuflußkanal in Zwischenplatte 23
24
Trennplatte
241
Durchbruch in Trennplatte 24 für Tintenkanal
25
Zwischenplatte
251
Tintenabflußkanal in Zwischenplatte 25
252
Tintendruckkammer in Zwischenplatte 25
253
Tintenzuflußkanal in Zwischenplatte 25
26
Deckplatte
27
Piezoaktor auf Deckplatte 26
3
Tintendruckmodul
31
Piezoaktor auf Deckplatte 32
32
Deckplatte
321
Durchbruch in Deckplatte 32 für Tintenkanal
33
Zwischenplatte
331
Tintenabflußkanal in Zwischenplatte 33
332
Tintendruckkammer in Zwischenplatte 33
333
Tintenzuflußkanal in Zwischenplatte 33
34
Trennplatte
341
Durchbruch in Trennplatte 34 für Tintenkanal
35
Zwischenplatte
351
Tintenabflußkanal in Zwischenplatte 35
352
Tintendruckkammer in Zwischenplatte 35
353
Tintenzuflußkanal in Zwischenplatte 35
36
Deckplatte
37
Piezoaktor auf Deckplatte 26
4
Distanzplatte
5
Distanzplatte
d
Düsenhöhe
dpi
dots per inch
D
Höhe des Tintenkanals beziehungsweise der zu diesen führenden Durchbrüche 121, 231, 241, 251, 131, 331, 341, 351

Claims (7)

  1. Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen (2, 3), die nach dem Edge-Shooter-Prinzip aufgebaut und mit Piezoaktoren (21, 27, 31, 37) ausgerüstet sind sowie eine gemeinsame Düsenplatte (11) haben, die an einer Stirnseite mit einer Zahnung versehen ist, wobei die Zahnlücken zur Bildung von Düsen (111) dienen und im einzelnen
    ein Düsenmodul (1) mittig zwischen zueinander spiegelsymmetrisch aufgebauten Tintendruckmodulen (2, 3) angeordnet ist und auf der Tintenausstoßseite bündig mit denselben abschließt,
    die Tintendruckmodule (2, 3) beidseitig mit den Piezoaktoren (21, 27, 31, 37) über zugeordneten Tintendruckkammern (232, 252, 332, 352) versehen sind,
    jeder Tintendruckmodul (2, 3) aus einer ersten Deckplatte (22, 32), einer ersten Zwischenplatte (23, 33), einer Trennplatte (24, 34), einer zweiten Zwischenplatte (25, 35) und einer zweiten Deckplatte (26, 36) sowie den außen auf den Deckplatten (22, 26, 32, 36) befestigten Piezoaktoren (21, 27, 31, 37) besteht, wobei die Deckplatten (22, 26, 32, 36) zugleich als Membranplatten dienen,
    der Düsenmodul (1) aus der Düsenplatte (11) und zwei beidseitig derselben angeordneten Adapterplatten (12, 13) besteht,
    die Adapterplatten (12, 13) mit Durchbrüchen (121, 131) für die auf ihrer Seite liegenden Tintendruckkammern (232, 252; 332, 352) versehen sind, wobei jeweils ein Durchbruch (121, 132) einer Tintendruckkammer (232, 252, 332, 352) zugeordnet ist,
    die Adapterplatten (12, 13) außerdem mit Ausnehmungen (122, 132) versehen sind, in die die benachbarten Piezoaktoren (21, 31) hineinragen,
    die Düsen (111) in Form der Zahnlücken und der die Seitenwände bildenden Adapterplatten (12, 13) äquidistant in einer Spalte untereinander angeordnet sind und abwechselnd von Tintendruckmodul (2) zu Tintendruckmodul (3) über die zugeordneten Durchbrüche (121, 131) in den Adapterplatten (12, 13) mit den zugeordneten Tintendruckkammern (232, 332, 252, 352) fließverbunden sind.
  2. Tintendruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß in die Zwischenplatten (23, 25, 33, 35) die Tintendruckkammern (232, 252, 332, 352) untereinander äquidistant in Form von Durchbrüchen eingeformt sind, die seitlich einerseits durch die Deckplatten (22, 26, 32, 36) und andererseits durch die Trennplatten (24, 34) begrenzt sind,
    daß die Tintendruckkammern (232, 252, 332, 352) innerhalb des Tintendruckmoduls (2, 3) auf Lücke zueinander versetzt sind und
    daß die dem Düsenmodul (1) näher liegenden Tintendruckkammern (232, 332) im Verhältnis zu den entfernter liegenden Tintendruckkammern (252, 352) so weit von der Tintenausstoßseite zurückversetzt sind, daß gleich lange Tintenwege von den Tintendruckkammern (232, 252, 332, 352) zu den Düsen (111) bestehen.
  3. Tintendruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeinet,
    daß die Tintendruckkammern in die Deckplatten (22, 26, 32, 36) untereinander äquidistant eingeformt und seitlich durch die Zwischenplatten (23, 25, 33, 35) begrenzt sind,
    daß die Tintendruckkammern innerhalb des Tintendruckmoduls (2, 3) zueinander auf Lücke versetzt sind und
    daß die dem Düsenmodul (1) näher liegenden Tintendruckkammern im Verhältnis zu den entfernter liegenden Tintendruckkammern so weit von der Tintenausstoßseite zurückversetzt sind, daß gleich lange Tintenwege von allen Tintendruckkammern zu den Düsen (111) bestehen.
  4. Tintendruckkopf nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet,
    daß bei mehr als einem Tintendruckmodul (2, 3, 6, 7) beiderseits des Düsenmoduls (1) zwischen denselben eine Distanzplatte (4, 5) angeordnet ist, die gleichfalls mit Durchbrüchen für die Tintenführung und mit Ausnehmungen für die Piezoaktoren versehen ist.
  5. Tintendruckkopf nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Ausnehmungen (122, 132) in den Adapterplatten (12, 13) und die Ausnehmungen in den Distanzplatten (4, 5) bis zur Rückseite derselben reichen und auf diese Weise offen sind.
  6. Tintendruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Düsenplatte (11) rückwärtig mit gleichen Ausnehmungen versehen ist wie die Adapterplatten (12,13).
  7. Tintendruckkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
    daß die Durchbrüche (121, 131) in den Adapterplatten (12, 13) einerseits in dem den Düsen (111) benachbarten Bereich den Abmessungen derselben, insbesondere der durch die Zahnlückenhöhe bestimmten Düsenhöhe (d), angepaßt sind und
    andererseits in dem den Verbindungskanälen zu den Tintendruckkammern (232, 252, 332, 352) benachbarten Bereich den Abmessungen derselben, insbesondere der Höhe (D) der Tintenkanäle beziehungsweise der diese bildenden Durchbrüche (221, 331) angepaßt sind.
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