DE2344453C2

DE2344453C2 - Düsenanordnung für einen Tintenstrahlmatrixdrucker

Info

Publication number: DE2344453C2
Application number: DE2344453A
Authority: DE
Inventors: Konrad Artur Mt. View Calif. Krause
Original assignee: International Business Machines Corp
Current assignee: International Business Machines Corp
Priority date: 1972-09-05
Filing date: 1973-09-04
Publication date: 1983-03-31
Also published as: DE2344453A1; US3786517A; JPS5220291B2; GB1414878A; IT992696B; JPS4965735A; CA976224A; FR2198410A5

Description

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Die Erfindung geht von einer im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art einer Düsenanordnung für einen Tintenstrahlmatrixdrucker aus.

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.

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

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:;-,·

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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.

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.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispieles beschrieben.

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

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 Hochspannungsqucile

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 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 diese

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.

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.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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.

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.

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.