EP0713775A2

EP0713775A2 - Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen

Info

Publication number: EP0713775A2
Application number: EP95250260A
Authority: EP
Inventors: Stephan Günther; Ralf Kubatzki; Wolfgang Dr. Thiel; Junming Dr. Zhang
Original assignee: Francotyp Postalia GmbH
Current assignee: Francotyp Postalia GmbH
Priority date: 1994-11-25
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1996-05-29
Anticipated expiration: 2015-10-27
Also published as: DE4443244A1; DE4443244C2; US5870118A; DE59506985D1; EP0713775A3; EP0713775B1

Abstract

Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen Tintendruckmodulen in Stapelbauweise, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und mit plattenförmigen piezoelektrischen Aktoren ausgerüstet sind, deren Elektroden mit Anschlußleitungen eines Bandleiters kontaktiert sind. Der Tintendruckkopf ist für den Einsatz in kleinen schnellen Druckern vorgesehen, wobei eine größere Anzahl von Düsen benötigt werden. Es werden eine Vereinfachung des Druckkopfaufbaus und eine Verbesserung der Serviceeigenschaften angestrebt. Aufgabengemäß soll der Tintendruckkopf aus einzelnen identischen Tintendruckmodulen, deren Düsenreihen zueinander versetzt angeordnet sind, so aufgebaut sein, daß die Tintendruckmodule leicht auswechselbar sind, daß die Anzahl der Bauelemente verringert und Justieraufwand weitgehend vermieden werden. Erfindungsgemäß ist die die Anschlußleitungen 22, 23, 32, 33 umhüllende Trägerschicht 21, 31 des Bandleiters 2 und 3 im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen 1, 4 derart verstärkt und geformt, daß der erforderliche Abstand zwischen den Piezoaktoren 15, 41 und zwischen den Düsenreihen der Tintendruckmodule 1, 4 sowie eine genaue Fixierung derselben zueinander erzielt werden. Die Bandleiter 2 und 3 dienen auf diese Weise als Kontaktelement, als Distanzstück und als Justierstück für die Tintendruckmodule 1, 4. Komplizierte Gehäuse und Frontmasken entfallen damit. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung für einen Tintendruckkopf, der aus Tintendruckmodulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten und mit plattenförmigen piezoelektrischen Aktoren 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. Entsprechend dieser wesentlich größeren Druckbreite - ungefähr ein inch - ist die Anzahl untereinander anzuordnender Tintendüsen und damit auch die Anzahl der Piezoaktoren in einem Tintendruckkopf erheblich größer als bei TinUm den modernen Komfort - Klischees mit Wort- und Bildzeichen - für Frankiermaschinen mit guter Druckqualität zu erfüllen, sind Druckauflösungen von annähernd 200 dpi (drops per inch) erforderlich, das bedeutet Tintendruckköpfe mit derselben Düsen- und Piezoaktorenzahl bei einer Druckbreite von einem inch.
Wenn alle Düsen in einer einzigen Düsenreihe angeordnet wären, würde der Abstand zweier benachbarter Düsen das Druckdichtemaß t sein. Bei mehr als einem Tintendruckmodul ergibt sich das Druckdichtemaß aus dem Quotienten aus Düsenabstand eines Moduls durch Anzahl der Module. Die üblichen Düsenöffnungen liegen zwischen 40 bis 50 µm Breite. Bei einer Klischeebreite von einem inch und einer Auflösung von 200 dpi müssen hier die Justagefehler unter 10 µm gehalten werden.
Zwangsläufig werden derartige Tintendruckköpfe in Planar- beziehungsweise Stapelbauweise ausgeführt, einerseits aus Gründen der zulässigen Dimensionen und der damit zu erzielenden Packungsdichte und andererseits aus Gründen einer ökonomischen Fertigung, vergleiche auch DE 42 25 799 A1. Üblicherweise werden hierbei als Piezoaktoren Flächenschwinger eingesetzt, bei denen zwischen zwei Metallelektroden ein piezoelektrisches Material, zum Beispiel Blei-Zirkonat-Titanat (PZT), angeordnet ist. Die Trägerplatte - zugleich Membranplatte über den Tintendruckkammern - für die Piezoaktoren kann aus Glas, Keramik, Plast oder Metall bestehen.
Die Art und Weise der Anordnung der Module zueinander, um eine Druckdichte von 200 dpi zu erzielen, und der Kontaktierung der Piezoaktoren ist dabei ein wesentliches Problem.
Es ist ein Tintendruckkopf der eingangs beschriebenen Art bekannt, 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 Tintendruckkammern 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.
Zwischen den Modulen sind Abstandsteile angeordnet, die eine Tintenzuführungsöffnung und Tintendurchführungsöffnungen sowie eine Aussparung für die Piezoaktoren aufweisen. Die Abstandsteile können einteilig oder zweiteilig sein und bestehen aus demselben Material wie die Piezoaktoren.
Obwohl der Vorteil nur einer einzigen Düsenreihe unstreitig ist, ist der technologische Aufwand zur Herstellung der zueinander unterschiedlichen Module noch beträchtlich.
Für die durch mehrere Module verlaufenden Verbindungskanäle sind eine höhere Genauigkeit als die für die Tintendruckkammern und ein höherer Justieraufwand erforderlich. Die verschieden langen Verbindungskanäle bedingen zusätzliche elektronische Steuermaßnahmen.
Es ist weiterhin ein piezoelektrischer Tintendruckkopf mit einem monolithischen Piezokeramikkörper bekannt, DE 38 05 279 A1, der parallel nebeneinander angeordnete Wandler hat, wobei jeder Wandler ein planares, piezoelektrisches Antriebselement, eine Druckkammer, einen Tintenkanal und eine Düse aufweist. Die Druckkammern, die Tintenkanäle und die Düsen sind als Hohlräume im Piezokeramikkörper ausgebildet. Jedes Antriebselement weist eine äußere Elektrode, eine innere Elektrode und eine zwischen den Elektroden angeordnete aktive Piezokeramikschicht auf. Die Antriebselemente sind durch Einschnitte in der aktiven Piezokeramikschicht piezoelektrisch voneinander separiert. Die inneren Elektroden der Wandler sind elektrisch miteinander verbunden. Der elektrische Anschluß der äußeren und der inneren Elektroden erfolgt über ein Anschlußband beziehungsweise einen Bandleiter. Ein Anschluß geht an die miteinander verbundenen inneren Elektroden. Die äußeren Elektroden werden getrennt mit Anschlüssen kontaktiert. Der Piezokeramikkörper ist mit seiner Unterseite und der der Düsenfront gegenüberliegenden Seite auf einem Halterahmen befestigt. Ein Tintenanschlußstutzen und das Anschlußband sind durch Öffnungen im Halterahmen hindurchgeführt. Durch Schrägeinbau des Halterahmens in einem Gehäuse ist die Düsenreihe zur Bewegungsrichtung des Aufzeichnungsträgers geneigt und infolgedessen wird die Schreibdichte des Tintendruckkopfes erhöht, vergleiche hierzu auch GB 2 264 086 A, Fig. 3. Es können auch mehrere Halterahmen beziehungsweise Tintendruckköpfe übereinander gestapelt und gemeinsam in ein Gehäuse eingesetzt werden. Damit die Düsenreihen auf Lücke gegeneinander versetzt sind, müßten entweder die Halterahmen unterschiedlich angepaßt sein, oder das Gehäuse entsprechende Stufungen aufweisen. Der technologische Aufwand einschließlich Justieraufwand ist hierbei erheblich.
Schließlich ist noch ein Tintendruckkopf bekannt, US 4,703,333, bei dem mehrere Tintendruckmodule, die nach dem Sideshooter-Prinzip arbeiten, so geneigt hintereinander gestapelt sind, daß einerseits der Düsenbereich und andererseits der Tintenversorgungsbereich frei ist. Angepaßt an diese schuppenartige Anordnung ist ein Aufnahmerahmen mit schrägen Stufen. Um den seitlichen Versatz der Düsen zueinander zu realisieren, sind die Tintendruckmodule mit Langlöchern versehen, durch die Schrauben geführt sind, die in Gewindelöcher der Stufen eingreifen. Die Module müssen mit einer Lehre justiert und dann mittels der Schrauben arretiert werden. Das einzelne Tintendruckmodul besteht aus einer Düsenplatte, einer Tintenkanalplatte, einer Druckkammerplatte, einer Membranplatte mit Piezoaktoren und einer Deckplatte mit einer Ausnehmung für einen Bandleiter zur Kontaktierung der Piezoaktoren. In die Deckplatte ist ein Tintenzuführungskanal mit zwei Tintenanschlußbuchsen eingearbeitet.
Wie aus der Beschreibung ersichtlich ist, ist die Anzahl der Einzelteile und der Justieraufwand beträchtlich. Eine an diesen Tintendruckkopf angepaßte Reinigungs- und Dichtstation wird auf Grund der Stufung sehr kompliziert aufgebaut sein.
Zweck der Erfindung ist eine Vereinfachung des Tintendruckkopfaufbaus eine Vergrößerung des Einsatzbereiches und eine Verbesserung der Serviceeigenschaften.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung für einen Tintendruckkopf aus einzelnen identischen Tintendruckmodulen mit zueinander versetzten Düsenreihen zu schaffen, bei der die Tintendruckmodule leicht auswechselbar sind, die Anzahl der Bauelemente verringert ist und Justieraufwand weitgehend vermieden wird.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß den Patentansprüchen gelöst.
Auf Grund der vorgeschlagenen Lösung ergeben sich eine Reihe von Vorteilen.
Da der Bandleiter im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen erfindungsgemäß sowohl als Kontaktelement, als auch als Distanzstück und als Justierstück für die Tintendruckmodule ausgenutzt wird, können komplizierte Gehäuse und Frontmasken entfallen.
Es ist auch möglich, die Trägerschicht des Bandleiters im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen so auszubilden, daß diese nur als Justierstück oder nur als Distanzstück wirkt. Das könnte der Fall sein, wenn modifizierte Tintendruckmodule zum Einsatz kommen. Die Konfektionierung der Bandleiterenden einschließlich Bestückung mit Treiberschaltkreisen für die Piezoaktoren und mit einem Steckverbinder außerhalb des Bereiches zwischen den Tintendruckmodulen kann entsprechend den gewünschten Vorgaben bereits beim Hersteller der Bandleiter erfolgen.
Der Düsenreihenversatz zwecks Erzielung der gewünschten Druckdichte wird ausschließlich mittels der Anschlagstücke der Trägerschicht der Bandleiter realisiert, somit können die Tintendruckmodule völlig identisch aufgebaut sein. Beispielsweise beträgt der Versatz t bei drei Tintendruckmodulen von Modul zu Modul ein Drittel des Düsenöffnungsabstandes eines Moduls. Wenn der Bandleiter mit dem vorhergehenden Tintendruckmodul fluchtet, sind die dem nachfolgenden Tintendruckmodul zugewandten Anschlagstücke gegenüber einer definierten Seitenkante des Tintendruckmoduls um das Druckdichtemaß t weiter versetzt, als die zugeordneten angepaßten Ausnehmungen im nachfolgenden Tintendruckmodul.
Einander entgegengerichtete Anschlagstücke der den Versatz benachbarter Tintendruckmodule bestimmenden Trägerschicht sind in gleicher Richtung parallel zur Frontkante um das Druckdichtemaß t zueinander versetzt. Auf diese Weise ist es möglich, für Tintendruckköpfe mit unterschiedlicher Anzahl der Düsen beziehungsweise der Tintendruckmodule die gleichen Druckmodule zu verwenden. Der erforderliche Versatz ist dann allein über den Versatz der Anschlagstücke realisierbar.
Die Ausnehmungen für die Anschlagstücke in den Tintendruckmodulen sind tiefenmäßig bis in die Düsenebene erstreckt. Die Anschlagstücke liegen in diesen Ausnehmungen mit ihren Deckflächen an. Der Abstand s zwischen zwei Düsenebenen wird ausschließlich durch den Abstand der Deckflächen einander entgegengerichteter Anschlagstücke einer Trägerschicht bestimmt. Die Genauigkeit der Distanzierung benachbarter Düsenebenen ist über die genaue Einhaltung der Deckflächendistanz der genannten Anschlagstücke einstellbar.
Werden die Anschlagstücke durch bloße partielle Verdickung der Trägerschicht gebildet, so kann die erforderliche Genauigkeit bereits in der Guß- beziehungsweise Preßform erzeugt werden.
Bestehen die Anschlagstücke aus einem anderen Material, wie Keramik oder Metall, so ist bei entsprechender Gestaltung einer Klebeform gleichfalls über die Gestaltung des Klebewerkzeuges und die Variation der Klebeschicht die gewünschte Genauigkeit realisierbar.
Die Ausnehmungen in den Tintendruckmodulen können bereits bei der Herstellung der einzelnen Platten des Tintendruckmoduls mittels Läserätzen oder Stanzen eingebracht werden.
Da die Tintendruckmodule und die dazwischen liegenden Bandleiterenden nur übereinander gestapelt sind und dann kraftschlüssig zusammengehalten werden, ist eine leichte Auswechslung der Module möglich. Außerdem liegen damit gut prüfbare Einheiten vor. Das gestattet eine effektive Prüfung im Fertigungsprozeß - damit eine Erhöhung der Ausbeutungsrate der Tintenkopffertigung - und einen besseren Service. Das ist durchaus von Bedeutung zumal die Tintendruckmodule mit ihren vielen Düsenöffnungen immer noch kostspielige Bauteile sind.
Die Montage und Kontaktierung der Piezoaktoren wird auf Grund der einstückigen kammartigen Ausführung und Erstreckung aller Elektroden in eine Ebene vereinfacht. Die Herstellung der Piezokämme kann in einfacher Weise so erfolgen, indem zunächst in eine Vierkantstange aus Piezomaterial die Zahnstruktur eingesägt wird. Anschließend werden dann die Piezokämme in Form von Scheiben abgesägt.
Die Kontaktierung mit den freiliegenden Enden der Anschlußleitungen kann mittels eines niedrig schmelzenden Lotes, wie Indium, erfolgen.
Die Erfindung wird nachfolgend am Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:

Fig. 1: Eine Explosivdarstellung eines Tintendruckkopfes aus zwei Tintendruckmodulen,
Fig. 2: eine perspektivische Ansicht eines aus drei Tintendruckmodulen zusammengefügten Tintendruckkopfes,
Fig. 3: eine Ansicht gemäß Schnitt AA' nach Fig. 2,
Fig. 4: eine Draufsicht auf einen Bandleiter 2 im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen 1 und 4,
Fig. 5: eine Draufsicht auf einen Bandleiter 3 im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen 1 und 4.

Die Figuren sind zur Erleichterung der Darstellung schematisiert gezeichnet.
Gemäß Fig. 1 besteht ein Tintendruckkopf aus zwei identischen Tintendruckmodulen 1, 4 und vier denselben zugeordneten Bandleitern 0, 2, 3, 5, von denen die identisch sind, die der gleichen Tintendruckmodulseite zugeordnet sind.
Das erste Tintendruckmodul 1 ist aus einer ersten Deckplatte 12, einer Mittelplatte 13 und einer zweiten Deckplatte 14 zusammengesetzt. Die Platten können mittels Kleben oder thermischem Diffusionsbonden miteinander verbunden sein.
Die Deckplatten 12, 14 sind in ihrer der Mittelplatte 13 zugewandten Fläche mit Tintendruckkammern 123, 143, Tintenkanälen 124, 144, Düsenkanälen 126, 146 sowie Tintenversorgungskanälen 125, 145 versehen, siehe auch Fig. 3.
Alle Düsenöffnungen 147 des Tintendruckmoduls 1 verlaufen in einer Reihe in der zweiten Deckplatte 14. Zu diesem Zweck sind die Düsenkanäle 126 von der ersten Deckplatte 12 durch die Mittelplatte 13 als Düsenkanäle 132 und weiter bis zu den Düsenkanälen 146 in der zweiten Deckplatte 14 geführt und enden dort als Düsenöffnungen 147. Pro Tintendruckmodul 1, 4 sind in diesem Fall sechzehn Düsenöffnungen 147, 447 vorgesehen. Ein reales Tintendruckmodul wird allerdings 64 Düsenöffnungen aufweisen.
Auf den Außenflächen der Deckplatten 12, 14 sind im Bereich über den Tintendruckkammern 123, 143 Piezoaktoren 11, 15 aufgesetzt, jeweils über jeder Tintendruckkammer ein Piezoaktor. Die Deckplatten 12, 14 sind in den Bereichen über den Tintendruckkammern 123, 143 zwangsläufig dünner und wirken dort als Membran. Deshalb ist auch die Bezeichnung Membranplatte zutreffend. Eine Alternative wäre, die Deckplatten als dünne glatte Membranplatte zu gestalten und alle Strukturen in die Mittelplatte zu verlagern.
Zwecks Erleichterung der Herstellung, Montage- und Kontaktierung sind die Piezoaktoren 11, 15 in Form eines Kammes ausgeführt, dessen Rücken als inaktiver Bereich und dessen Zinken als aktiver Bereich einer Piezoschicht 113, 153 ausgebildet sind. Jeder Zinken stellt einen einzelnen Piezoaktor dar, dessen Grund- und Deckfläche mit Elektroden 111, 112, 151, 152 belegt sind. Eine Elektrode 112, 152 ist als gemeinsame Elektrode aller Piezoaktoren 11, 15 über eine Stirnfläche beziehungsweise den Kammrücken in den inaktiven Bereich der Gegenseite erstreckt. Dadurch kann die Kontaktierung von einer Seite aus erfolgen. Da die Piezoaktoren 11, 15 einerseits in einem Bauteil vereint und andererseits zueinander auf Kammerabstand distanziert sind, wird eine aufwendige Einzelaufbringung und Ausrichtung über den Tintendruckkammern 123, 143 vermieden. Das Bauteil kann als Ganzes über vorher aufgebrachten Markierungszeichen aufgeklebt werden.
Die Elektroden 111, 112, 151, 152 sind mittels eines niedrig schmelzenden Lotes, wie Indium, mit zugeordneten freiliegenden Anschlußleitungen 02, 03, 22, 23 der Bandleiter 0, 2 verbunden, siehe auch Fig. 4 und 5.
Die unmittelbar am Tintendruckmodul 1 anliegenden Bandleiter 0,2 sind so gestaltet, daß diese einerseits mit dem ersten Tintendruckmodul 1 fluchten -gleichbedeutend, daß Anschlagstücke und zugeordnete Ausnehmungen in dem Modul gleich positioniert sind bezogen auf eine definierte Seitenkante B-, andererseits zum folgenden zweiten Tintendruckmodul 4 ein Versatz um das Druckdichtemaß t bewirkt wird, siehe auch Fig. 2, 4 und 5. Die Dicke der Bandleiter 2 und 3 sowie 5 und 6 ist so bemessen, daß zwischen den Tintendruckmodulen 1 und 4 sowie 4 und 5 mit ihren aufgesetzten Piezoaktoren 15, 41 sowie 45, 71 ein ausreichend großer Abstand besteht. Der Bandleiter 2 ist beidseitig mit Anschlagstücken 211, 212 versehen, die in zugeordnete angepaßte Ausnehmungen 313 des Bandleiters 3 sowie in Ausnehmungen 141, 422, 432 der Tintendruckmodule 1, 4 eingreifen, siehe auch Fig. 1, 3, 4 und 5.
Entsprechend ist der Bandleiter 3 beidseitig mit Anschlagstücken 311, 312 versehen, die in zugeordnete angepaßte Ausnehmungen 213 des Bandleiters 2 sowie in Ausnehmungen 142, 421, 431 der Tintendruckmodule 1, 4 eingreifen.
Im Beispiel haben die Bandleiter 2, 3 aus Gründen der vereinfachten Darstellung zwei Paar Anschlagstücke 211, 212 beziehungsweise 311, 312. Bei der praktischen Realisierung werden es zweckmäßigerweise drei Paar Anschlagstücke sein. Entsprechend würden dann zwei Gruppen der Ausnehmungen als Langloch und eine Gruppe Ausnehmungen als Zylinderloch gestaltet sein, siehe Fig. 4 und 5.
Das Anschlagstück 211 liegt mit seiner Deckfläche im Tintendruckmodul 1 an der Düsenebene 133 an. Das Anschlagstück 212 liegt mit seiner Deckfläche im Tintendruckmodul 4 an der Düsenebene 448 an. Der Parallelabstand der Deckflächen der entgegengesetzten Anschlagstücke 211, 212 eines Bandleiters 2 ist gleich dem geforderten Abstand s der Düsenebenen 133, 448 zueinander. Die Plattendicke der Bandleiter 2 und 3 ist dementsprechend so bemessen, daß der geforderte Abstand ausschließlich durch die Anschlagstücke 211, 212 bestimmt wird. Aus diesem Grund sind in Fig. 3 auch die Anschlagstücke 311, 312 des Bandleiters 3 kürzer als die des Bandleiters 2. Sie wirken in diesem Fall als Verbindungselemente. Wenn die Anschlagstücke 311, 312 mit ihren Deckflächen an den zugeordneten Düsenebenen 133, 448 anliegen sollten, müßten die Anschlagstücke 211, 212 kürzer ausgeführt werden.
Das Anschlagstück 211 ist gegenüber dem Anschlagstück 212 um die Plattendicke des Bandleiters 3 und um eine Mittelplattendicke kürzer, da es nur die Deckplatte 14 in der Ausnehmung 141 durchdringt. Das Anschlagstück 212 durchdringt den Bandleiter 3 in der Ausnehmung 313, die Deckplatte 42 in der Ausnehmung 422 und die Mittelplatte 43 in der Ausnehmung 432.
In bezug auf eine definierte Seitenkante B der Bandleiter 2, 3 und des Tintendruckmoduls 4 sind die Ausnehmungen 313, 422 und 432 um das Druckdichtemaß t weniger versetzt, als das Anschlagstück 212 am Bandleiter 2. Der Abstand der Ausnehmungen 313, 422 und 432 zur Seitenkante B beträgt in diesem Fall das Maß c beziehungsweise d. Entsprechend ist der Abstand der Anschlagstücke 212 c + t beziehungsweise d + t. Der Abstand der Ausnehmungen 142, 213 zur Seitenkante B beträgt c beziehungsweise d und der Abstand der zugeordneten Anschlagstücke 311 ist c - t beziehungsweise d - t. Das gilt analog für alle übrigen Bandleiter und Module.
Auf diese Weise ist die erste Düsenöffnung 447 des zweiten Tintendruckmoduls 4 gegenüber der ersten Düsenöffnung 147 des ersten Tintendruckmoduls 1 um das Druckdichtemaß t versetzt und entsprechend auch die anderen Düsenöffnungen 447.
Der Bandleiter O ist mit einer Ausnehmung 014 für die Piezoaktoren 11 versehen. Seine Anschlagstücke 012 greifen in zugeordnete angepaßte Ausnehmungen 121 und 131 des Tintendruckmoduls 1 ein. Der Bandleiter 2 ist mit einer Ausnehmung 214 für die Piezoaktoren 15 versehen.
Der Bandleiter 3 ist mit einer Ausnehmung 314 für die Piezoaktoren 41 versehen.
Da der Schnitt AA' gemäß Fig. 2 durch die äußerste Düsenöffnung 147 des ersten Tintendruckmoduls 1 geführt ist und die Ansicht in Richtung benachbarter Außenseite gemäß Fig. 3 dargestellt ist, ist auch nur die Verbindung vom Tintenversorgungskanal 125 über den Tintenkanal 124 zur Tintendruckkammer 123, den Düsenkanal 126, den Düsenkanal 132, den Düsenkanal 146 und bis zur Düsenöffnung 147 sichtbar.
Die Tintenversorgungskanäle 125, 145 verlaufen orthogonal zu den Tintenkanälen 124, 144 und parallel zur Düsenöffnungsreihe 147.
Da alle Tintendruckmodule 1, 4, 7 identisch aufgebaut sind, und die Bandleiter 2 und 5 sowie die Bandleiter 3 und 6 gleichfalls identisch aufgebaut sind, ist eine Stapelung der Tintendruckmodule in gewünschter Weise möglich, wobei Äquidistanz und Seitenversatz der Düsenreihen gesichert sind.
Der Bandleiter 8 ist mit einer Ausnehmung 814 für die Piezoaktoren 75 versehen. Seine Anschlagstücke 811 greifen in zugeordnete Ausnehmungen 741 des dritten Tintendruckmoduls 7 ein. Ein weiteres Eingehen auf die Tintendruckmodule 4 und 7 erübrigt sich, entsprechende Angaben können der Bezugszeichenaufstellung und den Zeichnungen entnommen werden.

Verwendte Bezugszeichen

0: erster Bandleiter
01: Trägerschicht des Bandleiters 0
012: Anschlagstück an der Trägerschicht 01 für Tintendruckmodul 1
014: Ausnehmung in der Trägerschicht 01 für Piezoaktoren 11
02: Anschlußleitungen zu Einzelelektroden 111
03: Anschlußleitung zur gemeinsamen Elektrode 112

1: erster Tintendruckmodul
11: Piezoaktor/en an der Oberseite des Tintendruckmoduls 1
111: Einzelelektroden bzw. Ansteuerelektroden der Piezoaktoren 11
112: gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 11
113: Piezoschicht der Piezoaktoren 11
12: erste Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 1
121: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 12 für Anschlagstück 012
123: Tintendruckkammer/n in der Deckplatte 12
124: Tintenkanal zwischen Tintendruckkammer 123 und Tintenversorgungskanal 125
125: Tintenversorgungskanal in Deckplatte 12
126: Düsenkanal in der Deckplatte 12
13: Mittelplatte des Tintendruckmoduls 1
131: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Mittelplatte 13 für Anschlagstück 012
132: Düsenkanal in der Mittelplatte 13
133: Düsenebene im Tintendruckmodul 1
14: zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 1
141: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 14 für Anschlagstück 211
142: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 14 für Anschlagstück 311
143: Tintendruckkammer/n in der Deckplatte 14
144: Tintenkanal zwischen Tintenversorgungskanal 145 und Tintendruckkammer 143
145: Tintenversorgungskanal in Deckplatte 14
146: Düsenkanal in der Deckplatte 14
147: Düsenöffnung/en im Tintendruckmodul 1
148: Düsenebene im Tintendruckmodul 1
15: Piezoaktor/en an der Unterseite des Tintendruckmoduls 1
151: Einzelelektroden bzw. Ansteuerelektroden der Piezoaktoren 15
152: gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 15
153: Piezoschicht der Piezaktoren 15

2: zweiter Bandleiter
21: Trägerschicht des Bandleiters 2
211: Anschlagstück an der Trägerschicht 21 zum Tintendruckmodul 1
212: Anschlagstück an der Trägerschicht 21 zum Tintendruckmodul 4
213: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Trägerschicht 21 für Anschlagstück 311
214: Ausnehmung in der Trägerschicht 21 für Piezoaktoren 15
22: Anschlußleitungen zu Einzelelektroden 151
23: Anschlußleitung zur gemeinsamen Elektrode 152

3: dritter Bandleiter
31: Trägerschicht des Bandleiters 3
311: Anschlagstück an der Trägerschicht 31 zum Tintendruckmodul 1
312: Anschlagstück an der Trägerschicht 31 zum Tintendruckmodul 4
313: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Trägerschicht 31 für Anschlagstück 212
314: Ausnehmung in der Trägerschicht 31 für Piezoaktoren 41
32: Anschlußleitungen zu Einzelelektroden 411
33: Anschlußleitung zur gemeinsamen Elektrode 412

4: zweiter Tintendruckmodul
41: Piezoaktor/en an der Oberseite des Tintendruckmoduls 4
411: Einzelelektroden bzw. Ansteuerelektroden der Piezoaktoren 41
412: gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 41
413: Piezoschicht der Piezoaktoren 41
42: erste Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 4
421: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 42 für Anschlagstück 312
422: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 42 für Anschlagstück 212
423: Tintendruckkammer/n in der Deckplatte 42
424: Tintenkanal zwischen Tintendruckkammer 423 und Tintenversorgungskanal 425
425: Tintenversorgungskanal in Deckplatte 42
426: Düsenkanal in Deckplatte 42
43: Mittelplatte des Tintendruckmoduls 4
431: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Mittelplatte 43 für Anschlagstück 312
432: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Mittelplatte 43 für Anschlagstück 212
433: Düsenebene im Tintendruckmodul 4
434: Düsenkanal in der Mittelplatte 43
44: zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 4
441: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 44 für Anschlagstück 511
442: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 44 für Anschlagstück 611
443: Tintendruckkammer/n in der Deckplatte 44
444: Tintenkanal zwischen Tintendruckkammer 443 und Tintenversorgungskanal 445
445: Tintenversorgungskanal in Deckplatte 44
446: Düsenkanal in der Deckplatte 44
447: Düsenöffnung/en im Tintendruckmodul 4
448: Düsenebene im Tintendruckmodul 4
45: Piezoaktor/en an der Unterseite des Tintendruckmoduls 4
451: Einzelelektroden bzw. Ansteuerelektroden der Piezoaktoren 45
452: gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 45
453: Piezoschicht der Piezoaktoren 45

5: vierter Bandleiter
51: Trägerschicht des Bandleiters 5
511: Anschlagstück an der Trägerschicht 51 zum Tintendruckmodul 4
512: Anschlagstück an der Trägerschicht 51 zum Tintendruckmodul 7
513: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Trägerschicht 51 für Anschlagstück 611
514: Ausnehmung in der Trägerschicht 51 für Piezoaktoren 45
52: Anschlußleitungen zu Einzelelektroden 451
53: Anschlußleitung zu gemeinsamen Elektrode 452

6: fünfter Bandleiter
61: Trägerschicht des Bandleiters 6
611: Anschlagstück an der Trägerschicht 61 zum Tintendruckmodul 4
612: Anschlagstück an der Trägerschicht 61 zum Tintendruckmodul 7
613: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Trägerschicht 61 für Anschlagstück 512
614: Ausnehmung in der Trägerschicht 51 für Piezoaktoren 71
62: Anschlußleitungen zu Einzelelektroden 751
63: Anschlußleitung zur gemeinsamen Elektrode 752

7: dritter Tintendruckmodul
71: Piezoaktor/en an der Oberseite des Tintendruckmoduls 7
711: Einzelelektroden bzw. Ansteuerelektroden der Piezoaktoren 71
712: gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 71
713: Piezoschicht der Piezoaktoren 71
72: erste Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 7
721: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 72 für Anschlagstück 612
722: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 72 für Anschlagstück 512
723: Tintendruckkammer/n in der Deckplatte 72
724: Tintenkanal zwischen Tintendruckkammer 723 und Tintenversorgungskanal 725
725: Tintenversorgungskanal in Deckplatte 72
726: Düsenkanal in Deckplatte 72
73: Mittelplatte des Tintendruckmoduls 7
731: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Mittelplatte 73 für Anschlagstück 612
732: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Mittelplatte 73 für Anschlagstück 512
733: Düsenebene im Tintendruckmodul 7
734: Düsenkanal in der Mittelplatte 73
74: zweite Deckplatte bzw. Membranplatte des Tintendruckmoduls 7
741: Bohrung bzw. Ausnehmung in der Deckplatte 74 für Anschlagstück 811
743: Tintendruckkammer/n in der Deckplatte 74
744: Tintenkanal zwischen Tintendruckkammer 743 und Tintenversorgungskanal 745
745: Tintenversorgungskanal in Deckplatte 74
746: Düsenkanal in der Deckplatte 74
747: Düsenöffnung/en im Tintendruckmodul 7
748: Düsenebene im Tintendruckmodul 7
75: Piezoaktor/en an der Unterseite des Tintendruckmoduls 7
751: Einzelelektroden bzw. Ansteuerelektroden der Piezoaktoren 75
752: gemeinsame Elektrode der Piezoaktoren 75
753: Piezoschicht der Piezoaktoren 75

8: sechster Bandleiter
81: Trägerschicht des Bandleiters 8
811: Anschlagstück an der Trägerschicht 81 zum Tintendruckmodul 7
814: Ausnehmung in der Trägerschicht 81 für Piezoaktoren 75
82: Anschlußleitungen zu Einzelelektroden 751
83: Anschlußleitung zur gemeinsamen Elektrode 752

B: definierte Seitenkante der Tintendruckmodule 1,4,7 sowie der Bandleiter 0,2,3,5,6,8
a: Abstand der Ausnehmung 214 zur Frontkante
b: Abstand der Ausnehmung 314 zur Frontkante
c: Abstand der einen Gruppe der Ausnehmungen 213,313 und der Abstandsstücke 211,312 zur definierten Seitenkante B
d: Abstand der anderen Gruppe der Ausnehmungen 213,313 und der Abstandsstücke 211, 312 zur definierten Seitenkante B

s: Düsenebenenabstand
t: Druckdichtemaß (dpi = drops per inch)

Claims

Anordnung für einen Tintendruckkopf, der aus einzelnen Tintendruckmodulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten, deren Düsenreihen zueinander auf Lücke versetzt sind und die mit plattenförmigen Piezoaktoren ausgerüstet sind, deren Elektroden mit Anschlußleitungen eines Bandleiters kontaktiert sind, die in einer diese umhüllende Trägerschicht eingebettet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21,31) des Bandleiters (2,3) im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen (1,4) derart verstärkt und geformt ist, daß diese als Distanzstück zur Wahrung des erforderlichen Abstandes zwischen den identischen benachbarten Tintendruckmodulen (1,4) und als Justierstück zur genauen Fixierung der Tintendruckmodule (1,4) und deren Versatz gegeneinander ausgebildet ist.
Anordnung für einen Tintendruckkopf, der aus einzelnen Tintendruckmodulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten, deren Düsenreihen zueinander auf Lücke versetzt sind und die mit plattenförmigen Piezoaktoren ausgerüstet sind, deren Elektroden mit Anschlußleitungen eines Bandleiters kontaktiert sind, die in einer diese umhüllende Trägerschicht eingebettet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21,31) des Bandleiters (2,3) im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen (1,4) derart verstärkt und geformt ist, daß diese als Distanzstück zur Wahrung des erforderlichen Abstandes zwischen den identischen benachbarten Tintendruckmodulen (1,4) ausgebildet ist.
Anordnung für einen Tintendruckkopf, der aus einzelnen Tintendruckmodulen in Stapelbauweise zusammengesetzt ist, die nach dem Edge-Shooter-Prinzip arbeiten, deren Düsenreihen zueinander auf Lücke versetzt sind und die mit plattenförmigen Piezoaktoren ausgerüstet sind, deren Elektroden mit Anschlußleitungen eines Bandleiters kontaktiert sind, die in einer diese umhüllende Trägerschicht eingebettet sind,
dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21,31) des Bandleiters (2,3) im Bereich zwischen den Tintendruckmodulen (1,4) derart verstärkt und geformt ist, daß diese als Justierstück zur genauen Fixierung der Tintendruckmodule (1,4) und deren Versatz gegeneinander ausgebildet ist.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21,31) beidseitig mit Anschlagstücken (211,212,311,312) versehen ist, die in zugeordnete angepaßte Ausnehmungen (121,131,141,142,421,431,432,441,442) einander benachbarter Tintendruckmodule (1,4) eingreifen.
Anordnung nach Anspruch 1,2 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211,212 oder 311,312) einer Trägerschicht (21 oder 31) in den Tintendruckmodulen (1,4) an der Düsenebene (133,148, beziehungsweise 433,448) anliegen und der Abstand der Deckflächen entgegengerichteter Anschlagstücke (211,212 oder 311,322) einer Trägerschicht (21 oder 31) eines Bandleiters (2 oder 3) gleich ist dem geforderten Abstand (s) der Düsenebenen (133 beziehungsweise 148,433 beziehungsweise 448) benachbarter Tintendruckmodule (1,4).
Anordnung nach Anspruch 1,3 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die den Versatz bestimmende Trägerschicht (21) mit dem ersten Tintendruckmodul (1) fluchtet und die benachbarte Trägerschicht (31) mit dem folgenden zweiten Tintendruckmodul (4) fluchtet und daß die letzteren beiden zugewandten Anschlagstücke (212) der Trägerschicht (21) in zugeordnete angepaßte Ausnehmungen (313 sowie 422,432) eingreifen, die in bezug zu einer definierten Seitenkante (B) gegenüber den Anschlagstücken (212) um das Druckdichtemaß (t) versetzt sind.
Anordnung nach Anspruch 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß einander entgegengerichtete Anschlagstücke (211,212) der den Versatz benachbarter Tintendruckmodule (1,4) bestimmenden Trägerschicht (21) in gleicher Richtung parallel zur Frontkante um das Druckdichtemaß (t) und orthogonal dazu zueinander versetzt sind.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 4 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschichten (21,31) der Bandleiter (2,3) mit Ausnehmungen (213,313) für die zugeordneten Anschlagstücke (311,212) und mit Ausnehmungen (214,314) für die zugeordneten Piezoaktoren (15,41) versehen sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211,212,311,312) durch Verdickung und Formung der Trägerschicht (21,31) gebildet sind.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211,212,311,312) aus Keramikmaterial bestehen.
Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211,212,311,312) aus Metall bestehen.
Anordnung nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagstücke (211,212,311,312) auf die Trägerschicht (21,31) aufgeklebt sind.
Anordnung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21,31) aus einem Konstruktionswerkstoff, wie Kapton, besteht.
Anordnung nach 1 bis 3 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägerschicht (21,31) des Bandleiters (2,3) im Bereich über den Piezoaktoren (11,15,41,45) entfernt ist und die somit freiliegenden Anschlußleitungen (02,03,22,23,32,33) mit den zugeordneten Elektroden (111,112,151,152,411,412,451,452) der Piezoaktoren (11,15,41,45) verbunden sind.
Anordnung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußleitungen (02,03,22,23,32,33) mit den zugeordneten Elektroden (111,112,151,152,411,412,451,452) mittels eines niedrig schmelzenden Lotes, wie Indium, verbunden sind.