DE3511699A1

DE3511699A1 - Fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungskopf und fluessigkeitsstrahl-aufzeichnungsgeraet

Info

Publication number: DE3511699A1
Application number: DE19853511699
Authority: DE
Inventors: Kenjiro Hiratsuka Kanagawa Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1985-10-10
Anticipated expiration: 2005-03-30
Also published as: DE3511699C2; GB2158778A; GB2158778B; GB8508495D0; SG31991G; HK39991A; US4635080A

Description

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PfeLLMANN - URAMS - OTR-ÜIF '" Dipl.-Chem. G. Bühling

Dipl.-lng. R. Kinne - A - Dipl.-lng. R Grupe

Dipl.-lng. B. Pellmann Dipl.-lng. K. Grams 3511699 Dipl.-Chem. Dr. B. Struif

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653 Telex: 5-24845 tipat Telecopier: O 89-537377 cable: Germaniapatent München

29. März 1985

Canon Kabushiki Kaisha

DE 4729

Tok i o, Japan

Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf und Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät

Die Erfindung bezieht sich auf einen Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf und ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät.

Für ein Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät (im folgenden als Tintenstrahlschreiber bezeichnet) ist es erwünscht, daß der Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf (im folgenden als Schreibkopf bezeichnet) mit Bezug zu einem Wagen zu Zwecken der Wartung und des Austauschs leicht montiert und demontiert weiden kann. Um dem Schreibkopf Antriebsenergie sowie elektrische Signale zuführen zu können, wurden deshalb bisher elektrische Kontakte jeweils am Schreibkopf und am Wagen vorgesehen, die bei einer Montage des Schreibkopfes am Wagen miteinander in Anlage gebracht wurden, so daß dem Schreibkopf Antriebsenergie und Signale zugeführt werden konnten. Die meisten Schreibköpfe sind

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von der Art, daß sie am Wagen montiert werden können, und deshalb werden die elektrischen Kontakte des Schreibkopfes von diesem durch flexible Drahtleiter od. dgl. herausgeführt oder sie werden am unteren Teil der Fläche, in der sich die Düsenöffnungen befinden, angeordnet.

Bei einem Schreibkopf, bei dem die Fläche, in der die Düsenöffnungen zum Ausstoßen von Tinte vorgesehen sind, und ein die elektrische Verdrahtung sowie die elektrischen Kontakte tragendes Substrat an der gleichen Fläche bzw. in derselben Ebene angeordnet sind, können sich aus den oben erwähnten Gründen die elektrischen Kontakte unterhalb der Düsenfläche befinden. Das führt aber zu Nachteilen und Mängeln insofern, als die elektrischen Kontakte durch von den Düsenöffnungen abtropfende Tinte verschmutzt und/oder korrodiert werden, so daß ein unzureichender Kontaktzustand hervorgerufen wird, weshalb an den Düsenöffnung-^n die Flüssigkeit (Tinte) nicht ausgestoßen wird oder der Ausstoßzustand unstabil und unstetig wird.

Im Hinblick auf den oben geschilderten Stand der Technik ist es die Aufgabe der Erfindung, einen Schreibkopf zu schaffen, der mit Bezug zu einem Hauptteil eines Tintenstrahlschreibers oder einem in diesem Haupttoil aufgenommenen Wagen leicht montiert und demontiert werden kann sowie keine Unannehmlichkeiten oder Schwierigkeiten bei seiner Montage und Demontage hervorruft.

Ein Ziel der Erfindung ist hierbei darin zu sehen, die oben erwähnten Mangel und Nachteile, die dem Stand der Technik eigen sind, zu beseitigen und einen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, bei dem allzeit ein stabiler, stetiger Ausstoßzustand für die Tinte (Flüssigkeit) gewährleistet werden kann.

BAD ORIGINAL

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Kin weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, einen Tintenstrahl-Schreibkopf zu schaffen, der mit Düsenöffnungen zum Ausstoß von Tinte sowie zur Bildung fliegender Tröpfchen und mit der Entwicklung dieser Tröpfchen dienenden Energieerzeugungselementen versehen ist, wobei elektrische Kontakte zur Eingabe eines Signals zu den Energieerzeugungselementen an einer Fläche vorgesehen sind, die zu einer die Düsenöffnungen enthaltenden Fläche verschiedenartig ist, also eine andere Fläche ist.

Des weiteren hat sich die Erfindung zum Ziel gesetzt, einen Tintenstrahlschreiber zu schaffen, an dem ein Schreibkopf montiert ist, der mit Düsenöffnungen zum Ausstoßen von Tinte und zur Bildung von fliegenden Tröpfchen sowie mit Energieerzeugungselementen, die die fliegenden Tröpfchen

hervorrufen, versehen ist, wobei elektrische Kontakte für die Signalzufuhr zu den Energieerzeugungselementen an einer Fläche des Schreibkopfes liegen, die eine andere als die die Düsenöffnungen enthaltende Fläche ist, und wobei am Befestigungsteil des Schreibgeräts für den Kopf elek-

Irische (gerätseitige) Kontakte vorhanden sind, die mit den kofpseitigen Kontakten bei der Montage des Schreibkopfes zur Anlage kommen.

Der Erfindungsgegenstand wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand von verschiedenen Ausführungsformen erlätuert. Es zeigen:

Fig. 1 und 2 schematische, perspektivische Darstellungen je eines Schreibkopfes gemäß der Erfindung; pig. 3 eine ausschnittsweise perspektivische Ansicht eines Tintenstrahlschreibers, bei dem der erfindungsgemäße Schreibkopf anwendbar ist;
Fig. 4 bis 7 schematische, perspektivische Darstellungen von Wagen und Schreibköpfen gemäß der Erfindung; Fig. 8 eine perspektivische Darstellung zur Erläuterung der Art der Befestigung eines Schreibkopfes am Wagen und der Herstellung der Verbindung zwischen den kopf- sowie wagenseitigen Kontakten;

Fig. 9 und 10 eine schematische Ansicht sowie eine Schnittdarstellung eines Schreibkopfes;

Fig. 11 den Aufbau eines Schreibkopfes, wie er bei dem Erfindungsgegenstand zur Anwendung kommt.

Bei der in Fig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform ist der Schreibkopf 52 an einem (nicht dargestellten) Wagen montiert. Düsenöffnungen 54, aus denen Tinten- oder Flüssigkeitströpfchen 58 ausgestoßen werden, sind in derjenigen Fläche des Schreibkopfes 52 vorgesehen, die dem Schreibpapier gegenüberliegt, und an einer zu der Fläche, in der die Düsenöffnungen 54 ausgebildet sind, verschiedenartigen Fläche sind am Schreibkopf elektrische Kontakte 56 angebracht. Im montierten Zustand des Schreibkopfes 52 kommen dessen Kontakte 56 mit (nicht dargestellten) Kontakten am Wagen zur Anlage, so daß vom Wagen Antriebsenergiesignale zum Kopf 52 übertragen und die Tröpfchen 58 aus den Düsenöffnungen ausgeschleudert werden, womit der Aufzeichnungsvorgang bewerkstelligt wird. Bei einer solchen Ausbildung gemäß der Erfindung kann ein Verschmutzen der Kontakte 56 durch von den Düsenöffnungen 54 abtropfende Tinte verhindert werden, weil sich die Düsenöffnungen 54 und die elektrischen Kontakte 56 jeweils an anderen Flächen befinden.

Für die in Fig. 2 gezeigte Ausführungsform eines Schreibkopfes 52 ist hervorzuheben, daß hier die elektrischen Kontakte 56 höher angeordnet sind als die Düsenöffnungen 54, so daß im Vergleich zur Ausführungsform von Fig. 1 ein noch besserer Schutz gegen eine Verschmutzung zu erhalten ist.

Bei den Ausführungsformen von Fig. 1 und 2 sind die elektrischen Kontakte 56 unten bzw. oben an einer Seitenfläche des Schreibkopfes 52 angebracht, sie können jedoch an jeder anderen Fläche des Kopfes, z.B. an dessen Ober- oder Rückfläche angeordnet sein, solange diese Fläche von den Düsenöffnungen abgewandt ist.

Die Fig. 3 zeigt einen Teil eines Tintenstrahlschreibers gemäß dieser Erfindung. Dieser Schreiber 72 weist eine in Richtung des Pfeils A um eine Walzenwelle 76 drehbare Schreibwalze 74 auf, an der ein Aufzeichnungsmedium (Schreibpapier) 78 anliegt, das bei Drehung der Walze 74 mit dieser weiterbewegt wird. Auf Führungsstangen 80 und 82 ist ein Wagen 84 in Richtung des Doppelpfeils B mit Bezug zu den Stangen 80, 82 verschiebbar. Ein biegsames Kabel 86 dient der Antriebsenergie- und Signalübertragung zum Wagen 84, an dem der Schreibkopf 88 montiert ist.

Die Fig. 4 zeigt einen Wagen 84 sowie Schreibkopf 88 gemäß der Erfindung im einzelnen. Die kopfseitigen elektrischen Kontakte (erste Kontakte) 90 zur Energie- und Signalübertragung sind an einer Fläche ausgebildet, die zu einer Fläche, in der sich die Düsenöffnungen 52 befinden, unterschiedlich ist. Der Kopf 88 ist mit einem Tintenbehälter ausgestattet; an den Düsenöffnungen 92 werden Tintentröpfchen 96 ausgeschleudert.

Der Wagen 84 ist mit einem aufragenden Teil 98 versehen, an dem die wagen- oder gerätseitigen elektrischen Kontakte (zweite Kontakte) 100 angeordnet sind, die mit den ersten Kontakten 90 des Schreibkopfes 88 zur Anlage zu bringen sind. Zur Montage des Schreibkopfes 8 8 am Wagen 8 wird der Kopf auf die obere Fläche 102 des Wagens derart gesetzt, daß die ersten und zweiten Kontakte 90 bzw. 100 des Kopfes 88 bzw. des Wagens 84 aneinander liegen. Um einen Schreibvorgang auszuführen, werden eine Antriebsenergie sowie ein Steuersignal durch ein am Wagen 84 angeschlossenes biegsames Kabel 86 den zweiten (wagenseitigen) Kontakten 100 zugeführt. Die Energie wird durch die Kontaktberührung direkt auf die ersten (kopfseitigen) Kontakte 9O übertragen, während die Steuersignale durch eine im Wagen befindliche (nicht gezeigte) Steuerschaltung in eine Antriebssiqnalspannung umgewandelt und dann zu den

Kontakten 90 von den Kontakten 100 übertragen werden, so daß Tinte an den Düsenöffnungen ausgeschleudert wird.

Für die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform ist hervorzuheben, daß für den Schreibkopf 88, an dem die ersten Kontakte 90 höher als die Düsenöffnungen 92 angeordnet sind und der auf der Fläche 102 des Wagens 84 zu montieren ist, die zweiten Kontakte 100 am aufragenden Teil 98 an einer gegenüber der Ausführungsform von Flg. 4 noch höher gelegenen Stelle angebracht sind, weshalb auch das aufragende Teil 98 eine größere Höhe hat. Bei dieser Ausführungsform liegen also die ersten und zweiten Kontakte 90, 100 höher als die Düsenöffnungen 92, so daß die Kontakte noch besser gegen ein Verschmutzen durch an den Düsenöffnungen ausfließende Tinte geschützt sind.

Die Fig. 6 zeigt eine Ausführungsform gemäß der Erfindung, wobei eine Kehle 104 in der Bodenfläche des Schreibkopfes 88 vorgesehen ist, und diese Kehle 104 trennt die an der Bodenseite des Kopfes befindlichen ersten Kontakte 90 von den in einer Seitenfläche des Kopfes ausgebildeten Düsenöffnungen 92. Auf der oberen Fläche des Wagens 84 sind die mit den ersten Kontakten zur Anlage zu bringenden zweiten Kontakte 100 wie auch eine zur Montage des Kopfes 8 8 am Wagen 84 mit der Kehle 104 zum Eingriff kommende Barriere 106 angeordnet, wobei durch die Kehle 104 und die Barriere 106, die zwischen den Düsenöffnungen 92 sowie den ersten und zweiten Kontakten 90, 100 liegen, ein hervorragender Schutz gegen eine Verschmutzung der Kontakte durch an den Düsenöffnungen 92 abtropfende Tinte erzielt wird.

Bei der in Fig. 7 gezeigten Ausführungsform dient der Wagen 84 wieder der Lagerung des Schreibkopfes 88, der in einer Seitenfläche Düsenöffnungen 92 und an seiner Bodenfläche erste Kontakte 90 aufweist. An der oberen Fläche des

Wagens 8 4 sind zweite Kontakte 100 angebracht, und in dieser oberen Fläche 102 ist eine die Düsenöffnungen 92 von den ersten und zweiten Kontakten 90, 100 im montierten Zustand des Schreibkopfes 88 abtrennende Kehle 108 ausgestaltet. Deshalb kann an den Düsenöffnungen 92 ausfließende Tinte nicht zu den Kontakten 90 und 100 gelangen, so daß diese höchst selten oder gar nicht durch die Tinte verschmutzt werden können.

Aus dem Obigen wird deutlich, daß durch eine einfache Konstruktion, wonach die Düsenöffnungen und die elektrischen Kontakte an jeweils anderen Flächen ausgebildet und des weiteren die elektrischen Kontakte auch noch höher als die Düsenöffnungen angeordnet sind, diese Kontakte gegen ein Verschmutzen und/oder Korrodieren durch von den Düsenöffnungen abtropfende Tinte sowie gegen eine unzureichende Kontaktgabe geschützt werden können, so daß allzeit ein stabiler Tröpfchenausstoßzustand bzw. stetige Bedingungen für einen Tröpfchenausstoß eingehalten werden können.

Wenn der Schreibkopf, wie aus der Beschreibung hervorgeht, mit Düsenöffnungen sowie elektrischen Kontakten, die jeweils in verschiedenen Kopfflächen angeordnet sind, am Wagen montiert wird, so wird erfindungsgemäß eine Verschmutzung und/oder Korrosion der Kontakte durch von den Düsenöffnungen kommende Tinte verhindert, so daß eine gute Kontaktgabe und stabile Bedingungen bzw. Zustände für einen Tröpfchenausstoß allzeit gewährleistet sind.

Es wird nun ein Ausführungsbeispiel für die Art der Befestigung des in Fig. 6 gezeigten Schreibkopfes am Wagen und für die Art der Kontaktverbindung erläutert.

Wie Fig. 8 zeigt, hat der Schreibkopf 88 an seinen beiden Seitenflächen je ein Befestigungsteil 111 mit: einem Positionierloch 110, und er weist ein Rast- oder Klemmteil auf. An der oberen Fläche 102 des Wagens 84 befinden sich je eine Kopfbefestigungs-Blattfeder 113 zum Eingriff mit je einem Befestigungsteil 111 und eine Kopfbefestigungs-Blattfeder 114 zum Eingriff mit dem Rastteil 112 sowie je ein Positionierzapfen 115, die in je ein Positionierloch 110 eingreifen.

Die zweiten Kontakte 100 sind (s. auch Fig. 10) durch nach Art einer Blattfeder ausgestaltete, nach aufwärts zum Schreibkopf 88 gebogene Elemente gebildet, die mit den ersten Kontakten 90 an der Bodenseite des Schreibkopfes 88 übereinstimmen. Für die ersten Kontakte 90 kann ein elektrisches Verdrahtungsteil an einem gedruckten Schaltungssubstrat beispielsweise ausreichend geeignet sein oder es kommen Kontakte üblicher Ausgestaltung zur Anwendung. Vom Gesichtspunkt der Verhinderung einer unzureichenden Kontaktgabe ist es vorzuziehen, die zweiten Kontakte 100 aus einem Material mit Federeigenschaften, z.B. Phosphorbronze, zu fertigen, jedoch können auch andere allgemein bekannte Materialien für die zweiten Kontakte verwendet werden, wenn sie elektrisch leitfähig sind.

Um den Schreibkopf 88 an dem derart ausgestalteten Wagen 84 zu montieren, braucht der Schreibkopf lediglich von oben gegen die Kraft der Kopfbefestigungs-Blattfedern 113 und 114 abwärts gedrückt zu werden. Wenn die Positionierlöcher 110 und -zapfen 115 dann genau miteinander übereinstimmen, so werden die Befestigungsteile 111 sowie das Rastteil 112 mit den zugeordneten Blattfedern 113, 114 zum Eingriff gebracht, und damit wird auch zugleich die elektrische Verbindung fertiggestellt.

Wenngleich hier die BefestigungsteLIe und das Rastteil als in einem Stück mit dem Schreibkopf ausgebildet dargestellt wurden, so können sie auch davon getrennt und zur Befestigung am Schreibkopf ausgestaltet sein. Die einstückige Ausbildung ist jedoch vorzuziehen, da in diesem Fall ein Lösen oder eine Lageabweichung der Bauteile nicht auftreten kann.

Die Darstellungen der Fig. 9 und 10 zeigen den montierten und elektrisch verbundenen Zustand zwischen Schreibkopf 88 u nd Wagen 84.

Die Ausbildung des Positionierlochs und -zapfens kann auch umgekehrt sein.

Der in Fig. 11 gezeigte Schreibkopf wird bei dem Erfindungsqegenstand verwendet. Dieser Schreibkopf ist mit einer Düsenöffnung 10, mit einer Düsenplatte 11, mit einer Strömungskanalwand 12, mit einer Grundplatte 13 und mit einem Rnerqieerzeugungselement 14 versehen.

Bei einem Schreibkopf gemäß der Erfindung kann dessen Montage und Demontage auf einfache Weise mit Hilfe der Position ierzapfen und Blattfedern bewerkstelligt werden, und wenn die Tinte im Schreibkopf aufgebraucht ist oder Tröpfchen nicht mehr ausgeschleudert werden, so ist ein leichter, schneller Austausch möglich, um den Schreibvorgang fortzusetzen.

Durch eine derartige Ausbildung des Schreibkopfes, daß er von oben her austauschbar ist, ist der Austauschvorgang leicht und ohne Schwierigkeiten auszuführen, wobei der Schreibkopf kaum mit anderen Bauteilen, wie z.B. der Schreibwalze, zusammenstoßen oder durch andere Teile beim Austausch störend beeinflußt werden kann, während darüber

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hinaus die Kompaktheit und ein leichtes Gewicht für das Geräthauptteil vorteilhaft begünst igt. odor erreicht werden.

Die Möglichkeit der Montage und Demontage mittels nur einer Berührung, die durch den erfindungsgemäßen Schreibkopf geboten wird, versetzt einen ganz normalen Benutzer in die Lage, den Schreibkopf ohne die geringsten Schwierigkeiten auszutauschen, und das hat die weitere vorteilhafte Wirkung, daß die Stillstandszeit des Aufzeichnungsgeräts verkürzt wird.

BAD ORIGINAL

Claims

Patentansprüche

1. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf mit Düsenöffnungen zum Ausstoßen einer Flüssigkeit sowie zur Bildung fliegender Tröpfchen und mit Energieerzeugungselementen zur Entwicklung der Tröpfchen, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Kontakte (56, 90) für die Zufuhr eines elektrischen Signals zu den EnergieeiZeugungselementen (14) an einer Fläche des Aufzeichnungskopfes (52, 88) angeordnet sind, die zu einer die Düsenöffnungen (54, 92) enthaltenden Fläche unterschiedlich ist.

2. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieerzeugungselemente (14) elektro-therm:sehe Wandlerelemente sind.

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3. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch an dem Kopf (88) vorgesehene Positioniereinrichtungen (110).

4. Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungsgerät mit einem daran befestigten Flüssigkeitsstrahl-Aufzeichnungskopf, der mit dem Ausstoß einer Flüssigkeit und der Bildung fliegender Tröpfchen dienenden Düsenöffnungen sowie mit der Entwicklung der Tröpfchen dienenden Energieerzeugungselementen ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß elektrische Kontakte (56, 90) zur Zufuhr eines elektrischen Signals zu den Energieerzeugungselementen (14) an einer Fläche des Aufzeichnungskopfes (52, 88) angeordnet sind, die eine andere Fläche als die die Düsenöffnungen (54, 92) enthaltende Fläche ist, und daß am Befestigungsteil (84, 102) des Aufzeichnungsgeräts (72) elektrische Kontakte (100) vorgesehen sind, die im am Befestigungsteil montierten Zustand des Aufzeichnungskopfes mit den kopfseitigen elektrischen Kontakten (56, 90) Verbindung erhalten.

5. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch am Aufzeichnungskopf (52, 88) vorgesehene Positioniereinrichtungen (110).

6. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die kopfseitigen elektrischen Kontakte (90) an der Bodenfläche des Aufzeichnungskopfes (88) angeordnet sind, daß die gerätseitigen elektrischen Kontakte (100) an der oberen Fläche (102) des Befestigungsteils (84) angeordnet sind und daß eine die kopfsowie gerätseitigen Kontakte von den Düsenöffnungen (92) trennende Sperreinrichtung (104, 106, 108) an wenigstens

der Bodenfläche des Aufzeichnungskopfes oder der oberen Fläche des Befestigungsteils vorgesehen ist.

7. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung ein einwärts gekehltes Teil (104, 108) ist.

8. Aufzeichnungsgerät nach Anspruch 6_r dadurch gekennzeichnet, daß die Sperreinrichtung ein auswärts vorstehendes Teil (106) ist.

9. Aufzeichnungsgerät nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufzeichnungskopf (88) ein Eingriffsteil (111, 112) zu seiner Befestigung aufweist.